新能源汽車電動空調、轉向和制動系統(tǒng)檢修：15 教學課件-任務三 EPS通信故障檢修

EPS通信故障檢修任務三2一、情境導入目錄二、任務布置三、教學目標四、背景知識五、任務實施六、任務考核七、任務總結一、情境導入

一輛2018款吉利帝豪EV450電動汽車出現(xiàn)EPS指示燈常亮故障。你知道EPS系統(tǒng)的組成和工作原理嗎？會EPS系統(tǒng)典型故障的診斷與排除方法嗎？3二、任務布置4EPS系統(tǒng)檢修導引圖三、教學目標知識目標：掌握轉角傳感器、轉矩傳感器工作原理；掌握電動助力轉向系統(tǒng)常見故障診斷及檢修流程。能力目標：能進行轉角傳感器檢修；能進行電動助力轉向柱管總成的更換；能進行EPS通信故障檢修。素質目標能嚴格按照維修規(guī)范進行操作；培養(yǎng)學生養(yǎng)成自主學習能力、團隊協(xié)作精神；嚴格執(zhí)行6S標準。56四、背景知識轉向系四、背景知識74.1電動助力轉向系統(tǒng)概述

電動助力轉向系統(tǒng)（ElectricPowerSteering，EPS）是一種直接依靠電動機提供輔助轉矩的動力轉向系統(tǒng)。該系統(tǒng)僅僅控制電動機電流的方向和幅值，不需要復雜的控制機構；還可以根據(jù)不同的使用工況控制電動機提供不同的輔助動力，滿足人們對駕駛輕便性的要求。ECU根據(jù)轉矩傳感器的轉矩信號、轉向盤轉角信號和車速信號，調節(jié)電機的轉向助力轉矩，替代了液壓助力系統(tǒng)，避免了復雜的液壓助力系統(tǒng)及其所對應的所有故障，并使系統(tǒng)總重減輕了25%，降低了油耗和維修費用，因此EPS系統(tǒng)會逐漸取代液壓轉向助力系統(tǒng)。1.EPS組成及特點8四、背景知識4.1電動助力轉向系統(tǒng)概述1.EPS組成及特點92.EPS工作原理四、背景知識EPS-ECU接受轉向盤的轉向轉矩信號、轉向盤轉角信號和車速信號的高低及發(fā)動機轉速信號，判斷EPS系統(tǒng)是否投入工作，在發(fā)動機熄火情況下EPS停止工作。經(jīng)過判斷和處理后，根據(jù)事先存儲器中確定好的助力特性，確定和輸出助力轉矩電流大小和方向（助力電機的正反轉，工作時間和工作頻率）。低速時助力作用大，轉向輕便；高速時減小助力，以提高路感和操縱穩(wěn)定性。4.1電動助力轉向系統(tǒng)概述104.2轉矩傳感器原理與檢修四、背景知識1.磁電式轉矩傳感器在輸出軸極靴上分別繞有A、B、C、D四個線圈，轉向盤處于中間位置（直線行駛）時，扭桿的縱向對稱面正好處于圖示輸出軸極靴AC、BD的對稱面上。當在U、T兩端加上連續(xù)的輸入脈沖電壓信號Ui時，由于通過每個極靴的磁通量相等，所以在V、W兩端檢測到的輸出電壓信號Uo=0。轉向時，由于扭桿和輸出軸極靴之間發(fā)生相對扭轉變形，極靴A、D之間的磁阻增加，B、C之間的磁阻減少，各個極靴的磁通量發(fā)生變化，于是在V、W之間出現(xiàn)了電位差。其電位差與扭桿的扭轉角和輸入電壓Ui成正比。所以通過測量V、W兩端的電位差就可以測量扭桿的扭轉角，也就可以計算出轉向盤施加的轉矩。114.2轉矩傳感器原理與檢修四、背景知識2.磁阻式轉矩傳感器磁阻式轉矩傳感器輸入軸上裝有多極磁環(huán)，輸出軸上裝有磁阻元件MRE，兩者用扭力桿彈性連接，可相對角位移。轉向時扭力桿變形，多極磁環(huán)旋轉，引起磁通的變化，使磁阻元件的阻值發(fā)生變化，因而輸出電壓發(fā)生變化，它就是轉向助力的度量值，此信號輸出給ECU。123.豐田卡羅拉轉矩傳感器檢修4.2轉矩傳感器原理與檢修四、背景知識根據(jù)車速信號和內置于轉向柱總成的扭矩傳感器信號，動力轉向ECU決定輔助動力的方向和大小。從而在低速行駛時控制轉向力矩變小，在高速行駛時控制轉向力矩適度增大。主要組成有：（a）動力轉向ECU：根據(jù)來自扭矩傳感器的轉向扭矩信號和來自防滑控制ECU的車速信號，動力轉向ECU計算輔助動力。（b）扭矩傳感器：扭矩傳感器檢測方向盤轉動時產(chǎn)生轉向力矩，并將其轉換為電信號。（c）動力轉向電動機：動力轉向發(fā)動機由動力轉向ECU的電流激活，并產(chǎn)生扭矩以輔助轉向力矩。133.豐田卡羅拉轉矩傳感器檢修4.2轉矩傳感器原理與檢修四、背景知識檢修步驟1：讀取檢測儀上的值(a)將點火開關置于OFF位置。(b)將智能檢測儀連接到DLC3。(c)將點火開關置于ON(IG)位置并接通智能檢測儀。(d)進入以下菜單項：Chassis/EMPS/DataList。(e)選擇數(shù)據(jù)表中的“TorqueSensor1Output”和“TorqueSensor2Output”項，并讀取智能檢測儀上的顯示值。143.豐田卡羅拉轉矩傳感器檢修4.2轉矩傳感器原理與檢修四、背景知識檢修步驟2：檢查動力轉向ECU（輸出）(a)將點火開關置于ON(IG)位置。(b)測量電壓，：檢測儀連接a1-6（TRQV）至a1-8（TRQG）端口，標準電壓為值為7.5至8.5V。如果異常，更換動力轉向ECU；正常，轉入步驟3。153.豐田卡羅拉轉矩傳感器檢修4.2轉矩傳感器原理與檢修四、背景知識步驟3：檢查轉向柱總成（扭矩傳感器）(a)將點火開關置于ON(IG)位置。(b)根據(jù)下表中的值測量電壓。164.3轉角傳感器原理與檢修四、背景知識1.轉角傳感器類型與電路圖各種角度傳感器在原則上都可用于檢測方向盤角度。常用的轉向輪角度傳感器有光電式、磁阻式和Halle霍爾式。轉向角傳感器有四個端口，一條電源供電，一條接地，兩條通信線CANH、CANL，向CAN通信系統(tǒng)（豐田卡羅拉）或EPS模塊（吉利帝豪EV450）提供轉角信號。172.光電式轉角傳感器4.3轉角傳感器原理與檢修四、背景知識以大眾車系為例，該傳感器在轉向柱鎖開關和方向盤之間的轉向柱上，安全氣囊的帶滑環(huán)的回位環(huán)集成在該傳感器內且位于該傳感器下部。其作用是將方向盤的轉角信息傳遞給ESP-ECU電控單元。角度變化范圍為±720°，也就是方向盤轉四圈。182.光電式轉角傳感器該傳感器通過光柵原理測量角度，基本構件有：?光源（a）；?編碼盤（b）；?光學傳感器（c+d）；?計數(shù)器（e），用于傳遞轉動的圈數(shù)。編碼盤由兩個環(huán)構成，一個是絕對環(huán)，一個是增量環(huán)，每個環(huán)由兩個傳感器進行掃描；4.3轉角傳感器原理與檢修四、背景知識19為簡化結構，將兩個帶孔的蔽光框單獨展示，其中：（1）是增量蔽光框，（2）是絕對蔽光框。在兩個蔽光框之間有光源（3），其外側是光學傳感器（4+5）。如果光透過縫隙照到傳感器上，就會產(chǎn)生一個電壓信號；如果光源被遮住，這個電壓信號就消失了。如果移動蔽光框，就會產(chǎn)生兩個不同的電壓：增量傳感器傳送一個均勻的信號，這個因為間隙是均勻分布的；絕對傳感器傳送一個不均勻信號，這是因為間隙是不均勻分布的。對比這兩個信號，就可計算出蔽光框移動的距離，于是就可以確定部件運動的絕對起始點和轉過的角度。2.光電式轉角傳感器4.3轉角傳感器原理與檢修四、背景知識203.LWS3型磁阻式方向盤角度傳感器通過測量2個齒輪的角度就可得到方向盤在4整圈的角度信號。2個齒輪是由轉向軸上的一個齒輪驅動，2個齒輪相差1個齒。這樣，從2個齒輪的1對角度值就可知道方向盤每個可能的位置。1——轉向軸；2——AMR傳感器；3——m個齒的齒輪；4——信號處理電路；5——磁鐵；6——n個齒的齒輪，n>m；7——m+1個齒的齒輪。4.3轉角傳感器原理與檢修四、背景知識214.3轉角傳感器原理與檢修四、背景知識4.Halle轉角傳感器Halle轉角傳感器是一種扭矩轉角傳感器（TorqueandAngleSensor，TAS），既可以測轉矩，也可以測方向盤轉角，廣泛應用到EPS系統(tǒng)中。TAS的扭矩檢測功能，其本質上還是一個轉角傳感器，TAS與扭桿組裝在一起構成扭矩傳感器總成；方向盤轉動時，扭桿與扭矩傳感器的上半部分與下半部分存在一個相對偏轉角，TAS就是通過檢測這個相對轉角來測量方向盤力矩的。224.Halle轉角傳感器4.3轉角傳感器原理與檢修四、背景知識Halle轉角傳感器是一種霍爾式非接觸式扭矩轉角傳感器，顯然如果要利用霍爾效應產(chǎn)生電動勢，需要以下幾個條件：（a）磁場（可以是永磁體生磁，也可以是電生磁）；（b）半導體薄片（霍爾元件）；（c）半導體薄片上通過一個電流。其結果為：在半導體薄片上與磁場和電流平面垂直的方向產(chǎn)生一個電勢，該電勢大小與磁場方向及電流大小有關。最大的創(chuàng)新在于：完全拋棄永磁體，通過在PCB上的印制線路形成電感線圈，在線圈兩端施加電壓以后即在空中形成hall效應所需要的磁場。234.3轉角傳感器原理與檢修四、背景知識4.Halle轉角傳感器檢測的機理為，兩個轉子分別檢測40°信號（以40°為周期）和20°信號（以20°為周期），每一個轉子實際上有三組相位互差120°的線圈，三組線圈同時接入感知芯片中，見圖20。通過協(xié)議發(fā)送給ECU的信號是20°傳感器和40°傳感器所感測到的絕對轉角信號，在ECU內部通過一定的算法將兩個絕對轉角信號做同步處理及冗余校驗后相減才能得到相對轉角信號-即扭桿偏轉角。同時，Hella提供的傳感器扭矩信號還有PWM版本，即把同步處理和冗余校驗的工作放在傳感器內部完成了，無需ECU來做此工作。24五、任務實施任務：轉角傳感器檢修25五、任務實施任務7.5.2

轉角傳感器檢修1.轉角傳感器檢修-任務描述-故障代碼吉利EV450車型EPS系統(tǒng)轉角傳感器或扭矩傳感器故障代碼有：0x600B（轉向扭矩傳感器信號1計算故障、轉向扭矩傳感器信號1不穩(wěn)定故障、轉向扭矩傳感器信號1比較故障）；0x600C（轉向扭矩傳感器信號2不穩(wěn)定故障）；0x5B00（轉向角度傳感器信號計算故障、轉向角度傳感器信號比較故障、轉向角度傳感器信號不穩(wěn)定故障、未正確安裝轉向角度傳感器故障和未匹配轉向角度傳感器故障等）。26五、任務實施任務7.5.2

轉角傳感器檢修2.轉角傳感器檢修-資訊收集-電路圖27任務7.5.2

轉角傳感器檢修2.轉角傳感器檢修-資訊收集-端口定義端子號端子定義顏色1

2VCAN-HGr3

4

5IG1W/G6VCAN-LL/WIP35aEPS模塊線束連接器五、任務實施28任務7.5.2

轉角傳感器檢修3.轉角傳感器檢修-方案制定五、任務實施29任務7.5.2

轉角傳感器檢修4.轉角傳感器檢修-方案實施-檢修步驟診斷步驟名稱診斷部位診斷方法1.用診斷儀訪問EPS控制單元

A.操作啟動開關使電源模式至ON；B.連接故障診斷儀，讀取故障代碼；C.確認系統(tǒng)是否存在故障代碼；診斷思路：是，優(yōu)先排除故障碼指示故障；否，轉至步驟2。2.檢查蓄電池

A.操作啟動開關使電源模式至ON；B.測量蓄電池電壓，電壓標準值：11-14VC.確認電壓是否符合標準值；診斷思路：否，蓄電池充電或檢查充電系統(tǒng)；是，轉至步驟3。3.檢查EPS線束模塊控制連接器

檢查線束連接器是否正確連接；診斷思路：否，正確連接線束；是，轉至步驟4。五、任務實施30任務7.5.2

轉角傳感器檢修4.轉角傳感器檢修-方案實施-檢修步驟診斷步驟名稱診斷部位診斷方法4.檢查EPS線束模塊連接器的端子電壓

A.測量EPS線束連接器IP36的1號端子與車身接地之間的電壓。準電壓值：11-14VB.確認電壓是否符合標準值；診斷思路：否，檢查或更換線束或連接器；是，轉至步驟5。5.檢查EPS控制模塊線束連接器（接地端子導通性）

A.將測量EPS線束連接器IP37端子1與車身之間的電阻，電阻標準值：小于1Ω；B.確認電阻是否符合標準值；診斷思路：否，修理或更換線束或連接器；是，轉至步驟6。五、任務實施31任務7.5.2

轉角傳感器檢修4.轉角傳感器檢修-方案實施-檢修步驟6.檢查EPS控制模塊與方向盤扭矩傳感器之間的線路

A.操作啟動開關使電源模式至OFF狀態(tài)；B.測量EPS控制模塊與方向盤扭矩輸入傳感器之間線路的電阻，電阻標準值：小于1Ω；C.確認電阻是否符合標準值。診斷思路：否，修理或更換線束或連接器；是，轉至步驟7。7.檢查EPS控制模塊與轉向角傳感器之間線路

A.操作啟動開關使電源模式至OFF狀態(tài)；B,斷開蓄電池負極電纜；C.從轉向角傳感器上斷開IP41a；D.從EPS控制模塊上斷開IP35a；E.測量IP41a端子2和IP35a端子2之間的電阻值，標準電阻：小于1Ω；F.測量IP41a端子1和IP35a端子6之間的電阻值，標準電阻：小于1Ω；G.確認測量值是否符合標準。診斷思路：否，修理或更換線束；是，轉至步驟8。診斷步驟名稱診斷部位診斷方法五、任務實施328.更換方向盤扭矩傳感器

A.更換方向盤扭矩傳感器；B.操作啟動開關使電源模式至ON，確認EPS正常。診斷思路：是，系統(tǒng)正常；否，轉至步驟9。9.更換方向盤轉角傳感器

A.更換方向盤轉角傳感器，要更換時鐘彈簧；B.操作啟動開關使電源模式至ON，確認EPS正常。診斷思路：是，系統(tǒng)正常；否，轉至步驟1010.更換EPS控制模塊

A.操作啟動開關使電源模式至OFF狀態(tài)；B.斷開蓄電池負極電纜；C.更換EPS控制模塊；D.確認系統(tǒng)是否正常；診斷思路：是，系統(tǒng)正常，轉至步驟11。11.轉角傳感器標定

A.將轉向盤轉至正前方位置；B.連接故障診斷儀；C.操作啟動開關，使電源模式至ON狀態(tài)；D.轉向盤轉角傳感器標定（偏移量調零）。E.查看轉向角傳感器標定結果：發(fā)送查看指令，返回標定指令執(zhí)行結果。任務7.5.2

轉角傳感器檢修4.轉角傳感器檢修-方案實施-檢修步驟診斷步驟名稱診斷部位診斷方法五、任務實施335.轉角傳感器檢修-檢查控制五、任務實施任務7.5.2

轉角傳感器檢修工具：維修手冊；學生手冊；萬用表；34五、任務實施6.轉角傳感器檢修-評價反思任務7.5.2

轉角傳感器檢修邏輯思維條理性：維修作業(yè)規(guī)范性：35五、任務實施7.5.3EPS通信故障檢修1.EPS通信故障檢修-任務描述吉利EV450車型EPS系統(tǒng)通信故障代碼主要有：0xC001（高速CAN通信中斷故障）；0xC401（接受到ESC無效數(shù)據(jù)故障）；0xC100（同ESC通信中斷故障）；0xC402（接收到EMS無效數(shù)據(jù)故障）；0xC401（同EMS通信中斷故障）等。367.5.3EPS通信故障檢修2.EPS通信故障檢修-資訊收集-電路圖五、任務實施端子號端子定義顏色14VCAN-LL/W26VCAN-HGr377.5.3EPS通信故障檢修2.EPS通信故障檢修-資訊收集-端口定義五、任務實施端子號端子定義顏色1

2VCAN-HGr3

4

5IG1W/G6VCAN-LL/WIP35aEPS模塊線束連接器端子號端子定義顏色3PCAN-HGr/O6VCAN-HGr11PCAN-LL/B14VCAN-LL/W387.5.3EPS通信故障檢修3.EPS通信故障檢修-方案制定五、任務實施397.5.3EPS通信故障檢修4.EPS通信故障檢修-方案實施五、任務實施診斷步驟名稱診斷部位診斷方法1.用診斷儀訪問EPS模塊

A.操作啟動開關使電源模式至ON；B.連接故障診斷儀，讀取故障代碼；C.確認系統(tǒng)是否存在故障代碼；診斷思路：是，優(yōu)先排除故障碼指示故障；否，轉至步驟2。2.檢查保險絲IF23是否熔斷

A.操作啟動開關使電源模式至OFF；B.拔下保險絲IF23檢查保險絲是否熔斷，保險絲額定容量：10A診斷思路：是，檢修保險絲線路，更換額定容量保險絲；是，轉至步驟3。403.檢查EPS控制單元電源

A.測量EPS線束連接器IP36的1號端子與車身接地之間的電壓。準電壓值：11-14VB.確認電壓是否符合標準值；診斷思路：否，檢查保險絲，修理或更換線束；是，轉至步驟5。4.檢查EPS線束模塊接地

A.將測量EPS線束連接器IP37端子1與車身之間的電阻，電阻標準值：小于1Ω；B.確認電阻是否符合標準值；診斷思路：否，修理或更換線束；是，轉至步驟6。7.5.3EPS通信故障檢修4.EPS通信故障檢修-方案實施五、任務實施41活動3：EPS通信故障檢修4.EPS通信故障檢修-方案實施五、任務實施5.檢查EPS控制單元IG1電路

A.操作啟動開關使電源模式至ON；B.測量IP35a端子5與車身接地電壓，電壓標準值：11-14V；C.確認電壓是否符合標準值。診斷思路：否，修理或更換線束；是，轉至步驟7。6.檢查EPS控制模塊的通信電路

A.操作啟動開關使電源模式至OFF狀態(tài)；B.斷開IP35a；C.測量EPS-IP35a端子2與診斷接口IP19端子6之間的電阻，電阻標準值：小于1Ω；D.測量EPS-IP35a端子6與診斷接口IP19端子14之間的電