案例二项目二汽车电子转向系统故障诊断与排除.pptx

汽汽汽汽车电控动力转向系统检测与维护车电控动力转向系统检测与维护车电控动力转向系统检测与维护车电控动力转向系统检测与维护适应专业适应专业:汽车运用技术、汽车电子技术、汽车检测与维修汽车运用技术、汽车电子技术、汽车检测与维修 课时：4节汽电汽电1 12 20101，汽检，汽检1 12 20 03 3 教学目教学目标标 汽车电动转向系统概述汽车电动转向系统概述 汽车电动转向结构原理汽车电动转向结构原理 汽车电动转向使用维护汽车电动转向使用维护本本次课次课主要介绍的内容有：主要介绍的内容有：电动转向电动转向系统概述系统概述 电动转向系统功能电动转向系统功能 电动转向系统种类电动转向系统种类 电电电电动转向动转向动转向动转向系统概述系统概述系统概述系统概述 在汽车的开展历程中，转向系统经历了四个开展阶段：从最初的机械式转向系统（Manual Steering，简称MS）开展为液压助力转向系统（Hydraulic Power Steering，简称HPS），然后又出现了电控液压助力转向系统（Electro Hydraulic Power Steering，简称EHPS）和电动助力转向系统（Electric Power Steering，简称EPS）。装配机械式转向系统的汽车，在泊车和低速行驶时驾驶员的转向操纵负担过于沉重，为了解决这个问题，GM公司在20世纪50年代率先在轿车上采用了液压助力转向系统。但是，液压助力转向系统无法兼顾车辆低速时的转向轻便性和高速时的转向稳定性，因此在1983年 Koyo公司推出了具备车速感应功能的电控液压助力转向系统。这种新型的转向系统可以随着车速的升高提供逐渐减小的转向助力，但是结构复杂、造价较高，而且无法克服液压系统自身所具有的许多缺点，是一种介于液压助力转向和电动助力转向之间的过渡产品。到了1988年，Suzuki公司首先在小型轿车Cervo上配备了Koyo公司研发的转向柱助力式电动助力转向系统；1990年，Honda公司也在运动型轿车NSX上采用了自主研发的齿条助力式电动助力转向系统，从此揭开了电动助力转向在汽车上应用的历史。电动转向系统功能电动转向系统功能电动转向系统功能电动转向系统功能汽车转向系统是指能够按照驾驶员的意愿，使汽车改变或恢复其行驶方向的一套专设机构，传统的转向系主要由转向操纵机构、转向器、转向传动机构三局部组成。汽车电控动力转向系统的功能就是根据各传感器的信号判断驾驶意愿和车辆状态信息，借助于液压系统的液体压力或电动机驱动力来对车轮的转向实现不同程度的助力，所以动力转向系统也称为转向助力装置。一般电控动力转向系统应满足以下要求：（1）优越的操纵性（2）适宜的转向力 （3）平顺的回正性能 （4）要有随动作用（5）减小从道路外表传来的冲击（6）工作可靠与其它转向系统相比，该系统突出的优势表达在：与其它转向系统相比，该系统突出的优势表达在：1、降低了燃油消耗；2、增强了转向跟随性；3、改善了转向回正特性；4、提高了操纵稳定性；5、提供可变的转向助力；6、采用绿色能源，适应现代汽车的要求；7、系统结构简单，占用空间小，布置方便，性能优越；8、生产线装配性好。机械式转向系统动力转向系统液压式电子操作动力转向系统电动式电子操作动力转向系统流量式操作EPS反力式操作EPS转向系统液压式动力转向系统 电动转向系统种类电动转向系统种类我们常见的助力转向有机械液压助力、电子液压助力、电动助力三种。我们常见的助力转向有机械液压助力、电子液压助力、电动助力三种。1、机械液压助力 机械液压助力是我们最常见的一种助力方式，它诞生于1902年，由英国人Frederick W.Lanchester创造，而最早的商品化应用则推迟到了半个世纪之后，1951年克莱斯勒把成熟的液压转向助力系统应用在了Imperial车系上。由于技术成熟可靠，而且本钱低廉，得以被广泛普及。机械液压助力系统的主要组成局部有液压泵、油管、压力流体操作阀、V型传动皮带、储油罐等等。这种助力方式是将一局部发动机动力输出转化成液压泵压力，对转向系统施加辅助作用力，从而使轮胎转向。2、电子液压助力 由于机械液压助力需要大幅消耗发动机动力，所以人们在机械液压助力的基础上进行改进，开辟出了更节省能耗的电子液压助力转向系统。这套系统的转向油泵不再由发动机直接驱动，而是由电动机来驱动，并且在之前的基础上加装了电控系统，使得转向辅助力的大小不光与转向角度有关，还与车速相关。机械结构上增加了液压反响装置和液流分配阀，新增的电控系统包括车速传感器、电磁阀、转向ECU等。3、电动助力 EPS就是英文Electric Power Steering的缩写，即电动助力转向系统。电动助力转向系统是汽车转向系统的开展方向。该系统由电动助力机直接提供转向助力，省去了液压动力转向系统所必需的动力转向油泵、软管、液压油、传送带和装于发动机上的皮带轮，既节省能量，又保护了环境。另外，还具有调整简单、装配灵活以及在多种状况下都能提供转向助力的特点。正是有了这些优点，电动助力转向系统作为一种新的转向技术，将挑战大家都非常熟知的、已具有50多年历史的液压转向系统。汽车电动转向系统概述汽车电动转向系统概述 汽车电动转向结构原理汽车电动转向结构原理 汽车电动转向使用维护汽车电动转向使用维护本本次课次课主要介绍的内容有：主要介绍的内容有：电动转向电动转向系统组成系统组成 电动转向系统原理电动转向系统原理 电动转向电动转向电动转向电动转向系统组成系统组成系统组成系统组成 电动助力转向系统（Electric Power Steering，缩写EPS）是一种直接依靠电机提供辅助扭矩的动力转向系统，与传统的液压助力转向系统HPS（Hydraulic Power Steering）相比，EPS系统具有很多优点。EPS主要由扭矩传感器、车速传感器、电动机、减速机构和电子操作单元（ECU）等组成。电动式EPS组成：转矩传感器车速传感器电控单元（ECU）电动机电磁离合器减速机构 电动转向系统原理电动转向系统原理 当操纵转向盘时，装在转向盘轴上的转矩传感器不断地测出转向轴上的转矩信号，该信号与车速信号同时输入到电控单元。电控单元根据这些输入信号，确定助力转矩的大小和方向，即选定电动机的电流和转向，调整转向辅助动力的大小。电动机的转矩由电磁离合器通过减速机构减速增矩后，加在汽车的转向机构上，使之得到一个与汽车工况相适应的转向作用力。液压式电控动力转向系统是在一般动力转向系统的基础上增设了操作液体流量的电磁阀、检测车辆信息的各种传感器、以及电控单元（ECU）。目前液压式EPS在轿车上应用较多，如上海群众POLO、一汽群众Audi A6等。根据操作方式不同，液压式电控动力转向系统分为流量操作式、反力操作式和阀灵敏度操作式三种形式。1）流量操作式电控液压动力转向系统 系统工作时，ECU根据车速传感器、转向角速度传感器和操作开关等信号，给旁通流量操作阀通入不同占空比的信号，以操作其开启程度，进而操作供油和回油管路之间的旁通油量，从而调整供给转向器内部的转向液的流量。当车辆高速行驶时，流过旁通流量操作阀电磁线圈上的平均电流大，阀的开度大，旁路液压油量大，油泵向转向器供油量减少，动力转向操作阀灵敏度下降（传力介质减少了），转向助力作用降低，操纵转向盘的转向力增加；反之，阀开度变小，旁路液压油量小，油泵向转向器供油量增多，转向助力作用提高，操纵转向盘的转向力减小。a a）b）轿车流量操作式轿车流量操作式EPS组成及原理组成及原理a a）组成结构组成结构 b）工作原理）工作原理2）反力操作式电控液压动力转向系统该系统的工作原理是：汽车转向时，转向盘上的转向力通过扭力杆传递给小齿轮轴。当转向力增大，扭力杆发生扭转变形时，操作阀阀套和阀芯之间将发生相对转动，于是就改变了阀套和阀芯之间油道的通、断关系和工作油液的流动方向，从而实现不同的转向助力作用。反力操作式EPS工作时，ECU根据车速的上下线性操作电磁阀的开度。（1）当车辆停驶或速度较低时，ECU使电磁线圈的通电电流增大，电磁阀开口面积增大，经分流阀分流的液压油通过电磁阀重新回流到储油箱中，所以作用于柱塞16的背压（油压反力室压力）降低。于是柱塞推动操作阀阀芯的力（反力）较小，因此只需要较小的转向力就可使扭力杆扭转变形，使转向操作阀的阀套与阀芯产生相对转动而实现转向助力作用。（2）当车辆在中、高速区域转向时，ECU使电磁线圈的通电电流减小，电磁阀开口面积减小，所以油压反力室的油压升高，作用于柱塞的背压增大，于是柱塞推动操作阀阀芯的力增大。此时需要较大的转向力才能使转向操作阀的阀套与阀芯之间作相对转动（相当于增加了扭力杆的扭转刚度）而实现转向助力作用，所以在中、高速时可使驾驶员获得良好的转向手感和转向特性。反力操作式EPS具有较大的选择转向力的自由度，转向刚度大，驾驶员能感受到路面情况，可以获得稳定的操作手感等；其缺点是结构复杂，且价格较高。反力操作式反力操作式EPS 3）阀灵敏度操作式电控液压动力转向系统 阀灵敏度操作式电控液压动力转向系统（以下简称阀灵敏度操作式EPS）是根据车速操作电磁阀直接改变动力转向操作阀的油压增益（阀灵敏度）来操作系统油压，进而操作转向助力的大小。阀灵敏度操作式EPS的组成，该系统主要由转向操作阀、转向动力缸、储油箱、电磁阀、车速传感器和电子操作单元等组成，系统对转向操作阀作了局部改进）所示，一般在操作阀阀套圆周上形成6条或8条沟槽，各沟槽利用阀部外体与泵、动力缸、电磁阀及储油箱连接。操作阀的可变小孔分为低速专用小孔（1R、1L、2R、2L）和高速专用小孔（3R、3L）两种，在高速专用可变孔的下边设有旁通电磁阀回路。a a）b）阀灵敏度操作式阀灵敏度操作式EPSa a）系统组成）系统组成 b b）操作阀结构）操作阀结构 汽车电动转向系统概述汽车电动转向系统概述 汽车电动转向结构原理汽车电动转向结构原理 汽车电动转向使用维护汽车电动转向使用维护本本次课次课主要介绍的内容有：主要介绍的内容有：电动转向电动转向系统检查系统检查 电动转向系统诊断电动转向系统诊断 电动转向电动转向系统检查系统检查 一、一、检修本卷须知检修本卷须知 1、应经常检查转向系统储油罐油面以及油质，如需添加更换或排气应及时进行。2、行驶过程中尽量防止将方向打到某一侧极限，防止动力油泵负荷过大。3、电控转向系统发生故障时，通常不要翻开ECU及各种电控元件的盖子或盒子，以免造成ECU被静电损坏。4、检修过程中一般按照可能性由大到小，检查复杂程度由简到难的顺序进行，先对线路和传感器等元件进行基本检查，不要轻易更换ECU或拆卸管路。二、二、电控转向系统基本检查电控转向系统基本检查电控转向系统装配完毕后，应进行基本检查，主要包括针对液压系统的油量、油压试验，系统排气，转向油泵皮带松紧度调整，以及电控局部及相关部件的工作状态检查等，以确定系统是否需要进一步检修，保证转向系统良好的工作性能。不同车型动力转向系统的检查内容和方法基本类似，下面就以凌志LS400电控转向系统为例讲解电控转向系统的基本检查程序。1初步检查在进行系统检查之前，首先要根据车辆的具体情况初步的检查一下轮胎气压（前轮：230kPa；后轮：250kPa）、前轮定位、悬架与转向连接杆之间的润滑情况、转向系统接头及悬架臂球头等处是否正常，转向柱管是否弯曲，转向盘的自由间隙是否正常等。2常规检查（1）检查传动带 对于动力转向泵传动带的检查主要包括两项内容：一是传动带与带轮配合位置的检查。二是传动带松紧度的检查，利用丰田专用工具检查，在95Nm的作用力矩下，皮带的挠度为：运转5min以下时：7.59.5mm；运转5min以上时：913mm。（2）检查储液罐液面高度 丰田汽车采用的转向液压油牌号为ATF DEXRON，检查油面高度时，保持车身水平位置，油温80C时进行。在发动机维持怠速运转（约850r/min）的条件下，反复将转向盘从左侧打到右侧再返回，使得油温到达正常要求后，翻开储液箱，检查液压油有无泡沫或乳化现象，量油尺液面应在HOT范围以内。假设在检查系统无泄漏情况下需要补给液压油，按规定号牌补给；假设需更换液压油，则先顶起转向桥，从转向油罐及回油管排出旧液压油，并将转向盘反复左、右转至极限位置，直至旧液压油排尽后12s后加注新液压油。（3）系统空气排放 动力转向系统在更换液压油后和检查转向油罐中油位时发现有气泡冒出时，说明系统内渗入了空气，这将引起转向沉重，前轮摆动，转向噪声等故障，必须对系统进行排气，具体程序如下：架起转向桥，发动机怠速运转，反复向左、右转动转向盘到极限位置，直至转向油罐内无气泡冒出并消除乳化现象，说明液力转向系统中的空气已基本排除干净。（4）检查油泵压力 将油压表的一端接在转向液压泵的输出端，另一端接在转向助力器的输入端，维持发动机怠速运转，油温到达80C，如下图。检查阀关闭时的压力：不小于7845kPa；检查阀全开时的压力差（1000r/min和3000r/min时）：不大于490kPa；检查转向盘在锁定位置时：不小于7845kPa。（5）检查转向盘转向力矩 使汽车停放在平坦地面上，两转向轮在直线行驶位置，发动机怠速运转，测量转向盘从中间位置向左、右转动所需的力矩，标准：不大于5.9Nm。一、一、电控动力转向系统故障自诊断电控动力转向系统故障自诊断电控动力转向操作系统具有自诊断功能，当发生系统故障时，能自动停止助力，同时ECU可以记忆故障内容，并使故障指示灯点亮，提醒驾驶员，维修时可以读取故障代码，找出故障原因。此功能与大多数电控系统故障自诊断的工作原理类似，在此不详述。对于电动式动力转向系统而言，当自诊断系统诊断出有故障后，操作电路停止向电动机供电，并且将离合器脱开，此时系统恢复至机械转向系统，仍能够实现正常的转向，只是转向力变大。电动转向系统诊断电动转向系统诊断二、二、电控动力转向系统故障检修电控动力转向系统故障检修电控动力转向系统常见的故障有转向沉重或助力缺乏，动力转向液产生乳状泡沫、液面低以及压力低，向左或向右急转转向盘时转向力瞬时增大等。主要原因集中在油路系统和电控系统中，对于油路系统的检修在基本检查中逐步排查（详见7.4.2），电控系统的检修主要针对传感器、执行器、ECU及线路连接，并应充分利用故障自诊断系统的功能。下面就以凌志LS400轿车为例，讲解电控动力转向系统的检修方法1.车速传感器检修顶起汽车，旋转后轮，用万用表测量传感器侧线束插接器上的SPD与GND之间的电压，应在05V之间，否则应检查传感器及其连接线路2.电磁阀的检修用万用表检测电磁阀侧线束插接器上的SOL+与SOL-之间的阻值，应为611，否则说明线圈断路或短路故障；用12V的蓄电池电压给电磁阀通电，应能听到咔哒声，否则说明线路断路或电磁阀损坏，需更换。任务二任务二 EPSEPS电气元件检测电气元件检测 LS400轿车EPS电气元件包括:1个电磁阀、1个车速传感器和1个ECU。本任务主要检测车速传感器、动力转向旁通电磁阀及ECU。【任务描述任务描述】【任务分析任务分析】LS400转向沉重故障故障现象：故障现象：低速及原地时转向费力；高速时故障减轻故障原因：故障原因：EPS机械或液压系统故障；EPS电气系统故障检修思路：检修思路：检修EPS电气系统系统电路及电气元件检测方法系统电路及电气元件检测方法一、电路检测一、电路检测1将点火开关置于ON。2检查ECU-IG熔断丝。3检测转向ECU的GND端子与搭铁之间的电阻。4拔下转向ECU插头，检测+B端子与搭铁之间的电压，应为1014V。二、电气元件检测二、电气元件检测1检测电磁阀1）拆下电磁阀电线接头。2）测量电磁阀SOL+端子和SOL-端子之间的电阻，阻值应为611。3）接上电线接头。4）从齿轮座上拆下电磁阀。5）检查电磁阀动作，其方法是：将电池正极接电磁阀SOL+端子端子，再将电池负极接电磁阀SOL-端子，确认针阀缩进大约2mm；如果不是，换电磁阀。2 2检测车速传感器检测车速传感器1）支起一侧前轮并转动此轮。2）用万用表测量ECU的SPD与GND端子之间的电阻，阻值应在00之间变化。3 3检测检测ECUECU1）支起汽车。2）拆下手袋箱。3）起动发动机。4）测量ECU电压，方法：当发动机在怠速运转时，用万用表分别测量ECU的SOL+及SOL-与GND之间的电压。电压应符合：发动机怠速情况下：0.320.44V；挂上挡,车速为60km/h时：0.070.22V。演讲完毕，谢谢观看！