电子机械动力转向（EPS)

《电子机械动力转向（EPS)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电子机械动力转向（EPS)（80页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、 EPS就是英文Electric Power Steering的缩写,即电动助力转向 系统。 驾驶员在操纵方向盘进行转 向时，转矩传感器检测到转向盘 的转向以及转矩的大小，将电压 信号输送到电子控制单元，电子 控制单元根据转矩传感器检测到 的转距电压信号、转动方向和车 速信号等，向电动机控制器发出 指令，使电动机输出相应大小和 方向的转向助力转矩，从而产生 辅助动力。汽车不转向时，电子 控制单元不向电动机控制器发出 指令，电动机不工作。 1、节能环保 由于发动机运转时，液压泵始终处于工作状态，液压转向 系统使整个发动机燃油消耗量增加了35，而EPS以蓄电池为能源 ，以电机为动力元件，可独立于发

2、动机工作，EPS几乎不直接消耗发动 机燃油。EPS不存在液压动力转向系统的燃油泄漏问题，EPS通过电子 控制，对环境几乎没有污染，更降低了油耗。 2、安装方便 EPS的主要部件可以配集成在一起，易于布置，与液压 动力转向系统相比减少了许多元件，没有液压系统所需要的油泵、油管 、压力流量控制阀、储油罐等，元件数目少，装配方便，节约时间。 3、效率高 液压动力转向系统效率一般在60%70%，而EPS的效率 较高，可高达90以上。 4、路感好 传统纯液压动力转向系大多采用固定放大倍数，工作驱动 力大，但却不能实现汽车在各种车速下驾驶时的轻便性和路感。而EPS 系统的滞后特性可以通过EPS控制器的软件

3、加以补偿，使汽车在各种速 度下都能得到满意的转向助力. 5、回正性好 EPS系统结构简单，不仅操作简便，还可以通过调整 EPS控制器的软件，得到最佳的回正性，从而改善汽车操纵的稳定性和 舒适性。 主要结构 由转向传感装置、车速传感器、助力机械 装置、提供转向助力电机及微电脑控制单元 组成。四种EPS 工作原理 ECU控制单元根据转向传感装置和车速传 感器传出的信号，确定转向助力的大小和方 向，并驱动电机辅助转向操作。转向 EPS (电子助力转向) 马达直接驱动齿条分相器型 扭矩传感器转向齿轮单元 无电刷式马达 减速机构转角传感器驱动形式2WD (有VGRS)4WD形式车速感应式齿轮减速比12.

4、417.214.6方向盘左右极限转动圈数2.73.73.1 齿条行程 mm (in.)158 (6.22)153 (6.02)规格 系统示意图扭矩传感 器转角传感器制动控制 ECU发动机 ECU (ECM)DLC3网关 ECUJ/C No. 1BEAN (仪表总线)CAN电池 (12V)动力转向警告灯EPS驱动马达 (27 -34V)EPS ECU温度传感器VGRS ECUJ/C No. 2警告灯变压器转向 扭矩传感器 (分相器型) 扭矩传感器检测到扭转杆扭转变形，将其转变为 电子信号并输出至EPS ECU转向主轴 (输入轴)扭转杆分相器单元1小齿轮轴 (输出轴)齿条轴分相器单元2 至EPS

5、ECU转向 扭矩传感器 (分相器型) 扭矩传感器由分相器单元1、2及扭转杆组成 转子部分的分相器单元1固定于转向主轴,转子部 分的分相器单元2固定于小齿轮轴.转向主轴 (输入轴)扭转杆分相器单元1 (定子部分)分相器单元2 (定子部分)分相器单元2(转子部分)分相器单元1 (转子部分)小齿轮轴 ( 输出轴)转向 扭矩传感器 (分相器型) 扭转杆扭转后使两个分相器单元产生一个相对角 度转向主轴 (输入轴)小齿轮轴 ( 输出轴)分相器单元2(转子部分)分相器单元1 (转子部分)转向 扭矩传感器 (分相器型) 分相器单元特性励磁线圈检波线圈12341234转向 扭矩传感器 (分相器型) 扭矩传感器检

6、测方法定子部分转子部分定子部分信号A信号B转向 扭矩传感器 (分相器型) 扭矩传感器检测方法定子部分转子部分定子部分信号A信号B转向 扭矩传感器 (分相器型) 扭矩传感器检测方法定子部分转子部分定子部分信号A信号B转向 扭矩传感器 (分相器型) 每个分相器单元输出两个相位差相差90度的信号 来检测相对角度分相器单元(定子部分)分相器单元 (转子部分)tt输出信号 (V)信号A信号B转向 扭矩传感器 (分相器型) 当静止时分相器单元的转子部分输出定值信号分相器单元 ( 定子部分)分相器单元 (转子部分)tt输出信号 (V)信号A信号B转向 扭矩传感器 (分相器型) 当车辆直线行驶时分相器单元1和

7、2输出的信号相 同分相器单元1 输出信号tt分相器单元2 输出信号tt转向 扭矩传感器 (分相器型) 转向时节转子部分的两个分相器单元产生相对角 度分相器单元1 输出信号tt分相器单元2 输出信号tt转向 扭矩传感器 (分相器型) EPS ECU根据两个分相器单元的相对位置决定对 EPS马达提供多少电压转向马 达电压EPS ECU12 1 - 2转向 马达与齿条轴共轴, 由转角传感器、定子及转子 组成齿条轴转子线圈 定子磁体马达转角传感器转向 马达 (无电刷)线圈定子带磁体转子转角传感器 检测凸台齿条轴转角传感器转向 减速机构 马达的转动传到滚珠式减速齿轮机构，经过滚珠 及蜗杆传导齿条轴上齿条

8、轴滚珠式减速齿轮转子滚珠式减速齿轮固定于转子滚珠转向减速机构 滚珠在滚珠式减速齿轮机构内部经过导向进行循环 滚珠式减速齿轮机构具有4个导引部件滚珠齿条轴滚珠式减速齿轮滚珠式减速齿轮机构转子导引部件导引部件滚珠式减速齿轮固定于转子上 转角传感器 (分相器型) 通过检测马达的旋转角度防止扭矩波动转角传感器凸台转子 齿条轴tt输出信号 (V)信号A信号B转向 EPS运作 转向力矩与转向助力输出电流之间的关系转向助力输出电流车速转向力矩高低转向项目功能 基本控制根据转向力矩值及车速大小计算得到所需输出电流控制马 达运转 惯性补偿控制当驾驶员 开始操作方向盘时改善马达的启动效果 转向复位控制当方向盘从极

9、限位置向回转动时 ，EPS提供复位助力控制 衰减控制当车辆高速过弯时调节 助力输出，以防止车身出现较大摇 摆 变压器增压控制对EPS ECU的电压进 行增压，当驾驶员 未对方向盘进行任 何操作时或车辆保持直线行驶时该电压 保持在0伏。当驾 驶员对 方向盘进行操作时根据负载大小以2734伏的电压 对输出助力进行可变控制 系统过热 保护控制根据电流大小及其作用时间估计马达温度。如果温度超出 规定范围系统将对输出电流进行限制，以防止马达过热转向当EPS系统出现故障时，EPS ECU进行如下控制; 打开助力转向警告灯，启动安全模式DTC码码项项目P/S (警告灯) C1511 / 11扭矩传感器故障点

10、亮 C1512 / 11 C1513 / 11 C1515 / 15扭矩传感器零位调整未进行点亮 C1516 / 16扭矩传感器零位调整未完成点亮 C1521 / 25马达故障点亮 C1522 / 25 C1523 / 24 C1524 / 24 C1525 / 17转角传感器输出初始化未进行点亮 C1526 / 18转角传感器输出初始化未完成点亮 C1528 / 12马达转角传感器故障点亮转向DTC码码项项目P/S (警告灯) C1531 / 25ECU故障点亮打开 C1532 / 25 C1533 / 25 C1534 / 25 C1541 / 13车速信号故障点亮 C1551 / 25点

11、火开关电源电压 故障点亮 C1552 / 22PIG电源电压 故障点亮 C1554 / 23电源供应继电 器失效点亮 C1555 / 25马达继电 器失效点亮 C1567 / 44EPS与VGRS无法通讯点亮 C1581 / 26Assist map number un-writing点亮 U0073 / 49控制模块通讯总线 关闭点亮 U0104 / 45无法与续航控制模块进 行通讯 U0105 / 41无法与喷油控制模块进 行通讯转向 故障诊断DTC码码项项目P/S (警告灯) U0121 / 42无法与ABS控制模块进行通讯打开 U0122 / 42无法与车辆动态 控制系统进行通讯 U0

12、130 / 44无法与转向助力控制模块进行通讯转向DTC码码项项目动动作 C1511 / 11扭矩传感器故障禁止转向助力控制 C1512 / 11 C1513 / 11 C1516 / 16扭矩传感器零位调整未完成禁止转向助力控制 C1521 / 25马达故障禁止转向助力控制 C1522 / 25 C1523 / 24 C1524 / 24 C1526 / 18转角传感器输出初始化未完成禁止转向助力控制 C1528 / 12马达转角传感器故障禁止转向助力控制转向DTC码码项项目动动作 C1531 / 25EPS ECU故障禁止转向助力控制 C1532 / 25 C1533 / 25保护功能，继

13、续提供转向助 力控制 C1534 / 25转向助力大小为对应 62.5 mph (100 km/h)车速的转向 力大小 C1541 / 13车速信号故障转向助力大小为对应 62.5 mph (100 km/h)车速的转向 力大小 C1554 / 23电源电压供应继电 器失效禁止转向助力控制 C1555 / 25马达继电器失效禁止转向助力控制 马达过热限制对马达输出的电流直至 温度下降到规定范围维修要点 (转向)初始化及设定 在下列情况下对EPS系统进行初始化及 设定 方向盘 转向管柱总成 转向齿轮机构总成EPS ECU点击!拆卸、安装及替换替换新部件使用IT-II使用SST注意： 当有除C15

14、15 / C1525以外的DTC码时，不可以进行上面的操作 点击！电控四轮转向系统 图为四轮转向汽车与两轮转向汽车在低速转向时，所产生的转弯半径的比较图。图中装备四轮转向装置的汽车转弯半径比装备两轮转向系统的汽车的转弯半径小得多。从通过性参数 来看，四轮转向汽车的通过宽度W比两轮转向汽车的通过宽度小得多，有利于急转弯、规避障碍、进出车库等。 图5-21 四轮与两轮转向汽车在低速转弯半径图 (a) 两轮转向；(b) 四轮转向 图5-22 四轮转向汽车与两轮转向汽车在高速转弯时转向操纵的比较图 (a) 两轮转向；(b) 四轮转向 5.2.1 结构特点 图5-23 电控四轮转向系统简图 1. 电控单

15、元发动机工作时，四轮转向电子控制模块不断地从所有的输入传感器处收到信息，如果转向盘转动，四轮转向电子控制单元就会对车速传感器、主前轮转角传感器、副前轮转角传感器、主后轮转角传感器、副后轮转角传感器以及后轮转速传感器传来的信息加以分析计算，并控制适当的后轮转角，将蓄电池电压输送到后轮转向执行电动机使后轮转向。蓄电池电压通过两只大功率输出晶体管输送到后轮转向执行器电动机处，其中一只晶体管在右转弯时导通，另一只在左转弯时导通。后轮转角主、副传感器将反馈信号送到四轮转向电子控制单元中，以 让电子控制单元确定后轮转角是否已被执行。 2. 传感器图5-24为传感器在汽车中的布置位置。 (1) 主前轮转角传

16、感器。主前轮转角传感器能够检测转向盘的转动方向、转动速度和转动角度。它是利用霍尔效应来工作的，当转向盘转动时，主前轮转角传感器向电子控制单元传送前轮转动的信号。它一般安装在组合开关下方的转向柱上。(2) 副前轮转角传感器。副前轮转角传感器向电子控制单元发送与前轮转角相关的信号，它安装在前齿轮齿条转向器内 。 图5-24 电控四轮转向系统传感器的布置图(3) 主后轮转角主传感器。主后轮转角主传感器有一个随循环球螺杆旋转的脉冲环，霍尔传感元件直接安装在脉冲环上部。当循环球螺杆与脉冲环旋转时，霍尔传感元件向电子控制单元发出脉冲数字电压信号，显示后轮转角。其结构见图5-25所示。(4) 副后轮转角传感器。副后轮转角传感器安装在后轮转向执行器上与主后轮转角传感器相对的一端。副后轮转角传感器内有一个连接