汽车电动助力维修

13第三部分汽车电动助力转向第一节概述汽车电动助力转向器是一种机电一体化的新一代汽车动力转向系统。它由EPS控制器、扭矩传感器、电机总成和机械管柱组成。汽车电动助力转向器是EPS控制器根据即扭矩传感器、车速传感器、发动机转速传感器等传给控制的信号，按照一定的算法，确定电机转向助力的大小和方向，并驱动电机通过减速机构辅助转向系统产生转向操作。图8-3-1141.1EPS控制器EPS控制器安装在驾驶员仪表板下面。EPS控制器是由微电脑，A/D（模拟/数字）变换器，I/O（输入/输出）接口等电路组成的精密控制部件。它是汽车电动助力转向系统的关键部件，它不仅使汽车在各种工况下具有最佳操纵功能，还有自我诊断功能和安全防护功能。自我诊断功能当驾驶员在接通车辆电源时，“EPS”指示灯常亮（表示车辆配有电动助力转向系统）；当驾驶员在起动发动机的过程中，EPS控制器就对下列部件进行自我诊断。当下列部件无故障时，EPS指示灯自动熄灭；当下列部件出现故障时，EPS指示灯常亮或闪烁，此时可以通过将诊断开关端子B1接电源（蓄电池）负极进行故障诊断，其故障代码见故障代码表。扭矩传感器车速传感器发动机传感器转速电器线路电源电机EPS控制器注意：当点火开关打开且发动机停止时，EPS控制器会输出DTC22故障。因此，当检查到DTC22故障时，发动机必须运转，然后DTC22故障自动消失。安全防护功能当EPS系统出现异常时，EPS控制器将切断EPS系统电源，自动转换为无助力的机械转向系统并且EPS指示灯常亮（或闪烁）。1.2转向柱管总成电机安装在转向柱上的电机总成由一个蜗杆，一个蜗轮和一个直流电机组成。当蜗杆与安装在转向柱输出轴上的蜗轮啮合时，它降低电机速度并把电机输出力矩传递到输出轴。15●扭矩传感器扭矩传感器由滑块，钢球，输入输出轴和电位器组成。它获得方向盘上操作力大小和方向的信号，把它们转换为电压值，并将它们传递到P/S控制盒。输出轴的内孔装有扭力杆，与扭力杆通过销子连接；输出轴的外圆表面加工有螺旋槽，钢球固定在输出轴外侧的螺旋球槽和滑块内侧的球洞里。滑块相对于输入轴可以在螺旋方向移动。当转动方向盘时，扭矩通过输入轴传递到扭力杆，由于扭力杆为弹性轴,相对输出轴产生角向位移,使输入轴和输出轴之间的旋转方向产生角向位移，使滑块在轴向方向产生移动。这些偏差使滑块在轴向移动，这些轴向的移动转换为电位器的旋转角度，通过电位器再将旋转角度信号转变为电压信号并传递到P/S控制器。控制器即可接受到方向盘上操作力大小和方向的信号。传感器与输入输出轴连接位置图1.3VSS（汽车速度传感器）汽车速度传感器位于变速器上（或其它部件上），它依据车速大小产生成比例的脉冲信号。1.4发动机转速信号点火线圈上的信号（或电喷ECU上的信号），作为发动机转速信号。16第二节基本技术参数2.1转向器工作和安装条件2.1.1工作温度：-40℃～＋85℃2.1.2工作电压：(9～16V)DC2.1.3安装场所：汽车内2.1.4输入轴转动角度：大于±1.5转2.1.5方向盘转动速度：10周/分～15周/分2.2总成机械性能2.2.1动摩擦力矩：≤1.0N·m2.2.2动摩擦力矩波动:≤0.85N·m2.3电机总成基本参数2.3.1类型：直流永磁控制电机2.3.2额定工作时间：单次连续3min2.3.3额定功率：170W(名义值)2.3.4额定工作电压：12VDC2.3.5额定电机转速：（1050r±300r）/min2.3.6额定工作电流：30A±3A2.3.7额定输出转矩：1.6N·m±0.16N·m2.3.8转动方向：双向17第三节电路简图18第四节接线端子表（各端子位置见“电路简图”，12VDC为蓄电池电压）端子号连接部件信号出入信号状态B1故障清除端子输入正常状况下浮空，接电源负极有效B2诊断端子输入正常状况下浮空，接电源负极有效B3EPS指示灯输出电压为12VDC的电平信号，高电平有效B4发动机信号输入峰峰值为12V的方波信号或脉冲信号B5车速信号输入峰峰值为12V的方波信号B6点火信号输入电压为12VDC的电平信号，高电平有效B7电源＋输入电压为12VDC的持续供电电源（蓄电池）正极B8电源－输入电压为12VDC的持续供电电源（蓄电池）负极A9空A10空A11电机输出峰峰值为12V的脉冲信号，脉宽可变A12电机输出峰峰值为12V的脉冲信号，脉宽可变C1空C2扭矩传感器电源输出电压为5VDC的电源正极C3扭矩传感器地线输出电压为5VDC的电源负极C4扭矩传感器辅路输入电压为1.0VDC~4.0VDC的模拟电压信号C5扭矩传感器主路输入电压为1.0VDC~4.0VDC的模拟电压信号19第五节诊断故障代码（如前所述），EPS控制器具备完善的自我诊断功能。参阅“7.4诊断流程图”部分可确定故障所在。20第六节控制流程图21第七节故障代码诊断7．1诊断故障代码（DTC）的显示1）将诊断端子B2与电源（蓄电池）负极端子用维修导线连接。2）用木楔楔住左右车轮（轮胎），拉起停车制动。3）起动发动机（发动机未起动，将显示DTC22）。4）EPS指示灯开始显示所有故障代码，故障代码（DTC）总是从最小的代码号开始依次显示，每种代码显示3次。7．2清除诊断故障代码（DTC）●由于诊断故障代码（DTC）存储在EPS控制器的备份存储器中，所以在维修后，一定要在点火及发动机起动正常运行时，将B1端子与电源（蓄电池）负极端子用维修导线连接5秒以上，当显示DTC12后断开。7．3在诊断故障中的注意事项【在识别诊断故障代码中的注意事项】●严禁将电源（蓄电池）正极端子与B1、B2端子相连。●当点火开关打开而发动机不起动时，显示DTC22（无发动机转速信号），但是当发动机起动时，如果不显示DTC22，就意味着正常。●记下显示的故障代码。7．4诊断流程图步骤操作是否11）确定电池电压大于11V或更高。2）在点火开关打开时，注意“EPS”灯。3）在点火开关打开时，“EPS”灯是否点亮大约2秒？进入步骤2进行到第8页图A-1。（“EPS指示灯线路检查”）21）用连接线连接诊断端子两端。2）用木楔楔住车轮，置M/T到中间（A/T到P档）并拉起停车制动。3）起动发动机。4）“EPS”灯是否闪亮？进入步骤3进行到第8页图A-2（“EPS指示灯线路检查”）3“EPS”灯是否显示DTC12？按照流程图对应代码检查和修理。22小心：一旦完成检查和维修，就应按以下步骤再检查系统。1）当点火及发动机起动正常运行时，将B1端子与电源（蓄电池）负极端子用维修导线连接5秒以上，显示DTC12后断开，以清除存储在EPS控制器里的诊断故障代码。2）进行规定试验。3）用木楔楔住车轮，置M/T到中间（A/T到P档）。4）将诊断端子B2与电源（蓄电池）负极端子用维修导线连接。5）起动发动机观察“EPS”灯。6）检查显示的诊断故障代码为DTC12。注意：●当点火开关处于ON位置且发动机不起动时，显示DTC22，但当发动机起动时，显示DTC12，意味着正常。●当产生两个或更多的故障时，诊断故障代码总是从最小代码开始依次显示。总结EPS控制器电路板的自诊断功能。当模拟的各种故障出现时，EPS控制器电路板应停止工作，即电机、电磁离合器、继电器处于开路状态，EPS灯处于常亮状态。打开自诊断开关，显示相应的DTC错误代吗。1当发动机信号的频率小于13Hz或高于500Hz时，显示DTC25代码2当发动机信号为零时，显示DTC22代码。3当离合器处于开路或短路状态时，显示DTC51代码。(仅针对DFL-01型)4当电池电压低于8V时，显示DTC54代码。5当提升电路不正常时，即无提升电压时，显示DTC55代码。6当传感器的工作电压异常时，即电压过高或过低时，显示DTC14代码。7当传感器主线路断开或短路时，显示DTC11代码。8当传感器辅助线路断开或短路时，显示DTC15代码。9当传感器主线路与辅助线路输出之间差异很大时，显示DTC13代码。10当直流电机两端的电压过高或过低时，显示DTC41代码。11当流过直流电机两端的实际电流过高时，显示DTC42代码。当流过直流电机两端的实际电流过低时，显示DTC45代码。当运行途中车速信号开路时，显示DTC24代码。23第八节EPS系统维修操作-拆卸步骤1.拆卸转向盘盖固定螺钉（一个自攻螺钉）并打开转向盘盖。2.断开喇叭按钮线束连接器3.拆卸转向盘锁母4.取下转向盘（用专用工具）5.拆卸仪表板下面板（两个自攻螺钉）6.拆卸转向管柱下罩（五个自攻螺钉）7.拆卸仪表板的下加强板（两个自攻螺钉）8.拆卸两个室内保险盒（三个螺栓）9.断开组合开关插头（三个）10.拆下点火开关插头断开EPS（三个插头）2411.拆卸两个保险盒支架（两个螺栓）12.拆卸EPS﹑ECU支架（两个螺栓）,拆卸EPS控制器。2513.拆卸转向管柱上固定板（两个螺栓）14.拆下组合开关两螺栓15.拆下转向柱上罩16.拆下连轴器螺栓17.拆下转向管柱下固定板螺母（两个螺母）18.取下转向管柱总成19.电机拆装1)拆卸：电机与减速蜗杆为花键连接，将电机与壳体连接螺钉松动，可卸下电机。262）安装：为保证电机转轴与蜗杆同轴,使电机处于较好的工作状态,在紧固电机螺钉前，先用手将螺钉旋到位。右手转动方向盘，左手握住电机，感觉电机是否摆动。若不摆动，固紧螺钉；若摆动，用手调整电机位置，直到不摆动时，固紧螺钉；若调整不好，更换电机后再重复上述操作。电机螺钉紧固力矩为20～30N.m。20．扭矩传感器拆装1）拆卸（1）拆下扭矩传感器保护盖螺栓，拆下扭矩传感器保护盖；（2）松动传感器的固定螺钉；27安装槽（3）拆下扭矩传感器。2）安装将传感器放入EPS安装孔内，使传感器的摇臂轴承进入滑块安装槽内，再装上调整螺钉。3）调整将万用表一端接传感器插头主路线(白色线C5),一端接地。检查传感器主路电压是否为2.5±0.05V，如果不是，松动传感器的固定螺钉，轻轻敲动传感器，调整传感器主路电压，使其主路电压恢复到2.5±0.05V。28两路输出对称性要求如右图所示:输出电压（V）：主路C54.17×(1±4%)V辅路C40.83×(1±4%)V工作电压C2为+5×(1±0.1%)V时，主路、辅路输出交叉点电压应为2.5×(1±4%)V。其他任何位置应满足VA8+VA10=5×(1±4%)V。建议：在重新调整传感器电位前，将传感器卸下，将滑块转动一个角度。注意事项1）在调电位时，方向盘不能受力。2）紧固传感器时，紧固力矩为6～7N.m紧固传感器后,腰形槽内要注塑防松。21．下传动轴与转向管柱总成的安装要求为了使电动助力转向器总成的性能达到最佳状态，要求下传动组合安装步骤如下：1）按图示要求轴承座与双螺母上的黄色标记对齐。2）将黄色标记线与上万向节叉的开口槽对齐。3）用扭矩扳手拧紧带垫圈螺钉，拧紧力矩为20-30N.m。29第九节其他机械检查9.1方向盘自由间隙的检查通过在轴方向和横方向移动方向盘，检查方向盘是否松动或发生吱吱声。如果发现缺陷，维修或更换。在发动机停止，汽车固定在地面朝前方的状态下，检查方向盘。方向盘自由间隙的范围：1-10mm.如果方向盘运动不在规定自由间隙的范围内，按下例进行检查，如果发现缺陷，更换。●转向横拉杆球头是否磨损。●下部球接头是否磨损。●转向轴接头是否磨损。●转向小齿轮或齿轮齿条是否磨损或破裂。●其他部件是否松动。9.2转向力的检查1）汽车停放在水平路面上，方向盘放置在平直向前位置。2）检查轮胎充气压力是否符合指定要求（参阅轮胎指示）。3）起动发动机并怠速运行。4）测量两个方向的转向力。转向力(参考）：小于7N.m提示：判断前应考虑轮胎的类型、压力和接触表面。30第十节EPS常见故障分析及排故方法10.1异响原因转向异响排故方法更换电机10.2偏移原因因机械磨损而导致传感器电位偏移设计值。排故方法按扭矩传感器调整方法进行调整10.3失效将诊断开关（端子B2）接地，通过“EPS”指示灯闪亮，P/S控制盒输出故障代码。故障