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浅谈汽车电动式动力转向系统EPS的工作原理与故障检修

发布时间:2018-08-10 19:07:07 文章来源:云岭先锋网    

余冬顺

摘 要:如果汽车在转弯时出现转向沉重,电动助力失效,会直接影响汽车行驶的安全性、稳定性和驾乘舒适性。文章以本田飞度轿车为例说明电动式动力转向系统(EPS)出现的故障表现,结合该车EPS系统的结构和工作原理,对这一故障进行深入的分析和检修。

关键词:电动式动力转向(EPS);扭矩傳感器;数据流分析;故障检修

中图分类号:U463.4 文献标志码:A 文章编号:2095-2945(2017)30-0076-02

前言

电动式动力转向系统(EPS)具有环保、节能和助力特性好等优点,在原来的动力转向基础上,增加了电控单元和一些传感器,使转向更加完善,并在现代轿车上开始得到应用。本田飞度轿车在转向机构上更新了这一技术,它采用电动式动力转向EPS系统,并拥有一套独立的电子控制装置。随着时代的发展,科技的进步,汽车上的电控系统日新月异、日趋复杂,这就要求维修技工的维修技术水平和方法要不断学习提高,要通过理论与实践相结合的方式进行分析问题、解决问题,从而提高工作效率。

1 故障现象

该车是一辆已行驶17万公里左右的本田飞度轿车,本田飞度轿车采用的是电动式动力转向系统。此车刚在维修厂做过事故维修,更换过电动转向机总成和EPS控制单元。在行驶过程中转向偶尔出现发紧、沉重的现象。此现象出现了3天左右,并且EPS故障灯常亮,电动助力失效。当时用本田诊断仪检测有故障码,消码后试车一切正常,认为是偶发性故障,于是继续使用。在使用的第二天EPS故障灯又点亮,在不平路面行驶时EPS灯突然点亮。

2 本田飞度EPS系统组成与工作原理

2.1 EPS系统组成

本田飞度轿车的转向系统由机械转向系统和EPS控制系统组成。

EPS控制系统由车速传感器、扭矩传感器、控制单元ECU、助力电动机、减速机构和故障诊断接口等组成如图1所示,控制系统原理如图2所示。

2.2 工作原理

电动式动力转向EPS的基本原理:在操纵转向盘时,扭矩传感器根据输入轴转矩的大小产生相应的电压信号,由此检测出操纵力的大小,同时根据车速传感器产生的脉冲信号测出车速,再控制助力电动机的电流,形成适当的转向助力。再经减速机放大作用在机械式转向系统上,和驾驶员的操纵力矩一起克服转向助力矩,实现车辆轻松转向。

3 故障分析

该车在事故中方向机(包括扭矩传感器、助力电动机)、EPS控制单元已撞坏,事故后已全部更换新件。这说明EPS系统主要部件是新的,出现故障的机率很小,但不排除。

3.1 故障检查

EPS设有故障自诊断系统,当系统的元件发生故障时,位于仪表盘上EPS故障指示灯会常亮,并将故障代码存入到ECU的存储器中,同时停止动力助力,开始手动转向操作。读取故障码,再用HDS诊断系统消除故障码。

3.2 路试验证故障

由于清除故障码后,EPS系统正常,只好进行路试让故障重现。试车约有1个小时左右,都未见故障出现,认为EPS系统正常,但在返回途中因一段路面不平且在打方向的同时EPS灯点亮,转向沉重,电动助力失效。

用本田HDS诊断系统读取故障码同样为DTC12,但消除故障码后系统又恢复正常, 结合上述检查与分析,导致这种故障现象最有可能是:(1)EPS控制单元和扭矩传感器之间的线束与搭铁短路;(2)扭矩传感器和EPS控制单元之间的线束短路或断路;(3)扭矩传感器故障;(4)EPS控制单元故障。

4 故障检查

(1)对EPS控制单元和扭矩传感器之间的线束与搭铁短

路进行检查,没有搭铁现象,正常,因搭铁短路而引起故障的可能性被排除。

(2)对扭矩传感器和EPS控制单元之间的线束短路或断

路进行检查,没有短路、断路现象,正常,因短路、断路而引起故障的可能性也被排除。

(3)进行数据流分析和控制系统线路检测

a.进行数据流分析:

用本田HDS诊断系统读取发动机怠速不打转向时故障前后的数据流,如表1。

根据表1并结合图2分析如下:

从EPS控制单元能读出故障码并能显示数据流,证明EPS控制单元电源电路正常,EPS控制单元没有故障。

最后对扭矩传感器进行检查:从表1第2项可以看出,扭矩传感器没有电源电压,因此扭矩传感器的集成电路无法工作,无扭矩电压信号(见表1第9、10项)导致失效保护继电器关闭,助力电动机无工作电流限度值(见表1第13项)。而表1第7项无点火电压,那是系统激活后才能显示的电压。

根据上述分析,故障问题就重点落在了扭矩传感器的电源电路上。应检测如图2所示的EPS控制单元14芯插脚的第1、2、7脚分别与第4脚(接地)的电压值和上述4脚到扭矩传感器端插接器线束是否正常。EPS系统正常时(起动发动机),EPS控制单元14芯插脚的第1、2脚分别应为扭矩传感器提供12V、5V工作电压,其第7脚为EPS控制单元检测扭矩传感器是否工作正常的一个信号(起动发动机短暂出现约4V),如未能检测到此信号或信号异常,则EPS控制单元将进入失效保护模式,关闭扭矩传感器的12V和5V工作电源,终止动力助力。由此可见EPS控制单元第7脚检测扭矩传感器信号作用之大。

b.线路检测

因该车故障现象特殊,只有在行车中故障才会出现,因此根据上述结论进行故障前后线路检测:

检测EPS控制单元14芯插座第1、2脚分别与第9脚(接地)的电压: 点火开关置于ON,起动发动机,故障前分别为12V、5V,故障后都为0V,这说明EPS控制单元供给扭矩传感器的工作电源不正常,同时也对其2脚至扭矩传感器端线路进行断路、短路的检测未见异常。

检测EPS控制单元14芯插座上的第7脚与第4脚(接地)电压:点火开关置于ON,故障前后都为约2V;起动发动机时,故障前后都短暂出现约4V(起动后又都为0V)都正常。

检测扭矩传感器7芯线插头(由于该插头位置狭窄只能用针从插头后部进行手持检测)第7脚与第4脚(接地)电压:故障前,点火开关置于ON,发现检测数据从2V和 4V之间来回变化,用手往前推住扭矩传感器插头时又固定为2V;将该插头松手后起动发动机,EPS故障灯点亮,转向助力失效。

从以上检测结果、数据证明扭矩传感器7芯线插头与插座之间存在接触不良之疑。

5 故障排除

对扭矩传感器插头进行了仔细检查,发现此插头第7脚位置内胶座破损,导致其内线插脚端子变形。于是更换扭矩传感器新插头,再用本田HDS诊断系统清除故障码后试车,故障症状完全消失,转向系统操纵轻便灵活。

6 结束语

通过上述的分析和检查,最后终于将故障排除了。原来是由于当时事故原因使扭矩传感器插头内胶座破损,插头内线插脚端子变形而导致电控转向动力系统工作不良。其实,在汽车诸多电路中:导线连接器或插头、接线盒里的线插及其线路经常因振动破损、腐蚀被氧化、松脱和断裂等原因发生故障。同时也深刻体会到: (1)出现这种时有时无的电气故障,往往都是线路接触不良引起的。(2)在维修带电控系统的故障时多用数据流去分析故障更能达到事半功倍的效果。(3)分析故障思路要清晰要全方位思考,要认真地查找分析才能迅速排除故障。

参考文献:

[1]广州本田飞度轿车维修手册[Z].

[2]祖国海,高雄佛.汽车修理工[M].北京:机械工业出版社,2010.

[3]武历颖,徐同强.基于EPS目标电流跟踪的控制策略研究[J].科技创新与应用,2014(05):26-27.endprint

科技创新与应用 2017年30期

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