新能源汽車-電動助力轉向系統(tǒng)認知與檢修教案

《新能源汽車電氣技術》教案

授課班級班級人數(shù)授課教師

課題序號7授課課型授課課時課時

授課章節(jié)

任務一新能源汽車電動助力轉向系統(tǒng)認知

名稱

知識1.掌握電動助力轉向系統(tǒng)(EPS)概述：

目標2.電動助力轉向系統(tǒng)(EPS)結構。

技能

教學目標1.能夠正確拆裝EPS控制器：

目標

情感1,培養(yǎng)勤于思考、舉一反三的學習習慣：

目標2.培養(yǎng)良好的團隊合作精神。

教學重點正確拆裝EPS控制淵

教學難點電動助力轉向系統(tǒng)(EPS)結構

教學方法講授法、自主學習法、探究法、小組討論法

教學資源教材、網(wǎng)絡資源、教學視頻、相關PPT.多媒體教室

任務一新能源汽車電動助力轉向系統(tǒng)認知

［知識學習］

1電.動助力轉向系統(tǒng)概述

2電.動助力轉向系統(tǒng)作用

3電.動助力轉向系統(tǒng)組成

板書設計4電.動助力轉向系統(tǒng)分類

5.電動助力轉向系統(tǒng)的優(yōu)缺點

6.電動助力轉向系統(tǒng)的工作原理

7.比亞迪E5電動轉向系統(tǒng)的工作原理

［技能訓練］

1.正確拆裝EPS控制器成部件認知

教學過程

主要教學內(nèi)容及步驟教師活動學生活動教學目標

【一】導入新章節(jié)

案例導入：因為采用電力驅動的原因，新能展示一段實聽講、思考培養(yǎng)對本節(jié)

源汽車特別是純電動汽車的轉向系統(tǒng)都采用電動車故障案例課內(nèi)容學習

助力轉向系統(tǒng)，你熟悉這個系統(tǒng)的結構原理嗎？的視頻興趣

這個系統(tǒng)出現(xiàn)故障，你能檢修嗎？如果不能，我

們一起來學習。

【二】新授

任務一新能源汽車電動助力轉向系統(tǒng)認

知

［學習目標］

知識目標出示并分析聽講、思考目標導向

1掌.握電動助力轉向系統(tǒng)(EPS)概述；本次球學習

2.電動助力轉向系統(tǒng)(EPS)結構。目標

能力目標

1.能夠正確拆裝EPS控制器：

［知識學習］

--、汽車轉向系統(tǒng)概述

車轉向系統(tǒng)(SteeringSystem)是汽車的一個

重要構成部件，是保障汽車安全駕駛十分重要的對汽車轉向聽講、思考對汽車轉向

安全裝置.，其功能就是要求能夠按照駕駛員的意系統(tǒng)概述的系統(tǒng)概述行

圖來捽制汽車的行駛方向,它克接影響到汽車的講解總體認知

整體操縱性和行駛穩(wěn)定性。隨著汽車各方面的技

術不斷發(fā)展、完善、突破、創(chuàng)新，人們對汽車的

需求已經(jīng)不僅僅局限于安全性和功能性，還比較

關注它的舒適性和經(jīng)濟性等。轉向系統(tǒng)是用來控

制車輛前進方向的一套機構，最初的轉向機構是

純機械結構，操作費力、駕駛舒適性差。助力轉

向系統(tǒng)的出現(xiàn)很好的解決了這個難題,并逐漸發(fā)

展成為現(xiàn)代汽車結構中必不可少的部分。

傳統(tǒng)液壓助力轉向系統(tǒng)自誕生以來已經(jīng)"

了半個多世紀的發(fā)展，它的技術也已經(jīng)趨于成熟，

但是它結構復雜、效率低、易泄露、有污染等固

有弊端難以解決：而電動助力轉向(ElectricPower

Steering,簡稱EPS或ElectricPowerAssistSteering,

簡稱EPAS)系統(tǒng)只依據(jù)電動機提供轉向助力，兒

Tf機構簡中、捽制靈活、效率高等諸多優(yōu)點，并

且助力電機只是在行轉向操作時才轉動，。前者

相比可以顯著降低能耗；此外，還可以提供合理的助力轉矩來適應

不同的車速，更好地協(xié)調了駕駛輕便性和路感。因此，在汽車行業(yè)的助

力轉向領域，EPS產(chǎn)品表現(xiàn)出強有力的競爭力，必將逐漸取代液壓助力

轉向系統(tǒng)。

EPS系統(tǒng)結合了汽車電子和控制技術，有助于車輛的智能化發(fā)展。

作為一種機電一體化的產(chǎn)品，控制是必不可少的,所以EPS系統(tǒng)的控制

對EPS系統(tǒng)的研究來說尤為重要,包括助力方式的確定、系統(tǒng)動力的匹

配、助力曲線的選擇、控制策略的設計等等，對電動助力轉向（EPS）

系統(tǒng)的工作性能都有很大影響。

二、汽車轉向系統(tǒng)的發(fā)展歷程

作為車輛的重要組成部分之一，轉向系統(tǒng)會按照駕駛員的意圖控制

著車輛前進的方向，并直接影響著車輛的安全性和操縱穩(wěn)定性。汽車的

轉向系統(tǒng)按照轉向力的來源不同可以分為純機械轉向系統(tǒng)和動力轉向

系統(tǒng),其中后者又先后經(jīng)歷了

傳統(tǒng)液壓助力轉向系統(tǒng)（HPS）、電控液壓助力轉向系統(tǒng)

（EHPS）、電動助力轉向系統(tǒng)（EPS）和線控轉向系統(tǒng)（SBW）幾個

發(fā)展階段。

1.機械式轉向系統(tǒng)

純機械式轉向系統(tǒng)大致分為三部分：轉向操控機構、轉向器和轉向

傳動部分。轉向操控機構是指駕駛員直接接觸的部分，負責把駕駛員的

動作和力傳遞到轉向系統(tǒng)當中；轉向器是轉向系統(tǒng)的核心部件，一方面

將駕駛員輸入的力進行放大，另一方面變換這個力的方向；轉向傳動部

分包括轉向器與轉向輪之間的傳動零部件，負責把轉向器輸出的力傳遞

到轉向輪上,從而完成轉向輪的動作。如圖4-1所示。

圖4-1純機械式轉向系統(tǒng)

圖是純機械式轉向系統(tǒng)的結構組成，從原理上來說機械式轉向系統(tǒng)

的結構最好理解,就是用汽車轉向系

統(tǒng)的發(fā)展歷

程理論講解

聽講、思考

理解汽車轉

向系統(tǒng)的發(fā)

展歷程

單純的人力驅動整個機械系統(tǒng)，駕駛員操控轉向盤，轉向力經(jīng)中間

傳動零部件輸入給轉向器，轉向器將動力放大、變向后輸出給橫拉桿,

再經(jīng)梯形臂作用于輪轂實現(xiàn)轉向輪的轉動。這種方式的整體結構簡單、

可靠性高、制造成本低"旦操縱費力，增加了駕駛員的工作強度，操縱

穩(wěn)定性和精確程度都不高,多用于微型轎車和一些農(nóng)用車上。

2.傳統(tǒng)液壓助力轉向系統(tǒng)

液壓助力是目前車輛使用最多的一種轉向助力方式,其系統(tǒng)結構如圖所

示,它通過在純機械式轉向系統(tǒng)中添加一套液壓系統(tǒng)（包括動力缸、

閥、液壓油罐、油泵和油管等）用以提供轉向系統(tǒng)的助力,液壓系統(tǒng)根

據(jù)液流的形式不同，又能夠分為常流式和常壓式。常壓式液壓助力轉向

系統(tǒng)在車輛行駛過程中,不管轉向盤有沒有轉向力輸入,它的液壓系統(tǒng)

始終保持高油壓；而常流式液壓助力轉向系統(tǒng)在車輛行駛過程中,轉向

盤不動的情況下,流量控制閥處于中間處油路常通。如圖4-2所示。

圖4-2液壓助力轉向系統(tǒng)

傳統(tǒng)液壓助力轉向系統(tǒng)因其技術成熟可靠，并且成本不高，所以得

到廣泛普及。但隨著我國高速公路的快速建設和車速的不斷提升，它的

一些固有的缺點和不足慢慢顯現(xiàn)出來：

1）不能兼顧車輛低速時轉向的輕便性和高速時駕駛員的路感。如

果保證了車輛停車或低速時轉向輕松省力，高速時駕駛員就不能獲得好

的路感；而保證了車輛高速行駛時駕駛員的操縱手感，停車或低速的轉

向就會非常吃力。

2）無論轉向系統(tǒng)是否工作,只要發(fā)動機轉動，

油泵就保持運轉,增加了整車的動力消耗。

3）油液泄露和污染,油液泄露是液壓系統(tǒng)不可避免的問題，同時會

對環(huán)境造成污染,這是液壓系統(tǒng)固有的不足。

4）冷起動工作性能較差，低溫條件下液壓油的黏度變大,液壓系統(tǒng)

不能正常工作，轉向系統(tǒng)的助力性能變差。

3.電控液壓助力轉向系統(tǒng)

由于傳統(tǒng)液壓助力轉向系統(tǒng)會消耗相當多的發(fā)動機動力，所以人們

在它的基礎上進行改進,得到了能耗相對較低的電控液壓助力轉向系統(tǒng),

它的結構如圖，主要包括動力轉向電子控制系統(tǒng)（ECU）、電動液壓油

泵、液壓油罐、限壓閥、單向閥、轉向器、車速傳感器以及其他信號

傳感器等。如圖4?3所示。

圖4-3電控液壓助力轉向系統(tǒng)

轉向油泵用一個單獨的電動機帶動，不再直接消耗發(fā)動機的動力,

轉向系統(tǒng)的ECU根據(jù)根據(jù)車速信號調節(jié)電磁閥的電流大小，進而控制

其節(jié)流開度,最終達到控制助力大小的目的。

電控液壓助力轉向系統(tǒng)雖然兼顧了車輛低速時轉向的輕便性和高

速時駕駛員的路感，也降低了發(fā)動機的燃油消耗，但是仍然沒有解決油

液泄露、環(huán)境污染以及效率低的問題，所以它只是傳統(tǒng)液壓助力轉向

（HPS）系統(tǒng)向電動助力轉向（EPS）系統(tǒng)過渡的一個產(chǎn)品類型。

4.電動助力轉向系統(tǒng)

現(xiàn)如今汽車微電子技術越來越成熟,因此,對車輛節(jié)能與環(huán)保方面的要

求也越來越高,液壓助力轉向系統(tǒng)所存在的能耗高、油液泄漏和污染

等問題變得更加明顯,不能完全滿足時代發(fā)展的要求。電動助力轉向

（EPS）系統(tǒng)綜合了最前沿的電子控制技術和最新的電動機控制技術,

它不僅能有效改善車輛的動靜態(tài)性能,還可以顯著提高車輛的駕駛舒適

性和安全性,降低對環(huán)境所造成的污染。所以,EPS系統(tǒng)剛剛提出,就得

到了很多大型汽車企業(yè)的青睞,并在第一時間投入大量的人力、財力進

行相關研究,由此可見,電動助力轉向必將成為助力轉向系統(tǒng)中的佼佼

者。圖所示為速騰汽車EPS系統(tǒng)的組成。如圖4-4所示。

圖4-4速騰汽車的EPS系統(tǒng)結構

電動助力轉向（EPS）系統(tǒng)是由電動機來提供轉向助力的，其助力

的大小是通過電控單元（ECU）進行調控的。扭矩傳感器安裝在轉向

管柱上當轉向盤有轉向動作時，傳感器進行檢測,并將檢測到的扭矩信

號傳給ECU,同時車速傳感器將車速信號傳遞給ECU,ECU根據(jù)車速決

定電動機的助力效果，以保證車輛既能滿足低速時轉向輕松省力，又能

保障高速時轉向穩(wěn)重。關于EPS系統(tǒng)將在第二章做詳細介紹。

5.線控轉向系統(tǒng)

線控轉向系統(tǒng)是EPS系統(tǒng)的一個發(fā)展方向,英文名稱SteeringByWire,

故簡稱SBW,其結構如圖所示,主要包括電子控制單元（ECU）、轉向

盤、扭矩傳感器、轉向盤回正電機、助力電機、轉向器以及助力傳動

機構等,它省去了轉向盤和

轉向器之間的傳動機構。

線控轉向系統(tǒng)通過各種傳感器來判斷駕駛員的一系列動作，并把檢

測信號傳送給電控單元（ECU）,同時從控制系統(tǒng)獲取反饋信息；控制

系統(tǒng)也是通過操縱機構得到駕駛員的轉向指令，并從轉向系統(tǒng)得到轉向

輪的狀態(tài)，從而控制汽車轉向系統(tǒng)的工作。轉向系統(tǒng)控制轉向輪運動,

并將轉向輪的轉角和轉矩信息反饋到轉向系統(tǒng)的操縱機構，使駕駛員更

好的感知當前路況。線控轉向系統(tǒng)的特點如下:如圖4-5所示。

圖4-5線控轉向系統(tǒng)的組成

1）線控轉向系統(tǒng)通過車輛的車速、發(fā)動機轉速等相關參數(shù)，智能

分析車輛行駛工況下，隨時改變轉向盤和轉向車輪之間的角度傳動比。

低速或停車時，提供相對小的角傳動比，減小轉向盤轉動的角度；高速

行駛時,車輛轉向比較靈活,提供相對較大的角傳動比，為高速行駛的車

輛提供更好的直線行駛條件，改善了車輛的轉向性能，有利于減少交通

事故的發(fā)生。

2）SBW系統(tǒng)不存在中間傳動的機械結構，所以，路面的沖擊和震

動不會傳遞到轉向盤上，系統(tǒng)綜合分析各種傳感器信號，更好的判斷出

車輛的行駛工況和路面信息，通過轉向盤回正電機為駕駛員提供適當?shù)?/p>

路感,既保留了有用的信息,又避免了外界的干擾，使駕駛員獲得更加真

實的〃路感〃，提高了駕駛舒適性。

3）線控轉向系統(tǒng)沒有中間傳動的機械結構,事故發(fā)生時,避免了轉向柱

可能對駕駛員造成的

傷害，進?步改善了駕駛安全性。此外,去除中

間傳動的接卸結構不僅減少了動力傳遞過程,提

高了系統(tǒng)的效率和咐應速度，還增加了駕映員的

腿部空間,方便了和鄰系統(tǒng)結構的布置和安裝。

但是線控轉型系統(tǒng)還處于研發(fā)階段，并沒有大量

投入使用.除囚主要有以卜,兩個方面.-是硬件

系統(tǒng)的成本問題?？煽啃?二是軟件系統(tǒng)的可靠

性與安全性不能保障c

:.、電動助力轉向系統(tǒng)概述

由F汽車電廣控制技術的不斷發(fā)展,對汽車

設計的要求以及對汽車的操縱穩(wěn)定性的要求也逐

漸增高，特別是對車輛的環(huán)保和^能的要求越來

越顯著，曾經(jīng)的液人助力轉向系統(tǒng)(HPS)存在：講解、分析聽講、思考「解電動助

的浪費能源和污染環(huán)境的缺點己經(jīng)變得越發(fā)嚴力轉向系統(tǒng)

重,不能既滿足時代對汽車發(fā)展的需要.而電動概述

助力轉向系統(tǒng)(EPS)將最新的高性能的電機控制

理論和電f技術應用到汽車的轉向系統(tǒng)中,顯著

的改善了車輛的動態(tài)特性和靜態(tài)特性,并更加有

效的提高了行腴過程中駕駛員的轉向輕便性和駕

駛安全性，于此同時也更加節(jié)能和環(huán)保。對于電

動汽車來說，采用電動助力轉向系統(tǒng)是?種必然

的選擇,因為它本身不需要使用內(nèi)燃機,助力轉

向系統(tǒng)動力的來源完全來自電機，所以電動汽乍

動力轉向系統(tǒng)的選擇只能是EHPS或EPS.一般情

況3設計者都會選擇EPS.

因此,在未來的轉向系統(tǒng)發(fā)展過程中，電動

助力轉向系統(tǒng)將會成為汽車動力轉向系統(tǒng)的主力

軍，時電動助力轉向系統(tǒng)進行開發(fā)和研究會成為

今后汽車企業(yè)和科研機構的研究市點.

四、電動助力轉向系統(tǒng)分類

根據(jù)助力電機在轉向系統(tǒng)中的安裝位置可分

為三類:轉向柱助力型(ColumnEPS,C-EPS)：小

齒輪助力型(PinionEPS.P-EPS)：齒條助力型掌握電動助

(RackEPS.REPS)。其中.C-EPS與P-EPS、R-EPS講解、分析聽講、思考力轉向系統(tǒng)

相比，由于駕駛員和電機助力的轉矩同時通過轉分類

向器的小齒輪齒條傳遞，考慮到齒的剛度和強度,

助力轉矩值不能太大,專用于小型汽車：而P-EPS

和R-EPS成本相對較高,多用于中育級車輛。

按照助力電機的安裝部位不同，EPS系統(tǒng)一

股分為轉向軸助力式、齒輪助力式和齒條助力式

3種類型，如圖4-6所示.

蕤向韓助力式齒輪吃力式齒條助力式

圖4-6電動助力轉向系統(tǒng)分類

1)轉向軸助力式EPS系統(tǒng)的助力電機安裝在轉向軸附近，轉向助

力經(jīng)離合器和減速機構施加在轉向軸上，適用于一些小的車型。由于助

力電機的安裝位置靠近轉向盤,各部件相對獨立,所以安裝維修方便，但

必須考慮助力電機震動和噪聲對駕駛人員的影響。

2）齒輪助力式EPS系統(tǒng)的助力電機、減速器和離合器集成在一起,

助力電機的助力作用在齒輪上，助力作用較轉向軸式大，適用于前軸載

荷中等的車輛。

3）齒條助力式EPS系統(tǒng)的助力電機和減速機構直接將助力施加到

齒條上，所以其響應快,效率高,助力效果好；結構緊湊,安裝位置選擇性

比較大，助力電機遠離駕駛艙，噪聲和振動不會對駕駛員產(chǎn)生影響；系

統(tǒng)剛度好、傳動能力大，適用于一些前軸載荷較大的汽車。但是齒輪齒

條式EPS系統(tǒng)結構相對復雜,造價高,出現(xiàn)故障時維修不方便。

五、EPS系統(tǒng)的優(yōu)缺點

1.EPS系統(tǒng)具有以下優(yōu)點：

與其他轉向系統(tǒng)相比,該系統(tǒng)突出的優(yōu)點表現(xiàn)在：

1）更加節(jié)省能源和環(huán)保。因為EPS沒有液壓

器件，所以可算得上是標準的〃按需供能型〃系統(tǒng)，即在轉向的情

況下系統(tǒng)才工作，而汽車停止時或者直線運行時完全不消耗任何能量,

這樣一來耗能就會相對較少。因此與液壓動力系統(tǒng)進行比較，可以節(jié)約

能源80%至1]90%。而在不轉向時，EPS燃油消耗會降低2.5%;在使用

轉向系統(tǒng)時,則會減少5.5%。另外又因為在-4（TC的低溫的狀況下,EPS

也可以較好地工作,而傳統(tǒng)的液壓系統(tǒng)講解、圖片資

料例舉

觀看案例、

思考

直觀認識

EPS系統(tǒng)的

優(yōu)缺點

只有液壓油預熱后才可以I準,由FEPS沒行起

動時的預熱過程,所以W省/許多能量.EPS也

不存在液態(tài)油的泄漏問題，從而也不會對環(huán)境造

成嚴重的污染，符合了環(huán)保的設計理念。

2）助力效果相對更好，EPS可根據(jù)汽車運行

的不同工況,通過優(yōu)化設計助力特性曲線,獲得

準確的助力,助力效果卜分理想.同時還可以通

過控制阻尼系數(shù)減個因為路面的I?擾對轉向系統(tǒng)

產(chǎn)生的影響,保障車輛低速行職!時的輕便性，提

高汽車高速行駛時的穩(wěn)定性，進而提高汽車的轉

向性能。

3）質況大大減糅.'J液樂轉向比較.電動助

力轉向系統(tǒng)的結構更加簡單，零件數(shù)目顯著減少.

囚而帶來偵量的輕便，F(xiàn)此同時使布置更加簡單.

而且降低了工作時產(chǎn)生的噪聲污染。

4）安全性能更好。與HPS比較,EPS發(fā)生故

障后，系統(tǒng)通過電破離介器切斷電機與M速傳動

機構的動力連接，進入機械轉向模式。另一方面

由于EPS的助力由電機提供,所以與車輛的驅動

系統(tǒng)相":獨立，只要電動汽車的DC/OC不出現(xiàn)問

題，即使在汽車不?'＜生故障也能夠準確的

提供助力.

5）開發(fā)和生產(chǎn)的周期短。雖然EPS的設計時

間會比較長，但是設計完成以后,可以通過編輯

相應的設計程序，實現(xiàn)與各種不同車型之間的匹

配，從而能帔減少針對各個車型的設il時間.

6）提高了轉向系統(tǒng)的回正性能。在某一車速

卜.，當駕駛員轉動特向曲一個角度放產(chǎn)后，汽車

具有使其自身問到直線方向行駛的特性，這是汽

車因有屬性所決定的.但是EPS系統(tǒng)旋夠對回正

過程進行人I：控制，在最大限度內(nèi)通過軟件修改

設計參數(shù)達到使車輛獲得最優(yōu)回正性的目的?在

傳統(tǒng)的HPS中.汽車?旦設計完成，回正特性就

無法改變,否則必須徹底改動底盤的結構,實現(xiàn)

起來非常困難.

7）EPS效率彼比HPS高，使用車輛范圍也

相對較廣,特別適用于電動汽車.

2.EPS系統(tǒng)的缺點：

1）由于車載電瓊的電壓一般比較低，故電動

助力轉向（EPS）系統(tǒng)所能提供的助力轉矩也不公

太大，所以不適合用于大型車輛.

2）助力電機、減速機構等零部件的摩擦和轉

動慣量會對EPS系統(tǒng)的轉向特件產(chǎn)生一定的影

響,因此動力匹配比較困難.

六、電動助力轉向系統(tǒng)（EPS）結構

汽車電動助力轉向器（EPS）是一種機電一體

化的新一代車輛動力轉向系統(tǒng)。它由扭矩傳感器、

電機總成、轉向器和控制器（VCU）組成。汽車

電動助力轉向器是根據(jù)轉向盤的轉向力（即扭矩

傳感器）、車速傳感器、發(fā)動機轉速等控制信號,

確定轉向助力的大小和方向,并驅動電機輔助轉

向操作。如圖4-7所示。

圖4-7電動助力轉向系統(tǒng)（EPS）結構

1.扭矩傳感器

扭矩傳感器由二個帶孔圓環(huán),線圈,線圈盒

及電路板組成。它獲得轉向盤上操作力大小和方

向信號,并把它們轉換為電信號,傳遞到EPS控

制盒

二個帶孔圓環(huán)一個安裝在輸出軸上,一個安

裝在輸入軸上。當輸入軸相對輸出軸轉動時,電

路板計算出輸入軸相對于輸出軸的旋轉方向和旋

轉量。當轉動轉向盤時,扭矩被傳遞到扭力桿，

輸入軸和輸出軸之間出現(xiàn)角度偏差,電路板檢測

出角度偏差及方向,通過計算得到扭矩大小和方

向并轉換為電壓信號傳遞到EPS控制器中.如圖

4-8所示。

引導觀看圖

片、視頻資

源,并進行講

解

聽講、思考了解電動助

力轉向系統(tǒng)

(EPS)結構

圖4-8扭矩傳感器

2.電機總成

安裝在轉向器上的電機總成由一個蝸桿，一個蝸輪和一個直流電機

組成。當蝸桿與安裝在轉向器輸出軸上的蝸輪嚙合時，它降低電機速度

并把電機輸出力矩傳謝到輸出軸.如圖4-9所示°

圖4-9電機總成

3.轉向器

通過蝸輪降低動力轉向電動機的轉速,并將它傳遞到轉向柱軸.如圖

4-10所示。

圖4?10轉向器

4.控制器(VCU)

控制器(VCU)的作用

(1)EPS控制動力轉向ECU接收各傳感器的信號，判斷車輛當前

的狀況,并測定施加到動力轉向電動機上相應的助力電流。

對于裝有車輛穩(wěn)定控制系統(tǒng)(VSC)的車型，根據(jù)制動防滑控制

ECU信息,聯(lián)合控制轉向助力力矩,使駕駛人的轉向操作更靈便，提高轉

向穩(wěn)定性。

（2）動力轉向ECU溫度傳感器動力轉向ECU中的溫度傳感器用

于檢測ECU是否過熱。如果溫度傳感器檢測到ECU過熱，則動力轉向

電動機上的助力電流會減小。

（3）診斷如果動力轉向ECU檢測到EPS故障,則與出現(xiàn)故障的功

能相關的主警告燈點亮，提示駕駛人出現(xiàn)故障。同時，DTC（診斷故障

碼）存儲到存儲器中。

（4）安全保護如果動力轉向ECU檢測到EPS故障,則組合儀表上

的主警告燈點亮，且蜂鳴器鳴響。同時，動力轉向ECU使PS警告出現(xiàn)

在復式顯示器上以提示駕駛人，并進入安全保護模式。EPS和手動轉向

以相同方式工作。出現(xiàn)故障時，安全保護功能被激活，ECU會影響各種

控制。

七、電動助力轉向系統(tǒng)（EPS）工作原理

圖2-6為轉向軸助力式EPS系統(tǒng)的組成結構,轉向器選擇齒輪齒條

式，轉向盤轉矩通過扭矩傳感器來測得。當沒有轉向動作時，助力電機

不工作；當駕駛員有轉向操作時，扭矩傳感器發(fā)出一個電壓信號，電子

控制單元（ECU）根據(jù)電壓信號值推算得到轉向盤轉矩的大小及方向,

同時，車速傳感器將檢測到的當前車速傳遞到電子控制單元（ECU）,

電子控制單元（ECU）先根據(jù)車速選擇與之對應的助力特性曲線，再根

據(jù)轉向盤轉矩進行運算處理，得到目標助力轉矩的大小以及方向，再經(jīng)

過一系列計算確定助力電機的旋轉方向和驅動電流的大小，助力電機根

據(jù)得到的驅動電流提供相應的助力轉矩，減速增扭后作用到轉向軸上,

為轉向系統(tǒng)提供與工況相適應的助力。如匿4-11所示。

圖4-11EPS系統(tǒng)簡圖

當EPS系統(tǒng)發(fā)生故障時,助力電機斷電停轉,離合器分離,系統(tǒng)不提

供助力，僅保持機械轉向系統(tǒng)的功能。引導觀看圖

片、視頻資

源,并進行講

解

觀看、思考

電動助力轉

向系統(tǒng)

（EPS）工作

原理

八、電動助力轉向系統(tǒng)（EPS）的助力策略EPS是一個非線性、多

輸入多輸出的控制系

統(tǒng)，因此控制策略的設計是EPS的核心技術之一。EPS控制策略

的基本功能是在不同行駛工況下的轉向過程中提供最佳轉向助力，從而

減輕駕駛員的操作疲勞。根據(jù)不同的控制目標，控制策略可分為：基本

助力控制，設計合理助力曲線，兼顧低速的轉向輕便性和高速的穩(wěn)定性；

回正控制，使轉向盤具有較好的回正特性，避免回正不足或回正超調；

補償控制，EPS轉向系統(tǒng)中除了機械部件的摩擦和阻尼因素，還有電機

和減速機構的慣量因素,因此需要采用合適的補償控制,減小慣量、摩

擦、阻尼因素的影響，提高車輛的穩(wěn)態(tài)性能和動態(tài)性能；抑振控制，當

在不平路面行駛時，由輪胎傳遞過來的擾動會造成轉向盤的振動，使駕

駛員感到不適，喪失路感；魯棒控制，抑制系統(tǒng)內(nèi)部的各種擾動；其他

控制，隨著汽車安全性和舒適性要求的提高，EPS的控制策略正朝著智

能化的方向發(fā)展，包括：個性化助力特性、自動泊車功能、車道保持功

目匕寺等。

九、實施步驟

1.拆裝EPS控制器

拆卸

1）將車鑰匙置于OFF擋

2）斷開蓄電池負極電纜

3）拆下右前門踏板沿-箭頭-所指位置撬起前門踏板-1-,翻轉取出

前門踏板-1-。如圖4-13所示。

圖4-13右前門踏板

4）拆下A柱下飾板旋出塑料螺母座-1-。

5）沿-箭頭-方向將A柱下飾板-2-從車身上脫出.如圖4-14所示。

引導觀看圖

片、視頻資

源,并進行講

解

引導觀看圖

片、視頻資

源,并進行講

解

觀看、思考

觀看、思考、

實訓

電動助力轉

向系統(tǒng)

（EPS）的助

力策略

掌握拆裝

EPS控制器

的步驟

圖4?14A柱下飾板

6）拆下副儀表板前擋板，旋出子母扣-2-。將副儀表右前擋板-1-

從副儀表骨架總成中撬出。如圖4-15所示。

圖4-15副儀表板前擋板

7）撬下固定卡-和旋出螺母-3-

8）取下前地板擱腳板-2-.如圖4-16所示。

圖4-16前地板擱腳板

9）拔下EPS控制器連接插頭

10）擰下EPS控制器固定螺栓并取下控制器。

安裝

以倒序進行。

2.EPS本體拆裝

拆卸

1）將車鑰匙置于OFF擋

2）斷開蓄電池負極電纜

3）將轉向盤回正,并拔出車鑰匙鎖定轉向盤。

注意：

回正一下轉向盤,確定轉向系統(tǒng)處于鎖止狀

4）拆卸車輪

5）拆卸轉向機連接線束（詳見EPS控制器拆

裝步驟）

6）拔下轉向拉桿球頭鎖止銷不要拆下。

7）用球形萬向節(jié)拉出器將轉向拉桿球頭總成

-1-從轉向節(jié)上壓出,擰出螺母-箭頭將轉向拉

桿球頭總成-1-拆下。螺母-箭頭-擰緊力矩:55±

如圖?所示。

5Nm.o417

圖4-17轉向節(jié)

8）松開前懸下擺臂鎖緊螺母-1-,不要拆下。

注意：

螺母擰緊力矩:66±6Nm

9）用球形萬向節(jié)拔出器將前懸下?lián)u臂主銷

-2-從轉向節(jié)壓出。

10）擰出螺母-1-,將前懸下?lián)u臂主銷拆下。

11）轉向管柱連接十字軸拆卸.如圖4-18所

注意：

擰下螺栓-2-,將十字萬向節(jié)-1-從轉向器上拔

下。螺栓-2-擰緊力矩:23±3Nm

擰出螺栓-3-,從變速器上松開擺動支撐。螺

栓-3-擰緊力矩:80±5Nm

引導觀看圖

片、視頻資

源,并進行講

解

觀看、思考、

實訓

掌握拆裝

EPS控制器

的步驟

圖4-18轉向管柱連接十字軸

12）將舉升裝置放到副車架下。

13）擰出螺栓-1-和-2-,并將副車架略微降低。如圖4-19所示。

注意：

螺栓-1-和-2-擰緊力矩:165~180Nm

圖4-19副車架

14）旋出副車里的固定螺栓。

15）將副車架和轉向機總成降下。

16）旋出整體式動力轉向器總成固定螺栓-

箭頭A-和固定螺母-箭頭B-,取下固定板。

注意：

17）固定螺栓-箭頭A-擰緊力矩:90±5Nm

固定螺母-箭頭B■擰緊力矩:90±5Nm.如圖4-20所示。

B

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