汽车电子控制转向系统结构与检修

汽车线控转向系统的结构与技术原理分析一、线控转向系统的结构及工作原理(一)线控转向系统的结构汽车线控转向系统主要由转向盘模块、前轮转向模块、主控制器(ECU)以及自动防故障系统组成。

1.转向盘模块转向盘模块包括转向盘组件、转向盘转角传感器、力矩传感器、转向盘回正力矩电机。

其主要功能是将驾驶员的转向意图(通过测量转向盘转角)转换成数字信号并传递给主控制器，同时主控制器向转向盘回正力矩电机发送控制信号，产生转向盘回正力矩，以提供给驾驶员相应的路感信息。

2.前轮转向模块前轮转向模块包括前轮转角传感器、转向执行电机、电机控制器和前轮转向组件等。

其功能是将测得的前轮转角信号反馈给主控制器，并接受主控制器的命令，控制转向盘完成所要求的前轮转角，实现驾驶员的转向意图。

3.主控制器主控制器对采集的信号进行分析处理，判别汽车的运动状态，向转向盘回正力矩电机和转向电机发送命令，控制两个电机协调工作。

主控制器还可以对驾驶员的操作指令进行识别，判定在当前状态下驾驶员的转向操作是否合理。

当汽车处于非稳定状态或驾驶员发出错误指令时，前轮线控转向系统将自动进行稳定控制或将驾驶员错误的转向操作屏蔽，以合理的方式自动驾驶车辆，使汽车尽快恢复到稳定状态。

4.自动防故障系统自动防故障系统是线控转向系统的重要模块，它包括一系列的监控和实施算法，针对不同的故障形式和故障等级做出相应的处理，以求最大限度的保持汽车的正常行驶。

线控转向技术采用严密的故障检测和处理逻辑，以最大程度地提高汽车安全性能。

(二)线控转向系统的工作原理其工作过程：来自转向盘传感器和各种车辆当前状态的信息送给电子控制子系统后，利用计算机对这些信息进行控制运算，然后对车辆转向子系统发出指令，使车辆转向。

同时车轮转向子系统中的转向阻力传感器给出的信息也经电子控制子系统，传给转向盘子系统中模拟路感的部件。

二、线控转向系统的性能特点由于线控转向系统中的转向盘和转向轮之间没有机械连接，是断开的，通过总线传输必要的信息，故该系统也称作柔性转向系统。

单元六电控动力转向系统的构造与维修学习目标知识目标：１．简单叙述EPS的作用、类型、组成与工作过程和典型汽车EPS故障诊断与检修方法；２．正确描述EPS故障诊断和检修的一般内容和方法。

能力目标：１．能安全正确检修各传感器；２．能正确使用检测设备对传感器性能和控制电路进行检查。

1 概述一般说来，车速越低转向操纵越重，若采用固定的助力倍数，当低速下转向的操纵力减小到比较理想的程度时，则可能导致高速下操纵力过小、手感操纵力不明显，转向不稳定；反之，如果加大高速转向时的操纵力，则低速转向时的操纵力又过大。

为了实现在各种转速下转向的都是最佳值，电子控制助力转向系统是最好的选择。

它不但可以随行驶条件及时调整转向助力倍数，而且在结构上也远比单纯液力和气力式助力转向系统轻巧简便，特别适合于小轿车。

电控动力转向系统简称EPS（Electronic Control Power Steering）。

根据动力源不同，电控动力转向系统分为液压式和电动式两种。

液压式EPS是在传统的液压动力转向系统的基础上，增设了控制液体流量的电磁阀、车速传感器和ECU等。

ECU根据检测到的车速信号控制电磁阀，使转向动力放大倍率实现连续可调，从而满足高、低速时的转向要求。

电动式EPS是利用直流电动机作为动力源，ECU根据转向参数和车速等信号，控制电动机扭矩的大小和方向。

电动机的扭矩由电磁离合器通过减速机构减速增扭后，加在汽车的转向机构上，使之得到一个与工况相适应的转向作用力。

通过电子控制动力转向系统，可使驾驶员在汽车低速行驶时转向轻便、灵活；在中、高速行驶时增加转向操纵力，使驾驶员的手感增强，从而可获得良好的转向路感和提高转向操纵的稳定性。

2 电控液压动力转向系统2.1 反力控制式EPS2.1.1 组成反力控制式电控液压动力转向系统简称PPS(Progressive Power Steering)。

它由转向控制阀、电磁阀、分流阀、动力缸、转向油泵、转向器、车速传感器及ECU等组成，如图6-1所示。

一、填空题（每空3分，共30分）1. 汽车转向系统大致经历了机械转向系统、液压助力转向系统、电控液压助力转向系统、电动助力转向系统、线控转向系统的一个发展过程。

2.线控转向系统除了可实现汽车的自动避障外，还可以实现汽车的自动泊车、车道保持等，智能地处理各种复杂的路况。

3.线控转向系统（SBW）以电子方式传输转向指令至执行器来进行转向动作，即双模自动驾驶汽车上，采用人工驾驶模式时，把驾驶员转动方向盘的角度，经过传感器发送给ECU，ECU处理后将电子指令直接发送给转向机，转向机根据指令要求转动车轮。

4.目前能适应智能网联汽车转向系统要求的主要有电动助力转向系统（EPS）和线控转向系统（SBW）。

5.根据辅助马达的位置有3种形式的EPS，分别是柱辅助型（C-EPS），齿轮辅助型（P-EPS）和齿条辅助型（R-EPS）。

二、单选题（每题3分，共30分）1.柱辅助型（C-EPS）的助力电机安装于 A 上，在转向管柱下面连接的是一个机械式的转向机，电机助力转矩作用于转向管柱上。

A. 转向管柱B. 转向齿轮C. 转向齿条D. 转向盘2.齿轮辅助型（P-EPS）助力电机和减速机构布置在 B 上，驱动电机的输出力矩通过蜗轮蜗杆减速机构传递到转向齿轮上。

A. 转向管柱B. 转向齿轮C. 转向齿条D. 转向盘3.齿条辅助型（R-EPS）助力电机和减速机构布置在 C 上，电机助力扭矩作用于转向齿条上。

A. 转向管柱B. 转向齿轮C. 转向齿条D. 转向盘4.线控转向系统摆脱了传统转向的各种限制，不但可以设计汽车转向的 D ，而且可以设计汽车转向的角传递特性，给汽车的转向特性设计带来更大的可发挥空间，更方便与自动驾驶其他子系统（如感知、动力、底盘等）实现集成。

A. 电突触传递特性B. 信息传递特性性C. 速度传递特性D. 力传递特性5.EPS由检测驾驶者的转向操作扭矩的扭矩传感器、根据扭矩信号计算助力扭矩并控制电机驱动的A 、产生助力的电机、使电机驱动力传递至转向机构的减速器等组成。

《装备维修技术》2021年第10期—135—汽车电动助力转向系统的故障诊断与维修覃文周（北海职业学院机电工程系，广西壮族自治区 北海 536000）汽车电动助力转向系统，也叫EPS，它是利用电动机所产生的动力来帮助驾驶员对汽车进行转向的一种装置。

与传统的转向系统相比它具有质量轻、节约能源、装配灵活、结构简单、易于维护保养，易与不同车型相匹配等优点。

转向系统的优劣，直接关系到汽车行驶过程中的安全性。

一、汽车电动助力转向系统的组成及工作原理汽车电动助力转向系统一般是由电动机、扭矩传感器、车速传感器、电控单元(ECU)、减速机构等组成如图1所示。

汽车电动助力转向系统的工作原理是按照“传感器→控制器→执行器”的基本原理对汽车转向系统进行控制，当汽车要转向时，扭矩传感器检测到转向盘的转向以及转矩的大小变成电信号传给电子控制单元，车速传感器把检测到的车速信号也传给电子控制单元，电子控制单元根据车速传感器和扭矩传感器所给的信号计算、确定电动机旋转的方向与电流的大小，电动机得到了电子控制单元发来的指令后按照指令工作，从而完成了对汽车转向系统的电动助力。

图1 汽车电动助力转向系统的组成 二、汽车电动助力转向系统的常见故障 汽车电动助力转向系统常见的故障一般有两类，一类是无助力，另一类是误助力。

汽车电动助力转向系统无助力是指当驾驶员想要转向需要提供助力的时候汽车电动助力转向系统没有提供助力。

根据汽车电动助力转向系统的结构与工作原理，无助力现象只可能由下列几个原因造成:一，电动机驱动电路失效；二，离合器失效断开；三，蜗轮蜗杆疲劳失效；四，直流电机故障；五，ECU 控制系统产生故障。

汽车电动助力转向系统误助力是指当驾驶员不想转向，不需要提供助力的时候汽车电动助力转向系统却主动提供助力。

出现误助力的原因主要有以下几种情况：一，传感器失效，信号输出错误；二，故障离合器不能正确断开；三，ECU 内部控制策略软件出错或者硬件失效。

EPS电子助力转向系统结构一、产品简介制作要求：1、体现产品的自主研发，技术在国内处于领先2、拍摄时要声音、画面、字幕同步3、在整车上的安装位置EPS电动助力转向系统是机电一体化的产品，它由转向管柱、扭矩传感器、伺服电机、控制模块等组成。

目前在国内拥有完全的知识产权，并且产业化，它的面世和技术上的突破填补了国内汽车业的空白,做到了让技术进步真正服务到广大消费者。

二、工作原理介绍制作要求：1、体现产品的节能环保、安全性和舒适性2、声音、画面、字幕同步，最好能配上三维画面该系统的工作原理是：车辆启动后系统开始工作,当车速小于80km/h这些信号输送到控制模块，控制模块依据方向盘的转动力矩、转动方向和车速等数据向伺服电机发出控制指令，使伺服电机输出相应大小及方向的转动力矩以产生助动力，当不转向时，电控单元不向伺服电机发送扭矩信号，伺服电机的电流趋向于零。

因此，在直行驾驶而无需操作方向盘时，将不会消耗任何发动机的动力降低了燃油消耗。

本系统提供的转向助力与车速成成反比，当车速80km /h或以上时伺服电机的电流亦趋向于零,所以车速越高助力越小，因此无论在高速、低速行驶操作过程中汽车具有更高的稳定性，驾驶员自身保持均衡不变的转向力度。

三、各分总成的讲解a伺服电机（要求：同步指出各线的功能、以及在本系统工作时的作用，声音、画面、字幕要同步）b扭矩传感器：（要求：同步指出各线的功能、以及在本系统工作时的作用，声音、画面、字幕要同步）c控制模块：（要求：同步指出各插口处插针的功能、以及在本系统工作时的作用，声音、画面、字幕要同步）d管柱部分：（要求：指出总成件上各部分的名称、以及在本系统工作时的作用，声音、画面、字幕要同步）四、故障分析、判断与维修案例案例1 CK-1方向跑偏、故障描述:车辆在行驶过程中方向跑偏或者启动车后方向原地往一边跑检查步骤①首先检查两前轮轮胎气压是否标准,如果不一样先调整轮胎气压，试一试方向是否仍然跑偏，若仍然跑偏检查前束,如果异常,调整前束,再试一试方向是否仍然跑偏,如果仍然跑偏则进入步骤②②调整接触扭矩传感器，调整方法如下：让车辆保持正前方停在原地，把电源开关打到ON的位置这时用万用表分别测出扭矩传感器上的绿色线和白色线、绿色线和黑色线之间的电压是否分别均为2.5V,如果两组数值相差较大, 拆下扭矩传感器的防尘罩,松动固定扭矩传感器螺丝转动扭矩传感器,这时会看到万用表上的电压值在变化，进而调整电压使两组电压值均为2.5V,然后再试车若仍然跑偏此时再更换一个新的总成则此故障排除.注：此调整方法适用于所有装有电动助力装置的吉利系列车型！案例2.方向盘发抖、故障描述:车启动后打方向时感觉方向盘发抖；处理方法；①更换一个电机、检查是否是由于电机与蜗杆配合不当引起。

车辆工程技术115维修驾驶汽车电动助力转向系统以电子控制技术为技术支撑，通过改善汽车动态与静态性能，保证驾驶的舒适，提升汽车行驶的安全性。

汽车电动助力转向系统最大的优势则体现在工作效率高、能耗少上，但是其优势性能的发挥建立在日常的检修维护基础之上，也要求检修维护人员掌握故障处理技巧，做到故障的有效、快速处理，确保其性能的有效发挥。

1　汽车电动助力转向系统概述其主要构成是ECU控制器、管柱、扭矩角度传感器、无刷电机。

汽车电动助力转向系统利用无刷电机提供转向助力，出现转向动作时，传感器可以迅速测定转向角度大小，及时将信号传输给ECU控制器，而其接收到车速及相关信号后，指导实现电动助力转向系统的实时控制。

2　汽车电动助力转向系统常见故障诊断2.1　汽车电动助力转向系统的常见故障最常见的故障是汽车电动助力转向系统无助力或者误助力。

前者指其运行过程中驾驶员需要助力时电动助力转向系统却无法及时提供助力支持，这一故障发生率较高[1]。

导致其无助力的原因是多方面的，有离合器失效断开、电机驱动电路失效的原因，也有直流电机发生故障的原因。

而误助力是指驾驶员驾驶汽车不需要电动助力转向系统助力时，该系统却提供了助力。

相对来说，该类型故障发生率较低，多为传感器失效故障、离合器错误断开等原因引起。

除了这两大故障之外，左右转向力矩不均、前进途中车辆偏于一侧、电机工作不正常等也是常见故障。

2.2　电动助力转向系统故障检修在发现故障后应及时检修分析车辆具体情况，判断故障部位。

检修传动带，传动带作为核心的连接部件，类型较多，应用广泛。

传动带检查的重点是其松紧度的检查，还有其与带轮的配合情况检查。

检查储液罐，主要检查储液罐中的油脂状态，一旦油脂出现问题，必须及时更换，其使得车身水平的基础上，让发动机处于怠速状态。

故障后要重点检查液面是否有乳化现象，且及时清除旧液压油，更换新液压油，检查空气排放情况，检查系统内是否存在气泡，如果发现有气泡，则认为有空气进入系统，及时排出空气，直到不再产生气泡。

汽车电动助力转向系统的维护与故障诊断作者：向昌勇来源：《时代汽车》 2018年第6期1引言汽车电动助力转向系统(EPS)是近年来兴起的一种新型动力转向系统，通过应用电子控制技术，能够显著改善汽车的动态与静态性能，不仅保证驾驶的舒适，更利于汽车的安全行使，减少所产生的污染。

工作效率高、能耗少是EPS的优势所在。

同时在使用过程中，对EPS的维护检查尤为必要，特别是出现故障问题时，维修人员应当进行深入的故障分析，并采取相应的处理措施。

2汽车电动助力转向系统简介EPS系统是由ECU控制器、管柱、扭矩角度传感器、无刷电机等构成。

EPS利用无刷电机提供转向助力，当出现转向动作时，传感器可以迅速测定转向力矩大小，将信号传递给ECU。

ECU可接收到车速及发动机信号，根据信号确定电机电流，实现转向助力。

目前EPS因动力源的不同，可以分为电子控制系统和液压式转向系统。

电子控制系统是以直流电动机为动力源，在传统的机械式系统的基础上运行。

电子控制系统能够按照汽车的车速等信息对电动机的转动方向进行控制，通常包括电子控制体系、电动机、蓄电池等构成部分。

而液压式转向系统也是对传统液压动力系统的改良，在此基础上增加车速传感器等设备。

液压式转向系统在测定汽车的车速等信息后，实现对电磁阀的控制，并将转向动力放大，以利于汽车在不同速率下的助力要求。

3汽车电动助力转向系统的维护汽车行使过程中，转向是基本的运动形式，遇到障碍物、行人时，汽车必须及时改变路线，以保证安全行使。

EPS系统的应用大大节省了能耗，提高了工作效率，可控性强，而且更加便于维修。

为保证EPS的性能发挥，降低故障发生率，日常的维护检查必不可少，维修人员应注意遵循科学的维护检查方法。

3.1 日常维护检查的主要内容日常使用中对于转向盘自由间隙、转向力、EPS控制器的维护检查都是非常必要的，加强维护检查，可以降低故障发生率，促进EPS保持良好的性能。

第一，转向盘自由间隙。

维修人员应通过移动转向盘，确认转向盘是否出现声响或是松动。

汽车维修2020.2北汽EV200轿车的助力转向系统故障检修王飞尹少峰汽车助力转向依次经历了机械式、液压式、电控液压式、电动式和可变传动比转向系统等阶段，甚至未来发展成线控助力转向。

随着国内外各大汽车公司对汽车电动助力转向系统（Electric Power Steering -EPS,或称ElectricAssistedSteering -EAS ）的进一步研究，近年来汽车电子控制技术逐渐成熟，成本随之降低，EPS 越来越受到人们的重视，使其具有传统动力转向系统不可比拟的优点，迅速迈向了应用领域，部分取代了传统液压动力转向系统。

一、北汽EV200轿车助力转向系统的组成和工作原理北汽EV200轿车配置的助力转向系统是电动助力式（EPS ），EPS 系统独立于车辆动力源工作，具有结构精巧、节能环保、安全舒适、质量轻等优点，其可编程的转向助力特性使得转向操纵稳定性得到较大提高。

1.北汽EV200轿车的助力转向系统结构组成其结构组成主要是由转矩（转向）传感器、车速传感器、直流电动机、电磁离合器、电子控制单元（ECU ）和减速机构等部件组成。

其机械、电控结构组成示意图如图1、图2所示。

2.北汽EV200轿车的助力转向系统工作原理当整车处于停车，钥匙开关处于OFF 下电状态，EPS 不工作（EPS 不进行自检，不与整车控制器VCU 通讯，EPS 驱动电机不工作）；当钥匙开关处于ON 挡，ON 挡继电器吸合后EPS 控制器开始工作。

EPS 控制器根据接收来自整车控制器VCU 的车速信号、唤醒信号、转矩传感器信号和EPS 助力电机的马达位置、马达转速、马达转子位置、电流、电压信号等对车辆行驶在全速范围中，驾驶员在操纵方向盘进行转向时，转向轴转动进行综合判断，以控制EPS 助力电机的扭矩、转速和方向。

EPS 控制器在上电200ms 内完成自检，当EPS 系统正常时，通过CAN总线向VCU 发送信息控制EPS 故障指示灯熄灭，EPS 系统正常工作；当EPS 控制器检测到故障时，通过CAN 总线向VCU 发送故障信息，指令EPS 故障指示灯点亮，并采取相应的保护措施。

浅谈汽车电动式动力转向系统（EPS）的工作原理与故障检修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。

标签：电动式动力转向（EPS）；扭矩傳感器；数据流分析；故障检修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。

混合动力汽车电子动力转向系统主要元件结构及其工作原理混合动力汽车电子动力转向系统是指将车辆的驱动转向引擎和传统的机械转向系统与电子驱动系统相结合，利用电子控制装置来实现转向方向的调整。

该系统主要由电动助力转向装置、转向电机、转向传感器和电子控制单元等组成。

下面将详细介绍其主要元件结构及其工作原理。

一、电动助力转向装置电动助力转向装置是混合动力汽车电子动力转向系统的核心组件，它通过电子控制单元控制转向电机的运转，从而改变车轮的转向方向。

其结构主要包括电动助力转向器、挡位开关、方向定位开关和力传感器等。

电动助力转向器由传感器、执行器和控制单元组成，能够感知车辆的动态信息并根据所需转向力的大小做出相应的反馈。

二、转向电机转向电机是电子动力转向系统中的另一个关键部件，它负责在电子控制单元的指令下，实现车轮的转向。

转向电机通常为无刷直流电机，其工作原理是通过电磁学原理实现电能与机械能的转换。

当电机接收到电子控制单元的指令后，它会根据设定的转向角度和转向力的大小，通过转向机构传递相应的转向力，并驱动车轮转动。

三、转向传感器转向传感器主要负责感知车辆转向的角度和速度，并将这些信息传输给电子控制单元。

转向传感器通常由位置传感器和速度传感器组成，位置传感器用于感知车轮的转向角度，速度传感器用于感知车辆的转向速度。

电子控制单元通过接收到的转向角度和速度信息，实时计算出所需的转向力矩，从而控制转向电机的运转。

四、电子控制单元电子控制单元是整个混合动力汽车电子动力转向系统的控制中心，它负责接收和处理车辆的转向信息，并根据实时的驾驶情况来调整转向力矩。

电子控制单元还可以根据车辆的转向需求和运行状态，与其他系统（如车身稳定性控制系统）进行通信，以实现转向的精确控制。

当驾驶员打方向盘时，转向电位器感知到方向盘转动的力度和角度，并将这些信息传输给电子控制单元。

电子控制单元根据接收到的信息，计算所需的转向力矩，并将指令发送给转向电机。

汽车电子控制转向系统结构与检修1.结构(1)电子控制单元(ECU):ECU是整个系统的控制中心，负责接收来自传感器的信号，并根据信号的分析和处理结果，控制执行器实现对汽车转向的精确控制。

ECU通常位于车辆的仪表盘附近。

(2)转向传感器:转向传感器是用于检测驾驶员的转向操作并将信号传递给ECU的装置。

通常使用角度传感器或位置传感器作为转向传感器，它们可以准确地测量转向轮的转向角度或位置。

(3)执行器:执行器是根据ECU的控制信号实现转向操作的装置。

常见的执行器包括电动助力转向器(EPS)和电动化液压转向器(EHPS)。

EPS通过电动机直接作用于转向系统，而EHPS则通过液压压力辅助转向。

(4)连接电路:连接电路是将传感器、ECU和执行器连接起来的电路系统。

它负责传递信号和电力，并保证各个部件之间的正常工作。

常见的连接电路包括电缆、接插件和连接器。

2.检修方法(1)偏向一侧或转向力不足:如果车辆在行驶过程中偏向一侧或转向力不足，可能是由于转向传感器故障或ECU控制信号异常引起的。

可以通过检查传感器和连接电路是否正常工作来识别故障，并使用专用的诊断工具对ECU进行故障码读取和参数调整。

(2)锁定或转向力过大:如果车辆转向系统出现锁定或转向力过大的情况，可能是由于执行器故障或液压系统故障引起的。

可以通过检查执行器和液压系统的工作状态来判断故障，并进行相应的修理或更换。

(3)警告灯亮起:如果车辆的转向系统警告灯亮起，表示系统出现故障。

此时可以通过检查电路连接是否正常、清除故障码和重新校准传感器等方法解决问题。

总之，汽车电子控制转向系统是现代汽车中必不可少的安全控制系统。

对于维修人员来说，了解其结构和检修方法是保障车辆安全性和正常行驶的重要基础。

同时，及时的故障诊断和处理对于系统的可靠性和稳定性也具有重要意义。

因此，维修人员应该不断学习和了解新技术，提高自己的技能和修理水平。