电动助力转向系统分析43页PPT

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3. 失效（ “EPS”指示灯闪亮，P/S控制盒输出故障代码。）
故障代码
原因
排故方法
41；42；43；44； 电机失效 45；51
11；13；14；15 传感器失效
更换电机 更换管柱总成
52；54；55
控制器失效
更换控制器
22 21；23；24
无发动机转速信号输 检查转速信号线，是
电压为12VDC的电平信号，高电 平有效
B4 发动机信号 B5 车速信号
输入 输入
峰 峰 值 为 12V 的 方 波 信 号 或 脉 冲 信号
峰峰值为12V的方波信号
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B6 点火信号
B7 电源＋
B8 电源－
A9 空 A1 空 0
输入 输入 输入
电压为12VDC的电平信号，高电 平有效
线路检查
停车制动。
3) 起动发动机。
4) “EPS”灯是否闪亮？
3 “EPS”灯是否显示DTC12？
按照对应代码检 查和修理。
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注意：
一旦完成检查和维修，就应按以下步骤再检查系统。 ➢当点火及发动机起动正常运行时，须清除存储在EPS控制器里的 诊断故障代码。 ➢进行规定试验 ➢用木楔楔住车轮，置M/T到中间。 ➢检查显示的诊断故障代码为DTC12 ➢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。
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➢转向力的检查 ▪汽车停放在水平路面上，方向盘放置在平直向前位置。 ▪检查轮胎充气压力是否符合指定要求（参阅轮胎指示）。 ▪起动发动机并怠速运行。 ▪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。

转向齿轮
转向齿条 P-EPS
电动机
转向轴 转向齿轮
转向齿条 R-EPS(双小齿轮)
助力式电动转向系统EPS
直接依靠电动机提供辅助转矩，可以根据不同 的使用工况控制电动机提供不同的辅助动力。
转矩传感器：测量驾驶 员作用在转向盘上的力 矩大小和方向，有的还
测量转向盘转角的大小
和方向。把两段转向轴 减速机构： 与电机相连 在扭杆作用下产生的相 对转角转变成电信号传
电动转向系结 构及检修
复习回顾
动力转向系统的类型
不设置传感器及控制电 脑，主要靠转向控制阀 进行转向助力的控制
普通液压助力转向系统 (Hydraulic Powered Steering, HPS) 液压助力转向系统（油泵） 电控液压助力转向系统 (Electric Hydraulic Powered Steering, EHPS) 增设控制液体流量的电 磁阀、传感器及ECU
电动式EPS主动回正原理
外部复位力 旋转点 EPS小齿轮 电机 电子控制单元
电动机反向旋转， 拉回转向轮。
转向机构主动齿轮 扭杆 转角传感器
转矩传感器
转向盘上的扭矩 助力力矩(=复位力矩) 复位力矩
优点
电动式EPS与传统的液压助力转向系统相比较，具有以下优点： (1)液压助力转向系统的油泵，在汽车不转向时也工作，加大了能量消 耗。电动助力动力转向系统(EPS)只有在转向时电动机才工作，因而减少了 能量消耗，并能在各种行驶工况下提供最佳的转向助力。 (2)减小了由于路面不平对转向系统的干扰，减轻了汽车低速行驶时的 转向操纵力，提高了汽车高速行驶时的转向稳定性，改善了汽车的转向性 能，进而提高汽车的安全性。 (3)由于不需要加注液压油和安装液压油管，所以系统的安装简便，自 由度大，而且成本低，无漏油故障，具有很好的通用性。

按照助力电机的安装部位不同，EPS系统一般分为转向轴助力式、齿轮助力式和 齿条助力式3种类型
四、EPS系统的优缺点
1.EPS系统具有以下优点： 与其他转向系统相比，该系统突出的优点表现在： 1）更加节省能源和环保。因为EPS没有液压器件，所以可算得上是标准 的“按需供能型”系统，即在转向的情况下系统才工作，而汽车停止时或者 直线运行时完全不消耗任何能量，这样一来耗能就会相对较少。因此与液压 动力系统进行比较，可以节约能源80%到90%。而在不转向时，EPS燃油消耗 会降低2.5%；在使用转向系统时，则会减少5.5%。另外又因为在-40℃的低 温的状况下，EPS也可以较好地工作，而传统的液压系统只有液压油预热后 才可以工作，由于EPS没有起动时的预热过程，所以节省了许多能量。EPS也 不存在液态油的泄漏问题，从而也不会对环境造成严重的污染，符合了环保 的设计理念。 2）助力效果相对更好。EPS可根据汽车运行的不同工况，通过优化设计 助力特性曲线，获得准确的助力，助力效果十分理想。同时还可以通过控制 阻尼系数减小因为路面的干扰对转向系统产生的影响，保障车辆低速行驶时 的轻便性，提高汽车高速行驶时的稳定性，进而提高汽车的转向性能。
六、电动助力转向系统（EPS）工作原理
转向器选择齿轮齿条式，转向盘转矩通过扭矩传感器来测得。当没有转向动作时，助力 电机不工作；当驾驶员有转向操作时，扭矩传感器发出一个电压信号，电子控制单元（ECU） 根据电压信号值推算得到转向盘转矩的大小及方向，同时，车速传感器将检测到的当前车速 传递到电子控制单元（ECU），电子控制单元（ECU）先根据车速选择与之对应的助力特性曲 线，再根据转向盘转矩进行运算处理，得到目标助力转矩的大小以及方向，再经过一系列计 算确定助力电机的旋转方向和驱动电流的大小，助力电机根据得到的驱动电流提供相应的助 力转矩，减速增扭后作用到转向轴上，为转向系统提供与工况相适应的助力。

当汽车处于直线行驶状态时， EPS便处于待机状态，电动机停止工作， 只 有在汽车转向时， 系统才实时的实现助力控制作用。
EPS
二、工作原理
2.电子助力转向功能列表
输入信号
控制单元
பைடு நூலகம்
方向盘转角 方向盘转动速度
转向助力功能
外部
车速
主动回正功能
内部
转向力矩 电机转动速度
直线行驶功能
助力力矩
EPS
二、工作原理
7. 先拆下转向柱上端的两颗固定螺栓，然后将转向柱向后翻转，用手托住下 端，并拆卸下端两颗固定螺栓。
先拆上面两 颗螺栓 (安装力矩 26-30NM)
再拆下面两 颗螺栓 (安装力矩 26-30NM)
EPS
四、拆卸方法
安装
按照拆卸的相反顺序安装。
注意事项
●断开转向传动轴与方向机的连接后，转向传动轴必须是沿着轴线方向取出， 装配时也必须沿着轴线装入。 ●锁紧螺栓一经拆卸必须更换。 ●取放EPS转向管柱时，必须用手托住下端，不能提上段，否则会损坏。
点火信号
接插件安装注意事项 ： 拔出时：先断电瓶负极 装配时：先接通讯端子b，再接电源端子a，最后接电瓶负极。
EPS
二、工作原理
10.电动助力转向系统（EPS）电路
三、系统组成部件
1.转向管柱部分
EPS
扭矩传感器
EPS
三、系统组成部件 2.控制及驱动机构
电机
控制器
力矩传 感器
三、系统组成部件 3.异步电机
3.转向助力功能工作过程：
1、当司机用力旋转方向盘时助力转向系统开 始工作。 2、作用在方向盘上的力引起了转向小齿轮的 旋转，转向力矩传感器察觉到旋转并将计算 出的转向力传给控制单元。 3、控制单元根据转向力、发动机转速、车速、 方向盘转角、方向盘转速以及存储在控制单 元中的特性曲线图，计算出必要的助力力矩 并控制电机开始工作。 4、由电机驱动的第二个小齿轮（驱动小齿轮） 提供能量产生转向助力，电机是通过一个蠕 动齿轮驱动小齿轮，从而驱动转向齿条产生 助力。 5、助力转向力矩和施加在方向盘上的力矩的 总和是最终驱动转向齿条上的有效力矩。

篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
2024/8/8
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
2024/8/8
❖4、电控液压式动力转向类型的种类 有
❖（1）可变量孔式液压动力转向 ❖（2）旁通式液压动力转向 ❖（3）反力式液压动力转向 ❖（4）电磁式液压动力转向 ❖（5）电动式液压动力转向
2024/8/8
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
❖也就是说，在低速行驶或转急弯 时得以很小的转向手力进行操作， 以获得较轻的转向；而在高速行 驶时，得以稍重的转向手力进行 稳定的操作，以避免转向“发 飘”，使转向的操纵性和稳定性 达到最合适的平衡状态。
2024/8/8
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
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篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
第三节：电控动力式动力转向系统
❖一、特点
电动助力转向系统由电动机直接提供 转向助力，省去了液压动力转向系统 所必需的动力转向油泵、软管、液压 油、传送带和装于发动机上的皮带轮， 既节省能量，又保护了环境。另外， 还具有调整简单、装配灵活以及在多 种状况下都能提供转向助力的特点。
4、EPS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控制器的软件加以补偿， 使汽车在各种速度下都能得到满意的 转向助力。

3. 小齿轮型EPS——这种结构型式的EPS，其动力辅助单元安装在转向机构的小齿轮轴上，由于动力辅助单元在 车厢外面，使得即使辅助力矩有很大增加也不会增加车厢内的噪声。如果再将它与可变速比的转向器结合在一起， 该系统的操纵特性将会非常好。 4. 直接驱动型EPS——转向齿条与动力辅助单元形成一个部件，该系统很紧凑，而且容易将它布置在发动机舱内， 由于直接对齿条通过助力，摩擦与惯性都很小，进而打方向盘的感觉很理想。
电动助力转向的国内外应用 捷达--速腾
电动助力转向的国内外应用
电动助力转向的国内外应用
国内
国内广州本田和昌河汽车与本田和铃木公司合作，在广州飞 度和昌河北斗星上安装了电动助力转向，成为这些轿车参与市场 竞争的新亮点。另外国内新近推出的途安、开迪、雨燕、皇冠也 都装备了EPS。 部分高校和企业已开始电动助力转向的研究开发工作。高校 主要有清华大学、吉林大学、北京理工大学、天津大学、江苏大 学、湖北汽车工业学院及合肥工大等；企业主要有南方动力、荆 州恒隆、重庆驰骋、南京标准件厂等等。
EPAS 或EPS)
转矩信号采 集与处理
通
电动助力转向的国内外应用 电动助力转向关键零部件 企业主要有南方动力、荆
助力电机
电流信号采
讯
集与处理
模
块
上位机 显示
液直压接电 驱动动转型向EP系S统—(—El转ec向tro齿-H条yd与ra动ul力ic辅Po助w单er元St形ee成rin一g个E部HP件S，) 该系统很紧蓄信 凑电，号池 而采且电集容压易将它布置在发动机舱内，由于直接对齿条通过助力，摩擦与惯性都很小，进而打方向盘的感
或steering by wire SBW)
车速信号发生器
部如分果高 再校将和它企与业可已变开速始比电的动转助向力器转结向合的在研一究起开，（ 控发该E制 C工系U器 作统）。的操纵特性将会发 非常动好机。信号发生器

国内汽车厂商起步较晚，但开发速度很快，在轿车EPS系统开发上 已有成果。2002年北斗星汽车在国内首次安装进口的EPS带动了电动 助力转向系统的研究和开发，国内学者才开始研制开发汽车EPS产品， 我国的EPS控制系统的研究与开发工作尚处在起步阶段，少数高校和 研究机构从事该课题的研究，主要处于实验室研发阶段。
2、EPS系统的国内外研究状况及关键技术
2.1、EPS系统的国内外研究状况 2.2、EPS系统的关键技术
2.1、EPS系统的国内外研究状况
2.1、EPS系统的国内外研究状况
在国外，EPS系统首先是在小排量轿车上发展起来的。上世纪80 年代初期，日本铃木公司首次在其Cervo轿车上安装了EPS系统，随 后还应用在其Alto车上。此后，EPS在日本得到迅速发展。出于节能 环保的考虑，欧、美等国的汽车公司也相继对EPS进行了开发和研究。 虽然比日本晚了10年时间，但是欧美国家的开发力度比较大，所选择 的产品类型也有所不同。 在此之后，电动助力转向系统得到迅猛发展。日本的大发汽车公 司、三菱汽车公司、本田汽车公司、NSK和Koyo公司、美国的 Delphi汽车系统公司、TRW公司，德国的ZF公司、英国的Lucas公司 都相继研制出各自的EPS。在世界汽车行业中，EPS的年增长量达到 130万~150万套。目前，国外中型以上的货车和中级以上的轿车上几 乎都广泛采用这一技术装置。
4．2、EPS系统的结构类型
4．2、EPS系统的结构类型
电动助力转向根据作用位置的不同主要有三种结构。这三种结构 分别是对转向轴助力式、齿轮助力式和齿条助力式。
1．转向轴助力式：转向轴助力式电动助力转向机构的电动机布置 在靠近方向盘的下方，通过蜗轮蜗杆机构和转向轴链接。
2．齿轮助力式：齿轮助力式电动助力转向机构的电动机布置在 与转向器主动齿轮相连接的位置，再通过驱动主动齿轮实现助力作用。 3．齿条助力式：齿条助力式电动助力结构的动机和减速机构等 布置在齿条处，并直接驱动齿条实现助力。