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        淺談汽車電動式動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(EPS)的工作原理與故障檢修

        2017-11-07 19:00:18余冬順
        科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2017年30期
        關(guān)鍵詞:故障檢修

        余冬順

        摘 要:如果汽車在轉(zhuǎn)彎時出現(xiàn)轉(zhuǎn)向沉重,電動助力失效,會直接影響汽車行駛的安全性、穩(wěn)定性和駕乘舒適性。文章以本田飛度轎車為例說明電動式動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(EPS)出現(xiàn)的故障表現(xiàn),結(jié)合該車EPS系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理,對這一故障進行深入的分析和檢修。

        關(guān)鍵詞:電動式動力轉(zhuǎn)向(EPS);扭矩傳感器;數(shù)據(jù)流分析;故障檢修

        中圖分類號:U463.4 文獻標志碼:A 文章編號:2095-2945(2017)30-0076-02

        前言

        電動式動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(EPS)具有環(huán)保、節(jié)能和助力特性好等優(yōu)點,在原來的動力轉(zhuǎn)向基礎(chǔ)上,增加了電控單元和一些傳感器,使轉(zhuǎn)向更加完善,并在現(xiàn)代轎車上開始得到應(yīng)用。本田飛度轎車在轉(zhuǎn)向機構(gòu)上更新了這一技術(shù),它采用電動式動力轉(zhuǎn)向EPS系統(tǒng),并擁有一套獨立的電子控制裝置。隨著時代的發(fā)展,科技的進步,汽車上的電控系統(tǒng)日新月異、日趨復(fù)雜,這就要求維修技工的維修技術(shù)水平和方法要不斷學習提高,要通過理論與實踐相結(jié)合的方式進行分析問題、解決問題,從而提高工作效率。

        1 故障現(xiàn)象

        該車是一輛已行駛17萬公里左右的本田飛度轎車,本田飛度轎車采用的是電動式動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。此車剛在維修廠做過事故維修,更換過電動轉(zhuǎn)向機總成和EPS控制單元。在行駛過程中轉(zhuǎn)向偶爾出現(xiàn)發(fā)緊、沉重的現(xiàn)象。此現(xiàn)象出現(xiàn)了3天左右,并且EPS故障燈常亮,電動助力失效。當時用本田診斷儀檢測有故障碼,消碼后試車一切正常,認為是偶發(fā)性故障,于是繼續(xù)使用。在使用的第二天EPS故障燈又點亮,在不平路面行駛時EPS燈突然點亮。

        2 本田飛度EPS系統(tǒng)組成與工作原理

        2.1 EPS系統(tǒng)組成

        本田飛度轎車的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由機械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和EPS控制系統(tǒng)組成。

        EPS控制系統(tǒng)由車速傳感器、扭矩傳感器、控制單元ECU、助力電動機、減速機構(gòu)和故障診斷接口等組成如圖1所示,控制系統(tǒng)原理如圖2所示。

        2.2 工作原理

        電動式動力轉(zhuǎn)向EPS的基本原理:在操縱轉(zhuǎn)向盤時,扭矩傳感器根據(jù)輸入軸轉(zhuǎn)矩的大小產(chǎn)生相應(yīng)的電壓信號,由此檢測出操縱力的大小,同時根據(jù)車速傳感器產(chǎn)生的脈沖信號測出車速,再控制助力電動機的電流,形成適當?shù)霓D(zhuǎn)向助力。再經(jīng)減速機放大作用在機械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)上,和駕駛員的操縱力矩一起克服轉(zhuǎn)向助力矩,實現(xiàn)車輛輕松轉(zhuǎn)向。

        3 故障分析

        該車在事故中方向機(包括扭矩傳感器、助力電動機)、EPS控制單元已撞壞,事故后已全部更換新件。這說明EPS系統(tǒng)主要部件是新的,出現(xiàn)故障的機率很小,但不排除。

        3.1 故障檢查

        EPS設(shè)有故障自診斷系統(tǒng),當系統(tǒng)的元件發(fā)生故障時,位于儀表盤上EPS故障指示燈會常亮,并將故障代碼存入到ECU的存儲器中,同時停止動力助力,開始手動轉(zhuǎn)向操作。讀取故障碼,再用HDS診斷系統(tǒng)消除故障碼。

        3.2 路試驗證故障

        由于清除故障碼后,EPS系統(tǒng)正常,只好進行路試讓故障重現(xiàn)。試車約有1個小時左右,都未見故障出現(xiàn),認為EPS系統(tǒng)正常,但在返回途中因一段路面不平且在打方向的同時EPS燈點亮,轉(zhuǎn)向沉重,電動助力失效。

        用本田HDS診斷系統(tǒng)讀取故障碼同樣為DTC12,但消除故障碼后系統(tǒng)又恢復(fù)正常, 結(jié)合上述檢查與分析,導(dǎo)致這種故障現(xiàn)象最有可能是:(1)EPS控制單元和扭矩傳感器之間的線束與搭鐵短路;(2)扭矩傳感器和EPS控制單元之間的線束短路或斷路;(3)扭矩傳感器故障;(4)EPS控制單元故障。

        4 故障檢查

        (1)對EPS控制單元和扭矩傳感器之間的線束與搭鐵短

        路進行檢查,沒有搭鐵現(xiàn)象,正常,因搭鐵短路而引起故障的可能性被排除。

        (2)對扭矩傳感器和EPS控制單元之間的線束短路或斷

        路進行檢查,沒有短路、斷路現(xiàn)象,正常,因短路、斷路而引起故障的可能性也被排除。

        (3)進行數(shù)據(jù)流分析和控制系統(tǒng)線路檢測

        a.進行數(shù)據(jù)流分析:

        用本田HDS診斷系統(tǒng)讀取發(fā)動機怠速不打轉(zhuǎn)向時故障前后的數(shù)據(jù)流,如表1。

        根據(jù)表1并結(jié)合圖2分析如下:

        從EPS控制單元能讀出故障碼并能顯示數(shù)據(jù)流,證明EPS控制單元電源電路正常,EPS控制單元沒有故障。

        最后對扭矩傳感器進行檢查:從表1第2項可以看出,扭矩傳感器沒有電源電壓,因此扭矩傳感器的集成電路無法工作,無扭矩電壓信號(見表1第9、10項)導(dǎo)致失效保護繼電器關(guān)閉,助力電動機無工作電流限度值(見表1第13項)。而表1第7項無點火電壓,那是系統(tǒng)激活后才能顯示的電壓。

        根據(jù)上述分析,故障問題就重點落在了扭矩傳感器的電源電路上。應(yīng)檢測如圖2所示的EPS控制單元14芯插腳的第1、2、7腳分別與第4腳(接地)的電壓值和上述4腳到扭矩傳感器端插接器線束是否正常。EPS系統(tǒng)正常時(起動發(fā)動機),EPS控制單元14芯插腳的第1、2腳分別應(yīng)為扭矩傳感器提供12V、5V工作電壓,其第7腳為EPS控制單元檢測扭矩傳感器是否工作正常的一個信號(起動發(fā)動機短暫出現(xiàn)約4V),如未能檢測到此信號或信號異常,則EPS控制單元將進入失效保護模式,關(guān)閉扭矩傳感器的12V和5V工作電源,終止動力助力。由此可見EPS控制單元第7腳檢測扭矩傳感器信號作用之大。

        b.線路檢測

        因該車故障現(xiàn)象特殊,只有在行車中故障才會出現(xiàn),因此根據(jù)上述結(jié)論進行故障前后線路檢測:

        檢測EPS控制單元14芯插座第1、2腳分別與第9腳(接地)的電壓: 點火開關(guān)置于ON,起動發(fā)動機,故障前分別為12V、5V,故障后都為0V,這說明EPS控制單元供給扭矩傳感器的工作電源不正常,同時也對其2腳至扭矩傳感器端線路進行斷路、短路的檢測未見異常。

        檢測EPS控制單元14芯插座上的第7腳與第4腳(接地)電壓:點火開關(guān)置于ON,故障前后都為約2V;起動發(fā)動機時,故障前后都短暫出現(xiàn)約4V(起動后又都為0V)都正常。

        檢測扭矩傳感器7芯線插頭(由于該插頭位置狹窄只能用針從插頭后部進行手持檢測)第7腳與第4腳(接地)電壓:故障前,點火開關(guān)置于ON,發(fā)現(xiàn)檢測數(shù)據(jù)從2V和 4V之間來回變化,用手往前推住扭矩傳感器插頭時又固定為2V;將該插頭松手后起動發(fā)動機,EPS故障燈點亮,轉(zhuǎn)向助力失效。

        從以上檢測結(jié)果、數(shù)據(jù)證明扭矩傳感器7芯線插頭與插座之間存在接觸不良之疑。

        5 故障排除

        對扭矩傳感器插頭進行了仔細檢查,發(fā)現(xiàn)此插頭第7腳位置內(nèi)膠座破損,導(dǎo)致其內(nèi)線插腳端子變形。于是更換扭矩傳感器新插頭,再用本田HDS診斷系統(tǒng)清除故障碼后試車,故障癥狀完全消失,轉(zhuǎn)向系統(tǒng)操縱輕便靈活。

        6 結(jié)束語

        通過上述的分析和檢查,最后終于將故障排除了。原來是由于當時事故原因使扭矩傳感器插頭內(nèi)膠座破損,插頭內(nèi)線插腳端子變形而導(dǎo)致電控轉(zhuǎn)向動力系統(tǒng)工作不良。其實,在汽車諸多電路中:導(dǎo)線連接器或插頭、接線盒里的線插及其線路經(jīng)常因振動破損、腐蝕被氧化、松脫和斷裂等原因發(fā)生故障。同時也深刻體會到: (1)出現(xiàn)這種時有時無的電氣故障,往往都是線路接觸不良引起的。(2)在維修帶電控系統(tǒng)的故障時多用數(shù)據(jù)流去分析故障更能達到事半功倍的效果。(3)分析故障思路要清晰要全方位思考,要認真地查找分析才能迅速排除故障。

        參考文獻:

        [1]廣州本田飛度轎車維修手冊[Z].

        [2]祖國海,高雄佛.汽車修理工[M].北京:機械工業(yè)出版社,2010.

        [3]武歷穎,徐同強.基于EPS目標電流跟蹤的控制策略研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2014(05):26-27.endprint

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