汽车电子转向系统
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1.转向柱 直流电机、减速机构和扭矩传感器安装在转向柱上，转向柱装备了倾斜机构。
转向柱结构图见图4-3和图4-4。
图4-3 转向柱结构图（俯视图）
图4-4 转向柱结构图（剖面图）
77
第四章 电子转向系统
第一节 电子转向系统的类型及其结构特点
▪ （1）直流电机 – 该电机安装在转向柱壳上，由转子、定子和电机轴组成。直流电机产生的扭矩 通过涡轮传送至圆齿轮，并通过圆齿轮传送至转向轴。直流电机结构见图4-5。
1100
第四章 电子转向系统
第一节 电子转向系统的类型及其结构特点
图4-7 扭距传感器结构图
①车辆直行时，驾驶员没有转动转向盘，规定的电压被EMPS ECU检测到， 显示转向盘在空挡位置。因此，不会将电流传送至直流电机。
1111
第四章 电子转向系统
第一节 电子转向系统的类型及其结构特点
②向左转或向右转时，转向柱上的扭杆产生扭矩并在检测环2与检测环3间形成 相应的位移。这个变化被转换成两个电信号（VT1和VT2）并传送到EMPC ECU。当转向盘向左转时，如图4-8所示，输出一个比空挡位置电压更低的电 压。相反，当转向盘向右转时，输出一个比空挡位置电压更高的电压。EMPS ECU根据这些输出信号检测出转动方向。此外，通过输出值的大小，EMPS ECU可检测出辅助动力的大小。
动力转向油经常缺少，每月需要添加一次。 故障诊断流程：
1144
第四章 电子转向系统
图4-9 动力转向油泵的管路图 1155
第四章 电子转向系统
图4-10 动力转向油泵结构图 1166
第四章 电子转向系统
故障总结： 动力转向油泵组装时的注意事项如下： ①在安装时需要注意零件的定位要求，例如动力转向油泵辅助阀的安装定位、 动力转向油泵凸轮环的安装定位等； ②动力转向油泵密封件必须换新件，并且安装之前需要涂上一层动力转向油； ③动力转向油泵凸轮环安装需要注意相关标记。动力转向油泵凸轮环在装配时， 带有“.”标记的一面向上； ⑤装配完毕后，用手转动皮带轮，检查动力转向油泵转动是否平滑； ⑥如果动力转向油泵组装后不立即装车，应该将进、出油口堵住，以防止异物 进入。
图4-8 扭矩与电压关系图
③在正常控制期间，VT1和VT2输出相同数值，当传感器出现故障时，这两个 输出信号间将出现差值。EMPS ECU通过检测这个差值，确定传感器是否有 故障。
1122
第四章 电子转向系统
第一节 电子转向系统的类型及其结构特点
2.EMPS ECU （1）EMPS控制
EMPS ECU接收来自各种传感器信号，识别现在的车辆状况，从而检测出作 用至直流电机的辅助电流。 （2）温度传感器
若EMPS ECU检测到EMPS有故障，则会使组合仪表上的PS警告灯变亮提醒 驾驶员注意并停止辅助控制。这时，工作情况与手动转向一样。
1133
第四章 电子转向系统
第二节 电子转向系统的维修体验
▪ 案例1 凯美瑞2.4L轿车转向沉重 ，自动变速器，行驶里程3.2万km。
图4-5 直流电机结构图
88
第四章 电子转向系统
第一节 电子转向系统的类型及其结构特点
▪ （2）减速机构 – 减速机构结构图见图4-6，由涡轮和圆齿轮组成，该机构通过涡轮和圆齿轮降低 直流电机转速并将转速传送至转向轴，涡轮由轴承支撑，以降低噪声。
图4-6 减速机构结构图
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第四章 电子转向系统
第一节 电子转向系统的类型及其结构特点
▪ （3）扭矩传感器 – 扭矩传感器结构图见图4-7，该传感器被封闭在转向柱上，扭矩传感器检测到扭 杆的扭转情况，计算出作用到扭杆上的扭矩，并将扭矩换算成一个电信号转送到 EMPS ECU。 – 检测环1和检测环2安装在输入轴上，检测环3安装在输出轴上，输入轴和输出轴 通过扭杆连接，检测线圈和补偿线圈安装在相关的检测环外面，形成完整的励磁电 路。当转向时，扭杆扭转，在检测环2与检测环3间形成相应的位移，这个变化被转 换成电信号并传送到EMPC ECU。 – 检测环1和检测环2的功能是补偿温度，它们检测出在补偿线圈上的温度变化， 补偿由温度变化造成的偏差。检测环由输出两个信号的双电路VT1和VT2组成。 EMPS ECU根据这两个信号控制辅助动力大小，同时检测传感器故障。
汽车维修体验丛书
丰田车系维修体验
第四章 电子转向系统
电子工业出版社
2012
第四章 电子转向系统
第一节 电子转向系统的类型及其结构特点 第二节 电子转向系统的维修体验
22
第四章 电子转向系统
第一节 电子转向系统的类型及其结构特点
▪ 一、动力转向系统 – 动力转向系统是在机械转向系统的基础上增加了转向助力装置。 – 对于轿车来说，由于大量采用超低压扁平轮胎，其转向阻力大大增加，并且由 于车速大大提高，对转向的灵敏性要求也相应提高，因而对兼顾转向操纵既轻便又 灵敏的要求，必须采用动力转向装置。 ▪ 二、电动转向系统 – 电动转向系统具有极好的燃油经济性，辅助动力由安装在转向柱上的直流电机 提供，仅在需要辅助动力时该电机才会消耗能量。在1NZ-FE发动机上采用车速传 感式EMPS（电动转向系统）。 – 电动转向系统与普通液压动力转向系统不同，它具有优良的可维护性，因为它 没有管路、动力转向泵、皮带轮和动力转向液。EMPS示意图见图4-1。 – 电动转向系统主要部件位置见图4-2，各主要部件的功能见表4-1。
33
第四章 电子转向系统
第一节 电子转向系统的类型及其结构特点
图4-1 EPMS示意图
44
第四章 电子转向系统
第一节 电子转向系统的类型及其结构特点
图4-2 主要部件位置图
55
第四章 电子转向系统
第一节 电子转向系统的类型及其结构特点
表4-1 主要功能部件表
66
第四章 电子转向系统
第一节 电子转向系统的类型及其结构特点
EMPS ECU装有温度传感器，以检测ECU是否过热。若EMPS ECU温度传感 器检测到EMPS ECU过热，将减小至直流电机的辅助电流，以便降低温度。 （3）自诊断
若EMPS ECU检测到EMPS有故障，则组合仪表上的PS警告灯会亮‘以告诉驾 驶员系统有故障。同时，EMPS ECU存储该故障码，故障码可用故障测试仪读取 。 （4）故障防护
转向柱结构图见图4-3和图4-4。
图4-3 转向柱结构图（俯视图）
图4-4 转向柱结构图（剖面图）
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第一节 电子转向系统的类型及其结构特点
▪ （1）直流电机 – 该电机安装在转向柱壳上，由转子、定子和电机轴组成。直流电机产生的扭矩 通过涡轮传送至圆齿轮，并通过圆齿轮传送至转向轴。直流电机结构见图4-5。
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第四章 电子转向系统
第一节 电子转向系统的类型及其结构特点
图4-7 扭距传感器结构图
①车辆直行时，驾驶员没有转动转向盘，规定的电压被EMPS ECU检测到， 显示转向盘在空挡位置。因此，不会将电流传送至直流电机。
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第四章 电子转向系统
第一节 电子转向系统的类型及其结构特点
②向左转或向右转时，转向柱上的扭杆产生扭矩并在检测环2与检测环3间形成 相应的位移。这个变化被转换成两个电信号（VT1和VT2）并传送到EMPC ECU。当转向盘向左转时，如图4-8所示，输出一个比空挡位置电压更低的电 压。相反，当转向盘向右转时，输出一个比空挡位置电压更高的电压。EMPS ECU根据这些输出信号检测出转动方向。此外，通过输出值的大小，EMPS ECU可检测出辅助动力的大小。
动力转向油经常缺少，每月需要添加一次。 故障诊断流程：
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第四章 电子转向系统
图4-9 动力转向油泵的管路图 1155
第四章 电子转向系统
图4-10 动力转向油泵结构图 1166
第四章 电子转向系统
故障总结： 动力转向油泵组装时的注意事项如下： ①在安装时需要注意零件的定位要求，例如动力转向油泵辅助阀的安装定位、 动力转向油泵凸轮环的安装定位等； ②动力转向油泵密封件必须换新件，并且安装之前需要涂上一层动力转向油； ③动力转向油泵凸轮环安装需要注意相关标记。动力转向油泵凸轮环在装配时， 带有“.”标记的一面向上； ⑤装配完毕后，用手转动皮带轮，检查动力转向油泵转动是否平滑； ⑥如果动力转向油泵组装后不立即装车，应该将进、出油口堵住，以防止异物 进入。
图4-8 扭矩与电压关系图
③在正常控制期间，VT1和VT2输出相同数值，当传感器出现故障时，这两个 输出信号间将出现差值。EMPS ECU通过检测这个差值，确定传感器是否有 故障。
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第四章 电子转向系统
第一节 电子转向系统的类型及其结构特点
2.EMPS ECU （1）EMPS控制
EMPS ECU接收来自各种传感器信号，识别现在的车辆状况，从而检测出作 用至直流电机的辅助电流。 （2）温度传感器
若EMPS ECU检测到EMPS有故障，则会使组合仪表上的PS警告灯变亮提醒 驾驶员注意并停止辅助控制。这时，工作情况与手动转向一样。
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第四章 电子转向系统
第二节 电子转向系统的维修体验
▪ 案例1 凯美瑞2.4L轿车转向沉重 ，自动变速器，行驶里程3.2万km。
图4-5 直流电机结构图
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第四章 电子转向系统
第一节 电子转向系统的类型及其结构特点
▪ （2）减速机构 – 减速机构结构图见图4-6，由涡轮和圆齿轮组成，该机构通过涡轮和圆齿轮降低 直流电机转速并将转速传送至转向轴，涡轮由轴承支撑，以降低噪声。
图4-6 减速机构结构图
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第四章 电子转向系统
第一节 电子转向系统的类型及其结构特点
▪ （3）扭矩传感器 – 扭矩传感器结构图见图4-7，该传感器被封闭在转向柱上，扭矩传感器检测到扭 杆的扭转情况，计算出作用到扭杆上的扭矩，并将扭矩换算成一个电信号转送到 EMPS ECU。 – 检测环1和检测环2安装在输入轴上，检测环3安装在输出轴上，输入轴和输出轴 通过扭杆连接，检测线圈和补偿线圈安装在相关的检测环外面，形成完整的励磁电 路。当转向时，扭杆扭转，在检测环2与检测环3间形成相应的位移，这个变化被转 换成电信号并传送到EMPC ECU。 – 检测环1和检测环2的功能是补偿温度，它们检测出在补偿线圈上的温度变化， 补偿由温度变化造成的偏差。检测环由输出两个信号的双电路VT1和VT2组成。 EMPS ECU根据这两个信号控制辅助动力大小，同时检测传感器故障。
汽车维修体验丛书
丰田车系维修体验
第四章 电子转向系统
电子工业出版社
2012
第四章 电子转向系统
第一节 电子转向系统的类型及其结构特点 第二节 电子转向系统的维修体验
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第四章 电子转向系统
第一节 电子转向系统的类型及其结构特点
▪ 一、动力转向系统 – 动力转向系统是在机械转向系统的基础上增加了转向助力装置。 – 对于轿车来说，由于大量采用超低压扁平轮胎，其转向阻力大大增加，并且由 于车速大大提高，对转向的灵敏性要求也相应提高，因而对兼顾转向操纵既轻便又 灵敏的要求，必须采用动力转向装置。 ▪ 二、电动转向系统 – 电动转向系统具有极好的燃油经济性，辅助动力由安装在转向柱上的直流电机 提供，仅在需要辅助动力时该电机才会消耗能量。在1NZ-FE发动机上采用车速传 感式EMPS（电动转向系统）。 – 电动转向系统与普通液压动力转向系统不同，它具有优良的可维护性，因为它 没有管路、动力转向泵、皮带轮和动力转向液。EMPS示意图见图4-1。 – 电动转向系统主要部件位置见图4-2，各主要部件的功能见表4-1。
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第四章 电子转向系统
第一节 电子转向系统的类型及其结构特点
图4-1 EPMS示意图
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第四章 电子转向系统
第一节 电子转向系统的类型及其结构特点
图4-2 主要部件位置图
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第四章 电子转向系统
第一节 电子转向系统的类型及其结构特点
表4-1 主要功能部件表
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第四章 电子转向系统
第一节 电子转向系统的类型及其结构特点
EMPS ECU装有温度传感器，以检测ECU是否过热。若EMPS ECU温度传感 器检测到EMPS ECU过热，将减小至直流电机的辅助电流，以便降低温度。 （3）自诊断
若EMPS ECU检测到EMPS有故障，则组合仪表上的PS警告灯会亮‘以告诉驾 驶员系统有故障。同时，EMPS ECU存储该故障码，故障码可用故障测试仪读取 。 （4）故障防护