任务1 新能源汽车电动转向系统认知
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《新能源汽车辅助系统检修》
任务一 新能源汽车电动转向系统认知
建议课时：4学时
任务1 新能源汽车电动转向系统认知
教学目标
知识目标
（1）能够描述新能源汽车电动转向系统的作用和类型； （2）能够描述新能源汽车电动转向系统结构组成和工作原理。
技能目标
（1）能够认识新能源汽车电动转向系统的组成元件。
素养目标
任务1 新能源汽车电动转向系统认知
获取信息
新能源汽车电动转向系统与传统汽车的电动转向系统基本相同。由于纯电动汽车取消了内燃机， 不能通过内燃机驱动液压助力油泵的方式来实现液压助力。因此，大多数纯电动汽车采用电动转向系 统，即在原机械转向系统基础上安装一个电机，作为转向的辅助动力。
电动转向系统根据助力电机的安装位置不同， 又可以分为转向轴助力式、齿轮助力式、齿条助 力式3种。转向轴助力式EPS的电动机固定在转向 轴一侧，通过减速机构与转向轴相连，直接驱动 转向轴助力转向。齿轮助力式EPS的电动机和减速 机构与小齿轮相连，直接驱动齿轮助力转向。齿 条助力式EPS的电动机和减速机构则直接驱动齿条 提供助力。如图3-1-1所示按分类一共有三种形式 ，转向轴助力式，齿轮助力式和齿条助力式。
转矩传感器
转向机
电动机
线束
EPS控制器
图3-1-2电动转向系统组成
任务1 新能源汽车电动转向系统认知
获取信息
1. 转向机、转向柱轴、减速机构 转向机与传统的机械转向相同，在打转向盘的同时，帮助用户用力，以减轻用户转向时的用力程 度，达到开车时用户轻松、方便的目的。 如图3-1-3（左）所示。电动机、减速机构和转矩传感器都安装在转向柱轴上，转矩传感器为感 应式电阻传感器。 减速机构通过蜗杆和涡轮降低DC电动机的转速并将之传送到转向柱轴，蜗杆由滚珠轴承支承以 减小噪声和摩擦。
图3-1-4 转矩传感器（左）输出电压与助力转矩关系（右）
任务1 新能源汽车电动转向系统认知
获取信息
4. EPS控制器 EPS控制器根据各传感器（包括车速传感器） 发出的信号，启动转向柱上的电动机来提供转向 助力。 电控助力转向系统工作原理如图3-1-5所示。
图3-1-5 EPS工作原理
任务1 新能源汽车电动转向系统认知
图3-1-1 电动转向系统的类型
任务1 新能源汽车电动转向系统认知
获取信息
引导问题2 : 新能源汽车电动转向系统由哪些结构组成？
如图3-1-2所示，电动转向系统由转向机(含转 向轴柱和减速机构等)、电动机、转矩传感器、 EPS控制器等部件组成。EPS控制器根据各传感器 输出的信号计算所需的转向助力，并通过功率放 大模块控制助力电动机的转动，电动机的输出经 过减速机构减速增扭后驱动齿轮齿条机构产生相 应的转向助力。
任务1 新能源汽车电动转向系统认知
获取信息
（2）转向时 用户向左或向右转动转向盘时，扭力杆的扭曲 就会在检测环2和检测环3之间产生相对位移，检 测环可以把这个变化转换为两个电信号VT1和VT2 ，并发送到EPS控制器。方向盘左转时，输出一个 比自由位置输出电压与助车转矩关系如图3-1-4所 示。输出电压低的电压，这样，就可以根据转向 助力检测到转向方向，转向助力有输出值的量级 决定。
任务1 新能源汽车电动转向系统认知
获取信息
3. 转矩传感器 转矩传感器检测扭力杠杆的扭曲程度，转换为电信号来计算扭力杆上的转矩，并将信号传输给EPS 控制器。 在输入轴上安装有检测环1和检测环2，而检测环3安装在输出轴上，输入轴和输出轴通过扭力杆连 接在一起，检测线圈和校正线圈位于各检测环外侧，不经接触可形成励磁电路。检测误差1和检测误差 2的功能是校正温度误差，它们可以检测校正圈中的温度变化并校正温度变化引起的误差。 检测线圈通过对偶电路可以输出2个信号VT1（转矩传感器信号1）和VT2（转矩传感器信号2）。 ECU根据这两个信号控制助力大小，同时检测传感器故障。 （1）直线行驶时 如果车辆直线行驶且用户没有转动转向盘，则ECU会检测出的转向盘位置，不向EPS电动机供电。
任务导入
一辆新能源汽车转向系统发生转向沉 重的故障，你的主管认为电动转向系统出 现故障，要求你进行检查，你能完成这个 任务Hale Waihona Puke Baidu？
任务1 新能源汽车电动转向系统认知
获取信息
引导问题1 :
新能源汽车电动转向系统有哪些类型？
1.电动转向系统的作用 转向系统是指由汽车用户操纵，能实现转向轮偏转和回位的一套机构，能按照用户的意图改变汽 车的行驶方向和保持汽车稳定的直线行驶。 2.电动转向系统的类型 转向系统按有无助力可分为机械转向系和助力(动力)转向系两大类。 机械转向系统就是传统的没有助力的机械转向系统。 助力转向系统是利用发动机动能或蓄电池电能，经空气压缩机或电动机，转换为液体压力、气体 压力或电动机输出的机械能，从而增加用户操控转向轮的力。助力转向系统按传力介质的不同，可分 为液压助力转向、气压助力转向和电动转向三大类。以下只介绍电动转向系统（EPS）。
任务1 新能源汽车电动转向系统认知
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2. 电动机 EPS系统采用的电动机为小型直流电动机，因 此也称DC电动机，可以根据EPS控制器的信号产 生转向助力。 如图3-1-3（右）所示。DC电动机包括转子、 定子和电动机轴，电动机产生的转矩通过联轴器 传到蜗杆，转矩又通过涡轮传送到转向柱轴。
图3-1-3转向柱轴（左）和DC电动机及减速机构（右）
获取信息
（1）当整车处于停车下电状态，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档，On档继电器吸合后EPS开始工作。
（2）EPS正常工作时，EPS根据接收来自VCU的车速信号、唤醒信号及来自扭矩传感器的扭矩信号 和EPS助力电机的位置、转速、转子位置、电流、电压信号等进行综合判断，以控制EPS助力电机的扭 矩、转速和方向。
（3）转向控制器在上电200ms内完成自检，上电200ms后可以与CAN线交互信息，上电300ms后 输出转向故障和转向状态信息，上电1200ms后输出控制系统版本信息。
（4）当EPS检测到故障时，通过CAN总线向VCU发送故障信息，并采取相应的处理措施。
（1）能够制订工作计划，独立完成工作学习任务。 （2）能够在工作过程中，与小组其他成员合作、交流并进行学习任务分工，具备团队合作和安全操
作的意识。 （3）养成服从管理，规范作业的良好工作习惯。 （4）培养安全工作的习惯。
任务1 新能源汽车电动转向系统认知
一、任务导入 二、获取信息
学习目录
任务1 新能源汽车电动转向系统认知
任务一 新能源汽车电动转向系统认知
建议课时：4学时
任务1 新能源汽车电动转向系统认知
教学目标
知识目标
（1）能够描述新能源汽车电动转向系统的作用和类型； （2）能够描述新能源汽车电动转向系统结构组成和工作原理。
技能目标
（1）能够认识新能源汽车电动转向系统的组成元件。
素养目标
任务1 新能源汽车电动转向系统认知
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新能源汽车电动转向系统与传统汽车的电动转向系统基本相同。由于纯电动汽车取消了内燃机， 不能通过内燃机驱动液压助力油泵的方式来实现液压助力。因此，大多数纯电动汽车采用电动转向系 统，即在原机械转向系统基础上安装一个电机，作为转向的辅助动力。
电动转向系统根据助力电机的安装位置不同， 又可以分为转向轴助力式、齿轮助力式、齿条助 力式3种。转向轴助力式EPS的电动机固定在转向 轴一侧，通过减速机构与转向轴相连，直接驱动 转向轴助力转向。齿轮助力式EPS的电动机和减速 机构与小齿轮相连，直接驱动齿轮助力转向。齿 条助力式EPS的电动机和减速机构则直接驱动齿条 提供助力。如图3-1-1所示按分类一共有三种形式 ，转向轴助力式，齿轮助力式和齿条助力式。
转矩传感器
转向机
电动机
线束
EPS控制器
图3-1-2电动转向系统组成
任务1 新能源汽车电动转向系统认知
获取信息
1. 转向机、转向柱轴、减速机构 转向机与传统的机械转向相同，在打转向盘的同时，帮助用户用力，以减轻用户转向时的用力程 度，达到开车时用户轻松、方便的目的。 如图3-1-3（左）所示。电动机、减速机构和转矩传感器都安装在转向柱轴上，转矩传感器为感 应式电阻传感器。 减速机构通过蜗杆和涡轮降低DC电动机的转速并将之传送到转向柱轴，蜗杆由滚珠轴承支承以 减小噪声和摩擦。
图3-1-4 转矩传感器（左）输出电压与助力转矩关系（右）
任务1 新能源汽车电动转向系统认知
获取信息
4. EPS控制器 EPS控制器根据各传感器（包括车速传感器） 发出的信号，启动转向柱上的电动机来提供转向 助力。 电控助力转向系统工作原理如图3-1-5所示。
图3-1-5 EPS工作原理
任务1 新能源汽车电动转向系统认知
图3-1-1 电动转向系统的类型
任务1 新能源汽车电动转向系统认知
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引导问题2 : 新能源汽车电动转向系统由哪些结构组成？
如图3-1-2所示，电动转向系统由转向机(含转 向轴柱和减速机构等)、电动机、转矩传感器、 EPS控制器等部件组成。EPS控制器根据各传感器 输出的信号计算所需的转向助力，并通过功率放 大模块控制助力电动机的转动，电动机的输出经 过减速机构减速增扭后驱动齿轮齿条机构产生相 应的转向助力。
任务1 新能源汽车电动转向系统认知
获取信息
（2）转向时 用户向左或向右转动转向盘时，扭力杆的扭曲 就会在检测环2和检测环3之间产生相对位移，检 测环可以把这个变化转换为两个电信号VT1和VT2 ，并发送到EPS控制器。方向盘左转时，输出一个 比自由位置输出电压与助车转矩关系如图3-1-4所 示。输出电压低的电压，这样，就可以根据转向 助力检测到转向方向，转向助力有输出值的量级 决定。
任务1 新能源汽车电动转向系统认知
获取信息
3. 转矩传感器 转矩传感器检测扭力杠杆的扭曲程度，转换为电信号来计算扭力杆上的转矩，并将信号传输给EPS 控制器。 在输入轴上安装有检测环1和检测环2，而检测环3安装在输出轴上，输入轴和输出轴通过扭力杆连 接在一起，检测线圈和校正线圈位于各检测环外侧，不经接触可形成励磁电路。检测误差1和检测误差 2的功能是校正温度误差，它们可以检测校正圈中的温度变化并校正温度变化引起的误差。 检测线圈通过对偶电路可以输出2个信号VT1（转矩传感器信号1）和VT2（转矩传感器信号2）。 ECU根据这两个信号控制助力大小，同时检测传感器故障。 （1）直线行驶时 如果车辆直线行驶且用户没有转动转向盘，则ECU会检测出的转向盘位置，不向EPS电动机供电。
任务导入
一辆新能源汽车转向系统发生转向沉 重的故障，你的主管认为电动转向系统出 现故障，要求你进行检查，你能完成这个 任务Hale Waihona Puke Baidu？
任务1 新能源汽车电动转向系统认知
获取信息
引导问题1 :
新能源汽车电动转向系统有哪些类型？
1.电动转向系统的作用 转向系统是指由汽车用户操纵，能实现转向轮偏转和回位的一套机构，能按照用户的意图改变汽 车的行驶方向和保持汽车稳定的直线行驶。 2.电动转向系统的类型 转向系统按有无助力可分为机械转向系和助力(动力)转向系两大类。 机械转向系统就是传统的没有助力的机械转向系统。 助力转向系统是利用发动机动能或蓄电池电能，经空气压缩机或电动机，转换为液体压力、气体 压力或电动机输出的机械能，从而增加用户操控转向轮的力。助力转向系统按传力介质的不同，可分 为液压助力转向、气压助力转向和电动转向三大类。以下只介绍电动转向系统（EPS）。
任务1 新能源汽车电动转向系统认知
获取信息
2. 电动机 EPS系统采用的电动机为小型直流电动机，因 此也称DC电动机，可以根据EPS控制器的信号产 生转向助力。 如图3-1-3（右）所示。DC电动机包括转子、 定子和电动机轴，电动机产生的转矩通过联轴器 传到蜗杆，转矩又通过涡轮传送到转向柱轴。
图3-1-3转向柱轴（左）和DC电动机及减速机构（右）
获取信息
（1）当整车处于停车下电状态，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档，On档继电器吸合后EPS开始工作。
（2）EPS正常工作时，EPS根据接收来自VCU的车速信号、唤醒信号及来自扭矩传感器的扭矩信号 和EPS助力电机的位置、转速、转子位置、电流、电压信号等进行综合判断，以控制EPS助力电机的扭 矩、转速和方向。
（3）转向控制器在上电200ms内完成自检，上电200ms后可以与CAN线交互信息，上电300ms后 输出转向故障和转向状态信息，上电1200ms后输出控制系统版本信息。
（4）当EPS检测到故障时，通过CAN总线向VCU发送故障信息，并采取相应的处理措施。
（1）能够制订工作计划，独立完成工作学习任务。 （2）能够在工作过程中，与小组其他成员合作、交流并进行学习任务分工，具备团队合作和安全操
作的意识。 （3）养成服从管理，规范作业的良好工作习惯。 （4）培养安全工作的习惯。
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