关于汽车电动助力转向系统的维护与故障诊断分析

关于汽车电动助力转向系统的维护与故障诊断分析

作者：于昊

来源：《名城绘》2019年第10期

摘要：汽车电动助力转向系统（EPs）是近年来获得广泛应用的一种新型动力转向系统，其优势体现在工作效率高、能耗少、稳定性强。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。针对各种经常出现的故障问题，维修时需首先进行初步检查，然后对系统的主要部位逐一排查，并借助自诊断的支持，实现对故障的有效处理。

关键词：电动助力转向系统;故障;诊断

伴随着汽车和电子技术的发展与进步，汽车的转向系统经历了机械式转向、液压助力转向以及现在的电动助力转向几个历程。为了降低燃油消耗、解决环保方面的问题，提出了不以发动机作为直接动力源，而是用电机控制的助力转向方式。这种助力方式被称为电动助力转向。随着电动助力转向系统应用增多，各种故障也逐渐出现，因此故障诊断与维修也逐渐增多。

一、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。

（一）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。当遇到以上缺陷时，维修人员要立即给予修复或更换。检查时首先停止发动机运行，保持向前方向。转向盘的自由间隙应保持在0—30mm的范围内，如果转向盘运动超出此范围，维修人员要按照流程逐一检查，包括横拉杆球头、下部球按头、转向轴接头、转向小齿轮等，确认是否出现磨损、破裂、松动等问题。第二，转向力检查。维修人员将汽车停止在水平的路面上，保持转向盘处于平直向前，然

后再确认轮胎气压是否正常，最后启动发动机，当发动机处于怠速状态下，用相反方向钩住转向盘上的弹簧秤，测定出具体的转向力。如果转向力低于3.5N，则要及时修复。第三，EPs控制器。EPs系统的运行中，控制器发挥着关键作用，日常维护检查时对EPS控制器的拆装要遵循科学的顺序，首先断开蓄电池的负极电缆，再松开螺钉，将插头拆下，最后拆卸控制器。而EPs控制器安装的顺序则与之步骤相反。

（二）日常维护检查应注意的事项

在對EPS实施维护检查时，应当遵循科学的方法，注意以下事项。第一，电子部件的保护。EPS系统的电子部件较为敏感，检查时应避免对电子部件的撞击，以防影响部件的性能，例如电机和ECu。一旦发生电子部件被撞击的情况，应检查并考虑更换新的部件。而且电子部件对温湿度环境有着较高的要求，检查过程中不能将电子部件暴露在高温、潮湿等环境中。第二，点火开关位置的确认。控制器断开和连接时，要注意点火开关的位置。将点火开关处于0N的位置，回正转向盘，断开EPs系统各连接前，再次将点火开关置于0FF位置。重新连接前，点火开关应置于OFF位置，待重新连接后回正转向盘，再将点火开关置于ON的位置。点火开关位置会影响到零点是否出现偏差，若转向力矩左右存在差别，要及时进行校正。第三，避免剧烈转动转向盘。检查时汽车处于行进或点火状态下，要注意防止剧烈转动转向盘。如果出现较为强烈的震动，将会导致电机功率消耗增加，使电机发热。当电机温度升高时，控制装置检测到热量增加，进而降低低级的电流，以达到保护系统的作用，所以最终ECU助力会失效。第四，维修前重新角度置零。维修人员在对转向机、控制器等更换、调整前，应当使用诊断仪重新角度置零。此时每一次点火只能置零一次，并且在置零时不能转动转向盘。置零后必须经过重新点火，才能保证有效，且两次之间的时间间隔应保持在5s以上。

二、汽车电动助力转向系统的故障诊断

电动助力系统常出现的故障模式是无助力和误助力。

（一）EPS无助力

EPS无助力的现象，是指当驾驶员需要提供助力的时候EPS没有提供助力。由于EPS系统的特有结构，EPS无助力情况的发生几率远大于EPS误助力的情况，因此对它的分

析要格外细致。经分析，EPS无助力只可能由以下几个原因造成：

1、离合器失效断开;

2、蜗轮蜗杆疲劳失效;

3、直流电机故障;

4、MCU 系统无控制信号输出;

5、电机驱动电路失效。

（二）误助力

EPS 误助力的现象，是指当车辆不需要助力时 EPS 却主动提供助力的时候，这种情况实际中应该较少出现。经分析，可能有以下几种部件与该失效现象有关，它们分别是：

1、传感器失效，信号输出恒为高;

2、MCU内部控制策略软件出错;

3、MCU硬件失效，输出恒为高;

三、电动助力转向系统常见故障诊断

（一）转矩传感器缺陷故障诊断

按照转矩传感器工作原理，可由四个方面来分析转矩传感器的故障（首先确保P/S模块正常工作）。即转矩传感器主线路断开或短路、转矩传感器主副线路电压输出不一致、转矩传感器电源电压过高或过低、转矩传感器副线路断开或短路。

（二）车速传感器故障诊断

汽车速度传感器（VSS）位于变速器箱内，它根据车速大小产生成比例的频率信号。车速传感器的故障分析如下：脱开蓄电池负极电缆，脱开车速传感器插头，拆卸变速器箱上的车速传感器;检查车速传感器接线端之间的电阻，看是否为R5值（由具体传感器而定）。如果不是，则车速传感器故障。

（三）电子控制单元（P/S控制模块）曲线故障诊断

如果发现控制模块的电源线路，蓄电池电压低，则该故障分析如下：关闭点火开关，拆卸控制模块，并连接控制模块耦合器，再打开点火开关，检查控制模块的操控端子和地面的之间的电压是否为10～14V，如果是，则操控端子接触不良;如果不是，则蓄电池故障。

四、结语

EPS是基于电动机直接为汽车提供助力，所以在能源消耗上取得了明显的改善，同时提高安全性能，符合当代社会节能环保的发展理念。EPs的转向与操作较为简单，其优越性已获