C—EPS原地轉(zhuǎn)向時(shí)方向盤打手問題解析

彭友一 韋錦佳

摘 要：C-EPS原地快速轉(zhuǎn)向時(shí)，突然手力沉重同時(shí)伴隨方向盤有明顯振感，本文主要分析方向盤打手原因及問題排查過程。

關(guān)鍵詞：C-EPS：原地轉(zhuǎn)向：方向盤打手

1 引言

隨著汽車電氣化及操控性能要求越來越高，傳統(tǒng)的液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（ Hydraulic PowerSteering System，簡稱HPS）無法滿足要求。EPS系統(tǒng)（Electric Power Steering System，簡稱EPS）可以根據(jù)客戶要求調(diào)試不同車速、不同轉(zhuǎn)角下的轉(zhuǎn)向力，EPS只有在轉(zhuǎn)向時(shí)才工作，在不轉(zhuǎn)向時(shí)幾乎沒有動(dòng)力消耗，使汽車具有更好的燃油經(jīng)濟(jì)性（可降低整車油耗3%.5%），同時(shí)具有輕型靈巧、裝配方便、易于調(diào)整、噪聲及對(duì)環(huán)境污染小等特點(diǎn)，近幾年EPS在國內(nèi)得到快速發(fā)展。

根據(jù)助力系統(tǒng)布置位置不同，EPS系統(tǒng)可分為C-EPS（ Column-EPS）、P-EPS（ Pinion-EPS）、R-EPS（ Rack-EPS）、DP-EPS（ DoublePinion-EPS）等，其中C-EPS因成本最低、性能可靠、布置空間靈活得到廣泛的應(yīng)用。C-EPS系統(tǒng)原地快速轉(zhuǎn)向方向盤打手問題出現(xiàn)頻率相對(duì)較低，本文結(jié)合實(shí)例解釋C-EPS原地快速轉(zhuǎn)向方向盤打手原理、原因及排查過程，希望對(duì)大家有一些啟示。

2 C-EPS結(jié)構(gòu)組成及原地快速轉(zhuǎn)向方向盤打手現(xiàn)象

C-EPS系統(tǒng)主要由EPS管柱、中間傳動(dòng)軸、機(jī)械轉(zhuǎn)向機(jī)組成，如圖1所示，EPS控制器根據(jù)各傳感器輸出的信號(hào)決定電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向及最佳助力扭矩，電機(jī)輸出經(jīng)過減速機(jī)構(gòu)減速增扭后，驅(qū)動(dòng)齒輪齒條機(jī)構(gòu)，產(chǎn)生相應(yīng)的助力。通過精確的控制算法，可以任意改變電機(jī)的轉(zhuǎn)矩，使傳動(dòng)機(jī)構(gòu)獲得所需的任意助力值，同時(shí)控制器對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)故障診斷，一旦發(fā)生故障，將中斷對(duì)電機(jī)的電壓供給，并點(diǎn)亮轉(zhuǎn)向系統(tǒng)故障燈，將故障類型以代碼的形式存儲(chǔ)。

在軟工裝階段，一臺(tái)樣件在原地左右快速轉(zhuǎn)向時(shí)，隨機(jī)出現(xiàn)轉(zhuǎn)向沉重、伴隨方向盤快速回彈，有強(qiáng)烈的振手感覺。出現(xiàn)方向盤打手后，停止轉(zhuǎn)向5分鐘左右后，慢速轉(zhuǎn)向恢復(fù)正常，原地左右快速轉(zhuǎn)向時(shí)，轉(zhuǎn)向沉重、打手還是會(huì)隨機(jī)出現(xiàn)，方向盤打手與齒條行程、轉(zhuǎn)向快慢沒有對(duì)應(yīng)關(guān)系。

3 C-EPS原地快速轉(zhuǎn)向方向盤打手問題排查過程

通過OBD口，實(shí)時(shí)監(jiān)控C-EPS原地轉(zhuǎn)向時(shí)EPS的相關(guān)信號(hào)（包括扭矩傳感器信號(hào)、EPS電壓信號(hào)等），然后由慢到快轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤，直到出現(xiàn)轉(zhuǎn)向沉重，方向盤“打手”的現(xiàn)象，記錄該過程的信號(hào)數(shù)據(jù)（如圖2所示），此時(shí)EPS故障代碼為電壓低。

EPS在轉(zhuǎn)向過程中，方向盤操舵力越來越大，EPS電壓突然降到7.5V左右（如圖2所示），出現(xiàn)轉(zhuǎn)向沉重，同時(shí)方向盤快速回彈打手。

實(shí)車確認(rèn)同平臺(tái)的其他車輛，原地快速轉(zhuǎn)向時(shí)未發(fā)現(xiàn)方向盤打手問題，通過OBD口采集的C-EPS原地轉(zhuǎn)向時(shí)實(shí)時(shí)檢測EPS的相關(guān)信號(hào)（包括扭矩傳感器信號(hào)、EPS電壓信號(hào)等），如圖3所示，扭矩傳感器信號(hào)及EPS電壓信號(hào)正常（電壓最低12.5V）。

將上述不打手車上的蓄電池?fù)Q到打手的車上，原地快速轉(zhuǎn)向，未出現(xiàn)轉(zhuǎn)向沉重、方向盤回彈打手問題。通過OBD口實(shí)時(shí)采集C-EPS原地轉(zhuǎn)向時(shí)EPS的相關(guān)信號(hào)（包括扭矩傳感器信號(hào)、EPS電壓信號(hào)等），如圖4所示，扭矩傳感器信號(hào)及EPS電壓信號(hào)正常。

4 C-EPS原地快速轉(zhuǎn)向方向盤打手問題原理分析

C-EPS原地快速轉(zhuǎn)向時(shí)，EPS提供的功率快速增加，當(dāng)蓄電池虧電時(shí)，EPS拉低蓄電池電壓，當(dāng)蓄電池電壓低于9V時(shí)，EPS停止助力。C-EPS管柱的扭桿、輪胎在原地轉(zhuǎn)向過程中產(chǎn)生形變，停止轉(zhuǎn)向時(shí)，扭桿和輪胎恢復(fù)到初始狀態(tài)，方向盤回彈（回彈角度約300），出現(xiàn)方向盤打手現(xiàn)象。

5 結(jié)語

本文主要分析了C-EPS原地快速轉(zhuǎn)向方向盤打手問題現(xiàn)象、排查過程及形成原理，希望本文能給從事C-EPS開發(fā)工作的從業(yè)者在解決EPS原地快速轉(zhuǎn)向時(shí)打手問題給出一點(diǎn)拙見。