關于汽車電動助力轉向系統的維護與故障診斷分析

于昊

摘要：汽車電動助力轉向系統（EPs）是近年來獲得廣泛應用的一種新型動力轉向系統，其優勢體現在工作效率高、能耗少、穩定性強。為保證EPs的性能發揮，降低故障發生率，日常的維護檢查必不可少，維修人員應注意遵循科學的維護檢查方法。針對各種經常出現的故障問題，維修時需首先進行初步檢查，然后對系統的主要部位逐一排查，并借助自診斷的支持，實現對故障的有效處理。

關鍵詞：電動助力轉向系統;故障;診斷

伴隨著汽車和電子技術的發展與進步，汽車的轉向系統經歷了機械式轉向、液壓助力轉向以及現在的電動助力轉向幾個歷程。為了降低燃油消耗、解決環保方面的問題，提出了不以發動機作為直接動力源，而是用電機控制的助力轉向方式。這種助力方式被稱為電動助力轉向。隨著電動助力轉向系統應用增多，各種故障也逐漸出現，因此故障診斷與維修也逐漸增多。

一、汽車電動助力轉向系統的維護

汽車行使過程中，轉向是基本的運動形式，遇到障礙物、行人時，汽車必須及時改變路線，以保證安全行使。EPS系統的應用大大節省了能耗，提高了工作效率，可控性強，而且更加便于維修。為保證EPS的性能發揮，降低故障發生率，日常的維護檢查必不可少，維修人員應注意遵循科學的維護檢查方法。

（一）日常維護檢查的主要內容

日常使用中對于轉向盤自由間隙、轉向力、EPS控制器的維護檢查都是非常必要的，加強維護檢查，可以降低故障發生率，促進EPS保持良好的性能。第一，轉向盤自由間隙。維修人員應通過移動轉向盤，確認轉向盤是否出現聲響或是松動。當遇到以上缺陷時，維修人員要立即給予修復或更換。檢查時首先停止發動機運行，保持向前方向。轉向盤的自由間隙應保持在0—30mm的范圍內，如果轉向盤運動超出此范圍，維修人員要按照流程逐一檢查，包括橫拉桿球頭、下部球按頭、轉向軸接頭、轉向小齒輪等，確認是否出現磨損、破裂、松動等問題。第二，轉向力檢查。維修人員將汽車停止在水平的路面上，保持轉向盤處于平直向前，然后再確認輪胎氣壓是否正常，最后啟動發動機，當發動機處于怠速狀態下，用相反方向鉤住轉向盤上的彈簧秤，測定出具體的轉向力。如果轉向力低于3.5N，則要及時修復。第三，EPs控制器。EPs系統的運行中，控制器發揮著關鍵作用，日常維護檢查時對EPS控制器的拆裝要遵循科學的順序，首先斷開蓄電池的負極電纜，再松開螺釘，將插頭拆下，最后拆卸控制器。而EPs控制器安裝的順序則與之步驟相反。

（二）日常維護檢查應注意的事項

在對EPS實施維護檢查時，應當遵循科學的方法，注意以下事項。第一，電子部件的保護。EPS系統的電子部件較為敏感，檢查時應避免對電子部件的撞擊，以防影響部件的性能，例如電機和ECu。一旦發生電子部件被撞擊的情況，應檢查并考慮更換新的部件。而且電子部件對溫濕度環境有著較高的要求，檢查過程中不能將電子部件暴露在高溫、潮濕等環境中。第二，點火開關位置的確認。控制器斷開和連接時，要注意點火開關的位置。將點火開關處于0N的位置，回正轉向盤，斷開EPs系統各連接前，再次將點火開關置于0FF位置。重新連接前，點火開關應置于OFF位置，待重新連接后回正轉向盤，再將點火開關置于ON的位置。點火開關位置會影響到零點是否出現偏差，若轉向力矩左右存在差別，要及時進行校正。第三，避免劇烈轉動轉向盤。檢查時汽車處于行進或點火狀態下，要注意防止劇烈轉動轉向盤。如果出現較為強烈的震動，將會導致電機功率消耗增加，使電機發熱。當電機溫度升高時，控制裝置檢測到熱量增加，進而降低低級的電流，以達到保護系統的作用，所以最終ECU助力會失效。第四，維修前重新角度置零。維修人員在對轉向機、控制器等更換、調整前，應當使用診斷儀重新角度置零。此時每一次點火只能置零一次，并且在置零時不能轉動轉向盤。置零后必須經過重新點火，才能保證有效，且兩次之間的時間間隔應保持在5s以上。

二、汽車電動助力轉向系統的故障診斷

電動助力系統常出現的故障模式是無助力和誤助力。

（一）EPS無助力

EPS無助力的現象，是指當駕駛員需要提供助力的時候EPS沒有提供助力。由于EPS系統的特有結構，EPS無助力情況的發生幾率遠大于EPS誤助力的情況，因此對它的分

析要格外細致。經分析，EPS無助力只可能由以下幾個原因造成：

1、離合器失效斷開;

2、蝸輪蝸桿疲勞失效;

3、直流電機故障;

4、MCU 系統無控制信號輸出;

5、電機驅動電路失效。

（二）誤助力

EPS 誤助力的現象， 是指當車輛不需要助力時 EPS 卻主動提供助力的時候， 這種情況實際中應該較少出現。 經分析，可能有以下幾種部件與該失效現象有關， 它們分別是：

1、傳感器失效，信號輸出恒為高;

2、MCU內部控制策略軟件出錯;

3、MCU硬件失效，輸出恒為高;

三、電動助力轉向系統常見故障診斷

（一）轉矩傳感器缺陷故障診斷

按照轉矩傳感器工作原理，可由四個方面來分析轉矩傳感器的故障（首先確保P/S模塊正常工作）。即轉矩傳感器主線路斷開或短路、轉矩傳感器主副線路電壓輸出不一致、轉矩傳感器電源電壓過高或過低、轉矩傳感器副線路斷開或短路。

（二）車速傳感器故障診斷

汽車速度傳感器（VSS）位于變速器箱內，它根據車速大小產生成比例的頻率信號。車速傳感器的故障分析如下：脫開蓄電池負極電纜，脫開車速傳感器插頭，拆卸變速器箱上的車速傳感器;檢查車速傳感器接線端之間的電阻，看是否為R5值（由具體傳感器而定）。如果不是，則車速傳感器故障。

（三）電子控制單元（P/S控制模塊）曲線故障診斷

如果發現控制模塊的電源線路，蓄電池電壓低，則該故障分析如下：關閉點火開關，拆卸控制模塊，并連接控制模塊耦合器，再打開點火開關，檢查控制模塊的操控端子和地面的之間的電壓是否為10～14V，如果是，則操控端子接觸不良;如果不是，則蓄電池故障。

四、結語

EPS是基于電動機直接為汽車提供助力，所以在能源消耗上取得了明顯的改善，同時提高安全性能，符合當代社會節能環保的發展理念。EPs的轉向與操作較為簡單，其優越性已獲得業內的廣泛認可。對于EPS使用中所出現的故障問題，維修人員應當遵循科學的檢測方法查找原因，進而明確故障處理方法。

參考文獻：

[1] 向昌勇. 汽車電動助力轉向系統的維護與故障診斷[J]. 時代汽車， 2018， No.297（06）：158-159.

[2] 王大剛， 王雪梅. 汽車電動助力轉向系統的故障診斷探究[J]. 中國西部， 2017（12）：130-131.

（作者單位：沈陽金杯恒隆汽車轉向系統有限公司）