淺談汽車電動式動力轉向系統(tǒng)（EPS）的工作原理與故障檢修

余冬順

摘 要：如果汽車在轉彎時出現(xiàn)轉向沉重，電動助力失效，會直接影響汽車行駛的安全性、穩(wěn)定性和駕乘舒適性。文章以本田飛度轎車為例說明電動式動力轉向系統(tǒng)（EPS）出現(xiàn)的故障表現(xiàn)，結合該車EPS系統(tǒng)的結構和工作原理，對這一故障進行深入的分析和檢修。

關鍵詞：電動式動力轉向（EPS）；扭矩傳感器；數(shù)據(jù)流分析；故障檢修

中圖分類號：U463.4 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）30-0076-02

前言

電動式動力轉向系統(tǒng)（EPS）具有環(huán)保、節(jié)能和助力特性好等優(yōu)點，在原來的動力轉向基礎上，增加了電控單元和一些傳感器，使轉向更加完善，并在現(xiàn)代轎車上開始得到應用。本田飛度轎車在轉向機構上更新了這一技術，它采用電動式動力轉向EPS系統(tǒng)，并擁有一套獨立的電子控制裝置。隨著時代的發(fā)展，科技的進步，汽車上的電控系統(tǒng)日新月異、日趨復雜，這就要求維修技工的維修技術水平和方法要不斷學習提高，要通過理論與實踐相結合的方式進行分析問題、解決問題，從而提高工作效率。

1 故障現(xiàn)象

該車是一輛已行駛17萬公里左右的本田飛度轎車，本田飛度轎車采用的是電動式動力轉向系統(tǒng)。此車剛在維修廠做過事故維修，更換過電動轉向機總成和EPS控制單元。在行駛過程中轉向偶爾出現(xiàn)發(fā)緊、沉重的現(xiàn)象。此現(xiàn)象出現(xiàn)了3天左右，并且EPS故障燈常亮，電動助力失效。當時用本田診斷儀檢測有故障碼，消碼后試車一切正常，認為是偶發(fā)性故障，于是繼續(xù)使用。在使用的第二天EPS故障燈又點亮，在不平路面行駛時EPS燈突然點亮。

2 本田飛度EPS系統(tǒng)組成與工作原理

2.1 EPS系統(tǒng)組成

本田飛度轎車的轉向系統(tǒng)由機械轉向系統(tǒng)和EPS控制系統(tǒng)組成。

EPS控制系統(tǒng)由車速傳感器、扭矩傳感器、控制單元ECU、助力電動機、減速機構和故障診斷接口等組成如圖1所示，控制系統(tǒng)原理如圖2所示。

2.2 工作原理

電動式動力轉向EPS的基本原理：在操縱轉向盤時，扭矩傳感器根據(jù)輸入軸轉矩的大小產生相應的電壓信號，由此檢測出操縱力的大小，同時根據(jù)車速傳感器產生的脈沖信號測出車速，再控制助力電動機的電流，形成適當?shù)霓D向助力。再經減速機放大作用在機械式轉向系統(tǒng)上，和駕駛員的操縱力矩一起克服轉向助力矩，實現(xiàn)車輛輕松轉向。

3 故障分析

該車在事故中方向機（包括扭矩傳感器、助力電動機）、EPS控制單元已撞壞，事故后已全部更換新件。這說明EPS系統(tǒng)主要部件是新的，出現(xiàn)故障的機率很小，但不排除。

3.1 故障檢查

EPS設有故障自診斷系統(tǒng)，當系統(tǒng)的元件發(fā)生故障時，位于儀表盤上EPS故障指示燈會常亮，并將故障代碼存入到ECU的存儲器中，同時停止動力助力，開始手動轉向操作。讀取故障碼，再用HDS診斷系統(tǒng)消除故障碼。

3.2 路試驗證故障

由于清除故障碼后，EPS系統(tǒng)正常，只好進行路試讓故障重現(xiàn)。試車約有1個小時左右，都未見故障出現(xiàn)，認為EPS系統(tǒng)正常，但在返回途中因一段路面不平且在打方向的同時EPS燈點亮，轉向沉重，電動助力失效。

用本田HDS診斷系統(tǒng)讀取故障碼同樣為DTC12，但消除故障碼后系統(tǒng)又恢復正常， 結合上述檢查與分析，導致這種故障現(xiàn)象最有可能是：（1）EPS控制單元和扭矩傳感器之間的線束與搭鐵短路；（2）扭矩傳感器和EPS控制單元之間的線束短路或斷路；（3）扭矩傳感器故障；（4）EPS控制單元故障。

4 故障檢查

（1）對EPS控制單元和扭矩傳感器之間的線束與搭鐵短

路進行檢查，沒有搭鐵現(xiàn)象，正常，因搭鐵短路而引起故障的可能性被排除。

（2）對扭矩傳感器和EPS控制單元之間的線束短路或斷

路進行檢查，沒有短路、斷路現(xiàn)象，正常，因短路、斷路而引起故障的可能性也被排除。

（3）進行數(shù)據(jù)流分析和控制系統(tǒng)線路檢測

a.進行數(shù)據(jù)流分析：

用本田HDS診斷系統(tǒng)讀取發(fā)動機怠速不打轉向時故障前后的數(shù)據(jù)流，如表1。

根據(jù)表1并結合圖2分析如下：

從EPS控制單元能讀出故障碼并能顯示數(shù)據(jù)流，證明EPS控制單元電源電路正常，EPS控制單元沒有故障。

最后對扭矩傳感器進行檢查：從表1第2項可以看出，扭矩傳感器沒有電源電壓，因此扭矩傳感器的集成電路無法工作，無扭矩電壓信號（見表1第9、10項）導致失效保護繼電器關閉，助力電動機無工作電流限度值（見表1第13項）。而表1第7項無點火電壓，那是系統(tǒng)激活后才能顯示的電壓。

根據(jù)上述分析，故障問題就重點落在了扭矩傳感器的電源電路上。應檢測如圖2所示的EPS控制單元14芯插腳的第1、2、7腳分別與第4腳（接地）的電壓值和上述4腳到扭矩傳感器端插接器線束是否正常。EPS系統(tǒng)正常時（起動發(fā)動機），EPS控制單元14芯插腳的第1、2腳分別應為扭矩傳感器提供12V、5V工作電壓，其第7腳為EPS控制單元檢測扭矩傳感器是否工作正常的一個信號（起動發(fā)動機短暫出現(xiàn)約4V），如未能檢測到此信號或信號異常，則EPS控制單元將進入失效保護模式，關閉扭矩傳感器的12V和5V工作電源，終止動力助力。由此可見EPS控制單元第7腳檢測扭矩傳感器信號作用之大。

b.線路檢測

因該車故障現(xiàn)象特殊，只有在行車中故障才會出現(xiàn)，因此根據(jù)上述結論進行故障前后線路檢測：

檢測EPS控制單元14芯插座第1、2腳分別與第9腳（接地）的電壓： 點火開關置于ON，起動發(fā)動機，故障前分別為12V、5V，故障后都為0V，這說明EPS控制單元供給扭矩傳感器的工作電源不正常，同時也對其2腳至扭矩傳感器端線路進行斷路、短路的檢測未見異常。

檢測EPS控制單元14芯插座上的第7腳與第4腳（接地）電壓：點火開關置于ON，故障前后都為約2V；起動發(fā)動機時，故障前后都短暫出現(xiàn)約4V（起動后又都為0V）都正常。

檢測扭矩傳感器7芯線插頭（由于該插頭位置狹窄只能用針從插頭后部進行手持檢測）第7腳與第4腳（接地）電壓：故障前，點火開關置于ON，發(fā)現(xiàn)檢測數(shù)據(jù)從2V和 4V之間來回變化，用手往前推住扭矩傳感器插頭時又固定為2V；將該插頭松手后起動發(fā)動機，EPS故障燈點亮，轉向助力失效。

從以上檢測結果、數(shù)據(jù)證明扭矩傳感器7芯線插頭與插座之間存在接觸不良之疑。

5 故障排除

對扭矩傳感器插頭進行了仔細檢查，發(fā)現(xiàn)此插頭第7腳位置內膠座破損，導致其內線插腳端子變形。于是更換扭矩傳感器新插頭，再用本田HDS診斷系統(tǒng)清除故障碼后試車，故障癥狀完全消失，轉向系統(tǒng)操縱輕便靈活。

6 結束語

通過上述的分析和檢查，最后終于將故障排除了。原來是由于當時事故原因使扭矩傳感器插頭內膠座破損，插頭內線插腳端子變形而導致電控轉向動力系統(tǒng)工作不良。其實，在汽車諸多電路中：導線連接器或插頭、接線盒里的線插及其線路經常因振動破損、腐蝕被氧化、松脫和斷裂等原因發(fā)生故障。同時也深刻體會到： （1）出現(xiàn)這種時有時無的電氣故障，往往都是線路接觸不良引起的。（2）在維修帶電控系統(tǒng)的故障時多用數(shù)據(jù)流去分析故障更能達到事半功倍的效果。（3）分析故障思路要清晰要全方位思考，要認真地查找分析才能迅速排除故障。

參考文獻：

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