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电控动力转向系统的故障诊断与检修毕业论文
毕业论文
题目：
电控动力转向系统的故障诊断与检修
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年月日
电控动力转向系统的故障诊断与排除
摘要
本文通过对EPS各组成部分和汽车转向系统的分析建立了EPS系统动力学模型，建立了车辆二自由度模型，轮胎模型，并推导出了包括EPS系统、轮胎模型和车辆二自由度模型在内的系统状态空间表达式，然后利用MATLAB/SIMULINK建立了该综合系统的仿真模型。
提出了评价装备有EPS系统的汽车的操纵性能指标如转向灵敏、路感，并通过汽车操纵动力学和EPS系统动力学的综合分析，推导了转向灵敏和路感的表达式，然后考察了EPS系统各参数（包括助力机构传动比、电动机转动惯量等）对这两个指标的影响，在此基础上建立了其稳定性准则。
最后在满足稳定性准则约束条件和最大化目标函数——转向路感的基础上，建立了电动助力转向系统参数的优化设计模型，进行了系统参数的优化设计，优化后的转向路感好于优化前。
在设计EPS系统时，综合考虑EPS系统各可变参数对转向操纵性能的影响可以在获得较好的操纵性能的同时能够降低系统设计的难度。
关键词：
转向路感；转向灵敏度；优化设计
Electricpowersteeringsystemfaultdiagnosisandmaintenance
Abstract
Author:
Tutor:
ThroughtheanalysisofcomponentsofEPSsystemandthesteeringsystem‘EPS’dynamicsmodel,fullvehiclemodelwhittwodegreesoffreedomandtiremodelwasbuilt.ThenthestatefunctionofthecombinationsystemmodelwasdeducedandthemodelforsimulationwasbuiltviaMATLAB/SIMULINKinthispaper.SeveralperformanceevaluationssuchassteeringsensitivityandsteeringfeeltoevaluatethehandlingperformanceofthecombinationsystemincludingEPSsystemandvehiclehandlingsystemwereputforwardandtheirexpressionswerededucedaftertheintegralanalysisofvehicle’shandlingdynamicsandEPS’dynamics.Havinginvestigatedtheeffectsofseveralfactorssuchasgearratiooftheassistingmechanismsandmomentofinertiaofthemotoretc.Ontheseindices,astabilitycriterionwasbuilt.Finally,basedontherestrictionsofstabilitycriterionandmaximizetheobjectfunctionofsteeringfeel,anoptimizationmodelofEPSsystemwasbuiltandanexamplewaspresentedandthesteeringfeelismuchbetterafteroptimization.Inthefoundationofgeneralconsidertheeffectsofseveralalterableparametersonsteeringhandlingperformance,goodsteeringhandlingperformancewouldbegainedandthedifficultywouldbereducedatthesametime.
Keywords:
Turnedtoroadare；Sensitivityto；Optimizationdesign
目录
1前言1
2电控动力转向系统的简要概述2
2.1电控动力转向系统的组成2
2.2电动助力转向系统的特点2
2.3电控动力转向系统的类型6
2.4电控动力转向系工作原理7
2.5电控四轮转向系统（4WS）9
3电控动力转向系统的故障诊断与检修10
3.1动力转向系故障的主要现象10
3.2动力转向系故障的诊断与检修10
3.2.1动力转向系转向不足或转向沉重10
3.2.2怠速时原地转动转向盘其抖动或停车的骤间转向盘抖动11
3.2.3转向盘自由行程过大与转向不灵敏11
3.2.4行驶中动力转向泵内有异响声与前轮摆振12
3.3电控动力转向系统ECU端故障检查12
3.3.1电控系统ECU端的一般检查方法13
3.3.2电控部件故障的诊断13
4典型电控动力转向系统故障的实例诊断与排除14
4.1凌志LS400型轿车电控动力转向异常的故障诊断与检修14
4.2奔驰ML型车电控动力转向异常的故障诊断与检修16
结论18
致谢19
参考文献20
1前言
转向系统是整车系统中必不可少的最基本的组成系统，驾驶者通过方向盘来操纵和控制汽车的行进方向，从而实现自己的驾驶意图。
一百多年来，汽车工业随着机械和电子技术的发展而不断前进。
到今天，汽车已经不是单纯机械意义上的汽车了，它是机械、电子、材料等学科的综合产物。
汽车转向系统也随着汽车工业的发展历经了长时间的演变。
传统的汽车转向系统是机械式的转向系统，汽车的转向由驾驶员控制方向盘，通过转向器等一系列机械转向部件实现车轮的偏转，从而实现转向。
随着上世纪五十年代起，液压动力转向系统在汽车上的应用，标志着转向系统革命的开始。
汽车转向动力的来源由以前的人力转变为人力加液压助力。
液压助力系统HPS（HydraulicPowerSteering）是在机械式转向系统的基础上增加了一个液压系统而成。
该液压系统一般与发动机相连，当发动机启动的时候，一部分发动机能量提供汽车前进的动能，另外一部分则为液压系统提供动力。
由于其工作可靠、技术成熟至今仍被广泛应用。
这种助力转向系统主要的特点是液压力支持转向运动，减小驾驶者作用在方向盘上的力，改善了汽车转向的轻便性和汽车运行的稳定性。
2电控动力转向系统的简要概述
电控动力转向系统（ElectricPowerSystem）用电能取代液压能，减少了发动机的能量消耗气该系统将转向控制器、转向油泵和储罐集成于一体，其特点是转向助力性能与转向速度和行车速度密切相关。
速度越低，转向速度越高，助力性能越强。
动力转向装置是现代汽车的重要装备之一。
随着汽车电子技术的快速发展，研究成功了多种电控动力转向系统。
该系统能在低速时减轻操舵力，以提高汽车操纵稳定性。
当汽车由低速挡换入高速挡时，电控系统能够保证提供最优传动比稳定的转向手感，从而提高了高速行驶的稳定性。
目前奥迪A6豪华型轿车装备了这项技术。
2.1电控动力转向系统的组成
电控式电动助力转向系统（以下简称电动助力转向系统），是在机械转向机构的基础上，增加信号传感器，电控ECU和转向助力机构。
信号传感器包括转矩传感器、车速传感器及转向角传感器等。
通过这几个传感器，获取作用在转向盘上的操纵力、转向角及汽车车速信号，从而为确定助力控制命令提供信息；电控ECU包括检测电路、微处理器、控制电路等。
检测电路将传感器的信号进行整形放大后输入微处理器，然后微处理器计算出最优化的助力转矩。
控制电路将来自微处理器的电流命令输送到电机驱动电路；转向助力机械包括助力电动机、电磁离合器及减速传动机械。
助力电动机一般采用直流电动机，其电流大小由微处理器来控制，可根据不同的车速得到相应的助力特性。
通过减速传动机构，将电动机的动力传给转向器。
电磁离合器则作为安全装置确保系统在发生故障时，断开电动机与减速传动机构，中断动力传递，使系统从电动助力转向状态转入到人力一机械转向状态。
2.2电动助力转向系统的特点
液压助力转向系统已发展了半个多世纪，其技术已相当成熟。
但随着汽车微电子技术的发展，对汽车节能性和转向系统是整车系统中必不可少的最基本的组成系统，驾驶者通过方向盘来操纵和控制汽车的行进方向，从而实现自己的驾驶意图。
一百多年来，汽车工业随着机械和电子技术的发展而不断前进。
到今天，汽车已经不是单纯机械意义上的汽车了，它是机械、电子、材料等学科的综合产物。
汽车转向系统也随着汽车工业的发展历经了长时间的演变。
传统的汽车转向系统是机械式的转向系统，汽车的转向由驾驶员控制方向盘，通过转向器等一系列机械转向部件实现车轮的偏转，从而实现转向。
随着上世纪五十年代起，液压动力转向系统在汽车上的应用，标志着转向系统革命的开始。
汽车转向动力的来源由以前的人力转变为人力加液压助力。
液压助力系统是在机械式转向系统的基础上增加了一个液压系统而成。
该液压系统一般与发动机相连，当发动机启动的时候，一部分发动机能量提供汽车前进的动能，另外一部分则为液压系统提供动力。
由于其工作可靠、技术成熟至今仍被广泛应用。
这种助力转向系统主要的特点是液压力支持转向运动，减小驾驶者作用在方向盘上的力，改善了汽车转向的轻便性和汽车运行的稳定性。
电控动力转向系统用电能取代液压能，减少了发动机的能量消耗气该系统将转向控制器、转向油泵和储罐集成于一体，其特点是转向助力性能与转向速度和行车速度密切相关。
速度越低，转向速度越高，助力性能越强。
动力转向装置是现代汽车的重要装备之一。
随着汽车电子技术的快速发展，研究成功了多种电控动力转向系统。
该系统能在低速时减轻操舵力，以提高汽车操纵稳定性。
当汽车由低速挡换入高速挡时，电控系统能够保证提供最优传动比稳定的转向手感，从而提高了高速行驶的稳定性。
目前奥迪豪华型轿车装备了这项技术。
电控式电动助力转向系统（以下简称电动助力转向系统），是在机械转向机构的基础上，增加信号传感器，电控和转向助力机构。
信号传感器包括转矩传感器、车速传感器及转向角传感器等。
通过这几个传感器，获取作用在转向盘上的操纵力、转向角及汽车车速信号，从而为确定助力控制命令提供信息；电控包括检测电路、微处理器、控制电路等。
检测电路将传感器的信号进行整形放大后输入微处理器，然后微处理器计算出最优化的助力转矩。
控制电路将来自微处理器的电流命令输送到电机驱动电路；转向助力机械包括助力电动机、电磁离合器及减速传动机械。
助力电动机一般采用直流电动机，其电流大小由微处理器来控制，可根据不同的车速得到相应的助力特性。
通过减速传动机构，将电动机的动力传给转向器。
电磁离合器则作为安全装置确保系统在发生故障时，断开电动机与减速传动机构，中断动力传递，使系统从电动助力转向状态转入到人力一机械转向状态。
液压助力转向系统已发展了半个多世纪，其技术已相当成熟。
但随着汽车微电子技术的发展，对汽车节能环保性要求不断提高，该系统存在的耗能、对环境可能造成的污染等固有不足已越来越明显，不能完全满足时代发展的要求。
电动助力转向系统将最新的电力电子技术和高性能的电
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