丰田卡罗拉电动助力转向系统EPSWord下载.docx

1、1、卡罗拉EPS由以下部件构成（见下图）:1）转向扭矩传感器。 它通过检测弹性扭转杆因方向盘的扭矩所 产生的变形角度来测量方向盘操纵力矩，并将其转变为电子信号 并输出至EPSECU , ECU据此决定对EPS马达提供多大的电压。 这是转向控制的重要信号。,o / 刖:舞轮“ / 一愛电审式吗达b 转 fhrt5-z -MM 机恂2） 转向电机。装于转向管柱的中部，是助力转向的动力来源。3） 减速装置。采取与电机转子内壳配套的循环滚珠式减速机构将电动机传来的转速降低,获得更大的转动扭矩，以便足以驱动车 轮转向。4） 转角传感器。向EPSECU反馈转向助力电机的转角大小和转 向，便于EPSECU对

2、整个转向过程进行准确控制。5） 齿条轴的外壳。6） 左右横拉杆。7） EPS ECU。2.转向扭矩传感器的结构与工作原理转向扭矩传感器包括分相器单元 1与分相器单元2两部分,分别安装在方向盘的输入轴和转向小齿轮的输出轴上 （见图2、3）。图2 卡罗拉转向扭矩传感器装配图图3 卡罗拉转向扭矩传感器的分解图1） 转子部分由上下两层构成，均装有转矩传感器线圈。输入轴和输出轴由一根细金属销刚性连接成一体 ，转子轴上方有连接用的销孔（如图3所示）。输入轴由汽车方向盘直接驱动，再通过金属销、 弹性扭转杆的传递来驱动输出轴；输出轴小齿轮推动齿条平移，驱 动转向轮向左或向右转向。2） 定子部分也有上下两层线圈

3、，分别对应转子的上下部分。定子线圈有2种,分别是励磁线圈和检测线圈。励磁线圈对转子部分 的线圈通过电磁感应起励磁作用 ；检测线圈用于检测输入、输出轴的上下转角差（转向转矩），向EPS ECU输送电信号，这个电信 号是定子线圈上两列正弦波的相位差 （如图4所示），反映此时转 矩传感器检测到的转矩大小。相位差越大 ，转矩越大。检38信今一检罔悟号二图4 检测线圈的相位差3.转角传感器的结构与工作原理丰田卡罗拉转角传感器属于电磁感应式传感器 ，它及时将转向电机的转向及转向角度信号反馈给 EPS ECU，形成一个闭环控制。 这个传感器转子为凸台式,转子与助力电动机转子连成一体，由图 5可见转角传感器的

4、结构与感应凸台。转向传感器的定子线圈呈 圆环状（图5中的转角传感器），装在助力电动机定子线圈端面，感 应凸台随助力电动机转子的转动，通过电磁感应原理，检测出助力 电动机转子的转角。图$卡隣拉转角传感器的结构4.助力电动机的电源 由于目前汽车蓄电池的电压只有 12 V ,助力电动机的功率非常有 限。为了提高转向助力的力矩 ,丰田卡罗拉助力电机的电源为 2734 V的三相交流电压。其EPSEUC中还专门设置有提升电 压的逆变器和电感储能线圈 ,由类似三相桥式、能将蓄电池的电 压转为 27 34 V 的电路完成。 驾驶员操纵方向盘时 ,助力电动机 会根据转向阻力大小自动输出 2734 V 的可变电压

5、。三、 工作原理EPS是由EPSECU控制转向电机工作来实现助力的转向 系统。驾驶员打方向时 ,方向盘通过传动轴的花键毂带动转向主 轴（输入轴） ,转向主轴再通过金属销带动弹性扭转杆 ;弹性扭转杆 下端是小齿轮 （输出轴 ） ,小齿轮与转向齿条啮合产生动力输出 ,驱 动车轮向左或向右偏摆而实现转向。与此同时 ,助力的过程也在 进行,由于弹性扭转杆比较细长 ,受到来自转向主轴的扭矩时 ,很 容易产生扭转变形 ,因此 ,输入轴与输出轴之间产生上下转角差 , 扭矩越大转角差越大 ;转矩传感器检测转角差大小并转化为电信 号输给 EPSECU ; EPSECU 根据转矩大小输出不同驱动电压 ,以 驱动转

6、向助力电动机产生助力 ,转矩越大输出的驱动电压越高 ,驱 动电压在 2734 V 变化。但当驾驶员未打方向或车辆直线行驶 时,助力电动机不运转 ,此时助力电动机的电压为零。转向助力电 动机的电流由 EPSECU 控制,随车速变化而变化 , EPSECU 根据 转向力矩值及车速大小计算所需输出电流并控制马达运转。 由图6可见，车速越高，转向助力电机的电流越小；车速越低，转向助力电 机的电流越大。因此，转向助力的大小由两个因素决定，即方向盘 输入扭矩与车辆的行驶速度退71-三淖U含巨辟图6转向电机的电流控制电动助力系统的控制：当车辆速度低时，转向沉重,这时需要 大的助力。由于车速低，EPSECU供

7、给助力电动机大的电流；另一 方面方向盘沉重，弹性扭转杆变形大，转角差大，EPSECU供给助 力电动机高的电压，因此,助力电动机提供大的助力。车速高时，转 向轻便,这时需要小的助力，增加驾驶员转向的路感。由于车速高, EPSECU供给助力电动机小的电流；另一方面方向盘轻便，弹性 扭转杆变形小，转角差小，EPSECU供给助力电动机低的电压，因 此，助力电动机提供小的助力。通过电动助力，达到理想的转向控 制。从图6虚线部分可以看出,转向力矩曲线不是单一的。 转向 助力输出电流一定时，对应不同曲线得到不同的转向力矩，这因为 驱动电压不是固定的，它随方向盘转向力矩变化而变化；同样,转 向力矩一定时，对应

8、不同曲线得到不同的转向助力输出电流，原因是驱动电压因素在起作用。转向助力电动机动力传给转向齿条的 原理：由图7可见，转向助力电动机的转子是空心的，它通过滚珠 与齿条轴相啮合。当转向助力电动机转动时 ，它的转子只能左右 转动而不能轴向移动，因此,转向助力电动机转动时驱动滚珠迫 使齿条轴向左或向右移动。在这个过程中 ，循环滚珠式减速机构 起到减速增扭的作用，将转向助力电动机传来的速度减慢、转动 扭矩放大。所以转向轮上最终得到的转向力矩是驾驶员转向力矩 和转向电动助力之和（车辆低速时，后者远大于前者），转角传感器 反馈转向助力电动机转子转角的大小与转向方向 ，以便EPSECU对转向控制作及时修正。当

9、方向盘保持在某一转向位置时 ,由于不再打方向，车轮要克服的路面转向阻力消失，弹性扭转杆被释放 在弹力作用下慢慢恢复，弹性扭转杆上下不再存在转角差,ECU 不再提供转向助力。车辆保持在转向位置是靠驾驶员把住方向盘 来维持的。图7 卡罗拉EPS转向齿轮单元的结构四、检测与维修方法1.扭矩传感器电路检测（a）电路图如图所示。5GDTRQ16曲）TRQI动力此向iEife传感器 7TRQJTKQ1 Jal 动力转向ECI转向柱总成图5扭矩传感器电路图（b ）将点火开关置于 ON （IG ）位置。（c）根据表1的值测量电压。表I连接端子转向盘状态规定值al-S（TRQl）- al-S（TRQG）中间位置

10、2 亠 2/7Val-7（TRQ2）al-S（TRQG）1 12 亠 N7Val_8- al-8（TRQC03-2.5V2 .三相无刷电动机电路检测图6三相无刷电动机电路图（b）从助力转向ECU上断幵连接器。（c）根据表2的值测量电阻表2标准值a3-l（Ml）-a3-2（M2）C.38-0.15fla3-l（Ml）-车身搭铁1M0或更高a3-2（M2）-车身搭铁1MQ或更高3电动助力转向系统初始化和校准有下列情形的需执行EPS系统的初始化和校准:1.更换转向柱总成；2 .更换 EPS ECU ;3.左、右转向助力有差异；具体操作步骤如表3。S31.用SSTfift DLC油巧和CG鼾并把瞅开利

11、糊ON（t 派獣ON）02.t20sWOBTCiJf20t3.把飲开療到OFF（*I勲OFF）样桩P/S警轨號Uis$ CG讎此枕丈开咖ON （iiON）02.能蛀正申央。3.讎TC鼾。1.HTCSfWTCSL2.鮭桶水加树加魏过45。3.H P/5辛抽川赭下SST铳瞅殺牺017（ tin 丈0臥五、注意事项动力转向系统各总成机件在出厂前均调整合适， 用户不得随意拆卸。但若在使用中出现转向沉重故障， 经检查确由动力转向 系统造成而必须拆卸时，应注意如下几点： 要遵守操作规程，按各车型维护手册规定的方法拆装。拆装时要认真细致，不能碰伤、划伤零件的工作表面。（要保护好密封件，如0形与矩形橡胶密封圈

12、、油封、减磨护圈等。必要时要用专用工具拆装。特别是橡胶密封圈不允许划伤和挤伤工作表面， 否则将影响密封 效果。 管路、油泵、动力缸、分配阀等液压机件拆卸后，必 须用专用堵塞 （橡胶的、塑料的或木质的 ）及时将各油孔堵住，以 免泥沙、铁屑等进入工作表面。 （ 装配液压机件时，应特别注意 清洁，不允许金属屑、 泥沙、纱头等落入配合表面。 条件许可时， 最好在有防尘设备的工作间进行装配。 装配前， 应用煤油仔细清 洗，然后用压缩空气吹净，并涂上工作油液。 （ 转向油泵、动力 缸装好后。 要先在试验台上进行试验。 然后再装车。 试验要求是： 转向油泵输出油液的流量和压力必须符合规定动力缸应无内、 外部泄漏， 活塞杆应移动平稳无跳动现象。 （ 各液压机件 （如分配 阀 ）在调试合格或清洗后装配时，也必须用专用堵塞随 时将各油孔堵住，以防尘土进入。不允许用棉纱堵塞油孔更不 允许不堵油孔而随意放置。