汽车电动助力转向系统的维护与故障诊断

向昌勇

湘西民族职业技术学院 湖南省湘西市 416000

1 引言

汽车电动助力转向系统（EPS）是近年来兴起的一种新型动力转向系统，通过应用电子控制技术，能够显著改善汽车的动态与静态性能，不仅保证驾驶的舒适，更利于汽车的安全行使，减少所产生的污染。工作效率高、能耗少是EPS的优势所在。同时在使用过程中，对EPS的维护检查尤为必要，特别是出现故障问题时，维修人员应当进行深入的故障分析，并采取相应的处理措施。

2 汽车电动助力转向系统简介

EPS系统是由ECU控制器、管柱、扭矩角度传感器、无刷电机等构成。EPS利用无刷电机提供转向助力，当出现转向动作时，传感器可以迅速测定转向力矩大小，将信号传递给ECU。ECU可接收到车速及发动机信号，根据信号确定电机电流，实现转向助力。目前EPS因动力源的不同，可以分为电子控制系统和液压式转向系统。

电子控制系统是以直流电动机为动力源，在传统的机械式系统的基础上运行。电子控制系统能够按照汽车的车速等信息对电动机的转动方向进行控制，通常包括电子控制体系、电动机、蓄电池等构成部分。而液压式转向系统也是对传统液压动力系统的改

良，在此基础上增加车速传感器等设备。液压式转向系统在测定汽车的车速等信息后，实现对电磁阀的控制，并将转向动力放大，以利于汽车在不同速率下的助力要求。

3 汽车电动助力转向系统的维护

汽车行使过程中，转向是基本的运动形式，遇到障碍物、行人时，汽车必须及时改变路线，以保证安全行使。EPS系统的应用大大节省了能耗，提高了工作效率，可控性强，而且更加便于维修。为保证EPS的性能发挥，降低故障发生率，日常的维护检查必不可少，维修人员应注意遵循科学的维护检查方法。

3.1 日常维护检查的主要内容

日常使用中对于转向盘自由间隙、转向力、EPS控制器的维护检查都是非常必要的，加强维护检查，可以降低故障发生率，促进EPS保持良好的性能。

第一，转向盘自由间隙。维修人员应通过移动转向盘，确认转向盘是否出现声响或是松动。当遇到以上缺陷时，维修人员要立即给予修复或更换。检查时首先停止发动机运行，保持向前方向。转向盘的自由间隙应保持在0~30mm的范围内，如果转向盘运动超出此范围，维修人员要按照流程逐一检查，包括横拉杆球头、下部球接头、转向轴接头、转向小齿轮等，确认是否出现磨损、破裂、松动等问题。

第二，转向力检查。维修人员将汽车停止在水平的路面上，保持转向盘处于平直向前，然后再确认轮胎气压是否正常，最后启动发动机，当发动机处于怠速状态下，用相反方向钩住转向盘上的弹簧秤，测定出具体的转向力。如果转向力低于3.5N，则要及时修复。

第三，EPS控制器。EPS系统的运行中，控制器发挥着关键作用，日常维护检查时对EPS控制器的拆装要遵循科学的顺序，首先断开蓄电池的负极电缆，再松开螺钉，将插头拆下，最后拆卸控制器。而EPS控制器安装的顺序则与之步骤相反。

3.2 日常维护检查应注意的事项

在对EPS实施维护检查时，应当遵循科学的方法，注意以下事项。

第一，电子部件的保护。EPS系统的电子部件较为敏感，检查时应避免对电子部件的撞击，以防影响部件的性能，例如电机和ECU。一旦发生电子部件被撞击的情况，应检查并考虑更换新的部件。而且电子部件对温湿度环境有着较高的要求，检查过程中不能将电子部件暴露在高温、潮湿等环境中。

第二，点火开关位置的确认。控制器断开和连接时，要注意点火开关的位置。将点火开关处于ON的位置，回正转向盘，断开EPS系统各连接前，再次将点火开关置于OFF位置。重新连接前，点火开关应置于OFF位置，待重新连接后回正转向盘，再将点火开关置于ON的位置。点火开关位置会影响到零点是否出现偏差，若转向力矩左右存在差别，要及时进行校正。

第三，避免剧烈转动转向盘。检查时汽车处于行进或点火状态下，要注意防止剧烈转动转向盘。如果出现较为强烈的震动，将会导致电机功率消耗增加，使电机发热。当电机温度升高时，控制装置检测到热量增加，进而降低低级的电流，以达到保护系统的作用，所以最终ECU助力会失效。

第四，维修前重新角度置零。维修人员在对转向机、控制器等更换、调整前，应当使用诊断仪重新角度置零。此时每一次点火只能置零一次，并且在置零时不能转动转向盘。置零后必须经过重新点火，才能保证有效，且两次之间的时间间隔应保持在5s以上。

4 汽车电动助力转向系统的故障诊断

EPS系统运行时会出现多种故障，对常见的故障问题，维修人员应采用科学的诊断方法，进而明确故障原因，及时给予修复。

4.1 常见故障

EPS无助力、误助力都是常见的故障问题。无助力是指行使过程中，驾驶员需要助力时，EPS并没有及时提供助力支持，此类问题发生概率相对更高。例如离合器失效断开、电机驱动电路失效、直流电机发生故障等，都是EPS无助力的原因。而误助力是指驾驶员并不需要EPS助力支持时，系统却提供了助力。此类故障发生概率相对较低，主要与传感器失效、故障离合器未能正确断开等原因有关。此外，左右转向力矩不均、前进执行途中车辆偏向一侧、电机工作不正常也是经常遇到的故障。

4.2 故障检修

EPS系统出现故障后，开展具体的检修前，维修人员首先要分析车辆的具体情况，给予初步检查，然后开始检查主要部位。

第一，传动带。传动带的功能是将电机产生的动力借助带轮传导至机械设备。传动带出现故障，就会影响到EPS系统的动力性能。作为核心的联结部件，传动带不仅类型很多，而且应用广泛。EPS故障诊断中，对于传动带的检查应注意其松紧度，另外还包括与带轮的配合情况。

第二，储液罐。储液罐中的液面高度和油质是检查的关键要素。系统运行过程中如果油质出现问题，必须及时更换。特别对于液面高度的检查，应当在保持车身水平的基础上，使发动机处于怠速状态，转向盘进行转向，并提升油温，确保在正常温度范围，确认液面是否存在乳化等现象。如果需要更换液压油，应先清除旧液压油。

第三，空气排放。除更换液压油以外，还应继续检查系统内是否存在空气的进入。如果发现有气泡产生，说明空气已经进入系统当中，必须及时将空气排出，以防转向故障。此时应保持发动机怠速状态，左右转动转向盘，直至不再产生气泡，并且乳化较轻，才能确认空气已被排出。

4.3 自诊断

EPS控制盒的自我诊断功能强大，点火开关处于ON的位置时，ECU将开始对内部的各个模块给予自检。发动机启动后，自检正常情况下，EPS指示灯会自行熄灭，若检测出故障，指示灯会保持常亮。EPS可对电机、电磁离合器、传感器等进行系统的自诊断，进而提示故障原因。其诊断的关键在于发现故障问题后，能够及时控制电路，防止向电动机的继续供电，同时分离离合器，并且在系统恢复到机械转向系统后仍可使用。对于同时出现的多个故障问题，自动诊断的结果会按照由小到大的顺序显示。值得注意的是，故障清除后，还应将故障码也随之清除。

第一，电机。转向助力是借助电流的控制来实现，电机两侧的实际控制电流作用至关重要。对电机的自诊断中，程序会计算实际电压与理论电压的差距，如果差距较大，超过预定值，则需检查电机是否出现故障，一般情况下电机控制电流过高会引起电机过载。

第二，电磁离合器。电机和转向柱通过电磁离合器连接起来，所以工作状态也会直接影响到转向特性。EPS系统的运行需要将信号及时反馈到处理设备。离合器接合状态下输入高电平，反之输入低电平。一旦出现输入信号不符的情况，则需要检查电磁离合器的故障问题。

第三，传感器。传感器的工作原理是通过主扭矩和副扭矩作为输出回路。然而实际行驶过程中，转矩信号会出现一定的误差。传感器的自行诊断中，当电路异常时，判定转矩传感器发生故障。由于电源电路可影响到主扭矩与副扭矩的信号，所以在故障诊断时还要注意判断电压是否在规定的标准范围。

5 结语

EPS是基于电动机直接为汽车提供助力，所以在能源消耗上取得了明显的改善，同时提高安全性能，符合当代社会节能环保的发展理念。EPS的转向与操作较为简单，其优越性已获得业内的广泛认可。对于EPS使用中所出现的故障问题，维修人员应当遵循科学的检测方法查找原因，进而明确故障处理方法。