电动助力转向( electric power steering,PS)系统采用电动方式来实现汽车的转向助力,它是一种智能助力转向系统,能够提供汽车不同工况下转向所需的助力转矩。电动助力转向系统取消了动力转向泵,简化了转向系统的结构,同时减轻了发动机负荷,使汽车具有较好的燃油经济性。电动助力转向系统还具有可变助力转向功能、辅助回位功能和转向阻尼调节功能。 根据动力转向电动机安装的位置不同,电动助力转向系统分为齿轮助力式、齿条助力式和转向柱助力式三种形式,它们的工作原理大同小异。上汽通用目前使用了后两种形式的电动助力转向系统,如图2-18所示。本单元以科鲁兹所配置的电动助力转向系统为例进行介绍。
系统组成及工作原理：
科鲁兹的电动助力转向系统称为REPS( rack-mount electric power steering),属于齿条助力式转向系统,它主要由扭矩传感器、动力转向电动机、动力转向控制模块、动力转向电动机转动传感器、转向器等组成,且这些部件都集成在电动助力转向总成中。动力转向控制模块获取扭矩传感器、动力转向电动机转动传感器、电源电压、车速和发动机转速(通过 GMLAN从发动机控制模块获取)等信息,以确定车辆转向所需助力扭矩的大小和方向,并控制动力转向电动机工作,其控制原理如图2-19所示。另外,在配置电子车身稳定系统的车辆上,电动助力转向系统还会参考转向盘转角传感器信号。
1.扭矩传感器扭矩传感器的作用是将驾驶员的转向意图反馈给动力转向控制模块,它是动力转向控制模块控制动力转向电动机电流的主要参数。扭矩传感器安装在转向器输入轴(图2-20)或转向柱的扭力杆上,它通常是一个电磁感应传感器,其内部有一个磁性圆环,圆环中间是扭力杆,该扭力杆能够形成约5°的转动角度。当转向盘带动扭力杄时,扭矩传感器向动力转向控制模块送两个0-5V的直流电压信号。扭矩传感器安装在转向器总成上,不能单独更换。
2.动力转向电动机动力转向电动机是电动助力转向系统的执行器,它是一个三相感应电动机,具有较高的输出功率、较低的电流噪声、较大范围的转速和温度变化等特点。动力转向电动机安装在转向器上(图2-21),采用蜗杆蜗轮传动方式驱动小齿轮轴,从而使齿条移动,实现助力转向。
动力转向控制模块采用占空比的方式调整动力转向电动机的工作电流,以控制其转速大小的变化,实现可变助力转向。在故障模式下,动力转向电动机停止工作,转向系统以机械的方式进行工作。
3.动力转向控制模块动力转向控制模块通常与动力转向电动机集成在一起,它连续监测并处理扭矩传感器和动力转向电动机转动传感器等信号,以计算转向盘的角度和转动扭矩,并同时根据车速和系统温度(估算值)等信息确定所需助力扭矩的大小,从而控制动力转向电动机驱动电流的方向和大小,实现可变助力转向,并防止系统温度过高。
动力转向控制模块可以检测电动助力转向系统的故障,如果检测到停用转向助力的故障,会点亮故障指示灯(图2-22),同时驾驶员信息中心会提示驾驶员维修动力转向系统。
系统维修：
1.维修注意事项①动力转向控制模块、扭矩传感器、动力转向电动机转动传感器集成在动力转向电动机总成中,其中任何一个部件出现故障均需进行整体维修或更换,不能单独进行维修或更换。
②更换新的动力转向电动机总成以及相关维修可能会影响部件定位、出现故障指示灯点亮等情况,需要使用诊断仪对电动助力转向系统进行设置。
③当动力转向系统故障指示灯点亮或者无故障指示灯亮但转向异常时,应使用诊断仪记录相应故障代码后进行维修。
2.动力转向控制模块对中学习更换转向机总成或动力转向控制模块后,必须执行动力转向控制模块对中学习程序,以防止转向不良、回正不均匀等故障出现。下面以科鲁兹电动助力转向系统为例,介绍动力转向控制模块对中学习的操作步骤①连接GDS/MDI。
②起动发动机。
③在GDS的“特殊功能”下,选择动力转向控制模块对中学习程序并按下回车键。
④使转向盘居中。
⑤将转向盘向左转90°注意:转向盘回正后,将手和其他物体从转向盘上移开,确保悬架松开且没有偏差或向转向系统施加不均匀的力。
6将转向盘回正后向右转90°。
注意:转向盘对中后,目视确认转向盘对中,确认转向盘位置数据参数读数为0±1°。如果转向盘位置数据参数读数不在0±1°范围内,则重复对中学习程序。
⑦使转向盘居中。
⑧等待GDS屏幕显示“校准完成”。如果显示“程序失败”,则重复对中学习程序。
注意:点火开关置于“OF”位置后,在执行任何需要断开车辆蓄电池的程序前等待25s，否则可能会发生模块记忆丢失。
⑨按下退出键。
10.将点火开关置于“OFF”位置。
