鄒定鳳
(廣西電力職業技術學院,廣西南寧 530007)
與液壓助力轉向系統相比,汽車電動助力轉向系統沒有方向機助力泵、進出油管、壓力流量控制比例閥、方向機油壺等,減少很多零件,增加了發動機艙空間,也方便方向系統的布置。由于減少了中間環節,能量傳遞效率提高,因此在使用中,電動助力轉向系統的助動力可節能約80%。近年,電動助力轉向系統在汽車上使用廣泛,隨著純電動車的市場保有量的增加,今后電動助力轉向系統(Electrical Power Steering,EPS)將會越來越多。
一輛2009 年款廣汽本田GE8 飛度汽車,行駛16 萬多公里,近來使用時發現儀表上EPS 故障指示燈亮,且無助力。
(1)先進行系統自診斷。本田汽車一般涉及儀表故障指示燈的,都帶有自診斷功能。自診斷有兩類:①初始診斷,點火開關接通即開始自行檢查,直至EPS 指示燈熄滅;②常規診斷,初始診斷結束后即開始執行,直到斷開點火開關(鑰匙轉回到OFF)。自診斷檢測到故障時,EPS 控制單元將執行以下操作:將EPS 指示燈打開,存儲DTC,停止動力助力,開始手動轉向操作。本例故障在自診斷后顯示的數字或字母代碼不明確。
(2)使用紅盒子診斷儀檢查,通信正常,顯示的故障信息是電源繼電器故障,更換新件后故障仍存在,但不能檢測進一步原因。
(3)去4S 店用本田專用診斷系統檢測,可能原因有:驅動電機的電源、接地,或電機本身故障;EPS 控制單元本身內部故障;EPS 控制單元上游電源、下游接地故障;轉向器線圈故障。
(4)讀取故障碼,顯示的故障碼檢修說明見表1。
結合以上初步檢查情況,和飛度汽車EPS 的組成和工作原理進一步分析。
(1)EPS 的組成。飛度汽車轉向系統使用齒輪式電動助力裝置,由轉矩傳感器、EPS 控制單元、電機、機械轉向器等組成,利用電機產生的動力協助駕車員進行轉向操作。
(2)工作原理。汽車轉向時,轉矩傳感器檢測到轉向盤的力矩和轉動方向,將這些信號輸送到EPS 控制單元,EPS 控制單元根據這些信號和車輛速度等數據向電機控制器發出工作信號指令,電機收到指令后輸出相應大小及方向的轉動力矩,以產生助力。
通常,當打開點火開時,EPS 指示燈會亮,發動機啟動后會熄滅,此時EPS 及其電路運行正常。如果發動機啟動后,EPS 指示燈會仍然常亮,則說明EPS 有異常。一般情況下,EPS 指示燈亮起時,EPS 控制單元會存儲DTC。EPS 控制單元存儲的DTC分為臨時和永久。EPS 有故障DTC 時,EPS 指示燈會常亮,說明轉向系統有故障,直到關閉點火開關,EPS 指示燈才熄滅。
系統運行正常,EPS 指示燈也會亮的情況:①車輛不動,發動機轉速≥2500 r/min,燈亮的時間持續大約30 s;②發動機轉速<280 r/min,且車輛以10 km/h 的速度行駛時,EPS 指示燈會亮大約3 s。
A2、C8 端子給EPS 控制單元供正電,其中A2 供常電,C8供信號電,A1 端子接地。電機繼電器、失效保護繼電器都在EPS控制單元內部。EPS 電機正極電源由EPS 控制單元提供,電機負極再回到EPS 控制單元接地。
EPS 控制單元DTC,如果是臨時的,一般通過診斷系統可以進行清除,臨時DTC 清除后,EPS 有助力,恢復正常。如果是永久的DTC,那么說明EPS 系統電控原件或線路有故障,需要根據以下分析,逐一檢驗。
將點火開關置于ON(Ⅱ),啟動發動機,并觀察EPS 指示燈:如果EPS 指示燈亮過,然后熄滅,則說明正常。如果EPS 指示燈不停地閃爍,檢查SCS 電路對地線路情況。如果EPS 指示燈不亮,則將點火開關置于OFF,然后,再置于ON(Ⅱ),查看剎車系統指示燈情況。
(1)如果剎車系統指示燈不亮,則通過以下檢查:①17 號熔斷絲(7.5 A)是否熔斷;②17 號熔斷絲(7.5 A)與儀表總成20P插接器之間的導線是否斷路;③儀表板下保險絲/繼電器盒內部電路是否有故障;④儀表器總成是否有故障。
(2)如果剎車系統指示燈亮,則熄火,斷開儀表總成20P 插接器后,再啟動發動機,測量儀表總成20P 插接器的2 號端子與車身接地之間的電壓是否為12 V,如果是12 V,則熄火,連接儀表總成20P 插接器連接到儀表總成上,打開點火開關,檢測電壓;如果不是12 V,則檢修儀表總成與17 號熔斷絲(7.5 A)之間的導線情況,使用跨接連線接儀表總成30P 插接器的26 號端子與車身接地,檢查線路是否有故障。
(3)在(2)正常情況下,如果EPS 指示燈不亮,則是儀表總成故障;如果EPS 指示燈亮,關閉點火開關,斷開蓄電池負極后,再斷開EPS 控制單元插接器B(14P),然后重新連接蓄電池負極線,閉合點火開關,使用跨線連接EPS 控制裝置插接器B(14P)的13 號端子與車身接地,檢車線路是否正常。
(4)在(3)正常情況下,如果EPS 指示燈不亮,則可能是儀表總成與EPS 控制單元之間的導線斷路故障,需進行檢查確認;如果EPS 指示燈亮,發動機熄火,斷開蓄電池負極和EPS 控制單元插接器A(4P)之間的線纜,檢查EPS 控制單元插接器A(4P)的4 號端子與車身接地之間的導通性。
(5)如果車身接地與EPS 控制單元插接器A(4P)的4 號端子之間的線路不導通,則檢查EPS 控制裝置與車身接地之間的線路是否有斷路故障。如果線路正常,重新連接蓄電池負極電纜,打開點火開關,測量EPS 控制單元插接器B(14P)的6 號端子與車身之間的接地電壓是否正常。
(6)如果(5)不是蓄電池電壓,則檢查EPS 控制單元插接器B(14P)與17 號熔斷絲(7.5 A)之間的線路情況。如果是蓄電池電壓,關閉點火開關,重新連接EPS 控制單元插接器A 和B,打開點火開關,此時EPS 指示燈應亮,則說明系統正常,如果EPS指示燈不亮,則檢查EPS 控制單元插接器是否松動,或更換一個良好的EPS 控制單元重新測試。
經過上述檢查和分析,最終確定為EPS 控制單元內部故障。更換了EPS 控制單元,對EPS 控制單元進行再學習,試車轉向正常,故障消除。為進一步確認故障,拆開控制單元外殼檢查,發現EPS 主板上有兩處燒損,對照電路圖發現是電機繼電器和失效保護繼電器,導致電機驅動電路無法正常工作,從而造成方向無助力。確認故障排除思路正確。
后經了解,該車發生過事故,只更換了方向機總成,沒有更換控制單元,事故維修后一段時間才出現上述故障。該案例是事故車維修引起的故障問題,是由于EPS 控制單元內部電源繼電器和失效保護繼電器的控制電路問題,導致電機驅動電路無法正常工作造成。因此,汽車維修,特別是電路故障維修,必須要具有“故障確認、分析、排除、再次確認故障”的維修思維,否則很難保證故障一次維修成功。