电动助力转向系统故障诊断技术设计
EPS故障分析及解决方案
EPS故障分析及解决方案一、背景介绍电动助力转向系统（Electric Power Steering，简称EPS）是现代汽车中常见的转向系统之一。
它通过电机来提供转向助力，使驾驶更加轻松和舒适。
然而，EPS系统也可能出现故障，影响驾驶安全和操控性能。
本文将针对EPS故障进行分析，并提供相应的解决方案。
二、故障分析1. 故障现象描述在驾驶过程中，EPS故障可能表现为以下几种现象：a. 转向助力突然消失：驾驶员在转向时感觉到转向助力突然消失，转向变得异常沉重。
b. 转向助力不稳定：转向助力在行驶过程中时有时无，或者转向助力的力度不一致。
c. 转向助力噪音：转向过程中出现异常噪音，如齿轮啮合声或电机噪音。
2. 故障原因分析根据以上故障现象，EPS故障的可能原因如下：a. 电源供应故障：EPS系统的电源供应故障可能导致转向助力突然消失或不稳定。
b. 传感器故障：EPS系统中的传感器故障可能导致转向助力不稳定或噪音。
c. 电机故障：EPS系统中的电机故障可能导致转向助力突然消失或不稳定。
d. 控制单元故障：EPS系统的控制单元故障可能导致转向助力突然消失或不稳定。
三、解决方案根据故障原因的分析，针对不同的故障情况，提供以下解决方案：1. 电源供应故障的解决方案：a. 检查EPS系统的电源连接是否松动或腐蚀，重新连接或更换电源连接器。
b. 检查EPS系统的电源线路是否有短路或断路，修复或更换受损的线路。
c. 检查EPS系统的电源开关是否正常工作，如有问题则更换电源开关。
2. 传感器故障的解决方案：a. 检查EPS系统中的角度传感器是否损坏或失效，如有问题则更换传感器。
b. 检查EPS系统中的转向力传感器是否损坏或失效，如有问题则更换传感器。
c. 检查EPS系统中的转向角速度传感器是否损坏或失效，如有问题则更换传感器。
3. 电机故障的解决方案：a. 检查EPS系统中的电机是否损坏或失效，如有问题则更换电机。
b. 检查EPS系统中的电机驱动电路是否正常工作，修复或更换受损的电路元件。
EPS故障分析及解决方案
EPS故障分析及解决方案一、故障分析EPS（Electric Power Steering）电动助力转向系统是现代汽车上常见的转向系统之一。
它通过机电来提供转向助力，使驾驶更加轻松和舒适。
然而，EPS系统也可能浮现故障，导致转向难点甚至失效。
下面是对EPS故障的分析：1. EPS故障指示灯亮起：当EPS系统浮现故障时，仪表盘上的EPS故障指示灯会亮起。
这可能是由于电源故障、传感器故障、机电故障等原因引起的。
2. 转向难点：EPS系统故障时，驾驶员会感到转向难点，需要更大的力量来转动方向盘。
这可能是由于机电故障、传感器故障、转向机构故障等原因引起的。
3. 转向失效：在极端情况下，EPS系统可能彻底失效，导致驾驶员无法操控车辆的转向。
这可能是由于电源故障、机电故障、传感器故障等原因引起的。
二、解决方案针对EPS系统故障，以下是一些常见的解决方案：1. 检查电源：首先，检查EPS系统的电源是否正常。
可以检查电池电压是否稳定，电池端子是否松动，以及电源路线是否受损。
如果发现电源问题，及时修复或者更换电源部件。
2. 检查传感器：EPS系统依赖于传感器来感知驾驶员的转向意图和车辆的转向状态。
检查转向角传感器、转向力传感器等是否正常工作。
如果传感器故障，需要修复或者更换故障传感器。
3. 检查机电：EPS系统的核心是机电，它提供转向助力。
检查机电是否正常工作，是否有异常声音或者过热现象。
如果机电故障，需要修复或者更换机电。
4. 检查转向机构：EPS系统与转向机构密切相关。
检查转向机构是否顺畅，是否有松动或者磨损现象。
如果转向机构故障，需要修复或者更换转向机构部件。
5. 重置EPS系统：有时候，EPS系统可能浮现误操作或者暂时故障，可以尝试通过重置系统来解决问题。
具体的重置方法可以参考车辆的用户手册或者咨询专业技术人员。
6. 寻求专业匡助：如果以上方法无法解决EPS故障，建议寻求专业的汽车维修技术人员的匡助。
他们可以通过专业的诊断设备和经验来准确分析故障原因，并提供相应的解决方案。
汽车电动助力转向系统的故障诊断与维修
《装备维修技术》2021年第10期—135—汽车电动助力转向系统的故障诊断与维修覃文周（北海职业学院机电工程系，广西壮族自治区 北海 536000）汽车电动助力转向系统，也叫EPS，它是利用电动机所产生的动力来帮助驾驶员对汽车进行转向的一种装置。
与传统的转向系统相比它具有质量轻、节约能源、装配灵活、结构简单、易于维护保养，易与不同车型相匹配等优点。
转向系统的优劣，直接关系到汽车行驶过程中的安全性。
一、汽车电动助力转向系统的组成及工作原理汽车电动助力转向系统一般是由电动机、扭矩传感器、车速传感器、电控单元(ECU)、减速机构等组成如图1所示。
汽车电动助力转向系统的工作原理是按照“传感器→控制器→执行器”的基本原理对汽车转向系统进行控制，当汽车要转向时，扭矩传感器检测到转向盘的转向以及转矩的大小变成电信号传给电子控制单元，车速传感器把检测到的车速信号也传给电子控制单元，电子控制单元根据车速传感器和扭矩传感器所给的信号计算、确定电动机旋转的方向与电流的大小，电动机得到了电子控制单元发来的指令后按照指令工作，从而完成了对汽车转向系统的电动助力。
图1 汽车电动助力转向系统的组成 二、汽车电动助力转向系统的常见故障 汽车电动助力转向系统常见的故障一般有两类，一类是无助力，另一类是误助力。
汽车电动助力转向系统无助力是指当驾驶员想要转向需要提供助力的时候汽车电动助力转向系统没有提供助力。
根据汽车电动助力转向系统的结构与工作原理，无助力现象只可能由下列几个原因造成:一，电动机驱动电路失效；二，离合器失效断开；三，蜗轮蜗杆疲劳失效；四，直流电机故障；五，ECU 控制系统产生故障。
汽车电动助力转向系统误助力是指当驾驶员不想转向，不需要提供助力的时候汽车电动助力转向系统却主动提供助力。
出现误助力的原因主要有以下几种情况：一，传感器失效，信号输出错误；二，故障离合器不能正确断开；三，ECU 内部控制策略软件出错或者硬件失效。
电动助力转向系统故障诊断技术设计
电动助力转向系统故障的诊断流程
电动助力转向系统故障的诊断流程【电动助力转向系统故障的诊断流程】在现代汽车技术中，电动助力转向系统（Electric Power Steering, 简称EPS）已经广泛替代了传统的液压助力转向系统，以其节能、环保、精确及智能化的优势深受业界青睐。
然而，作为复杂机电一体化的部件，其故障诊断与维修则需要一套严谨且系统的流程。
本文将详细介绍电动助力转向系统故障的诊断流程，以帮助维修人员准确判断并解决相关问题。
一、初步检查与信息收集1. 故障现象确认：首先，观察和记录车辆在行驶过程中出现的具体故障现象，如转向沉重、转向助力消失、异响或异常振动等。
2. 故障码读取：使用专用诊断设备连接车辆OBD接口，读取并记录电动助力转向系统的故障代码，这有助于快速定位可能的故障部位。
3. 系统基本信息查阅：查阅车辆维修手册，了解该车型电动助力转向系统的具体结构、工作原理以及各部件的功能特性，为后续的深入检测提供理论依据。
二、详细检查与故障分析1. 电源与接地检查：检查电动助力转向系统供电线路是否正常，电池电压是否满足要求，接地线是否接触良好。
同时，对电动机、控制单元等相关部件的电源输入与接地进行测试。
2. 传感器检测：转向角度传感器、扭矩传感器等是EPS系统的关键信号源，通过诊断仪模拟或实车测试，查看传感器数据是否准确，有无偏差或异常。
3. 电动机与执行机构检查：检查电动助力电机是否有烧蚀、短路、断路等情况，运转时是否有异响；同时，检查转向机内部齿轮、蜗杆等机械部件是否磨损严重或损坏。
4. 控制单元功能验证：通过诊断仪对EPS控制单元进行功能测试，看其能否正确接收传感器信号并按照预定程序输出相应的助力指令。
三、故障点确定与修复1. 根据前期检查结果，结合故障代码、电路检测和部件状况，综合分析判断出最可能的故障原因和部位。
2. 针对性修复：针对确定的故障点，进行更换故障部件、修复线路或重新编程控制单元等操作。
3. 清除故障码并验证修复效果：完成维修后，清除先前读取的故障代码，并通过实车路试等方式，验证电动助力转向系统是否恢复正常工作状态，确保故障已彻底排除。
汽车电动助力转向系统的维护与故障诊断探讨
车辆工程技术115维修驾驶汽车电动助力转向系统以电子控制技术为技术支撑，通过改善汽车动态与静态性能，保证驾驶的舒适，提升汽车行驶的安全性。
汽车电动助力转向系统最大的优势则体现在工作效率高、能耗少上，但是其优势性能的发挥建立在日常的检修维护基础之上，也要求检修维护人员掌握故障处理技巧，做到故障的有效、快速处理，确保其性能的有效发挥。
1 汽车电动助力转向系统概述其主要构成是ECU控制器、管柱、扭矩角度传感器、无刷电机。
汽车电动助力转向系统利用无刷电机提供转向助力，出现转向动作时，传感器可以迅速测定转向角度大小，及时将信号传输给ECU控制器，而其接收到车速及相关信号后，指导实现电动助力转向系统的实时控制。
2 汽车电动助力转向系统常见故障诊断2.1 汽车电动助力转向系统的常见故障最常见的故障是汽车电动助力转向系统无助力或者误助力。
前者指其运行过程中驾驶员需要助力时电动助力转向系统却无法及时提供助力支持，这一故障发生率较高[1]。
导致其无助力的原因是多方面的，有离合器失效断开、电机驱动电路失效的原因，也有直流电机发生故障的原因。
而误助力是指驾驶员驾驶汽车不需要电动助力转向系统助力时，该系统却提供了助力。
相对来说，该类型故障发生率较低，多为传感器失效故障、离合器错误断开等原因引起。
除了这两大故障之外，左右转向力矩不均、前进途中车辆偏于一侧、电机工作不正常等也是常见故障。
2.2 电动助力转向系统故障检修在发现故障后应及时检修分析车辆具体情况，判断故障部位。
检修传动带，传动带作为核心的连接部件，类型较多，应用广泛。
传动带检查的重点是其松紧度的检查，还有其与带轮的配合情况检查。
检查储液罐，主要检查储液罐中的油脂状态，一旦油脂出现问题，必须及时更换，其使得车身水平的基础上，让发动机处于怠速状态。
故障后要重点检查液面是否有乳化现象，且及时清除旧液压油，更换新液压油，检查空气排放情况，检查系统内是否存在气泡，如果发现有气泡，则认为有空气进入系统，及时排出空气，直到不再产生气泡。
EPS故障分析及解决方案
EPS故障分析及解决方案一、故障分析EPS（Electric Power Steering）是电动助力转向系统，它通过机电来提供转向助力，提高驾驶的舒适性和操控性。
当EPS系统浮现故障时，可能导致转向难点、转向力不稳定等问题。
下面是对EPS故障的常见分析：1. EPS系统无响应：当驾驶员转动方向盘时，EPS系统没有任何反应。
这可能是由于电源供应故障、机电故障或者信号传感器故障造成的。
2. EPS系统转向力不稳定：在转向过程中，驾驶员可能感觉到转向力不稳定，有时需要较大的力量才干转动方向盘。
这可能是由于机电故障、传感器故障或者系统校准错误造成的。
3. EPS系统转向力过大：驾驶员在转向时感觉到转向力过大，可能需要用更大的力量才干完成转向。
这可能是由于机电故障、传感器故障或者系统校准错误造成的。
4. EPS系统转向力不足：驾驶员在转向时感觉到转向力不足，方向盘转动较轻。
这可能是由于机电故障、传感器故障或者系统校准错误造成的。
二、解决方案根据故障分析的结果，可以采取以下解决方案来修复EPS故障：1. 检查电源供应：首先，检查EPS系统的电源供应是否正常。
确保电池电压正常，电池端子和电源线连接良好。
如果发现电源供应故障，及时修复或者更换相关部件。
2. 检查机电：检查EPS系统的机电是否正常工作。
可以通过检查机电的连接路线、机电的绝缘情况和机电的工作电流来判断机电是否故障。
如果机电故障，需要及时更换机电。
3. 检查传感器：检查EPS系统的传感器是否正常工作。
可以通过检查传感器的连接路线、传感器的信号输出情况和传感器的校准情况来判断传感器是否故障。
如果传感器故障，需要及时修复或者更换传感器。
4. 系统校准：如果EPS系统的转向力不稳定、转向力过大或者转向力不足，可以尝试进行系统校准。
校准过程可以通过连接诊断仪器来完成，根据厂家提供的校准步骤进行操作。
5. 软件更新：如果EPS系统的故障是由于软件问题导致的，可以尝试进行软件更新。
电动车转向系统出现故障时该如何诊断和修理
电动车转向系统出现故障时该如何诊断和修理在如今的交通出行中，电动车凭借其环保、便捷等优势，成为了众多人的选择。
然而，就像任何机械设备一样，电动车在使用过程中也可能会出现各种故障，转向系统故障就是其中之一。
转向系统的正常运行对于行车安全至关重要，如果出现问题，需要及时进行诊断和修理。
接下来，咱们就详细说一说电动车转向系统出现故障时该怎么诊断和修理。
首先，我们要了解电动车转向系统的基本组成部分。
一般来说，电动车的转向系统包括转向把、转向柱、转向拉杆、转向节等。
当转向系统出现故障时，可能会表现出转向沉重、转向不灵活、转向跑偏、转向抖动等症状。
那么，当我们发现转向出现问题时，该如何进行诊断呢？第一步，我们可以先进行外观检查。
看看转向把是否有变形、损伤，转向柱是否有松动、弯曲，转向拉杆是否有弯曲、变形或者连接处是否有松动。
如果发现有明显的外观损坏，那么很可能就是故障的源头。
第二步，检查轮胎。
轮胎气压不足或者轮胎磨损不均匀，都可能导致转向出现问题。
所以要确保轮胎气压正常，并且磨损程度在合理范围内。
第三步，检查转向机构的连接部位。
用手摇动各个连接部位，感受是否有松动或者异常的间隙。
如果有，就需要紧固或者更换相关的连接件。
第四步，如果外观检查没有发现明显问题，那就需要进一步检查转向系统的内部。
这时候可能需要一些专业的工具，比如扭矩扳手、量具等。
检查转向柱的扭矩是否正常，转向拉杆的长度和角度是否符合标准。
诊断出故障所在之后，接下来就是修理了。
如果是转向把变形，那就需要更换新的转向把。
在更换时，要注意选择与车型匹配的正品部件，并且按照正确的安装方法进行安装。
若是转向柱松动，就需要紧固相关的螺栓。
如果转向柱已经弯曲或者损坏，那就得更换新的转向柱。
对于转向拉杆的问题，如果是拉杆弯曲，需要对其进行校正或者更换。
如果是拉杆连接处松动，就需要重新紧固，并确保紧固力度合适。
轮胎气压不足的话，及时充气到规定的气压值。
如果轮胎磨损不均匀，严重的情况下可能需要更换轮胎。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
江蘇大學学报(自然科学版)2008年1月 第29卷 第1期 Jan.2008 Vol .29 No .1JO URNAL O F J I ANGSU UN I VERS I TY (Natural Science Editi on )电动助力转向系统故障诊断技术设计郑荣良,刘中良,陈 龙(江苏大学汽车与交通工程学院,江苏镇江212013)摘要:对电动助力转向系统(EPS )的主要组成部分可能出现的故障进行分析,并根据实践,把电动机过热也视为一种故障.使用硬件电路对扭矩传感器、继电器、离合器进行检测,并把检测结果送到单片机,这些故障一般是不可自恢复故障,系统不对故障本身进行处理,只是给出了故障代码和警报.对于电动机过热故障,通过实时监测电流大小,提出了以预防为主的故障处理措施,包括建立热系数表和设计过流保护电路.试验表明:通过软件硬件相结合进行故障检测和处理,可以准确地诊断和处理电动助力转向系统常见的故障并有效防止电动机过热.关键词:汽车;电动助力转向系统;故障诊断;过流;过热;保护电路中图分类号:U463.6 文献标志码:A 文章编号:1671-7775(2008)01-0021-04Trouble di a gnose of electri c power steeri n g systemZHEN G R ong 2liang,L IU Zhong 2liang,CHEN L ong(School of Aut omobile and Traffic Engineering,Jiangsu University,Zhenjiang,J iangsu 212013,China )Abstract:The possible tr oubles of the main parts in Electric Po wer Steering Syste m (EPS )was discussed and analyzed .According t o the p ractice,the overheat of the mot or was als o regarded as a p r oble m.Hard 2ware circuits were used t o diagnose the tr ouble of the t orque sens or,the relay,and the clutch .The result was sent t o the single chi p p r ocess or .The syste m did not deal with such unrecoverable failure,but only gave the tr ouble code and warning .By monit oring the syste m in situ,a p reventive measure was intr oduced t o deal with the overheat of the mot or .The measure includes establishing ther mal coefficient and electric circuit of over 2current p r otecti on .The test result shows that by co mbinati on hard ware and s oft w are,the de 2sign can diagnose and p r ocess the common tr oubles correctly,and p revent the mot or fr om overheating .Key words:vehicle;electric power syste m;tr oubles diagnose;over current;over heat;p r otective electric circuit收稿日期:2007-06-26基金项目:国家自然科学基金资助项目(50475121)作者简介:郑荣良(1945—),男,江苏镇江人,教授(zrl@ujs .edu .cn ),主要从事汽车电子的研究.刘中良(1983—),男,江苏连云港人,硕士研究生(liuzhong5853@s ohu .com ),主要从事汽车电子的研究. 电动助力转向系统是一个集电气系统和机械系统为一体的复杂系统,其控制对象的特殊性要求系统发生故障时不允许出现大的误动作,否则将引起严重事故.电动助力转向系统的安全性日益受到人们的关注[1,2].为此,在系统设计中就必须考虑故障的检测和处理.文献[3]应用人工神经网络在线检测故障,需要大量的试验数据,且控制算法烦琐.文献[4]利用线性未知输入观察器(U I O )来检测电子控制转向系统的故障,检测受到车速和电子器件非线性的限制,试验表明并不可靠.文献[5]通过对系统的原始事故分析(PHA )和设计故障模式及其影响分析(DF MEA )来辨识各类故障模式,故障诊断需要进行大量的试验和对原始故障事故的分析,具有较大的破坏性.22 江苏大学学报(自然科学版)第29卷根据电动助力转向系统控制器内部的工作原理,分析主要组成部分的常见故障及其辨别方法,通过软件和硬件相结合的方式对故障进行诊断和处理,设计比较简单,可以辨识系统的常见故障.另外笔者根据实际使用的需要,把电动机过热也做为一种故障进行检测,并提出相应的处理措施.1 系统的故障检测电路设计设计的电动助力转向系统中的故障检测主要包括7部分:扭矩传感器及其引线故障检测;车速和发动机信号故障检测;电压检测;继电器故障检测;离合器故障检测以及电动机过热故障检测.其中车速和发动机及电压检测信号在系统正常工作中也是必须的信号[6],笔者不再介绍它们的检测电路,而主要介绍其他四个专门用于EPS故障检测电路.1.1 扭矩传感器故障系统采用电位计式扭矩传感器,其两路输出电压之和恒为+5V[1].若传感器发生故障或者是传感器和控制器之间的接线断开,则两者之和将不再为+5V.这样就可以检测出扭矩信号的错误.1.2 继电器和离合器故障设计的电动助力转向系统,继电器的作用是使电池和H桥连通或断开.当发生故障时,单片机输出继电器吸合信号,如H桥没有电压或电压明显低于理论电压则说明继电器发生故障.通过检测H桥上端的电压配合当前的继电器控制信号,就可以检测出继电器是否发生故障.检测电路如图1所示.图1 继电器故障检测电路Fig.1 Electric circuit of relay tr ouble detecti onH桥上端电压通过R4,R5电阻分压后输入比较器L M311的反向输入端,L M311正向输入端接R2, R3分压形成的+2.5V电压,当继电器吸合时,H桥上端和蓄电池正极相连,电压应为约+12V,则L M311输出为低电平;继电器发生故障时H桥上端电压近似为0,LM311输出为高电平.由LM311的输出电平结合继电器的控制信号,就很容易检测出继电器的故障,如表1所示.表1 继电器故障判别真值表Tab.1 Truth va lue t able of rel ay trouble judg m en t继电器控制信号LM311输出是否发生错误11是10否01否00是离合器是控制电机和转向轴之间机械连接的装置,当离合器线圈中有足够大的电流流过时离合器就会吸合,电机和转向轴就成几乎刚性连接;当离合器线圈中流过的电流小于其吸合电流时离合器就切断电机和转向轴之间的机械连接[7].因此要检测离合器功能是否完好,只要检测离合器线圈中流过的电流大小即可.检测的电路原理和检测继电器的电路类似,如图2所示.图2 离合器故障检测电路Fig.2 Electric circuit of clutch tr ouble detecti on图中的L1为离合器电感线圈,L1下端串联一个1Ω(R4)的大功率电阻进行电流采集.L1和R4之间接到比较器L M311的反向输入端,比较器的正向输入端接由R2,R3分压形成的约+0.45V电压.这样当离合器电磁线圈中流过的电流小于0.45A时, L M311输出为高电平;当离合器电磁线圈中流过的电流大于0.45A时,L M311输出为低电平,结合离合器驱动电路的控制信号,就可以检测出离合器的故障情况,如表2所示.表2 离合器故障判别真值表Tab.2 Truth va lue t able of clutch trouble judg m en t 离合器控制信号LM311输出是否发生错误11是10否01否00是第1期郑荣良等:电动助力转向系统故障诊断技术设计231.3 电动机的过热故障由于电动机安装在很狭小的空间内,如果电动机长时间大电流工作,热量不容易散发出去,容易造成电动机过热,严重时会引起电动机烧毁等严重事故[1],因此笔者把电动机过热也视为一种故障.对于电动机过热故障处理,若要精确地测量温度,需要增加额外的设备,增加了成本,因此,笔者设计了一种根据大电流来粗略估计电动机热状况的方案,通过试验验证,取得较为满意的效果.在电动助力转向系统中,电机电流长时间过大是引起过热的主要原因.电流的大小主要通过P WM来进行调制,因此可以根据P WM的大小个数来粗略估计电动机电流情况.把P WM分成三个档: 00H～～A0H,A0H～～C0H,C0H～～FFH,通过设置一个专门的计数器1来计算送出去的P WM个数,当P WM在00H～～A0H档时,计数器1中的值减1,当P WM位于B0H～～C0H档时,计数器1中的值不变,当P WM位于C0H～～FFH档时,计数器1中的值加1,当计数器1中值增加到FFH时,向计数器2进位,计数器2中值加1,当计数器1中的值数小于80H时,认为电流很小,计数器2中值减10 H,主要是为了尽快减少计数器2中的个数,不影响正常助力时的电流.然后把计数器2中的值做为热情况系数,进行相应地计算.程序流程图如图3所示.当计数器2中的值为零时,给输出的P WM乘以系数1,当计数器2中的值为FFH时,给输出的P WM乘以系数0.45,中间的系数可以内插得到,建立相应的系数表.确定了系数表之后,就可以利用单片机查表得到相应的热系数,如表3所示.表3 热系数Tab.3 Ther ma l coeff i c i en t记数器中数热系数(10进制)热系数(16进制) 2551157325411674253116742521177525111775………6253FE5254FE4255FF3255FF2255FF1255FF0255FF图3 过流保护流程图Fig.3 Fl ow chart of over current p r otecti on2 故障处理设计对于扭矩传感器、离合器以及继电器故障,一般是不可恢复故障.处理这些故障需要专门的技术人员和使用专门的设备,因此不对故障本身进行处理,只给出了故障代码并警报.对于电动机过热故障,处理措施主要是以预防为主,除了上面的软件控制过热之外,我们还设计了硬件电路进行控制.即过流保护电路,本EPS中使用的过流保护[8]电路如图4所示.图4 过流保护电路Fig.4 Electric circuit of over current p r otecti on比较器L M311的正向输入端接可调电阻的中间引脚,反向输入端接电流采样信号,输出端接H 桥下管控制电路.电流采样信号是由H桥最下端的一个电流传感器获得,这个电流传感器实际上就是一个阻值约为0.005Ω的电阻,流过电机的电流在这个电阻上产生和电流大小成正比的电压降.将这24 江苏大学学报(自然科学版)第29卷个电压经过滤波后送到L M311的比较输入端和可调电阻分压以后的电压进行比较,当采样电流产生的压降低于可调电阻产生的分压时,L M311输出端输出高电平,使单片机的下管控制信号能顺利地控制下管.否则,LM311输出端就输出为低电平,将单片机的下管控制信号屏蔽掉,使下管进入关闭状态,这样电机电流就被迫下降,同时电流传感器的压降也下降,当这个电压低于电阻分压时,LM311的输出又变为高电平,使单片机的下管控制信号又控制下管开启.如此反复,就可以使流过电机的电流限定在安全范围内.可以通过调整可调电阻大小来调整比较电压,从而调整电机的实际保护电流大小.图5为LM311输出电压波形(波动段起限流作用).图5 过流保护起作用时L M311输出电压波形Fig .5 Voltage wave fr om LM311when overcurrent p r otecti on is p laying r ole3 试验验证电动助力转向系统中,原地转向时间长,电动机需要长时间地提供大电流,电机很容易产生过热,因此选择在原地转向的工况下进行论证所设计的过热控制策略.试验结果如图6所示.图6 电机电流对比Fig .6 Comparis on of mot or ′s current从上图可以看出,两者电流在10s 都达到最大电流30A ,30A 大电流持续10s 后,从21s 开始,过热保护起作用,电流平稳下降,经过3m in,在180s 时刻,电流下降到15A 左右,而没有过热保护的系统,电流一直保持30A 左右.试验结果表明,设计的软硬件电路能很好地解决电机过热问题.4 结 论(1)笔者设计的故障检测电路可以准确地辨别离合器、继电器和扭矩传感器的常见故障.(2)硬件过流保护和软件热系数表相结合的方法可有效防止电机过热,提高了系统的安全性,延长了电机使用寿命.参考文献(References)[1] 叶红弟.电动助力转向系统的故障诊断[J ].浙江工贸职业技术学院学报,2005,5(4):30-35.YE Hong 2di .Fault diagnosis of electric power steering syste m [J ].Journal of Zhejiang Industry &Trade poly 2technic ,2005,5(4):30-35.(in Chinese )[2] Nakaya ma T,Suda E .The p resent and future of electricpower 2assisted steering [J ].Int J of vehicle D esign ,1994,15(3,4,5):243-254.[3] 邓文才.转向柱式电动助力转向器故障诊断研究[D ].杭州:浙江大学机械与能源工程学院,2006.[4] V ijay Narayanan,Gi orgi o R izzoni .Fault dagnosis ofsteering syste m f or advanced vehicle contr ol syste m s[J ].SA E Paper ,1998,107:1134-1139.[5] Sanket Amberkar,M ark Kushi on,Kirt Eschtruth,et al .Del phi aut omotive syste m s,diagnostic devel opment f or an electric power steering syste m [J ].SA E Paper ,2000,109:1112-1116.[6] Yasuo Shi m izu,Shitake Ka wai .Devel opment of eclectricpower steering[J ].SA E ,1991,100:1-15.[7] 何 仁,徐勇刚,苗立东,等.电动助力转向系统中电磁离合器的节能[J ].江苏大学学报:自然科学版,2005,26(4):304-307.HE Ren,XU Yong 2gang,M I A O L i 2dong,et al .Energy saving for electr omagnetic clutch in electric power steer 2ing syste m [J ].Journal of J iangsu U niversity:N atural Science Edition ,2005,26(4):304-307.(in Chi 2nese )[8] 郑荣良,朱爱萍.用于电动助力转向系统的控制逻辑电路[J ].江苏大学学报:自然科学版,2004,25(3):221-223.Z HE NG Rong 2liang,ZHU A i 2p ing .Logic contr ol circuit used in electric power 2assisted steering system [J ].Journal of J iangsu U niversity:N atural Science Edition ,2004,25(3):221-223.(in Chinese )(责任编辑 陈建华)。