诊断与排除汽车转向沉重的故障

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传统的液压助力转向系统所提供的转向助力大小不能随车速的提高而改变。这样就使得车辆虽然在低速时具有良好的转向轻便性，但是在高速时，转向盘太轻，产生转向“发飘”现象。驾驶员缺少显著的“路感”，降低了高速行驶时的车辆稳定性，和驾驶员的安全感。 
随着汽车行业的发展，研发出能够兼顾低速时的转向轻便性和高速时的操纵稳定性的EPS（电子控制方向）系统。它能使转向的操作性和稳定性，达到合适的平衡状态，且回正性能好，转向助力的大小，可通过软件 自 动调整，是一种主动性的安全装置，俗称：随速转向系统。 
EPS系统主 要 由：传感器、执行器、电子控制单元EPS-ECU等组成，其类型分为：（1）电子控制电动式动力转向系统（以电机动力为辅助）；（2）流量控制式电子控制动力转向系统（以液压助力为辅助力）；（3）可变转向比（齿比）（UGR）转向电子控制系统（比较先进，同时拥有优的转向力和稳定性，又拥有小的转弯半径）。 
摘 要 ： 本文主要介绍一辆97年款的LS400轿车，出现方向沉重的故障，通过对转向系统工作原理的认知，进行对故障分析、判断和排除，终确认是EPS-ECU故障的诊断过程。 
关键词： 转向沉重、EPS-ECU、故障排除 
正文： 问题的提出：于2020年12月14号，接到一辆Lexus LS400轿车的维修任务，该车行驶公里数为568910km，车主提出要解决的故障：转向时，方向沉重。 故障分析：根据故障现象，对故障进行分析，造成方向沉重的原因有：（1）轮胎气压不足；（2）方向助力泵，驱动皮带与皮带轮打滑；（3）油路的油压不足；（4）方向助力泵缺ATF液（缺油时，助力泵会产生刺耳的异响）；（5）EPS系统故障：该车采有物是流量控制式电子控制动力转向系统。由于该汽车没有EPS的故障警告灯，同时又没有CAN-BUS（车载局域网），所以无法进行人工读取故障码和使用仪器检测。 
故障检测与排除： 排查故障时，通常都是从简单开始，根据所分析的思路，首先检查了轮胎气压，简单的方法就是使用气压表测量，确认轮胎气压正常后，开始进行液压助力系统的检测。由于EPS系统起作用的前提条件是：液压助力系统无故障。通过直观检查法，可通过方向机储液罐，观察油量状况，确认正常，再检查助力泵的驱动皮带及皮带轮的情况，可用母指压驱动皮带，检查皮带张紧度（能下压1cm即可）。通过触摸、观看，很快可排查驱动皮带与皮带轮。接下来检查助力系统的油压情况，（而影响油压的原因会出现在：压力调节阀滤网堵塞，或助力泵磨损）。通过拆除压力调节阀，可直接观直滤网状况，通常助力泵的磨损，都会造成另一故障：助力泵异响，为进一步确认油压的状况，可连接上油压表，起动发动机，当油压在17kg/cm2~18 kg/cm2时， 说明 油压正常。 
经过检查，确认助力液压系统正常下，可判断，故障为电控线路所造成，即EPS系统故障。通过查阅维修手册，可得到Lexus LS400 EPS的线路图： 
该系统主要是由动力转向ECU，根据接收到的转速信号，从而控制电磁阀的开度，而达到改变液压助力的大小。因此，先检查电磁阀有没有工作电源输入，用数字万用表的红色正极表笔连接SOL+端子，黑色负极表笔连接SOL-端子，万用表调到交流电流20A档位，（通过查阅维修手册，得知输给电磁阀的电源为交流电流，电流会由车速的升高而降低）。起动发动机，结果发现万用表无变化，即没有电流输给电磁阀。根据电路图可知：造成无工作电源输给电磁阀的原因有：（1）ECU+B端无电源输入；（2）转速传感 感无信号输入ECU SPD端子；（3）ECU GND落地回路线路故障；（4）ECU内部故障，此时把点火开关打到ON。 
通过用试灯，一端落地，另一端连接+B端，结果试灯亮起， 说明 ECU主电源正常。用万用表“二极管”档位，表笔一端与车身落地接触，另一表笔与GND端子连接，检查GND落地回路是否良好，结果万用表显示“0.02”，说明导线与车身直接导通，则回路落地正常。检查车速传感器电压信号（根据维修资料，其转速电压信号在0~5V间变化），用数字万用表红色表笔连接SPD端子，黑色表笔连接GND端子搭铁回路，然后用千斤顶顶起后轮（该车是发动机前置，后驱）。通过转动轮子，查看电压信号，结果，万用表显示电压在0~5V间变化，说明信号传输正常。 
经过以上检查，得知动力转向EPS-ECU有+B电源，有车速电压信号SPD输入，且GND落地回路正常，但无工作电源供给电磁阀，则说明：故障出 自 于EPS-ECU。 更换ECU后，再用同样的方法检查电磁阀的工作电源，结果，起动发动机，万用表显示为0.30A的交流电压，为进一步确保EPS-ECU的工作性能，在顶起后轮，以不同的车速（车速档位挂入前进档），检测输给电磁阀的工作电流。检测电流后，经过行驶试车，不再出现转向沉重的故障，说明故障成功排除。 
结束语： 经过以上的故障排除，得出结论：造成转向沉重的主要原因是：由于微控电子元件的损坏。丰田LEXUS转向系统是由电子控制的多功能液压助力机构，称为PSS系统，该系统是利用发动机的动力，驱动液压泵，产 生的 液压作用在动力缸的活塞上，通过齿轮齿条转向器操纵转向轮， 这个 铺助的驱动力的大小受PSS（即EPS）压力电磁阀所控制，而压力电磁阀又受PSS-ECU的指令所控制。所以，丰田LEXUS轿车可根据汽车的车速，适当的改变液压助力的大小，从而得到的转向性能和稳定性。 
致谢： 来到东风汽车 学院 一年的时间里，收获很多，不但汽车维修技术得到提升，更学到许多为人处事方面的知识，之所以有今天，全赖 学院 给 我 提供一个良好的 学习 平台。同时，对细心教导 我 的老师/ target=_blank class=infotextkey>我的老师、陪伴我渡过这段日子的同学，在此，表达我深深的感谢——谢谢。 
参考文献： 瀚达汽车学院课堂笔记 瀚达汽车学院教学资料 LEXUS LS400维修手册 

作者： 瀚达汽车机电维修11年3班 邱锡剑 
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