电动液压助力转向：汽车底盘精解

电动液压式助力转向系统，英文为Electro-Hydraulic Power Steering，简称EHPS系统。EHPS是在液压式助力转向系统的基础上发展起来的，其特点是原来用发动机带动的转向泵改由电动机驱动，取代了由发动机驱动的方式，与传统的液压式助力转向系统相比，新研制的电动液压式助力转向系统有下列优点：

1）实际行驶中，节约燃油约0.2L/100km。

2）通过少的能源消耗、少的能量供应以及减少液压系统的油量实现保护环境的目的。

3）主动安全性更好，一般在转向时，转向盘转动很轻便，但高速行驶时，转向较重。

4）车辆在高速公路上行驶时，传统的液压式助力转向由于发动机转速高，而转向角小，转向泵将多余油量输送掉。新的电动液压式助力转向系统通过减小与和车辆行驶速度对应的流量，产生最大的节能效应。

1.电动液压式助力转向系统的组成

如图4-42所示，电动液压式助力转向系统主要由带电动机的齿轮泵、储油罐、转向盘转角传感器G85、助力转向传感器G250和控制单元J500等组成。

图4-42 电动液压式助力转向系统结构图

（1）电动液压泵V119 如图4-43所示，电动液压泵总成支架支承在发动机舱左侧，用螺栓固定连接在减振器和轮壳之间的车架纵梁上，电动液压泵总成用橡胶轴承弹性地悬挂在支架上，并且用一个消音罩包封。电动液压泵总成包括以下部件：

1）带有齿轮泵、液压阀及电动机的液压单元。

2）液压油的储油罐。

3）助力转向控制单元J500。

在这种助力转向系统中采用的是一个集成在电动液压泵总成中的齿轮泵来取代迄今为止人们所熟悉的叶片泵。该齿轮泵不直接由发动机驱动，而是由一个集成在电动液压泵总成中的电动机来驱动的。该电动机只有在点火接通及发动机运转的情况下才工作。转向角速度、车速及发动机转速信号将传送给助力转向控制单元J500。该控制单元可以调节电动机及齿轮泵的转速，进而调节供油量，更精确地说是液压油的体积流量。

电动液压泵总成无需维护，其内部润滑由液压油来完成，它不可拆卸且不提供修理说明。液压泵通过压力管道与助力转向传动装置相连接，液压油的回油管道通向储油罐。

（2）控制单元J500 控制单元J500集成在电动液压泵总成中，它根据转向角速度和汽车行驶速度，发出信号来驱动齿轮泵。齿轮泵的瞬时供油量从控制单元J500中储存的通电特性场图中读取。控制单元J500能识别并储存运行中的故障，并具备再接通保护和温度保护功能。

再接通保护：

图4-43 电动液压泵总成

1）电动液压式助力转向系统在受到干扰、故障或撞车后具有一种再接通保护功能。在发生撞车的情况下，这种再接通保护只需用一个诊断仪即可被去除。

2）在出现其他故障的时候，再接通保护可以通过中断点火及发动机的重新起动来消除。如果发生这种情况，则为了使电动液压泵总成在过热之后能得到冷却，必须等待大约15min。这段时间过后，如果再接通保护不能通过发动机的起动被消除，则说明在车载网络中有故障或电动液压泵总成已损坏。在这种情况下，必须进行自诊断并且有时要更换电动液压泵总成。

（3）助力转向传感器G250 如图4-44所示，当汽车置于举升机上时，向右转动转向盘，就能通过翼子板和车轮之间的空隙看到助力转向传感器G250。

助力转向传感器G250安装在转向传动装置上方且装于转向传动装置输入轴上，它测定转向角并计算出转向角速度。如图4-45和图4-46所示，此传感器属于电容式传感器，通过固定在输入轴上的转子在9个小型平板电容器之间旋转，平板电容器的电容将由此而变化。传感器电子元件根据此电容变化计算出助力转向装置控制单元J500所需的信号（转向角及转向角速度）。

图4-44 助力转向传感器G250安装位置示意图

图4-45 助力转向传感器G250工作原理图

为了识别转向运动，控制单元J500中必须输入必要的信号，转向角速度越大，则液压泵的转速也越大，进而流量也越大（在不考虑车速的情况下）。

切断功能：当传感器G250失效时，助力转向系统即进入程序设定的紧急运行状态。此时转向功能得以保证，但转向较沉重。

（4）控制灯K92 如图4-47所示，车辆点火开关打开后，控制灯K92点亮，这时车辆进行内部检测，如果发动机起动及检测结束后，控制灯K92依然亮着，则车辆内部可能有故障，故障可能存储在控制系统中。

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图4-46 助力转向传感器G250平面图

图4-47 控制灯K92

（5）检查油位 如图4-48所示，用储油罐密封盖上的油尺检查油位：①打开密封盖，用布擦干净油尺；②用手将密封盖拧紧；③打开密封盖，看油尺上显示的油位。

正常油位：转向油冷却时，位置在下标记以下；转向油热时（发动机温度约从50℃起），位置大约在上、下标记之间。

2.电动液压式助力转向系统的工作原理

如图4-49所示，与一般的助力转向系统相似，在液压控制单元中有一根扭杆，它一方面与转向控制阀相连，另一方面又与转向齿轮和控制套管相连。

图4-48 转向油的检查方法

图4-49 转向系统液压控制单元

（1）直线行驶 如图4-50所示，直线行驶时，扭杆处于转向控制阀和控制套管的中间位置，助力转向装置传感器测不出转向角速度。油液几乎是无压力地通过液压控制单元经回油通道流回储油罐。

图4-50 汽车直线行驶原理图

转向控制阀和控制套管的控制槽位于中央位置，两者控制槽的相互作用使液压油可以进入液压缸的左、右两腔，并能相应地经控制套管的回油道回到储油罐。

（2）向左转弯 如图4-51所示，转向控制阀通过扭杆的变形相对于控制套管旋转，转向控制阀的控制槽打开了通向液压缸右腔的高压油入口。高压油流入液压缸并协助完成转向运动，与此同时，转向控制阀关闭通往左腔的进油口并将与液压缸的左腔接通的回油口打开。右腔的压力将油液从液压缸的左腔压回到回油道。当转向过程结束时，扭杆将转向控制阀及控制套管回转到中间位置。

图4-51 汽车向左转弯原理图

3.自诊断

控制器或传感器更换之后，必须重新校准零位。传感器被连接在自诊断系统中，助力转向系统控制单元J500存储传感器的故障。

诊断结果的交流通过CAN总线进行，网关通过CAN将信号传输到K线。自诊断功能与助力转向系统的电控部分有关。在车辆运行中，控制单元识别出故障，并将它存储在永久性存储器中，即使供电不足，永久性存储器也能保存这些信息。偶尔会有个别故障未能在永久性存储器中存储。

4.系统总览图

如图4-52所示为系统总览图。

图4-52 系统总览图

5.系统电路图

系统电路图如图4-53所示。

图4-53 系统电路图

G22—车速传感器 G250—助力转向传感器 J220—发动机控制单元 J285—仪表盘控制单元 J500—电动液压式助力转向系统控制单元 J519—车载电网控制单元 J533—数据总线诊断接口 K92—控制灯 S—保险丝