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1、电子助力转向机偶发性助力丢失分析 摘 要：电子助力转向机现在已逐步得到各主机厂的青睐，越来越多的应用于各品牌乘用车上。电子助力转向机助力丢失是常发案例之一，特殊是偶发性助力丢失，故障难再现，分析难度大。文章以某电容异样为例，通过诊断和分析，最终解决了该缺陷，可为同行进行此类问题分析供应阅历借鉴。 关键词：电子助力转向机；偶发性助力丢失；电容；示波器 中图分类号：U461.1 文献标识码：B 文章编号：1673-7301809-89-03 The analysis of lost assistance for EPS Li Guoqiang1， Jia Peina2 Abstract： The
2、Electric Power Steering is chose by more and more Automobile company. But lost assistance is a common error during the vehicle life， the suddenly lost assistance is the most difficult thing to analysis. This thesis， introduce a way to analysis by use a capacitance error as an example. Keywords： EPS；
3、 lost assistance suddenly； capacitance； oscilloscope CLC NO.： U461.1 Document Code： B Article ID： 1673-7301809-89-03 前言 電动助力转向机由于节能，操作轻巧，易于布置等优点，广泛应用于各大品牌汽车上。EPS属于平安件，EPS助力丢失属于平安故障。轻度的助力丢失，可以造成操作不便，降低操作舒适性， 严峻的可以造成转向失控，甚至引发事故。随着新三包法的实施，助力丢失已变成汽车公司越来越重视的一个问题。而偶发性助力丢失成因较多，分析难度高。本文以某电容异样为例，介绍了此类故障的分析流程
4、及分析方法，并最终通过一系列措施胜利解决了该故障。 1 电动助力转向机简介 1.1 电动助力转向机简介 EPS依据助力机构的布置，可分C-EPS，P-EPS，DP-EPS，R-EPS等，主要通过传感器收集驾驶员的转向意图，将之转化为电子信号，并将电子信号通过线束传递到ECU，ECU经过计算，通过马达转化为扭矩，从而实现为转向供应助力。 ECU主要输入信号： 蓄电池电压。蓄电池的供电电压对ECU影响很大，当蓄电池供电电压超出EPS正常工作电压后，EPS将不再供应助力，而只保留通讯功能，从而出现助力丢失； 方向盘扭矩信号。扭矩信号，将干脆影响转向机的输出扭矩； 点火信号。初始化EPS的功能，依据标
5、定设定的不同，点火次数会肯定程度影响EPS的助力输出； CAN信号。EPS通过CAN接收整车的指令，如启停STT等功能； 车速信号。EPS的基础助力曲线通常通过不同车速的曲线来实现； 马达位置传感器信号。 1.2 偶发性助力丢失故障描述 偶发性助力丢失的故障，易消逝，难再现。故障发生时，方向盘瞬时失控，可自动复原，依据亮灯策略的不同，有可伴随亮灯，提示转向故障。由于EPS和ESP有数据互通，因此有时也会伴随ESP亮灯。 出现偶发性助力丢失的缘由许多，如EPS内部电子元件状态不稳定，整车供电不平稳，回路联接出现瞬时松脱，回路紧固件装配不良，信号线接插件联接不稳定，外部电磁干扰，CAN向EPS发出
6、错误指令或者EPS未接收到正确信号等因素均能影响EPS的正常工作。 2 问题分析 2.1 故障锁定 通过ABA交换试验，故障不再现，很难锁定故障来源，故障代码显示：供电异样。无法推断属于EPS内部供电异样还是外部供电异样。将可疑转向机返回供应商，台架试验无法再现故障，对可疑转向机进行凹凸温循环后再试验，无法再现故障，装车回用也无法再现故障。 对某台可再现车辆进行分析，试图发觉故障的规律，但是连续试跑多日，发觉该故障与热车，冷车，是否颠簸路，是否弯道等均无明显关系。人为在车辆四周增加信号干扰，不能再现该故障。 用示波器采集相关数据，以进一步确认故障时的相关信息。 测试方法： 用示波器同时监测EP
7、S正极线的供电电压，回路电流，及信号线。读取trace等相关信息。 在故障再现时，供电电压平稳，解除整车供电因素； 电压信号没有出现中断，说明供电回路未出现联接异样； 信号线连续，没有出现中断，说明信号线联接未出现异样； 分析trace，故障发生时，CAN未向EPS发出错误指令； 故障再现时，电流瞬间降为0安培， 故障指向EPS。 2.2 电机校核 可以得出： 式中，U为电机电压，R为电机电阻，L为绕组电感，Kt为转矩常数，m为电机转速，m为电机转矩，I为电流，Te为时间常数 可近似计算简化为： 以校核电机扭矩是否合理。 2.3 缘由查找 建立EPS故障树，该故障的可能出现缘由有： EPS与整
8、车的联接：供电异样、CAN信号异样、EMC； EPS 软件：软件异样等； EPS硬件：元件异样，线路异样等； 车辆装配：标定初始化，紧固件紧固不规范等。 对故障树中逐条排查。对EPS的各电子元件人为调整供电电压，发觉当某电容的供电电压低于某一电压V0时，即可再现该故障，而其他途径均无法模拟出此故障现象。 对该电容用示波器进行检测，发觉故障件中存在一些零件，可以检测到纹波，且可高达800mV，而正常零件中，检测不到明显纹波。对纹波较明显电容回用，可以再现该故障。 由此，故障锁定该电容。某电容主要包含胆芯，胆丝，阴极，阳极等子件。 分析该电容，阴极与胆芯通过银粉胶进行粘结，剥离电容，对比故障转向机
9、的该电容与正常的电容，发觉故障件的电容里，粘结面积明显不足，如图4。在实际运用时，假如阴极与胆芯接触面积过小时，会导致助力丢失，发生故障。 2.4 改进措施 对出现该电容银粉胶粘结不足的缘由建立故障树。 操作人员的技能，操作时银粉胶的运用不当； 工具状态不良，银粉胶容器不清洁，银粉胶的用量不当； 银粉胶状态不良； 固化温度等。 在试验室对各故障进行反复验证，找出三个主要缘由，依次為：固化温度，工具的清洁度，银粉胶的用量。 对此，我们做了一系列措施： 提高固化温度以增加固化效果； 银粉胶从冷库取出后，由之前的12小时内必需用完，缩短为8小时内必需用完，银粉胶容器，由之前的12小时清洁一次，缩短为
10、8小时清洁一次； 将银粉胶的重量作为检测项进行限制，以便将银粉胶的用量锁定在合理的区间内； 增加X-ray照耀，以检测粘结效果； 在产线增加剥离设备，以抽检实际效果。 3 效果验证 对措施断点之后的电容，检测10100件，进行纹波检测，未发觉异样。抽检肯定数量的电容，用X-RAY照耀， 未发觉异样，剥离电容，粘结面粘结效果良好。 转向机台架试验，未发觉异样，对改进后的零件进行试装，未再现该故障。 从售后实际跟踪效果来看，措施上线后，故障不再发生。 因此可以推断，该故障已得到解决。 4 结束语 本文介绍了EPS偶发性助力丢失的分析流程及解决方法。此类故障，缘由较多，分析难度较大，须要找准方向进行分析，并通过理论实践相结合，找到问题的本源，才能彻底解决该问题。 参考文献 1 陈家瑞.汽车构造M.人民交通出版社，11019.8. 2 郭孔辉.汽车操纵动力学M.吉林科学技术出版社，11011.12. 3 朱海.电动助力转向匹配分析及性能评价探讨M.吉林高校， 2004.5. 第7页 共7页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页