实训手册丰田普瑞斯电动式电控动力转向系统认知常见故障诊断和排除.docx
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实训手册丰田普瑞斯电动式电控动力转向系统认知常见故障诊断和排除
深圳高技能人才公共训练基地
ShenzhenPublicTrainingBaseforHi-skilledWorkers
汽车维修行业汽车维修电工（高级工）汽车底盘电子模块
常见故障的诊断和排除》
丰田普瑞斯电动式电控动力转向系统认知、
训练任务指导书
QCWXDG-3-2-11
深圳市高技能人才公共实训管理服务中心
2009.12.15
第一部分基本管理信息3
第二部分训练任务的内容4
第三部分训练任务的实施9
一、目标描述9
二、任务描述1...0....
三、知识准备1...0....
四、训练活动1...0....
五、训练效果评价1..8....
第四部分附录1..9
一、电子动力转向系统的特点1...9..
二、电子动力转向系统的组成1...9..
三、电子动力转向系统的结构和工作原理2..1.
四、电子动力转向系统的检修2...4..
第五部分参考文献2..4....
丰田普瑞斯电动式电控动力转向系统认知、常见故障的诊断和排除训练过程考核表.25知识准备（答卷）2...6....
第一部分基本管理信息
基本管理信息
名称
丰田普瑞斯电动式电控动力转向系统认知、
代码
QCWXDG-3-2-11
类型
基础类□专项类√
综合类
□
创新类
□
岗位汽车维修电工等级
3级（高级工）
类属于
模块汽车底盘电子模块项目
电控动力转向系统
版本
V1.0编制人朱耀良
编制时间
2009
年11月
所属单位深圳市高技能人才公共实训管理服务中心
批准人
马阳
学时
1个训练时段考核方式
考核□
考训结合
√
评价方式
自我评价√小组评价√
老师评价√
（1）持有如下证书之一：
汽车维修工（4级）、汽车维修电工（
4级）；
适用对象
（2）汽车相关专业中专（含中专、
中技）学历以上；
3）持有相同专项技能证书四级；
第二部分训练任务的内容
技
能
目
标
目知
标识
目
标
职
业
素
质
目
标
训
练
方
法
丰田普瑞斯电动式电控动力转向系统认知、常见故障的诊断和排除》训练任务内容
在丰田4S店汽车维修电工岗位工作中，检修丰田普瑞斯电动式电控动力转向系统是岗位必须的维修项目。
在检修汽车时，务必认知丰田普瑞斯电动式电控动力转向系统的结构与原理，训练检测技能。
关
键
（1）能（会）检测普瑞斯电动式电控动力转向系统的主要元部件。
技
（2）能（会）检修普瑞斯电动式电控动力转向系统故障并排除。
能
基
本
（1）能（会）使用专用工具进行规范拆装。
技
（2）能（会）使用仪器或仪表进行检测作业。
能
（1）能了解普瑞斯电动式电控动力转向系统的功用。
（2）能了解普瑞斯电动式电控动力转向系统的结构。
（3）能理解普瑞斯电动式电控动力转向系统工作原理。
（4）能掌握普瑞斯电动式电控动力转向系统故障诊断与排除技能
1）严格执行汽车检修规范，养成严谨科学的工作态度。
2）尊重他人劳动，不窃取他人成果。
3）养成总结训练过程和结果的习惯，为下次训练总结经验。
4）养成团结协作精神。
5）严格执行5S现场管理。
1．讲解：
⑴教师讲解训练任务的内容与要求；
（2）教师引导学员学习普瑞斯电
动式电控动力转向系统的结构组成，并分析普瑞斯电动式电控动力转向系统的
工作原理。
（3）老师指导认识普瑞斯电动式电控动力转向系统的主要部件，并进行检修。
2．示范：
教师对关键技术和实训操作难点进行示范操作。
3．操练：
⑴分组实训：
2～5人/小组/，共用一个实训台；⑵学员遵循教师的
《丰田普瑞斯电动式电控动力转向系统认知、常见故障的诊断和排除》训练任务的内
设
备及耗材
类别
名称
规格及型号
数量
单位
备注
设备
工具
丰田普瑞斯整车
丰田普瑞斯
1
台
丰田多用途诊断
CA7150HVB
1
套
常规维修工具
1
套
耗材
万用表
1
只
连接导线
多
条
环
境要求
（1）多媒体演示条件：
电脑、投影仪、话筒等
（2）空间和光线条件：
训练室可容纳20人，光线均匀明亮，每5人1台训练
工作台及0.5㎡以上的活动空间。
知
识准备
掌握
（1）丰田普瑞斯电动式电控动力转向系统部件的安装位置。
（2）丰田普瑞斯电动式电控动力转向系统的检修。
熟悉
（1）丰田普瑞斯电动式电控动力转向系统的组成。
（2）丰田普瑞斯电动式电控动力转向系统主要部件的功用及特点。
了解
（1）丰田普瑞斯电动式电控动力转向系统的应用。
（2）丰田普瑞斯电动式电控动力转向系统结构组成与工作原理。
参
考资料
类别
名称
作者
出版社
书号
备注
参考
教材
丰田普瑞斯
维修手册
丰田汽车有限公司
其他
参考
设备使用说明书
设备生产厂家
《丰田普瑞斯电动式电控动力转向系统认知、常见故障的诊断和排除》训练任务的内容（续2）
类别
项目
考核内容
得分
总分
评分标准
教师
理论
知识
准备（100
分）
1．丰田普瑞斯电动式电控动力转向系统的功用？
（20分）
根据完成情况打分。
2．简述丰田普瑞斯电动式电控动力转向系统的结构。
（20分）
3．简述丰田普瑞斯电动式电控动力转向系统工作原理。
（30分）
4．简述丰田普瑞斯电动式电控动力转向系统故障诊断与排除方法。
（30分）
实操
技能
目标
（60分）
1．能（会）检测普瑞斯电动式电控动力转向系统的主要元部件。
会□/不会□
1.单项技能目标“会”
该项得满分，“不会”
该项不得分。
2．能（会）检修普瑞斯电动式
会□/不会□
任务完成情况完成□/未完成□
任务
完成
质量
（40分）
1．操作熟练程度。
（10分）
2.全部技能目标均为
1.任务“未完成”此项
不得分。
2.任务“完成”，根据
完成情况打分。
2．准确率。
（20分）
3．工作效率或完成任务速度。
（10分）
安全
文明
操作
1.遵守操作规程，养成严谨科学的工作态度。
2.尊重他人劳动，不窃取他人成果。
3.规范操作，安全生产。
4．严格执行5S现场管理
1.违反考场纪律，视情况扣20-45分。
2.发生设备安全事故，扣45分。
3.发生人身安全事故，扣50分。
4.实训结束后未整理实训现场扣5-10分。
评分
说明
识准备评分说明：
（这部分内容仅限教师培训使用，不在训练任务指导书上体现）知识准备成绩是指训练任务指导书上知识准备题目的完成情况,由教师当堂批改给出成绩。
训练活动（实操）评分说明：
1．在规定时间内正确完成训练任务则该项训练活动成绩为60分。
2．原则上如未发生严重违反职业素质目标要求的情况，熟练、准确完成任务，任务完成质量为40分。
3．如果违反职业素质目标要求，则根据实际情况给予扣分。
备注：
1、评分表原则上不能出现涂改现象，若出现则必须在涂改之处签字确认。
2、每次考核结束后，教师必须及时将成绩录入管理系统，并立即上交评分表至高训中心存档。
第三部分训练任务的实施
采用I-OTPAE（改进的五步法）组织训练。
一、目标描述
⊙技能目标：
完成本训练任务后，你应当能（够）：
关键技能：
能（会）检测普瑞斯电动式电控动力转向系统的主要元部件。
能（会）检修普瑞斯电动式电控动力转向系统故障并排除。
基本技能：
能（会）使用专用工具进行规范拆装。
能（会）使用仪器或仪表进行检测作业。
⊙知识目标：
完成本训练任务后，你应当能（够）：
能了解普瑞斯电动式电控动力转向系统的功用。
能了解普瑞斯电动式电控动力转向系统的结构。
能理解普瑞斯电动式电控动力转向系统工作原理。
能掌握普瑞斯电动式电控动力转向系统故障诊断与排除技能。
⊙职业素质目标：
完成本训练任务后，你应当能（够）
严格执行汽车检修规范，养成严谨科学的工作态度。
尊重他人劳动，不窃取他人成果。
养成总结训练过程和结果的习惯，为下次训练总结经验。
养成团结协作精神。
严格执行5S现场管理。
、任务描述在丰田普瑞斯电动式电控动力转向系统实训台上，老师设置一些故障，
通过引导学习丰田普瑞斯电动式电控动力转向系统的结构和控制原理，分析常见故障并示范诊断与排除故障。
学员在老师的指导下，进行诊断与排除丰田普瑞斯电动式电控动力转向系统常见故障。
三、知识准备
（见附件）
1．丰田普瑞斯电动式电控动力转向系统的功用？
2．简述丰田普瑞斯电动式电控动力转向系统的结构
答：
3．简述丰田普瑞斯电动式电控动力转向系统工作原理
答：
4．简述丰田普瑞斯电动式电控动力转向系统故障诊断与排除方法。
答：
四、训练活动
活动一：
知识抽查
要求：
老师对学员知识准备情况进行抽查具体抽查内容见知识准备的问题；抽查方式：
√口答□试卷□操作老师要记录学员回答问题的情况，老师必要时做简单的讲解。
♂活动二：
示范讲解内容：
在丰田普瑞斯电动式电控动力转向系统实训台上，老师设置一些故障，通过引导学习丰田普瑞斯电动式电控动力转向系统的结构和控制原理，分析常见故障并示范诊断与排除故障。
步骤一：
讲解普瑞斯电控动力转向系统的结构组成
1．电子动力转向系统（EPS）的组成
普瑞斯电子动力转向系统组成图
普瑞斯汽车的电子动力转向系统（EPS）采用装在转向柱上的DC电动机和减速机构产生扭矩来给转向助力。
转向电控单元（EPSECU）根据传感器和ECU的信号计算转向助力的大小。
EPSECU通过CAN和制动防滑控制ECU、HVECU和网关ECU保持通信。
此外，EPSECU经由BEAN，通过网关ECU和仪表ECU保持通信。
普瑞斯汽车采用车辆稳定性控制系统（VSC），该系统工作时控制转向助力扭矩。
VSC工作时，EPSECU收到制动防滑ECU的助力扭矩请求信号后，立刻控制DC电动机的助力扭矩。
与传统的液压助力转向系统不同，EPS在可维修方面有很大的优势，它不需要管路、泵、滑阀和转向液。
2．普瑞斯动力转向系统组件的位置
电子动力转向系统组件位置图
（1）扭矩传感器：
检测扭力杆的扭曲，并把它转换成为电信号来计算施加到扭力杆上的扭矩。
再将此信号输出到EPSECU。
（2）DC电动机：
根据EPSECU的信号产生转向助力。
（3）减速机构：
通过蜗轮降低DC电动机的转速并将它传送到转向柱轴。
（4）EPSECU：
根据各传感器（包括车速传感器）发出的信号，启动转向柱上的DC电动机来提供转身助力。
（5）HVECU：
发送READY信号到EPSECU，通知EPS系统准备发电。
（6）制动防滑控制ECU：
将速度传感器的信号输出到EPSECU。
（7）仪表ECU：
收到EPSECU发出的系统故障信号，仪表ECU就点亮主警示灯，同时发送PS（动力转向）警告显示请求信号到复式显示器。
（8）VSCECU：
车辆稳定性控制系统工作时，制动防滑控制ECU
发送助力扭矩信号（根据联合控制传感器的信号计算出）到EPSECU。
（9）复式显示器：
系统发生故障时，PS（动力转向）灯显示故障。
步骤二：
讲普瑞斯电控动力转向系统的工作原理
（1）转向柱：
DC电动机、减速机构和扭矩传感器都安装在转向柱上。
扭矩传感器胗感受应式电阻。
（2）DC电动机：
DC电动机包括转子、定子和电动机轴，电动机产生的扭矩通过联轴节传到蜗杆，扭矩通过蜗轮传送到转向柱轴。
（3）减速机构：
减速机构通过蜗杆和蜗轮降低DC电动机的转速并将之传送到转向柱轴。
蜗杆由滚珠轴承支承以减小噪声和摩擦。
（4）扭矩传感器：
扭矩传感器检测扭力杆的扭曲，并把它转换为电信号来计算扭力杆上的扭矩，并将此信号输出到EPSECU。
检测环1和检测环2安装在输出轴上，检测环3安装在输出轴上。
输出轴和输入轴通过扭力杆连接在一起，检测线圈和校正线圈位于各检测环外侧，不经接触形成励磁电路。
检测误差1和检测误差2的功能是校正温度，它检测校正温度变化并校正温度变化引起的误差。
检测线圈包括输出2个信号VT1（扭矩传感器信号）和VT2（扭矩传感器信号2）的对偶电路。
ECU根据这2个信号控制助力的大小，同时检测传感器故障。
1直线行驶时：
如果车辆直线行驶且驾驶员没有转动方向盘，则此时ECU会检测输出的规定电压，指示转向的自由位置。
因此，它不向DC电动机供电。
2转向时：
如果驾驶员向左或向右转动方向盘时，扭力杆的扭曲就会在检测环2和检测环3之间产生相对位移。
这个变化随后转换为2个电信号VT1和VT2，并发送到EPSECU。
方向盘左转时，输出右如图7所示的比自由位置输出电压低的电压。
这样，就可以根据转向助力检测到转向方向，转向助力输出值的量级决定（如下图）。
（5）EPSECU
①EPS控制
EPSECU接收各传感器的信号，判断车辆当前的状况，并测定施加到DC电动机上相应的助力电流。
对于装有车辆稳定控制系统（VSC）的车型，根据制动防滑控制ECU信息，一起联合控制转向助力扭矩。
使驾驶员的转身操作灵便，因此提高转向稳定性。
②EPSECU温度传感器
EPSECU中的温度传感器用于检测ECU是否过热。
如果温度传感器检测到ECU过热，则DC电动机上的助力电流就减小以降低温度。
3诊断
如果EPSECU检测到EPS的故障，则与出现故障的功能相关的主警告灯点亮，提示驾驶员故障出现。
同时，DTC（诊断故障代码）存储到存储器中。
4安全保护
如果EPSECU检测到EPS的故障，则组合仪表上的主警告灯点亮，并且蜂鸣器鸣叫。
同时，EPSECU使PS警告出现在复式显示器上以提示驾驶员，并进入安全保护模式。
因此，EPS和手动转向以相同方式工作。
出现故障时，安全保护功能被激活，ECU会影响各种控制。
♂活动三：
丰田普瑞斯电动式电控动力转向系统认知、常见故障的诊断和排除
内容：
在丰田普瑞斯车辆或电动式电控动力转向系统实训台上，老师设置转向沉重故障，学员通过全面认知丰田普瑞斯电动式电控动力转向系统的结构和控制原理，分析常见故障，并诊断与排除故障。
步骤
操作项目
操作要领
检修记录
1
车辆准备
2
简述普瑞斯动力转向系统的结构
3
简述普瑞斯动力转向系统的工作原理
4
普瑞斯动力转向系统组件的检修
5
普瑞斯动力转向系统故障诊断
6
普瑞斯动力转向系统故障排除
7
故障检验
活动四：
根据完成结果交流、点评
内容：
学员展示训练成果小组互评成绩教师点评优秀训练成果教师对广泛存在的问题进行总结。
五、训练效果评价
自我评价1．训练任务的关键技能及基本技能有没有掌握？
评价情况：
2．训练任务的目标有没有实现？
效果如何？
评价情况：
小组评价
1．训练任务的关键技能及基本技能有没有掌握？
评价情况：
2．训练任务的目标有没有实现？
效果如何？
评价情况：
参评人员：
老师评价
老师总体评价：
按“考核及评价表”（标准）对学员训练过程、训练结果进行评估。
评价情况：
老师签名：
日期：
年月日
总体评价
老师总体评价：
按比例自我评价：
小组评价：
教师评价=10%：
10%：
80%给出总体评价。
总体评价情况：
老师签名：
日期：
年月日
第四部分附录
一、电子动力转向系统的特点
普瑞斯汽车的电子动力转向系统（EPS）采用装在转向柱上的DC电动机和减速机构产生扭矩来给转向助力。
转向电控单元（EPSECU）根据传感器和ECU的信号计算转向助力的大小。
EPSECU通过CAN和制动防滑控制ECU、HVECU和网关ECU保持通信。
此外，EPSECU经由BEAN，通过网关ECU和仪表ECU保持通信。
普瑞斯汽车采用车辆稳定性控制系统（VSC），该系统工作时控制转向助力扭矩。
VSC工作时，EPSECU收到制动防滑ECU的助力扭矩请求信号后，立刻控制DC电动机的助力扭矩。
EPS能够极大地提高燃油经济性，因为转向助力由安装在转向柱上的DC电动机提供，因此，电
动机只在需要动力转向时才消耗能量。
此外，与传统的液压助力转向系统不同，EPS在可维修方面有很大的优势，它不需要管路、泵、滑阀和转向液。
二、电子动力转向系统的组成
电子动力转向系统（EPS）的组成见图1。
组件位置见图2。
图1电子动力转向系统组成图
图2电子动力转向系统组件位置图
（1）扭矩传感器
检测扭力杆的扭曲，并把它转换成为电信号来计算施加到扭力杆上的扭矩。
再将此信号输出到EPSECU。
（2）DC电动机
根据EPSECU的信号产生转向助力。
（3）减速机构通过蜗轮降低DC电动机的转速并将它传送到转向柱轴。
（4）EPSECU根据各传感器（包括车速传感器）发出的信号，启动转向柱上的DC电动机来提供转身助力。
（5）HVECU
发送READY信号到EPSECU，通知EPS系统准备发电。
（6）制动防滑控制ECU将速度传感器的信号输出到EPSECU。
（7）仪表ECU
收到EPSECU发出的系统故障信号，仪表ECU就点亮主警示灯，同时发送PS（动力转向）警告显示请求信号到复式显示器。
（8）VSCECU
车辆稳定性控制系统工作时，制动防滑控制ECU发送助力扭矩信号（根据联合控制传感器的信号计算出）到EPSECU。
（9）复式显示器
系统发生故障时，PS（动力转向）灯显示故障。
三、电子动力转向系统的结构和工作原理
（1）转向柱
DC电动机、减速机构和扭矩传感器都安装在转向柱上。
扭矩传感器胗感受应式电阻（如图3）。
图3转向柱
（2）DC电动机
DC电动机包括转子、定子和电动机轴，电动机产生的扭矩通过联轴节传到蜗杆，扭矩通过蜗轮传送到转向柱轴（如图4）
图4DC电动机
（3）减速机构
减速机构通过蜗杆和蜗轮降低DC电动机的转速并将之传送到转向柱轴。
蜗杆由滚珠轴承支承以
减小噪声和摩擦（如图5）。
图5减速机构
（4）扭矩传感器扭矩传感器检测扭力杆的扭曲，并把它转换为电信号来计算扭力杆上的扭矩，并将此信号输出
到EPSECU。
检测环1和检测环2安装在输出轴上，检测环3安装在输出轴上。
输出轴和输入轴通过扭力杆连接在一起，检测线圈和校正线圈位于各检测环外侧，不经接触形成励磁电路（如图6）。
图6扭矩传感器
检测误差1和检测误差2的功能是校正温度，它检测校正温度变化并校正温度变化引起的误差。
检测线圈包括输出2个信号VT1（扭矩传感器信号）和VT2（扭矩传感器信号2）的对偶电路。
ECU根据这2个信号控制助力的大小，同时检测传感器故障。
1直线行驶时
如果车辆直线行驶且驾驶员没有转动方向盘，则此时ECU会检测输出的规定电压，指示转向的自由位置。
因此，它不向DC电动机供电。
2转向时如果驾驶员向左或向右转动方向盘时，扭力杆的扭曲就会在检测环2和检测环3之间产生相对位移。
这个变化随后转换为2个电信号VT1和VT2，并发送到EPSECU。
方向盘左转时，输出右如图7所示的比自由位置输出电压低的电压。
这样，就可以根据转向助力检测到转向方向，转向助力输出值的量级决定（如图7）。
图7输出电压与助力扭矩关系
（5）EPSECU
①EPS控制
EPSECU接收各传感器的信号，判断车辆当前的状况，并测定施加到DC电动机上相应的助力电流。
对于装有车辆稳定控制系统（VSC）的车型，根据制动防滑控制ECU信息，一起联合控制转向助力扭矩。
使驾驶员的转身操作灵便，因此提高转向稳定性。
②EPSECU温度传感器
EPSECU中的温度传感器用于检测ECU是否过热。
如果温度传感器检测到ECU过热，则DC电动机上的助力电流就减小以降低温度。
3诊断
如果EPSECU检测到EPS的故障，则与出现故障的功能相关的主警告灯点亮，提示驾驶员故障出现。
同时，DTC（诊断故障代码）存储到存储器中。
4安全保护
如果EPSECU检测到EPS的故障，则组合仪表上的主警告灯点亮，并且蜂鸣器鸣叫。
同时，
EPSECU使PS警告出现在复式显示器上以提示驾驶员，并进入安全保护模式。
因此，EPS和手动转向以相同方式工作。
出现故障时，安全保护功能被激活，ECU会影响各种控制。
四、电子动力转向系统的检修
检修中，用丰田专用智能测试仪Ⅱ来读取故障码（DTC），即可发现故障的组件、部位。
丰田普瑞斯电动式电控动力转向系统认知、常见故障的诊断和排除训练过程考核表
姓名
身份证号码
系统ID号
职业（工种）
级别
日期
年月日
类别
项目
考核内容
得分
总分
评分标准
教师
理论
知识
准备（100
分）
1．丰田普瑞斯电动式电控动力转向系统的功
用？
（20分）
根据完成情况打分。
2．简述丰田普瑞斯电动式电控动力转向系统
的结构。
（20分）
3．简述丰田普瑞斯电动式电控动力转向系统
工作原理。
（30分）
4．简述丰田普瑞斯电动式电控动力转向系统
故障诊断与排除方法。
（30分）
实操
技能
目标
（60分）
1．能（会）检测普瑞斯电动式电控动力转向系统的主要元部件。
会□/不会□
1.单项技能目标“会”该项得满分，“不会”
该项不得分。
2．能（会）检修普瑞斯电动式
会□/不会□
任务完成情况完成□/未完成□
任务
完成
质量
（40分）
1．操作熟练程度。
（10分）
2.全部技能目标均为
1.任务“未
升级会员 