Введение
Рулевое управление с электрическим усилителем потребляет энергию только, когда это необходимо (в отличие от гидравлического рулевого усилителя)
Непосредственное взаимодействие с двигателем автомобиля отсутствует, что позволяет снизить расход топлива
Электрический рулевой усилитель подсоединен непосредственно к аккумуляторной батарее
Структурная схема
| метка | органы управления |
|---|---|
| 7128 | датчик крутящего момента |
| 7129 | электродвигатель рулевого усилителя |
| 1313 | датчик частоты вращения двигателя |
| 1320 | компьютер двигателя |
| 7020 -7800 | компьютер антиблокировочной тормозной системы (ABS) или компьютер контроля динамической стабилизации (ESP) |
| 7126 | компьютер электрического усилителя рулевого механизма |
| № связи | передающий блок | сигнал | характер сигнала | ведомое колесо |
|---|---|---|---|---|
| 1 | датчик частоты вращения двигателя | информация о частоте вращения двигателя | классическая проводная связь | компьютер двигателя |
| компьютер электрического усилителя рулевого механизма | ||||
| сеть CAN | ||||
| 3 | компьютер электрического усилителя рулевого механизма | управление электродвигателем электрического рулевого усилителя в зависимости от скорости автомобиля и крутящего момента, приложенного водителем к рулевому колесу | классическая проводная связь | электродвигатель рулевого усилителя |
| 4 | компьютер двигателя | информация о частоте вращения двигателя. информация о скорости автомобиля (в зависимости от версии) | CAN | компьютер электрического усилителя рулевого механизма |
| 5 | компьютер антиблокировочной тормозной системы (ABS) или компьютер контроля динамической стабилизации (ESP) | информация о скорости автомобиля (автомобиль, оснащенный ABS или ESP) | CAN | компьютер двигателя |
Принцип работы
Электрический рулевой усилитель облегчает проведение маневров, снижая усилия на рулевом колесе
Дополнительный момент, создаваемый электроприводом, передается на шестерню реечного редуктора через редуктор
Крутящий момент гидроусилителя рулевого управления добавляется к крутящему моменту, оказываемому на рулевое колесо водителем
Сила, прилагаемая водителем к рулевому колесу, передается на зубчатую рейку рулевого управления и в виде электрического сигнала – в компьютер электрического рулевого усилителя с помощью датчика крутящего момента
Редуктор передает крутящий момент электродвигателя усилителя на шестерню рулевого механизма
ПримечаниеЭлектродвигатель называется электродвигателем усилителя рулевого управления
Компьютер обеспечивает питание электропривода в зависимости от следующих параметров
- Момента, приложенного к рулевому колесу
- Скорость автомобиля
| скорость автомобиля | уровень усиления | примечания |
|---|---|---|
| скорость ниже 7 км/час (стоянка, маневрирование) | максимум | компьютер рулевого усилителя включает привод усилителя только в зависимости от сигнала датчика момента |
| средняя скорость от 8 до 152 км/ч | регулируемый | компьютер рулевого усилителя включает привод усилителя в зависимости от сигнала датчика момента и скорости автомобиля |
| скорость движения превышает 152 км/ч | слабый | напряжение на привод усилителя не подается |
ПримечаниеДиагностика осуществляется посредством сети CAN
Система электрического рулевого усилителя в сборе
Система электрического рулевого усилителя включает в себя классическую механическую рулевую систему с добавлением следующих элементов
- Датчика угла поворота рулевого колеса
- Электродвигателя системы электрического рулевого усилителя
- Компьютер электрического рулевого усилителя включен в сеть CAN
| метка | описание |
|---|---|
| 1 | сигнал датчика момента |
| 2 | электродвигатель рулевого усилителя |
| 3 | разъем питания электродвигателя усилителя |
| 4 | разъем сигнала датчика момента |
Датчик крутящего момента
Датчик крутящего момента вставлен на оси рулевого механизма между входным валом (со стороны рулевого колеса) и выходным валом (со стороны шестерни и рейки)
Датчик крутящего момента позволяет постоянно измерять крутящий момент, приложенный к рулевому колесу
Датчик момента, приложенного к рулевому колесу, определяет
- Направление поворота рулевого колеса
- Крутящий момент, приложенный водителем при повороте
ПримечаниеЭлектроная схема, интегрированная в компьютер рулевого усилителя, препятствует появлению момента усилителя, противоположного направлению поворота рулевого колеса. она также препятствует возникновению момента усилителя, когда нет воздействия на рулевое колесо
| метка | описание |
|---|---|
| A | сторона шестерни рейки рулевого механизма |
| B | сторона рулевого колеса |
| 5 | обмотка измерения, фиксированного по отношению к рулевой колонке |
| 6 | обмотка эталонного значения, фиксированного по отношению к рулевой колонке |
| 7 | входной вал со стороны рулевого колеса (B) |
| 8 | торсионная штанга, которая соединяет входной вал (7) и сыходной вал (12), позволяет полчить относительное смещение между двумя валами в +/-4,5° |
| 9 | втулка обнаружения крутящего момента, выполненная заодно с входным валом (7) (на стороне рулевого колеса) |
| 10 | втулка обнаружения крутящего момента, выполненная заодно с входным валом (7) (на стороне рулевого колеса) |
| 11 | втулка обнаружения крутящего момента, выполненная заодно с выходным валом (12) (на стороне шестерни рулевой рейки) |
| 12 | выходной вал со стороны шестерни рейки рулевого механизма (A) |
Датчик крутящего момента состоит из 3 частей
- Механическая часть состоит из торсионного стержня, который соединяет вал со стороны рулевого колеса и вал со стороны шестерни рулевогомеханизма. взаимный поворот двух валов пропорционален крутящему моменту, приложенному водителем к рулевому колесу. (угловое изменение ограничено диапазоном +/- 4,5°)
- Электромагнитная часть датчика передает информацию об угловом положении определяющих втулок (10 по отношению ко 11) и, следовательно, входного вала по отношению к выходному валу (угловое изменение ограничено диапазоном +/- 4,5°)
- Электронная часть датчика трансформирует эту информацию об угловом положении в информацию о крутящем моменте на основе следующего принципа: угловая деформация торсионного стержня пропорциональна крутящему моменту, приложенному к рулевому колесу
Датчик обнаружения крутящего момента имеет вторую ступень обнаружения и обмотку эталонного положения (6), чьи характеристики не изменяются при угловом перемещении втулок обнаружения крутящего момента
Обмотка эталонного положения позволяет передавать эталонную электрическую информацию при любых окружающих условиях (например, температуру)
Электродвигатель рулевого усилителя
Тип электродвигателя рулевого усилителя
Существует 2 типа электродвигаетелей рулевого усилителя
- Электропривод усилителя 60 ампер
- Электропривод усилителя 65 ампер
Электропривод усилителя 65 ампер
- Автомобили с системой "Stop and Start"
- Автомобиль, оснащенный кондиционерром
- Автомобиль, оснащенный автоматической коробкой передач
Автомобили с системой "Stop and Start"
- Электрический рулевой усилитель активен, когда активен режим "ECO"
- В режиме "ECO" и в фазе STOP усиление рцулевого управления ограничено током не более 30 А
ПримечаниеАвтомобиль C3 pluriel оснащается только электродвигателем усилителя 65 ампер
Электропривод усилителя функционирует при следующих условиях
- Напряжение аккумуляторной батареи превышает 10 В
- Двигатель автомобиля работает
Рулевой усилитель активен при наличии напряжения +APC и работающем двигателе
Среднее потребление тока приводов 60А и 65А составляет не более 4А
ПримечаниеМаксимальный ток "Imax" равен, в зависимости от типа привода, 60А или 65А в течение не менее 30 секунд
Тепловая защита электродвигателя
Компьютер рулевого усилителя постепенно ограничивает усиление (уменьшая подаваемый ток), если усиление используется в течение длительного времени (поворот рулевого колеса в крайние положения подряд несколько раз), чтобы не допустить перегрева электрического рулевого усилителя
ПримечаниеДанна информация поставляется датчиком температуры внутери компьютера рулевого усилителя
Компьютер электрического усилителя рулевого механизма (DAE)
Расположение компьютера
Компьютер рулевого управления с электроусилителем расположен в моторном отсеке
| метка | описание |
|---|---|
| 13 | компьютер двигателя |
| 14 | компьютер электрического усилителя рулевого механизма (DAE) |
| 15 | коммутационный блок двигателя (BSM) |
| 16 | подставка для аккумуляторной батареи |
Описание компьютера рулевого управления с электроусилителем
Имеется единый тип компьютера электрического рулевого усилителя
- Напряжение питания: 12 Вольт
- Номинальное напряжение работы: 10 В < U < 16 В
| метка | описание |
|---|---|
| 17 | электрический 15-контактный разъем |
| 18 | питание компьютера рулевого управления с электроусилителем от аккумуляторной батареи |
| 19 | питание электродвигателя рулевого усилителя |
Компьютекр рулвого усилителя получает электрический сигнал датчика момента и включает электропривод усилителя
Компьютер электрического рулевого усилителя подает питание в электродвигатель рулевого усилителя в зависимости от следующих параметров
- Скорость автомобиля
- Крутящий момент, приложенный водителем при повороте
15-клеммный разъем компьютера рулевого усилителя
| метка | выход | обозначение |
|---|---|---|
| 20 | 9 | защита датчика момента |
| 21 | 10 | основная информация датчика момента |
| 22 | 11 | не подсоединен |
| 23 | 12 | диагностика в CAN |
| 24 | 13 | датчик температуры |
| 25 | 14 | CAN низкоскоростная |
| 26 | 15 | не подсоединен |
| 27 | 8 | не подсоединен |
| 28 | 7 | не подсоединен |
| 29 | 6 | CAN HIGH speed |
| 30 | 5 | +APC |
| 31 | 4 | не подсоединен |
| 32 | 3 | питание датчика момента (8 вольт) |
| 33 | 2 | датчик крутящего момента ("масса") |
| 34 | 1 | вторичная информация датчика момента |
Питание компьютера рулевого управления с электроусилителем от аккумуляторной батареи
| метки | каналов | обозначение |
|---|---|---|
| 35 | 2 | + аккумулятор |
| 36 | 1 | масса |
Питание электродвигателя рулевого усилителя
| метки | каналов | обозначение |
|---|---|---|
| 37 | 2 | масса 2 |
| 38 | 1 | масса 1 |
Аварийные режимы работы
Компьютер электрического рулевого усилителя имеет стратегию управления системой в случае возникновения неисправностей
- Снаружи рулевой системы (плохая связь по сети CAN, информация о скорости автомобиля не соответствует действительной)
- Внутри рулевой системы (ошибка датчика крутящего момента или электрической сети)
ПримечаниеПри появлении одной или нескольких ошибок компьютер электрического рулевого усилителя переключается в аварийный режим работы
Аварийные режимы работы (автомобиль CITROËN C3 остановка и пуск)
| объект диагностики | дефект, который требуется обнаружить | аварийный режим работы | поведение автомобиля |
|---|---|---|---|
| несоответствие информации скорости автомобиля по отношению к частоте вала двигателя | переключение в аварийный режим усиления (*) | постепенный переход к аварийному режиму рулевого усилителя | |
| информация о скорости автомобиля не соответствует | переключение в аварийный режим усиления (*) | постепенный переход к аварийному режиму рулевого усилителя | |
| отсутствует информация скорости автомобиля | переключение в аварийный режим усиления (*) | постепенный переход к аварийному режиму рулевого усилителя | |
| несоответствующее ускорение или замедление | переключение в аварийный режим усиления (*) | постепенный переход к аварийному режиму рулевого усилителя | |
| несоответствующее состояние двигателя | усиление остается номинальным | номинальное усиление усилителя | |
| отсутствует информация о состоянии двигателя | усиление остается номинальным | номинальное усиление усилителя | |
| состояние компьютера рулевого электроусилителя | номинальное усиление | номинальное усиление усилителя | |
| отсутствует информация CAN | переключение в аварийный режим усиления (*) | постепенный переход к аварийному режиму рулевого усилителя | |
| отсутствует информация о состоянии компьютера управления двигателем | усиление остается номинальным, изменение условий выключения усиления | номинальное усиление усилителя | |
| сигнал + АРС | потеря сигнала + APC (зажигание выключено при уже "пробужденном" компьютере) | прекращение усиления через 1,6 секунд | не влияет на управление автомобилем |
| программирование | не выполнено телекодирование | усилитель не работает | усилитель рулевого управления не работает |
| прекращение усиления рулевого управления | усилитель рулевого управления не работает | ||
| прекращение усиления рулевого управления | усилитель рулевого управления не работает | ||
| прекращение усиления рулевого управления | усилитель рулевого управления не работает | ||
| прекращение усиления рулевого управления | усилитель рулевого управления не работает | ||
| Питание датчика крутящего момента | прекращение усиления рулевого управления | усилитель рулевого управления не работает | |
| короткое замыкание на "массу" или на "+" в проводке. плохое качество соединения | включение усиления, соответствующего температуре 130 °C | снижение усиления | |
| отсоединение проводов, плохой контакт или плохое присоединение разъема | включение усиления, соответствующего температуре 130 °C | снижение усиления | |
| ток рулевого усилителя постепенно снижается до прекращения усиления (за 4 секунд) | усилитель рулевого управления не работает | ||
| снижение усиления в зависимости от напряжения до остановки в 5 В | снижение усиления | ||
| прекращение усиления рулевого управления | усилитель рулевого управления не работает | ||
| короткое замыкание в проводке на "массу" или на "+" аккумуляторной батареи. внутреннее короткое замыкание в транзисторе | усилитель рулевого управления не работает | усилитель рулевого управления не работает | |
| короткое замыкание жгута проводов на "массу". внутреннее короткое замыкание в транзисторе | прекращение усиления рулевого управления | усилитель рулевого управления не работает | |
| короткое замыкание жгута проводов на "массу". короткое замыкание в жгуте проводов. короткое замыкание электродвигателя. внутреннее короткое замыкание в транзисторе | прекращение усиления рулевого управления | усилитель рулевого управления не работает | |
| отсоединена проводка. отсоединен транзистор. отсоединен электродвигатель. дефектный разъем | прекращение усиления рулевого управления | усилитель рулевого управления не работает | |
| температура | интенсивное использование рулевого управления вызывает перегрев системы | ограничение требуемого тока | ограничение усиления |
| компьютер | ошибка компьютера | усилитель рулевого управления не работает | усилитель рулевого управления не работает |
(*): скорость автомобиля, учитываемая компьютером в случае этих аварийных режимов, соответствует 80 км/ч
Переменные применения
- Двигатель остановлен или заблокирован
- Скорость автомобиля: 0 км/ч
Условия запуска усиления рулевого управления: двигатель работает
Условия остановки усиления рулевого управления
- Двигатель остановлен или заблокирован
- Отсутствует напряжение +APC