Введение
В отличие от гидравлического рулевого усилителя, электрический рулевой усилитель потребляет электрическую энергию, только когда он работает
Отсутствует непосредственное взаимодействие в тепловым двигателем.. Таким образом, обеспечивается снижение расхода топлива.
Электрический усилитель рулевого управления использует ток от генератора (при работающем двигателе) только при получении соответствующего запроса, вызванного действиями водителя
Принцип работы
Электрический рулевой усилитель облегчает проведение маневров, снижая усилия на рулевом колесе
Крутящий момент усилителя обеспечивается электродвигателем усилителя
Этот момент передается к шестерне зубчато-реечного механизма через редуктор
Он складывается с крутящим моментом на рулевом колесе, приложенным 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 питает электродвигатель усилителя в зависимости
- От крутящего момента, приложенного к рулевому колесу
- От скорости 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 | ток не поступает к электромотору рулевого усилителя, который отсоединен от рулевой колонки |
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)
Он обеспечивает постоянное измерение крутящего момента, приложенного водителем к рулевому колесу
Датчик крутящего момента определяет
- Направление поворота рулевого колеса
- Момент, приложенный к рулевому колесу водителем
ПримечаниеЭлектронный блок, встроенный в компьютер электрического рулевого усилителя, препятствует созданию крутящего момента в направлении, противоположном направлению вращения рулевого колеса, и запрещает создание усиления, когда к рулевому колесу не прилагается усилие
| 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. Это угловое смещение ограничено пределами +/- 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 (в пределах интервала +/- 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
Передача информации от датчика выполняется независимо от внешних условий (например, температуру)
Электродвигатель рулевого усилителя
Тип электродвигателя рулевого усилителя
Существует 2 типа электродвигаетелей рулевого усилителя
- 60 ампер для легких автомобилей
- 65 Ампер для более тяжелых автомобилей, которые, например, могут быть оснащены кондиционером или автоматической коробкой передач
ПримечаниеАвтомобиль C3 pluriel оснащается только электродвигателем усилителя 65 ампер
Для функционирования электромотора рулевого усилителя необходимо выполнение 2-х условий:
- Напряжение аккумуляторной батареи превышает 9 В
- Частота вращения вала двигателя автомобиля должна превышать 500 мин-1
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
Данная информация поступает от внутреннего датчика температуры
Компьютер электрического усилителя рулевого механизма
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
ПримечаниеКомпьютер рулевого управления с электроусилителем одинаков для всех автомобилей, в отличие от электродвигателей рулевого усилителя
| метка | описание |
|---|---|
| 17 | питание электродвигателя рулевого усилителя: электрический 2-контактный разъем |
| 18 | питание компьютера рулевого управления с электроусилителем от аккумуляторной батареи: электрический 2-контактный разъем |
| 19 | электрический 9-контактный разъем. 4 провода для передачи информации от датчика крутящего момента. 1 сигнал температуры системы. 2 провода "витая пара" сети CAN. 1 провод для тока +APC. линия диагностики |
Компьютекр рулвого усилителя получает электрический сигнал датчика момента и включает электропривод усилителя
Компьютер рулевого усилителя подает ток на электромотор в функции следующих факторов
- Скорость автомобиля
- Момент, приложенный к рулевому колесу
Структурная схема
| метка | органы управления |
|---|---|
| A | механическая часть электрического рулевого усилителя. датчик крутящего момента. электродвигатель рулевого усилителя |
| 1313 | датчик частоты вращения двигателя |
| 1320 | компьютер двигателя |
| 7020/7800 | компьютер антиблокировочной тормозной системы (ABS) или компьютер контроля динамической стабилизации (ESP) |
| 7128 | компьютер электрического усилителя рулевого механизма |
| № связи | сигнал | характер сигнала |
|---|---|---|
| 20 | информация о частоте вращения двигателя | аналоговый |
| 21 | информация о частоте вращения двигателя. информация о скорости автомобиля (в зависимости от версии) | CAN |
| 22 | информация о крутящем моменте, приложенном водителем к рулевому колесу | аналоговый |
| 23 | управление электродвигателем электрического рулевого усилителя в зависимости от скорости автомобиля и крутящего момента, приложенного водителем к рулевому колесу | УРОВНИ ТОКА |
| 24 | информация о скорости автомобиля (автомобиль, оснащенный ABS или ESP) | CAN |
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)
При появлении одной или нескольких ошибок компьютер электрического рулевого усилителя переключается в аварийный режим работы
Существуют 2 режима неисправности
- Пониженный коэффициент усиления (значительное снижение эффективности)
- Полное отсутствие усиления
| ошибки | аварийные режимы работы |
|---|---|
| плохая связь с сетью CAN | пониженный коэффициент усиления |
| недостоверная информация о скорости движения автомобиля. скорость автомобиля превышает 250 км/ч. отсутствие информации скорости автомобиля | пониженный коэффициент усиления |
| режим двигателя/скорость автомобиля. частота вращения вала двигателя автомобиля должна превышать 7000 мин-1 | пониженный коэффициент усиления |
| неисправный датчик крутящего момента | полное отсутствие усиления |
| напряжение батареи ниже 7,7 В | полное отсутствие усиления |
| заблокированный электромотор усилителя | полное отсутствие усиления |
| проблемы с электропроводкой | если проблемы с электропроводкой обнаружены до пуска двигателя автомобиля, рулевой усилитель не работает |