Рулевое управление с усилителем: описание и работа — диагностика Ford EcoSport II

Войти

1 Рулевое колесо 2 Блок электрического усилителя рулевого управления 3 Входные сигналы с датчика крутящего момента рулевого управления 4 Источник питания датчика крутящего момента рулевого управления 5 Блок рулевое управление с усилителем 6 Блок датчиков крутящего момента рулевого управления 7 Источник питания электрического усилителя рулевого управления 8 Позиционный сигнал электрического усилителя рулевого управления 9 Электродвигатель рулевого привода с усилителем со встроенными датчиками Холла 10 Зубчатый редуктор 11 Ротор датчика крутящего момента рулевого управления 12 Торсион 13 Статор и спиральная пружина датчика крутящего момента рулевого управления 14 Напряжение аккумулятора 15 Сигнал с выключателя зажигания 16 Модуль модуль управления силовым агрегатом, антиблокировочная тормозная система, щиток приборов

Усилие, приложенное водителем к рулевому колесу, передается через рулевую колонку на рулевой механизм и далее на передние колеса автомобиля.

Вал рулевого управления состоит из первичного и выходного валов. Две части вала рулевого управления соединены между собой с помощью торсиона.

Когда водитель поворачивает рулевое колесо, возникает скручивание вала рулевого управления.

Величина скручивания зависит от силы трения между шинами и дорожным покрытием.

Скручивание увеличивается за счет использования торсиона, создающего относительное смещение между первичным и выходным валами. Такое относительное смещение фиксируется датчиком крутящего момента рулевого управления и передается на модуль управление усилителем рулевого управления.

Относительное смещение является главным параметром для расчета управляющего тока электродвигателя усилителя рулевого управления, а следовательно, и для вспомогательного усилия.

Другими входными параметрами для расчета вспомогательного усилия являются скорость автомобиля и состояние двигателя (работает или находится в режиме холостого хода).

Входные и выходные сигналы шины Зональная сеть HS-контроллера

Входные сигналы модуля управление усилителем рулевого управления:

• скорость автомобиля;
• статус автомобиля.

Выходные сигналы модуля управление усилителем рулевого управления:

• управление предупреждающим световым сигналом электрического усилителя рулевого управления на щитке приборов;
• сигнал величины угла поворота для модуля электронной системы контроля устойчивости.

Диагностика

Модуль управление усилителем рулевого управления подключен к шине Зональная сеть HS-контроллера. Диагностику можно выполнить с помощью встроенной системы Интегрированная диагностическая система.

Обзор компонентов

Войти

A Вал рулевой колонки B Зубчатый редуктор C Торсионный вал и датчик крутящего момента рулевого управления D Рулевая колонка E Модуль управления усилителем рулевого управления (PSC) F Электродвигатель рулевого привода с усилителем

Электродвигатель рулевого привода с усилителем

Войти

1 Блок сцепления 2 Электродвигатель рулевого привода с усилителем

Электродвигатель крепится болтами непосредственно к корпусу зубчатого редуктора.

Конструкция/принцип работы

Электродвигатель усилителя рулевого управления является бесколлекторным двигателем со статором и тремя фазами, соединенными по схеме «звезда-треугольник».

Ротором является постоянный магнит. Положение ротора фиксируется одновременно тремя датчикам Холла и передается в модуль управление усилителем рулевого управления.

Сигналы с датчиков Холла служат основой для следующих расчетов.

• Расчет управляющего тока для каждой обмотки статора. Модуль управление усилителем рулевого управления рассчитывает величину управляющего тока, необходимого для каждой обмотки статора. Благодаря этому обеспечивается плавное и равномерное вспомогательное усилие.
• Расчет центрального положения рулевого колеса.

Зубчатый редуктор

Войти

1 Корпус электродвигателя усилителя рулевого управления 2 Червячный вал 3 Червячная шестерня

Зубчатый редуктор состоит из следующих деталей:

• червячная передача с постоянным зацеплением с валом рулевого управления;
• червячный вал, соединенный с ротором электродвигателя усилителя рулевого управления.

Назначение и функции

Скорость вращения электродвигателя усилителя рулевого управления передается через муфту непосредственно на червячный вал, вращая, таким образом, червячную передачу вала рулевого управления.

Скорость вращения электродвигателя усилителя рулевого управления снижается с помощью червячной передачи в отношении 20,5:1.

Датчик крутящего момента рулевого управления

Войти

1 Стопорное кольцо 2 Статор 3 Держатель статора с коронкой 4 Скользящее кольцо 5 Стопорное кольцо скользящего подшипника 6 Статор 7 Стопорное кольцо 8 Корпус с разъемом 9 Концентратор 10 Блок PCB с датчиками Холла 11 Крышка

Датчик крутящего момента рулевого управления образует общий узел с первичным валом, выходным валом и торсионом.

Датчик использует принцип индукции.

Следующие детали датчика крутящего момента рулевого управления вращаются вместе с первичным/выходным валом:

• опора статора датчика крутящего момента рулевого управления;
• статор датчика крутящего момента рулевого управления;
• ротор датчика крутящего момента рулевого управления.

По этой причине питание подается к датчику крутящего момента рулевого управления через спиральную пружину.

Назначение и функции

Во время движения рулевого колеса создается относительное смещение между первичным и выходным валами.

Величина относительного смещения зависит от силы скручивания торсиона между первичным и выходным валами. Величина скручивания в свою очередь зависит от силы трения между шинами и дорожным покрытием.

Пример.

• На автомобиле, двигающемся со скоростью 100 км/ч, наблюдается низкий крутящий момент рулевого управления. Таким образом, во время движения рулевого колеса создается небольшое относительное смещение между первичным и выходным валами. Датчиком крутящего момента рулевого управления фиксируется лишь небольшое относительное смещение.
• На неподвижном автомобиле наблюдается высокий крутящий момент рулевого управления. Таким образом, при движении рулевого колеса относительное смещение между первичным и выходным валами соответственно более высокое. Поэтому датчиком крутящего момента рулевого управления определяется значительное относительное смещение.

Блок управление усилителем рулевого управления

Войти

Назначение и функции

Используя основные параметры входных сигналов датчика крутящего момента рулевого управления и датчика Холла от электродвигателя усилителя рулевого управления, модуль управление усилителем рулевого управления рассчитывает необходимое вспомогательное усилие. Датчик крутящего момента рулевого управления напрямую соединен с модулем управление усилителем рулевого управления.

Другими входными параметрами являются скорость автомобиля и состояние двигателя. Модуль управление усилителем рулевого управления получает эти входные параметры по шине Зональная сеть HS-контроллера.

Автомобили с системой ESP:

• модуль управление усилителем рулевого управления передает сигналы, полученные от датчиков Холла на электродвигателе усилителя рулевого управления, на шину Зональная сеть HS-контроллера. Модуль электронной системы контроля устойчивости использует эти сигналы вместе с сигналами от датчика величины поворота вокруг вертикальной оси для расчета текущего режима движения.

Функция корректировки движения вперед

Функция корректировки движения вперед выравнивает боковое смещение с помощью системы электрического усилителя рулевого управления.

Принцип действия

• При движении прямо вперед смещение автомобиля изначально корректируется водителем вращением рулевого колеса в обратную сторону.
• Система распознает корректирующее управление, выполняемое водителем, на скорости выше 40 км/ч. Вне этого диапазона скорости корректирующий крутящий момент рулевого управления определяется датчиком крутящего момента и запускается процесс обучения.
• Сигнал от датчика крутящего момента рулевого управления используется модулем управление усилителем рулевого управления для вычисления управляющего тока электродвигателя усилителя рулевого управления. Таким образом, модуль управление усилителем рулевого управления осуществляет точное управление электродвигателем усилителя рулевого управления. Далее функция корректировки движения вперед переходит к системе электрического усилителя рулевого управления.
• Весь процесс обучения занимает 30 секунд. При этом смещение автомобиля уже было скорректировано до определенного уровня в указанный период времени.

Требования для активации процесса обучения:

• абсолютное вращение рулевого колеса (HWA) не превышает 5°;
• абсолютный чистый момент вращения рулевого колеса (HWТ) не превышает 2,5 нм;
• чистая скорость автомобиля составляет более 40 км/ч, но менее 200 км/ч;
• все перечисленные условия должны сохраняться в течение не менее 2 секунд;
• скорость автомобиля превышает 40 км/ч;
• датчик крутящего момента рулевого управления функционирует в пределах эксплуатационных ограничений;
• центральное положение рулевого колеса не выходит за пределы эксплуатационных ограничений.

Процесс обучения останавливается или не начинается, если не выполняется какое-либо условие из перечисленных выше. Он продолжается, если все условия снова соблюдаются.

После завершения процесса обучения смещение автомобиля корректируется почти полностью с помощью системы электрического усилителя рулевого управления. После этого корректировка смещения выполняется также на скорости автомобиля выше 40 км/ч. Даже в случае если водитель отпустит рулевое колесо, автомобиль останется на трассе. На скорости от 40 до 10 км/ч вспомогательное усилие, определяющее смещение, значительно снижено.