Усилитель рулевого управления: описание и работа Ford Grand C-MAX II рестайлинг

1 Рулевое колесо 2 Блок электроусилителя рулевого управления 3 Входные сигналы от датчика крутящего момента рулевого управления 4 Электропитание датчика крутящего момента рулевого управления 5 Модульная Servolenkungsregelung 6 Блок датчика крутящего момента рулевого управления 7 Электропитание электродвигателя электроусилителя рулевого управления 8 Сигнал положения электродвигателя электроусилителя рулевого управления 9 Двигатель электрического усилителя рулевого управления с интегрированными датчиками Холла 10 Понижающий редуктор 11 Ротор датчика крутящего момента рулевого управления 12 Торсион 13 Статор датчика крутящего момента рулевого управления 14 Напряжение аккумуляторной батареи 15 Сигнал от замка зажигания 16 PCM, модуль Антиблокировочная система (ABS), щиток приборов

Усилие, прилагаемое водителем к рулевому колесу, передается через рулевую колонку в рулевой механизм и дальше к передним колесам автомобиля

Рулевой вал делится на входной и выходной валы. Обе части рулевого вала соединены друг с другом через торсион.

Когда водитель поворачивает рулевое колесо, в рулевом вале возникает скручивание.

Степень скручивания зависит от силы трения между поверхностью дороги и шинами.

Торсион увеличивает степень скручивания, что приводит к относительному перемещению между входным и выходным валами. Это относительное перемещение регистрируется датчиком крутящего момента рулевого управления и передается в модуль Servolenkungsregelung.

Относительное перемещение - это основной параметр для вычисления управляющего тока для электродвигателя электроусилителя рулевого управления и, тем самым, для усилия, развиваемого усилителем.

Другими входными параметрами для вычисления усиления рулевого управления являются скорость движения и состояние двигателя (двигатель работает или не работает).

Входные и выходные сигналы высокоскоростная сеть блоков управления (HS-CAN)

Входные сигналы модуля Servolenkungsregelung:

• скорости автомобиля,
• статус автомобиля.

Выходные сигналы модуля Servolenkungsregelung:

• активация контрольной лампы электроусилителя рулевого управления на щитке приборов,
• сигнал угла поворота рулевого колеса для модуля системы курсовой устойчивости.

Диагностика

Модуль Servolenkungsregelung подключен к шине высокоскоростная сеть блоков управления (HS-CAN). Диагностику можно провести с помощью интегрированная система диагностики.

Обзор компонентов

1 Кронштейн крепления 2 Кронштейн крепления 3 Пружина 4 Крышка 5 Подшипник — червячного вала 6 Картер — понижающей передачи 7 Картер — червячного колеса 8 Блок датчика крутящего момента рулевого управления 9 Модульная Servolenkungsregelung 10 Сцепление — двигателя/червячного вала 11 Двигатель электрического усилителя рулевого управления 12 Вкладыш подшипника 13 Подшипник — червячного вала 14 Червячный вал 15 Вкладыш подшипника 16 Распорная втулка

Двигатель электрического усилителя рулевого управления

1 Сцепление 2 Двигатель электрического усилителя рулевого управления

Электродвигатель установлен непосредственно на корпусе понижающего редуктора (рулевого механизма).

Конструкция/работа

Электродвигатель электроусилителя рулевого управления - это бесщеточный электродвигатель с одним статором и тремя фазами, которые подключены по схеме звезды.

Ротор представляет собой постоянный магнит. Положение ротора регистрируется в общей сложности тремя датчиками Холла и передается в модуль Servolenkungsregelung.

Сигналы датчиков Холла используются для выполнения следующих вычислений:

• Вычисление управляющего тока для каждой обмотки статора. Модуль Servolenkungsregelung вычисляет на основании этого управляющий ток, необходимый для каждой обмотки статора. За счет этого обеспечивается равномерное усиление без рывков.
• Вычисление среднего положения рулевого управления

Понижающий редуктор

1 Корпус электродвигателя электроусилителя рулевого управления 2 Червячный вал 3 Червячное колесо

Понижающий редуктор состоит из следующих элементов:

• червячной шестерни, жестко соединенной с рулевым валом и
• червячного вала, соединенного с ротором электродвигателя электроусилителя рулевого управления.

Назначение/работа

Вращение электродвигателя электроусилителя рулевого управления через муфту передается напрямую на червячный вал, в результате чего приводится в действие червячная шестерня на рулевом вале.

Частота вращения электродвигателя электроусилителя рулевого управления понижается червячным приводом с передаточным числом 20,5: 1.

Датчик крутящего момента рулевого управления

Автомобиль располагает новым датчиком крутящего момента рулевого колеса.

Конструкция датчика крутящего момента рулевого управления

1 Болты 2 Крышка 3 Плата с Холл-ИК 4 Усилитель потока 5 Корпус с разъемом 6 Стопорное кольцо 7 Статор 8 Держатель статора с буртиком 9 Направляющее кольцо 10 Стопорное кольцо направляющей

Функция датчика крутящего момента рулевого управления

A Нейтральное положение B Положительный крутящий момент C Отрицательный крутящий момент 1 Датчики Холла 2 Статор 1 3 Статор 2 4 Электромагнит – северный полюс 5 Электромагнит – южный полюс

Нейтральное положение:

• Электромагнит закреплен на первичном валу, а статор на выходном валу. Полюсные переходы находятся напротив пальцев статора. Статоры с точки зрения магнитных свойств нейтральны. Электропроводник и два датчика Холла закреплены в корпусе.

Положительный крутящий момент:

• Вращающее усилие руля ведет к относительному движению между электромагнитом и статором. Северный полюс находится напротив статора 1. Южный полюс находится напротив статора 2. Статоры обладают магнитными свойствами. Электромагнит и статоры могут вращаться вместе с валом сошки рулевого управления. Возникает положительный крутящий момент.

Отрицательный крутящий момент:

• Южный полюс находится напротив статора 1. Северный полюс находится напротив статора 2. Статоры обладают магнитными свойствами. Возникает отрицательный крутящий момент. Датчики Холла реагируют на обе полярности магнитного поля.

Модульная Servolenkungsregelung

Назначение/работа

Модуль Servolenkungsregelung, используя основные входные параметры датчика крутящего момента рулевого управления и сигналы датчиков Холла электродвигателя электроусилителя рулевого управления вычисляет необходимое усиление рулевого управления. Датчик крутящего момента рулевого управления передает сигнал прямо к модулю Servolenkungsregelung.

Другими входными параметрами являются скорость движения и состояние двигателя. Эти входные величины модуль Servolenkungsregelung получает по высокоскоростной шине CAN.

Автомобили с электронной программой стабилизации курсовой устойчивости:

• Модуль Servolenkungsregelung передает сигналы датчиков Холла электродвигателя электроусилителя рулевого управления по шине высокоскоростная сеть блоков управления (HS-CAN). Модуль системы курсовой устойчивости использует эти сигналы совместно с сигналом датчика рыскания для расчета текущей дорожной ситуации.

Функция коррекции прямолинейного движения

Функция коррекции прямолинейного движения компенсирует боковой снос автомобиля посредством электроусилителя.

Функционирование:

• При движении по прямой снос автомобиля сначала корректируется водителем путем поворота рулевого колеса в противоположную сторону.
• Система распознает вращение рулевого колеса в противоположную сторону, начиная со скорости 60 км/ч. Начиная с этой скорости движения, момент вращения рулевого колеса в сторону, противоположную заносу автомобиля, определяется датчиком крутящего момента рулевого колеса, и запускается процесс программирования.
• На основании сигнала датчика крутящего момента рулевого управления модуль Servolenkungsregelung вычисляет управляющий ток для электродвигателя электроусилителя рулевого управления. За счет этого модуль Servolenkungsregelung осуществляет целенаправленное управление электродвигателем электроусилителя рулевого управления. Коррекция прямолинейного движения осуществляется теперь электроусилителем рулевого управления.
• Полный процесс обучения длится больше 40 минут. В течение этого времени снос автомобиля уже корректируется в определенной степени.

Условия для активации процесса обучения:

• скорость движения выше 60 км/ч,
• датчик крутящего момента рулевого управления работает в пределах пороговых значений,
• среднее положение рулевого управления находится в пределах пороговых значений.

Процесс обучения останавливается или не осуществляется, если не выполнено одно из названных выше условий. Он продолжается при выполнении условий.

После завершения процесса обучения снос автомобиля практически полностью корректируется с помощью электрического усилителя рулевого управления. Корректировка сноса осуществляется при скорости движения выше 30 км/ч. Теперь, даже если водитель полностью отпустит рулевое колесо, автомобиль останется точно на своей полосе движения. При скоростях от 30 км/ч до 6 км/ч усилие, противодействующее сносу постоянно уменьшается.

Компенсация дисбаланса

Модуль Servolenkungsregelung располагает новым программным обеспечением по компенсации дисбаланса.

Система компенсирует легкий дисбаланс на колесе, чтобы улучшить восприятие от вождения водителем. Больший дисбаланс не может быть компенсирован полностью, чтобы предотвратить повреждение деталей. Тем самым водитель отмечает дисбаланс колеса и может распорядиться об его устранении в СТО.