СИСТЕМА РУЛЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ С УСИЛИТЕЛЕМ ДЕТАЛЬНОЕ ОПИСАНИЕ

  1. НАЗНАЧЕНИЕ ОСНОВНЫХ УСТРОЙСТВ

    Устройство Назначение
    Рулевая колонка в сборе Электродвигатель усилителя рулевого управления Обеспечивает усиление мощности в соответствии с сигналом, переданным ЭБУ рулевого управления с усилителем.
    Датчик угла поворота (встроенный в электродвигатель усилителя рулевого управления) Передает данные об угле поворота вала электродвигателя усилителя рулевого управления в ЭБУ рулевого управления с усилителем.
    Редуктор Снижает частоту вращения вала электродвигателя усилителя рулевого управления с помощью червячной передачи и зубчатого колеса, передавая усилие на вал рулевого управления.
    Датчик крутящего момента рулевого управления с усилителем Определяет скручивание торсионного стержня. В соответствии с крутящим моментом, действующим на торсионный стержень, датчик формирует электрический сигнал, передаваемый в ЭБУ рулевого управления с усилителем.
    Щиток приборов в сборе Контрольная лампа рулевого управления с усилителем Загорается, оповещая водителя о том, что ЭБУ рулевого управления с усилителем обнаружил неисправность в системе EPS.
    ЭБУ рулевого управления с усилителем В соответствии с сигналами от различных датчиков и ЭБУ управляет электродвигателем усилителя рулевого управления в рулевой колонке, обеспечивая усиление мощности.
    ECM Передает сигнал частоты вращения коленчатого вала двигателя в ЭБУ рулевого управления с усилителем.
    ЭБУ системы противоскольжения

    • Передает сигнал скорости автомобиля в ЭБУ рулевого управления с усилителем.

    • Во время координированного управления запрашивает усиление крутящего момента рулевого управления.
    Блок управления системой кондиционирования Получает сигнал от ЭБУ рулевого управления с усилителем для ограничения потребления электроэнергии.

  2. УПРАВЛЕНИЕ В СИСТЕМЕ

    Функции управления системы EPS
    Управление Описание
    Базовое управление Вычисляет требуемый ток усилителя и направление усиления на основе крутящего момента рулевого управления и скорости автомобиля, а также приводит в действие электродвигатель усилителя рулевого управления.
    Компенсация изменения момента инерции Улучшает пусковую характеристику электродвигателя усилителя рулевого управления, когда водитель начинает поворачивать рулевое колесо.
    Компенсация трения Уменьшает трение при вращении рулевого колеса, улучшая чувствительность рулевого управления.
    Управление возвратом В течение короткого интервала между моментом, когда водитель поворачивает рулевое колесо до упора, и моментом, когда колеса начинают двигаться обратно, ЭБУ рулевого управления с усилителем увеличивает усилие возврата.
    Управление ослаблением Регулирует усиление, когда водитель поворачивает рулевое колесо при движении с высокой скоростью, тем самым ослабляя колебания скорости рысканья кузова автомобиля.
    Управление повышением напряжения Повышает напряжение аккумуляторной батареи в ЭБУ рулевого управления с усилителем и формирует напряжение, необходимое для приведение в действие электродвигателя усилителя рулевого управления.
    Защита системы от перегрева Оценивает температуру электродвигателя усилителя рулевого управления исходя из силы и продолжительности действия тока. Если температура превышает максимально допустимую, она ограничивает силу тока для предотвращения перегрева электродвигателя усилителя рулевого управления.
    Регулирование электрической нагрузки EPS

    Когда ЭБУ рулевого управления с усилителем обнаруживает падение напряжения аккумуляторной батареи, он передает запрос регулирования нагрузки в блок управления системой кондиционирования, чтобы ограничить использование электрической энергии.

    Блок управления системой кондиционирования ограничивает работу обогревателя заднего стекла, устройства быстрого подогрева* и обогревателей зеркал, пока не будет снято ограничение потребления энергии.

    • *: для моделей с устройством быстрого подогрева

    1. Базовое управление

      1. ЭБУ рулевого управления с усилителем в сборе принимает сигнал скорости автомобиля и сигналы от различных датчиков. Исходя из этих сигналов, ЭБУ рулевого управления с усилителем в сборе оценивает текущее состояние автомобиля и определяет ток усиления, который требуется подать в электродвигатель усилителя рулевого управления.

      2. Зависимость между крутящим моментом рулевого управления и током электроусилителя показана на приведенном ниже графике.

        A0076GDE01

    2. Регулирование электрической нагрузки EPS

      1. Функция регулирования электрической нагрузки EPS отключает обогреватель заднего стекла, устройство быстрого подогрева* и обогреватели зеркал, если рулевое колесо поворачивается при низком напряжении аккумуляторной батареи. Таким образом, система EPS обеспечивает свое питание даже при низком напряжении аккумуляторной батареи.

        • *: для моделей с устройством быстрого подогрева

      2. ЭБУ системы рулевого управления с усилителем измеряет напряжение аккумуляторной батареи и при падении этого напряжения ниже приблизительно 10 В передает запрос регулирования электрической нагрузки в блок управления системой кондиционирования.

      3. Функция регулирования электрической нагрузки EPS действует следующим образом:

        Условия начала управления

        Регулирование электрической нагрузки EPS начинается при выполнении двух следующих условий:

        • Напряжение аккумуляторной батареи не превышает 10 В.

        • Рулевое колесо поворачивается.
        Условия прекращения управления

        Регулирование электрической нагрузки EPS прекращается при выполнении двух следующих условий:

        • Рулевое колесо прекращает поворачиваться.

        • Напряжение аккумуляторной батареи восстанавливается до уровня выше 12 В.

  3. КОНСТРУКЦИЯ

    1. Рулевой механизм в сборе

      1. Эксплуатационные характеристики улучшены за счет применения легкого и компактного рулевого механизма "шестерня-рейка".

      2. Легкость обеспечивается цельным алюминиевым кожухом.

      3. Для обеспечения жесткости рулевого управления механизм рулевого управления смонтирован непосредственно на поперечине передней подвески без применения эластичных материалов.

        A0076A0E01
        Обозначения на рисунке
        *1 Рулевой механизм в сборе *2 Поперечина передней подвески в сборе

    2. Рулевая колонка в сборе

      1. Рулевая колонка в сборе содержит электродвигатель усилителя рулевого управления, редуктор и датчик крутящего момента рулевого управления с усилителем.

        A0076MQE01
        A0076O3E01

    3. Электродвигатель усилителя рулевого управления

      1. Используется малоинерционный малошумящий мощный бесщеточный электродвигатель.

      2. Рабочий диапазон электродвигателя усилителя рулевого управления: 8–16 В.

      3. Электродвигатель состоит из ротора, статора, датчика угла поворота и вала.

      4. Крутящий момент с вала электродвигателя усилителя рулевого управления передается на червячную передачу через шарнир. Затем через зубчатое колесо усилие передается на вал рулевого управления.

      5. Датчик угла поворота вала электродвигателя включает резольвер (измерительный преобразователь), который отличается надежностью и долговечностью. Датчик определяет угол поворота вала электродвигателя усилителя рулевого управления и передает соответствующий сигнал в ЭБУ рулевого управления с усилителем. В результате обеспечивается эффективное управление системой EPS.

        A0076P4E01
        Обозначения на рисунке
        *1 Зубчатое колесо *2 Вал рулевого управления
        *3 Червячное колесо *4 Вал электродвигателя
        *5 Датчик угла поворота *6 Ротор
        *7 Статор - -

    4. Редуктор

      1. Этот механизм снижает частоту вращения вала электродвигателя усилителя рулевого управления с помощью червячной передачи и передает усилие на вал рулевого управления.

      2. Для снижения шума и уменьшения массы конструкции зубчатое колесо изготовлено из высокопрочного износостойкого пластика с низким коэффициентом трения.

      3. Червячное колесо монтируется на шариковых подшипниках. Также в механизме предусмотрена пружина, постоянно обеспечивающая зацепление между шестернями.

        A0076RLE01
        Обозначения на рисунке
        *1 Пружина *2 Шариковый подшипник
        *3 Зубчатое колесо *4 Вал рулевого управления
        *5 Червячное колесо *6 Шариковый подшипник

    5. Датчик крутящего момента рулевого управления с усилителем

      1. В качестве датчика крутящего момента используется датчик Холла. Такое решение позволило сократить длину датчика и, соответственно, увеличить ход травмобезопасного амортизирующего механизма рулевой колонки.

      2. Датчик крутящего момента рулевого управления с усилителем встраивается в рулевую колонку в сборе. На первичный вал устанавливается многополюсный магнит, а на выходной вал – статор. Первичный и выходной валы связаны друг с другом торсионом. За статором расположено кольцо магнитного сведения.

        A0076A6E01

      3. Кольцо магнитного сведения в сборе включает 2 датчика Холла, которые располагаются напротив друг друга. Система определяет направление вращения рулевого колеса по направлению магнитного потока, проходящего через датчики Холла. Крутящий момент рулевого управления определяется на основе изменения плотности магнитного потока, вызванного смещением многополюсного магнита и статора относительно друг друга. ЭБУ рулевого управления с усилителем контролирует сигналы датчиков крутящего момента, поступающие с двух датчиков Холла, и регистрирует неисправности.

        A0076MAE01

  4. ПРИНЦИП РАБОТЫ

    1. При движении по прямой

      1. Если автомобиль движется прямолинейно, и водитель не вращает рулевое колесо, статор находится точно посредине между полюсами N и S многополюсного магнита. Таким образом, магнитный поток не проходит между датчиками Холла. В этом случае датчик Холла передает в ЭБУ рулевого управления с усилителем заданное напряжение, указывающее, что рулевое колесо находится в нейтральном положении. При этом через электродвигатель усилителя рулевого управления ток не течет.

        A0076FHE01

    2. При повороте рулевого колеса

      1. При повороте рулевого колеса вправо или влево закручивание торсиона приводит к смещению многополюсного магнита и статора друг относительно друга.

        • В этом случае магнитный поток, направленный от полюса N к полюсу S, проходит между датчиками Холла. Система определяет направление вращения системы рулевого управления по направлению магнитного потока, проходящего между датчиками Холла. Датчики Холла 1 и 2 установлены напротив друг друга. Как следствие, выходные сигналы 2 датчиков Холла всегда имеют противоположные знаки. Система контролирует выходные сигналы этих датчиков Холла и при их различии регистрирует неисправность.

        • Чем ближе к центру соответствующего полюса, тем выше плотность магнитного потока. Датчик Холла преобразует эти флуктуации магнитного потока в изменяющийся потенциальный сигнал и передает значение крутящего момента на рулевом колесе в ЭБУ рулевого управления с усилителем.

      2. После получения сигналов от датчика крутящего момента рулевого управления с усилителем ЭБУ рулевого управления с усилителем рассчитывает необходимое усиление крутящего момента и передает соответствующий сигнал в электродвигатель усилителя рулевого управления.

        A0076JZE01
        A0076IGE01

  5. Функция работы в аварийном режиме

    1. Действия, выполняемые в аварийном режиме, перечислены в следующей таблице:

      Неисправность Действия в аварийном режиме
      Неисправность датчика крутящего момента рулевого управления с усилителем Запрет усиления.
      Перегрев электродвигателя усилителя рулевого управления Запрет усиления.
      Короткое замыкание в электродвигателе усилителя рулевого управления (включая неисправность в системе привода) Запрет усиления.
      Неисправность датчика угла поворота (в электродвигателе усилителя рулевого управления) Запрет усиления.
      Неисправность внутреннего датчика температуры ЭБУ рулевого управления с усилителем Ограничение усиления мощности.
      Неисправность системы ЭБУ рулевого управления с усилителем в сборе Запрет усиления.
      Сбой сигналов датчиков скорости автомобиля и частоты вращения коленчатого вала двигателя Ограничение усиления мощности.
      Недопустимое напряжение питания Приостановка усиления. (После восстановления напряжения питания возобновляется нормальное усиление.)

  6. ДИАГНОСТИКА

    1. Когда ЭБУ рулевого управления с усилителем в сборе обнаруживает неисправность в системе EPS, он инициирует мигание контрольной лампы рулевого управления с усилителем, предупреждая водителя о неисправности. Одновременно в памяти сохраняются диагностические коды неисправностей (DTC).

    2. Считать DTC можно, подключив портативный диагностический прибор II к разъему DLC3. Более подробная информация приведена в Руководстве по ремонту AVENSIS.