СИСТЕМА РУЛЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ С УСИЛИТЕЛЕМ ДЕТАЛЬНОЕ ОПИСАНИЕ


  1. НАЗНАЧЕНИЕ ОСНОВНЫХ УСТРОЙСТВ

    Устройство Функция
    Рулевая колонка в сборе Датчик крутящего момента рулевого управления с усилителем Определяет скручивание торсионного стержня. В соответствии с крутящим моментом, приложенным к торсионному стержню, датчик формирует электрический сигнал и передает его в ЭБУ рулевого управления с усилителем.
    Электродвигатель усилителя рулевого управления Обеспечивает усиление мощности в соответствии с сигналом, переданным ЭБУ рулевого управления с усилителем.
    Датчик угла поворота 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.
    Щиток приборов в сборе Контрольная лампа EPS Включается, чтобы предупредить водителя о том, что ЭБУ рулевого управления с усилителем обнаружил неисправность в системе EPS.
    Главная контрольная лампа аварийного состояния Включается, чтобы предупредить 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 (блок управления рабочими цилиндрами тормозов в сборе)

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

    • Во время координированного управления запрашивает усиление крутящего момента рулевого управления.

  2. УПРАВЛЕНИЕ В СИСТЕМЕ


    1. Система EPS выполняет следующие функции управления:

      Функция управления Описание
      Базовое управление Вычисляет ток электроусилителя на основе величины крутящего момента рулевого управления и скорости автомобиля, и приводит в действие электродвигатель усилителя рулевого управления.
      Компенсация изменения момента инерции Улучшает пусковую характеристику электродвигателя усилителя рулевого управления, когда водитель начинает поворачивать рулевое колесо.
      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.
      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 Передает в блок управления системой кондиционирования запрос на выключение обогревателя заднего стекла, противообледенителя стеклоочистителя и обогревателей зеркал, если рулевое колесо поворачивается при низком напряжении аккумуляторной батареи.

    2. Базовое управление


      1. ЭБУ рулевого управления с усилителем принимает сигнал скорости автомобиля и сигналы от различных датчиков. Исходя из этих сигналов ЭБУ рулевого управления с усилителем 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.

        A019Q0JE02

    3. Регулирование электрической нагрузки


      1. Функция регулирования электрической нагрузки выключает обогреватель заднего стекла, обогреватели зеркал и противообледенитель стеклоочистителя*, если рулевое колесо поворачивается при низком напряжении аккумуляторной батареи. Таким образом, система EPS обеспечивает необходимое для своей работы питание, даже когда напряжение аккумуляторной батареи мало.

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

      3. Регулирование электрической нагрузки осуществляется, как показано ниже:

        Условия начала регулирования

        • Регулирование электрической нагрузки начинается при выполнении двух следующих условий:


          • Напряжение аккумуляторной батареи не превышает 10 В.

          • Рулевое колесо поворачивается.
        Условия прекращения регулирования

        • Регулирование электрической нагрузки прекращается при выполнении любого из следующих условий:


          • Рулевое колесо прекращает поворачиваться.

          • Напряжение аккумуляторной батареи восстанавливается до уровня выше 12 В.

        *: за исключением моделей для стран Персидского залива

  3. КОНСТРУКЦИЯ


    1. Рулевая колонка в сборе


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

        A019POEE01
        Обозначения на рисунке
        *1 Электродвигатель усилителя рулевого управления *2 Датчик крутящего момента рулевого управления с усилителем
        *3 Редуктор *4 Сечение A - A

      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 связываются друг с другом торсионом.

      3. Датчик крутящего момента рулевого управления с усилителем содержит 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 системой на основе изменения плотности магнитного потока, вызванного смещением многополюсного магнита и статора относительно друг друга. ЭБУ рулевого управления с усилителем контролирует сигналы датчика крутящего момента, выдаваемые 2 датчиками Холла, и регистрирует неисправности.

        A019Q0HE01
        Обозначения на рисунке
        *1 Первичный вал *2 Выходной вал
        *3 Торсион *4 Датчик Холла
        *5 Многополюсный магнит *6 Статор
        *7 Датчик крутящего момента рулевого управления с усилителем - -

      4. В системе используется малоинерционный малошумящий мощный электродвигатель усилителя рулевого управления.

      5. Этот электродвигатель состоит из ротора, статора, вала и датчика угла поворота.

      6. Датчик угла поворота содержит высоконадежный и долговечный резольвер. Датчик угла поворота определяет угол поворота вала электродвигателя и передает соответствующий сигнал в ЭБУ рулевого управления с усилителем. В результате обеспечивается эффективное управление системой EPS.

      7. Крутящий момент, создаваемый электродвигателем, через шарнир передается на червячную передачу. Затем через зубчатое колесо он сообщается валу рулевого управления.

        A019PYQE01
        Обозначения на рисунке
        *1 Червячное колесо *2 Вал рулевого управления
        *3 Зубчатое колесо *4 Датчик угла поворота
        *5 Ротор *6 Вал электродвигателя
        *7 Статор - -

      8. Редуктор снижает частоту вращения вала двигателя с помощью червячной передачи и зубчатого колеса, и передает усилие на вал рулевого управления.

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

      10. Червячное колесо монтируется на шариковых подшипниках. Также в механизме предусмотрена плоская пружина, непрерывно обеспечивающая оптимальное зацепление шестерен.

        A019Q21E02
        Обозначения на рисунке
        *1 Плоская пружина *2 Шариковый подшипник
        *3 Червячное колесо *4 Вал рулевого управления
        *5 Зубчатое колесо - -

  4. ПРИНЦИП РАБОТЫ


    1. Когда рулевое колесо не поворачивается


      1. Когда автомобиль движется прямолинейно, и водитель не поворачивает рулевое колесо, статор располагается посередине между полюсами N и S многополюсного магнита. Таким образом, магнитный поток не проходит между датчиками Холла. В этом случае датчики Холла передают в ЭБУ рулевого управления с усилителем заданное напряжение, которое указывает, что рулевое колесо находится в нейтральном положении. Соответственно, ток не подается в электродвигатель.

        A019Q6YE01
        Обозначения на рисунке
        *1 Выступ статора *2 Многополюсный магнит
        *3 Датчик Холла 2 *4 Датчик Холла 1

    2. Когда рулевое колесо поворачивается вправо или влево


      1. Когда водитель поворачивает рулевое колесо вправо или влево, закручивание торсиона приводит к смещению многополюсного магнита и статора друг относительно друга.

      2. При этом магнитный поток, направленный от полюса N к полюсу S многополюсного магнита, проходит между датчиками Холла. По направлению магнитного потока, проходящего через датчики Холла, система определяет направление поворота рулевого колеса. Датчики Холла 1 и 2 устанавливаются 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.

      3. Чем ближе датчики Холла к центру соответствующего полюса, тем выше плотность магнитного потока. Каждый датчик Холла преобразует соответствующие флуктуации магнитного потока в колебания напряжения и передает сигнал крутящего момента рулевого колеса в ЭБУ рулевого управления с усилителем.

        A019QB1E02

    3. Выходные характеристики датчика крутящего момента рулевого управления с усилителем


      1. Когда водитель не поворачивает рулевое колесо, датчик крутящего момента рулевого управления с усилителем передает в ЭБУ рулевого управления с усилителем заданное напряжение (2,5 В). Пока выдает заданное напряжение, ЭБУ рулевого управления с усилителем считает, что рулевое колесо находится в нейтральном положении.

      2. Когда водитель поворачивает рулевое колесо вправо или влево, выходное напряжение датчика крутящего момента рулевого управления с усилителем, поступающее в ЭБУ рулевого управления с усилителем, изменяется. На основании этих изменений ЭБУ рулевого управления с усилителем определяет крутящий момент рулевого управления и направление поворота рулевого колеса водителем.

        A019Q15E02

  5. РАБОТА В АВАРИЙНОЙ РЕЖИМЕ


    1. Когда ЭБУ рулевого управления с усилителем обнаруживает неисправность в системе EPS, он включает контрольную лампу EPS.

    2. Когда в системе возникает неисправность, ЭБУ рулевого управления с усилителем переходит в аварийный режим управления. Действия, выполняемые в аварийном режиме, перечислены в следующей таблице:

      Неисправность Управление
      Неисправность датчика крутящего момента рулевого управления с усилителем Запрет усиления.
      Перегрузка по току электродвигателя усилителя рулевого управления Запрет усиления.
      Короткое замыкание в электродвигателе усилителя рулевого управления (включая неисправность в системе привода) Запрет усиления.
      Неисправность датчика угла поворота электродвигателя усилителя рулевого управления Запрет усиления.
      Неисправность внутреннего датчика температуры ЭБУ рулевого управления с усилителем Ограничение усиления мощности.
      Неисправность системы ЭБУ рулевого управления с усилителем Запрет усиления.
      Ошибочные сигналы скорости автомобиля и частоты вращения коленчатого вала двигателя Ограничение усиления мощности.
      Недопустимое напряжение питания Приостановление усиления (после восстановления напряжения питания возобновляется нормальное усиление).

  6. ДИАГНОСТИКА


    1. Когда ЭБУ рулевого управления с усилителем обнаруживает неисправность в системе EPS, в памяти ЭБУ сохраняются диагностические коды неисправностей (DTC).


      1. 5-значные коды DTC можно считать, подключив портативный диагностический прибор к разъему DLC3. Более подробную информацию см. в руководстве по ремонту.