СИСТЕМА РУЛЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ С УСИЛИТЕЛЕМ ДЕТАЛЬНОЕ ОПИСАНИЕ


  1. НАЗНАЧЕНИЕ ОСНОВНЫХ УСТРОЙСТВ


    1. Основные устройства системы EPS перечислены ниже.

      Устройство Функция
      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.
      Рулевая колонка в сборе Электродвигатель усилителя рулевого управления Создает дополнительный крутящий момент в соответствии с сигналом, полученным от 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.
      Датчик крутящего момента 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.
      Редуктор Снижает частоту вращения вала электродвигателя усилителя рулевого управления с помощью червячной передачи и зубчатого колеса, передавая усилие на вал рулевого управления.
      Блок управления рабочими цилиндрами тормозов в сборе ЭБУ системы противоскольжения Передает сигнал скорости автомобиля в ЭБУ рулевого управления с усилителем.
      Блок управления системой кондиционирования Получает сигнал от ЭБУ рулевого управления с усилителем для ограничения потребления электроэнергии.
      Вспомогательный индикатор Контрольная лампа P/S Включается, чтобы предупредить водителя о том, что ЭБУ рулевого управления с усилителем обнаружил неисправность в системе EPS.
      ECM Передает сигнал частоты вращения коленчатого вала двигателя в ЭБУ рулевого управления с усилителем.

  2. УПРАВЛЕНИЕ В СИСТЕМЕ


    1. Управление в режиме усиления крутящего момента


      1. Система EPS выполняет следующие функции управления:

        Функция управления Описание
        Базовое управление Регулирование тока электродвигателя и управление устройством управления электродвигателем осуществляется на основании сигнала входного крутящего момента для обеспечения заданного дополнительного усилия.
        Управление компенсацией Дополнительное усилие регулируется для улучшения ощущения действия рулевого механизма при управлении рулем.

    2. 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 приблизительно 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 в сборе 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.

  3. КОНСТРУКЦИЯ


    1. Рулевая колонка в сборе


      1. Рулевая колонка в сборе включает в себя рулевую колонку с электроусилителем в сборе и электродвигатель усилителя рулевого управления.

      2. Колонка рулевого управления с электроусилителем содержит датчик крутящего момента и редуктор.

        A01F0QYE01
        Обозначения на рисунке
        *1 Рулевая колонка в сборе *2 Рулевая колонка с электроусилителем рулевого управления в сборе
        *3 Датчик крутящего момента *4 Редуктор
        *5 Электродвигатель усилителя рулевого управления - -
        *a Сечение A - A *b Сечение B - B

      3. Датчик крутящего момента встроен в рулевую колонку с электроусилителем в сборе. На первичный вал устанавливается многополюсный магнит, а на выходной вал – статор. Первичный и выходной валы связываются друг с другом торсионом.

      4. Датчик крутящего момента 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 датчиков крутящего момента, поступающие с двух датчиков Холла, и регистрирует неисправности.

        A01F0VRE01
        Обозначения на рисунке
        *1 Первичный вал *2 Торсион
        *3 Выходной вал *4 Датчик крутящего момента
        *5 Датчик Холла 2 *6 Датчик Холла 1
        *7 Многополюсный магнит *8 Статор

      5. В усилителе рулевого управления используется малоинерционный малошумящий мощный бесщеточный электродвигатель.

      6. Электродвигатель усилителя рулевого управления состоит из ротора, статора, вала и датчика угла поворота.

      7. Датчик угла поворота содержит высоконадежный и долговечный резольвер. Датчик угла поворота определяет угол поворота двигателя и передает соответствующий выходной сигнал в ЭБУ рулевого управления с усилителем. Таким образом обеспечивается эффективное управление системой EPS.

      8. Крутящий момент, создаваемый электродвигателем усилителя рулевого управления, через шарнир сообщается редуктору.

      9. Редуктор уменьшает частоту вращения вала электродвигателя усилителя рулевого управления посредством червячной передачи и передает усилие на вал рулевой колонки.

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

      11. Червячное колесо монтируется на шариковых подшипниках. Кроме того, предусмотрена пластинчатая пружина, непрерывно обеспечивающая оптимальное зацепление шестерен.

        A01F0VXE01
        Обозначения на рисунке
        *1 Пластинчатая пружина *2 Шариковый подшипник
        *3 Червячное колесо *4 Датчик угла поворота
        *5 Ротор *6 Вал рулевого управления
        *7 Зубчатое колесо *8 Вал электродвигателя
        *9 Статор - -

  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, указывая на отсутствие действия крутящего момента на рулевое колесо. Соответственно, ток не подается в электродвигатель.

        A01F0OUE02
        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 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.

      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.

        A01F0SUE04
        Обозначения на рисунке
        *1 Выступ статора *2 Многополюсный магнит
        *3 Датчик Холла 2 *4 Датчик Холла 1
        *a При вращении рулевого колеса вправо *b При вращении рулевого колеса влево
        A01F0UV Направление магнитного потока - -

    3. Выходная характеристика датчика крутящего момента


      1. Когда водитель не поворачивает рулевое колесо, датчик крутящего момента передает в ЭБУ рулевого управления с усилителем заданное напряжение (2,5 В). Пока выдается заданное напряжение, ЭБУ рулевого управления с усилителем считает, что крутящий момент не прикладывается к рулевому колесу.

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

        A01F0IUE04

  5. РАБОТА В АВАРИЙНОМ РЕЖИМЕ


    1. Когда ЭБУ рулевого управления с усилителем обнаруживает неисправность в системе EPS, он включает контрольную лампу P/S, уведомляя об этом водителя.

    2. Когда в системе обнаруживается неисправность, ЭБУ рулевого управления с усилителем в сборе переходит в аварийный режим управления. Более подробную информацию см. в руководстве по ремонту.

  6. ДИАГНОСТИКА


    1. ЭБУ рулевого управления с усилителем также сохраняет в памяти диагностические коды неисправностей (DTC). Коды DTC можно считать с помощью Global TechStream (GTS). Более подробную информацию см. в руководстве по ремонту.