СИСТЕМА РУЛЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ С УСИЛИТЕЛЕМ


  1. НАЗНАЧЕНИЕ ОСНОВНЫХ УСТРОЙСТВ

    Устройство Функция
    Рулевой механизм шестерня-рейка с усилителем в сборе Усиливает усилие на рулевом колесе и передает управляющее усилие на передние колеса.
    Лопастной насос в сборе Перекачивает жидкость для механизма рулевого управления с усилителем к механизму рулевого управления в сборе.

    Электромагнитный клапан VFC*1

    (встроен в лопастной насос в сборе)

    		 Регулирует расход под управлением ЭБУ рулевого управления с усилителем.
    Масляный бачок лопастного насоса Накапливает жидкость для механизма рулевого управления с усилителем.

    Щиток приборов в сборе


    • Аварийная лампа состояния усилителя рулевого управления*1

    		 Включается, чтобы уведомить водителя о том, что ЭБУ рулевого управления с усилителем обнаружил неисправность в системе рулевого управления с усилителем.
    Датчик угла поворота рулевого колеса Определяет направление и угол поворота рулевого колеса.
    Управляющий переключатель амортизатора*2 Задает режим регулировки демпфирующего усилия.
    ЭБУ рулевого управления с усилителем в сборе*1 Вычисляет оптимальный расход в соответствии с состоянием автомобиля и управляет электромагнитным клапаном VFC.
    ЭБУ системы противоскольжения Передает сигнал скорости автомобиля.
    ECM Передает сигнал частоты вращения коленчатого вала двигателя.
    ЭБУ управления подвеской*2 Передает сигнал регулировки демпфирующего усилия.
    ЭБУ полного привода Передает сигнал режима привода раздаточной коробки.

    • *1: для моделей с VFC

    • *2: для моделей с системой AVS

  2. УПРАВЛЕНИЕ В СИСТЕМЕ


    1. Усилитель рулевого управления с функцией регулирования расхода (VFC) оптимизирует расход жидкости для механизма рулевого управления с усилителем, подаваемой лопастным насосом, в зависимости от скорости автомобиля, скорости поворота, угла поворота рулевого колеса и частоты вращения коленчатого вала двигателя. Реализовано 3 режима управления расходом: базовый режим, режим управления в диапазоне L4 и режим координированного управления AVS.

    2. Базовый режим управления включает в себя режим ожидания и режим управления усилением. Пока рулевое колесо неподвижно, например, при движении по прямой, действует режим ожидания. Когда рулевое колесо приводится в движение, происходит переключение из режима ожидания в режим управления усилением. При этом выполняется коррекция угла поворота рулевого колеса, которая обеспечивает постепенное снижение расхода в зависимости от скорости автомобиля и угла поворота.

    3. В режиме ожидания расход стабилизируется, чтобы устранить крутящий момент и повысить экономию топлива.

    4. В режиме управления усилением при повороте рулевого колеса на низких скоростях расход повышается, чтобы уменьшить усилие на рулевом колесе. В то же время при повороте рулевого колеса на высоких скоростях расход снижается для обеспечения большого усилия на рулевом колесе.

    5. В режиме управления в диапазоне L4 используется алгоритм управления, который ограничивает колебания расхода, обусловленные изменениями скорости поворота и скорости автомобиля, с целью определения состояния грунта между шинами и поверхностью дороги при движении по бездорожью.

    6. На моделях с AVS оптимальное регулирование расхода осуществляется в зависимости от режима регулировки демпфирующего усилия.


      1. Базовое управление


        • ЭБУ рулевого управления с усилителем в сборе переключает режимы ожидания и управления усилением в зависимости от скорости автомобиля, скорости поворота и угла поворота рулевого колеса.

        • В режиме управления усилением расход определяется по скорости автомобиля и скорости поворота.

        • Затем расход регулируется в соответствии с углом поворота рулевого колеса.

        Управление Функция Описание

        Управление в режиме ожидания

        (режим управления усилением → режим ожидания)

        		 При скорости автомобиля 0 км/час скорость поворота в течение 0,01 с или дольше составляет 0 град./с.

        Расход снижается со скоростью 0,5 л/мин.

        (Расход может увеличиваться в зависимости от условий управления направлением движения.)
        При скорости автомобиля 0 км/час угол поворота рулевого колеса в течение 0,01 с или дольше составляет менее 4,5°.

        Управление в режиме усиления крутящего момента

        (режим ожидания → режим управления усилением)

        		 При скорости автомобиля 0 км/час скорость поворота составляет 0 град./с или больше.

        В этом режиме управления расход начинает повышаться в зависимости от скорости поворота, когда постоянная времени достигает определенного значения.

        (Когда постоянная времени достигает определенного значения, расход может также снижаться в зависимости от условий управления направлением движения.)
        При скорости автомобиля, не равной 0 км/час, угол поворота рулевого колеса составляет 4,5° или больше.

        Tech Tips

        *: Постоянная времени определяет интервал времени, необходимый для того, чтобы расход жидкости механизма рулевого управления с усилителем достиг заданной величины 63,2%.

        B001BPPE02
        *a Постоянная времени (мс)
        *b Скорость поворота (град./с)

      2. Управление в диапазоне L4


        • При движении по бездорожью усилие на рулевом колесе представляет собой важную информацию, которая дает возможность оценить состояние контакта между шиной и дорогой. Соответственно, в рассматриваемой системе реализована функция управления, позволяющая минимизировать изменение расхода в соответствии со скоростью автомобиля и скоростью поворота, когда передаточная коробка работает в режиме привода L4F или L4L.

      3. Координированное управление AVS


        • За счет оптимизации управления расходом на основании статуса режима регулировки демпфирующего усилия водитель легко воспринимает условия управления направлением движения автомобиля, что повышает чувствительность рулевого управления и создает ощущение единения между автомобилем и водителем.

        • При выборе режима регулировки демпфирующего усилия SPORT расход жидкости механизма рулевого управления с усилителем, подаваемой лопастным насосом, снижается, и усилие, требуемое для поворота рулевого колеса, становится больше, чем в режимах COMFORT и NORMAL, благодаря чему во время управления автомобилем создается чувство, соответствующее спортивному стилю вождения.

  3. КОНСТРУКЦИЯ


    1. Рулевой механизм шестерня-рейка с усилителем в сборе


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

      2. В рулевом механизме используется рейка рулевого управления с переменным передаточным числом. Эта рейка плавно изменяет передаточное число за счет изменения формы зубьев. Вблизи центрального положения рулевого колеса устанавливается большее передаточное число, а вблизи крайних положений – меньшее. Соответственно, ход рейки вблизи крайних положений увеличивается, что позволяет уменьшить угол поворота рулевого колеса, при этом сохраняется умеренная реакция вблизи центрального положения рулевого колеса.

        B001BB0
        B001C1DE02
        Обозначения на рисунке
        *1 Рейка *2 Ведущая шестерня (сателлит)
        *a Крайнее положение рулевого колеса *b Центральное положение рулевого колеса

    2. Лопастной насос в сборе


      1. Используется компактный и облегченный лопастной насос.

      2. Для регулирования расхода предусмотрен электромагнитный клапан VFC (на моделях с двигателем 2TR-FE, 1GR-FE, 1KD-FTV или 1GD-FTV).

        B001BBWE03
        Обозначения на рисунке
        *A Для моделей с двигателем 2TR-FE *B Для моделей с двигателем 1GR-FE
        *C Для моделей с двигателем 5L-E *D Для моделей с двигателем 1KD-FTV
        *E для моделей с двигателем 1GD-FTV - -
        *1 Электромагнитный клапан VFC - -
        B001BTXE03
        Обозначения на рисунке (электромагнитный клапан VFC)
        *1 Электромагнитный клапан VFC *2 Расходный клапан
        B001B9L К рулевому механизму шестерня-рейка с усилителем B001BZT От лопастного насоса
        B001B7X К лопастному насосу - -
        B001BB1E04
        *1 Характеристика регулирования расхода электромагнитного клапана
        *2 Расход
        *3 Ток

  4. Функция работы в аварийном режиме


    1. Когда ЭБУ рулевого управления с усилителем обнаруживает неисправность в системе рулевого управления с усилителем, он включает аварийную лампу состояния усилителя рулевого управления, уведомляя водителя о неисправности.

    2. Когда в каком-либо из датчиков возникает неисправность, ЭБУ рулевого управления с усилителем запрещает управление в режиме ожидания и переходит в описанный ниже режим аварийного управления:

      Перечень действий в аварийном режиме
      Malfunction (cистема постоянного полного привода неисправна) Управление в аварийном режиме
      Сигнал угла поворота рулевого колеса

      • Фиксируется угол поворота 0°

      • Фиксируется скорость поворота 360 град./с

      • Коррекция угла поворота прекращается
      Недействительное значение "нуля" рулевого управления в памяти

      • Фиксируется угол поворота 0°

      • Коррекция угла поворота прекращается
      Сигнал скорости автомобиля

      • Фиксируется скорость автомобиля 40 км/час (24,9 мили в час)
      Недопустимый сигнал угла поворота и недействительное значение "нуля" рулевого управления в памяти

      • Фиксируется угол поворота 0°

      • Фиксируется скорость поворота 360 град./с

      • Коррекция угла поворота прекращается
      Недопустимый сигнал угла поворота и недопустимый сигнал скорости автомобиля

      • Фиксируется угол поворота 0°

      • Фиксируется скорость поворота 360 град./с

      • Фиксируется скорость автомобиля 40 км/час (24,9 мили в час)

      • Фиксируется расход 8,5 л/мин
      Недействительное значение "нуля" рулевого управления в памяти и недопустимый сигнал скорости автомобиля

      • Фиксируется угол поворота 0°

      • Фиксируется скорость автомобиля 40 км/час (24,9 мили в час)

      • Коррекция угла поворота прекращается
      Недопустимый сигнал угла поворота, недействительное значение "нуля" рулевого управления в памяти и недопустимый сигнал скорости автомобиля

      • Фиксируется угол поворота 0°

      • Фиксируется скорость поворота 360 град./с

      • Фиксируется скорость автомобиля 40 км/час (24,9 мили в час)

      • Фиксируется расход 8,5 л/мин

  5. ДИАГНОСТИКА


    1. Когда ЭБУ рулевого управления с усилителем обнаруживает неисправность в системе рулевого управления с усилителем и функцией VFC, включается аварийная лампа состояния усилителя рулевого управления, чтобы уведомить водителя о неисправности.

    2. Одновременно в памяти сохраняются DTC (диагностические коды неисправности). Коды DTC, хранящиеся в памяти ЭБУ рулевого управления с усилителем, передаются в прибор Global TechStream (GTS), подключенный к разъему DCL3. Более подробную информацию см. в Руководстве по ремонту.