Опис системи рульового керування Land Rover Discovery Sport з 2014 року

1. Опис системи

Робота системи та опис її складових частин

Підсилювач рульового керування зі змінним коефіцієнтом посилення

На низькій швидкості, при найвищому опорі шин повороту рульового колеса, для зниження моменту, що крутить, на рульовому колесі до комфортного рівня додається більше зусилля. На високій швидкості, при меншому опорі шин повороту кермового колеса, потрібно менше зусилля.

Компенсація відведення /бокового зміщення

Ця функція допомагає водієві компенсувати сумарний вплив різних факторів, що впливають на відведення/бічне зміщення автомобіля. Ця функція зменшує кут повороту рульового колеса, використовуючи протидіючий момент, що крутить, що відчувається водієм під час руху по прямій. Бічний зсув автомобіля зменшиться, якщо водій прибере руки з кермового колеса, а загальне зусилля на кермовому колесі знизиться.

Зниження зусилля у разі перегріву, підвищення або зниження напруги в системі

Ця функція забезпечує збереження функції посилення кермового керування в різних екстремальних умовах, включаючи:

• критичні перепади напруги (підвищена та знижена напруга);
• екстремальну температуру;
• оптимізацію вібрації системи кермового управління, виявлену, наприклад, під час руху поверхнею з низьким коефіцієнтом тертя.

Датчик температури встановлений у блоці керування підсилювачем кермового керування для захисту від перевантаження електродвигуна. Блок управління підсилювачем рульового управління знижує посилення рульового управління при надто високій температурі електродвигуна, зменшуючи тепловиділення.

Перегрів може статися при високій температурі навколишнього повітря та активному використанні кермового керування, особливо коли автомобіль нерухомий. Перегрів також може статися при багаторазових спробах повернути передні колеса, що стикаються з твердим об'єктом, наприклад, бордюром, які блок управління підсилювачем рульового управління виявляє, порівнюючи сигнали управління, що подаються на електродвигун, з обертальним рухом валу двигуна. Зниження посилення кермового управління в цій ситуації оберігає компоненти підсилювача кермового управління від надмірної механічної напруги і сигналізує про те, що повороту коліс перешкоджає твердий об'єкт.

Зниження посилення кермового управління починається при температурі приблизно 110°C (230°F) і зменшується до нуля при температурі 125°C (257°F). При певному рівні зниження посилення блок управління підсилювачем кермового управління реєструє DTC (діагностичний код несправності) і передає на щиток приладів сигнал із командою подачі попередження про зниження посилення.

Зміна посилення під час роботи економічного режиму «стоп/старт»

Ця функція активно керує сигналом зворотного зв'язку моменту повороту коліс під час роботи економічного режиму двигуна "стоп/старт". Вона поєднує в собі основну функцію посилення рульового управління з діями гібридного, мікрогібридного або вдосконаленого стартера силової установки, забезпечуючи плавне, поступальне та своєчасне зменшення та збільшення посилення рульового управління. Ця функція також призначена для усунення небажаного зміщення рульового колеса під час цих подій, які не були безпосередньо ініційовані водієм.

М'яке кінцеве обмеження ходу

Функція обмеження перебігу короткочасно знижує рівень посилення перед досягненням механічних обмежувачів. Незважаючи на те, що водій сприймає це як опір рульового управління, що збільшився, в цілому ця функція забезпечує набагато більш плавний поворот коліс до упору. Крім того, ця функція знижує навантаження на механічні та електронні компоненти системи кермового керування.

Система допомоги при паркуванні (якщо встановлена)

Якщо система допомоги під час паркування активна, запити траєкторії кермового руху від блоку допомоги під час паркування обробляються блоком керування підсилювачем кермового керування та передаються на електродвигун. Ця функція допомагає водію під час маневрування при паралельному паркуванні, вибірково передаючи обертальні зусилля на систему кермового керування та забезпечуючи автоматичний поворот кермового колеса.

Рульовий механізм

1. Кулькова гайка
2. Рульова рейка
3. Вал шестерні
4. Датчик моменту, що крутить
5. Кожух (2 шт.)
6. Сполучна тяга (2 шт.)
7. Приплив з різьбовим отвором для кріплення (2 шт.)
8. Провід сигналу та живлення датчика крутного моменту
9. Блок керування підсилювачем рульового керування
10. Електродвигун
11. Зливний клапан: відкритий
12. Зливний клапан: закритий
13. Привідний ремінь
14. Корпус редуктора

Рульовий механізм встановлений на передньому підрамнику та закріплений двома болтами. Первинний вал кермового механізму з'єднаний вилкою з нижньою частиною кермової колонки. На первинний вал встановлено гумове ущільнення у зборі, що проходить крізь нижню перегородку. Рульові тяги з шаровими шарнірами з'єднують рульову рейку з цапфами коліс передньої підвіски. Кінці кермової рейки захищені гофрованими гумовими чохлами, закріпленими за допомогою хомутів. Тепловий екран, який служить для відображення теплової енергії від випускної системи, прикріплений до верхньої частини кермового механізму.

Рульова рейка встановлена ​​в корпусі кермового механізму, в якому також знаходиться вал ведучої шестерні і датчик моменту, що крутить. Вал провідної шестерні та первинний вал з'єднані торсіоном. У корпусі кермового механізму також знаходиться кріплення для електродвигуна і два різьбові припливи для болтів кріплення кермового механізму. У корпусі редуктора, розташованого на кінці корпусу кермового механізму, є кулькова гайка, встановлена ​​на різьбленні рульової рейки. Зубчастий ремінь передає момент, що крутить, від електродвигуна на кулькову гайку, що забезпечує посилення рульового управління. Співвідношення обертів валу електродвигуна та обертів рульового колеса становить приблизно 20:1.

Клапан зливу води, що складається із пружини та плунжера, встановлений на кріпленні для електродвигуна. Зливний клапан утримується у закритому стані соляною пігулкою. Якщо на соляну пігулку потрапляє вода з внутрішньої порожнини рейки, вона розчиняється, що дозволяє пружині переміщати плунжер у відкрите положення для зливу води. Візуальну перевірку клапана для зливу води слід проводити регулярно. Якщо клапан відкритий, необхідно замінити кермовий механізм.

Електродвигун

Електродвигун є безщітковим двигуном постійного струму (DC (постійний струм)). Електроніка, що перетворює живлення постійного струму на фазну напругу, встановлена ​​в блоці управління підсилювачем рульового управління.

Датчики положення електроприводу

Положення електроприводу визначається двома датчиками Холла, встановленими в блоці управління підсилювачем рульового управління поряд з магнітами, що обертаються на валу електродвигуна. Ці два датчики мають різну роздільну здатність, що дозволяє блоку управління підсилювачем рульового управління ефективно контролювати швидке та повільне обертання. На основі положення електроприводу блок управління підсилювачем рульового управління може визначити положення коліс автомобіля та кут повороту рульового колеса.

Після першого калібрування положення «колеса прямо», виконаного за допомогою датчика кута повороту рульового колеса, блок управління підсилювачем рульового управління надалі використовує вхідні сигнали з датчиків положення для управління посиленням рульового управління, оскільки вони більш точні.

Редуктор

1. Корпус редуктора
2. Шестерня з кульковою гайкою
3. Кулькова група
4. Канал повернення кульок
5. Кулькова гайка
6. Канал кульок кермової рейки
7. Привідний ремінь
8. Привідна шестерня двигуна

Кулькова гайка в корпусі редуктора утримується в кільці підшипника, що дозволяє їй обертатися, але запобігає осьовому зсуву. У міру обертання гайки електроприводом кульки проходять вздовж каналів гайки та рульової рейки, передаючи осьове зусилля на рульову рейку. Канал у гайці та механізми на кожному краї кільця підшипника переміщують кульки з одного боку гайки на іншу.

Датчик крутного моменту

1. Торсіон
2. Електронний блок датчика
3. Магніт
4. Роз'єм датчика
5. Вхідний вал

Датчик моменту, що крутить, передає на блок управління підсилювачем рульового управління сигнали моменту рульового управління, ініційованого водієм. Датчик моменту, що крутить, встановлений на перемичці між первинним валом і валом ведучої шестерні в корпусі кермового механізму.

Крутний момент, що впливає на первинний вал, передається на вал ведучої шестерні через торсіон, який скручується під навантаженням. Датчик крутного моменту обчислює ступінь скручування торсіону, використовуючи два датчики Холла для контролю кутового положення первинного валу щодо валу провідної шестерні, а потім передає результат у вигляді цифрового сигналу блок управління підсилювачем рульового управління.

Блок управління підсилювачем рульового управління

1. Роз'єм блоку керування підсилювачем рульового керування
2. Роз'єм живлення електродвигуна
3. Роз'єм датчика крутного моменту
4. Мембрана
5. Кришка блоку керування підсилювачем рульового керування

Блок керування підсилювачем кермового керування встановлений на кінці електроприводу під герметичною кришкою. Мембрана у кришці, виготовлена ​​з вологозахищеної повітропроникної тканини, підтримує тиск повітря навколишнього середовища під кришкою, дозволяючи не відкривати клапан.

Як і ланцюг керування, блок керування підсилювачем кермового керування також містить силову електроніку для керування електроприводом.

Посилення забезпечується при дотриманні таких умов:

• є живлення запалення від реле запалювання в CJB;
• сигнал режиму живлення CAN подається в режимі роботи двигуна.

Постійне живлення електроприводу подається з EJB. Для забезпечення 100% номінального посилення кермового керування напруга живлення повинна становити від 10,5 до 18 В. Якщо напруга живлення знаходиться за межами зазначеного діапазону, посилення кермового керування знижується або припиняється.

Блок управління підсилювачем рульового управління отримує цифрові сигнали по провідному з'єднанню від датчика моменту, що крутить, а також сигнали по високошвидкісній шині CAN:

• сигнал кута повороту рульового колеса від датчика кута повороту рульового колеса;
• сигнал оборотів двигуна від ECM;
• сигнал швидкості руху та величини повороту навколо вертикальної осі від блоку ABS;
• запити на автоматичне кермо від блоку системи допомоги при паркуванні (якщо система допомоги при паркуванні встановлена);
• сигнал увімкнення задньої передачі від CJB (тільки на автомобілях з механічною коробкою передач);
• сигнал швидкості руху з TCM (тільки на автомобілях з автоматичною коробкою);
• запит режиму Terrain Response™ з блоку вимикачів та блоку керування Terrain Response™;
• сигнал режиму живлення з CJB;
• запит вимкнення економічного режиму «Стоп/Старт» із CJB.

Блок управління підсилювачем рульового управління використовує дані вхідних сигналів та програмні алгоритми для управління роботою електроприводу. У разі потреби блок управління підсилювачем рульового управління також може передавати такі сигнали високошвидкісною шиною CAN:

• стан сигналізаторів на щиток приладів;
• стан кермового управління на блок системи допомоги при паркуванні (якщо система допомоги при паркуванні встановлена), а також на блок вимикачів та блок управління Terrain Response™;
• запити блокування економічного режиму "Стоп/Старт" на ECM;
• сигнали зусилля навантаження кермових тяг.

Попереджувальний сигналізатор зниження підсилення

У разі значного зниження посилення кермового керування загоряється жовтий загальний попереджувальний сигналізатор, а на інформаційній панелі відображається попереджувальне повідомлення. При першій появі попереджувального повідомлення щиток приладів подає один звуковий сигнал.