Диагностика электроусилителя руля

В конце 1990-х годов инженеры и OEM-производители предсказывали будущее, в котором 42-вольтовая электрическая архитектура станет стандартной функцией всех новых автомобилей. Эта высоковольтная система была решением для обеспечения мощности, необходимой для таких нагрузок, как электроусилитель рулевого управления. Он дошел до стандарта SAE, чтобы OEM-производители и поставщики могли внедрять эти системы. Что случилось? Простой ответ заключается в том, что инженеры улучшили управление 12-вольтовым напряжением в автомобиле.

В этот период многие инженеры имели дело с другой тенденцией, называемой мультиплексированием. Двадцать пять лет назад автомобили имели множество систем, которые работали независимо от других систем. Например, вы могли видеть, как модуль управления двигателем разговаривает с модулем управления коробкой передач или модулем ABS через сеть управления (CAN). Но редко когда элементы управления кузовом, комбинация приборов или модули пневмоподвески разговаривали друг с другом. Мультиплексирование рассматривалось как способ гармонизации операций. Технические специалисты знают мультиплексирование как множество сетей и шлюзов, используемых в автомобилях последних моделей. Именно это сделало возможным использование электроусилителя рулевого управления с 12-вольтовыми системами.

Дебаты по поводу 42-вольтового напряжения действительно оправдали предсказание об увеличении электрических нагрузок. Что было неправильно, так это уровень подключения и скорость этих сетей. Инженеры знали, что системы рулевого управления с электроусилителем могут потреблять более 60 ампер при пиковых уровнях помощи. Управление этими нагрузками в электрической системе может оказаться затруднительным. Если система рулевого управления с электроусилителем не сможет связаться с модулем управления двигателем, частота вращения и мощность двигателя могут колебаться, когда потребуется помощь.

Возможно, вы заметили, что, когда многие отечественные и импортные автомобили начали переходить на электроусилитель рулевого управления, они ввели модули, которые одновременно управляли распределением мощности в электрической системе автомобиля. Эти силовые модули объединены в сеть и могут управлять нагрузками, вызванными внезапным рулевым управлением и активацией клапанов в модуле ABS, для которых может потребоваться ток 80 А.

Диагностика систем рулевого управления с электроусилителем требует понимания напряжения, тока и нагрузок. Кроме того, техник должен понимать, как модули и датчики работают вместе, чтобы определить уровень помощи.

В большинстве систем рулевого управления с электроусилителем используется электродвигатель. Некоторые двигатели имеют бесщеточную конструкцию и имеют диапазон рабочего напряжения от 9 до 16 вольт.

В двигателе используется датчик вращения, который определяет его положение. В некоторых системах при замене модуля или изменении схождения необходимо запомнить концевые упоры системы рулевого управления, чтобы двигатель не выталкивал рейку за пределы максимального угла поворота. Это может быть дополнительным шагом помимо калибровки датчика угла поворота рулевого колеса. Мотор можно подключить к рулевой рейке или колонке. Сегодня все больше автомобилей используют двигатели, которые крепятся к основанию рулевого механизма или на противоположном конце рейки.

Модуль электроусилителя рулевого управления — это больше, чем просто плата и разъемы в алюминиевом корпусе. Модуль содержит драйверы, генераторы сигналов и полевые МОП-транзисторы, которые питают и управляют электродвигателем. Модуль также содержит схему контроля тока, которая измеряет силу тока, потребляемую двигателем. Монитор тока и другие входы определяют температуру двигателя с помощью алгоритма, учитывающего температуру окружающей среды.

Если система обнаруживает состояние, которое может привести к перегреву двигателя, модуль уменьшит ток, подаваемый на двигатель. Система может перейти в отказоустойчивый режим, сгенерировать код неисправности и предупредить водителя сигнальной лампой или сообщением.

Измерение угла положения рулевого колеса и скорости поворота предоставляет важную информацию для систем рулевого управления с электроусилителем. Сканирующий прибор обычно отображает эту информацию в градусах. Датчик угла поворота рулевого колеса (SAS) обычно является частью блока датчиков в рулевой колонке. В группе датчиков всегда будет более одного датчика положения рулевого колеса. Некоторые кластеры датчиков имеют три датчика для подтверждения данных. Некоторые кластеры SAS и сенсорные модули подключены к шине CAN. Модуль или кластер SAS могут быть подключены непосредственно к модулю ABS/ESC по шине CAN или могут быть частью общей сети CAN в контуре, соединяющем различные модули в автомобиле.