Датчик положения руля калина. Электроусилитель рулевого управления. Электрический усилитель руля c параллельным приводом

Электроусилителем рулевого управления (обиходное название – элетроусилитель руля ) называется конструктивный элемент рулевого управления автомобиля , в котором дополнительное усилие при повороте рулевого колеса создается с помощью электрического привода. В конструкции современного автомобиля электроусилитель рулевого управления постепенно заменяет гидроусилитель руля. К 2016 году каждый второй легковой автомобиль будет оснащен гидроусилителем руля.

Если вы все еще привыкаете к ощущению электрически усиленного рулевого управления с усилителем, вы можете обнаружить, что это следующая новость неприятная. В течение следующих нескольких лет вам придется привыкнуть к ощущению электрически усиленных силовых тормозов, а затем, почти наверняка, истинному торможению по проводам.

На данный момент, по крайней мере, гидравлическая система остается, но новый подход заменяет обычный вакуумный усилитель с двигателем, который работает на поршень главного цилиндра, чтобы добавить силу, когда водитель нажимает на педаль тормоза. Послепродажные электростатические тормозные усилители доступны в течение многих лет, ориентированных на горячие стержни, работающие на низковакуумных двигателях, и, как правило, приводят к смешанным результатам.

Основными преимуществами электроусилителя руля в сравнении с гидроусилителем рулевого управления являются:

Электроусилитель рулевого управления открыл широкие возможности для создания различных систем активной безопасности: курсовой устойчивости , автоматической парковки , аварийного рулевого управления , помощи движению по полосе .

Как работает детектор пешеходов и велосипедистов?

Как вы можете догадаться, основной мотивацией для электропомощи является расширение спектра технологий помощи водителю и появление. Поскольку автомобили все больше способны управлять собой, повышение электрического тормоза облегчит точное управление тормозами по мере необходимости. Электрический бункер может быстрее создавать гидравлическое давление. Он также устраняет любой риск кратковременных потерь в вакууме, влияющих на работу и работу тормоза.

Есть недостатки в автоматизации. Электрический подъем означает небольшие улучшения в эффективности двигателя, а в нынешнем нормативном климате каждый бит помогает. Более низкие требования к вакууму могут снизить стоимость и сложность вакуумного насоса. Двигаясь вперед, с дальнейшим масштабом и развитием, электрические тормоза должны представлять как стоимость, так и вес. Если Мейер прав, свертывание произойдет быстро.

Различают две основных схемы компоновки электроусилителя рулевого управления:

  1. усилие электродвигателя передается на вал рулевого колеса;
  2. усилие электродвигателя передается на рейку рулевого механизма.

Наиболее востребован электроусилитель с приводом на рулевую рейку. Другое его название - электромеханический усилитель рулевого управления . Известными конструкциями такого усилителя являются усилитель руля с двумя шестернями и усилитель руля с параллельным приводом.

Видео «Что такое ЭУР»

Это будет истинный тормоз за кабелем или полное срабатывание электрического тормоза. Основание уже существует в электрических стояночных тормозах на растущем числе серийных автомобилей. Они имеют небольшие электродвигатели на одном или нескольких тормозных суппортах, которые фиксируют трения на роторе при установке тормоза. Полные электрические тормоза будут использовать аналогичную конфигурацию, а двигатели подключены к переключателю реостата где-то в механизме педали.

Истинный тормоз с помощью провода заменит двигатель аварийного тормоза более мощными двигателями, которые сжимают фрикционные накладки при нажатии на педаль тормоза. Тем не менее, полный электрический тормоз будет нуждаться в более мощных и, предположительно, больших - двигателях для создания силы, которая в настоящее время обеспечивается гидравлической жидкостью. Одна из проблем развития, по мнению Майера, - это достаточно мощные двигатели, но также достаточно маленькие и легкие для соответствующей упаковки.

Электромеханический усилитель рулевого управления состоит из электродвигателя, механической передачи и системы управления.

Электроусилитель руля объединен с рулевым механизмом в одном блоке. В конструкции усилителя используется, как правило, асинхронный электродвигатель.

Механическая передача обеспечивает передачу крутящего момента от электродвигателя к рейке рулевого механизма. В электроусилителе с двумя шестернями одна шестерня передает крутящий момент на рейку рулевого механизма от рулевого колеса, другая – от электродвигателя усилителя. Для этого на рейке предусмотрены два участка зубьев, один из которых служит приводом усилителя.

Особенности конструкции, принцип работы

Другой работает с государственными регулирующими органами для обеспечения сокращения объема перевозок, требуемого в настоящее время в соответствии с правилами безопасности. После того, как эти проблемы будут рассмотрены надлежащим образом, это до свидания тормозные магистрали и гидравлическая жидкость.

Тактильное ощущение электрических тормозных систем? Многое сделано из «чувства», хорошего или плохого, в рулевых рейках с электроприводом, но помните об этом. Чувствительность рулевого управления - это функция большей мощности - жесткости вала, геометрии, настройки подвески и шин, а некоторые электрические системы лучше других. Между рулевым колесом и стойкой все еще существует прямая связь.

В электроусилителе с параллельным приводом усилие от электродвигателя передается на рейку рулевого механизма с помощью ременной передачи и специального шариковинтового механизма.

Система управления электроусилителем руля включает входные датчики, электронный блок управления и исполнительное устройство.

Недостатки и преимущества рулевых усилителей

Электрически усиленные гидравлические тормоза, вероятно, будут иметь минимальное влияние на ощущение педали, и многие люди могут не заметить разницы. Полное электропривод может быть другой историей. Двигатели на суппортах удаляют любое тактильное соединение между тормозными колодками и ногой водителя.

Функции, плюсы и минусы

Нам сложно удовлетворить ожидания и чувства дискриминирующих водителей, - говорит Майер. Но мы работаем над тем, чтобы чувствовать себя годами, и у нас должно быть еще несколько лет, прежде чем мы выпустим. Обратная связь является неотъемлемой частью любой системы управления, будь то стиральная машина или робот-вилочный погрузчик. Это вопросы, которые система должна задать для правильной работы. Нет, это не экзистенциальные вопросы, но к ним подходят, например, роботизированный вилочный погрузчик.

К входным датчикам относятся датчик угла поворота рулевого колеса и датчик крутящего момента на рулевом колесе . Система управления электроусилителем руля также использует информацию, поступающую от блока управления ABS (датчик скорости автомобиля) и блока управления двигателем (датчик частоты коленчатого вала двигателя).

  • Общее внешнее состояние, вы в порядке? ничего не горит?
  • Где закончен двигатель?
Обратная связь по внешнему общему состоянию имеет функцию контроля безопасности: если что-то не происходит, оно немедленно прекращается, и пользователь уведомляется об аномалии. Первое, что приходит в голову, это отключить власть, но это не совсем правильно. Приоритет состоит в том, чтобы остановить все, и двигатель выключен не остановил двигатель. Вам нужно что-то независимое от программы, запущенной на роботе, и есть два возможных решения: аппаратная остановка или прерывание.

Электронный блок управления обрабатывает сигналы датчиков. В соответствии с заложенной программой вырабатывается соответствующее управляющее воздействие на исполнительное устройство – электродвигатель усилителя.

Электроусилитель руля обеспечивает работу рулевого управления автомобиля в следующих режимах:

Поворот автомобиля осуществляется поворотом рулевого колеса. Крутящий момент от рулевого колеса передается через торсион на рулевой механизм. Закрутка торсиона измеряется датчиком крутящего момента, угол поворота рулевого колеса – датчиком угла поворота рулевого колеса. Информация от датчиков, а также информация о скорости автомобиля, частоте вращения коленчатого вала двигателя, передаются в электронный блок управления.

Нажатие кнопки запускает асинхронную процедуру из программы, обработчик прерываний, который останавливает все двигатели, отключает все, что можно отключить, и сигнализирует о неисправности через зуммер. Общее внутреннее состояние на роботе такого размера сводится к: позиции батареи и вилки. Последнее уже учтено в предыдущей статье.

Шаговый двигатель на самом деле подходит для использования под названием «открытая цепь» или там, где нет необходимости в датчике, который обеспечивает обратную связь по положению двигателя. Просто пересчитайте шаги, которые выполняет двигатель, чтобы получить точное представление о положении ротора и, следовательно, тележки.

Блок управления рассчитывает необходимую величину крутящего момента электродвигателя усилителя и путем изменения величины силы тока обеспечивает ее на электродвигателе. Крутящий момент от электродвигателя передается на рейку рулевого механизма и далее, через рулевые тяги, на ведущие колеса.

Таким образом, поворот колес автомобиля осуществляется за счет объединения усилий, передаваемых от рулевого колеса и электродвигателя усилителя.

Как это работает

Положение робота - еще один фундаментальный параметр, который нужно держать под контролем. Оптимальным решением было бы одометрия, оценка положения на основе значений оборотов двигателей потребовала бы, однако, системы замкнутого управления цепью для каждого двигателя, стоимость и сложность выходили за пределы цели и контекста самого проекта. Любопытно, что принятое решение было заимствовано из контекста, который сам проект пытается имитировать: промышленная автоматизация. Они двигаются координированным центральным компьютером, который должен знать точное положение каждого робота в любое время.

Поворот автомобиля на небольшой скорости обычно производится при парковке. Он характеризуется большими углами поворота рулевого колеса. Электронная система управления обеспечивает в данном случае максимальный крутящий момент электродвигателя, соответствующий значительному усилению рулевого управления (т.н. «легкий руль» ).

Каждый маркер обеспечивает робота и центрального компьютера с координатами, в которых он расположен. Ромуло не нужно двигаться на реальном складе, ему не нужно координировать работу с другими десятками роботов, но основная идея остается прежней. Робот оснащен линейным следящим устройством и, как таковой, ведет себя. Следуя линии, которая ведет его «ходьба» по всему полю.

Чтобы узнать свое положение, робот читает на наземных поперечных линиях, которые на мгновение покрывают все 3 линейных датчика, помещенные в «проход» между одной областью и другой полем, это дает возможность роботу узнать, когда происходит изменение области и, следовательно, отслеживание позиции. Обнаружение линии осуществляется инфракрасным отражением. Непрозрачная черная линия поглощает инфракрасное излучение, а количество света, обнаруженное фотодиодом, резко снижается. Обнаружение падающего света на фотодиоде производится путем измерения обратного тока, создаваемого самим диодом.

При повороте на высокой скорости, напротив электронная система управления обеспечивает наименьший крутящий момент и минимальное усиление рулевого управления (т.н. «тяжелый руль» ).

Система управления может увеличивать реактивное усилие, возникающее при повороте колес. Происходит т.н. активный возврат колес в среднее положение.

В целом это был выбор, который оказался плохим, но вынужденным сроками и ограниченным пространством. Физически линейные датчики находятся на 2 основаниях, подключенных через один плоский кабель к основной плате, где имеется схема кондиционирования и сравнения.

Цель робота - загрузить желаемый панкаль и привести его в исходное положение. Но как робот может распознать, какой панкаль взять? После того, как вы выбрали предделитель, просто сделайте 3 измерения выходной частоты, установив фильтр на красный, синий и зеленый, чтобы иметь 3 цветных компонента перед датчиком. Из проведенных испытаний результат превосходный, датчик обладает исключительной чувствительностью и хорошей воспроизводимостью.

При эксплуатации автомобиля нередко возникает потребность в поддержании среднего положения колес (движение при боковом ветре, разном давлении в шинах). В этом случае система управления обеспечивает коррекцию среднего положения управляемых колес.

В программе управления электроусилителя руля предусмотрена компенсация увода переднеприводного автомобиля, вызванного различной длиной приводных валов.

Здесь заканчивается сенсорная часть робота. Магнитные датчики положения являются одной из наиболее значительных историй успеха в технологиях, применяемых в электронной промышленности. Способность магнитных датчиков выдерживать пыль, грязь, жир, вибрацию и влажность, которые обычно нарушают работу оптических кодеров - самой популярной бесконтактной альтернативы для датчиков положения, - высоко ценится в особенно в таких секторах, как промышленные и автомобильные применения. Наиболее широко используемое устройство в промышленности для измерения линейного или углового перемещения, то есть потенциометра, страдает от последствий механического износа, что часто приводит к преждевременному разрушению.

В ряде систем активной безопасности электроусилитель функционирует без участия водителя. В системе курсовой устойчивости он обеспечивает обратное подруливание колес, а в парковочном автопилоте - автоматическую параллельную и перпендикулярную парковку.

7 сентября 2016

Борьба за повышение комфорта при управлении автомобиля ведется с момента его изобретения. Сначала поворот руля облегчался путем увеличения размеров самой баранки и за счет внедрения шестерёнчатой передачи. Затем появились гидравлические усилители (ГУР), а в последнее время приводы – помощники стали электрическими (ЭУР). Чтобы понять разницу между ними, стоит изучить принцип работы электроусилителя руля.

Возможные режимы работы электроусилителя рулевого управления

По сравнению с оптическими датчиками и потенциометрами система обнаружения магнитного положения намного прочнее и работает намного надежнее, не подвергая себя воздействию грязи, влаги или нестабильности. Эти инженеры часто проектируют системы, предназначенные для использования в среде, где присутствуют мощные источники магнетизма, такие как электродвигатели и высоковольтные линии. С другой стороны, сильные магнитные поля, генерируемые этими системами - мы только думаем о замкнутом пространстве шасси автомобиля или ветряной турбины - не будут существенно нарушать слабое поле, генерируемое магнитом, к которому подключен датчик эффекта Холла?

Принцип действия ЭУР

Электрический узел, чья задача – облегчить вращение рулевого колеса, состоит из следующих элементов:

  • электродвигатель асинхронного типа;
  • механический привод, соединяющий его с рулевым механизмом авто;
  • собственный блок управления с датчиками.

В малолитражках, где требуется небольшое усилие для поворота колес, блок ЭУР небольших размеров устанавливается под приборной панелью. В автомобилях среднего класса электроусилитель руля под торпедо уже не поместится, а потому выносится в подкапотное пространство. В обоих случаях привод электродвигателя связан с валом рулевой колонки.

Такая ситуация может создать серьезные проблемы для системных дизайнеров, но только если они используют магнитные датчики положения без какой-либо внутренней иммунитет к воздействию нежелательных внешних магнитных полей. Встроенный иммунитет обеспечивает полную защиту от магнитной силы электродвигателей и токовых кабелей, обеспечивая безопасную и надежную работу без необходимости включения дорогостоящих и громоздких контрмер.

Характеристики магнитных дисперсионных полей. Стоимость механических контрмер. Если вы решите включить обычный датчик магнитного положения, дизайнеры вынуждены оснащать его необходимыми контрмерами для защиты от полей магнитной дисперсии. Поскольку поля дисперсии присутствуют в течение большей части времени, диффузная контрмера является экранированием датчика специальными материалами, в частности металлическими сплавами с высокой магнитной проницаемостью, такими как пермаллоя или му-металл. К сожалению, эти материалы представляют собой проблему: они не блокируют магнитное поле, а скорее поглощают его, обеспечивая путь для сохранения на заданном расстоянии от датчика.

При управлении легковыми автомобилями больших размеров и тяжелыми внедорожниками нужно развивать большее усилие, чтобы поворачивать колеса. Поэтому в них задействован привод ЭУР, работающий напрямую с рулевой рейкой. Независимо от места расположения электродвигателя и его подключения к механизму, принцип работы электроусилителя руля остается неизменным. Он заключается в автоматическом включении электропривода и передаче дополнительного усилия на механизм при повороте водителем рулевого колеса. Величина крутящего момента, создаваемого усилителем, зависит от трех параметров:

  • Угла поворота. Он измеряется датчиком, встроенным в рулевую колонку.
  • Усилия на руле. Определяется специальным датчиком в виде скручивающегося торсиона, имеющего механическую связь с валом. Чем сильнее скручивается торсион, тем большее усилие развивает двигатель.
  • Скорости движения. Эта информация поступает от контроллера, а он ее берет от датчика скорости.

Основываясь на этих показаниях, электронный блок управляет электроприводом в соответствии с ситуацией. При малой скорости движения, сильном скручивании торсиона и большом угле поворота (режим парковки или разворота) агрегат усилителя выдает максимальную мощность. Во время движения по прямой особой помощи водителю не требуется, потому ЭУР подключается минимально .


О дополнительных функциях электроусилителей

Устройство электроусилителя руля задумано таким образом, чтобы при необходимости электродвигатель мог поворачивать колеса автомобиля как одновременно с водителем, так и самостоятельно. Это дает простор для реализации дополнительных функций:

  • автоматическое «подруливание» с целью удержания машины на прямой траектории;
  • возврат колес в прямое положение после совершения маневра, ЭУР может это делать, когда водитель отпускает баранку после выполнения поворота;
  • создание «тяжести» на рулевом колесе при разных режимах движения, чтобы сделать руль информативнее;
  • выполнять автоматическую парковку без участия водителя.

В то же время ЭУР не препятствует прямому управлению колесами при заглушенном двигателе или поломке, механическая связь между ними и баранкой сохраняется.

Плюсы и минусы системы ЭУР

Электроусилители при работе развивают слабый крутящий момент по сравнению с тем, как работает усилитель гидравлический. Из-за этого их применяют только на легковых авто , грузовые по-прежнему оснащаются гидравликой. Это единственный существенный недостаток систем ЭУР среди множества достоинств:

  • Благодаря электроприводу такие усилители довольно надежны и практически не нуждаются в обслуживании.
  • Простота. Нет никаких ремней, насосов и гидравлических жидкостей.
  • Снижение расхода бензина до 200 грамм на 100 км по сравнению с усилением от ГУР, поскольку ЭУР не отнимает энергию силового агрегата через ременную передачу.
  • Возможность менять настройки и величину усиления в разных режимах езды.

К плюсам электроусилителей можно прибавить и компактность, потому что все элементы размещены в одном блоке. Но и в случае поломки менять придется весь блок, что обойдется недешево.