Датчики рулевого управления с электроусилителем

Системы рулевого управления с электроусилителем (EPS) или усилителем рулевого управления с электроусилителем (EPAS) продолжают набирать популярность среди автопроизводителей. Диагностика этих систем может оказаться непростой задачей. Существует несколько типов систем EPS. Некоторые устанавливают двигатели на рулевую колонку, на вал-шестерню напротив рулевой рейки или на вторичную шестерню на другой стороне рулевой рейки. Несмотря на различия, все они действуют с одной и той же целью: помогать водителю при повороте рулевого колеса.

Давайте подробнее рассмотрим датчики, из которых состоят эти системы, и то, как они работают.

Системы EPS применяют вспомогательное усилие рулевого управления только в зависимости от действий водителя. Система использует входные данные от множества датчиков автомобиля, чтобы определить, какое усилие требуется при рулевом управлении. Чаще всего проблема заключается в неисправном датчике, проводе или соединении где-то в системе.

Система EPS подключена к CAN-BUS трансмиссии и взаимодействует с рядом систем.Рисунок 1 показана трансмиссия CAN-BUS на последней модели Volkswagen. Как видите, блок управления EPS — это лишь часть сети датчиков и блоков управления.

Такое соединение имеет ряд серьезных преимуществ. Модуль EPS не подключен напрямую к датчикам скорости колес, но блок управления ABS может передавать эти данные по шине. Важно понимать, насколько взаимосвязанными могут быть системы современных автомобилей.

Датчик угла поворота рулевого колеса, пожалуй, самый важный датчик в системе; поэтому оно первое в списке. Он расположен между рулевой колонкой и колесом и во многих случаях фактически является частью блока датчиков. Это связано с важностью данных, которые он производит. Неверные показания датчика угла поворота рулевого колеса могут означать разницу между поворотом за угол или столкновением с другим транспортным средством. Наличие нескольких встроенных датчиков для измерения одних и тех же параметров обеспечивает встроенную избыточность и позволяет блоку управления подтверждать данные в режиме реального времени.

Работа датчика варьируется от одного производителя к другому, поэтому рекомендуется всегда проверять информацию о сервисном обслуживании OEM, прежде чем приступать к диагностике. Давайте рассмотрим в качестве примера VW Golf Alltrack 2019 года. Датчик состоит из двух колец: абсолютного (внешнего) и инкрементального (внутреннего). Каждое кольцо разделено на сегменты, которые считываются набором световых барьеров (фигура 2).

Просматривая данные PID, вы должны увидеть хотя бы одно показание датчика угла поворота рулевого колеса, измеренное в градусах. Покрутите рулевое колесо вперед и назад, чтобы убедиться, что датчик считывает изменение.

Второй датчик в нашем списке — это датчик усилия рулевого управления, также известный как датчик крутящего момента рулевого управления или датчик момента рулевого управления. Этот датчик обычно устанавливается на рулевой рейке или внутри нее и соединяется с ведущей шестерней (Рисунок 3 ). Он используется для измерения силы рулевого управления, приложенной водителем, затем блок управления рассчитывает, какая необходимая вспомогательная сила рулевого управления, и применяет ее с помощью электродвигателя.

Опять же, работа датчиков будет варьироваться от одного производителя к другому, но мы снова будем использовать VW Golf Alltrack 2019 года в качестве примера. Первичный вал рулевого управления и шестерня соединены торсионом. На входном валу закреплено магнитное кольцо, а на шестерне - статоры (Рисунок 4 ). При вращении первичного вала торсион будет закручиваться, а магнитное кольцо перемещаться относительно статоров (Рисунок 5 ). При формировании магнитного поля линейные датчики Холла измеряют электрический сигнал и рассчитывают величину приложенной силы.

Просматривая данные PID, вы, скорее всего, увидите два отдельных показания силы/момента, измеренные в фунтах-футах. или Нм. Поворот рулевого управления должен привести к повышению этих PID.

Блок управления EPS контролирует ряд дополнительных датчиков, чтобы обеспечить эффективную работу системы и отсутствие перегрева. Сюда входят, помимо прочего, скорость и потребляемая мощность электродвигателя, температура блока управления и электродвигателя, скорость вращения колес и частота вращения двигателя. Все эти PID и многое другое можно отслеживать с помощью сканирующего прибора, и они могут оказаться неоценимыми, когда придет время диагностировать неисправную систему EPS.