|
СХЕМЫ---->
СХЕМЫ АВТОЭЛЕКТРОНИКИ статьи № 1-50---->
СХЕМЫ АВТОЭЛЕКТРОНИКИ статьи № 51-100---->
СХЕМЫ АВТОЭЛЕКТРОНИКИ статьи № 101-150
Введение в автомобильную электронику.
Х. Сига, С. Мидзутани. 1989 г.
Глава 4. Управление ходовой частью.
4.3. Рулевое управление с усилителем.
Рулевое управление с усилителем представляет собой устройство, предназначенное для уменьшения усилия, необходимого для поворота рулевого колеса. В настоящее время системы рулевого управления с усилителем используются очень широко. Вместе с тем в системах с постоянным коэффициентом усиления при установке небольшого рулевого усилия управление будет слишком чувствительным дли движения на высокой скорости, а при установке большого усилия в расчете на высокую скорость движения рулевое управление становится слишком тяжелым для водителя при движении на низких скоростях. Разработки с целью повышения эффективности рулевого управления базируются на прогрессе в области электронной техники и имеют два направления — управление, реагирующее на скорость движения автомобиля, и управление, реагирующее На частоту вращения коленчатого вала двигателя.
В первом случае коэффициент усиления изменяется в соответствии со скоростью автомобиля, во втором — с частотой вращения коленчатого вала двигателя. В обоих случаях цель изменения состоит в том, чтобы сделать более легким управление на низкой скорости и менее чувствительным — на высокой.
Существуют также системы, которые с помощью микроЭВМ позволяют управлять рулевым усилием по угловой скорости поворота рулевого колеса либо устанавливать его по желанию водителя.
4.3.1. Структура системы
Система, которая управляет рулевым усилием в соответствии со скоростью автомобиля, состоит, как показано на рис. 4.26
датчика скорости, электромагнитных клапанов, насоса и электронного блока управления. Существует несколько типов рулевого управления с усилителем. Однако в основном в них применяется циркуляция рабочей жидкости под давлением (развиваемым насосом, который приводится в действие двигателем) по путям Р-А-Т, Р-В-Т, показанным на рис. 4.27.
Клапаны V1, V4 и V2, V3 образуют пары, в каждой из которых клапаны открываются и закрываются одновременно, причем пары работают в противофазе. Если рулевое колесо находится в среднем положении, то давление жидкости справа и слева одинаково. При повороте рулевого колеса изменяется степень открытия клапанов в соответствии с величиной усилия. Равенство давлений с двух сторон поршня нарушается, и за счет возникающей при этом силы он смещается, поворачивая сектор, связанный с управляемыми колесами. В распространенных системах рулевого управления с усилителем степень открытия клапанов определяется непосредственно рулевым усилием. Однако управление этим усилием целесообразно осуществлять, соединяя, как показано на рис. 4.26, обе камеры цилиндров А и В рулевого механизма обходным каналом, сечение которого регулируется электромагнитным клапаном.
Описанный выше способ реализуется в виде достаточно простой системы. Вместе с тем его недостаток состоит в том, что из-за ограничений в регулировании потока диапазон изменения рулевого усилия нельзя сделать достаточно большим. Для преодоления этого недостатка систему усложняют, используя способ гидравлического противодействия, позволяющий добиться большей разницы рулевых усилий.
4.3.2. ЭБУ
На рис. 4.28 приведена структура ЭБУ рулевого управления с усилением по скорости автомобиля.
ЭБУ выполнен в виде аналоговой схемы. На вход схемы поступает сигнал от датчика скорости, аналогичного описанному в разд. 4.2 «Управление при движении с постоянной скоростью». Датчик совершает 637 оборотов в минуту при скорости 60 км/ч и вырабатывает за один оборот четыре импульса. Выходным сигналом ЭБУ является сигнал переменной скважности, приводящий в движение электромагнит следящего действия. Этот электромагнит отличается от обычного тем, что может фиксировать клапан в произвольном положении, пропорциональном среднему току. Вместе с тем для обеспечения устойчивости положения он требует большего тока питания. Кроме того, ток через электромагнит изменяется из-за отклонения сопротивления обмотки при ее самонагреве. Необходимо также обратить внимание на то, что из-за фрикционного и магнитного гистерезисов при постоянном токе характеристика электромагнита нелинейна. В данной схеме введена цепь измерения тока электромагнита. Управление электромагнитом осуществляется сигналом с изменяющейся скважностью. Сигнал от датчика скорости с помощью преобразователя частоты в напряжение (f—V) преобразуется в напряжение, пропорциональное скорости, которое легко обрабатывается аналоговой схемой. На высокой скорости для увеличения рулевого усилия ток электромагнита должен расти. Но, для того чтобы не допустить чрезмерного увеличения рулевого усилия на больших скоростях, значение тока остается неизменным при скорости выше 120 км/ч. Для этого вводится схема обнаружения скорости 120 км/ч. Напряжение V, полученное в ре
зультате преобразования сигнала датчика скорости, и напряжение ei пропорциональное падению напряжения (образуемому током Iо через электромагнит) на резисторе для измерения тока, сравниваются в усилителе сигнала рассогласования. Усилитель, содержащий интегрирующую схему на операционном усилителе, вырабатывает сигнал, скорректированный таким образом, что при наличии рассогласования через электромагнит всегда протекает ток, пропорциональный скорости (в сигнале рассогласования учитываются также изменения сопротивления электромагнита и напряжения аккумуляторной батареи). Схема сравнения в результате обработки скорректированного сигнала и сигналов треугольной формы еo генератора вырабатывает импульсы, скважность которых пропорциональна скорости (рис. 4.29).
Этот сигнал через транзистор поступает на электромагнит. На рис. 4.30 показана зависимость тока электромагнита от скорости автомобиля. С увеличением тока степень открытия электромагнитного клапана и рулевое усилие возрастают.
|
