二、电控动力转向系统
B级和A级全系车型都配备了电控动力转向系统,下面以B200为例对奔驰电动动力转向系统进行介绍。
(一)部件概述
1.电控动力转向系统部件组成(图7)
2.电控动力转向控制模块N68部件说明
电控动力转向控制模块安装在齿轮齿条式转向机构的转向机壳体上。电控动力转向控制模块具有以下任务:读取传感器及信号、评估输入因素、促动部件、传输请求/信息。
电控动力转向控制模块通过线路直接读取电控动力转向扭矩传感器A91b1信息。通过CAN C读取转向辅助扭矩请求、车轮速度信号,来自ESP控制模块;电路61状态和发动机转速信息,来自发动机控制模块;从转向柱管模块N80读取转向角和转向速度信息,由转向角传感器N49记录。电控动力转向控制模块通过直接线路促动电控动力转向机构伺服电机A91 m1。
3.电控动力转向(ES)扭矩传感器部件说明
转向机输入轴通过一根扭杆连接到传动小齿轮。扭杆在驾驶员施加的转向扭矩的作用下扭曲。扭杆的扭曲由电控动力转向扭矩传感器A91 b1非接触地测量,并转换成电压信号。该电压作为输入信号用于电控动力转向控制模块N68。电控动力转向扭矩传感器A91b1位于齿轮齿条式转向机构转向机的转向机输入轴区域内。电控动力转向扭矩传感器A91b1为感应传感器,以非接触的方式工作。
4.电控动力转向(ES)执行元件电机
电控动力转向执行元件电机A91 m1根据来自电控动力转向控制模块N68的输入信号支持驾驶员所施加的车轮转向扭矩。电控动力转向执行元件电机A91 ml的旋转运动通过涡轮装置传递到传动小齿轮。旋转方向取决于驾驶员转动转向盘的方向。
(二)电控动力转向功能
电控动力转向(ES)控制网络图(图8)。
电控动力转向机构包括齿轮齿条式转向器、电控动力转向控制模块以及由电控动力转向伺服电机和电控动力转向扭矩传感器组成的电子机械控制模块。电控动力转向机构实现了对转向助力的连续速度感应式控制,与液压动力转向相比有以下优点:改善转向感、节省燃油、无须转向机油、紧凑型设计、速度感应式助力、辅助转向回位、具备诊断性能等。在齿轮齿条式转向机构的传动小齿轮处,电控动力转向伺服电机通过蜗轮给予驾驶员转向扭矩以助力。电控动力转向伺服电机的转动方向取决于转向盘的转动方向。当电路15关闭的情况下,伺服助力慢慢降低。
电控动力转向系统是以传统的齿条式齿轮转向机为基础而设计的。电控动力转向执行元件电机A91 m1通过齿轮齿条式转向机构处传动小齿轮的蜗轮来支持驾驶员的转向扭矩。电控动力转向执行元件电机A91 ml的转动方向取决于转向盘的移动方向。电控动力转向控制模块N68需要以下信息来计算所需的转向助力:
·目前使用的转向扭矩,来自电控动力转向扭矩传感器A91b1。
·目前的车轮速度,由4个轮速传感器确定,并由ESP控制模块通过CAN C发送
·转向角度和转向速度信号,来自ESP控制模块。转向角传感器(N49),来自转向柱模块(N80)
·目前发动机转速,来自发动机控制模块(N3/10),通过CAN C传递
·目前电控动力转向执行元件电机A91 m 1的转子位置,通过CAN C传递。电机位置传感器,来自电动机械控制器装置A91
电控动力转向控制模块N68使用存储的特性图计算所需提供的转向力支持,并据此促动电控动力转向执行元件电机A91 m1。
转向辅助功能顺序:
转向辅助功能帮助驾驶员在紧急驾驶状况中达到最佳的特性。转向辅助功能需要借助于电控动力转向控制模块和ESP控制模块来实现。转向辅助功能通过对转向过度的车辆进行反向转向,为驾驶员提供支持或进行稳定在单侧路面上制动时为驾驶员提供辅助由ESP控制模块记录当前的行驶条件。ESP控制模块通过CAN C将“转向辅助扭矩请求”信息发送至电控动力转向控制模块,然后该单元相应地促动电控动力转向伺服电机。
电控动力转向(ES)应急运行模式功能:
对电控动力转向机构的安全性要求是当发生电子故障时确保手动转向能力的可用性。电控动力转向控制模块会对系统持续进行故障监测来保证其安全运行。
当“电路15接通”时,电控动力转向控制模块N68执行自测试功能。如果与所存储的设定值有偏差,则动力转向助力不会激活。当处于驾驶模式时,会对来自电控动力转向扭矩传感器A91b1以及电动机械控制模块A91电机位置传感器的信号和电控动力转向控制模块N68内的电流测量值的合理性进行持续检查。各信号必须在所存储的允许公差值范围内。如果数值超过公差值,则电控动力转向控制模块N68会立即将电控动力转向机构关闭。如果“电路15接通”信号缺失,则动力转向助力会慢慢降低(慢慢地转变到纯手动转向会使驾驶员更容易控制)。
如果电控动力转向机构处于不起作用状态,驾驶员操作转向必须克服扭转角和转向机构内扭杆的扭矩。此时转向输入轴和传动小齿轮之间形成机械连接。车辆可以进行转向,但是需要花费相当大的力气。
如果电控动力转向控制模块N68检测到故障,则会将其通过多功能显示屏Alp13显示警告信息“动力转向故障!请去特许服务中心!”来告知驾驶员。仪表通过CAN C接收来自电控动力转向控制模块的警告信息。在动力转向助力出现故障的情况下,该警告信息会使驾驶员注意车辆转向性能的变化或导致转向性能变化的原因。