Directia asistata electric variabil ( D.A.E.V. )

a.Introducere

Progresul in domeniul electric si electronic a permis inlocuirea sistemului de asistenta hidraulica cu cel electric. Avantajul consta in diminuarea numarului de componente care ocupa un volum important in cadrul compartimentului motor ( varianta hidraulica ).

Directia asistata electric variabil utilizeaza curentul electric ca energie de lucru.

b.Componenta

c.Coloana de directie motorizata

Functionare

Cuplul de asistenta este realizat cu un motor electric. Cind la nivelul volanului apare un efort acesta este transmis mecanic la cremaliera dar si la un calculator sub forma unui semnal de electric dat de un captor de cuplu. Calculatorul furnizeaza motorului electric un curent electric functie de:

efortul la volan

viteza vehiculului

Prin intermediul unui ambreiaj si al unui reductor efortul de asistenta se transmite la pinionul cremalierei.

Captorul de cuplu emite un semnal de forma unei tensiuni variabile proportionale cu cuplul de actionare al volanului.

Strategie

Calculatorul comanda motorul electric numai functie de efortul la volan daca viteza vehiculului este inferioara valorilor de 2,5 km/h ( acest prag de viteza este functie de vehicul ).

Daca viteza de deplasare este superioara unui prag prestabilit de constructor determinarea curentului electric de alimentare a motorului este functie de informatiile date de captorul cuplu volan si captorul de viteza.

Asistenta se reduce odata cu sporirea vitezei de deplasare.

De la o anumita viteza de deplasare alimentarea motorului electric este anulata si din motive de securitate el este debraiat.

Un etaj electronic integrat in calculator impiedica aparitia cuplului de asistenta la rotirea in sens invers a volanului si in cazul in care nu este actionat volanul.

6.Elemente electrice

a.Evolutia sistemelor D.A.E.V.

• Prima generatie

calculator propriu

diagnosticare prin tester

alerta conducator

mod degradat

programarea legilor de asistenta

variatia de asistenta se obtine prin modularea curentului electric al motorului

captor cuplu volan plasat la nivelul coloanei de directie

• A doua generatie

idem ca la prima generatie dar avem in plus:

retur activ al volanului

captor de unghi volan plasat pe caseta de directie

• A treia generatie

idem ca la a doua generatie dar in plus avem:

calculator integrat in colana de directie

captor dubla functie plasat pe coloana: unghi si cuplu volan

strategie de punere in veghe intre doua solicitari

b.Sinoptica

c.Captor de cuplu pentru sistemele din prima si a doua generatie

1 - bara de torsiune montata in coloana de directie

2 - bobina de referinta fixa in raport cu coloana

3 - bobina de masura a variatiei unghiulare

4 - coroana de fier moale solidara cu arborele de intrare

5 - coroana de fier moale solidara cu arborele de iesire

6 - circuit electronic pentru formarea semnalului de cuplu volan

7 - conector calculator

- stift

9 - arbore de intrare ( rotor )

10- arbore de iesire ( solidar cu pinionul )

Functionare

Captorul este constituit din doua parti.

Partea electromagnetica a captorului da o informatie cu privire la pozitia unghiulara dintre cele doua coroane din fier moale.

Partea electronica transforma aceasta informatie in informatie de cuplu conform urmatorului principiu:

deformarea barei de torsiune este proportionala cu efortul la volan

o coroana este solidara cu rotorul iar cealalta cu pinionul

extremitatile celor doua coroane sunt prevazute cu danturi

datorita deformarii unghiulare a barii de torsiune forma miezului bobinei de masura se schimba si astfel forma semnalului electric se modifica

in paralel o a doua bobina de referinta ce are caracteristicile costante in raport cu deformarile unghiulare transmite informatii electrice de referinta

informatia ( de tip intensitate ) transmisa la calculator circula prin doua legaturi electrice redondante

alimentarile captorului sunt dublate din motive de securitate

d.Captorul de viteza/unghi volan pentru sistemele din a doua generatie

Sistemele D.A.E.V. din a doua generatie ofera o prestatie numita ,,retur activ al volanului'.

Pentru a optimiza returul volanului spre punctul mediu al directiei la viteza redusa de deplasare un curent electric alimenteaza motorul electric ce creeaza un cuplu de revenire ce se adauga celui mecanic datorat unghiurilor de fuga.

Pentru a realiza aceasta prestatie calculatorul trebuie sa cunoasca pozitia unghiulara a volanului, sensul sau de rotatie si viteza sa. Sistemul are traductorul de unghi volan fixat pe caseta de directie.

Descriere si functionare

Captorul contine doua placute cu efect Hall. Ele permit a determina sensul si viteza de rotatie. Pinionul cremalierei este magnetizat si seveste ca roata dintata pentru captor.

Sensul de rotatie

Pentru determinarea sensului de rotatie al volanului captorul emite doua semnale defazate unul in raport cu celalalt. Daca volanul este rotit catre stinga semnalul rosu este in avans fata de cel albastru, si invers

Viteza de rotatie

Calculatorul utilizeaza aceasta informatie pentru a pilota asistenta de retur a volanului. Aceasta asistenta este diminuata pe masura ce volanul se apropie de punctul mediu.

Pozitia de punct mediu

Aceasta pozitie este determinata si reactualizata de calculator la un rulaj in linie dreapta functie de viteza vehiculului si de cuplul volan.

e.Captor cuplu/viteza/unghi volan pentru sisteme din a treia generatie

Acest captor are patru functii:

masoara cuplul exersat de conducator asupra volanului pentru a determina nivelul de asistenta

masoara viteza de retur a volanului pentru strategia retur activ

determina sensul de rotatie al volanului pentru strategia de retur activ si pentru sistemul ESP

masoara unghiul volanului pentru returul activ si pentru sistemul ESP

Principiul de functionare al captorului pentru cuplul volan

Captorul comporta doua discuri montate la cele doua capete ale barei de torsiune. Discurile prezinta ferestre traversate de fascicule emise de doua celule optice emitatoare care impreuna cu doua celule optice receptoare formeaza doi captori optici ce determina unghiul de torsiune al barei.

Efortul exersat de conducator asupra volanului provoaca diminuarea ferestrelor ( se suprapun cele doua discuri ). Aceasta diminuare este proportionala cu nivelul de asistenta.

Principiul de functionare al captorului pentru unghi volan

Masurarea unghiului volan se face prin determinarea deplasarii ferestrelor. Rezolutia este de 0,1º.

Pentru determinarea numarului de rotatii ale volanului sistemul foloseste trei captori cu efect Hall dispusi pe rotorul motorului. Acesti captori dau o rezolutie de 1,2º.

Combinarea celor doua informatii permite calculatorului a cunoaste unghiul si numarul de ture al volanului.

Configurarea captorului

In cazul inlocuirii captorului este necesar a se efectua urmatoarele operatii:

indexarea

calibrarea

initializarea

Pe discurile captorului exista un index, adica un reper fix. El permite captorului de a memora pozitia de zero a volanului. In plus indexul permite a controla buna functionare a captorului.

Pentru a realiza indexarea este suficient a roti volanul 30º stinga si apoi 30º dreapta ( pentru a se depista indexul ) dupa care se readuce volanul pe punctul mediu.

In continuare se lanseaza comanda de calibrare prin tester pentru a cere captorului sa memoreze pozitia de zero.

Pentru a finaliza initializarea se roteste volanul cel putin 1,2 º pentru a se activa captorii cu efect Hall.

f.Ambreiajul

Este un ambreiaj electromagnetic monodisc uscat a carui comanda se face in R.C.O. ( 1kHz ) la inceputul procesului de ( pentru progresivitate ) si apoi in curent continuu pentru mentinere.

Rezistenta: 14 Ω

Tensiune: 8 la 16V

Curent ON ( cuplare ): 0,44A min

Curent OFF: 10 la 20mA

g.Motorul electric

Prima si a doua generatie

Comanda se face in semnal R.C.O. pentru a varia intensitatea curentului electric. Statorul contine doi magneti permanenti.

Tensiune: 8 la 16V

Curentul maxim nominal: 25A, 45A, 60A functie de tipul D.A.E.V..

Frecventa de comanda: 18,5 1,5 kHz

A treia generatie

Avem motor cu magneti permanenti trifazic. Nu avem peri colectoare si se poate obtine puteri nominale de cca 100 W fara uzura motorului.

Protectia termica

In timpul unei manevre dificile ce necesita o solicitare intensa a D.A.E.V. motorul electric risca sa se incalzeasca. Calculatorul va pune in aplicare o strategie de protectie termica bazata pe controlul timpului de alimentare al motorului. Limitarea supraincalziri se face prin limitarea intensitatii curentului electric

Conducatorul poate constata in aceste situatii o diminuare progresiva a asistentei.

Diminuarea intensitatii curentului electric se face cu 1,5A la fiecare 20secunde iar reluarea functionarii normale se face de aceeasi maniera cind nu avem efort asupra volanului.

C.MENTENANTA

a.Controlul sistemului

Inainte de aplicarea procedurilor de control sunt necesare operatii particulare, utilizarea dispozitivelor speciale sau incercari rutiere. Se impune a se elimina eventuale cauze, cum ar fi:

nivelul de ulei din rezervor

pierderile de ulei

presiunea din roti

eliminarea jocurilor din articulatii

b.Studiul schemelor electrice