Устройство для рулевого управления транспортного средства с электромеханическим усилителем

Полезная модель относится к механическому рулевому управлению транспортного средства с электрическим усилителем и может применяться в автомобилях повышенной проходимости, работающих преимущественно в маневровых режимах. Устройство для рулевого управления транспортного средства с электромеханическим усилителем включающее блок 6 реверса исполнительного асинхронного двигателя, датчик 17 скорости движения транспортного средства, формирователь 10 закона управления исполнительным асинхронным двигателем, бортовой источник питания 12, задатчик 14 ограничения тока, а также последовательно соединенные датчик 2 момента, формирователь 11 напряжения управления, управляемый задающий генератор 9, трехфазный интегральный распределитель 8 импульсов, регулятор 7 напряжения на обмотках исполнительного асинхронного двигателя, частотно-импульсный модулятор 16, компаратор 15, исполнительный асинхронный двигатель 3, вал которого через редуктор 18 соединен с рулевым механизмом 4, при этом с управляемым задающим генератором 9 соединены датчик 17 скорости движения транспортного средства и формирователь 10 закона управления исполнительным асинхронным двигателем, а с блоком 6 реверса исполнительного асинхронного двигателя соединены силовой трехфазный транзисторный инвертор 5, регулятор 7 напряжения на обмотках исполнительного асинхронного двигателя и формирователь 11 напряжения управления, причем бортовой источник питания 12 соединен с датчиком 13 потребляемого системой тока, а задатчик 14 ограничения тока соединен с компаратором 15, кроме того, датчик 2 момента установлен на рулевом колесе 1 и соединен с исполнительным асинхронным двигателем 3 через редуктор 18.

Область техники

Полезная модель относится к механическому рулевому управлению транспортного средства с электрическим усилителем и может применяться в автомобилях повышенной проходимости, работающих преимущественно в маневровых режимах.

Предшествующий уровень техники

Известно, выбранное в качестве ближайшего аналога, рулевое управление транспортного средства, содержащее рулевое колесо, кинематически соединенное через датчик момента и рулевой вал с рулевым механизмом, кинематически соединенным с управляемыми колесами, электродвигатель, кинематически связанный с рулевым валом, усилитель мощности, сумматор, задатчик порогового значения скорости движения, соединенный с первым входом компаратора, датчик скорости движения, соединенный с вторым входом компаратора, коммутатор, первый вход которого соединен с выходом компаратора, а выход - с электродвигателем, отличающееся тем, что оно снабжено датчиком тока, блоками преобразования сигналов датчика момента и датчика тока, первым и вторым блоками логики, первым и вторым регуляторами, причем выход усилителя мощности соединен с вторым входом коммутатора через датчик тока, выход которого соединен с входом блока преобразования сигналов датчика тока, вход усилителя мощности соединен с выходом первого блока логики, вход которого соединен с выходом сумматора, выход второго регулятора - с первым входом второго блока логики, выход которого соединен с первым входом первого регулятора, выход датчика момента - с входом блока преобразования сигналов датчика момента, выход которого соединен с вторыми входами первого регулятора и второго блока логики и входом второго регулятора, выход первого регулятора - с первым входом сумматора, второй вход которого соединен с выходом блока преобразования сигналов датчика тока (патент РФ на изобретение 2157327).

Недостатком известного рулевого управления является использование в нем в качестве исполнительного двигателя постоянного тока с независимым возбуждением с присущим ему главным недостатком - наличие щеточно-коллекторного узла. Этот недостаток, присущий данному типу двигателя вообще, особенно проявляется в электроусилителе рулевого управления, так как в нем он постоянно работает в переходных процессах пуска и остановки (торможения).

Раскрытие полезной модели

Техническим результатом, который может быть получен в заявленной полезной модели, является создание устройства для рулевого управления транспортного средства с электромеханическим усилителем, в котором будет устранен указанный выше недостаток.

Устройство для рулевого управления транспортного средства с электромеханическим усилителем, включающее блок реверса исполнительного асинхронного двигателя, датчик скорости движения транспортного средства, формирователь закона управления исполнительным асинхронным двигателем, бортовой источник питания, задатчик ограничения тока, а также последовательно соединенные датчик момента, формирователь напряжения управления, управляемый задающий генератор, трехфазный интегральный распределитель импульсов, регулятор напряжения на обмотках исполнительного асинхронного двигателя, частотно-импульсный модулятор, компаратор, исполнительный асинхронный двигатель, вал которого соединен с рулевым механизмом, при этом с управляемым задающим генератором соединены датчик скорости движения транспортного средства и формирователь закона управления исполнительным асинхронным двигателем, а с блоком 6 реверса исполнительного асинхронного двигателя соединены силовой трехфазный транзисторный инвертор, регулятор напряжения на обмотках исполнительного асинхронного двигателя и формирователь напряжения управления, причем бортовой источник питания соединен с датчиком потребляемого системой тока, а задатчик ограничения тока соединен с компаратором, кроме того, датчик момента установлен на рулевом колесе и соединен с исполнительным асинхронным двигателем, через редуктор.

Описание чертежей(а)

На фиг.1 представлена блок-схема устройства для рулевого управления транспортного средства с электромеханическим усилителем.

Осуществление полезной модели

Устройство для рулевого управления транспортного средства с электромеханическим усилителем, включающее блок 6 реверса исполнительного асинхронного двигателя, датчик 17 скорости движения транспортного средства, формирователь 10 закона управления исполнительным асинхронным двигателем, бортовой источник питания 12, задатчик 14 ограничения тока, а также последовательно соединенные датчик 2 момента, формирователь 11 напряжения управления, управляемый задающий генератор 9, трехфазный интегральный распределитель 8 импульсов, регулятор 7 напряжения на обмотках исполнительного асинхронного двигателя, частотно-импульсный модулятор 16, компаратор 15, исполнительный асинхронный двигатель 3, вал которого соединен с рулевым механизмом 4 через редуктор 18.

С управляемым задающим генератором 9 соединены датчик 17 скорости движения транспортного средства и формирователь 10 закона управления исполнительным асинхронным двигателем.

С блоком 6 реверса исполнительного асинхронного двигателя соединены силовой трехфазный транзисторный инвертор 5, регулятор 7 напряжения на обмотках исполнительного асинхронного двигателя и формирователь 11 напряжения управления.

Бортовой источник питания 12 соединен с датчиком 13 потребляемого системой тока.

Задатчик 14 ограничения тока соединен с компаратором 15, кроме того, датчик 2 момента установлен на рулевом колесе 1 и соединен с исполнительным асинхронным двигателем 3, через редуктор 18 и формирователем 11 напряжения управления.

Заявленное устройство работает следующим образом. При повороте рулевого колеса 1 в ту или иную сторону датчик 2 момента вырабатывает соответствующий углу поворота сигнал. Этот сигнал поступает на формирователь 11 напряжения управления, который включает управляемый задающий генератор 9, выходные сигналы которого управляют трехфазным интегральным распределителем 8 импульсов, который, в свою очередь, посредством регулятора 7 напряжения на обмотках исполнительного асинхронного двигателя и блока 6 реверса исполнительного асинхронного двигателя, управляет силовыми транзисторными ключами инвертора 5, питающего обмотки статора исполнительного асинхронного двигателя 3. Вал исполнительного асинхронного двигателя 3, воздействуя на поворотные колеса транспортного средства через редуктор 18 и рулевой механизм 4, поворачивается на заданный угол поворота рулевого колеса 1 и останавливается.

При повороте рулевого колеса 1 в другую сторону формирователь 11 напряжения управления меняет логику своего выходного сигнала и через блок реверса 6 исполнительного асинхронного двигателя по слаботочной части системы управления меняет местами сигналы управления двумя силовыми стойками инвертора 5, а, следовательно, и исполнительного асинхронного двигателя 3. Происходит возврат колес транспортного средства в исходное положение или поворот их в другую сторону.

Так как исполнительный асинхронный двигатель 3 при прямом управлении обладает малым пусковым моментом, то для его увеличения в устройство для рулевого управления транспортного средства с электромеханическим усилителем введен формирователь 10 закона управления, позволяющий осуществить частотный запуск исполнительного асинхронного двигателя 3 и значительно увеличить его пусковой момент.

Датчик 13 потребляемого системой тока измеряет (частоту) величину тока подаваемого от бортового источника питания 12 на силовой трехфазный транзисторный инвертор 5. При низких частотах управления исполнительным асинхронным двигателем 3, датчик 13 потребляемого системой тока передает соответствующий сигнал через компаратор 15 на частотно-импульсный модулятор 16. При этом частотно-импульсный модулятор 16 формирует и передает регулятору 7 напряжения на обмотках исполнительного асинхронного двигателя команду на снижение напряжения на обмотках статора исполнительного асинхронного двигателя 3.

Датчик 17 скорости движения транспортного средства, соединенный с управляемым задающим генератором 9, предусмотрен для управления скоростью вращения вала исполнительного асинхронного двигателя 3, а, следовательно, для управления скоростью поворота колес транспортного средства в зависимости от скорости его движения. Указанное управление скоростью поворота колес осуществляется следующим образом.

Сигнал датчика 17 скорости движения транспортного средства поступает на управляемый задающий генератор 9, который включает или выключает его. Выходные сигналы генератора управляют трехфазным интегральным распределителем 8 импульсов, который, в свою очередь, через регулятор 7 напряжения на обмотках исполнительного асинхронного двигателя и через блок 6 реверса исполнительного асинхронного двигателя, управляет силовыми транзисторными ключами инвертора 5, питающего обмотки статора исполнительного асинхронного двигателя 3.

Устройство для рулевого управления транспортного средства с электромеханическим усилителем, включающее блок (6) реверса исполнительного асинхронного двигателя, датчик (17) скорости движения транспортного средства, формирователь (10) закона управления исполнительным асинхронным двигателем, бортовой источник питания (12), задатчик (14) ограничения тока, а также последовательно соединенные датчик (2) момента, формирователь (11) напряжения управления, управляемый задающий генератор (9), трехфазный интегральный распределитель (8) импульсов, регулятор (7) напряжения на обмотках исполнительного асинхронного двигателя, частотно-импульсный модулятор (16), компаратор (15), исполнительный асинхронный двигатель (3), вал которого через редуктор (18) соединен с рулевым механизмом (4), при этом с управляемым задающим генератором (9) соединены датчик (17) скорости движения транспортного средства и формирователь (10) закона управления исполнительным асинхронным двигателем, а с блоком (6) реверса исполнительного асинхронного двигателя соединены силовой трехфазный транзисторный инвертор (5), регулятор (7) напряжения на обмотках исполнительного асинхронного двигателя и формирователь (11) напряжения управления, причем бортовой источник питания (12) соединен с датчиком (13) потребляемого системой тока, а задатчик (14) ограничения тока соединен с компаратором (15), кроме того, датчик (2) момента установлен на рулевом колесе (1) и соединен с исполнительным асинхронным двигателем (3) через редуктор (18).