Сервотроник представляет собой систему поперечной динамики. Задачей сервотроника является непрерывная адаптация усиления рулевого привода в зависимости от скорости движения и угла поворота колеса. Сервотроник для этого управляет электрическим током клапана сервотроника, в связи с чем имеющийся поток масла гидросистемы поддерживает процесс рулевого управления с различной степенью интенсивности. Далее учитывается актуальный угол поворота колеса для гармонизации поддержки через угол поворота колеса. Усиление рулевого привода определяется с помощью полей характеристик и уменьшается при растущей скорости движения, в связи с чем требуемый момент на рулевом колесе увеличивается.

Усиление рулевого привода реализуется обычным реечным рулевым механизмом с гидроусилителем. Величины и направления действующих на зубчатую рейку гидравлических вспомогательных сил зависят от угла поворота установленного торсиона. Торсион находится между валом рулевого управления и шестерней.

В ЭБУ, ответственном за функцию сервотроника, находятся следующие детали:

• Выходной каскад для сервотроника
• Программное обеспечение для сервотроника

Функция сервотроника может быть реализована различными ЭБУ:

• E70 без активного рулевого управления с 04/2010 = ЭБУ сервотроника SVT
• E70 с активным рулевым управлением = активное рулевое управление (AL)
• E71, E71M и E70M = Интегрированная система управления ходовой частью ICM (= Integrated Chassis Management)

С 04/2010 существует сервотроник для E70 без активного рулевого управления (AL) в качестве дополнительного оборудования. Автомобили без активного рулевого управления не имеют активного рулевого управления (AL). На этих автомобилях дополнительно устанавливается ЭБУ сервотроника SVT.

Указание! Автомобили без активного рулевого управления!

Это описание функционирования описывает функцию сервотроник у E70 с 04/2010 без активного рулевого управления.

Краткое описание узла

• ЭБУ сервотроника (SVT)
• ЭБУ JBE
• Клапан сервотроника

ЭБУ сервотроника (SVT)

ЭБУ сервотроника (SVT) выполняет функции, которые могут быть полностью интегрированы также в следующие ЭБУ:

• Встроенная система управления ходовой частью (ICM)
• Активное рулевое управление (АРУ)

Следующие автомобили располагают ЭБУ сервотроника SVT:

• E70 с дополнительным оборудованием сервотроник без активного рулевого управления

Место установки блока управления сервотроника (SVT) находится позади системы доступа в автомобиль (CAS).

Для сервотроника требуются следующие сигналы:

• Угол поворота колеса коммутационного центра в рулевой колонке (SZL)
• Скорость движения системы динамического контроля стабильности (DSC)
• Статус двигателя в цифровой электронной системе управления двигателем (DME) или цифровой электронной системе управления дизельным двигателем (DDE)
• Статус контакта в системе доступа в автомобиль (CAS)

Клапан сервотроника активируется только при включенном контакте 15 и включенном двигателе.

Система динамического контроля устойчивости (DSC)

Система динамического контроля стабильности (DSC) оценивает отдельные датчики угловой скорости колеса и рассчитывает скорость движения. Сигнал скорости движения предоставляется ЭБУ сервотроника (SVT).

Система динамического контроля стабильности (DSC) поставляет сигнал скорости движения. Сигнал скорости движения является одним из требуемых сигналов для активации блока управления сервотроника (SVT).

коммутационный центр в рулевой колонке (SZL);

Оптический датчик для измерения угла поворота колеса интегрирован в печатную плату коммутационного центра в рулевой колонке (SZL). Датчик угла поворота рулевого колеса выполнен в виде бесконтактной оптической измерительной системы. Система состоит из диска кодирования и оптического датчика. Диск кодирования соединен через поводок непосредственно с рулевым колесом. При вращении рулевого колеса диск кодирования двигается внутри оптической измерительной системы. Коммутационный центр в рулевой колонке (SZL) оценивает угол поворота колеса и отправляет эту информацию по K-CAN2.

Датчик угла поворота рулевого колеса установлен в коммутационном центре в рулевой колонке (SZL). Датчик угла поворота рулевого колеса измеряет угол поворота колеса оптическим бесконтактным способом. Датчик закреплен на плате с электронным блоком обработки. Датчик состоит из следующих компонентов:

• Кодирующий диск
• Оптический датчик

Кодирующий диск через кассету витых пружин соединен с рулевым колесом. При вращении рулевого колеса кодирующий диск двигается внутри оптического датчика. На диске кодирования расположены различные штрих-коды для анализа.

Коммутационный центр на рулевой колонке (SZL) соединен по шине CAN ходовой части с системой динамического контроля стабильности (DSC). Угол поворота колеса передается по шине CAN ходовой части.

Цифровая электронная система управления двигателем (DME) или цифровая электронная система управления дизельным двигателем (DDE)

Цифровая электронная система управления двигателем (DME) или цифровая электронная система управления дизельным двигателем (DDE) принимает соответствующую систему управления двигателем со всеми деталями. Цифровая электронная система управления двигателем (DME) или цифровая электронная система управления дизельным двигателем (DDE) передает статус включенного двигателя. Этот статус относится к условиям активизации сервотроника.

На следующем рисунке представлена цифровая электронная система управления двигателем (DME).

Цифровая электронная система управления двигателем (DME) или цифровая электронная система управления дизельным двигателем (DDE) соединен через двигатель и жгут проводов.

Цифровая электронная система управления двигателем (DME) или цифровая электронная система управления дизельным двигателем (DDE) соединена по шине CAN двигателя и трансмиссии с остальной системой шин связи. Функцию межсетевого преобразователя выполняет блок Junction Box.

Цифровая электронная система управления двигателем (DME) или цифровая электронная система управления дизельным двигателем (DDE) выдает статус двигателя. Статус двигателя является одним из требуемых сигналов для активации блока управления сервотроника (SVT).

Блок Junction Box (JBE)

Блок Junction Box соединен с передним распределителем тока как механически, так и электрически. Блок Junction Box объединяет несколько функций в одном ЭБУ. Блок Junction Box подключается с помощью нескольких штекерных соединений.

Блок Junction Box является интерфейсом передачи данных между шиной CAN двигателя и трансмиссии и кузовной CAN-шиной.

На следующем рисунке изображено место установки блока Junction Box в E70.

Система доступа в автомобиль (CAS)

Система доступа в автомобиль (CAS) является ЭБУ, ответственным за контроль контактов и активизируетсяблоком Junction Box.

Система доступа в автомобиль (CAS) предоставляет статус контакта. Статус контакта является одним из требуемых сигналов для активации блока управления сервотроника (SVT).

Клапан сервотроника

Сервотроник осуществляет регулировку усиления гидроусилителя рулевого управления в зависимости от скорости. Поток жидкости регулируется по-разному в зависимости от активизации клапана сервотроника. Дросселирование зависит от тока клапана сервотроника. Клапан сервотроника представляет собой электромагнитный клапан.

Клапан сервотроника подключен к ЭБУ сервотроника с помощью 2-полюсного штекерного соединения. ЭБУ сервотроника (SVT) управляет клапаном сервотроника посредством напряжения и массы.

Обзор системы

Системные функции

Сервотроник определяет большую часть момента на рулевом колесе, который должен создать водитель. Функция сервотроник определяется в значительной степени через скорость движения и угол поворота колеса:

• Низкий диапазон скоростей (город, парковка) = низкий момент на рулевом колесе
• Высокий диапазон скоростей (загородная дорога, автомагистраль) = высокий момент на рулевом колесе

Клапан сервотроника активизируетсятолько при включенном контакте 15 и включенном двигателе. Контур регулировки сервотроника регулирует ток подключенного клапана сервотроника. Более высокий ток означает большую степень усиления рулевого привода при одинаковом моменте на рулевом колесе. Заданный ток определяется на основании поля характеристик, с параметрами "скорость движения " и "угол поворота колеса". Поле характеристик сохранено в кодировочных данных и располагает 10 опорными точками для скорости движения и 6 опорными точками для угла поворота колеса. Промежуточные значения заданного тока определяются с помощью линейной интерполяции соседних опорных точек. Значение из графической характеристики ограничивается функцией в пределах от 0 до 860 миллиампер.

Сервотроник определяет каждые 100 миллисекунд желаемое усиление рулевого привода в зависимости от следующих факторов:

• Текущая скорость движения
• Актуальное значение угла поворота колеса

Соответствующее значение в поле характеристик активизируетсяв зависимости от конкретной ситуации. Если актуальное значение скорости движения или угла поворота колесе находится вне определенного диапазона, используются максимальные или минимальные заданные значения.

Далее возможен, в зависимости от варианта шасси, переход к одному из 2 полей характеристик. Сервотроник оценивает сообщение по шине CAN, чтобы перейти к обычному полю характеристик или к спортивному полю характеристик. Сигнал сравнивается с закодированным значением спортивного режима. В случае одинаковых значений выполняется переход к спортивному полю характеристик. При отсутствии сообщения или недействительном значении будет активно поле, выбранное последним. После сброса сервотроник использует состояние "комфорт" и, таким образом, обычное поле характеристик. Однако состояние не сохраняется в ЭБУ сервотроника.

На следующем рисунке в качестве примера представлено поле характеристик на основе скорости движения с углом поворота колеса 0 градусов у E70 с Dynamic Drive и электронной системой регулировки жесткости амортизаторов.

Описываются следующие системные функции сервотроника:

• Усиление рулевого привода при обесточенном клапане сервотроника

Усиление рулевого привода при низких скоростях движения

При низких скоростях движения момент на рулевом колесе усиливается в значительной степени. Усиление рулевого привода соответствует графической характеристике при подаче напряжения в 860 миллиампер. Небольшой момент на рулевом колесе создает высокий перепад давлений между рабочими цилиндрами.

Усиление рулевого привода при высоких скоростях движения

При высоких скоростях движения момент на рулевом колесе почти не усиливается. Усиление рулевого привода соответствует графической характеристике при подаче напряжения в 0 миллиампер. Высокий момент на рулевом колесе создает незначительный перепад давлений между рабочими цилиндрами.

Усиление рулевого привода при неисправностях

В обесточенном состоянии клапана сервотроника усиление рулевого привода соответствует графической характеристике при подаче напряжения в 0 миллиампер. Высокий момент на рулевом колесе создает незначительный перепад давлений между рабочими цилиндрами.

При коротком замыкании на плюс на клапан сервотроника поступает полное напряжение бортовой сети. Клапан сервотроника полностью активизируется. Коэффициент усиления рулевого управления с гидроусилителем - максимальный.

Указания для службы сервиса

Указание! Следовать указаниям руководства по ремонту!

Указания по обслуживанию не заменяют актуальной информации касательно ТО по регламенту, а также руководства по ремонту. При ремонте компонентов сервотроника обязательно соблюдать руководство по ремонту.

Отказ узла

Блок управления сервотроника (SVT) посредством самодиагностики контролирует следующие области:

• Напряжение
• Активизация клапана сервотроника
• Связь
• Сообщение системы автоматической диагностики
• Накопитель сбоев
• Регенерация неисправностей
• Кодирование

При отказе клапана сервотроника может наблюдаться следующее:

• Запись неисправности в ЭБУ сервотроника (SVT)

Оставляем за собой право на опечатки, смысловые ошибки и технические изменения.

В 1985 году концерн BMW представил систему Servotronic предназначенную для регулировки рулевого управления в зависимости от скорости. Данная система позволяет уменьшить усилия, необходимые для поворота рулевого колеса в зависимости от скорости движения или дорожных условий. Ввиду конструктивных особенностей Servotronic может быть установлен только на автомобили с гидравлическим или электрическим усилением руля. Наличие такой системы положительно сказывается на комфорте и точности управления транспортным средством.

Устройство и принцип работы Servotronic

Система Servotronic делится на три основных сегмента: информирующий, вычислительный и исполнительный. Каждый из них состоит из определенных узлов и компонентов. Сегмент сбора данных состоит из ряда датчиков:

• усилителя руля (угла поворота рулевого колеса);
• датчик Холла на коленчатом валу;
• спидометр;

Датчики Сервотроника собирают информацию о скорости движения авто, угле поворота руля относительно колес и других параметров авто. Собранные данные поступают в вычислительный блок, где интерпретируются в инструкции для исполнительных механизмов.

Сегмент исполнительных механизмов включает в себя камеру с обратным поршнем. В камере размещен электромагнитный клапан, управляемый сигналами вычислительного блока. Клапан и поршень, соединенный с золотником гидроусилителя и выполняют основные функции системы.

Во время поворота рулевого колеса золотник открывается, пропуская гидравлическое масло в цилиндр гидроусилителя. Одновременно с этим электромагнитный клапан получает данные, интерпретированные вычислительным блоком, и наполняет камеру обратного хода.

Так давление в цилиндре ГУР снижается, поршень в камере обратного хода, в свою очередь, блокирует золотник. Усилие на руль возрастает вместе с ростом комфорта управления.

В случае с электрическим усилением руля сигналы вычислительного блока поступают на сервопривод, который связан с рулевой стойкой через планетарный блок. Механическое соединение рулевой стойки и рейки в таком случае сохраняется. В случае выхода из строя сервопривод блокируется, и возможность управления транспортным средством сохраняется.

Во время движения автомобиля по прямой гидравлическое масло циркулирует в основной магистрали между насосом ГУР и накопительной емкостью. Поворот руля служит сигналом для изменения путей циркуляции. В зависимости от стороны поворота, жидкость поступает в одну из камер силового цилиндра. Из противоположной камеры она отправляется в накопитель. В результате получается разность давлений, которая передает усилие на рулевую рейку. Та, в свою очередь, давит на рулевые тяги и происходит поворот.

Наибольшая эффективность гидравлического усилителя руля отмечается при работе на небольших скоростях, к примеру, во время маневрирования по городу или парковки. Так происходит из-за обратной зависимости скорости работы гидравлического насоса и скорости движения автомобиля. Чем ниже вторая, тем выше первая.

Плюсы и минусы Сервотроника

Servotronic – сравнительно новая и специфическая технология. У нее есть свои приверженцы и те, кто выражает антипатию. Определиться с собственным мнением поможет приведенный ниже список достоинств и недостатков.

Достоинства

1. Компоненты Сервотроника разнесены друг от друга и не занимают много места в кузове. Сложностей с компоновкой или установкой системы не возникает.
2. Повышение комфорта рулевого управления.
3. Системы безопасности сохраняют рулевое управление даже в случае поломки Servotronic.
4. Облегчение маневрирования на низких скоростях, к примеру, во время парковки.
5. Повышенная точность управления на высокой скорости.
6. Экономные режимы работы.

Недостатки

1. Продолжительное нахождение колес в крайнем положении может привести к выходу системы из строя в результате перегрева гидравлического масла.
2. Снижение информативности руля при движении на высокой скорости.

(function(w, d, n, s, t) { w[n] = w[n] || ; w[n].push(function() { Ya.Context.AdvManager.render({ blockId: "R-A-136785-1", renderTo: "yandex_rtb_R-A-136785-1", async: true }); }); t = d.getElementsByTagName("script"); s = d.createElement("script"); s.type = "text/javascript"; s.src = "//an.yandex.ru/system/context.js"; s.async = true; t.parentNode.insertBefore(s, t); })(this, this.document, "yandexContextAsyncCallbacks");

Что такое Сервотроник? Устройство и принцип работы

В автошколе нас учат прежде всего умению обращаться с рулем — от этого будет зависеть безопасность движения и курсовая устойчивость автомобиля. Благодаря такому устройству, как гидроусилитель, вращать руль значительно проще.

Однако, возникают и определенные проблемы, например на малой скорости руль провернуть сложнее, чем на большой, а по идее должно было бы быть наоборот. Согласитесь, что когда вы двигаетесь по городу на небольшой скорости, то руль приходится проворачивать чаще: при парковке, при проезде кольцевых перекрестков, при разворотах и так далее. При этом мы прикладываем определенные усилия.

На прямой трассе картина совсем другая — водитель движется на скоростях 90 км/час и выше, но ГУР работает таким образом, что на такой скорости нужно прикладывать меньше усилий для поворота руля. Одно неверное движение, и автомобиль выезжает на встречную, идет в занос.

На высоких скоростях контролировать ситуацию гораздо сложнее. (Данная проблема решается отключением гидроусилителя на больших скоростях или переходом на другой режим).

Чтобы усилия на разных скоростях распределялись правильно, было создано такое устройство, как Сервотроник, он же Servotronic.

Что оно нам дает?

При движении по городу с Сервотроником нам нужно прикладывать меньше усилий, особенно при параллельной парковке или при въезде задним ходом в бокс, когда руль буквально приходится выворачивать из крайнего левого положения, в крайнее правое. Когда же мы мчимся по трассе, то коэффициент усиления уменьшается, то есть приходится прилагать больше усилий для поворота руля, благодаря чему обеспечивается курсовая устойчивость и плавность хода.

Устройство и принцип работы Сервотроника

Прежде, чем мы схематически опишем устройство системы Сервотроник, нужно сказать, что она применяется на автомобилях концернов Volkswagen, BMW, Volvo, Porsche. ногие другие производители устанавливают электрогидравлические усилители с режимами «Город» и «Трасса», на трассе коэффициент усиления рулевого управления уменьшается, а в городе наоборот возрастает.

Сервотроник — это сложная система, которая состоит из нескольких ключевых элементов. Очень важную роль играет датчик усилителя руля или датчик угла поворота руля, а также датчик спидометра, который анализирует текущую скорость движения. Кроме того на блок управления сервотроником поступает информация от ЭБУ о скорости вращения и положении коленчатого вала.

Все эти датчики собирают информацию и передают ее на блок управления, а тот ее обрабатывает и подает команды либо на перепускной электромагнитный клапан (если стоит ГУР), либо на двигатель электронасоса (электрогидроусилитель). Соответственно, на малых скоростях клапан пропускает больше жидкости гидравлической в силовой цилиндр и усиление рулевого управления увеличивается — усилие передается от тяги и колеса поворачиваются. Если же стоит ЭГУР, то двигатель насоса начинает вращаться быстрее, увеличивая приток жидкости в бачок.

На высоких скоростях происходит прямо противоположное — клапан получает сигнал от блока управления Сервотроником уменьшить приток жидкости, усиление руля уменьшается и водителю приходится прикладывать больше усилий.

Чтобы до конца разобраться в принципе работы Сервотроника, нужно знать, как работают различные системы усиления рулевого управления: гидравлическая, электрогидравлическая или электрическая.

Сервотроник же только немного корректирует их работу, подстраивая коэффициент усиления рулевого управления под конкретные режимы езды. Главными исполнительными элементами в разных системах являются электромеханический клапан или двигатель электронасоса. Ведутся разработки и более совершенных систем, которые со временем значительно упростят и сделают процесс вождения более безопасным.

В автомобилестроении - это усилитель руля. Благодаря нему водитель может легко управлять рулевым колесом, особенно при маневрах на малой скорости. Сегодня существует несколько типов таких усилителей. Это гидравлические и электрические системы. Но помимо прочего, они могут быть оснащены дополнительными функциями. Одна из таких - сервотроник. Что это такое - рассмотрим прямо сейчас.

Откуда появилась?

Появилась данная функция относительно недавно. Принадлежит идея создания системы сервотроника БМВ. Что это за элемент, рассмотрим далее. В 85-м году на выставке «МоторШоу» в Амстердаме была представлена БМВ М5 в 34-м кузове.

Машина отличалась не только мощным двигателем, но и отменной управляемостью. В частности, многие журналисты отмечали отзывчивость руля. На месте его можно было прокрутить одним пальцем. Однако на скорости он становится неимоверно твердым. Это обеспечивало машине отличную устойчивость на высоких скоростях. Это был первый гидроусилитель с такой функцией. Назвали данную систему сервотроником.

Что это такое? Характеристика

Сервотроник - это электронная система, позволяющая регулировать усиление на рулевом колесе в зависимости от скорости движения автомобиля. Система служит для обеспечения комфорта и управляемости.

На какие автомобили устанавливается?

Изначально сервотроник появился на 34-й БМВ. Далее эту технологию переняли другие производители. Это «Фольксваген», «Порше» и «Вольво». Также устанавливался сервотроник на «Ауди».

Что такое сервотроник, мы уже знаем. Но стоит отметить, что помимо него есть еще и аналоги (например, система активного рулевого управления). О ней мы расскажем немного позже.

Как работает

С сервотроником почти не отличается от обычной. Исключение составляют всевозможные датчики и блок управления. Условно сервотроник можно разделить на две части - информирующую и исполнительную. Для считывания данных, в системе предусмотрены входные датчики:

• Усилителя руля.
• Угла поворота рулевого колеса (для автомобилей с системой ESP).

С их помощью система определяет положение руля относительно угла поворота передних колёс. Также в системе имеется датчик Холла. Он информирует о положении коленвала в двигателе. А датчик спидометра передает данные о текущей скорости машины.

Таким образом, в блок управления поступает сразу несколько сигналов. Затем система обрабатывает эту информацию и задает определенный алгоритм работы исполнительным устройствам. К таковым относится камера обратного действия с золотником и поршнем. Чтобы регулировать давление в системе имеется электромагнитный клапан сервотроника. Что это за элемент? Он взаимодействует с блоком сервотроника. При повороте руля, через золотник пропускается жидкость на цилиндр гидроусилителя. Последний начинает воздействовать на механизм поворота колеса. В это же время поступает сигнал на электромагнитный клапан. Он открывается и жидкость заполняет собой камеру обратного действия. Таким образом, давление в цилиндре падает. Поршень обратного действия блокирует золотник. Усиление на руль возрастает.

С падением скорости автомобиля, клапан закрывается. При парковке, он закрыт вовсе, что дает возможность легко вращать руль на месте. Как только скорость движения превышает 20 километров в час, клапан постепенно открывается. Водителю требуется прилагать больше усилий для поворота, чем обычно.

То есть, работа сервотроника основана на дросселировании гидравлической жидкости в системе ГУРа путем открытия, либо закрытия электромагнитного клапана. При этом в блок регулярно поступают сигналы и текущей скорости транспортного средства и положении самого рулевого колеса. Блок управления сервотроником обычно располагается у перчаточного ящика.

Неисправности

Данная система отличается высокой надежностью, поэтому неисправности сведены к минимуму. При наличии каких-либо проблем, на панели приборов выводится соответствующая лампочка. Так, в системе может не поступать питание на датчик сервотроника (окислены или оборваны контакты), либо на сам блок.

Возможно, в системе перегрел предохранитель. В случае выхода системы из строя, водитель сразу заметит изменения в поведении авто. Рейка с сервотроником будет управляться как обычная, с ГУРом. На высоких скоростях руль будет таким же легким, как и на малых. Из-за этого автомобиль будет менее устойчив на дороге.

Система активного рулевого управления AFS

Она являет собой аналог сервотроника. Что это за система? работающий от планетарного редуктора. Последний оснащается электромотором. Обычно ставится на автомобили с ЭУРом. Так, редуктор с двигателем устанавливается на рулевой вал. Система имеет свой блок управления, который, как и сервотроник, получает сигналы от различных датчиков. На их основании электроника принимает меры по корректировке передаточного числа между поворотом руля и колес машины. С ростом скорости это число увеличивается. Руль становится более жестким. Система в автоматическом режиме выбирает нужное передаточное число и может менять его каждую секунду.

Таким образом, принципиальное отличие между AFS и сервотроником заключается в способе регулирования усилий. В первом случае учувствует редуктор с электромотором, во втором - электромагнитный клапан, управляющий потоками и давлением гидравлической жидкости. AFS имеет множество преимуществ. Так, система способна не только сделать управление более жестким, но и предотвратить аварийную ситуацию. В случае заноса автомобиля электроника оценивает ситуацию благодаря датчикам и автоматически поворачивает колеса на определенный угол.