Электропривод электромеханического усилителя рулевого управления

 

Изобретение относится к электроприводам электромеханических усилителей рулевого управления. Электропривод содержит мостовой однофазный транзисторный силовой преобразователь с соответствующими датчиками и блоком управления, к выходным клеммам которого подключена якорная цепь электродвигателя постоянного тока. Для повышения безопасности движения электродвигатель выполнен с независимой обмоткой электромагнитного возбуждения, поэтому в случае выхода из строя транзистора силового преобразователя исключается работа электродвигателя в неконтролируемом режиме динамического торможения при вращении водителем рулевого колеса. 1 ил.

Изобретение относится к электромеханическим системам транспортных средств и может быть использовано при разработке систем рулевого управления.

Известны способ и устройство, патент России N1714780, кл. H 02 P 5/06, 1992, в котором за счет введения датчиков состояния рабочих тиристоров силового преобразователя повышается надежность работы электропривода.

Недостатком этого устройства является использование тиристорного силового преобразователя для регулирования тока якорной цепи электродвигателя и невозможность реверсивной работы последнего.

Наиболее близким техническим решением является устройство, заявка Великобритании N 2170764, кл. B 62 D 5/04, H 02 P 7/06, 1983, в котором для регулирования тока якоря используется мостовой однофазный транзисторный преобразователь, обеспечивающий реверсивную работу электродвигателя.

Недостатком этого устройства является отсутствие у электродвигателя независимой обмотки электромагнитного возбуждения, в связи с чем в случае выхода из строя хотя бы одного из транзисторов силового преобразователя якорная цепь оказывается закороченной и при вращении водителем рулевого колеса электродвигатель переводится в неконтролируемый режим динамического торможения, т. е. вместо снижения усилия на рулевом колесе происходит его возрастание, причем в той же степени, это существенно снижает управляемость транспортного средства, а внезапность и непредсказуемость данной ситуации могут привести к трагическим последствиям.

Целью изобретения является повышение безопасности движения.

Поставленная цель достигается тем, что в известном электроприводе электромеханического усилителя рулевого управления, содержащем мостовой однофазный транзисторный силовой преобразователь с соответствующими датчиками и блоком управления, к выходным клеммам которого подключена якорная цепь электродвигателя, а к минусовой входной клемме подключена минусовая клемма источника питания, электродвигатель выполнен с независимой обмоткой электромагнитного возбуждения, подключенной к выходу регулятора тока возбуждения, плюсовая и минусовая входные клеммы которого подключены соответственно к плюсовой и минусовой входным клеммам силового преобразователя, при этом плюсовая клемма источника питания через последовательно соединенные силовой предохранитель и нормально разомкнутый силовой контакт релейного блока подключена к плюсовой входной клемме силового преобразователя, четыре выходных сигнала датчиков (практическая реализация датчиков может быть выполнена, например, как указывалось в материалах заявки на выдачу упомянутого выше патента России N 1714780 этого же автора) состояния каждого из силовых транзисторов которого подключены соответственно к первому, второму, третьему и четвертому входам блока коммутации, причем управляющий вход релейного блока подключен к выходу блока коммутации, выполненному таким образом, что наличие ненулевого сигнала на любом из его входов обеспечивает размыкание силовых контактов релейного блока.

На чертеже представлена схема электропривода.

Электропривод электромеханического усилителя рулевого управления содержит мостовой однофазный транзисторный силовой преобразователь 1 с соответствующими датчиками и блоком управления, к выходным клеммам которого подключена якорная цепь электродвигателя 2, а к минусовой входной клемме подключена минусовая клемма источника питания 3, электродвигатель 2 выполнен с независимой обмоткой электромагнитного возбуждения, подключенной к выходу регулятора 4 тока возбуждения, плюсовая и минусовая входные клеммы которого подключены соответственно к плюсовой и минусовой входным клеммам силового преобразователя 1, при этом плюсовая клемма источника питания 3 через последовательно соединенные силовой предохранитель 5 и нормально разомкнутый силовой контакт релейного блока 6 подключена к плюсовой входной клемме силового преобразователя 1, четыре выходных сигнала датчиков 7 состояния каждого из силовых транзисторов которого подключены соответственно к первому, второму, третьему и четвертому входам блока коммутации 8, причем управляющий вход релейного блока 6 подключен к выходу блока коммутации 8, выполненному таким образом, что наличие ненулевого сигнала на любом из его входов обеспечивает размыкание силового контакта релейного блока 6.

Работа схемы происходит следующим образом.

В нормальном режиме работы по обмотке возбуждения электродвигателя 2 протекает ток, определяемый уставкой регулятора 4 тока возбуждения, а блок управления формирует ШИМ-сигналы управления транзисторами силового преобразователя 1, обеспечивающие протекание тока по якорной цепи электродвигателя 2, соответствующего сигналам датчика момента и датчика скорости автомобиля.

В случае выхода из строя одного из транзисторов силового преобразователя 1 на выходе соответствующего датчика 7 появляется сигнал и блок коммутации 8 отключает силовой контакт релейного блока 6. Обмотка возбуждения электродвигателя 2 обесточивается и за счет этого исключается работа электродвигателя в неконтролируемом режиме динамического торможения при вращении водителем рулевого колеса.

Если до отключения силового контакта релейного блока 6, после выхода из строя одного из транзисторов силового преобразователя 1, произошел реверс, то за счет включения второго из транзисторов этого плеча силового преобразователя 1 происходит короткое замыкание источника питания 3 через силовой контакт релейного блока 6 и двух последовательно включенных транзисторов соответствующего плеча силового преобразователя 1. За суммарное время срабатывания датчиков 7, блока коммутации 8 и особенно релейного блока 6 ток короткого замыкания может достичь такого уровня, что на размыкаемом силовом контакте релейного блока 6 возникнет устойчивая дуга, что может привести к пожару. Поэтому между силовым контактом релейного блока 6 и источником питания 3 установлен силовой предохранитель 5, который, перегорая, исключает возможность возникновения пожара.

Таким образом, данный электропривод электромеханического усилителя рулевого управления позволяет повысить безопасность движения за счет исключения возможности работы электродвигателя в случае аварии в неконтролируемом режиме динамического торможения.

Формула изобретения

Электропривод электромеханического усилителя рулевого управления, содержащий мостовой однофазный транзисторный силовой преобразователь с соответствующими датчиками и блоком управления, к выходным клеммам которого подключена якорная цепь электродвигателя, а к минусовой входной клемме подключена минусовая клемма источника питания, отличающийся тем, что электродвигатель выполнен с независимой обмоткой электромагнитного возбуждения, подключенной к выходу регулятора тока возбуждения, плюсовая и минусовая входные клеммы которого подключены соответственно к плюсовой и минусовой входным клеммам силового преобразователя, при этом плюсовая клемма источника питания через последовательно соединенные силовой предохранитель и нормально разомкнутый силовой контакт релейного блока подключена к плюсовой входной клемме силового преобразователя, четыре выходных сигнала датчиков состояния каждого из силовых транзисторов которого подключены соответственно к первому, второму, третьему и четвертому входам блока коммутации, причем управляющий вход релейного блока подключен к выходу блока коммутации, выполненному таким образом, что наличие ненулевого сигнала на любом из его входов обеспечивает размыкание силовых контактов релейного блока.

РИСУНКИ

Рисунок 1