فرمان برقی خودرو - Electric power steering - EPS
فرمان (EPS ) امروزه جایگزین فرمان هیدرولیک ،در تعداد زیادی از خودروهای جدید است.یکی از مزیتهای EPS حذف شدن پمپ هیدرولیک
فرمان است .
که از8تا10اسب بخار از قدرت موتور رامصرف می کند.همچنین حذف شدن مایع هیدرولیک ،شیلنگها،نشتیهای آن ونیز نیاز به چک کردن آنها از مزیتهای
این سیستم می باشد.این سیستم همچنین آرامتر از فرمان هیدرولیک کار می کند0زیرا نه صدای پمپ وجود دارد ونه مایع در داخل شیلنگها
وسوپاپها،اما برجسته ترین تفاوت در فرمان پذیری ومنظم بودن فرمان آن است.
فرمان (EPS ) حتی هنگامی که موتور خاموش باشد نیروی کمکی برای پیچیدن فرمان را تهیه می کند. همچنین این سیستم در مصرف سوخت نیز
صرفه جویی می کند زیرا وزن کمی دارد وموتور DC آن فقط هنگامی که نیاز باشد به ما کمک می کند.(هنگام پیچیدن فرمان )0 سیستم (EPS ) به
وسیله یک موتور12ولت کار می کند وبه موتور خودروبرای منبع انرژی وابسته نیست. بنابراین حساسیت فرمان حتی هنگامی که موتور خاموش است
تحت تاثیر قرار نمی گیرد.
سیستم فرمان برقی بااندازه گیری های بسیار دقیق تنظیم می شود که تطبیق یافتن آن برای کنترلهای هیدرولیکی سخت می باشداین سیستم
بوسیله بازبینی ورودی های غربیلک فرمان ،سرعت خودرو ودیگر عاملهای دینامیکی می تواند یک حرکت مستقیم برای خودرو مهیا کند. EPS می تواند
نیروی زیادی هنگامی که شما احتیاج دارید فراهم کند ( سرعت کم ) همچنین هنگامی که نیاز نداریم از توانایی فرمان می کاهد( سرعت زیاد ) .
در عین حال چون با سیستم نرم افزاری هدایت می شود دقت فرمان و اعتدال آن و حساس بودن آنرا بالا می برد .
سیستم فرمان پر قدرت برقی (EPS ) اولین بار روی خودروی Acura NSX ( از اولین خودروهای تولیدی با این مشخصه )
Honda S2000 ، Toyota Prius و Toyota RAV4 به اضافه تعداد زیادی از مدلهای GM بین 2004 تا 2009 و شورلت ، پونتیاک از 2002 تا 2009 و غیره ،
استفاده شد .
چگونگی کارکرد فرمان برقی :
اگر چه برخی از سیستم های قدیمی فرمان برقی عملا" الکتروهیدرولیک بودند به طوری که از یک الکتروموتور برای به حرکت در آوردن پمپ هیدرولیک
استفاده می شد اما نسل جدید فرمان های برقی (EPS ) بطور کلی الکتریکی و الکترونیکی است ، جعبه فرمان از یک میل دندانه دار و یک موتور
الکتریکی که روی میل فرمان یا میل دندانه دار بسته شده است ، تشکیل شده است . هنگامی که راننده غربیلک را به حرکت در می آورد
سنسورهای فرمان چگونگی و سرعت چرخش غربیلک را بدست می آورد این اطلاعات همراه با شکل های ورودی از سنسور گشتاور پیچشی
( TORQUE ) بسته شده روی شفت فرمان ، کنترل یونیت سیستم فرمان را تغذیه می کند ، دیگر ورودی ها مثل سرعت خودرو و کنترل کشش
( TRACTION ) یا سیستم کنترل پایداری خودرو( ESP ) برای تصمیم گیری مقدار کمک مورد نیاز و چگونگی فرمان ملاک هستند ، سپس کنترل یونیت
برای چرخش به مقدار صحیح به موتور فرمان می دهد وسنسور روی موتور از میزان چرخش موتور به کنترل یونیت فیدبک می دهد . پس کنترل یونیت
موقعیت موتور را نیز مورد نظارت قرار می دهد .
اجزاء تشکیل دهنده سیستم فرمان برقی (EPS ) :
جعبه فرمان :
هنگامی که غربیلک فرمان به چرخش در می آید گشتاور فرستاده شده پینیون موجب می شود که شفت ورودی به چرخش در آید . میل پیچشی که
به شفت ورودی متصل است و پینیون می چرخند تا اینکه گشتاور و نیروی متقابل آن مساوی شوند . سنسور گشتاور پیچش میل پیچشی را حس
کرده و گشتاور به کار رفته در آن را به یک سیگنال الکتریکی تبدیل می کند .
موتور DC :
این موتورنیروی لازم برای پیچیدن فرمان را تهیه می کند و برای انتقال گشتاور تولیدی موتور به شفت اصلی از یک دنده مارپیچ استفاده می کند .
مکانیزم تقلیل :
این مکانیزم نیروی کمکی موتور برقی را به شفت پینیون انتقال می دهد . این مکانیزم از یک حلقه دندانه دار که با شفت پینیون به حرکت در می آید و
دنده پینیون که با شفت موتور یکی می شود ، تشکیل شده است . نیروی کمکی موتور توسط مکانیزم تقلیل به شفت پینیون انتقال داده می شود و
نیروی کمکی برای پیچیدن فرمان را فراهم می کند .
سنسور TORQUE :
این سنسور پیچش میل پیچشی را حس کرده و گشتاور به کار برده شده به سیگنال الکتریکی تبدیل می کند . کنترل یونیت فرمان برقی از این
سیگنالها استفاده می کند و نیروی کمکی که موتور DC باید فراهم کند را محاسبه می کند .
کنترل یونیت EPS
این کنترل یونیت سیگنالها رااز سنسورهای مختلف دریافت میکند وحا لت جاری خودرورا تشخیص داده واندازه جریانی راکه باید در موتور DC بکاررفته
شود راتعیین می کند.اگر ECU درکارکرد سیستم خطایی پیدا کند یک چراغ خطر آن رابه راننده هشدارمی دهد. ECUخطاهاراذخیره می کند و سیستم
EPSاز مدار خارج میشود.اما خودرو هنوز قابلیت هدایت معمولی را دارا می باشد.
سیستم EPS شرکت جنرال موتور وچند نمونه از مدهای کارکردی آن:
NORMAL MODE : کمک کردن به فرمان در جهت های چپ وراست در پاسخ به ورودی ها وسرعت خودرو
RETURN MODE: کمک که برگشت فرمان بعد از اتمام یک چرخش و فیدبک از سنسور موقعیت فرمان برای OVER SHOOT نشدن سیستم EPS از
موقعیت وسط.
DAMPER CONTROL MODE: اصلاح نمودن حساسیت های جاده ومستهلک نمودن ضربه به طور مثال در سرعت های بالا.
PROTECTION MODE : حفاظت از بخشهای الکتریکی در مقابل دمای زیاد وشدت جریان بالا ،اگر فرمان یکباره دریک سمت رانده شود وهمچنین اگر در
موقعیت قفل به مدت طولانی باقی بماند.
راندن ناگهانی فرمان به یک سمت موجب می شود مدول کنترل فرمان دستور دهد بالاترین مقدار جریان به موتور برسد سپس اگر غربیلک فرمان در یک
پری-ود زمانی طولانی در آن موقعیت نگه داشته شود سیستم وارد مد حفاظتی می شود بنابراین موتور بیش از حد گرم نمی شود.
دراین مد PSCM(مدول کنترل فرمان پرقدرت ) اندازه جریان ارسالی به موتور را محدود می کند واز کمک کردن به فرمان کم می کند.(فرمان سفت تر
می شود ).
اگردمای سیستم بالا رود و مد حفاظت بار اضافی فعال شود یک کد خطای ) DTC C0176 خطای دمای بالای سیستم ) در حافظه قرار میگیرد. همچنین
در برخی مدلها ممکن است خطای DTC C0476 (عملکرد/ارزیابی مدار موتور فرمان برقی)قرار گیرد.این DTCها نشان دهنده نرمال بودن کارکرد PSCM
(سفت شدن فرمان ) برای جلو گیری از آسیب حرارتی به قسمتهای سیستم فرمان است .
به هر حال راننده درمورد نچرخانیدن و نگه داشتن غربیلک فرمان درهردوسمت وبه مدت طولانی ،نیاز به آموزش دارد.
اگر یک سنسور در قسمتهای دیگرEPS خراب شود سیستم خود عیب یاب باید خطاها رانشان داده و با روشن کردن یک چراغ اخطار راننده رامطلع کرده
وEPS را از مدار خارج کند. دراین مواقع فرمان سفت شده ونیروی زیادی برای فرمان دادن نیاز می باشد.
تعویض قطعات برای فرمان پرقدرت برقی
دریک مدل از EPS روی GM که موتور برقی روی ستون فرمان مونتاژشده موتور ومدول کنترل هر دو از قسمتهای مونتاژشده میل فرمان هستند.معمولا
به عنوان یک واحد در هنگام بروز مشکل تعویض می گردند0درمدلهای دیگر (برای مثال تویوتا) موتور برقی می تواند به تنهایی تعویض شود.
موتور برقی می تواند در دو محل قرار گیرد ،روی پایه ستون فرمان مثل مدل GM ویا بطور کامل روی چرخ دنده های فرمان قرار می گیرد (مانند هوندا). در
مدل GM موتور به تنهایی سرویس یا مونتاژ میشود وحال انکه در نوع هوندا در صورت خرابی موتور ،نیاز به تعویض جعبه فرمان می باشد.
تعویض ستون فرمان می تواند گران تمام شود،قیمتها در جاهای مختلف 600 تا1500دلار یابیشتر متغیر است (بسته به نوع آن).بنابراین عیب یابی
صحیح برای جلوگیری از تعویض قطعات غیرضروری لازم می باشد.
