سیستم فرمان برقی EPS چه نوع سیستمی است؟
با پیشرفت تکنولوژی امروزه سیستم های هوشمند مختلفی به صنعت خودروسازی راه پیدا کرده اند که عملکردهای بسیار خوبی داشته و ایمنی خودرو را بسیار بالا می برند. فرمان خودرو یکی از مهمترین قطعاتی است که در خودرو قرار دارد و برای حرکت و مسیریابی خودرو یک قطعه ضروری به شمار می رود. تمامی اجزای فرمان در سمت راست یا چپ قرار دارند که هدایت کردن خودرو را برای راننده راحتتر می کند. قرار گیری فرمان در سمت چپ یا راست کاملا بستگی به نوع خودروی تولید شده و قواعد راهنمایی رانندگی کشور مربوطه می باشد.
فرمان الکتریکی ESP و نحوه عملکرد آن
عملکرد کلی این نوع فرمان برقی مانند فرمان های هیدرولیکی می باشد که از لحاظ ساختاری نیز متفاوت هستند و نسبت به آنها از مزیت های بیشتری هم برخوردار می باشند. کمپانی خودروسازی هوندا برای اولین بار در خودروهای رالی NSX از این فرمان برقی استفاده کرد.
فرمان برقی ESP و اجزای تشکیل دهنده آن
این اجزا علاوه براینکه جزء سیستم فرمان الکتریکی می باشند، در زیرمجموعه فرمان میکانیکی (Rack and pinion) نیز قرار میگیرند این سه اجزا هم میتوانند به صورت جداگانه قرار بگیرند و هم درون یک محفظه، که شامل:
- واحد کنترل الکترونیکی (ECU)
- سنسورگشتاور (Torque Sensor)
- موتور با جریان مستقیم (Motor Brushless DC)
نحوه عملکرد فرمان الکتریکی ESP
سنسوری که در غربیلک فرمان قرار داده شده است، گشتاور را حس کرده و به شکل سیگنال یا سیگنال هایی به واحد کنترل ECU ارسال می کند. واحد کنترل ECU فرمان الکتریکی که علاوه بر سیگنال، یک سیگنال دیگر از سرعت خودرو دریافت کرده است را باهم پردازش می کند و دستورات لازم را به قسمت موتور DC می فرستد تا به صورت کمکی بتواند فرمان میکانیکی را تحت تاثیر خود قرار دهد.
به عبارتی دیگر و البته برای درک بهتر این نوع سیستم، این موضوع را در نظر داشته باشید ساختار فرمان به این صورت که یک میل دندانه دار و یک موتور الکتریکی که بر روی میل فرمان میل دنده دار بسته شده است و زمانی که راننده قصد دارد غربیلک را به حرکت درآورد، سنسورهای فرمان چگونگی و سرعت چرخش غربیلک را پردازش می کنند. تمامی اطلاعاتی که از این پردازش به دست می آید به شکل ورودی سنسورهای گشتاور پیچشی بر روی شفت فرمان است.
مفاهیم گشتاور و اسب بخار در خودرو
معیارهای دیگری برای چگونگی عملکرد فرمان تاثیرگذار هستند مانند:
- سیستم کنترل پایداری خودرو ESC
- سرعت خودرو
- کنترل کشش Traction
بعد از موارد گفته شده، کنترل یونیت برای چرخش مقدار صحیح به موتور، فرمان می دهد و سنسور بر روی موتور از مقدار چرخش موتور به کنترل یونیت پاسخ داده و بعد از آن کنترل یونیت موقعیت موتور را نیز مورد بررسی و نظارت قرار می دهد.
اجزای مختلف سیستم فرمان برقی ESP
هر سیستم به کار رفته در خودروها و به طور کلی هر دستگاه دیگری از ساختار جزئی تری تشکیل شده است که در کنار یکدیگر عملکرد اصلی سیستم را اجرا می کنند. ساختار تشکیل دهنده فرمان برقی عبارتند از:
کنترل یونیت EPS
وظیفه این کنترل یونیت این است که سیگنال ها را از سنسورهای مختلف دریافت کند و براساس وضعیتی که در خودرو برقرار است و مقدار جریان لازمی که باید در موتور DC به کار رفته برود را مشخص می کند. اگر واحد کنترل یا همان ECU در کارکرد سیستم خطایی داشته باشد، یک چراغ خطر آن را به راننده هشدار می دهد و واحد کنترل یا کامپیوتر خودرو خطاها را ذخیره کرده و این سیستم از مدار خارج می شود اما در چنین شرایطی خودرو هنوز هم می تواند هدایت نرمال خود را داشته باشد.
سنسور TORQUE
نقش این سنسور این است که میل پیچشی را احساس کند و گشتاور مورد نیاز را به سیگنال الکتریکی تبدیل کند. کنترل یونیت EPS فرمان برقی از این سیگنال ها استفاده می کند و نیروی کمکی که موتور DC لازم است فراهم کند را محاسبه کند.
ترمز ESP، وظایف و نحوه عملکرد آن
جعبه فرمان
زمانی که غربیلک فرمان می چرخد، گشتاور فرستاده شده پینیون باعث می شود که شفت ورودی هم به چرخش در بیاید و میل پیچشی که به شفت ورودی متصل شده به همراه پینیون بچرخد تا اینکه گشتاور و نیروی متقابل آن مساوی شود. همانطور که ذکر شد، سنسور گشتاور پیچش میل پیچشی را احساس می کند و با کمک نیروی گشتاور به کار رفته؛ آن را به یک سیگنال الکتریکی تبدیل می کند.
موتور DC
این موتور نیروی لازم برای پیچیدن فرمان را فراهم می کند و برای انتقال گشتاور تولیدی موتور به شفت اصلی از یک دنده مارپیچ استفاده می کند.
مکانیزم تقلیل
عملکرد اصلی این مکانیزم به این شکل است که نیروی کمکی موردنیاز موتور برقی را به شفت پینیون انتقال می دهد و این مکانیزم از یک حلقه دندانه دار که با شفت پینیون به حرکت در آمده است و دنده پینیون که با شفت موتور یکی شده است را تشکیل می دهد، نیروی کمکی موتور به وسیله مکانیزم تقلیل به شفت پینیون منتقل شده و نیرویی که لازم است تا فرمان بپیچد را فراهم میکند. اجزای اصلی پینیون عبارتند از:
شفت ورودی، میل پیچشی، شفت خروجی یا دنده پینیون، سنسور گشتاور، دنده مارپیچ، چرخ دنده مارپیچ، شانه ای فرمان، موتورP/S و Resolver
مزیت فرمان برقی نسبت به فرمان هیدرولیکی
- یک طراحی برای مدل های مختلف خودروها
- حذف پمپ هیدرولیک و هرز گرد
- خذف تسمه ها بین پمپ هیدرولیک و موتور اتومبیل
- حذف جک هیدرولیک
- روغن هیدرولیک
- وزن کم نسبت به سیستم هیدرولیکی
- تغییرات کم در قسمت میکانیکی فرمان
- ایمنی بالاتر
- افزایش عمر نسبت به فرمان هیدرولیکی
- جدا بودن از موتور خودرو
- کم حجم بودن نسبت به فرمان هیدرولیکی
