فرمانهاي الكتريكي (EPS)

فرمانهاي الكتريكي (EPS)

• 1392/05/06
• رامین شریف زاده

اين نوع فرمان مشابه هيدروليكي آن عمل ميكند  ولي از لحاظ ساختار متفاوت بوده و داراي  مزاياي زيادي نسبت  به نوع هيدروليك است. اين سيستم در اواسط دهه 1970  براي اولين بار  مطرح  گرديد اما  ساخت و كاربرد عملي  آن از  سال 1993 شروع گرديد .

در اين فرمان مشكل دائمي عملكرد سيستم كمكي  فرمان حل شده است، يعني  سيستم الكتريكي  زماني عمل ميكند كه چرخشي در فرمان  بوجود آيد بعبارت ديگر گشتاوري موجود باشد.

فرمان الكتريكي از سه قسمت اساسي زير تشكيل شده است  كه به سيستم فرمان مكانيكي (R&P) اضافه ميشود :

سنسور گشتاور (Torque Sensor) 
موتور با جريان مستقيم DC (DC Brushless Motor) 
واحد كنترل الكترونيكي يا  ECU (Electronic Control Unit) 
سه قسمت ياد شده ميتوانند در يك محفظه (Housing) يا جداگانه قرارگيرند.

طرزكار:

سيستم EPS به اين صورت عمل ميكند كه ابتدا سنسورگشتاور وارده از  غربيلك فرمان را حس نموده ،آن رابه صورت سيگنال يا سيگنالهايي  به قسمت ميكروكنترلر(ESU) ارسال  ميكند . ميكروكنترلر علاوه بر اين سيگنال ، سيگنالي نيز از سرعت خودرو دريافت ميكند  ،آنگاه اين دو را پردازش نموده ، دستور العمل لازم را به قسمت موتور DCاعمال مينمايد  تا به صورت كمكي (Assisted) سيستم فرمان مكانيكي را تحت تاثير  قرار دهد.

بنابراين دستور العملهاي ECU به موتور Brushless   تابعي از خروجي سنسور و سرعت خودرو است . اين يعني سرعت در عملكرد EPS موثر بوده و اين به منظور ايمني بيشتر خودرو است . يعني بيشترين   عملكرد EPS در سرعتهاي پايين و كمترين عملكرد آن در سرعتهاي بالاي خودرو است .

محل نصب  :EPS

فرمان الكتريكي در سه حالت مختلف متواند بر روي قسمت مكانيكي نصب شود.

الف)- نصب بر روي ستون(Column) فرمان :

در اين روش مجوعه سنسورها ، موتور DC   و قسمت ECU بطور مجتمع در يك محفظه مستقر شده وبر روي ستون فرمان(Steering- Column) نصب  ميشود. بنابراين عملكرد كمكي  (Assisted) فرمان EPS به ستون فرمان اعمال ميگردد.

اين روش در خودروهاي  كوچك ، مخصوصا خودروهاي  درون شهري كه راحتي فرمان فاكتور مهمي به ويژه در  ترافيك هاي سنگين و پارك نمودن خودرو محسوب ميشود ، بكار ميرود. ستون فرمان با موتور الكتريكي DC توسط دنده حلزوني (Worm Gear) درگير هستند

ب)- نصب بر روي پينيون :

در اين روش نيز مجموعه سنسورها ، موتور DC  و قسمت ECU بطور مجتمع در يك محفظه قرار گرفته ولي بر روي پينيون نصب ميشوند. اين حالت براي خودروهاي نيمه سنگين مناسب بوده ، جايي كه راننده اين نوع خودروها در راحت ترين حالت ميتوانند خودرو را هدايت كنند.

ج)- نصب بر روي دنده شانه اي:

در اين روش هر سه قسمت EPS يعني سنسور ، موتور DC  و ECU جدا از هم بر روي جعبه فرمان نصب ميشوند . به اين صورت كه موتور DC و ECU بطور جدا از هم بر دنده شانه اي (Rack) قرار گرفته و سنسورها نيز روي پينيون مستقر ميشوند . زيرا روي دنده شانهاي گشتاوري وجود ندارد كه سنسورها بتوانند آن را حس نمايند. اين حالت براي خودروهاي سنگين مناسب است . جايي كه نيروي زيادي بايد به دنده شانهاي ااعمال شود. بنا براين نيروي كمكي ( Assisted) بطور مستقيم از موتور DC به دنده شانه اي Rack)) وارد ميگردد.

مزياي فرمان الكتريكي نسبت به فرمان هيدروليكي :

حذف پمپ هيدروليك (pump) وچرخ( pulley)

 
حذف شيرهاي كنترل(valve) و لوله هاي رابط 

حذف تسمه ما بين پمپ هيدروليك وموتور اتومبيل(belt) 

حذف جك هيدروليك(jack hydraulic) و روغن هيدروليك 

وزن كم نسبت به هيدروليكي 

تغييرات كمتردر قسمت مكانيكي فرمان هنگام طراحي فرمان الكتريكي نسبت به هيدروليك 

عدم كمك (Assist) فرمان در هنگام عدم ورود گشتاور در فرمان الكتريكي ،به عبارت ديگر زماني كه انحرافي در فرمان داده شود ،قسمت الكتريكي  وارد عمل ميگردد. 

8 - فرمان الكتريكي به صورت Fail Safe است. چنانچه قسمت الكتريكي به دلايلي از كار افتد، قسمت مكانيكي فرمان ميتواند به كار ادامه دهد.

9- مقداري انرژي مصرفي در فرمان الكتريكي ،حدود يك ششم انرژي مصرفي در فرمان هيدروليك است. به عبارت ديگر به مقدار85% در انرژي مصرفي از لحاظ فرمان الكتريكي نسبت به هيدروليك صرفه جويي ميشود.

10 - كاهش حجم واندازه نسبت به هيدروليك

11  - مستقل بودن از موتورخودرو

12  - كاهش قابل ملاحظه زمان مونتاژ

13 - افزايش قابل ملاحظه عمر موثر نسبت به فرمان هيدروليك

14 - قابليت ايمني بالا در شرايط بحراني

15 - استفاده از يك نوع فرمان الكتريكي در چندين خودروي متفاوت، به عبارت ديگر يك نوع طراحي فرمان الكتريكي را در چندين خودروي مختلف مي توان بكار برد .

به شرطي كه وزن اكسل جلوي خودروها و سيستم برق داخل آنها مشابه باشد.