آشنایی با سیستم فرمان برقی(EPS)
فرمان (EPS ) امروزه جایگزین فرمان هیدرولیک،در تعداد زیادی از خودروهای جدید شده است. یکی از مزیت های EPS حذف شدن پمپ هیدرولیک فرمان است که از 8 تا 10 اسب بخار از قدرت موتور رامصرف می کند. همچنین حذف شدن مایع هیدرولیک ، شلنگ ها، نشتی های آن و نیز عدم نیاز به چک کردن آنها از مزیت های این سیستم می باشد.این سیستم همچنین آرامتر از فرمان هیدرولیک کار می کند. زیرا نه صدای پمپ وجود دارد و نه مایع در داخل شیلنگ ها و سوپاپ ها،ا ما برجسته ترین تفاوت در فرمان پذیری و منظم 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 و موتور DC آن فقط هنگامی که نیاز باشد به ما کمک می کند.(هنگام پیچیدن فرمان )، سیستم (EPS ) به وسیله یک موتور 12 ولت کار می کند و به موتور خودرو برای منبع انرژی وابسته نیست. بنابراین حساسیت فرمان حتی هنگامی که موتور خاموش است تحت تاثیر قرار نمی گیرد.
سیستم فرمان برقی با اندازه گیری های بسیار دقیق تنظیم می شود که تطبیق یافتن آن برای کنترل های هیدرولیکی سخت می باشد، این سیستم بوسیله بازبینی ورودی های غربیلک فرمان ،سرعت خودرو و دیگر عامل های 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 NSX Acura ( از اولین خودروهای تولیدی با این مشخصه )Honda S2000 ، Toyota Prius و Toyota RAV4 به اضافه تعداد زیادی از مدل های 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 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 و سنسور 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 به پینیون موجب می شود که شفت ورودی به چرخش در آید . میل پیچشی که به شفت ورودی متصل است و پینیون می چرخاند 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 موتور نیروی 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 را به سیگنال الکتریکی تبدیل می کند . کنترل یونیت فرمان برقی از این سیگنال ها استفاده می کند و نیروی کمکی که موتور DC باید فراهم کند را محاسبه می کند .
کنترل یونیت EPS:
این کنترل یونیت سیگنال ها را از سنسورهای مختلف دریافت می کند و حالت جاری خودرو را تشخیص داده و اندازه جریانی را که باید در موتور DC بکار رفته شود را تعیین می کند.اگر ECU درکارکرد سیستم خطایی پیدا کند یک چراغ خطر آن را به راننده هشدار می دهد. ECU خطاها را ذخیره می کند و سیستم EPS از مدار خارج می شود.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 و راست در پاسخ به ورودی ها و سرعت 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 و مستهلک نمودن ضربه به طور مثال در سرعت های بالا.
PROTECTION MODE : حفاظت از بخش های الکتریکی در مقابل دمای زیاد و شدت جریان بالا ،اگر فرمان یکباره در یک سمت رانده شود و همچنین 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 پریود 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 و از کمک کردن به فرمان کم می کند.(فرمان سفت تر می شود ).
اگر دمای سیستم بالا رود و مد حفاظت بار اضافی فعال شود یک کد خطای DTC C0176 (خطای دمای بالای سیستم ) در حافظه قرار می گیرد. همچنین در برخی مدل ها 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 قسمت های سیستم فرمان است .
به هر حال راننده در مورد نچرخانیدن و نگه داشتن غربیلک فرمان در هر دو سمت و به مدت طولانی ،نیاز به آموزش دارد.
اگر یک سنسور در قسمت های دیگر EPS خراب شود سیستم خود عیب یاب باید خطاها را نشان داده و با روشن کردن یک چراغ اخطار راننده را مطلع کرده و EPS را از مدار خارج کند. در این مواقع فرمان سفت شده و نیروی 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 مونتاژ شده موتور و مدول کنترل هر دو از قسمت های مونتاژ شده میل فرمان هستند.معمولا به عنوان یک واحد در هنگام بروز مشکل تعویض می گردند، درمدل های 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.و یا بطور کامل روی چرخ دنده های فرمان قرار می گیرد (مانند هوندا). در مدل GM موتور به تنهایی سرویس یا مونتاژ می شود و حال آنکه در نوع هوندا در صورت خرابی موتور ،نیاز به تعویض جعبه فرمان می باشد.
تعویض ستون فرمان می تواند گران تمام شود،قیمت ها در جاهای مختلف متغیر است (بسته به نوع آن).بنابراین عیب یابی صحیح برای جلوگیری از تعویض قطعات غیرضروری لازم می باشد.
به منظور عیب یابی صحیح باید از دستگاه دیاگ مناسب و دقیق استفاده کرد،عملیاتی که می توان با دستگاه دیاگ روی این سیستم انجام داد عبارتند از:
1) بازبینی پارامترها و بررسی مقادیر آن ها در شرایط مختلف کارکرد سیستم فرمان
2) خواندن کد های خطا و پا ک کردن آن ها
3) انجام عملیات ویژه مانند کالیبره کردن سنسور زاویه ی فرمان
