O sistema EPS (Electric Power Steering) substitui a assistência de potência hidráulica pelo controlo electrónico.O motor de assistência e o mecanismo de redução trabalham juntos para fornecer precisão, assistência de direcção adaptativa e de elevada eficiência.
Principais componentes da direção elétrica do EPS:
Sensores:
Sensor de binário: detecta a magnitude e a direção do binário aplicado pelo condutor no volante e converte o sinal em tensão para a unidade de comando.
Sensor de velocidade do veículo: monitora a velocidade do veículo para ajustar a força de assistência ¢ maior assistência a baixa velocidade e assistência reduzida a alta velocidade para uma melhor estabilidade de condução.
Sensor de ângulo de direção (para alguns sistemas): detecta o ângulo e a posição de rotação do volante.
Unidade de controlo eletrónico (ECU):
Recebe os sinais dos sensores e calcula o binário e a direção de assistência necessários de acordo com estratégias de controlo pré-estabelecidas, tais como as curvas características de assistência.
Ele comanda o motor para assistência de potência e integra funções de diagnóstico de falhas e proteção de segurança, permitindo uma operação degradada sob condições de superaquecimento ou tensão anormal.
Motor de assistência:
A maior parte dos motores DC de ímã permanente ou motor sem escovas, produzem binário auxiliar seguindo os comandos do ECU.
Possui elevada fiabilidade, resposta rápida e baixo ruído.
Mecanismo de redução:
Reduz a velocidade do motor e amplifica o binário através de engrenagem de minhoca, engrenagem planetária e outros conjuntos, e transfere a potência do motor para o sistema de direção.
Dispositivo de direção mecânico:
Adota a estrutura mecânica convencional do rack-and-pinion para garantir a disponibilidade da direção manual quando o EPS falha.
Componentes opcionais (para alguns sistemas):
Embreagem eletromagnética: desconecta o motor da coluna de direção em caso de falha do sistema ou em condições de alta velocidade para mudar para o modo de direção manual.
Projeto redundante (sistemas de ponta): MCU duplo, sensores redundantes ou motores duplos para melhorar a segurança das aplicações de condução autónoma.
Processo de trabalho da direcção elétrica de potência do EPS
Quando o condutor gira o volante, o sensor de binário capta o binário de direcção em tempo real, enquanto o sensor de velocidade do veículo envia dados de velocidade para a ECU.
Com base no binário, na velocidade do veículo e noutros parâmetros, a ECU calcula a corrente de assistência alvo com algoritmos integrados, incluindo a consulta de tabela e o controlo do PID.
O ECU activa o motor para gerar o binário correspondente, que é amplificado pelo mecanismo de redução e aplicado ao sistema de direcção para auxiliar a direcção do condutor.
Modos de controlo inteligentes:
Controle do assistente de potência: Assistente básico de direção.
Controle de retorno ao centro: Auxilia a retorno rápido do volante a baixa velocidade e aplica amortecimento para evitar o retorno em alta velocidade.
Controle de amortecimento: Isola o volante das vibrações da superfície da estrada.
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