El sistema EPS (dirección asistida eléctrica) sustituye la asistencia hidráulica por un control electrónico. Funciona conjuntamente con sensores de par, sensores de velocidad del vehículo, la ECU, motores de asistencia y mecanismos de reducción para ofrecer una asistencia de dirección precisa, adaptativa y de alta eficiencia.
Componentes principales de la dirección asistida eléctrica EPS:
Sensores:
Sensor de par: Detecta la magnitud y dirección del par aplicado por el conductor en el volante, convierte la señal en voltaje y la transmite a la unidad de control.
Sensor de velocidad del vehículo: Monitorea la velocidad de conducción del vehículo para ajustar la fuerza de asistencia (mayor asistencia a baja velocidad, menor asistencia a alta velocidad para una mejor estabilidad).
Sensor de ángulo de dirección (sistemas parciales): Detecta el ángulo de rotación y la posición del volante.
Unidad de control (ECU):
Recibe señales de los sensores, calcula el par y la dirección de asistencia requeridos según estrategias de control preestablecidas (p. ej., curva característica de asistencia).
Acciona el motor para la asistencia de dirección e integra funciones como diagnóstico de fallos y protección de seguridad (funcionamiento degradado ante sobrecalentamiento o voltaje anormal).
Motor de asistencia:
Comúnmente se utilizan motores de CC de imanes permanentes o motores sin escobillas para suministrar el par auxiliar según las órdenes de la ECU.
Se caracteriza por su alta fiabilidad, rápida respuesta y bajo nivel de ruido.
Mecanismo de reducción:
Reduce la velocidad del motor y amplifica el par mediante engranajes de tornillo sin fin, engranajes planetarios y otros dispositivos, transmitiendo la salida del motor al sistema de dirección.
Caja de dirección mecánica:
Conserva las estructuras mecánicas tradicionales, como la de piñón y cremallera, para garantizar que la dirección manual esté disponible en caso de fallo del EPS.
Componentes adicionales (sistemas parciales):
Embrague electromagnético: Corta la conexión entre el motor y la columna de dirección ante un fallo del sistema o en condiciones de alta velocidad, cambiando al modo manual.
Diseño redundante (sistemas de alto nivel): Como doble MCU, sensores redundantes o motores duales para mejorar la seguridad en escenarios de conducción autónoma.
Proceso de funcionamiento de la dirección asistida eléctrica EPS
Cuando el conductor gira el volante, el sensor de par detecta el par de dirección en tiempo real y el sensor de velocidad del vehículo envía simultáneamente señales de velocidad a la ECU.
A partir de parámetros que incluyen el par y la velocidad del vehículo, la ECU determina la corriente de asistencia objetivo mediante algoritmos preestablecidos (p. ej., tabla de consulta o control PID).
La ECU acciona el motor para suministrar el par correspondiente. El par se amplifica mediante el mecanismo de reducción y actúa sobre el sistema de dirección para asistir al conductor en el giro.
Bajo modos de control inteligente:
Control de asistencia: Proporciona asistencia de dirección básica;
Control de centrado: Asiste en el retorno rápido del volante a baja velocidad y aplica amortiguación para evitar un retorno excesivo a alta velocidad;
Control de amortiguación: Suprime las interferencias en el volante causadas por las vibraciones de la carretera.
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