نظام التوجيه الكهربائي (EPS).
يعد EPS حاليًا نظام التوجيه الأكثر استخدامًا في السيارات الكهربائية. إنه يساعد محركًا كهربائيًا، ليحل محل نظام التوجيه الهيدروليكي التقليدي (HPS).
1. مكونات EPS
يتكون EPS بشكل رئيسي من المكونات التالية:
(1) مستشعر عزم الدوران: يكتشف عزم واتجاه دوران عجلة القيادة (قصد السائق).
(2) مستشعر زاوية التوجيه: يراقب زاوية عجلة القيادة (مدمج جزئيًا في مستشعر عزم الدوران).
(3) مستشعر سرعة السيارة: يوفر إشارات سرعة السيارة (يستخدم لضبط مقدار مساعدة الطاقة ديناميكيًا).
(4) وحدة التحكم الإلكترونية (ECU): تعالج بيانات المستشعر في الوقت الفعلي وتحسب المقدار المطلوب من مساعدة الطاقة.
(5) محرك مساعدة الطاقة: عادةً ما يكون محرك DC بدون فرش (BLDC)، والذي ينقل عزم الدوران إلى عمود التوجيه أو الحامل من خلال آلية التخفيض (مثل الترس الدودي).
(6) آلية التخفيض: تعمل على تضخيم عزم دوران المحرك وتحريك نظام التوجيه.
2. مبدأ عمل EPS
(1) كشف نية السائق
عندما يدير السائق عجلة القيادة، يقيس مستشعر عزم الدوران عزم الدوران الالتوائي لعمود التوجيه، ويسجل مستشعر زاوية التوجيه زاوية التوجيه، ويرسل الإشارة إلى وحدة التحكم الإلكترونية.
يتم إدخال إشارة سرعة السيارة بشكل متزامن (على سبيل المثال، هناك حاجة إلى المزيد من مساعدة الطاقة عند السرعات المنخفضة، وهناك حاجة إلى مساعدة أقل للطاقة عند السرعات العالية لتعزيز الاستقرار).
(2) تقوم وحدة التحكم الإلكترونية بحساب الطلب على مساعدة الطاقة
تحسب وحدة التحكم الإلكترونية مقدار مساعدة الطاقة المستهدفة بناءً على عزم الدوران وسرعة السيارة وحتى حالة جسم السيارة (على سبيل المثال، زاوية الميل، في بعض الطرازات المتطورة)، وتخرج إشارة PWM للتحكم في المحرك.
(3) يقوم المحرك بتنفيذ مساعدة الطاقة
ينقل المحرك الطاقة إلى عمود التوجيه أو يدفع الحامل مباشرة من خلال آلية التخفيض (على سبيل المثال، الترس الدودي، الحزام، وما إلى ذلك) (أنواع EPS المختلفة لها هياكل مختلفة، انظر أدناه).
يتوافق اتجاه مساعدة المحرك مع اتجاه توجيه السائق (الذي يحدده قطبية مستشعر عزم الدوران).
(4) التغذية الراجعة والتصحيح
يراقب النظام بشكل مستمر عزم دوران عجلة القيادة وزاوية التوجيه الفعلية، ويضبط خرج المحرك ديناميكيًا، ويحقق التحكم في الحلقة المغلقة- لتجنب الإفراط- في المساعدة أو التأخير.
3. تصنيف وتطبيق EPS على أساس مواقع تركيب المحرك المختلفة، يمكن تصنيف EPS إلى الأنواع التالية:
| يكتب | موقف المحرك | نماذج السيارات المعمول بها | سمات |
| C-EPS (نوع عمود التوجيه) | مثبتة على عمود التوجيه | سيارات صغيرة، سيارات صغيرة | هيكل بسيط، تكلفة منخفضة، ولكن مساعدة صغيرة نسبيا. |
| P-EPS (نوع الدبوس والعتاد) | مثبتة على ترس التوجيه | السيارات المدمجة/متوسطة الحجم | مساعدة معتدلة، توازن جيد |
| R-EPS (الجريدة المسننة والترس) | رف محرك المباشر | السيارات المتوسطة والكبيرة الحجم-وسيارات الدفع الرباعي | مساعدة عالية الطاقة، استجابة سريعة، مناسبة للمركبات الثقيلة |
| DP-EPS (نوع الترس المزدوج) | محركان يقودان الترس والرف، على التوالي. | سيارات-عالية الأداء، سيارات فاخرة | توجيه أكثر دقة واستجابة ديناميكية أفضل |
4. مزايا EPS
(1) كفاءة عالية في استخدام الطاقة ومدى-صديق للبيئة: يتم تشغيل EPS مباشرة بواسطة محرك كهربائي، مما يلغي الحاجة إلى مضخة هيدروليكية ويؤدي إلى فقدان طاقة منخفض للغاية (على عكس HPS التقليدي، الذي يستهلك طاقة المحرك بشكل مستمر). بالنسبة للسيارات الكهربائية، يمكن أن تؤدي الطاقة الموفرة إلى تحسين نطاق القيادة بشكل غير مباشر (حوالي 3%-5% من تحسين كفاءة استخدام الطاقة).
(2) مساعدة التوجيه المرنة والقابلة للتعديل: يمكن تعديل مستوى المساعدة ديناميكيًا عبر البرنامج للتكيف مع سيناريوهات مختلفة (على سبيل المثال، التوجيه الخفيف بسرعات منخفضة، والتوجيه المستقر بسرعات عالية)، وحتى دعم أوضاع القيادة الشخصية (الرياضة/الراحة).
(3) هيكل بسيط وتكلفة صيانة منخفضة: يؤدي التخلص من المكونات مثل الزيت الهيدروليكي والمضخات وخطوط الأنابيب إلى تقليل مخاطر تسرب الزيت وتقليل الحاجة إلى الصيانة اللاحقة.
(4) قدرة قوية على التكيف مع البيئة: لا تتأثر بدرجات الحرارة القصوى (تتعرض الأنظمة الهيدروليكية لزيادة لزوجة الزيت عند درجات حرارة منخفضة، مما يؤدي إلى تأخر التوجيه).
(5) دعم أنظمة مساعدة السائق المتقدمة (ADAS): يدعم وظائف مساعدة السائق المتقدمة مثل المساعدة في الحفاظ على المسار ومواقف السيارات التلقائية.
