Elektronický posilovač řízení (EPAS) původně vypadal jako odpověď na otázku, která nebyla položena. Nyní rozumíme mnoha dalším funkcím, které tento pokrok usnadňuje.
Technologie je legrační věc. Může to být náš nejbližší přítel nebo náš nejdivočejší nepřítel. Funkce, které milujeme na dnešních autech a nákladních autech, jsou často ty samé, které nás frustrují, lámou si hlavu a lámou si hlavu na kraji silnice. Naše láska ke zvýšenému výkonu, lepší spotřebě paliva a všem našim oblíbeným věcem a pomůckám přichází s vlastní jedinečnou sadou bolestí hlavy. Láska bolí.
Elektronický posilovač řízení (EPAS) je nejnovější technologie, která vyvolává otázku: „Proč to opravovat, když to není rozbité? Koneckonců, konvenční posilovač řízení funguje dobře.“ To je pravda, ale existuje mnoho důvodů, proč se bránit EPAS. Je to efektivní systém posilovače řízení. Neexistuje žádné čerpadlo posilovače řízení, žádný hnací řemen, žádné hadice a žádná hydraulická kapalina. To je spousta hlučných, netěsných dílů, které si můžeme hodit přes rameno.
Mechanika EPAS je poměrně jednoduchá. Řídicí modul posilovače řízení (PSCM) vypočítává, kolik asistence je potřeba na základě zadání řidiče na volantu a rychlosti vozidla. Reverzibilní elektromotor dostane příkaz od PSCM, aby pohyboval buď hřebenem řízení nebo sloupkem řízení aplikovanou silou, aby pomohl snížit námahu řidiče na volant.
Ford poprvé použil EPAS v roce 2005 Escape Hybrid. Protože motor neběží vždy na hybrid, dalo by se říci, že Ford EPAS se zrodil z nutnosti. Následně Ford použil dva typy konfigurací EPAS pro podporu řízení – systém PSCM namontovaný na sloupku, který zahrnuje PSCM, senzory a motor do sloupku řízení, a PSCM namontovaný na hřebenu, který je od té doby standardem. Fusion z roku 2010. U tohoto typu jsou PSCM a motor integrální součástí hřebenu řízení. Motor zabírá ozubený řemen, který otáčí řemenicí, která zabírá pastorek, který zase pohání hřeben.
To jsou matice a šrouby EPAS. Ale matice a šrouby jsou, no, jen matice a šrouby. Díky tomu, že systém EPAS funguje, je schopnost systému PSCM neustále upravovat podporu řízení monitorováním snímače točivého momentu, snímače polohy motoru a snímače úhlu natočení volantu spolu se vstupy z různých modulů prostřednictvím sítě HS-CAN. Rychlost vozidla se v závislosti na aplikaci získává buď z modulu protiblokovacího brzdového systému (ABS), nebo z řídicího modulu hnacího ústrojí (PCM). Tuto hodnotu využívá PSCM k řízení posilovače řízení závislého na rychlosti, který snižuje podporu řízení s rostoucí rychlostí vozidla, což umožňuje lepší pocit z vozovky při vyšších rychlostech. Stav zapnuto/vypnuto zapalování hlásí do PSCM řídicí modul karosérie (BCM).
Snímač úhlu natočení volantu, který je někdy integrální součástí řídicího modulu sloupku řízení (SCCM), hlásí do PSCM polohu volantu ve stupních natočení. Poté, co volant dokončí otočení o plných 360°, bude modul pokračovat v sčítání stupňů otáčení až k dorazu řízení, který obvykle končí kolem 470°.
Snímač točivého momentu spolupracuje se snímačem úhlu natočení volantu a tvoří dynamické duo vstupů do PSCM. Snímač točivého momentu je namontován v PSCM na systémech PSCM namontovaných na stojanu a určuje, jak velká síla je vyvíjena na volant. Nezáleží na poloze volantu; jeho jedinou povinností je cítit odpor ve sloupku řízení. Podmínky jako tah pneumatiky, koruna vozovky nebo porucha odpružení mohou způsobit, že řidič aplikuje točivý moment na volant v jednom směru, aby vozidlo jelo rovně. Protože se volant nepohybuje, snímač úhlu natočení volantu tuto dynamiku nevidí. Ale snímač točivého momentu ano. Měří rotaci snímače vstupního hřídele a snímače výstupního hřídele, které jsou spojeny torzní tyčí. Čím více se tyč otáčí, tím větší je nesoulad mezi dvěma snímači, určující točivý moment na sloupku řízení.
PSCM se samokontroluje a ukládá kódy DTC. Aby se věci v případě poruchy nezhroutily, přejde systém EPAS do jednoho ze dvou poruchových režimů v závislosti na DTC uloženém v PSCM – režim sníženého asistence řízení a režim manuálního řízení. Režim snížené podpory řízení se použije, když je detekována nekritická chyba. Pravděpodobnými příčinami takové poruchy je přehřátí hřebenu řízení nebo je napětí baterie mimo rozsah. Během režimu snížené podpory řízení nabízí PSCM méně podpory, což způsobuje těžký pocit na volantu.
Když systém EPAS detekuje kritické bezpečnostní problémy, přejde do režimu manuálního řízení a přeruší veškerý posilovač řízení. Nejpravděpodobnějšími příčinami přechodu do manuálního režimu jsou nepravidelné hodnoty snímačů, vysoký odpor řízení a selhání modulu. Tato vozidla se v režimu ručního řízení velmi obtížně řídí, protože řidič ručně otáčí motorem, když pohybuje hřebenem. V takovém případě bude vozidlo s největší pravděpodobností odtaženo do vaší prodejny. Kdykoli modul PSCM přejde do poruchového režimu, odešle se do modulu sdruženého bloku přístrojů (ICM) chybová zpráva a zobrazí se zpráva.
Stejně jako u všech modulů, při diagnostice problému vždy nejprve opravte kódy DTC. Ve většině případů, pokud dojde k problému s elektronickou komponentou, opravou je výměna celého stojanu nebo sloupku, protože většina elektronických komponent není servisována samostatně. Ale problém není vždy elektrický.
Svázané komponenty odpružení a nízký tlak v pneumatikách způsobují zmatek se systémy elektronického posilovače řízení. Tyto podmínky způsobují odpor řízení, který by mohl nastavit DTC C102D (vysoké tření uvnitř posilovače řízení) nebo B1D23 (stav přehřátí). Při diagnostikování problému EPAS tedy nezapomínejte na své základy. Vždy začněte neocenitelnou vizuální kontrolou.
Zkontrolujte měchy, protože stojany EPAS jsou přecitlivělé na kontaminaci. Pokud jsou měchové boty poškozeny, je to sbohem. Hřebeny hydraulického posilovače řízení se mohou probíjet silničními úlomky nebo rzí, které by mohly narušit bezpečnost měchových bot, ale elektrické hřebeny nemohou tolerovat nečistoty, které způsobují odpor řízení. Odpor je identifikován snímačem točivého momentu, nastavením DTC a případně vypnutím systému.
Při diagnostice problému s přerušovaným asistentem řízení otestujte vozidlo na silnici a sledujte PID snímače točivého momentu a úhlu řízení v režimu grafu. Tímto způsobem můžete vidět polohu volantu a sledováním snímače točivého momentu můžete identifikovat jakékoli zablokování nebo přilepení, ke kterému může během akce dojít. Snímač točivého momentu měří v newtonmetrech (Nm). Takže jakákoli akce, která zkroutí torzní tyč senzoru, se zobrazí na grafu.
Pokud jde o hodnotu snímače úhlu natočení volantu, čára grafu by se měla plynule pohybovat s volantem, podobně jako graf snímače polohy škrticí klapky, když pohybujete plynem. Nepravidelný signál ze snímače úhlu natočení volantu – ať už jde o nevítaný skok v grafu nebo rovnou čáru – stačí k nastavení DTC a vypnutí systému EPAS.
Problémy s přerušovaným signálem snímače úhlu natočení volantu jsou ošemetné, protože není neobvyklé, že v době, kdy vozidlo dorazí do vašeho obchodu, je varovné hlášení vypnuto a kód DTC zmizí. Pokud se vyskytne problém se snímačem úhlu natočení volantu, následující postup obvykle nastaví C1B00 (Snímač úhlu řízení: Selhání porovnávání signálu):
•Vymažte všechny DTC z PSCM.
•Při běžícím motoru zastavte vozidlo na asfaltovém povrchu. Je důležité být na drsném servisu, který zajišťuje dostatečné tření pneumatik.
•S vozidlem zařazeným rychlostním stupněm a zabrzděnými brzdami otočte volant z jedné do druhé.
•Vraťte volant do střední polohy a posuňte vozidlo přibližně o stopu dopředu.
•Při zařazeném rychlostním stupni a zabrzděných brzdách znovu otočte volant z jedné do druhé.
•Vraťte volant do střední polohy a znovu posuňte vozidlo přibližně o stopu dopředu.
•Ještě jednou, se zařazeným rychlostním stupněm a sešlápnutými brzdami, otočte volantem z jedné do druhé.
•Získejte DTC z PSCM.
Pokud se vrátí kód DTC C1B00, zkontrolujte spojovací tyče, než odsuzujete elektroniku. Uvolněné nebo nesprávně nainstalované spojovací tyče nastaví takový kód.
Opravili jsme Ford Fusion se stížností zákazníka na přerušované varovné hlášení posilovače řízení zobrazené v ICM. Zákazník také uvedl, že pouze jednou ztratil asistent řízení. Dále uvedl, že se to ráno zdálo častěji, než měl vůbec šanci dostat se ze svého sousedství.
PSCM ukládalo C102D (High Friction Inside Power Steering). Vozidlo jsme otestovali na silnici, sledovali jsme PID snímače úhlu natočení volantu a točivého momentu. Aniž bychom opustili parkoviště, zjistili jsme, že při zastavení, při pomalém otáčení kola s použitím rovnoměrného točivého momentu po celou dobu otáčení, by čára grafu snímače točivého momentu vyskočila.
Hrot na začátku zatáčky je normální, protože to je počáteční točivý moment nutný k uvedení silničních kol do pohybu. Je také normální, že čára grafu snímače točivého momentu přeskakuje během kontrolované zatáčky nebo dokonce při jízdě v přímém směru kvůli neustálým korekcím řízení ze strany řidiče. Ale značná odchylka v grafu snímače točivého momentu při zastavení, pomalém otáčení kola s použitím rovnoměrného točivého momentu během celé rotace? To by se nemělo stávat.
Čára grafu úhlu řízení se měnila rovnoměrně se stupni rotace, jak měla. Odpojením vnějších spojovacích tyčí Fusion od kloubů řízení jsme zjistili, že levý horní držák vzpěry se zadrhává, což způsobuje zvýšení točivého momentu řízení. Ve volantu jsme to skoro necítili, ale snímač točivého momentu to vycítil a reagoval na to.
Lepící nebo uvolněné součásti řízení a zavěšení jsou hlavními důvody nesprávné diagnostiky systémů EPAS.
Kromě zřejmých výhod sníženého zatížení motoru a menšího počtu mechanických součástí umožňuje EPAS přidat funkce elektronické podpory řidiče, z nichž všechny vyžadují, aby převodka řízení byla ovládána modulem. Asistent pro udržení jízdního pruhu, kompenzace driftu a aktivní parkovací asistent jsou součástí balíku triků EPAS.
Asistent udržování v jízdním pruhu využívá kameru umístěnou ve zpětném zrcátku k detekci levého a pravého značení jízdního pruhu. Systém lze nastavit tak, aby řidiče upozornil vibrací volantu, pokud vozidlo přejede čáru, nebo aby pomalu zamířil zpět do jízdního pruhu. Asistent udržování v jízdním pruhu využívá modul pro zpracování obrazu, který vyžaduje seřízení vždy, když se provádí řízení nebo odpružení, včetně seřízení přední části. Postup se provádí pomocí diagnostického nástroje.
Kompenzace snosu tahu pomáhá řidiči udržet vozidlo rovně za podmínek, jako je například silně zakřivená silnice. Když PSCM vidí, že řidič aplikuje točivý moment na volant v jednom směru, ale volant se nepohybuje, použije podle potřeby posilovač řízení, aby neutralizoval úsilí řidiče při řízení.
Aktivní parkovací asistent je nejlepší trik, který EPAS předvádí. Když je parkovací asistent aktivován, dokáže rozpoznat parkovací místo a paralelně zaparkovat vozidlo na toto místo. Řidič ovládá plyn a brzdu, zatímco PSCM řídí řízení pomocí vstupů z modulu parkovacího asistenta, který přijímá data ze senzorů umístěných kolem vozidla. Žádná z těchto věcí by nebyla možná s konvenčním hydraulickým posilovačem řízení.
O systémech elektronického posilovače řízení je třeba vědět více: Některé starší modely vozidel vyžadují, abyste po seřízení přední části provedli kalibraci snímače polohy volantu. To má zajistit, aby byl snímač úhlu natočení volantu blízko 0*, když je volant v přímé poloze. Postup se provádí pomocí skenovacího nástroje a váš seřizovací program by vás měl upozornit, když provádíte servis vozidla, které vyžaduje kalibraci.
Pokud podržíte volant na úplném zastavení déle než 2 sekundy, PSCM sníží asistenci, aby se zabránilo poškození systému. To je normální a nebude to trvat dlouho.
Většina systémů Ford EPAS vydá při prvním otočení volantu na doraz cinkavý zvuk a provede to jednou za cyklus zapalování. To je normální. Jakmile PSCM určí střed, mírně sníží asistenci při tvrdých dorazech, aby se zabránilo výskytu tohoto hluku až do dalšího cyklu zapalování.
Při opětovné instalaci měchových botek na stojan EPAS vždy naneste mazivo na upnuté konce botek. Mazivo funguje jako bariéra proti kontaminantům v prostředí.
Sloupky EPAS na prvních modelech Ford Escape jsou připevněny dvěma vertikálními šrouby a jedním dlouhým horizontálním průchozím šroubem. Vždy nejprve odstraňte dva svislé šrouby a poté průchozí šroub. Při opětovné instalaci začněte nejprve průchozím šroubem. Pokud necháte sloup viset na svislých šroubech, dojde k jeho poškození.
Zákazník si může stěžovat, že se na přístrojové desce objeví zpráva „Keep Hands on Wheel“. Tato zpráva se zobrazí, když je zapnutý asistenční systém pro udržování v jízdním pruhu a vozidlo přejede čáru. Pokud systém musí navést vozidlo zpět do jízdního pruhu, spustí tuto zprávu, něco jako řidič na zadním sedadle. pouze vpředu.
Vývoj systémů řízení automobilů byl jednou z nezbytností. Elektronický posilovač řízení se musel stát. Stejně jako 12V zásuvky a variabilní časování vaček, stav technologie si tyto věci přál.
Takže co bude dál? Zřejmým vývojem elektronických systémů řízení je odstranění mechanického spojení mezi volantem a jízdními koly a přechod na plně elektronický posilovač řízení. Drive-by-wire se v průmyslovém vybavení a letectví používá už desítky let a Infiniti jej představilo automobilovému světu v roce 2014. Je jen otázkou času, kdy budou mladší technici s láskou vzpomínat na EPAS jako na staré dobré časy; Víte, v době, kdy jste mohli vydělat peníze výměnou konců spojovacích tyčí a vyrovnání přední části bylo stejně jednoduché jako otočení límce.
