Elektronické posilovače řízení (EPS) jsou nyní u novějších vozidel Nissan běžnější než kdy dříve. Tento článek popisuje tři typy, které Nissan používá pro svůj EPS, diskuzi o jeho výhodách a tipy pro diagnostiku a opravy.
Electronic Power Assist Systems (EPS) začínají být svědky širší implementace kvůli výhodám, které přinášejí pro úsporu paliva a výrobní úspory. Američtí spotřebitelé očekávají posilovač řízení jako standardní prvek. Nissan pracuje na splnění tohoto očekávání tím, že jde nad rámec konvenčních metod hydraulického posilovače a vytváří vozidla, která využívají moderní elektronické ovládání pro zvýšení účinnosti. S každou novou technologií přichází potřeba více školení. Zde vám pomůžeme objasnit důvody použití EPS a popíšeme systémové komponenty, jejich funkci a způsob diagnostiky a opravy každého návrhu.
Výhody EPS
Často je lákavé odmítnout některé nové automobilové vynálezy jako mezeru na trhu nebo vývoj pouze pro luxusní vozy. EPS tu zůstane a bude stále běžnější. Ve srovnání s konvenčním hydraulickým asistentem je EPS levnější na výrobu, méně často selhává nebo se porouchá a snižuje zatížení motoru pro zvýšení výkonu a vyšší spotřebu paliva. EPS najdete nainstalovaný v nejnovějších hybridech Nissan Juke, Sentra, Versa, Rogue, LEAF, Altima a Infiniti řady M a pravděpodobně i dalších modelech v nadcházejících generacích. Jedná se o rozsáhlý posun ve výrobním procesu a je naší povinností jako techniků zůstat informováni o podrobnostech funkce, diagnózy a opravy.
Než se pustíme do různých konstrukcí, které Nissan používá, pojďme si prodiskutovat, jak těchto výhod dosahuje elektronický posilovač řízení. V první řadě je pomocná síla generována pomocí stejnosměrného elektromotoru namísto čerpadla připojeného ke klikové hřídeli. Otáčky motoru lze přímo řídit, aby se vytvořily potřebné pomocné tlaky na základě vstupu snímače.
Konvenční posilovač je závislý na otáčkách motoru a vyžaduje signály při volnoběhu pro pomalé parkování, aby se zabránilo zhasnutí motoru a aby byly zajištěny dostatečné otáčky pro potřebný tlak kapaliny. Kromě toho konvenční čerpadla posilovače řízení vždy generují tlak kapaliny, i když je volant v poloze pro přímou jízdu, jednoduše proto, že je připevněn ke klice a musí být k dispozici na vyžádání. EPS je „dost chytrý“, aby věděl, zda řidič otáčí volantem, a dokáže určit, kolik asistence je potřeba. Většina jízdy jede rovně, takže je logickým zlepšením efektivity využívat výkon motoru (který spotřebovává alternátor) pouze v případě potřeby.
EPS také vyžaduje méně jednotlivých komponent, což snižuje náklady na výrobu a údržbu. Někteří technici mohou sténat nad ztrátou „rozbitých věcí, které je třeba opravit“, ale EPS stále spoléhá na vstupní senzory a řídicí moduly, z nichž všechny mohou vyžadovat diagnostiku a opravu. Jasnou stránkou je, že auta budou méně špinavá při práci bez úniku kapaliny posilovače řízení! Moderní vozidla přesouvají roli technika směrem k diagnostice počítačového systému; EPS jen potvrzuje přechod.
Sloupové provedení EPS.
Různé EPS vzory
Pojďme prozkoumat tři různé způsoby, jak Nissan implementuje EPS do svých vozidel. Nejběžnější je EPS namontovaný na sloupku řízení, ve kterém jsou motor, řídicí modul, snímač točivého momentu volantu a redukční převod umístěny pod palubní deskou v jedné velké skupině. Tato konstrukce EPS jednoduše zvyšuje vstupní točivý moment řidiče na volant, otáčí hřídelí řízení a způsobuje pohyb převodky řízení. To je opravdu celé nastavení! Eliminuje potřebu konstrukce motorového prostoru pro umístění čerpadla, tlakových a vratných hadic, nádržky a těžkého stojanu posilovače. Komponenty prozkoumáme do hloubky později.
Další provedení EPS má motor namontovaný přímo na hřebenu posilovače řízení. Sestava stojanu EPS obsahuje stejnosměrný motor, snímač úhlu motoru a snímač točivého momentu řízení. U hybridu Altima je vysoké napětí z baterie sníženo na 42 V pro motor EPS v DC/DC měniči, který je na horní straně baterie. Snímač úhlu řízení je namontován ve sloupku řízení. Veškerý vstup snímače EPS je shromažďován řídicí jednotkou EPS, která je umístěna pod kapotou, pomocí levého horního držáku vzpěry. Tato konstrukce je poměrně komplikovanější než výše uvedený EPS sloupku řízení. Regálový EPS je nicméně elegantnější a méně rozprostřený než hromada hydraulických komponent rozházených po motorovém prostoru.
Konstrukce EPS pro montáž do racku.
Posledním provedením je kombinovaný, elektronicko-hydraulický posilovací systém. Jednoduše řečeno, klikou poháněné čerpadlo posilovače řízení je nahrazeno elektronicky řízeným čerpadlem poháněným stejnosměrným motorem, které vytváří potřebný tlak kapaliny. Nissan tomu říká hybridní EPS. Hybridní řídicí modul EPS vypočítává tlak na základě vstupu ze snímače úhlu natočení volantu na sloupku a snímače točivého momentu řízení v převodce řízení. Čerpadlo, motor a řídicí jednotka jsou sloučeny do jedné hybridní EPS jednotky umístěné pod kapotou. Tlak kapaliny je konvenčně přenášen do hřebenu hydraulického posilovače řízení, který pracuje na táhel řízení. Tento systém si zachovává primární výhodu účinnosti spočívající v možnosti řídit dobu chodu čerpadla posilovače řízení.
Hybridní elektronicko-hydraulický EPS design
Všechny řídicí moduly EPS používají komunikaci CAN k získání rychlosti vozidla z primární ECU nebo počítače ABS. Rychlost vozidla ovlivní výstupní signály točivého momentu, protože nízkorychlostní řízení bude vyžadovat větší podporu než jízda vysokou rychlostí.
Jakýkoli elektronický posilovač řízení má bezpečnostní režimy navržené tak, aby chránily stejnosměrný motor před přetečením nebo řidiče před ztrátou kontroly nad řízením v případě nouze. Ve většině případů, pokud není elektrická podpora nemožná, vstup na volant bude stále pohybovat převodkou řízení nebo hřebenem, což vyžaduje zvýšené úsilí řidiče. Na sdruženém přístroji se rozsvítí varovná kontrolka a uloží se informace o DTC, které lze získat pomocí CONSULT III PLUS. V případě hybridně-elektrického EPS bude hřeben řízení bezpečný, aby měl stejný tlak kapaliny na obou stranách pístu vnitřního hřebenu, a otevře ventil připojení průtoku, aby se zmírnil odpor. V případě dlouhodobých požadavků na pomoc bude motor EPS postupně snižovat výkon. Tato ochranná funkce funguje také v případě, že je motor zkratován nebo je jinak nesprávně napájen a nespoléhá se na prodloužený zásah řízení.
Bližší pohled na sloupek řízení EPS
Při pohledu shora motor EPS a řídicí jednotka na sloupku řízení EPS.
Sloupek řízení EPS je nejběžnější systém a také nejjednodušší v designu. Dokud řidič nepohne volantem, systém nic nedělá a zůstává v pohotovostním režimu. Pokud pohnete volantem, snímač točivého momentu ve sloupku bude hlásit hodnotu řídicí jednotce EPS. V tomto okamžiku získá řídicí modul informace o rychlosti vozidla z CAN a provede výpočet k určení signálu pomocného točivého momentu. V závislosti na tom, zda řidič zatáčí doleva nebo doprava, bude signál točivého momentu kladná (vpravo) nebo záporná (vlevo) hodnota. Signál je interpretován motorem EPS, který odebírá dostatečný proud, aby odpovídal určenému výstupnímu momentu. Stejně jako motor okna se motor EPS otáčí ve směru nebo proti směru hodinových ručiček na základě dráhy proudu určené řídicí jednotkou. Motor EPS otáčí redukčním převodem, který pohne hřídelí řízení a změní konečný hnací moment, který skutečně působí na pastorek převodky řízení.
Protože hřídel řízení přijímá větší točivý moment přímo na něj aplikovaný, jsou U-klouby zesíleny, aby se přizpůsobily konstrukci. Palubní deska a podvozek musí být navrženy tak, aby umožňovaly větší sloupek řízení, protože nastavení EPS je o něco větší než normální sloupek.
Při pohledu ze strany snímač točivého momentu a redukční převodovka. Můžete získat představu o další výšce a velikosti, kterou bude sloupek řízení vyžadovat pod přístrojovou deskou pro přidání EPS.
V případě kolize, kdy hrozí poškození sloupku řízení, může být nutné vyměnit celý sloupek a sestavu EPS. Se sloupkem mimo vozidlo změřte délku mezi vstupem volantu a výstupem motoru EPS a porovnejte se specifikací v servisní příručce. Zkontrolujte také točivý moment sloupku řízení pomocí měřidla předpětí (SST: ST3127S000), abyste zjistili, zda není sloupek ohnutý nebo zda se jedná o vnitřní problém. Zvýšený točivý moment otáčení sloupku v určitých bodech pohybu může způsobit nepravidelnou podporu napájení.
Součásti konstrukce EPS pro montáž do racku
Ujistěte se, že sloup má specifikovanou délku v případě opravy nehody. Malé množství komprese může způsobit mnoho problémů.
Ovládání konstrukce elektrického hřebenu řízení je funkčně shodné s EPS namontovaným na sloupku řízení. Vstup točivého momentu na volant je zpracováván řídicí jednotkou EPS, která pak určuje potřebnou míru podpory motoru, kterou má poskytnout. Řídící jednotka požaduje a distribuuje energii z DC/DC měniče pro snížení vysokého napětí na maximálních 42V potřebných pro motor EPS. Komunikace CAN poskytuje údaje o úhlu natočení volantu a rychlosti vozidla. Elektrický motor pohybuje šnekovým kolem a snímač hlásí jeho úhel natočení do řídicího modulu EPS. Nahlédněte do servisní příručky a určete přesné umístění každé součásti v konstrukci EPS namontované do stojanu. Motor a snímač točivého momentu jsou součástí skříně EPS, ale řídicí modul a DC/DC měnič budou umístěny jinde.
Hydraulicko-elektrický hybridní EPS
Uspořádání a design hydraulicko-elektrického hybridního EPS nastavení bude vypadat podobně jako konvenční systémy. Ve skutečnosti vás to může na první pohled zmást, protože design vyžaduje tlakové potrubí, nádrž na kapalinu a hydraulickou hřebenovou tyč a pastorek. Motor EPS je také čerpadlem, nádrží a řídicí jednotkou, takže je víceméně samostatný jako EPS namontovaný na sloupku řízení. Hybridní EPS funguje stejně jako konvenční posilovač řízení, ale s tou výjimkou, že motor čerpadla je řízen identicky jako u výše uvedených konstrukcí EPS. Na základě točivého momentu řízení a rychlosti vozidla určuje hybridní řídicí jednotka EPS potřebné množství tlaku kapaliny a otáčí lopatkami čerpadla ve vhodném směru, aby zajistila pomocný tlak na správnou stranu hřebenu řízení. Jinými slovy, je to čerpadlo posilovače řízení na vyžádání, které funguje pouze při otočení volantu. Stejně jako u konvenčních hydraulických systémů může dojít k úniku kapalin; navíc může jakýkoli ovládací prvek EPS vyžadovat diagnostiku a opravu.
Údržba a opravy EPS
Nehybridní konstrukce EPS nevyžadují žádnou pravidelnou údržbu. V případě poruchy si zákazník bude stěžovat na zvuky, pocity zpětné vazby řízení (vibrace, pulsace, chvění atd.) nebo se může rozsvítit kontrolka „EP“ na sdruženém přístroji. CONSULT III PLUS je nezbytný pro diagnostiku. Je možné, že nízké napětí baterie může způsobit ztrátu důležitých informací v řídicím modulu EPS.
Pokud primární součást EPS vyžaduje výměnu, bude nutné upravit neutrální polohu snímače úhlu řízení a/nebo zkalibrovat snímač točivého momentu řízení. Někdy se tomu říká kalibrace nulového bodu. V zásadě je třeba EPS sdělit, jak věci vypadají, když jsou kola namířena přímo vpřed a volant je vycentrován, aniž by se aktivně otáčel. Chcete-li nastavit nulový bod pro snímač úhlu natočení volantu, musíte použít CONSULT III PLUS a přejít do sekce podpory práce ABS ECU a vybrat ST ANGLE SENSOR ADJUSTMENT.
Při provádění vyrovnání nelze úhel řízení nastavit na samotném převodu řízení. Je nutné dokončit proces fyzického vyrovnání nastavením neutrální polohy snímače úhlu řízení, jak je uvedeno výše. Zapomenutí na tento krok může způsobit, že zákazník bude muset doslova bojovat se systémem posilovače řízení, aby jel rovně.
Nějaká debata
Tvrdilo se, že elektronicky řízený posilovač řízení nemusí být tak bezpečný jako konvenční systémy, ale fakta to prostě nepodporují. Poruchy EPS, které vedou ke ztrátě posilovače, jsou uváděny jako primární riziko havárie, ale jak se to liší od hydraulického systému, který ztrácí tlak kvůli prokluzujícímu nebo zlomenému řemenu nebo objemu kapaliny kvůli netěsnosti? Častěji zůstává motorový asistent ZAPNUTÝ, přestože dokončil zatáčku, což znamená, že k návratu kol dopředu je vyžadován zásah řidiče. To je spíše nepříjemné než nebezpečné. Senzacechtivost by nás přiměla uvěřit, že se motor EPS zasekne a vyvede auto ze silnice. Jak často se elektrické okno zasekne na neurčito? Nissan je přesvědčen, že budoucnost účinných vozidel bude zahrnovat EPS a že zajištění bezpečnosti řídicích systémů řízení zahrnuje rozsáhlou kontrolu kvality.
