نحوه عملکرد و کنترل سیستم الکتروهیدرولیک (EHPS)

در مطلب قبل راجع به سیستم فرمان الکتروهیدرولیک صحبت کردیم و با اجزای آن به خوبی آشنا شدیم. این سیستم ترکیبی از فناوری‌های سیستم هیدرولیک و الکترونیک است و شامل اجزای مختلف می‌باشد. در این مطلب قرار است به نحوه عملکرد و کنترل سیستم بپردازیم و به رفتار آن در شرایط مختلف اشاره نماییم.

بخش‌های مهم سیستم فرمان الکتروهیدرولیک

سیستم فرمان الکتروهیدرولیک شامل چندین بخش مهم است:

• واحد کنترل الکترونیکی (ECU/ECM/Unit)

این یونیت به عنوان مغز و هسته اصلی سیستم، وظیفه کنترل کل فرمان را بر عهده دارد و به موتور فرمان می‌گوید که به کدام سمت و با چه سرعتی به چرخش درآید. اصطلاحات ECU (Electronic Control Unit) یا ECM (Electronic Control Module)  برای این واحد نیز به کار می‌رود.

• منبع تغذیه یونیت

یونیت برای فعال شدن نیاز به برق دائم (مثبت و منفی) و برق سوئیچ (IGN)  دارد. سیم‌های برق دائم معمولا ضخیم‌ترین سیم‌ها (قرمز برای مثبت دائم و مشکی برای بدنه دائم) هستند. برق سوئیچ (IGN) زمانی وارد مدار می‌شود که راننده سوئیچ را باز می‌کند و یونیت را به طور کامل بیدار کرده تا شروع به کار کند. سر راه برق اصلی یونیت EHPS همیشه یک فیوز آمپر بالا (معمولا 60 تا 80 آمپر) قرار دارد که در صورت جریان‌کشی زیاد می‌سوزد و از سوختن سیم‌کشی جلوگیری می‌کند.

• فعالیت موتور الکتریکی

موتور الکتریکی جزء مجموعه موتور پمپ – MPU) از نوع براشلس (بدون زغال) است که راندمان بالاتر و استهلاک کمتری دارد. این موتور در محدوده حداقل 90 تا 900 دور در دقیقه و حداکثر 3500 تا 4500 دور در دقیقه (حتی تا 5000 دور در دقیقه) می‌چرخد و جریان بالایی بین 35 تا 85 آمپر می‌کشد. کامپیوتر بر اساس اطلاعات ورودی تصمیم می‌گیرد که چه جریانی را به موتور بفرستد تا با حداکثر یا حداقل توان کار کند.

رفتار سیستم EHPS در شرایط مختلف

سیستم EHPS در هر شرایطی رفتار به خصوصی از خود نشان می‌دهد:

• در حالت درجا یا عدم چرخش فرمان: در این حالت سیستم برای صرفه‌جویی در انرژی و کاهش استهلاک قطع شده و فعال نمی‌باشد. این رفتار عادی است و پس از یک تا سه دقیقه عدم چرخش فرمان، موتور متوقف می‌شود.
• تشخیص چرخش فرمان: به محض تشخیص چرخش فرمان توسط سنسور زاویه، موتور خیلی سریع راه‌اندازی می‌شود.
• چرخش فرمان سریع: در صورتی که چرخش فرمان سریع باشد (به طور مثال 700 درجه در ثانیه)، دور موتور تا 4600 دور در دقیقه افزایش می‌یابد تا فرمان نرمی برای مانورهای ناگهانی فراهم کند.
• افزایش سرعت خودرو: در سرعت‌های بالا (بالای 100 تا 120 کیلومتر بر ساعت)، کامپیوتر دور موتور الکتریکی را کاهش می‌دهد (تا حدود 900 دور در دقیقه) تا فرمان سفت‌تر شده و کنترل‌پذیری خودرو افزایش یابد.

حساسیت به ولتاژ در سیستم فرمان الکتروهیدرولیک

عملکرد این سیستم به شدت به ولتاژ باتری و دینام وابسته است و این موضوع یکی از معایب سیستم محسوب می‌شود:

• در حالتی که ولتاژ پایین باشد (باتری ضعیف بوده و یا دینام درست شارژ نکند، زیر 11.5 تا 12.5 ولت در حالت خاموش و زیر 13.5 تا 14.5 ولت در حالت روشن): یونیت فعال نمی‌شود یا فرمان نیمه‌سنگین می‌شود.
• در حالتی که ولتاژ بیش از حد بالا باشد (به طور مثال 15 یا 16 ولت): سیستم ممکن است برای جلوگیری از آسیب به خود کار را متوقف کند. این توقف موقتی بوده و پس از رفع مشکل، سیستم به حالت عادی برمی‌گردد. باتری خراب حتی در صورت عملکرد صحیح دینام نیز می‌تواند بر سیستم EHPS تاثیر منفی بگذارد. چرا که دینام را تحت فشار قرار داده و مانع رسیدن برق کافی به یونیت می‌شود.

نحوه کنترل دما در سیستم فرمان الکتروهیدرولیک

یونیت سیستم دارای یک سنسور دمای داخلی است. در صورتی که دما از 120 درجه سانتی‌گراد بالاتر رود، سیستم ممکن است به طور کامل متوقف شود تا از آسیب جلوگیری کند. در دماهای بالا حدود 80 تا 100 درجه سانتی‌گراد نیز ممکن است فرمان نیمه‌سنگین شود تا دما کاهش یابد و پس از عادی شدن دما، سیستم به حالت عادی برمی‌گردد. اگر سنسور دما به طور کامل خراب شود، سیستم متوقف می‌شود. دمای نرمال یونیت در حالت درجا حدود 34-35 درجه سانتی‌گراد است.

سنسورها و شبکه CAN در سیستم EHPS

• سنسور زاویه فرمان (SAS – Steering Angle Sensor) به یونیت اطلاع می‌دهد که آیا راننده فرمان را چرخانده است یا خیر. و اینکه فرمان را به کدام سمت (چپ یا راست) و با چه سرعتی چرخانده است. این سنسور معمولا روی تلسکوپی فرمان قرار دارد.
• سنسور سرعت خودرو: این سنسور اطلاعات سرعت را برای یونیت ارسال می‌کند تا فرمان در سرعت‌های بالا سفت‌تر شود و کنترل‌پذیری خودرو افزایش یابد. این اطلاعات معمولا از طریق شبکه CAN ارسال می‌شود.
• سنسور دور موتور: این سنسور به یونیت اطلاع می‌دهد که موتور خودرو روشن است یا خیر. زیرا فرمان پرقدرت فقط زمانی که موتور روشن است باید فعال شود. اطلاعات دور موتور نیز از طریق شبکه CAN به یونیت ارسال می‌شود.
• شبکهCAN : اطلاعات مهمی مانند سرعت خودرو، سرعت و زاویه فرمان و دور موتور از طریق شبکه CAN به یونیت کنترل فرستاده می‌شود. اگر شبکه قطع شود یا اطلاعات به طور غلط ارسال شود، فرمان نیمه‌سنگین می‌گردد. اما سیستم کاملا متوقف نشده تا راننده بتواند کنترل خودرو را حفظ کند.

جمع بندی

در این مقاله در سایت گلپانیا بررسی کردیم  که سیستم فرمان الکتروهیدرولیک و اجزای آن عملکرد منحصربفردی داشته و با هماهنگی کامل چندین بخش کار می‌کند. در این سیستم واحد کنترل الکترونیکی می‌تواند با توجه به شرایط مختلف مانند سرعت خودرو و زاویه چرخش فرمان، میزان نیروی کمکی را تنظیم کند.