Sistema de direcció assistida elèctrica (EPS).
L'EPS és actualment el sistema de direcció més utilitzat en vehicles elèctrics. Assisteix a un motor elèctric, substituint la tradicional servodirecció hidràulica (HPS).
1. Components de l'EPS
L'EPS consta principalment dels següents components:
(1) Sensor de parell: detecta el parell i la direcció de gir del volant (intenció del conductor).
(2) Sensor d'angle de direcció: controla l'angle del volant (parcialment integrat al sensor de parell).
(3) Sensor de velocitat del vehicle: proporciona senyals de velocitat del vehicle (utilitzat per ajustar dinàmicament la quantitat d'assistència elèctrica).
(4) Unitat de control electrònic (ECU): processa les dades del sensor en temps real i calcula la quantitat de potència necessària.
(5) Motor d'assistència elèctrica: normalment un motor de corrent continu sense escombretes (BLDC), que transmet el parell a la columna de direcció o cremallera mitjançant un mecanisme de reducció (com un engranatge de cuc).
(6) Mecanisme de reducció: amplifica el parell motor i acciona el sistema de direcció.
2. Principi de funcionament de l'EPS
(1) Detecció d'intencions del conductor
Quan el conductor gira el volant, el sensor de parell mesura el parell de torsió de l'eix de direcció i el sensor de l'angle de direcció registra l'angle de direcció, enviant el senyal a la ECU.
El senyal de velocitat del vehicle s'introdueix de manera sincrònica (p. ex., es necessita més ajuda elèctrica a velocitats baixes i es necessita menys ajuda a velocitats altes per millorar l'estabilitat).
(2) L'ECU calcula la demanda d'assistència elèctrica
L'ECU calcula la quantitat d'ajuda de potència objectiu en funció del parell, la velocitat del vehicle i fins i tot l'estat de la carrosseria del vehicle (p. ex., l'angle d'inclinació, en alguns models-de gamma alta) i emet un senyal PWM per controlar el motor.
(3) El motor executa l'assistència elèctrica
El motor transmet potència a la columna de direcció o acciona directament la cremallera a través d'un mecanisme de reducció (per exemple, engranatge de cuc, cinturó, etc.) (els diferents tipus d'EPS tenen estructures diferents, vegeu més avall).
La direcció d'assistència del motor és coherent amb la direcció de la direcció del conductor (determinada per la polaritat del sensor de parell).
(4) Retroalimentació i correcció
El sistema controla contínuament el parell del volant i l'angle de direcció real, ajusta dinàmicament la sortida del motor i aconsegueix un control de bucle tancat-per evitar l'excés d'assistència o el retard.
3. Classificació i aplicació de l'EPS En funció de les diferents ubicacions d'instal·lació del motor, l'EPS es pot classificar en els següents tipus:
| Tipus | Posició motora | Models de cotxes aplicables | Característiques |
| C-EPS (Tipus de columna de direcció) | Instal·lat a la columna de direcció | Cotxes petits, microcotxes | Estructura senzilla, baix cost, però assistència relativament petita. |
| P-EPS (tipus d'engranatge de pin) | Instal·lat al pinyó de la direcció | Cotxes compactes/mitjans | Assistència moderada, bon equilibri |
| R-EPS (cremallera i pinyó) | Cremallera de tracció directa | Cotxes-mitjans i grans, SUV | Assistència d'alta potència, resposta ràpida, apta per a vehicles pesants |
| DP-EPS (tipus de pinyó doble) | Dos motors accionen un pinyó i una cremallera, respectivament. | Cotxes-d'alt rendiment, cotxes de luxe | Direcció més precisa i millor resposta dinàmica |
4. Avantatges de l'EPS
(1) Alta eficiència energètica i autonomia-: l'EPS s'acciona directament per un motor elèctric, eliminant la necessitat d'una bomba hidràulica i provocant una pèrdua d'energia extremadament baixa (a diferència de l'HPS tradicional, que consumeix contínuament potència del motor). Per als vehicles elèctrics, l'estalvi d'energia pot millorar indirectament l'autonomia (aproximadament un 3%-5% d'optimització de l'eficiència energètica).
(2) Assistència a la direcció flexible i ajustable: el nivell d'assistència es pot ajustar dinàmicament mitjançant programari per adaptar-se a diferents escenaris (p. ex., direcció lleugera a baixes velocitats, direcció estable a altes velocitats) i fins i tot admet modes de conducció personalitzats (esport/confort).
(3) Estructura senzilla i baix cost de manteniment: l'eliminació de components com l'oli hidràulic, les bombes i les canonades redueix el risc de fuites d'oli i redueix la necessitat de manteniment posterior.
(4) Forta adaptabilitat ambiental: no es veu afectada per temperatures extremes (els sistemes hidràulics experimenten una major viscositat de l'oli a baixes temperatures, cosa que provoca un retard de direcció).
(5) Suport per a sistemes avançats d'assistència al conductor (ADAS): admet funcions avançades d'assistència al conductor, com ara l'assistència de manteniment de carril i l'aparcament automàtic.
