Sensori del servosterzo elettrico

I sistemi di servosterzo elettrico (EPS) o servosterzo elettrico (EPAS) continuano ad aumentare di popolarità tra i produttori di automobili. La diagnosi di questi sistemi può essere una sfida. Esistono diversi tipi di sistemi EPS. Alcuni montano i motori sul piantone dello sterzo, sull'albero del pignone contro la cremagliera dello sterzo o su un pignone secondario sull'altro lato della cremagliera dello sterzo. Nonostante le differenze, funzionano tutti con lo stesso obiettivo: assistere il conducente ogni volta che gira il volante.

Diamo uno sguardo più da vicino ai sensori che compongono questi sistemi e al loro funzionamento.

I sistemi EPS applicano la forza di assistenza alla sterzata basandosi solo sull'input del conducente. Il sistema utilizza i dati di input provenienti da una moltitudine di sensori del veicolo per determinare quanta forza di assistenza alla sterzata è necessaria. Il più delle volte, il problema finisce per essere un sensore, un cavo o una connessione difettosi da qualche parte nel sistema.

Il sistema EPS è collegato al CAN-BUS del gruppo propulsore e comunica con una serie di sistemi.Figura 1 mostra il CAN-BUS del gruppo propulsore su un ultimo modello Volkswagen. Puoi vedere che la centralina EPS è solo una parte della rete di sensori e centraline.

Questa connettività presenta alcuni seri vantaggi. Il modulo EPS non è collegato direttamente ai sensori di velocità delle ruote, ma la centralina ABS è in grado di trasferire tali dati sul BUS. È importante capire come possono essere interconnessi i sistemi sui veicoli moderni.

Il sensore dell'angolo di sterzata è probabilmente il sensore più importante del sistema; ecco perché è il primo della lista. Si trova tra il piantone dello sterzo e il volante e, in molti casi, è in realtà una parte di un gruppo di sensori. Ciò è dovuto all’importanza dei dati che produce. Una lettura errata del sensore dell'angolo di sterzata potrebbe fare la differenza tra affrontare una curva o entrare in collisione con un altro veicolo. Avere più sensori a bordo per misurare la stessa cosa offre ridondanza integrata e consente all'unità di controllo di confermare i dati in tempo reale.

Il funzionamento del sensore varia da un produttore all'altro, quindi è consigliabile controllare sempre le informazioni del servizio OEM prima di iniziare con la diagnosi. Diamo un'occhiata a una VW Golf Alltrack del 2019 come esempio. Il sensore è costituito da due anelli: l'anello assoluto (esterno) e l'anello incrementale (interno). Ogni anello è diviso in segmenti, che vengono letti da una barriera fotoelettrica impostata (figura 2).

Quando guardi i PID dei dati, dovresti vedere almeno una lettura del sensore dell'angolo di sterzata, misurata in gradi. Muovere il volante avanti e indietro per confermare che il sensore sta leggendo la modifica.

Il secondo sensore della nostra lista è il sensore della forza di sterzata, noto anche come sensore di coppia di sterzata o sensore del momento di sterzata. Questo sensore è generalmente montato sopra o all'interno della cremagliera dello sterzo e collegato al pignone (Figura 3 ). Viene utilizzato per misurare la quantità di forza di sterzata applicata dal conducente, quindi l'unità di controllo calcola la quantità di forza di sterzata necessaria e la applica utilizzando il motore elettrico.

Ancora una volta, il funzionamento del sensore varierà da un produttore all'altro, ma utilizzeremo nuovamente la VW Golf Alltrack 2019 come esempio. L'albero di entrata dello sterzo e il pignone sono collegati da una barra di torsione. Un anello magnetico è fissato all'albero di ingresso e gli statori sono fissati al pignone (Figura 4 ). Quando l'albero di ingresso ruota, la barra di torsione si attorciglierà e l'anello magnetico si sposterà rispetto agli statori (Figura 5 ). Quando si forma un campo magnetico, i sensori Hall lineari misurano il segnale elettrico e calcolano la quantità di forza applicata.

Osservando i PID dei dati, probabilmente vedrai due letture separate di forza/coppia, misurate in lb.-ft. o Nm. La rotazione dello sterzo dovrebbe far aumentare questi PID.

L'unità di controllo EPS monitora una serie di sensori aggiuntivi per garantire che il sistema funzioni in modo efficiente e non si surriscaldi. Ciò include, ma non è limitato a, la velocità e l'assorbimento di potenza del motore elettrico, la temperatura dell'unità di controllo e del motore elettrico, la velocità della ruota e la velocità del motore. Tutti questi PID e altro ancora possono essere monitorati da uno strumento di scansione e possono essere preziosi quando arriva il momento di diagnosticare un sistema EPS che si comporta in modo anomalo.