فرمان برقی یا EPS چیست؟

آیا با این سیستم از خودرو آشنایی دارید؟ مطمئنا برایتان پیش آمده است که در میان لیست آپشن‌های خودروهای امروزی با گزینه‌ای به نام فرمان برقی خودرو یا همان electric power steering system (ESP) مواجه شده باشید.

کد خبر: ۲۰۴۵۳۱۹

۲۷ اسفند ۱۴۰۳

به گزارش اقتصادآنلاین به نقل از همراه مکانیک، در این مطلب می‌خواهیم شما مخاطبین عزیز را به طور کامل با فرمان برقی خودرو آشنا کنیم.

فرمان برقی یا الکتریکی چیست؟

سیستم‌های کمکی فرمان بخشی جدایی‌ناپذیر از خودروهای امروزی هستند. بدون وجود این سیستم‌ها، فرمان پذیری خودروها بسیار سفت و سخت می‌شود و راننده نه تنها زودتر از حالت معمول خسته خواهد شد، بلکه ایمنی رانندگی نیز کاهش پیدا می‌کند؛ علاوه‌بر این سفتی فرمان بدون وجود سیستم‌های کمکی باعث می‌شود تا در مانورهای سرعت پایین مانند پارک کردن، راننده متحمل سختی زیادی شود.

سیستم‌های کمکی فرمان دو نوع عمده دارند که یکی هیدرولیکی و دیگری برقی هستند. سیستم هیدرولیکی برای دهه‌ها در خودروهای مختلف استفاده شده‌است و مزایای زیادی را در کنار چند عیب کوچک می‌توان برای آن ذکر کرد، اما در خودروهای جدیدتر شاهد جایگزینی سیستم هیدرولیکی با سیستم کمکی برقی هستیم.

در سیستم کمکی فرمان برقی که به صورت اختصار EPS نامیده می‌شود، همچنان شاهد استفاده ستون فرمان فلزی ثابت هستیم که به صورت فیزیکی غربیلک فرمان را به چرخ‌ها متصل می‌کند. تفاوت در آنجایی است که در EPS از یک موتور الکتریکی به عنوان نیروی کمکی برای حرکت دادن چرخ‌ها استفاده می‌شود. این الکتروموتور یا روی ستون فرمان نصب می‌شود یا روی میل فرمان. نصب الکتروموتور روی میل فرمان هزینه بیشتری دارد و به همین دلیل بیشتر در خودروهای اسپرت یا لوکس استفاده می‌شود.

در این سیستم سنسورهایی وجود دارند که میزان نیروی وارده و گشتاور اعمال شده از سوی راننده را اندازه‌گیری می‌کنند و سپس کامپیوتر خودرو تصمیم می‌گیرد که الکتروموتور چه میزان نیرو را در چه جهتی به سیستم فرمان وارد کند. در بیشتر خودروها میزان نیروی وارده از سوی سیستم EPS به سرعت خودرو بستگی دارد. برای مثال در هنگام پارک کردن، این سیستم بیشترین نیروی خود را وارد می‌کند تا فرمان خودرو تا حد امکان نرم باشد و راننده بتواند به راحتی خودرو را پارک کند. در مقابل، در هنگام رانندگی با سرعت بالا در جاده، دخالت سیستم کمتر می‌‌شود تا با سنگین‌تر شدن فرمان راننده کنترل بهتری روی پایداری خودرو داشته باشد.

اجزای سیستم EPS

سنسورها

سنسورها در این سیستم سرعت چرخ‌ها، زاویه چرخ‌ها و میزان گشتاور وارده با غربیلک را اندازه‌گیری کرده و به کامپیوتر اطلاع می‌دهند.

عملگر

واحد عملگر در سیستم EPS همان موتور برقی است که بر اساس دستور دریافتی از کامپیوتر زاویه و نیروی لازم را به چرخ‌ها اعمال می‌کند.

اکثر خودروهای موجود در بازار این روزها از سیستم فرمان برقی EPS بهره‌مند هستند و در آینده شاهد پیشرفت‌های بیشتر این سیستم نیز خواهیم بود.

مزایای فرمان الکتریکی EPS

اصلی‌ترین مزیت سیستم کمکی فرمان برقی را باید در مصرف کمتر انرژی در این سیستم جستجو کرد. در سیستم فرمان هیدرولیکی، پمپ هیدرولیک به صورت دائمی توسط موتور خودرو می‌چرخد و حتی زمانی که فرمان خودرو ثابت است شاهد هدر رفت نیرو در این بخش هستیم؛ اما در سیستم فرمان برقی، مصرف انرژی تنها در صورتی که لازم باشد اتفاق می‌افتد و در هنگام ثابت بودن فرمان هیچ مصرف برقی وجود ندارد.

این موتور برقی همچنین به خودروسازان این امکان را می‌دهد تا انواع سیستم‌های کمکی فعال مانند رانندگی بین خطوط  و سیستم اصلاح مسیر را به خودرو اضافه کنند. اصلی‌ترین سخت‌افزار مورد نیاز این سیستم‌های جدید همین موتور برقی EPS است. حتی امکان ارتقای قابلیت‌های سیستم EPS به راحتی و با اضافه کردن نرم افزار به ECU خودرو امکان‌پذیر است.

در سیستم‌های فرمان امروزی همچنان ارتباط فیزیکی بین غربیلک فرمان و چرخ‌ها وجود دارد و اینطور نیست که مانند سیستم Fly By Wire هواپیماها ارتباط بین فرمان و چرخ‌ها کاملا الکترونیکی و نرم افزاری باشد. دلیل اصلی این مساله به ایمنی خودرو برمی‌گردد، چون برای خودروسازان اهمیت زیادی دارد که در صورت از کار افتادن سیستم‌های الکترونیکی راننده همچنان قادر به کنترل خودرو باشد.

یکی از قابلیت‌های سیستم EPS از مدار خارج شدن موتور برقی در صورت خراب شدن است تا راننده بتواند بهترین کنترل را در مواقع اضطراری روی خودرو داشته باشد. این درست در مقابل سیستم‌های فرمان هیدرولیکی قرار دارد چون در فرمان هیدرولیکی در صورت از دست رفتن موتور خودرو به دنبال آن از کار افتادن سیستم هیدرولیکی، فرمان خودرو نیز بسیار سفت می‌شود که این مساله خطرناک است.

البته خودروسازان امیدوار هستند که در آینده قابلیت اطمینان سیستم EPS آنقدر افزایش پیدا کند که مانند هواپیماها ارتباط فیزیکی بین فرمان و چرخ‌ها قطع شود (البته دقت داشته باشید که در هواپیما، منظور از سیستم Fly By Wire نبود ارتباط فیزیکی بین سکان و فلاپ‌ها است). اگر این فناوری در خودروها به مرحله اجرا برسد با نام Steer By Wire یا فرمان‌پذیری با سیم شناخته خواهد شد. این سیستم در حال حاضر عمومیت چندانی ندارد و بیشتر در خودروهای مفهومی و لیفتراک‌ها مشاهده شده‌است. اولین خودروی تولید انبوهی که از سیستم EPS بدون ارتباط فیزیکی استفاده می‌کند، اینفینیتی Q50 مدل ۲۰۱۴ است. البته برای اطمینان، در این خودرو نیز همچنان اتصالات مکانیکی به عنوان بک آپ و برای مواقع ضروری وجود دارند. در صورتی‌که کامپیوتر خودرو بروز ایراد در سیستم فرمان برقی را تشخیص دهد، با استفاده از یک کلاچ فورا اتصال مکانیکی بین غربیلک و چرخ‌ها را برقرار می‌کند.

کیفیت رانندگی

یکی از اصلی‌ترین انتقاداتی که به سیستم فرمان برقی یا همان EPS وارد می‌شود، نبود حس رانندگی در این خودروها است. متاسفانه فیدبک‌های فرمان در خودروهای مجهز به EPS در پایین‌ترین حد خود قرار دارد و همین سبب می‌شود رانندگانی که به ماشین‌های اسپرت علاقه دارند از این فرمان‌ها لذت چندانی نبرند.

البته خودروسازان بیکار ننشسته‌اند و سازندگانی همچون مزدا، پورشه و بی ام و توانسته‌اند حس رانندگی فرمان‌های EPS را تا حد امکان به فرمان‌های هیدرولیکی نزدیک کنند.