Τι είναι ο αισθητήρας γωνίας διεύθυνσης;

Ο αισθητήρας γωνίας τιμονιού (SAS) είναι τοποθετημένος στην κολόνα τιμονιού. Είναι βαθμονομημένος όταν είναι εγκατεστημένο για να πει στο σύστημα ADAS ότι το τιμόνι βρίσκεται στη θέση 12:00 και ότι οι μπροστινοί τροχοί δείχνουν ευθεία μπροστά. Μόλις βαθμονομηθεί, ο αισθητήρας αναφέρει τη γωνία διεύθυνσης, τον ρυθμό περιστροφής και το ποσοστό που εφαρμόζει ο οδηγός. Στην πραγματικότητα, σε πολλές περιπτώσεις, υπάρχει μια σειρά αισθητήρων στον αισθητήρα γωνίας διεύθυνσης τιμονιού για τον προσδιορισμό όλων αυτών των δεδομένων.

Σε αντίθεση με τους όρους tank-to-wheel / well-to-wheel (Απο την δεξαμενή στο τροχό / Από την πηγή στον τροχό), λαμβάνουν επίσης υπόψη τη διαδικασία παραγωγής ενέργειας κατά τον προσδιορισμό των περιβαλλοντικών επιπτώσεων ενός οχήματος. Η ηλεκτρική ενέργεια για ένα BEV πρέπει να παραχθεί, το καύσιμο για ένα κινητήρα ΜΕΚ πρέπει να εξαχθεί, να υποβληθεί σε επεξεργασία και να μεταφερθεί πριν από το καθένα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την τροφοδοσία του αυτοκινήτου. Αυτές οι διαδικασίες καταναλώνουν ενέργεια και παράγουν διοξείδιο του άνθρακα, επηρεάζοντας τις συνολικές εκπομπές και την απόδοση του αυτοκινήτου. Από την προοπτική του well-to-wheel από τοην πηγή στο τροχό, η απόδοση ενός ηλεκτρικού αυτοκινήτου είναι περίπου 35% – το οποίο εξακολουθεί να είναι σχεδόν διπλάσιο από ένα όχημα με κινητήρα ΜΕΚ.

https://www.linkedin.com/posts/e-mobility-at-zf_in-our-e-mobility-dictionary-we-explain-activity-6811049737664372736-dZK9

Αξιολόγηση σήματος

Το σήμα χρειάζεται στον εγκέφαλο υποβοήθησης τιμονιού, για τον εντοπισμό των κινήσεων του συστήματος διεύθυνσης.
Όσο μεγαλύτερη είναι η γωνιακή ταχύτητα του τιμονιού, τόσο περισσότερες είναι οι στροφές της αντλίας και αντίστοιχα μεγάλος ο όγκος ροής (χωρίς να λαμβάνεται υπόψη η ταχύτητα του αυτοκινήτου).

Εναλλακτική λειτουργία

Σε περίπτωση δυσλειτουργίας του αισθητήρα το υδραυλικό τιμόνι περνάει σε προγραμματισμένη λειτουργία ανάγκης.

Η λειτουργικότητα του συστήματος διεύθυνσης παραμένει εξασφαλισμένη, χρειάζεται όμως να ασκηθεί μεγαλύτερη δύναμη στο τιμόνι.

Αυτοδιάγνωση

Ο αισθητήρας συμμετέχει στην αυτοδιάγνωση. Ο εγκέφαλος υποβοήθησης τιμονιού αποθηκεύει τα σφάλματα λειτουργίας του αισθητήρα.

Στη λειτουργία διάγνωσης βλαβών -μπορούν να εντοπιστούν τα εξής:

• Βραχυκύκλωμα στη γείωση
• Διακοπή/Βραχυκύκλωμα στη θετική γραμμή
• Σφάλματα

Σχήμα: Ηλεκτρική συνδεσμολογία αισθητήρα

Η αρχή του αισθητήρα Hall

O αισθητήρας Hall είναι ένας ηλεκτρονικός διακόπτης ελέγχου.

Το σύστημα υδραυλικής  υποβοήθησης  με έλεγχο της δύναμης περιστροφής υποβοήθησης της  υδραυλικής βαλβίδας της κολώνας του τιμονιού  αποτελεί μία εφαρμοσμένη τεχνολογία από το 1988 όπου η   Ford  παρουσίασε το Variable-Assist Power Steering  (VAPS), το οποίο χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά στο Lincoln Continental.

Το σύστημα μεταβλητής υποβοήθησης με την εξέλιξη της τεχνολογίας και την εφαρμογή των ηλεκτρονικών αποτέλεσε μία οικονομική και αξιόπιστη λύση για διάφορους κατασκευαστές.

Το σύστημα SSPS εργάζεται όπως τα συμβατικά υδραυλικά συστήματα υποβοήθησης. Πλην όμως  εδώ η δύναμη της υποβοήθησης ελέγχεται ηλεκτρομαγνητικά  και αυξάνεται ή μειώνεται ανάλογα με την ταχύτητα του οχήματος οπότε ανάλογος είναι και ο έλεγχος της δύναμης περιστροφής της κολώνας του τιμονιού.

Η λειτουργία του συστήματος βασίζεται στο σήμα εισόδου, την ταχύτητα οχήματος,  που αποστέλλεται από τη ηλεκτρονική μονάδα διαχείρισης κινητήρα  στη ηλεκτρονική μονάδα διαχείρισης του υδραυλικού τιμονιού. Στη συνέχεια η μονάδα SSPS βάσει αυτού του σήματος προσδιορίζει την επιθυμητή υδραυλική υποβοήθηση και ανάλογα ελέγχει τη σωληνοειδή βαλβίδα με ένα σήμα διαμόρφωσης πλάτους παλμού. Η ένταση του ρεύματος που διαρρέει τη σωληνοειδή βαλβίδα κυμαίνεται από 0 έως 3 Α.

Σχηματική διάταξη εξαρτημάτων

1. Διάταξη Κρεμαγιέρας
2. Αντλία Υδραυλικού Τιμονιού
3. Δοχείο Υγρών Υδραυλικού Τιμονιού
4. Πρίζα διάγνωσης
5. Προειδοποιητική Λυχνία
6. Ηλεκτρονική Μονάδα Ελέγχου EBCM
7. Μονάδα Ελέγχου SSPS
8. Σώμα Σωληνοειδούς Βαλβίδας

Όταν η ταχύτητα του οχήματος είναι μηδενική, η ένταση του ρεύματος που διαρρέει τη σωληνοειδή βαλβίδα είναι μηδενική. Η σωληνοειδής βαλβίδα του ενεργοποιητή SSPS, δε βοηθά στην παρεχόμενη μεταβολή της παροχής και της πίεσης του λιπαντικού  η οποία καθορίζεται μόνο από την ακρίβεια ελέγχου δύναμης της ράβδου στρέψης και της αντλίας. Το υδραυλικό υγρό ρέει μέσα από τη βαλβίδα στην κολώνα του τιμονιού, ώστε το σύστημα να  παρέχει τη μέγιστη υποβοήθηση προκειμένου να υπάρχει ευκολία στην αλλαγή πορείας, τους ελιγμούς, τη στάθμευση κλπ.

Όσο η ταχύτητα του οχήματος αυξάνεται, η ένταση του ρεύματος που διαρρέει τη σωληνοειδή βαλβίδα αυξάνεται ελεγχόμενα από τη ηλεκτρονική μονάδα διαχείρισης του υδραυλικού τιμονιού SSPS, από τα 0 έως και τα 3Α. Η αυξανόμενη ένταση του ρεύματος μαγνητίζει τους δύο πόλους,  τον εσωτερικό και τον εξωτερικό με αποτέλεσμα αυτοί να έλκονται, και να δυσκολεύουν μ’ αυτόν τον τρόπο την κίνηση περιστροφής της πυξίδας του τιμονιού. Αυτό μειώνει την υποβοήθηση που ασκείται στην πυξίδα του τιμονιού, ώστε το τιμόνι να γίνεται πιο σκληρό και να αυξάνεται η σταθερότητα και η κατευθυντικότητα του οχήματος.

Σημείωση

	Εκτός από τη σωληνοειδή βαλβίδα (ενεργοποιητή) και την ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου SSPS, ο σχεδιασμός του συστήματος SSPS είναι κατά βάση ίδιος με αυτόν των συμβατικών συστημάτων υποβοήθησης.

Ηλεκτρονική Μονάδα Ελέγχου SSPS

Η ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου SSPS είναι τοποθετημένη στην κολώνα του τιμονιού και συγκρίνει συνεχώς την τρέχουσα τιμή του ρεύματος που ασκείται στη ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα βαλβίδα του ενεργοποιητή SSPS, με την ιδανική τιμή ρεύματος που υπολογίζεται βάσει της ταχύτητας του οχήματος και πραγματοποιεί διορθώσεις. Η ταχύτητα του οχήματος λαμβάνεται από την ηλεκτρονική μονάδα διαχείρισης κινητήρα.

Σχήμα: Η ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου SSPS είναι τοποθετημένη στην κολώνα του τιμονιού

Ενεργοποιητής Συστήματος SSPS

Ο ενεργοποιητής SSPS είναι τοποθετημένος πάνω στην κρεμαγιέρα. Στο εσωτερικό του ενεργοποιητή υπάρχει μια ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα. Πάνω από αυτή τη βαλβίδα είναι τοποθετημένοι δυο μαγνητικοί πόλοι, ο εσωτερικός κι ο εξωτερικός, Ο εσωτερικός μαγνητικός πόλος είναι σε εμπλοκή με τον άξονα του πινιόν, ενώ ο εξωτερικός με το πινιόν. Η ευαισθησία του τιμονιού ποικίλλει ανάλογα με την ηλεκτρομαγνητική δύναμη που ασκείται στους πόλους από τη ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα.