Sähköinen ohjaustehostin: HEPS, EPS ja Steer-by-Wire

Sähköisen ohjaustehostimen omaksuminen kesti kauan, mutta sen tekniikka on ollut olemassa jo pitkään. Itse asiassa, ohjaustehostin on ollut olemassa lähes yhtä kauan kuin auto, ja suuriin kuorma-autoihin asennettiin jälkimarkkinajärjestelmät jo vuonna 1903, mutta sitä tarjottiin OEM-vaihtoehtona vasta 1950-luvulla.

Tekniikka on nykyään kaikkialla, koska se on vakiovarusteena lähes kaikissa uusissa autoissa ja kuorma-autoja, mutta se pysyi valinnaisena useissa halvemmissa lähtötason autoissa koko 1980-luvun ja 1990-luku.

Mihin ohjaustehostin on tarkoitettu?

Ohjaustehostimen tarkoitus on vähentää kuljettajan ohjaamiseen tarvittavaa voimaa. Tämä saavutettiin perinteisesti hydraulivoiman avulla, joka voidaan tuottaa hihnakäyttöisellä pumpulla, joka pyörii moottorin pyörimisestä. Teknologia on kuitenkin käynyt läpi tasaisen virran innovaatioita ja päivityksiä sen jälkeen, kun se esiteltiin ensimmäisen kerran OEM-vaihtoehtona 1950-luvulla.

Ensimmäinen suuri päivitys perinteiseen hydrauliseen ohjaustehostimeen, joka näki kaikenlaisen laajan käyttöönoton, oli sähköhydraulinen ohjaustehostin. Tämä varhainen sähköisen ohjaustehostimen muoto toi lisäapua perinteiselle sähköpumpuilla varustetulle ohjaustehostimelle.

Tämä tekniikka on suurelta osin syrjäytynyt elektronisella ohjaustehostimella, joka jättää hydrauliikan kokonaan pois. Sähköinen ohjaustehostin on saatavana useisiin ajoneuvoihin lähes kaikilta valmistajilta.

Sähköhydraulinen ohjaustehostin

Sähköhydraulinen ohjaustehostin (EHPS) on hybriditekniikka, joka toimii aivan kuten perinteinen hydraulinen ohjaustehostin. Aivan kuten perinteiset järjestelmät, se käyttää hydraulivoimaa vähentääkseen auton ohjaamiseen tarvittavaa voimaa.

Ero näiden kahden tekniikan välillä on siinä, kuinka hydraulinen paine syntyy. Kun perinteiset järjestelmät tuottavat painetta hihnakäyttöisellä pumpulla, sähköhydraulisissa ohjaustehostimissa käytetään sähköpumppuja.

Yksi sähköhydraulisen ohjaustehostimen suurimmista eduista on, että sähköpumppu ei välttämättä menetä tehoa, kun moottori sammutetaan. Tämä on loistava turvaominaisuus, koska se helpottaa ohjaamista turvaan, jos moottori sammuu tiellä ajettaessa.

Tämä ominaisuus on ollut hyödyllinen myös sähköajoneuvoissa ja joissakin polttoainetehokkaissa kaasuajoneuvoissa, koska se pystyy tarjoamaan ohjaustehostimen ajoneuvot, joissa ei ole perinteistä kaasu- tai dieselmoottoria, ja hybridiajoneuvot, jotka on suunniteltu sammuttamaan kaasumoottori moottoritiellä nopeudet.

Sähköinen ohjaustehostin

Toisin kuin hydrauliset ja sähköhydrauliset järjestelmät, sähköinen ohjaustehostin (EPS) ei käytä minkäänlaista hydraulista painetta ohjauksen avustamiseen. Tekniikka on täysin elektroninen, joten se käyttää ohjausvaihteeseen tai telineeseen asennettua sähkömoottoria antamaan suoraa apua.

Koska tehoa ei menetetä hydraulisen tehon tuottamisessa ja siirtämisessä, nämä järjestelmät ovat tyypillisesti tehokkaampia kuin joko hydraulinen tai sähköhydraulinen ohjaus.

EPS-järjestelmästä riippuen sähkömoottori voidaan asentaa joko ohjauspylvääseen tai suoraan ohjauspyörään tai ohjaustelineeseen.

Antureiden avulla määritetään, kuinka paljon ohjausvoimaa tarvitaan, ja sitten se kohdistetaan niin, että kuljettajan tarvitsee vain vähän ponnistella pyörän kääntämiseksi.

Joissakin järjestelmissä on erilliset asetukset, jotka määrittävät tarjotun ohjausavustuksen määrän, ja toiset toimivat muuttuvalla käyrällä.

Useimmat OEM-valmistajat tarjoavat sähköisen ohjaustehostimen yhdessä tai useammassa mallissaan.

Mikä on Steer-by-Wire?

Sähköiset ohjaustehostinjärjestelmät poistavat hydraulikomponentin säilyttäen samalla perinteisen ohjausvivun, mutta todelliset steer-by-wire -järjestelmät poistavat myös ohjausvivun.

Nämä järjestelmät käyttävät sähkömoottoreita pyörien kääntämiseen, antureita, jotka määrittävät käytettävän ohjausvoiman, ja ohjaustuntuman emulaattoreita antamaan haptista palautetta kuljettajalle.

Steer-by-wire -tekniikkaa on käytetty tietyissä raskaissa laitteissa, trukeissa, etukuormaajissa ja muissa vastaavissa sovelluksissa jo jonkin aikaa, mutta se on vielä suhteellisen uutta automaailmassa.

Autonvalmistajat, kuten GM ja Mazda, olivat edelläkävijöitä tässä konseptissa varhaisilla drive-by-wire-konseptiautoilla, jotka välttyivät perinteinen ohjausvivusto, mutta teollisuus ja kuljettajat ovat hyväksyneet tämän tekniikan jonkin verran kolea.

Nissan ilmoitti loppuvuodesta 2012, että se olisi ensimmäinen autonvalmistaja, joka tarjoaa teknologiaa tuotantomallissa, ja sen riippumaton ohjausjärjestelmä julkistettiin vuodelle 2014. Kuitenkin tämäkin järjestelmä säilytti perinteisen ohjausjärjestelmän jäännökset.

Vuoden 2014 Infiniti Q50:ssä esitelty Independent Steering Control System ohjattiin johdolla, mutta jätti perinteisen ohjausvivuston paikalleen. Vaikka ne irrotettiin normaalin käytön aikana, ne olivat edelleen olemassa.

Tämän tyyppisen järjestelmän ideana on, että jos steer-by-wire -järjestelmä epäonnistuu, kytkin voi kytkeytyä, jotta kuljettaja voi käyttää ohjaamiseen mekaanista vivustoa.

Yhdessä muiden drive-by-wire-tekniikoiden kanssa, kuten brake-by-wire ja elektroniset kaasuvivut, Steer by-wire on keskeinen osa autonomiset autot.