Електрически сервоусилвател на волана (EPS)

Електрическият сервоусилвател на волана, или EPS, е система за подпомагане на управлението, която използва електродвигател вместо задвижвана от двигателя хидравлична помпа, за да намали усилието, нужно на водача да завърти волана. Той се наложи като стандартна схема при съвременните автомобили, измествайки хидравличните системи, които доминираха десетилетия наред. Промяната е продиктувана от изискванията за по-добра икономичност на горивото, по-проста компоновка и преди всичко от възможността управлението да се интегрира с електронните системи за подпомагане на водача и автоматизираното шофиране, които клиентите все по-често очакват.

В системата EPS датчици измерват въртящия момент, който водачът прилага към волана, както и ъгъла на завъртане, и подават тази информация към електронен блок за управление. Блокът изчислява колко помощ е необходима и дава команда на електродвигател да я осигури. Помощта от двигателя се прилага или към кормилната колона, при системите с подпомагане на колоната, разпространени при по-малките автомобили, или директно към кормилната рейка чрез зъбно колело или отделен механизъм, при по-мощните системи с подпомагане на рейката, използвани при по-тежки и по-ориентирани към показателите автомобили. Познатият механизъм тип зъбна рейка все така превръща това усилие в движението настрани, което завърта колелата.

Предимството по отношение на ефективността е значително. Хидравличната помпа се задвижва с ремък и затова черпи мощност от двигателя постоянно, дори когато автомобилът се движи право напред и не е нужно подпомагане. Електродвигателят, обратно, консумира енергия само в моментите, когато водачът реално завърта волана, което намалява разхода на гориво с малък, но осезаем дял и намалява паразитното натоварване върху двигателя. Той премахва изцяло и хидравличния кръг, така че няма помпа, няма маркучи под високо налягане и няма течност, която да изтича, да се долива или сменя, което намалява поддръжката и отстранява цяла категория откази и замърсяване.

Тъй като подпомагането се управлява от софтуер, EPS може да се настройва далеч по-гъвкаво от хидравлична система. Степента на подпомагане може да се променя със скоростта — леко и удобно за паркиране, по-плътно и по-стабилно при магистрални скорости — и много автомобили предлагат избираеми режими на управление. По-важно е, че същият електродвигател, който подпомага водача, може и сам да прилага кормилни команди, което прави възможни съвременните функции за подпомагане на водача: системата за задържане в лентата, която връща автомобила между линиите, центрирането в лентата и системите за автоматично паркиране, които насочват автомобила в мястото, докато водачът управлява педалите или просто наблюдава.

Технологията не е без компромиси и нюанси. Ранните системи EPS понякога са критикувани за леко изкуствено, безчувствено усещане, защото богатата обратна връзка от течността под налягане е трябвало да се пресъздаде електронно, макар че настройката се подобри значително. EPS зависи и от електрозахранването и електрониката на автомобила, така че повреда може да изключи подпомагането, оставяйки управлението тежко, но все пак механично свързано и контролируемо. Като развитие на класическия сервоусилвател и като основа за функции като завиване на всички колела, EPS се превърна в основополагащ елемент на шасито на съвременния автомобил и неговото движение към автоматизация.