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Sistema de

direccinelctricamente

asistida EPS

Nombre: Marcelo Vergara Guerrero

Fecha: 25 de octubre del 2013

Profesor: Pedro Soto

Asignatura: Control electrnico de

Chasis


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Introduccin

En el presente informe hablare sobre el sistema de direccin elctricamente

asistida EPS, del cual dar a conocer cules son sus principios de funcionamiento,

su clasificacin, sus componentes, tambin hablare de cmo se diagnostica elestado en que se encuentra la direccin asistida como tambin los

procedimientos para la reparacin de esta.


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Desarrollo

Funcin

La direccin asistida es un sistema mediante el cual se reduce la fuerza que tieneque efectuar el conductor sobre el volante de un automvil para accionar la

direccin, tambin proporciona una ayuda al conductor a realizar maniobras y al

mismo tiempo permite una menor desmultiplicacin, ganando al mismo tiempo

sensibilidad en el manejo y poder aplicar volantes de radio ms pequeo. Todo

esto mediante el acoplamiento de un mecanismo de direccin simple a un circuito

de asistencia. Pero en caso de una falla de la asistencia esta se cancela y el

sistema vuelve a ser mecnico para que el vehculo no quede inhabilitado.


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Clasificacin

El sistema de direccin EPS puede clasificarse en diferentes arquitecturas que son

definidas por el fabricante tomando en cuenta parmetros como espacio,

seguridad, economa de recursos, mantenimiento, dependiendo donde se aplica la

asistencia, las direcciones elctricas se divide en:

Column Drive.

Este sistema aplica la asistencia en la columna de direccin es el ms difundido y

el menos costoso; se monta sobretodo en vehculos pequeos, cuyo peso sobre el

tren delantero es bajo. El motor elctrico se instala sobre la parte de la columna de

direccin situada en el habitculo. De esta manera, el problema de las altas

temperaturas debajo del cap est resuelto.

Caractersticas Tcnicas: Mxima Potencia 405 W / 75 A / 12 v. Par en la columna65 N. Fuerza en la cremallera 7700 N. Rango de temperatura -40C hasta 120C.

Peso mximo 7 Kg


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Pin Drive.

Aplica la asistencia en el pin de la direccin. Es el ms simple en trminos de

implantacin. El motor elctrico se encuentra al pie de la columna de direccin a la

entrada de la cremallera. De esta manera, la columna y los cardanes no se ven

afectadas por el par suministrado por el motor elctrico y no deben estar

sobredimensionadas.

Caractersticas Tcnicas: Mxima Potencia 405 W / 75 A / 12 v. Par en la columna

65 N m. Fuerza en la cremallera 7700. Rango de temperatura -40C hasta 120C.

Rack Drive.

Aplica la asistencia en la cremallera de la direccin. Es el montaje de los vehculos

de gama alta, ya que el peso sobre el eje delantero es superior a una tonelada. El

motor elctrico est integrado en la cremallera


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Direccin convencional

La direccin es el conjunto de elementos cuya misin es la de orientar las ruedas

delanteras para que el vehculo tome la trayectoria deseada por el conductor

convirtiendo el movimiento de giro que el conductor da al volante en una

desviacin angular de las ruedas directrices

Este debe tener las siguientes caractersticas.

Seguridad: depende de la fiabilidad del mecanismo, de la calidad de los materiales

empleados y del mantenimiento adecuado.

Suavidad: se consigue con un montaje preciso, una desmultiplicacin adecuada y

un perfecto engrase.

Precisin: se consigue haciendo que la direccin no sea muy dura ni muy suave.

Si la direccin es muy dura por un excesivo ataque o pequea desmultiplicacin,

la conduccin se hace fatigosa e imprecisa; por el contrario, si es muy suave, por

causa de una desmultiplicacin grande, el conductor no siente la direccin y el

vehculo sigue una trayectoria imprecisa.

La falta de precisin puede ser debida a las siguientes causas:

- Por excesivo juego en los rganos de direccin.

- Por un desgaste desigual en los neumticos, que hace ascender a la mangueta

en cada vuelta, modificando por tanto las cotas de reglaje.

- Por la presin inadecuada en los neumticos, que modifica las cotas de reglaje y

que, si no es igual en las dos ruedas, hace que el vehculo se desve a un lado.

Irreversibilidad: consiste en que el volante debe mandar el giro a las ruedas pero,

por el contrario, las oscilaciones que toman estas, debido a las incidencias del

terreno, no deben se transmitidas al volante.


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Direccin asistida

La direccin asistida es un sistema mediante el cual se reduce la fuerza que ha de

efectuar el conductor sobre el volante de un coche para accionar la direccin.

Los tipos de direccin asistida son:

Hidrulica

Las direcciones hidrulicas fueron de los primeros modelos de direccin asistida

que se utilizaron junto con las de vaco. Son las ms habituales en toda clase de

vehculos aunque estn siendo sustituidas por las electro-hidrulicas y elctricas.

La direccin hidrulica utiliza energa hidrulica para generar la asistencia. Para

ello utiliza una bomba hidrulica conectada al motor.

Para el funcionamiento aprovecha la propia cremallera como pistn hidrulico paragenerar la asistencia. De esta forma, cuando el conductor gira el volante el sensor

hidrulico permite el paso del fluido hacia uno de los lados del pistn, aumentando

la presin en ese lado y haciendo que la cremallera se desplace axialmente hacia

el lado al que el conductor gira el volante. Una vez que el conductor deja de girar

el volante la presin se iguala y la cremallera queda en su posicin original.

Electro-hidrulica

La direccin electro-hidrulica o EHPS (Electro-Hydraulic Powered Steering) es

una evolucin de la direccin hidrulica. En vez de utilizar una bomba hidrulica

conectada al motor utiliza un motor elctrico para mover la bomba hidrulica.

Su principal ventaja es que al no estar conectada al motor del vehculo evita los

problemas mecnicos asociados a una transmisin por correa. Adems reduce el

consumo de combustible. En este caso la bomba hidrulica slo funciona cuando

y al ritmo que se necesita para operar la direccin. La alimentacin del motor que

mueve la bomba se hace a travs de la batera.

Electro-mecnica

Las direcciones elctricas o EPS (Electrical Powered Steering) son el tipo msreciente de direccin asistida. Su nombre se debe a que utilizan un motor elctrico

para generar la asistencia en la direccin.


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Su ventaja frente a las hidrulicas y electro-hidrulicas es que, al no utilizar

energa hidrulica son ms ligeras y simples al eliminar la instalacin y bomba

hidrulica.

Atendiendo al lugar donde se aplica la asistencia, las direcciones elctricas se

dividen:

Column drive: aplica la asistencia en la columna de direccin.

Pinion drive: aplica la asistencia en el pin de la direccin.

Rack drive: aplica la asistencia en la cremallera de la direccin.


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Componentes

El sistema de direccin asistida elctrica se compone de un motor elctrico,

accionado por una unidad de control electrnica y una serie de sensores decaptacin e informacin de cualquier accin del sistema direccional para generar

la servo asistencia correspondiente de la direccin.

Sensor de ngulo de direccin: Va situado en la columna de direccin, entre el

mando combinado y el volante, y suministra la seal para la determinacin del

ngulo de direccin.

Sensor de par de direccin: Va ubicado en la carcasa del mecanismo de la

direccin y suministra la seal del par aplicado a la direccin.

Sensor de rgimen del motor elctrico: Forma parte integrante del motor elctrico

y no es accesible exteriormente.

Sensores de rgimen seal de velocidad: La seal de la velocidad de marcha del

vehculo es suministrada por la unidad de control del ABS, a travs de sus

captadores de ruedas.

Sensor de rgimen del motor: Ubicado en la carcasa de salida de cigeal

suministra la seal del rgimen de revoluciones del motor de combustin, a travs

de la propia UCE de inyeccin.

Calculador: Este es el encargado de tomar las seales de los sensores y calcular

la asistencia para la direccin.

Motor elctrico: Se trata de un motor asncrono con desarrollo de bajo par mximo

y de construccin simple, que permite accionamientos cortos y rpidos, por lo que

resulta muy adecuado para movimientos de asistencia de la direccin.


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Funcionamiento

Las direcciones EPS, utilizan la corriente de la batera como energa de trabajo y

solo funciona si en motor del vehculo est en funcionamiento. El esfuerzo

aplicado al volante normalmente sirve para transmitir el giro a las ruedas en los

sistemas mecnicos, con los sistemas EPS este esfuerzo es medido por un

captador de par, esta medicin es transmitida a un mdulo de control que controla

el motor elctrico de asistencia y este suministra al motor de asistencia una

corriente en funcin principalmente del esfuerzo aplicado al volante, de la

velocidad del vehculo y del rgimen del motor del vehculo, esta informacin es

registrada en mdulo de control en una cartografa de datos, esto determina la

cantidad de corriente que debe ser suministrada al motor de asistencia. La

asistencia aumentara a medida que aumente el esfuerzo aplicado al volante y

disminuir a medida que aumente la velocidad del vehculo. Con esta informacin

el mdulo de control aporta un trmino complementario que se aade a laasistencia principal para confort del conductor con las siguientes funciones,

amortiguacin y ayuda al retroceso, estas funciones hacen que a baja velocidad el

mdulo de control aporte movimiento de retroceso al punto neutral y altas

velocidades genera un par contrario al movimiento del volante para evitar pasar el

punto neutral por la inercia del motor de asistencia.


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Diagnostico

En un sistema electrnico pueden aparecer fallas visibles al igual q fallas

invisibles, como puntas de soldadura en el circuito defectuosos o sobrecargas en

el circuito que pueden quemar las lneas de corriente, incluso la humedad puede

causar problemas elctricos en el motor de asistencia o en el sensor de par, por

lo cual es importante tener la herramienta adecuada para la determinacin de la

falla.

Al realizar un diagnstico se debe tener las siguientes precauciones:

No golpear partes electrnicas, si se caen o golpean sustituirla por una nueva.

Evitar el calor y la humedad en partes electrnicas

No tocar el terminal de conexin para evitar electricidad esttica

No golpear partes del motor y del sensor de par, si se cae o golpean sustituirlo.

Principales fallas que presenta la direccin asistida:

Los sntomas de falla son los siguientes:

Endurecimiento del volante y advertencia testigo EPS

Ruido o traqueteo al girar el volante

Asistencia nicamente a un lado de giro


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Inspeccin

En condiciones normales, la luz testigo de advertencia EPS se ilumina al conectar

la llave de encendido y luego de algunos segundos de auto chequeo el testigo se

apaga automticamente. El testigo de advertencia EPS se ilumina si se produce

una falla en el sistema de asistencia. La luz de aviso del EPS puede encenderse

en varios casos, segn la falla que se produzca.

El sistema GDS inmediatamente despus de conectarlo al vehculo nos muestra

una pantalla, en la cual se debe seleccionar el modelo del vehculo, el ao, el

motor y el sistema que se quiere diagnosticar.

Una vez seleccionados los datos del vehculo y el sistema que se desea chequear,

el programa nos muestra una pantalla, la cual nos muestra lo datos del sistema

EPS como tensin de batera, seal de par, seales de velocidad del vehculo y

del motor, corriente consumida por el motor de asistencia y como est trabajando,tambin esta pantalla nos indica si en la memoria se registr alguna falla.


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Prueba de funcionamiento

Las principales pruebas de funcionamiento que se le pueden realizar al sistema de

direccin asistida elctricamente son a sus componentes y las seales con las que

trabaja cada componente tales como el sensor de ngulo de direccin, sensor de

par de direccin, sensor de rgimen de motor elctrico y el funcionamiento de la

ecu de direccin, el calculador y el motor elctrico que ayuda al movimiento de la

cremallera.

Registro de diagnostico

La prueba OBD controla la integridad y el funcionamiento del EPS y produce los

resultados pedidos por las pruebas especficas.

Adems la prueba de diagnstico de a bordo:

- Provee un rpido control del EPS que normalmente se lleva a cabo al

principio de cada procedimiento de diagnstico.

- Provee una comprobacin, despus la reparacin, para asegurarse de que

no hayan ocurrido otras averas durante el mantenimiento.

La prueba OBD se divide en 2 partes:

- Leer/borrar los resultados del diagnstico, el control y la registracin PID

Leer/borrar resultados del diagnstico

Esta funcin permite leer o borrar los DTC en la memoria de l mdulo de control

EPS.

Registro y control datos PID

Esta funcin permite acceder a los valores de unos datos, a las seales de

entrada, a los valores calculados y a las informaciones sobre el estado del

sistema.


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Procedimiento de lectura de los DTC

Conectar el WDS o instrumento equivalente al conector del DLC-2 del vehculo.

Recuperar los DTC mediante el WDS o instrumento equivalente.

Procedimiento de cancelacin de los DTC

Tras haber efectuado las reparaciones, llevar a cabo el Procedimiento de lectura

de los DTC.

Borrar los DTC mediante el WDS o instrumento equivalente.

Comprobar que se ha solucionado el problema del cliente.

Procedimiento de registro y control datos PID

Conectar el WDS o instrumento equivalente al conector del DLC-2 del vehculo.

Acceder y controlar los PID mediante WDS o instrumento equivalente.


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Reparacin

Como todas estas nuevas tecnologas, aunque son de mucha ayuda para el

confort, en el momento de las reparaciones pueden ser un poco ms complicadas

que los sistemas antiguos.

En el caso de esta tecnologa, muchas de las reparaciones que tienen que ver con

el sistema de direccin deben ser llevadas a cabo con herramientas especiales

como un Scanner automotriz. Esto para efectos de alineacin del volante,

diagnstico y adaptaciones luego de la reparacin.

Por ser un sistema de ltima generacin es recomendable llevar un vehculo con

una falla del EPS a un servicio tcnico autorizado por falta de conocimiento de

muchos tcnicos.

El ahorro de combustible en este sistema puede llegar a 0.2 kilmetros por litro decombustible, que es un ahorro significativo.

Tambin est la seguridad que da por la adaptacin que lleva a cabo el

computador en todo momento. Este sistema de direccin por lo general est

conectado a la red de computadores del vehculo compartiendo informacin y

haciendo al vehculo ms eficiente an.


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Desmontaje

Desmontaje del eje principal y la carcasa: Despus de retirar la carcasa queda

expuesto el eje principal el cual se divide en dos ejes unidos con ajustes a presin

as mismo se ve una segunda etapa, la cual cubre el pin reductor que esta

solidario al eje y unido mediante la barra de torsin al sensor de par .

Desmontaje del eje y pin reductor: El eje separado del principal y el pin de

arrastre que est unido al eje que va hacia la cremallera, este pin se mueve por

el accionamiento de un tornillo sinfn el cual esta transmite el giro del motor

elctrico de asistencia.

Desmontaje de la barra de torsin: El pin reductor y el sensor de par estn

tambin unidos a presin y con seguros, una vez retirados estos dos componentes

queda a la vista la barra de torsin, esta delgada barra est constituida de un

material elstico y est unida al sensor de par para poder medir el esfuerzo de

giro.

Despiece del sensor de par: Los contactos del sensor de par principal y auxiliar

son de tipo potencimetro, los cuales estn sometidos a desgaste. La causa por la

cual los contactos estn desgastados prematuramente, es porque el mismo sensorest sometido esta creadas por el terreno y transmitidas directamente al sistema

de la direccin. Razn por la cual que el mismo sistema implementado en otros

pases en los cuales cuentan con carreteras de excelente calidad no tienen ningn

inconveniente, el golpeteo y la vibracin hacen que en algn momento

determinado uno de los contactos dejen de entregar seal y se d una

inconcordancia de seales.


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Remplazo de componentes defectuosos

Cambio del sistema de asistencia: Una de las posibilidades aunque es la menos

recomendada es adaptar un sistema de direccin hidrulica, aunque posiblemente

solucionara el problema, probablemente acarreara otra serie de inconvenientes

como una dificultad de acople del sistema, ruidos, perdida de potencia del vehculo

y sobre todo perder la ventajas del sistema de direccin asistida elctricamente.

Reemplazar el sensor de par: Esta es la forma ms econmica y eficaz de eliminar

el problema del sensor de par provocadas por las irregularidades de las

carreteras, reemplazando el sensor de par de tipo potencimetro por un sensor de

par sin contactos de tipo magntico resistivo.


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Conclusin

Del presente informe puedo concluir que el sistema de direccin asistida

elctricamente EPS es muy bueno para el conductor ya que al conductor le brinda

gran ayuda en la conduccin y al ser electrnico el sistema es ms inteligente

llegando a diferenciar en las condiciones en que debe girar el vehculo

dependiendo de esto el sistema har la asistencia gracias a la informacin que

recibe del sensor de par, de velocidad, rpm que las toma el calculador y determina

la asistencia que necesita el conductor.

Adems este sistema ayuda a economizar combustible ya que es independiente

del motor trabaja con la energa de la batera y no agrega carga al motor tambin

es amigable con el medio ambiente ya que no ocupa ningn fluido.

Pero a pesar de esto este sistema presento una gran falla que se debi a las

condiciones del terreno por donde circulaban los vehculos, se producanvibraciones que afectaban las seales del sensor de par y la asistencia se

desactivaba y la direccin quedaba mecnica

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