motor driven power steering

Upload: try-phrasetyo

Post on 10-Feb-2018

253 views

Category:

Documents


2 download

TRANSCRIPT

  • 7/22/2019 Motor Driven Power Steering

    1/16

    Motor Driven Power Steering

    (Electric Power Steering)

    Motor Driven Power Steering (MDPS) yang umumnya disebut dengan Electrical Power Steering

    (EPS), dikembangkan untuk membantu steering force dengan menggunakan motor listrik tanpa

    bantuan power dari mesin. Fungsinya adalah mengontrol momen motor berdasarkan kondisi

    kemudi agar diperoleh karakteristik kemudi yang optimal dan hemat bahan bakar . Disamping itu,

    teknologi ini sangat ramah lingkungan karena tidak menggunakan minyak power steering

    sehingga dapat mengurangi bobot dan kemudahan dalam hal perbaikan karena jalur oli tidak

    terpakai lagi. Sekarang ini, pemakaian EPS semakin meningkat dan EPS diharapkan untuk

    mengganti sistem power steering hidrolis. Power Steering elektrik dibagi menjadi tiga jenis

    berdasarkan lokasi motornya, tipe Column, Pinion, dan Rack.

    New HMC model TB incorporates a column type of C-EPS (MDPS).

    1) Advantages

    Konsumsi bahan bakar lebih hemat : 2~3 % (saat ini hanya untukkenyamanan kemudi)

    Lebih ramah lingkungan: Power steering oil & oil bebas dari

    kebocoran

    Meningkatkan performa mesin : Manipulasi lebih akurat

    - Pada dasarnya steering force dikontrol berdasarkan kecepatan kendaraan.

    - Sebagai tambahan dari faktor dasar (kecepatan kendaraan), beberapa logic seperti

    damping control, friction control dipakai untuk mengoptimalkan kemampuan kemudi.

    - Kemudi lebih ringan diputar ketika kendaraan melaju pelan.

  • 7/22/2019 Motor Driven Power Steering

    2/16

    - Pada saat kecepatan tinggi, steering force yang dibutuhkan menjadi lebih berat untuk

    meningkatkan keselamatan.

    Bobot berkurang : sekitar 2.4 Kg

    Performa kendaraan : Power mesin tidak digunakan untukmenjalankan power steering

    sehingga performas akselerasi bisa meningkat.

    Status sistem dapat diperiksa dan diketahui dengan alat Hi-

    scan dan penggunaan lampu

    peringatan.

    NVH : Bunyi hydraulic dapat dihilangkan dan pada motor

    listrik terdapat fungsi penyerap

    getaran yang timbul dari steering column sehingga getaran kemudi berkurang.

    Pemasangannya mudah:

    - Titik pemasangan berkurang sebanyak 21 (38 17) item

    - Jumlah komponen berkurang sebanyak 28 (47 19) item

    2) kebaikan MDPS

  • 7/22/2019 Motor Driven Power Steering

    3/16

    3) Perbandingan konstruksi

    Hydraulic power steering

    Electrical power steering

  • 7/22/2019 Motor Driven Power Steering

    4/16

    4) Jenis-jenis EPS

    * C-EPS: Column assist type Electrical Power Steering

    * P-EPS: Pinion assist type Electrical Power Steering

    * R-EPS : Rack assist type Electrical Power Steering

    (1) EPS tipe column assist (C-EPS ; HMC TB)

    Kemudi dijalankan oleh motor elektrik yang dipasang pada steering column juga clutch,

    mekanisme reduksi (worm & worm gear) dan torque sensor . (Untuk kendaraan kecil)

    Kontruksi

    Keunggulan dan Kelemahan

    a) Keunggulan:

    Konsumsi bahan bakar lebih irit

  • 7/22/2019 Motor Driven Power Steering

    5/16

    T enaga power steering bisa dijalankan meskipun mesin dalam

    keadaan mati

    Rancangannya mudah

    Layout ruang mesin menjadi lebih mudah

    Bebas oli dan ramah lingkungan

    Bunyi noise berkurang

    b) Kelemahan:

    Handling power steering kurang unggul karena kemampuan putar

    balik kemudi kurang

    Momen kurang cukup untuk kendaraan kelas sedang dan besar

    Diperlukan kemampuan mengemudi yang lebih baik dan

    motor yang daya inersianya

    kecil.

    (2) EPS tipe Pinion assist (P-EPS)

    Kemudi dijalankan oleh satu motor listrik yang dipasang pada pinion gear termasuk juga clutch,

    mekanisme rekduksi (worm & worm gear) dan torque sensor . (untuk kendaraan kecil).

    Kontruksi

    Advantages and disadvantages

    a) Keunggulan:

    Konsumsi bahan bakar lebih irit

  • 7/22/2019 Motor Driven Power Steering

    6/16

    T enaga power steering bisa dijalankan meskipun mesin dalam

    keadaan mati

    Rancangannya mudah

    Layout ruang mesin menjadi lebih mudah

    Bebas oli dan ramah lingkungan

    Bunyi noise berkurang

    b) Kelemahan:

    Handling power steering kurang unggul karena kemampuan putar

    balik kemudi kurang

    Momen kurang cukup untuk kendaraan kelas sedang dan besar

    Diperlukan kemampuan mengemudi yang lebih baik dan motor

    yang daya inersianya

    kecil.

    (3) EPS tipe Rack assist (R-EPS)

    Kemudi dijalankan oleh motor listrik yang dipasang pada rack yang ada pada gear juga

    dipasang mekanisme reduksi (ball nut & ball screw) dan torque sensor assembly . (High

    performance, untuk kendaran kelas sedang dan besar)

    Kontruksi

    Keunggulan dan Kelemahan

    a) Keunggulan:

    Konsumsi bahan bakar lebih irit

  • 7/22/2019 Motor Driven Power Steering

    7/16

    T enaga power steering bisa dijalankan meskipun mesin dalam

    keadaan mati

    Desain kemudi lebih mudah

    Layout ruang mesin lebih mudah

    Bebas oli dan ramah lingkungan

    Bunyi noise berkurang

    T ersedia sistem tegangan 42Volt dan pengurangan ukuran

    b) Kelemahan:

    Handling power steering kurang unggul karena kemampuan putar

    balik kemudi kurang

    Momen kurang cukup untuk kendaraan kelas sedang dan besar

    Diperlukan kemampuan mengemudi yang lebih baik dan

    motor yang daya inersianya

    kecil.

    12. KONSTRUKSI EPS TIPE COLUMN

    T orque sensor yang berfungsi untuk mendeteksi momen kemudi terdapat dua macam. Y ang

    pertama adalah tipe kontak dan yang ke dua adala tipe non kontak. Pada tipe kontak

    kemungkinan bisa keluar suara bising akibat kontak sedangkan tipe non kontak tidak

    mengeluarkan suara bising, namun dalam hal struktur dan biaya tipe kontak lebih unggul.

    Putaran yang dikeluarkan dari torsion bar disalurkan ke dalam bentuk perbedaan tegangan.

    EPS & MDPS

    59 After Sales Training - Publication & Material

    Reduction gear yang ada pada worm gear strukturnya sederhana. Reduction ratio di-set sesuai

    dengan power motor untuk menghasilkan momen target, jika melebihi 20kgfm, maka ini akan

    mempengaruhi kemampuan kemudi kendaraan dan sudut kemudinya. Maka itu perlu dipasang

    clutch dan torque limiter .

    Ketika kemudi dilepas setelah dibelokkan, kemudi harus dapat kembali ke posisi lurus ke depan.

    Kemampuan daya balik kemudi ini sangat berhubungan erat dengan kestabilan kemudi

    kendaraan. Namun, apabila gaya balik ini bisa berkurang yang dapat disebabkan oleh

    melemahnya motor , gaya inersia motor dan tahanan gesek melalui reduction gear sehingga

    menggangu daya balik kemudi.

    Untuk mengatasi masalah ini agar konstrol kemudi selalu optimal. Maka perlu dilakukan

  • 7/22/2019 Motor Driven Power Steering

    8/16

    pemulihan berdasarkan kecepatan kendaraan dansudut kemudinya. Ada dua cara untuk

    mendeteksi sudut kemudi. Pertama dengan menggunakan steering angle sensor dan yang ke

    dua adalah dengan menggunakan rotary detector yang dipasang pada motor . Namun yang

    paling umum adalah menggunakan steering angle sensor . Untuk pemulihan kontrol, besarnya

    arus yang dipulihkan ditentukan dan dievaluasi berdasarkan sudut kemudi dan kecepatan

    kendaraan.. T arget restorasi arus ditentukan dari komposisi besar sudut belokan kendaraan

    dengan menggunakan pemetaan arus sesuai dengan kecepatan kendaraan.

  • 7/22/2019 Motor Driven Power Steering

    9/16

    1) Spesifikasi Umum

  • 7/22/2019 Motor Driven Power Steering

    10/16

    2) ECU block diagram

    13. SINY AL INPUT

    T orque sensor dan motor adalah merupakan satu

    kesatuan yang terdapat di dalam steering column

    Ass'y; oleh karena itulah, bila ada kerusakan harus

    di ganti dalam satu Assembly . Pada waktu

    penggantian steering column Ass'y replacement,

    hati-hati jangan sampai steering column Ass'y

    terbentur . Bila terjatuh, maka tidak boleh dipakai lagi

  • 7/22/2019 Motor Driven Power Steering

    11/16

    meskipun part baru

    EPS & MDPS

    Training Support & Development 63

    2) Sinyal kecepatan kendaraan : Sinyal input untuk pengaturan besar kontrol kecepatan

    steering effort

    (1) Type Tr open collector type

    (2) Frequency 70.7 Hz at 100 km/h

    (3) Duty 35 to 65 %

    (4) VL max. 3.7 (V)

    (5) VH min. 1.5 (V)

    (6) Range of input 255 (km/h) or more

    (7) Range of detecting 0 to 255 (km/h)

    (8) Resolution 1 (km/h)

    (9) Operated period 200 (ms)

    Main,sub

    T orque (Nm)

    Output current (A)

    4.9 - 4.9

    5

    6.25

    3.75

    4.7k ohm

    No.2

    EPS_ECU

    5V

    47k ohm

    EPS & MDPS

    Training Support & Development 64

    3) Ignition (Engine speed)signal: Sinyal input dari ECM. Sistem EPS akan bekerja secara

    normal apabila putaran mesin sekitar 500RPM atau lebih.

    (1) Type Tr open collector type

  • 7/22/2019 Motor Driven Power Steering

    12/16

    (2) Frequency 2 pulse / 1engine rotation

    (3) Duty 40 to 60 %

    (4) VL max. 3.5 (V)

    (5) VH min. 1.0 (V)

    (6) Range of input 8000 (r/min) or more

    (7) Range of detecting 160 to 5100 (r/min)

    (8) Resolution 20 (r/min)

    (9) Operated period 200 (ms)

    4) Warning lamp control

    - Warning lamp (W/L) akan menyala selama

    4~5 detik ketika kunci kontak ON.

    - Ketika sedang dihubungkan dengan Hi-scan

    pro, W/L akan tetap menyala.

    - Apabila ada kesalahan, W/L akan menyala

    terus.

    EPS & MDPS

    Training Support & Development 65

    Failure

    5) Idle up control (hanya untuk 1.1L )

    Sistem EPS mengkonsumsi 45A. arus ini ibarat beban elektrik tinggi pada alternator ketika

    mesin sedang berputar idling dan dapat menurunkan putaran idle mesin. Untuk mencegah hal

    ini, ECM (Engine Control Module) melakukan idle up control dengan sinyal ground dari EPS

    control module pin #13.

    1. Idle Up ON (GND) : Motor current 25A

    2. Idle Up OFF (OPEN) : Motor current < 20A or Vehicle speed 5 Km/h

    EPS & MDPS

    Training Support & Development 66

    0.00

    5.00

    10.00

    15.00

  • 7/22/2019 Motor Driven Power Steering

    13/16

    20.00

    25.00

    30.00

    35.00

    40.00

    45.00

    50.00

    0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00

    Steering torque (Nm)

    Motor current (A)

    (1) (2)

    (3)

    (4)

    (5)

    (6)

    (7)

    (8)

    (9)

    (10)

    (11)

    (12)

    (13)

    (14)

    (15)

    (16)

    5.00 5.26 5.51 5.77 6.02 6.28 6.53 6.79

    7.04 7.29

    Torque sensor current (mA)

    6) Kontrol Motor

    a. Karakteristik MomenArus

    Arus maksimal adalah 45A

  • 7/22/2019 Motor Driven Power Steering

    14/16

    - Resolusi arus motor : 0.056A

    - Penambahan garis linear akan diberikan diantara map dengan resolusi sebagai berikut.

    a) Kecepatan kendaraan : 1 (km/h).

    b) Momen : 0.016 (N/m).

    [T orque-current characteristics (General Area)]

    EPS & MDPS

    Training Support & Development 67

    b. Konpensasi terhadap respon motor

    Konpensasi gaya inersia, gaya gesek, gaya damping akan diberikan untuk mengontrol tingkat

    keakuratan motor sehingga hasilnya kemudi terasa lebih nyaman.

    c. Proteksi tehadap Overheat

    - Maksimal arus motor adalah 45A.

    - Maksimal arus waktu (A), minimun arus motor (B), koefisien penurunan arus (C) dan

    koefisiensi kenaikan arus (D) ditentukan oleh output dari sensor temperatur pada saat

    sumber power dihidupkan.

    - Pola proteksi terhadap overheat yang terkait dengan data penyimpanan inisiali temperatur

    adalah sebagai berikut.

    T emperatur -30

  • 7/22/2019 Motor Driven Power Steering

    15/16

    45.00

    50.00

    0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00

    Steering torque (Nm)

    Motor current (A)

    (1) (2)

    (3)

    (4)

    (5)

    (6)

    (7)

    (8)

    (9)

    (10)

    (11)

    (12)

    (13)

    (14)

    (15)

    (16)

    5.00 5.26 5.51 5.77 6.02 6.28 6.53 6.79 7.04

    7.29

    Torque sensor current (mA)

    [T orque-current characteristics (EU)]

    EPS & MDPS

    Training Support & Development 68

    - Kondisi untuk memperbaharui data penyimpanan temperatur .

    a) Kecepatan kendaraan terderteksi selama 5 min 10 km/h

    b) Data temperatur yang disimpan untuk proteksi overheat > 40 derat celcius.

    - Mode power latch dengan kontrol proteksi overheat, apabila salah satu dari kondisi dibawah

    ini terpenuhi, maka mode power latch untuk proteksi overheat akan dibatalkan.

  • 7/22/2019 Motor Driven Power Steering

    16/16

    a) Mode power latch ditahan selama kurang lebih 50 menit.

    b) T emperatur terdeteksi < 40 derajat celcius

    c) Arus pembatas maksimal untuk proteksi overheat kembali ke angka inisial.

    [Motor maximum current decreasing pattern]

    EPS & MDPS

    Training Support & Development 69

    - Fungsi Interlock circuit