Sensores de dirección asistida eléctrica

Los sistemas de dirección asistida eléctrica (EPS) o dirección asistida eléctrica (EPAS) siguen ganando popularidad entre los fabricantes de automóviles. El diagnóstico de estos sistemas puede ser un desafío. Hay algunos tipos diferentes de sistemas EPS. Algunos montan los motores en la columna de dirección, en el eje del piñón contra la cremallera de dirección o en un engranaje de piñón secundario en el otro lado de la cremallera de dirección. A pesar de sus diferencias, todos funcionan con el mismo objetivo: ayudar al conductor en cada giro del volante.

Echemos un vistazo más de cerca a los sensores que componen estos sistemas y cómo funcionan.

Los sistemas EPS aplican fuerza de asistencia a la dirección basándose únicamente en la entrada del conductor. El sistema utiliza datos de entrada de una multitud de sensores del vehículo para determinar cuánta fuerza de dirección asistida se requiere. La mayoría de las veces, el problema termina siendo un sensor, un cable o una conexión defectuosos en algún lugar del sistema.

El sistema EPS está conectado al CAN-BUS del tren motriz y se comunica con varios sistemas.Figura 1 muestra el CAN-BUS del tren motriz en un Volkswagen último modelo. Puede ver que la unidad de control EPS es solo una parte de la red de sensores y unidades de control.

Esta conectividad tiene algunas ventajas serias. El módulo EPS no está conectado directamente a los sensores de velocidad de las ruedas, pero la unidad de control ABS puede pasar esos datos al BUS. Es importante comprender cómo pueden estar los sistemas interconectados en los vehículos modernos.

Podría decirse que el sensor del ángulo de dirección es el sensor más importante del sistema; por eso es el primero en la lista. Está ubicado entre la columna de dirección y el volante y, en muchos casos, es en realidad una parte de un grupo de sensores. Esto se debe a la importancia de los datos que produce. Una lectura defectuosa del sensor de ángulo de dirección podría significar la diferencia entre doblar una esquina o chocar con otro vehículo. Tener múltiples sensores a bordo para medir lo mismo ofrece redundancia integrada y permite que la unidad de control confirme los datos en tiempo real.

La operación del sensor variará de un fabricante a otro, por lo que es una buena práctica verificar siempre la información de servicio del OEM antes de comenzar con el diagnóstico. Veamos un VW Golf Alltrack 2019 como ejemplo. El sensor consta de dos anillos: el anillo absoluto (exterior) y el anillo incremental (interior). Cada anillo está dividido en segmentos, que son leídos por un conjunto de barrera de luz (Figura 2).

Al mirar los PID de datos, debería ver al menos una lectura del sensor de ángulo de dirección, medida en grados. Mueva el volante de un lado a otro para confirmar que el sensor está leyendo el cambio.

El segundo sensor de nuestra lista es el sensor de fuerza de dirección, también conocido como sensor de par de dirección o sensor de momento de dirección. Este sensor generalmente se monta sobre o dentro de la cremallera de la dirección y se conecta al piñón (figura 3 ). Se utiliza para medir la cantidad de fuerza de dirección que aplica el conductor, luego la unidad de control calcula cuánta fuerza de asistencia de dirección se necesita y la aplica usando el motor eléctrico.

Nuevamente, la operación del sensor variará de un fabricante a otro, pero usaremos el VW Golf Alltrack 2019 nuevamente como ejemplo. El eje de entrada de la dirección y el piñón están conectados por una barra de torsión. Se fija un anillo magnético al eje de entrada y los estatores se fijan al piñón (Figura 4 ). A medida que gira el eje de entrada, la barra de torsión girará y el anillo magnético se moverá en relación con los estatores (Figura 5 ). A medida que se forma un campo magnético, los sensores Hall lineales miden la señal eléctrica y calculan la cantidad de fuerza que se aplica.

Al mirar los PID de datos, es probable que vea dos lecturas separadas de fuerza/torsión, medidas en libras-pie. o nm. Al girar la dirección, estos PID deberían aumentar.

La unidad de control EPS supervisa una serie de sensores adicionales para garantizar que el sistema funcione de manera eficiente y no se sobrecaliente. Esto incluye, entre otros, la velocidad y el consumo de energía del motor eléctrico, la temperatura de la unidad de control y del motor eléctrico, la velocidad de las ruedas y la velocidad del motor. Todos estos PID y más pueden ser monitoreados por una herramienta de escaneo, y pueden ser invaluables cuando llega el momento de diagnosticar un sistema EPS que se está comportando mal.

No hace falta decir que necesitará una herramienta de escaneo capaz de control bidireccional para este tipo de trabajo, un simple lector de código no será suficiente aquí. Deberá escanear el sistema en busca de DTC almacenados y luego mostrar los datos en tiempo real (PID) de los sensores integrados.

Verifique la información de servicio del OEM para ver si hay software actualizado para los módulos; esto puede aclarar la preocupación del cliente. También querrá familiarizarse con cómo funciona cada uno de los sensores en esa aplicación en particular. Preste mucha atención a los boletines de servicio o notas del fabricante. ¡Esto puede ahorrarle a usted (y a su cliente) serios dolores de cabeza!

El sensor del ángulo de dirección debe restablecerse o recalibrarse siempre que se haya desconectado la batería, se haya realizado una alineación o se haya quitado el volante. Asegúrese de que las ruedas apunten hacia adelante después de realizar una alineación. Si esto no se hace correctamente, se puede hacer creer al sistema que el vehículo se está saliendo del carril y podría intentar hacer una corrección innecesaria. Siga los procedimientos de servicio del OEM al pie de la letra, ya que no calibrar correctamente los sensores podría ocasionar problemas en el futuro.