พวงมาลัยไฟฟ้า …ผ่อนแรงยุคใหม่ … มันทำงานอย่างไรกัน

ทุกวันนี้หลายคนน่าจะเริ่มรู้จักระบบพวงมาลัยไฟฟ้า หรือ  Electric Power Steering (EPS)   กันมากขึ้น หลายปีที่ผ่านมา ระบบพวงมาลัยแบบนี้เข้ามาแทนที่ ระบบพวงมาลัยพาวเวอร์ดั้งเดิม ซึ่งใช้กันมายาวนานตั้งแต่ยุค 90 

เราทุกคนต่างผ่านคำว่า ระบบพวงมาลัยพาวเวอร์กันมาแล้วแทบทั้งนั้น แต่เมื่อเป็นระบบพวงมาลัยไฟฟ้า หลายคนอาจจะยังสงสัยอยู่บ้างว่ามันทำงานอย่างไรกัน

ระบบพวงมาลัยไฟฟ้า ผมขอเรียกสั้นๆ แล้วกันว่าระบบ  EPS   เกิดขึ้นจากการเล็งเห็นถึงจุดอ่อนของระบบพวงมาลัยพาวเวอร์ดั้งเดิมในอดีต ซึ่งมีความซับซ้อนของระบบ และมีเงื่อนไขสำคัญคือ การต้องดึงเอาและใช้กำลังเครื่องยนต์ส่วนหนึ่งมาใช้ร่วมกับระบบช่วยผ่อนแรงพวงมาลัย มันดึงกำลังเครื่องยนต์เล็กน้อย ทำให้เครื่องยนต์ไม่ได้ทำงานเต็มที่ตามที่ควรจะเป็น แถมยังต้องติดตั้งอุปกรณ์ปั้มพาวเวอร์ ท่อยางและมีชุดน้ำมันพาวเวอร์เพิ่มเติม ทั้งหมดนั้นหมายถึงน้ำหนักที่จะเพิ่มขึ้นด้วยในทางหนึ่ง

ด้วยข้อจำกัดของระบบพวงมาลัยพาวเวอร์ปกติ ทำให้ พวงมาลัยไฟฟ้า เกิดขึ้น โดยวิศวกรรมลบข้อด้อยขอระบบเดิมทั้งหมด คือไม่ต้องใช้น้ำมันพาวเวอร์ ,ไม่ต้องติดตั้งอุปกรณ์เพิ่มเติมที่กินกำลังเครื่องยนต์ และที่สำคัญต้องช่วยผ่อนแรงในการหมุนพวงมาลัยมากขึ้น รวมถึงต้องไม่สิ้นเปลืองพื้นที่ในห้องเครื่องอีกด้วย

นั่นทำให้พวงมาลัยไฟฟ้าเกิดขึ้น ภายใต้วิสัยทัศน์ที่มีแต่ข้อดีในการใช้งาน จนหลายคนลืมมองถึงข้อเสียสำคัญของพวกมัน ยิ่งใครมีโอกาสได้ใช้พวงมาลัยไฟฟ้าแล้วสักครั้ง จะลืมพวงมาลัยพาวเวอร์ในอดีตไปเลย

วิธีการของทีมวิศวกรนั้นเรียบง่ายมาก พวกเขาโยนปั้มพาวเวอร์ และน้ำมันพาวเวอร์ทิ้งไป แล้วหันใช้ชุดมอเตอร์ไฟฟ้าขนาดเล็ก แบบ   Brushless Motor (มอเตอร์ไร้แปรงถ่าน) มาช่วยในการผ่อนแรงแทน เป็นที่มาของคำว่า ระบบพวงมาลัยไฟฟ้า ซึ่งที่จริงควรเรียกว่า ระบบพวงมาลัยช่วยผ่อนแรงด้วยมอเตอร์ไฟฟ้ามากกว่า

หลักการทำงานก็ไม่ยุ่งยาก ระบบพวงมาลัยไฟฟ้าอาศัยมอเตอร์ไฟฟ้ามาติดตั้งในตัวแกนพวงมาลัย หรือ  steering column shaft ช่วยในการบังคับทิศทาง โดยอาศัยช้อมูลจากกล่องประมวลผลช่วยในการบังคับเลี้ยว ได้แก่ ความเร็วในการหมุนพวงมาลัย ตำแหน่ง-ทิศทางที่หมุนพวงมาลัย ร่วมกับการประมวลจากระบบอื่นๆ ช่วยในการขับขี่ อาทิ ระบบเบรกป้องกันล้อล็อค หรือ ระบบช่วยควบคุมการทรงตัว ตลอดจน อาจจะดูถึงการเดินคันเร่ง การเบรก และตัวช่วยอื่นๆ ในรถของคุณ ที่มีด้วย  

การประมวลผลระบบทำในเสี้ยววินาที ผ่านอัลกอลิธึ่มที่ทางทีมวิศวกรได้ตั้งค่าเอาไว้ เพื่อให้เกิดการบังคับเลี้ยวเมื่อผู้ขับขี่ต้องการ และสามารถปรับการตั้งค่าในการช่วยเหลือได้หลายรูปแบบ เช่น พวงมาลัยเบา-หนัก หรือแปรผันค่าตามที่ทางวิศวกร เห็นสมควร อาทิ ขับในเมืองพวงมาลัยควรจะมีน้ำหนักเบา เพื่อให้ความคล่องตัวสูง และควรมีน้ำหนักมากขึ้น เพื่อความมั่นใจในการบังคับทิศทาง เมื่อใช้ความเร็วสูง ยามวิ่งบนถนนระหว่างจังหวัด  เป็นต้น

ตลอดจนในปัจจุบัน ด้วยการเข้ามาของระบบช่วยขับขี่บางรูปแบบ ยังอาศัยประโยชน์จากพวงมาลัยไฟฟ้าในการควบคุม ดูแลผู้ขับขี่ เพื่อทำให้เกิดความปลอดภัยได้มากขึ้นด้วย เช่น ระบบ  Pilot assisted  ของ  ของวอลโว่ , ระบบ   G Vectoring Control   ของ มาสด้า หรือจะเป็นการทำงานร่วมกับโหมดขับขี่ต่างๆ อาทิ  Ford Ranger Raptor   จะมีการปรับระบบการขับขี่ต่างๆซึ่งนอกจากการปรับการตอบสนองของเครื่องยนต์แล้ว ยังปรับการตอบสนองพวงมาลัยด้วย เป็นตัวอย่างชัดเจน ถึงการใช้ประโยชน์จากระบบพวงมาลัยไฟฟ้า เพิ่มความปลอดภัยในการขับขี่ มากกว่าเพียงแค่ใช้บังคับเลี้ยวเท่านั้น

ดังนั้นระบบพวงมาลัยไฟฟ้าในยุคใหม่ จึงเป็นระบบที่มีแต่จ้อดีในการทำงานร่วมกับเราช่วยในการบังคับเลี้ยว คุณเสียค่าดูแลระบบน้อยลง , มีความปลอดภัยมากขึ้น , ระบบแม่นยำและช่วยเหลือมากขึ้น แถมจากที่ผมลองศึกษาในกลุ่มการพูดคุยทางวิศวกรรมในต่างประเทศ ต่างระบุ ไปในทิศทางเดียวกันด้วยว่า ระบบพวงมาลัยผ่อนแรงทำงานด้วยมอเตอร์ไฟฟ้า มีโอกาสจะเสียหรือทำงานบกพร่องน้อยมาก กว่าระบบไฮดรอลิกดั้งเดิม หรืออาจจะพูดว่ามีการใช้งาน ตามอายุของรถเลย

แม้ว่าฟังดู พวงมาลัยไฟฟ้าจะมีแต่ข้อดี แต่ก็มีความกังวลใจที่สำคัญ เนื่อจากความสามารถของระบบที่พึ่งพิงระบบไฟฟ้า ทำให้การดูแลระบบไฟฟ้ามีความสำคัญขึ้นมา รวมถึงการต้องใช้สายไฟจำนวนมาก เพื่อสร้างข้อมูลและการประมวลที่ถูกต้อง อาจเป็นภับบาวะ เช่น หนูแทะ เป็นต้น นอกจากนี้มอเตอร์ไฟฟ้าเอง แม้ว่าจะมีความทนทาน แต่ถ้าพังก็งานใหญ่เช่นกัน ตลอดจนค่าซ่อมพวงมาลัยไฟฟ้า โดยมากต้องเปลี่ยนชุดมอเตอร์ยกเซท ซึ่งมีราคาค่างวดไม่เบาเลยถ้าคุณจำเป็นต้องเปลี่ยน

ยิ่งกว่านั้น ผู้ที่มีประสบการณ์ในการขับขี่หลายคน ต่างอาจจะยังไม่ชอบความรู้สึกการตอบสนองของพวงมาลัยไฟฟ้า ในรถบางรุ่น อาทิ การไม่ให้ความรู้สึกการตอบสนองจากถนน เช่นในจังหวะที่มีการลื่นไถล อาทิ   Over / Under Steer     หรือจะเป็นความรู้สึกในการคัดพวงมาลัย ซึ่งมีจังหวะหน่วงสั้นๆ มันไม่ไปตามมือเราเสียทีเดียว

พวงมาลัยไฟฟ้า ปัจจุบัน มีใช้ตั้งแต่รถยนต์อีโค่คาร์  ยันรถกระบะและรถอเนกประสงค์คันโต โลกยุคใหม่ อาจทำให้พวงมาลัยพาวเวอร์ดั้งเดิมต้องจากลากไป และด้วยการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง พวงมาลัยไฟฟ้าในปัจจุบันก็ตอบสนองดีขึ้นอย่างต่อเนื่อง โดยเฉพาะการตอบโจทย์ผู้ใช้ทั่วไป ที่มองหาความสบาย และ ความปลอดภัยจากการขับขี่