Motor trợ lực lái điện (MDPS) sử dụng 1 motor điện để hỗ trợ lực đánh lái. Mởi vì ma sát giữa lốp trước và mặt đường, đặc biệt trong trường hợp xe đỗ, do đó lực đánh lái để quay vô lăng theo yêu cầu của người lái
Module MDPS (Motor Driven Power Steering) Learning Objectives Describe the history of MDPS Describe the system layout and list the locations, mechanisms and functions of components Verify the control logic in the current data Take the necessary measures after changing parts Overview 1.1 Introduction 1.2 History 1.3 Categorization by Motor Location Layout 2.1 System Configuration 2.2 Input/output Elements Function 3.1 Torque & Angle Sensor 3.2 Motor Control Logic 4.1 Low Vehicle Speed 4.2 High Vehicle Speed 4.3 Overheat Protection 4.4 Overload Protection 4.5 Restoration Control Maintenance 5.1 Variant Coding 5.2 SAS Calibration 1 Tổng quan 1.1 Giới thiệu Motor trợ lực lái điện (MDPS) sử dụng motor điện để hỗ trợ lực đánh lái Mởi ma sát lốp trước mặt đường, đặc biệt trường hợp xe đỗ, lực đánh lái để quay vô lăng yêu cầu 1.2 Lịch sử Dùng áp suất Sử dụng motor thủy lực < Trợ lực lái thủy lực > < trợ lục lái điện > Hệ thống trợ lực lái điện hoạt động theo trạng thái vơ lăng lái, đó, cung cấp đặc tính lái tối ưu Mặt khác, trợ lực lái sử dụng áp suất thủy lực để làm giảm lực đán lái, cho phép người lái dễ dàng điều khiển vô lăng Trợ lực lái điện ô tô thay trợ lực lái thủy lực lý sau đây: Thân thiện với mội trường không dung dầu trợ lực lái Nhẹ kết cấu đơn giản nên suất tiêu hao nhiên liệu tốt Khả đáp ứng nhanh theo tốc độ History and Types of MDPS 1.3 Phân loại theo vị trí Column-type Pinion-type Rack-type Hệ thống trợ lực lái điện chi làm loại theo vị trí Motor: loại trục, loại rang, loại rack Để tăng momen xoắn motor đặt vị trí gần với bánh xe, thích hợp cho loại xe cỡ trung cỡ lớn Tuy nhiên, việc tăng chi phí thiết kế tính phức tạp việc bố trí cân nhắc Loại trục: thích hợp cho xe cỡ nhỏ vừa Loại rang: thích hợp cho xe cỡ trung Loại rack: thích hợp cho xe cỡ lớn Sơ đồ bố trí 2.1 kết cấu Steering Wheel BLAC Motor ② Torque & Angle Sensor Shaft ECU Rack &Pinion Gear Vơ lăng Lái xe quay vơ lăng, tín hiệu đầu vào ban đầu hệ thống trợ lực điện để chuyển ý định (chuyển hướng, tốc độ…) đến xe cảm biến góc lái momen xoắn (tích hợp) Nhận biết lực đánh lái (momen) hướng vơ lăng ECU Tổng hợp tính hiệu đầu vào (momen xoắn, hướng, tốc độ, mã…) áp momen hỗ trợ mong muốn tới motor BLAC Motor Motor quay theo tín hiệu nhận từ Trục Tích hợp lực momen tạo từ việc đánh lái lái xe momen hỗ trợ từ motor chuyển đến trục lái, lục chuyển đến Rack & Pinion Gear Chuyển động quay chuyển thành chuyển động thẳng kết hợp bánh răng, điều xác định hướng bánh xe 2.2 yếu tố đầu vào/đầu Đầ Đầ • Điện áp acqui • Tốc độ xe • Motor • Tốc độ động • Đèn cảnh báo ESP • Cảm biến momen • Cảm biến góc lái Configuration Function Điện áp acqui Được dung để theo dõi hệ thống điện áp tải máy phát điện để điều chỉnh tốc độ không tải động Tốc độ xe Tốc độ động Cảm biến momen ECU tính tốn dịng điện cung cấp cho motor dựa vào tín hiệu tốc độc xe tín hiệu nhận từ ECM (chức điều khiển không tải) Để hoạt động, tốc độ động phải cao 500 v/p cần xác định bới hộp điều khiển trợ lực lái điện Đo mức độ xoắn trục lái Cảm biến góc lái Cảm biến chuyển thơng tin tốc độ đánh lái vị trí vơ lăng Dịng điện cung cấp cho motor tính tốn hộp điều khiển MDPS dựa góc đánh láitín hiệu tốc độ xe Motor momen xoắn đầu khiển giá trị dòng điện biến thiên Dòng thấp momen nhỏ, dòng cao- momen lớn Đèn cảnh báo Đèn cảnh báo sang vịng khoảng giây cơng tắc IG ON Nó sáng liên tục lỗi hệ thống phát Input/output elements and components of MDPS Các thành phần 3.1 Cảm biến góc lái momen Rotor (output) Nam châm(input) Angle sensor Torque sensor BLAC motor Trục đầu Trục đầu vào ECU Cảm biến góc lái momen < MDPS Ass’y > Trên vài kiểu xe có cảm biến góc lái momen cải tiến tích hợp chung Như hình trên, phần cảm nhận góc lái momen tích hợp 1, xem càm biến góc lái cảm biến momen Rotor Hall IC Đầu vào Đầu Thanh xoắn Rotor N S N S N S Đầu vào N S N S N S 1) Cảm biến momen Đầu Stator Cảm biến momen xoắn đặt trục lái bao gồm cảm biến cảm biến phụ Khi đánh vơ lăng, xoắn xoắn theo tỷ lệ với khả cản lại lực đánh lái Độ lệch trục đầu vào so với trục đầu gây thay đổi từ trường, gây việc thay đổi dòng Cùng với việc thay đổi dịng tín hiệu đầu vào, hộp điều khiển MDPS phát hướng đánh lái vô lăng T2 T1 Từ trường tỷ lệ với momen Cảm biến IC Hall phát việc thay đổi từ trường gửi tín hiệu điện áp Điện áp tỷ lệ với góc xoay từ -4.5˚ đến 4.5˚ Cảm biến momen có tín hiệu đầu hộp MDPS so sánh tín hiệu để phát lỗi cảm biến 2) Cảm biến góc lái θ Bánh Hall IC Φ Hall IC Bánh Bánh Nam châm Khi vơ lăng quay, bánh quay Hai bánh hành tinh với số khác quay lúc nam châm gắn bánh hành tinh quay Cảm biến IC Hall phát thay đổi góc quay điện áp tín hiệu đầu chuyển đến hộp điều khiển Cuối cùng, hộp điều khiển tính tốn góc xoay vơ lăng tín hiệu Lưu ý rằng, ngun lý hoạt động giống cám biến góc lái hệ thống ESC Vì vậy, cần hiệu chỉnh thay cảm biến 3.2 ECU Nếu lái xe quay vô lăng, cảm biến momen lái gửi thơng tin tín hiệu điện ECU Việc hỗ trợ momen lái kích hoạt motor trợ lực dựa tín hiệu 3.3 Motor Rotor Stator Ngày nay, motor AC không chổi than sử dụng phổ biến, tùy thuộc vào yêu cầu hệ thống lái, loại motor tạo momen từ đến Nm Hướng quay motor tùy thuộc vào hướng chuyển động vô lăng 3.4 Rack & Pinion Đ ó ể Các đoạn trục thay đổi tỷ lệ cho phép khoảng hành trình Bằng cách này, hướng chạy thẳng ổn định xe cải thiện tỷ lệ phù hợp xung quanh tâm tay lái Đồng thời, xếp tỷ lệ phạm vi vừa lớn góc lái để giảm góc lái cần thiết quay hết lái Logic điều khiển + + = Low speed = High motor current = High speed = Low motor current High Nm Low Nm 4.1 Tốc độ xe thấp Ở tốc độ xe thấp (được đo cảm biến tốc độ xe), xoắn xoắn (được đo cảm biến mơ-men xoắn) cao MDPSCM cung cấp dịng điện cao cho động để giảm nỗ lực lái cho người lái 4.2 Tốc độ xe cao Ở tốc độ xe cao, độ xoắn xoắn thấp MDPSCM cung cấp dòng điện thấp cho động để tăng nỗ lực lái cho người lái, mang đến độ ổn định lái cao -30 Torque 85% Releasing torque(2Nm) Time Rated current(35A) Current Motor Assist Torque 100% Operating torque(6Nm) Minimum current (10A) 50 80 Unit Temperature Time < OVERHEAT PROTECTION > 4.3 Bảo vệ nhiệt Việc xoay vô lăng trái phải liên tục gây tải moto, dẫn đến hư hỏng bên moto Bảo vệ nhiệt làm giảm dòng moto để ngăn chặn điều xảy Đối với chức này, nhiệt độ đo cảm biến nhiệt độ, tính tốn thời gian vận hành ECU Chỉ đạo cảm thấy nặng bảo vệ nhiệt kích hoạt 4.4 Bảo vệ qua tải Hồn tồn quay vơ lăng 780 -780 độ nhanh chóng làm tăng tiêu thụ Bảo vệ tải làm giảm dòng điện để bảo vệ moto Chiếc xe bị hạn chế vơ lăng bật Restoration Torque hồn tồn bật chế độ bảo vệ tải Km/h Steering angle < Restoration Control > 4.5 Kiểm soát trả lái Kiểm sốt trả lái chức giúp vơ lăng quay trở lại vị trí bắt đầu sau lượt rẽ để điều khiển đường thẳng Sau lái hoàn thành lượt, tay lái tự động trở vị trí bắt đầu mà không cần phải lái theo hướng ngược lại 10 Maintenance < MDPS S/W management > 5.1 Variant Coding Variant Coding diễn thông qua nhận dạng loại EPS GDS Các lái xe cảm thấy lái cần khác theo khu vực; vậy, cảm giác lái thiết lập theo khu vực mơ hình xe Các lái xe Hàn Quốc thích cảm giác lái nhẹ hơn, lái xe châu Âu Bắc Mỹ thích lái xe nặng Tùy thuộc vào mẫu xe khu vực, cảm giác lái lựa chọn cách sử dụng cơng cụ chẩn đốn q trình nhận biết thơng số phải thực hệ thống MDPS thay Nếu trình khơng tiến hành, mã lỗi (Lỗi nhận dạng đặc điểm kỹ thuật C1702) đầu Nếu đặc điểm kỹ thuật cho khu vực khác chọn, cảm giác lái khác thiết lập 5.2 hiệu chỉnh SAS Chức phải thực sau thay Mô-đun Điều khiển Nguồn Động (MDPSCM) Bộ cảm biến Vị trí Tuyệt đối (APS) Hiệu chỉnh thành công hiển thị liệu Công cụ quét "Trạng thái hiệu chuẩn" 11 ... GDS Các lái xe cảm thấy lái cần khác theo khu vực; vậy, cảm giác lái thiết lập theo khu vực mơ hình xe Các lái xe Hàn Quốc thích cảm giác lái nhẹ hơn, lái xe châu Âu Bắc Mỹ thích lái xe nặng... thủy lực < Trợ lực lái thủy lực > < trợ lục lái điện > Hệ thống trợ lực lái điện hoạt động theo trạng thái vô lăng lái, đó, cung cấp đặc tính lái tối ưu Mặt khác, trợ lực lái sử dụng áp suất... Cảm biến góc lái momen < MDPS Ass’y > Trên vài kiểu xe có cảm biến góc lái momen cải tiến tích hợp chung Như hình trên, phần cảm nhận góc lái momen tích hợp 1, xem càm biến góc lái cảm biến momen