hệ thống lái trợ lực điện

1 II PHẦN THUYẾT MINH MỤC LỤC Chương 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LÁI TRÊN Ô TÔ 5 1 1 Lịch sử phát triển,công dụng, phân loại và yêu cầu 5 1 1 1 Lịch sử hình thành và phát triển 5 1 1 2 Công dụng 7 1 1 3 Y.

II PHẦN THUYẾT MINH MỤC LỤC Chương TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LÁI TRÊN Ô TÔ 1.1 Lịch sử phát triển,công dụng, phân loại yêu cầu .5 1.1.1 Lịch sử hình thành phát triển 1.1.2 Công dụng 1.1.3 Yêu cầu 1.1.4 Phân loại 1.2 Một số loại cấu lái điển hình 1.2.1 Trục vít – cung 1.2.2 Trục vít – lăn 10 1.2.3 Trục vít – chốt quay 11 1.2.4 Cơ cấu loại bánh 13 1.2.5 Cơ cấu loại liên hợp 14 1.3 Cấu trúc nguyên lý làm việc hệ thống lái thông thường .15 1.3.1 Cấu trúc .15 1.3.2 Cách bố trí hệ thống lái xe .16 1.3.3 Nguyên lý hoạt động hệ thống lái .18 Chương 2: ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC ĐIỆN 19 2.1 Khái quát hệ thống lái trợ lực điện .19 2.1.1 Các phần tử trợ lực lái điện 19 2.1.2 Sơ đồ khối nguyên lý hệ thống trợ lực lái điện 21 2.2 Cấu tạo nguyên lý hệ thống lái trợ lực điện EPS 22 2.2.1 Hệ thống lái trợ lực điện kiểu (với mô tơ trợ lực trục lái) 23 2.2.2 Hệ thống lái trợ lực điện kiểu (với mô tơ cấu lái thước lái) 26 2.3 Đặc kiểm kết cấu hệ thống lái điện 28 2.3.1 Trợ lực lái 28 2.3.2 Dẫn động lái 30 2.3.2.1 Dẫn động lái cho dầm cầu cứng (ơ tơ có hệ thống treo phụ thuộc) .31 2.3.2.2 Dẫn động lái cho hệ thống treo độc lập .31 2.3.3 Tính tùy động hệ thống lái 32 2.3.4 Các cảm biến hệ thống lái 33 2.3.4.1 Cảm biến tốc độ đánh lái: loại 33 2.3.4.2 Cảm biến mơmen lái có loại: 34 2.3.4.3 Cảm biến tốc độ ôtô: 36 2.3.5 Đặc tính trợ lực điện 39 2.3.5.1 Điều khiển motor trợ lực điện 39 2.3.5.2 Các mạch điều khiển động 39 2.3.5.3 Đặc tính trợ lực điện 41 Chương 3: CHẨN ĐOÁN VÀ XU THẾ PHÁT TRIỂN CỦA HỆ THỐNG 42 3.1 Ưu nhược điểm hệ thống trợ lực lái điện 42 3.1.1 Ưu điểm 42 3.1.2 Nhược điểm .42 3.2 So sánh hệ thống lái trợ lực điện với trợ lực thủy lực Drive by Wire Xu hướng phát triển hệ thống 43 3.3 Chẩn đoán hệ thống lái .45 3.3.1 Vơ lăng khó xoay 45 3.3.2 Hỗ trợ lái điện trái-phải không 45 3.3.3.Âm vô lăng 46 3.3.4.Khi lái xe, lượng mô-men xoắn hỗ trợ không giảm 46 Tài liệu tham khảo [1] Nguyễn Hữu Cẩn, Dư Quốc Thịnh, Phạm Minh Thái, Nguyễn Văn Tài, Lê Thị Vàng- “Lý thuyết ô tô máy kéo”- Hà Nội- NXB Khoa học kỹ thuật1996 [2] http://www.oto-hui.com/forum/ [3] https://www.knowyourparts.com/technical-resources/ride-control/electricpower-steering-systems-overview/ [4] https://aceautoutah.com/9-common-steering-problems-and-theirfixes/?fbclid=IwAR3FQJa9ZEev0iCkZfHfin73qVzYFMAn2lteiDskUIqBKytkn 2Nb8MBtEwA [5] https://lms.dhcnhn.vn/course/view.php?id=11008§ion=5 Hệ thống học kết hợp Lý thuyết - Bài 5: Hệ thống lái trang hệ thống học kết hợp [6] Giáo trình “Kết cấu tơ” – Lê Văn Anh(chủ biên), Hoàng Quang Tuấn, Nguyễn Huy Chiến, Phạm Việt Thành.- Đại học Công nghiệp Hà Nội 2019 Chương TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LÁI TRÊN Ô TÔ 1.1 Lịch sử phát triển,công dụng, phân loại yêu cầu 1.1.1 Lịch sử hình thành phát triển Đầu tiên, để biết trợ lực tay lái đời ta cần hiểu chức hệ thống lái Hệ thống lái tơ có chức bản: -Điều khiển bánh xe dẫn hướng xác -Duy trì lực lái phù hợp -Truyền cảm giác từ mặt đường đến người lái -Hấp thụ phần lớn lực tác động lên vô-lăng -Đảm bảo hoạt động hệ thống treo + Quá trình phát triển từ lúc sơ khai hệ thống trợ lực tay lái Hệ thống trợ lực tay lái lắp đặt ô tô vào năm 1876 người thợ máy biết đến với tên Fitts, có người biết đến ông Thế hệ bố trí xe tải hiệu Colombia tải trọng Robert E Twyford, cư dân thành phố Pittsburgh, bang Pennsylvania Hoa Kì đăng kí sáng chế cho cấu trợ lực khí vào tháng năm 1900 (bằng sáng chế số 646.477 U.S) sử dụng xe có hệ thống dẫn động tồn phần Kỹ sư Francis W Davis, phận sản xuất xe tải hãng Pierce-Arrow tìm cách chế tạo phận trợ lực trở dễ dàng hơn, năm 1926 ông tạo hệ thống trợ lực thực hoạt động hiệu Davis chuyển sang làm việc General Motors sáng chế thành công hệ thống trợ lực thủy lực, hay gọi trợ lực dầu, nhiên hãng xe cho đắt để đưa vào sản xuất thương mại Sau Davis gia nhập Bendix, nhà sản xuất phụ tùng xe Ông Francis W Davis Trong Thế chiến thứ hai, quân đội đòi hỏi tay lái dễ dàng điều khiển phương tiện hạng nặng, mà tính trợ lực tay lái trang bị cho xe bọc thép xe tăng quân đội Hoa Kì Anh quốc Mẫu xe tăng US Army M4 Sherman Thế chiến thứ hai Chrysler giới thiệu hệ thống trợ lực tay lái dành cho mẫu xe khách thương mại vào năm 1951 - Chrysler Imperial, đặt tên “Hydraguide” Hệ thống Chrysler dựa vài sáng chế hết hạn Davis Cho đến năm 1952, General Motors trình làng mẫu Cadillac có hệ thống trợ lực tay lái tạo nên từ mà Davis hồn thành cơng ty từ trước gần 20 năm Năm 1958, Charles F Hammond làm việc hãng Detroit đăng kí vài sáng chế cho việc cải tiến hệ thống trợ lực lái với Văn phịng sở hữu trí tuệ Canada 1.1.2 Công dụng Hệ thống lái tập hợp cấu dùng để giữ cho ôtô máy kéo chuyển động theo hướng xác định để thay đổi hướng chuyển động cần thiết theo yêu cầu động xe Hệ thống lái bao gồm phận sau: - Vơ lăng, trục lái cấu lái: dùng để tăng truyền mômen người lái tác dụng lên vô lăng đến dẫn động lái - Dẫn động lái: dùng để truyền chuyển động từ cấu lái đến bánh xe dẫn hướng để đảm bảo động học quay vịng cần thiết chúng - Cường hóa lái: Thường sử dụng xe tải trọng lớn vừa Nó dùng để giảm nhẹ lực quay vịng cho người lái nguồn lượng bên Trên xe cỡ nhỏ khơng có 1.1.3 u cầu Hệ thống lái phải đảm bảo yêu cầu sau: - Đảm bảo chuyển động thẳng ổn định: + Để đảm bảo yêu cầu hành trình tự vô lăng tức khe hở hệ thống lái vơ lăng vị trí trung gian tương ứng với chuyển động thẳng phải nhỏ (không lớn 150 có trợ lực khơng lớn 50 khơng có trợ lực) + Các bánh dẫn hướng phải có tính ổn định tốt + Khơng có tượng tự dao động bánh dẫn hướng điều kiện làm việc chế độ chuyển động - Đảm bảo tính động cao: tức xe quay vòng thật ngoặt khoảng thời gian ngắn diện tích thật bé - Đảm bảo động học quay vòng đúng: để bánh xe khơng bị trượt lê gây mịn lốp, tiêu hao cơng suất vơ ích giảm tính ổn định xe - Giảm va đập từ đường lên vô lăng chạy đường xấu chướng ngại vật - Điều khiển nhẹ nhàng, thuận tiện lực điều khiển lớn cần tác dụng lên vô lăng (Plmax) qui định theo tiêu chuẩn quốc gia hay tiêu chuẩn ngành: + Đối với xe du lịch tải trọng nhỏ: Plvmax không lớn 150 200 N; + Đối với xe tải khách không lớn 500 N + Đảm bảo tỷ lệ lực tác dụng lên vô lăng mô men quay bánh xe dẫn hướng (để đảm bảo cảm giác đường) tương ứng động học góc quay vô lăng bánh xe dẫn hướng Hình 1.1 Sơ đồ tổng quát hệ thống lái 1.1.4 Phân loại Theo cách bố trí tay lái (vơ lăng lái) Theo cách bố trí tay lái hệ thống lái phân thành: - Hệ thống lái có tay lái bố trí bên phải: dùng nước có luật đường theo phía bên trái ơnước Anh, Nhật, Thụy Điển … - Hệ thống lái có tay lái bố trí bên trái: dùng nước có luật đường theo phía bên phải nước Xã Hội Chủ Nghĩa Theo số lượng bánh dẫn hướng Theo số lượng bánh dẫn hướng hệ thống lái phân thành: - Hệ thống lái với bánh dẫn hướng cầu trước - Hệ thống lái với bánh dẫn hướng hai cầu - Hệ thống lái với bánh dẫn hướng tất cầu Theo kết cấu nguyên lý cấu lái Theo kết cấu nguyên lý cấu lái hệ thống lái phân thành: - Loại trục vít – cung - Loại trục vít – lăn - Loại trục vít – đai ốc bi hồi chuyển - Loại trục vít – chốt quay - Loại bánh răng, - Loại kết hợp Theo tính chất cấu lái Theo tính chất cấu lái, hệ thống lái phân thành: - Hệ thống lái khơng có trợ lực - Hệ thống lái có trợ lực Đối với hệ thống lái có trợ lực phân ra: + Loại trợ lực thuỷ lực + Loại trợ lực điện 1.2 Một số loại cấu lái điển hình 1.2.1 Trục vít – cung Hình 1.2.1: Cơ cấu lái trục vít – cung rang + Cấu tạo: Ổ bi, Trục vít, Cung răng, Vỏ + Nguyên lý hoạt động: Trục vít đầu thấp trục lái ăn khớp với Khi vơ lăng quay trục vít quay làm cho chuyển động sang trái sang phải.Chuyển động truyền tới địn cam lái thơng qua đầu nối đầu nối rôtuyn lái + Tỷ số truyền cấu lái trục vít - cung khơng đổi xác định theo cơng thức: i= 2𝜋𝑅𝑜 𝑡.𝑍1 Trong đó: RO: bán kính vong lăn cung t: bước trục vít Z1: số mối ren trục vít + Ưu điểm - Cấu tạo đơn giản gọn nhẹ - Do hộp truyền động nhỏ nên đóng vai trò dẫn động lái - Các ăn khớp trực tiếp nên độ nhạy cấu lái chắn - Ít quay trượt sức cản quay, việc truyền mơ- men tốt lái nhẹ - Cụm cấu lái hoàn toàn kín nên khơng phải bảo dưỡng + Nhược điểm: - Do chế tạo phức tạp tuổi thọ không cao nên sử dụng 1.2.2 Trục vít – lăn Hình 1.2.3: Cơ cấu lái trục vít – lăn + Cấu tạo: 1- Trục đòn quay đứng; 2- Đệm điều chỉnh; 3- Nắp trên; 4- Vít điều chinh; 5- Trục vít; 6- Đệm điều chỉnh; 7- Con lăn; 8- Trục lăn 10 Hình 2.3.2b: Dẫn động lái cho hệ thống treo độc lập với cấu lái có chuyển động quay - Loại 2: Được bố trí sau cấu lái có chuyển động tịnh tiến (Thể hình vẽ 2.3.2c) loại bố trí kiểu cấu lái - bánh Thanh (hoặc khơng) khâu địn ngang bố trí cấu lái khung xe Các cấu dẫn động lái có địn ngang nhằm làm nhiệm vụ dẫn động lái, đồng thời làm cấu điều chỉnh độ chụm bánh xe dẫn hướng Hình 2.3.2c: Dẫn động lái cho hệ thống treo độc lập với cấu lái có chuyển động tịnh tiến 2.3.3 Tính tùy động hệ thống lái Về động học: (về dịch chuyển) - Động học phận chấp hành hoàn toàn phụ thuộc vào động học phận điều khiển Khi bơ phận điều khiển dịch chuyển phận chấp hành dịch chuyển, Khi phận điều khiển dừng phận chấp hành dừng, Khi bô phận điều khiển dịch chuyển nhanh (chậm) phận chấp hành dịch chuyển nhanh (chậm) Về động lực học: (về lực/momen) Dù có trợ lực, điều khiển tổng phanh khí lực/momen cản chấp hành tăng lên lực cấu điều khiển tăng lên với tỉ lệ nhỏ Cịn tính tùy động hệ thống lái trợ lực điện EPS cần hiểu sau: Trong thống lái khí trợ lực thủy lực thống lái khí trợ lực điện tính tùy động thực nhờ vào chi tiết quan trọng xoắn Chính nhờ xoắn mà tùy theo mức tải mô men cản bánh xe, tốc độ đánh lái vô lăng làm xoắn biến dạng góc Ở hệ thống lái điện 32 biến dạng góc phát cảm biến momen Có nghĩa góc xoắn tỉ lệ với tín hiệu điện áp cảm biến momen Tín hiệu đưa ECU/EPS, sở ECU điều khiển dịng điện cấp cho mơ tơ trợ lực để trợ lực Dịng điện cấp cho mơ tơ trợ lực hồn tồn tỉ lệ với góc xoắn hay tín hiệu cảm biến momen Có nghĩa là: Khi tín hiệu cảm biến momen lớn phận chấp hành trợ lực lớn, Khi tín hiệu cảm biến momen nhỏ phận chấp hành trợ lực nhỏ, Khi tín hiệu cảm biến momen khơng đổi phận chấp hành trợ lực khơng đổi (khi dừng quay vô lăng) Đến bạn hiểu nguyên lý tính "tùy động" thống lái khí trợ lực điện 2.3.4 Các cảm biến hệ thống lái Trong trợ lực lái điện, có phần tử quan trọng khơng thể thiếu cảm biến Các cảm biến có nhiệm vụ truyền thông tin đến ECU để ECU sử lý thơng tin định vịng quay mơtơ trợ lực Các cảm biến hệ thống lái trợ lực điện – điện tử gồm: Cảm biến mômen lái, cảm biến tốc độ đánh lái (tốc độ quay vành lái), cảm biến tốc độ ôtô 2.3.4.1 Cảm biến tốc độ đánh lái: loại a) Loại máy phát điện Được dẫn động từ trục lái thông qua cặp bánh tăng tốc làm tăng tốc độ quay phát điện áp chiều tuyến tính tỉ lệ với tốc độ quay trục lái Tín hiệu máy phát phát hiệu chỉnh khuyếch đại thơng qua khuyếch đại Hình 2.3.4.1 Cấu tạo tín hiệu cảm biến tốc độ đánh lái 1- Trục răng; 2- Biến vi sai; 3- Mạch giao diện; 4- Trục vào; 5- Thanh xoắn; 6- Bánh trung gian; 7- Mô tơ; 8- Cơ cấu cam; 9- Lõi thép trượt; 10- Cánh b) Loại cảm biến tốc độ đánh lái loại hiệu ứng Hall Có cấu tạo đơn giản hơn, dễ lắp đặt đặc tính dạng xung số Vì xe ngày thường sử dụng loại cảm biến Cấu tạo cảm biến gồm rôto nam châm 33 nhiều cực gắn với trục lái Một IC Hall đặt đối diện với vành nam châm (Cách khe hở nhỏ: 0,2 ÷ 0,4 mm) Cảm biến cấp nguồn điện 12v chiều Khi đánh tay lái, vành nam châm quay từ trường nam châm tác động vào IC Hall tạo chuỗi xung vuông 0v ÷ 5v Số xung tăng dần theo góc quay trục lái Tín hiệu gửi EPS ECU phân tích thành góc quay trục lái tốc độ đánh lái (nếu đặt vào mạch đếm thời gian) a- Cấu tạo b- Xung cảm biến lực Hình 2.3.4.2 Cảm biến tốc độ đánh lái (góc đánh lái) loại Hall) 1- Vỏ; 2- Rô to nam châm; 3- Ổ bi; 4- IC Hall; 5- Giắc điện; 6- Nhựa từ tính 2.3.4.2 Cảm biến mơmen lái có loại: a) Loại lõi thép trượt: Gồm lõi thép lắp lỏng trượt trục lái, có rãnh chéo, rãnh lắp với chốt trục lái Phía ngồi lõi thép cuộn dây quấn: cuộn sơ cấp cuộn thứ cấp Cuộn sơ cấp cấp nguồn điện xoay chiều tần số cao Tùy thuộc vào vị trí lõi thép mà suất điện động cảm ứng hai cuộn dây thứ cấp khác Tín hiệu cuộn thứ cấp chỉnh lưu đưa mạch so sánh để biến đổi thành điện áp tuyến tính tỉ lệ với góc xoắn xoắn đặt trục lái cấu lái (Như van trợ lực thủy lực loại van xoay) Ba trạng thái rãnh chéo chốt lõi thép tương ứng với trường hợp quay vịng phải, vị trí trung gian quay vòng trái thể Hình 2.3.4.3 34 Hình 2.3.4.3 Sơ đồ đặc tính vị trí làm việc cảm biến mơmen lái loại lõi thép trượt 1- Lái phải; 2- Trung gian; 3- Lái trái; 4- Cuộn sơ cấp; 5,7- Cuộn thứ cấp; 6- Lõi thép trượt; b) Lõi thép xoay Gồm trục vào (gắn với phần trục lái), trục (gắn với phần nối tiếp trục lái tới cấu lái), trục vào trục liên kết xoắn Trên trục vào lắp vành cảm ứng số có rãnh để cài với vành cảm ứng số Cịn vành cảm ứng số có rãnh lắp trục Phía ngồi vòng cảm ứng cuộn dây chia cuộn dây cảm ứng cuộn dây bù Sơ đồ nguyên lý cảm biến đặc tính trình bày hình Hình 2.3.4.4 Vị trí lắp, cấu trúc đặc tính cảm biến mơmen lái loại lõi thép xoay 35 1- Cảm biến mô men; 2- Trục lái chính; 3- Bộ giảm tốc; 4- Vơ lăng; 5- Vành phát 1; 6- Trục sơ cấp;7- Cuộn dây bù;8-Vành cảm ứng 1; 9- Vành cảm ứng 3; 10- Trục thứ cấp; 11- Từ trục lái; 12- Từ cấu lái; 13-Vành cảm ứng c) Loại vành dây Hình 2.3.4.5 Cấu tạo cảm biến mơmen lái loại vành dây 1-Vành 2; 2-Thanh xoắn; 3- Vành 1; 4- Trục vào;5- Vành 1(phần Stator); 6- Vành 2(Stator); 7- Trục Cảm biến gồm phần: - Phần stato có vành dây, dây thép định hình - Phần rơto có vành dây: vành gắn với trục răng, phần thứ gắn với cácđăng trục lái Giữa vành thứ thứ hai xoay lệch góc góc xoắn xoắn (Khoảng độ 58 phút) Sơ đồ bố trí cuộn dây xung cảm biến trình bày hình Hình 2.3.4.6 Sơ đồ nguyên lý xung cảm biến mômen lái loại vành dây 2.3.4.3 Cảm biến tốc độ ôtô: Gồm loại: - Loại công tắc lưỡi gà 36 - Loại từ điện - Loại quang điện - Loại mạch từ trở MRE a) Loại công tác lưỡi gà Gồm tiếp điểm đặt ống thủy tinh nhỏ đặt cạnh mâm nam châm quay Mâm nam châm dẫn động dây côngtơmét Khi ô tô chuyển động, thông qua bánh vít- trục vít trục thứ cấp hộp số làm cho dây côngtơmét quay làm quay mâm nam châm Từ trường nam châm làm cho công tắc lưỡi gà đóng, mở theo nhịp quay mâm nam châm tạo chuỗi xung vuông Cảm biến thường lắp sau công tơ mét (đồng hồ tốc độ ơtơ) bảng táplơ Hình 2.3.4.7 Cảm biến loại cơng tắc lưỡi gà b) Loại từ - điện: Hình 2.3.4.8 Cảm biến loại từ điện 1- Rô to; 2- Cảm biến tốc độ; 3- Trục thứ cấp Gồm cánh phát xung lắp trục thứ cấp hộp số cuộn phát xung với phần tử: Lõi thép, nam châm cuộn dây Được đặt cách cánh phát xung khe hở 0,5 ÷ 1,0 mm Mỗi lần cánh phát xung lướt qua đầu cuộn phát xung cuộn dây cảm ứng cặp c) Loại quang điện: 37 Được lắp sau đồng hồ cơngtơmét Nó gồm cánh xẻ rãnh dẫn động quay từ dây côngtơmét Cánh xẻ rãnh quay khe đèn LED phototransittor (Tranzito quang) Tốc độ quay cánh sẻ rãnh tỉ lệ với tốc độ ô tô che thông luồng ánh sáng từ đèn LED sang tranzito quang để tạo nên chuỗi xung vuông 0V– 5V tỷ lệ với tốc độ quay trục thứ cấp hộp số phản ảnh tốc độ ơtơ Hình 2.3.4.9 Cảm biến loại quang điện 1- Nối với cáp đồng hồ tốc độ; 2- Tranzito; 3- Cặp quang điện; 4- Bánh xe có khía rãnh d) Loại mạch từ MRE: Cảm biến lắp trục thứ cấp hộp số Cảm biến gồm vòng nam châm nạp nhiều cực lắp trục cảm biến Khi vòng nam châm quay, từ trường tác động lên mạch từ trở MRE tạo xung xoay chiều đầu mút mạch MRE Các xung đưa tới so điều khiển tranzito để tạo xung 0v – 12v đầu cảm biến Tần số xung tỉ lệ với tốc độ ơtơ Hình 2.3.4.10 Cảm biến tốc độ ôtô loại MRE 1- Trục thứ cấp hộp số; 2- Bánh bị động; 3- Cảm biến tốc độ; 4- HIC có gắn MRE bên trong; 5- Các vịng từ tính 38 Tín hiệu cảm biến đưa tới đồng hồ côngtơmét để báo tốc độ ôtô đưa tới ECU PS ECU, ECT ECU để điều khiển cấu chấp hành (ví dụ van điện từ hệ thống lái trợ lực thủy lực điều khiển điện tử mô tơ trợ lực lái) 2.3.5 Đặc tính trợ lực điện 2.3.5.1 Điều khiển motor trợ lực điện Để đảm bảo công suất trợ lực cần thiết trợ lực điện sử dụng loại động điện chiều, bao gồm rơto, stato, trục cấu giảm tốc Cơ cấu giảm tốc bao gồm trục vít bánh vít, mơ men rơto động điện tạo truyền tới cấu giảm tốc sau truyền tới trục lái Trục vít đỡ ổ đỡ để giảm độ ồn tăng tuổi thọ làm việc, khớp nối đảm bảo cho việc động bị hư hỏng trục lái cấu giảm tốc khơng bị khóa cứng lại hệ thống lái hoạt động Hình 2.3.5a: Cấu tạo động điện chiều Trong đó: - Trục vít - Rơto - Trục lái - Vỏ trục lái - Stator - Bánh vít - Khớp nối - Trục - Ổ bi 2.3.5.2 Các mạch điều khiển động a) Cảm biến momen quay trục lái: Cấu tạo cảm biến mô men trục lái thể hình (H.2.3.5b) Khi người lái xe điều khiển vô lăng, mô men lái tác động lên trục sơ cấp cảm biến mô men thông qua trục lái Người ta bố trí vịng phát hai trục sơ cấp phía vơ lăng vòng phát thứ ba trục thứ cấp Trục sơ cấp trục thứ cấp nối với xoắn 39 Các vòng phát có cuộn dây phát kiểu khơng tiếp xúc vịng ngồi để hình thành mạch kích thích Khi tạo mô men lái xoắn bị xoắn tạo độ lệch pha vòng phát thứ hai ba Dựa độ lệch pha tín hiệu tỉ lệ với mơ men đưa vào ECU Dựa tín hiệu ECU tính tốn mơ men trợ lực cho tốc độ xe dẫn động mô tơ điện với cường độ, chiều thời điểm cần thiết Hình 2.3.5b: Cấu tạo cảm biến momen trục lái Trong đó: - Vịng phát thứ nhất; - Trục sơ cấp; - Cuộn dây bù; - Vòng phát thứ hai; - Cuộn dây phát hiện; - Vòng phát thứ ba;7 - Trục thứ cấp b) Rơle điều khiển Rơle điều khiển có chức nhận tín hiệu điều khiển từ ECU cung cấp điện cho động điện chiều hoạt động ngắt điện ngừng trình trợ lực + ECU EPS Nguyên lý hoạt động hệ thống lái trợ lực điện dựa tín hiệu cảm biến mô men nằm cụm trợ lực lái Khi người lái tác dụng lên vô lăng thực việc chuyển hướng, tác dụng phản lực từ mặt đường qua bánh xe, thước lái tác dụng lên xoắn nằm cụm trợ lực điện Cảm biến mơ men có tác dụng đo mơ men đánh lái (độ biến dạng xoắn) từ gửi tín hiệu hộp điều khiển Căn vào tín hiệu cảm biến mơ men hộp điều khiển đưa dịng điện điều khiển mơ tơ trợ lực đủ lớn để hỗ trợ việc xoay trục tay lái theo chiều người lái điều khiển, lực đánh lái hỗ trợ trở lên nhẹ nhiều ECU EPS nhận tín hiệu từ cảm biến, đánh giá chung tình trạng xe định dòng điện cần thiết để đưa vào động điện chiều để trợ lực ECU ABS nhận biết tốc độ xe đưa tới ECU EPS ECU động nhận biết tốc độ động đưa tới ECU EPS Trong trường hợp hệ thống có cố ECU EPS gửi tín hiệu tới rơle bật sáng đèn trên đồng hồ táp lô 40 Hình 2.3.5.c: Cách bố trí cảm biến xe - Bộ chấp hành ABS ECU ABS; – Cảm biến mô men; - Động điện chiều; - ECU EPS; - Đồng hồ táp lô; - Cơ cấu giảm tốc; - Rơ le; - ECU động 2.3.5.3 Đặc tính trợ lực điện Hình 2.3.5d: Hệ thống trợ lực điện Lái trợ lực điện EPS (Electrically Power Steering) sử dụng motor điện để đẩy hệ thống lái xe đánh lái, giúp động tiết kiệm nhiên liệu không sử dụng sức mạnh động để hoạt động Với kết cấu thiết kế đơn giản trợ lực nhẹ so với trợ lực lái thủy lực dễ dàng sửa chữa hơn, ưu điểm lớn nhược điểm chủ xe chi phí sản xuất cao Ngồi ra, EPS có cảm giác lái tốt hơn, nhẹ nhàng xe chạy tốc độ thấp Khi tốc độ cao, tay lái trợ lực điện nặng cho cảm giác thật hơn, mang đến cảm giác an toàn ổn định cho xe 41 Tuy vậy, hệ thống EPS có hạn chế giống hệ thống lái điều khiển thủy lực tốc độ cao nhà nghiên cứu đưa phương án khắc phục Nhưng thông thường, hệ thống EPS có đầy đủ tính dự phịng vơ an toàn, đảm bảo cho người lái Chương 3: CHẨN ĐOÁN VÀ XU THẾ PHÁT TRIỂN CỦA HỆ THỐNG 3.1 Ưu nhược điểm hệ thống trợ lực lái điện 3.1.1 Ưu điểm -Giúp động tiết kiệm nhiên liệu không sử dụng sức mạnh động để hoạt động -Với kết cấu thiết kế đơn giản trợ lực nhẹ so với trợ lực lái thủy lực dễ dàng sửa chữa -Hệ thống lái trợ lực điện EPS có cảm giác lái tốt hơn, nhẹ nhàng xe chạy tốc độ thấp Khi tốc độ cao, tay lái trợ lực điện nặng cho cảm giác thật hơn, mang đến cảm giác an toàn ổn định cho xe 3.1.2 Nhược điểm -Thông qua thử nghiệm đường đua tốc độ cao, đặc biệt đoạn bẻ cua gấp lực qn tính động điện nên dù cố tình ngắt điện động quay -Việc sử dụng cơng nghệ kiểm sốt điện tử lập trình tinh vi, nên đơi hệ thống trợ lực lái điện tử làm cho vô-lăng trở nên q nhẹ, khơng cịn cảm giác cầm lái, chí có người cịn cảm nhận mô-tơ trợ lực phát tiếng ồn khiến người ngồi khoang xe nghe thấy 42 3.2 So sánh hệ thống lái trợ lực điện với trợ lực thủy lực Drive by Wire Xu hướng phát triển hệ thống Trợ lực điện Trợ lực thủy lực Drive by Wire Ưu -Tiết kiệm nhiên liệu -Chi phí sản xuất, chi -Giảm khối lượng điểm khoảng – 3% Thay phí bảo dưỡng rẻ Vì cấu chấp hành phải dùng bơm dầu trích xuất thị hệ thống công suất từ động mơ trường từ lâu, kết -Tăng độ xác tơ điện lấy lượng từ cấu khí độ tin cậy hoạt động máy phát acquy Ngoài cao, tuổi thọ cao, hầu -Loại bỏ tổn thất mô tơ chạy cần trợ hư hỏng liên kết học lực -Sự đơn giản -Cảm giác an toàn kết cấu Điều dễ -Cắt giảm công tác bảo trì bảo dưỡng định kỳ -Tính ổn định Trợ điều chỉnh lực lái thủy lực có tốc độ trả vô-lăng trung -Hiệu nhiên tâm nhanh hơn, đồng liệu tốt kiểm nghĩa với việc giữ xe sốt lượng khí thải thấp -Cơng nghệ đại Với thẳng tốt việc tích hợp điện tử, hệ -Cảm giác lái chân thống lái hồn tồn kết thực Hệ thống có nối với hệ thống phanh, treo kết cấu hoàn toàn bằng mạng giao tiếp khí nên phản ứng ECU Từ xe với mặt đường chân phục vụ bạn tốt hơn, an toàn thực Tài xế có thể cảm nhận lực dội ngược lên vô-lăng tốc độ cao Lúc Vô-lăng tự động trở nên nặng Việc hoàn toàn dễ dàng người thiết kế tác động vào chương trình điều khiển ECU nhận 43 Dân Off-road vô yêu thích Nhược điểm -Cấu tạo phức tạp Bạn -Khá khó chịu Loại -Lái xe “dây nhận thấy chi tiết nhiều cho bạn cảm giác dẫn hộp ECU” so với trợ lực lái thủy nặng tốc độ thấp tốn để thiết lực nhẹ tốc độ cao Do kế sản xuất phụ thuộc vào vịng -Độ tin cậy khơng cao Vì -Lỗi phần mềm tua máy động để liên quan đến cảm biến, tính tốn bơm tạo áp suất mô tơ, điều thiết bị liệu dẫn tai dầu, tốc độ thấp, áp điện nên bị đánh giá không nạn, an tồn, suất thấp đồng nghĩa cao Nhưng khơng đồng trợ lực yếu Ngược lại, -Dễ bị đánh cắp, nghĩa hay hỏng đâu bạn trợ lực lái lại lớn hack gây nhé, xét đến độ tin nguy hiểm cho việc tưởng -Phải kiểm tra dầu điều khiển phương trợ lực Định kỳ tài xế -Mất cảm giác lái Khi xe tiện phải cần quan tâm đến di chuyển chậm đánh lái vô điều Trong lăng nhẹ Điều khó trợ lực điện khơng cần khắc phục hồn tồn giới phải làm hạn tối thiểu cơng suất mơ tơ Nếu vào cung đường -Không bắt kịp xu xấu gồ ghề hay bác thích trải nghiệm Off-road làm người lái cảm nhận bề mặt đường để điều khiển hướng Bởi thứ điều theo hướng điện tử hóa, tích hợp cơng nghệ Chi phí sản xuất bảo dưỡng cao Hệ thống trợ lực điện phải kiểm tra hỏng hóc phần cứng, gara thường khuyên nên thay tồn bộ, kéo theo chi phí lớn 44 Xu Cả trợ lực điện hay trợ lực thủy lực “lịch sử” hướng Steering by wire phát triển mạnh Đó việc loại bỏ hết thước lái khí, tất điều khiển dây điện, ECU mơ tơ 3.3 Chẩn đốn hệ thống lái Chuẩn đốn vấn đề EPS Hình ảnh chuẩn đốn EPS 3.3.1 Vơ lăng khó xoay Nếu việc xoay vơ lăng sang hai bên trở nên khó khăn, bạn nên kiểm tra: + Bộ cảm biến mô-men xoắn + Lốp xe + Giá lái / máy bơm / cột điện + Trục cột lái + ECU lái + Điện áp cung cấp + Cảm biến tốc độ xe 3.3.2 Hỗ trợ lái điện trái-phải không Nếu dường có cân hệ thống lái, bạn nên kiểm tra: + Hiệu chuẩn cảm biến mô-men xoắn + Căn chỉnh tất bánh xe + Bơm trợ lực lái / giá đỡ + ECU lái 45 3.3.3.Âm vô lăng Quan sát: + Thiết bị lái (ví dụ: giá lái) + Cần tay lái * Lưu ý: Nếu tiếng ồn cụ thể giống tiếng rít, bạn nên kiểm tra động điện 3.3.4.Khi lái xe, lượng mô-men xoắn hỗ trợ không giảm Từ bạn đứng yên đến bạn bắt đầu lái xe, mô-men xoắn hỗ trợ khác dựa tốc độ bánh xe góc lái Vì vậy, lượng momen xoắn hỗ trợ không giảm bạn bắt đầu lái xe, bạn nên kiểm tra: + Bộ cảm biến mô-men xoắn + Động điện + ECU Ngày giao đề:15/03/2021 Ngày hoàn thành:01/05/2021 Xác nhận giáo viên hướng dẫn: …………………… 46 ... cấu lái Theo tính chất cấu lái, hệ thống lái phân thành: - Hệ thống lái khơng có trợ lực - Hệ thống lái có trợ lực Đối với hệ thống lái có trợ lực cịn phân ra: + Loại trợ lực thuỷ lực + Loại trợ. .. HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC ĐIỆN 2.1 Khái quát hệ thống lái trợ lực điện Được cải tiến lên từ kết cấu học, hệ thống lái trợ lực điện dùng thêm mô tơ điện trợ lực hệ thống điều khiển xác an tồn Khi hệ. .. van điện từ hệ thống lái trợ lực thủy lực điều khiển điện tử mô tơ trợ lực lái) 2.3.5 Đặc tính trợ lực điện 2.3.5.1 Điều khiển motor trợ lực điện Để đảm bảo công suất trợ lực cần thiết trợ lực điện