TÌM HỂU HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC ĐIỆN EPS (Electric Power Steering)

Thiết bị này bao gồm có cảm biến tốc độ xe, một cảm biến lái mômen, vận tốc góc, bộ điều khiển điện tử ECU và một môtơ.. Tín hiệu đầu ra từ mỗi cảm biến được đưa tới ECU có chức năng tín

BÀI TẬP LỚN MÔN CƠ

ĐIỆN TỬ

ĐỀ TÀI TÌM HỂU HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC ĐIỆN EPS(Electric Power

Steering)

Giáo Viên Hướng Dẫn: Th.S Đỗ Khắc Sơn

HỆ THỐNG EPS TRÊN XE

Corolla altis 2011

NHÓM 3

Thống EPS

Giới Thiệu Hệ Thống EPS

Là một hệ thống điện hoàn chỉnh làm giảm đáng kể sức cản hệ thống lái bằng cách cung cấp dòng điện cho mô tơ điện để trợ lực lái Thiết bị này bao gồm có cảm biến tốc độ xe, một cảm biến lái (mômen, vận tốc góc), bộ điều khiển điện tử ECU và một môtơ Tín hiệu đầu ra từ mỗi cảm biến được đưa tới ECU có chức năng tính toán chế độ điều khiển lái để điều khiển hoạt động của môtơ trợ lực

Ưu Điểm Của HT EPS

liên quan tới khả năng quay vòng của ô tô

của động cơ đốt trong EPS có thể đưa ra khả năng

về cải tiến để tiết kiệm nhiên liệu cho ôtô.

khối lượng chủ yếu là Mô tơ điện.

thụ năng lượng khi hệ thống lái yêu cầu.

CẤU TẠO CHUNG CỦA HT EPS

1- ECU của EPS;2-Động Cơ Điện Một Chiều; 3- Cảm Biến Mô Men Xoắn

Bố trí tổng thể ht EPS trên xe

1 - Bộ chấp hành ABS và ECU ABS; 2 – Cảm biến mômen; 3 - Động cơđiện một chiều; 4 - ECU EPS; 5 - Đồng hồtáp lô; 6 – Cơ câu giảm tốc; 7 - Rơ le; 8 - ECU độngcơ



Cấu tạo động cơ điên

Cấu tạo chi tiết của động cơ điện một chiều.

1 - Trục vít 4 - Rôto 7 - Trục lái chính

2 - Vỏ trục lái 5 - Stator 8 - Bánh vít

3 - Khớp nối 6 - Trục chính 9 - Ổ bi

Chức Năng Và Yêu Cầu Của Động Cơ Điện

1.Chức Năng

Mô tơ điện của trợ lực lái là một mô tơ điện một chiều

nam châm vĩnh cửu, gắn với bộ truyền động của trợ lực lái Mô tơ chấp hành của trợ lực lái điện có nhiệm vụ tạo

ra mô men trợ lực dưới điều khiển của ECU

2 Yêu Cầu

 Mô tơ phải đưa ra được mô men xoắn và lực xoắn mà

không làm quay vô lăng.

 Mô tơ phải có cơ cấu đảo chiều quay khi có sự cố xảy ra.

 Những dao động của mô tơ và mô men xoắn, lực xoắn

phải trực tiếp chuyển đổi thông qua vành lái tới tay người lái phải được cân nhắc.

Đặc Điểm Của Động Cơ Điện

 Nhỏ, nhẹ, và có kết cấu đơn giản.

 Lực, mô men xoắn biến thiên nhỏ thông qua điều khiển.

 Dao động và tiếng ồn nhỏ.

 Lực quán tính và ma sát nhỏ.

 Độ an toàn và độ bền cao

Cảm biến mô men quay trục lái.

Có Ba Loại:

1 Loại lõi thép trượt

1 Loại lõi thép trượt

Sơ đồ đặc tính và các vị trí làm việc của cảm biến mômen 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;

Cảm biến gồm 2 phần:

Phần stato có 2 vành dây, các dây được cuốn trên các răng thép định hình

Phần rôto có 2 vành dây: 1 vành được gắn với trục răng, phần thứ 2 được gắn với các đăng trục lái Giữa vành thứ nhất và thứ hai có thể xoay lệch nhau 1 góc bằng góc xoắn của thanh xoắn ( Khoảng 7 độ 58 phút)

Sơ đồ nguyên lý và xung của cảm biến mômen lái loại 4 vành dây

3 : Loại lõi thép quay

Sơ Đồ Mômen

 Cảm biến loại công tắc lưỡi gà Cảm biến loại từ điện

 1- Rô to; 2- Cảm biến tốc độ; 3- Trục thứ cấp 1- Nối với cáp đồng

hồ tốc độ; 2- - Nam châm; 3- Công tắc lưỡi gà

Cảm biến loại quang điện

 Cảm biến loại quang điện Cảm biến tốc độ ôtô loại MRE

1- Trục thứ cấp của hộp số; 1- Nối với cáp đồng hồ tốc độ

 2- Bánh răng bị động; ; 2- Tranzito

3- Cảm biến tốc độ; 3- Cặp quang điện

4- Bánh xe có khía rãnh 4- HIC có gắn MRE bên trong;

- 5- Các vòng

từ tính

Rơ Le Điều Khiển

 Rơle điều khiển có chức năng nhận tín hiệu điều khiển từ ECU và cung cấp điện cho động cơ điện một chiều hoạt động và ngắt điện ngừng quá trình trợ lực.

 Điều Khiển Bù Quán Tính

Đảm bảo mô tơ trợ lực lái hoạt động ngay khi người lái khởi hành và xoay vô lăng

 Điều Khiển Trả Lái

Điều khiển hỗ trợ lực hồi về của các bánh xe sau khi người lái đánh hết vô lăng sang một bên

 Điều Khiển Giảm Rung

Điều chỉnh lượng trợ lực khi lái xe quay vô lăng ở tốc độ cao,do vậy

sẽ giảm rung động các thay đổi trong độ lệch của than xe

 Điều Khiển Bảo Vệ Quá Nhiệt

Dự tính độ quá nhiệt của moto dựa trên cường độ dòng điện và điện

áp vào Nếu nhiệt độ của mô tơ hay Ecu trợ lực lái vượt quá giá trị cho phép, nó sẽ giảm bớt cường độ dòng điện cấp vào động cơ để đảm bảo mô tơ và ECU không bị quá nhiệt.

Các tín hiệu đầu vào của EPS ECU gồm 4 nhóm tín hiệu chính:

 Nhóm tín hiệu (2 hoặc 4 tín hiệu) từ cảm biến mômen lái

 Tín hiệu vận tốc chuyển động ô tô có thể gửi trực tiếp về EPS ECU hoặc thông qua ECU truyền lực và mạng điều khiển vùng ( CAN – Controller Area Network) và các giắc nối truyền tới EPS ECU.

 Tín hiệu tốc độ động cơ ( xung biểu diễn số vòng quay trục

khuỷu ne từ cảm biến trục khuỷu) thông qua ECU động cơ và mạng CAN truyền tới EPS ECU.

 Nhóm dữ liệu cài đặt và tra cứu thông qua giắc kết nối dữ liệu DLC3 (Data Link Connector) để truy nhập các thông tin cài đặt

và tra cứu thông tin làm việc của hệ thống và báo lỗi hệ thống.

Nguyên Lí Làm Việc Của Hệ Thống

 Khi người lái xe điều khiển vô lăng, mô men lái tác động lên trục sơ cấp của cảm biến mô men thông qua trục lái chính Người ta bố trí Ro to phát một và hai trên trục sơ cấp phía

vô lăng và Ro to phát thứ ba trên trục thứ cấp Trục sơ cấp

và trục thứ cấp được nối với nhau bằng một thanh xoắn.

Nguyên Lí Làm Việc Của Hệ Thống

không tiếp xúc trên vòng ngoài để hình thành một mạch kích thích Khi tạo ra mô men lái

thanh xoắn bị xoắn tạo ra độ lệch pha giữa Ro

to phát thứ hai và ba Dựa trên độ lệch pha

này một tín hiệu tỉ lệ với mô men được đưa

vào ECU Dựa trên tín hiệu này ECU tính toán

mô men trợ lực cho tốc độ xe và dẫn động mô

tơ điện với một cường độ, chiều và thời điểm cần thiết

Bản đồ điều khiển ECU trong hệ thống trợ lực lái điện

Nguyên lý làm việc của trợ lực lái gồm các bước:

Bước 1: Trợ lực lái sẽ bắt đầu làm việc khi người lái tác

dụng lực để quay vô lăng.

Bước 2 : Lực tác dụng lên vành lái sẽ làm cho thanh xoắn trong cơ cấu lái xoay Cảm biến mô men lái sẽ xác định góc quay của thanh xoắn và gửi các lực lái đã được tính toán đên ECU

Bước 3 : Cảm biến góc quay của vô lăng sẽ thông báo góc quay vành lái và tốc độ đánh tay lái hiện thời.

Bước 4 : Phụ thuộc vào lực lái, tốc độ chuyển động, tốc độ động cơ, góc quay vô lăng, tốc độ đánh tay lái và bản đồ được lưu giữ trong ECU, EPS ECU sẽ tính toán lực trợ lực cần thiết và gửi đến động cơ điện.

Bước 5 : Trợ lực lái sẽ tác động lên cơ cấu lái một lực trợ lực song song với lực đặt lên vành lái.

Điều Khiển Động Cơ Điện

Sơ đồ mô phỏng quá trình điều

khiển môtơ

1- Vành tay lái; 2- Thanh xoắn; 3- Mô tơ trợ lực; 4- Tải; 5- Bộ bù;

6- Mạch phản hồi dòng; 7- Tốc độ xe

Trong phương pháp này, giá trị cần đạt được đối với dòng điện cấp cho môtơ tương ứng với mômen ra môtơ được thiết lập để nó bằng với tín hiệu tốc độ phản hồi của cảm biến tốc độ động cơ và momen xoắn.

+ Mạch điều khiển động cơ bao gồm:

Mạch Điện Điều Khiển

Chuẩn Đoán Bảo Dưỡng

Sử Dụng Máy IT II

Qui trình:

 (Khi dùng máy chẩn đoán cầm tay IT II)

 Đặt vô lăng ở vị trí giữa, bánh xe hướng thẳng.

 Nối máy chẩn đóan với giắc DLC3.

Bật chìa khóa điện ON.

 Truy cập vào hệ thống: Chassis/EPS/Utility/Torque sensor Adjustment.

Hãy đặt tín hiệu ban đầu của cảm biến mô men và thực

 hiện việc đặt chuẩn “0” theo chỉ dẫn trên màn hình

Chuẩn Đoán Bảo Dưỡng

Chuẩn Đoán Bảo Dưỡng

C1552 Trục Trặc Điện Áp Nguồn Pig

C1553 Điện Áp Nguồn Pig Quá Cao

Chuẩn Đoán Bảo Dưỡng

Triệu Chứng Khu Vực Nghi Ngờ

Vô lăng được xoay từ vị trí khóa đến vị trí khóa khi xe được đỗ lại hoặc giữa ở vị trí đánh lại hết cỡ

Lực đánh lái khác nhau giữa quay trái và quay phải hoặc lực

đánh lái không đều.

Lốp trước (không đủ căng, mòn không đều) Góc đặt bánh trước (không đúng)

Hệ thống treo trước (khớp cầu dưới) Cụm cơ cấu lái

Cảm biến mômen (lắp trong cụm trục lái) Cụm trục lái

Môtơ trợ lực lái ECU trợ lực lái

Chuẩn Đoán Bảo Dưỡng

Khi lái xe, lực đánh lái không thể thay đổi theo tốc độ xe hoặc

vôlăng không hồi về chính xác.

Hệ thống treo trước (khớp cầu dưới) Mạch tín hiệu tốc độ

Cảm biến mômen (lắp trong cụm trục lái) Môtơ trợ lực lái

ECU trợ lực lái

Hệ thống thông tin CAN Tiếng kêu xuất hiện khi quay vô lăng sang trái và sang phải

trong khi trợ lực lái hoạt động.

Hệ thống treo trước (khớp cầu dưới) Trục lái trung gian

ECU trợ lực lái Tiếng ồn xảy ra khi đánh vôlăng trong khi lái xe ở tốc độ

Vô lăng rung và tiếng kêu xuất hiện khi xoay vô lăng từ vị trí

khoá đến vị trí khoá với xe đang đỗ.

Cụm cơ cấu lái Cụm trục lái

Mạch tín hiệu tốc độ ECU trợ lực lái