Mơ hình bao gồm: Cụm vành lái; Bộ chấp hành dẫn hướng và Bộ điều khiển điện tửSBW trong đó:
- Cụm vành lái tạo cảm giác: 𝜃𝑠𝑤 - góc quay vành lái, 𝐽𝑠𝑤 - mơ men qn tính của vành tay lái, 𝑇𝑠𝑤 - mô men đánh lái, 𝐽𝑚1 - mơ men qn tính của động cơ DCM1, 𝑇𝑚1 - mơ men của động cơ DCM1, 𝜃𝑚1- góc quay động cơ DCM1, 𝑖𝑚1 - tỉ số truyền hộp giảm tốc gắn với động cơ DCM1.
- Bộ chấp hành dẫn hướng bao gồm: Động cơ điện DCM2, 𝑇𝑚2 - mô men của động cơ DCM2, 𝜃𝑚2- góc quay động cơ DCM2, 𝑖𝑚2 - tỉ số truyền hộp giảm tốc gắn
với động cơ DCM2, 𝜃𝑡𝑏 - góc quay sau hộp giảm tốc của động cơ DCM2, 𝜃𝑝 - góc quay bánh răng, 𝐽𝑝, 𝐽𝑚2 - mơ men qn tính của bánh răng và động cơ DCM2, 𝐾𝑡𝑏,
𝐶𝑡𝑏 - hệ số cứng và cản nhớt của thanh xoắn, 𝐾𝑝, 𝐶𝑝 - hệ số cứng và cản nhớt của bánh răng, góc xoắn giữa đầu vào và đầu ra thanh xoắn trong cơ cấu lái là liên kết giữa hệ cơ khí và hệ thủy lực (thể hiện bằng đường nét đứt), 𝜃𝐹𝑊−𝐿, 𝜃𝐹𝑊−𝑅 - góc quay của bánh xe dẫn hướng trái, phải.
- Bộ phận điện tử: Bộ điều khiển điện tử SBW, cảm biến đo góc đặt tại đầu ra động cơ DCM1 sau hộp giảm tốc, cảm biến đo góc đặt tại đầu vào trục cơ cấu lái.
Mối quan hệ vật lý giữa các mơ hình con trong hệ thống lái SBW điện tử - thủy lực:
Sơ đồ biểu diễn quan hệ vật lý, đầu vào, đầu ra của các mơ hình con trong hệ thống được trình bày như Hình 2.5:
Hình 2.5: Sơ đồ quan hệ vật lý giữa các mơ hình con trong hệ thống lái SBW điện tử - thủy lực
- Mơ hình vành lái: Đầu vào là mơ men đánh lái 𝑇𝑠𝑤, đầu ra là góc quay vành lái 𝜃𝑠𝑤;
- Mơ hình hệ thống trợ lực TL: Đầu vào là hiệu giữa hai đầu thanh xoắn 𝜃𝑡𝑏, 𝜃𝑝
(góc xoắn), đầu ra là lực thủy lực 𝐹𝐵;
- Mơ hình cụm bánh xe dẫn hướng: Đầu vào là các góc đặt bánh xe, đầu ra là lực cản quay 𝑇𝐹−𝐺;
- Mơ hình bộ chấp hành dẫn hướng: Đầu vào là mơ men 𝑇𝑚2, góc quay 𝜃𝑚2 của động cơ DCM2, lực trợ lực TL 𝐹𝐵, lực cản quay 𝑇𝐹−𝐺, đầu ra là góc quay bánh xe DH 𝜃𝐹𝑊;
- Mơ hình ĐLH đổi hướng chuyển động ơ tơ: Đầu vào là vận tốc xe 𝑉𝑥, góc quay bánh xe DH 𝜃𝐹𝑊, đầu ra là dịch chuyển ngang Y và góc quay thân xe 𝜃𝑉;
Quan hệ tốn học các thơng số vào, ra của các mơ hình trên được trình bày ở các mục cụ thể sau đây trong luận án.
2.2.2 Hệ thống trợ lực thủy lực
Sơ đồ cấu tạo hệ thống thủy lực trợ lực lái lắp trên ô tơ HINO 300Series như hình 2.6 trong đó:
- Bơm thủy lực được dẫn động bởi động cơ ô tô;
- Van thủy lực điều khiển dòng thủy lực vào/ra các bên của xi lanh: Trong cụm van có thanh xoắn, ống van trong, vỏ ngoài van. Khi người lái quay vành lái, thanh xoắn bị xoắn lại, ống van trong quay tương đối với vỏ ngoài, sẽ mở các cửa van làm tăng áp suất thủy lực tác động lên một phía pít tơng đồng thời hồi dầu thủy lực về phía bên kia.
- Trong cụm xy lanh – pít tơng: Sự chênh lệch về áp suất thủy lực giữa hai phía của pít tơng sẽ tạo ra lực đẩy làm pít tơng dịch chuyển 𝑥𝑟𝑤 thơng qua cơ cấu địn quay, hình thang lái làm quay các bánh xe dẫn hướng.
- Khi hệ thống hoạt động, tùy theo hướng quay của vành tay lái quay sang trái hay sang phải mà van điều khiển dòng hướng dòng dầu sang khoang bên phải hay bên trái của xi lanh trợ lực. Áp suất dầu sẽtăng lên trong một khoang của xi lanh và đẩy piston về hướng khoang còn lại làm quay bánh răng rẻ quạt, thơng qua cơ cấu địn quay, thanh dẫn động làm quay bánh xe dẫn hướng. Dầu bên khoang còn lại sẽ theo đường hồi trở về bình dầu trợ lực.