6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài:
2.5.2. Trợ lực trên cơ cấu lái ô tô:
Phương pháp điều khiển động cơ điện riêng được lắp ở cơ cấu lái cũng tương tự như cách điều khiển động cơ điện trên trục lái chính đã được trình bày ở phần 2.4.1.
Phương án tối ưu nhất là động cơ điện trợ lực được chế tạo liền với cơ cấu lái và là một bộ phận cấu thành của cơ cấu lái (Hình 2.22). Phương án này rất gọn, tuy nhiên giá thành hệ thống cao. Phương án này đang được áp dụng cho dòng xe Lexus và xe lai.
Phần kéo dài của thanh răng được chế tạo dưới dạng trục vít và trục vít này ăn khớp với ruột của rôto motor trợ lực lái thông qua các viên bi tuần hoàn (Rôto rỗng ruột và có các rãnh ren vít, xem Hình 2.24).
Để điều khiển chế độ trợ lực (Điều khiển động cơ điện trợ lực), cảm biến mô men lái gửi tín hiệu giá trị mô men về EPS-ECU (Hình 2.20), EPS-ECU sẽ tính toán chế độ trợ lực theo chương trình đã được cài đặt sẵn và điều khiển động cơ điện trợ lực bằng chuỗi xung để tạo ra các mức điện áp khác nhau tùy theo việc cần trợ lực mạnh hay yếu. 1 2 3 4 5a 5b 6 P1 M1 M1+MTL P2 P3-1 P3-2 Pc1 Pc2 MTL
Hình 2.22. Sơ đồ trợ lực lái điện trên cơ cấu lái [13]
Hình 2.24. Cụm động cơ điện và trục vít, thanh răng và cảm biến góc quay [13]
Toàn bộ hệ thống điều khiển được mô tả trên Hình 2.25.
Hình 2.25. Sơ đồ điều khiển tổng quát của hệ thống trợ lực trên cơ cấu lái [13]
Trong hệ thống điều khiển này, để tăng độ nhạy chấp hành và giảm kích thước cũng như trọng lượng động cơ điện điều khiển, EPS-ECU có thêm mạch tăng thế, nâng điện áp điều khiển lên gấp đôi (24V). Các tín hiệu từ động cơ, hệ thống phanh thông qua mạng CAN gửi về EPS-ECU, còn các tín hiệu từ các cảm biến khác được gửi trực tiếp về EPS-ECU. EPS-ECU sẽ tính toán và đưa ra lệnh điều khiển động cơ điện trợ lực, trong đó tín hiệu của cảm biến mô men đóng vai trò quan trọng nhất (Hình 2.26).
Hình 2.26. Tín hiệu quan trọng để điều khiển motor trợ lực lái [13]
Mô hình toán học của hệ thống này có thể được mô phỏng như sau:
Hình 2.27. Mô phỏng mô hình toán học của hệ thống lái trợ lực trên cơ cấu lái
1- Vô lăng; 2- Trục lái chính; 3- Cơ cấu lái; 4- Dẫn động lái; 5a, 5b – Bánh xe dẫn hướng; 6- Động cơ điện trợ lực lái
P1 - Lực quay vòng của người lái đặt trên vành tay lái. P2 - Lực trên ngõng lái (hoặc thanh răng).
P3-1 , P3-2 - Lực cản quay vòng các bánh xe. M1 – Mô men do người lái tác động vào trục lái. MTL – Mô men trợ lực lái tác động lên cơ cấu lái