Phân tích đặc điểm cấu tạo,nguyên lý làm việc của hệ thống lái trợ lực điện trên xe toyota corolla altis 2 0 2016

1.2 Hệ thống lái có trợ lực 1.2.1 Khái niệm hệ thống lái có trợ lực -Hệ thống lái có trợ lực là hệ thống lái có khả năng tạo một lực phù hợp hỗ trợlái xe trong quá trình quay vòng tay lá

MỤC LỤC

DANH MỤC BẢNG 4

DANH MỤC HÌNH ẢNH 4

LỜI NÓI ĐẦU 6

CHƯƠNG 1: Tổng quan hệ thống lái trên ô tô 8

1.1 Hệ thống lái cơ bản 8

1.1.1 Khái niệm của hệ thống lái 8

1.1.2 Yêu cầu của hệ thống lái 8

1.1.3 Phân loại hệ thống lái 9

1.1.4 Cấu trúc và nguyên lý làm việc của hệ thống lái 10

1.2 Hệ thống lái có trợ lực 15

1.2.1 Khái niệm hệ thống lái có trợ lực 15

1.2.2 Yêu cầu 16

1.2.3 Thành phần cấu tạo 16

1.2.4 Hệ thống lái trợ lực thủy lực 16

1.2.5 Hệ thống lái trợ lực điện 21

1.2.6 Ưu điểm của hệ thống lái trợ lực điện so với hệ thống lái trợ lực thủy lực 23

1.3 Giới thiệu hệ thống lái của một số hãng xe 24

1.3.1 Hệ thống lái linh hoạt DSS trên xe Audi 24

1.3.2 Hệ thống lái trực tiếp Direct Steer trên xe Mercedes 25

1.3.3 Hệ thống lái trợ lực điện EPAS trên xe Ford 26

1.3.4 Hệ thống lái trợ lực điện trên xe Honda 29

CHƯƠNG 2: Giới thiệu hệ thống lái trợ lực điện trên xe Toyota Corolla Altis

2.0 2016 30

2.1 Khái quát hệ thống lái trợ lực điện 30

2.1.1 Các thành phần cơ bản của trợ lực lái điện 30

2.1.2 Sơ đồ khối nguyên lý của hệ thống lái trợ lực điện 32

2.2 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của hệ thống lái trợ lực điện 34

2.2.1 Cấu tạo chính và nguyên lý làm việc hệ thống lái trợ lực điện 34

2.2.2 Các cảm biến trong hệ thống lái trợ lực điện 39

2.3 Giới thiệu về hệ thống lái trợ lực điện trên xe Toyota Corolla Altis 2.0 2016 46

2.3.1 Giới thiệu tổng quan về xe Toyota Corolla Altis 2.0 2016 46

2.3.2 Các thông số kĩ thuật 47

2.3.3 Giới thiệu hệ thống lái trợ lực điện trên Toyota Corolla Altis 2.0 2016 48

CHƯƠNG 3: Phân tích đặc điểm cấu tạo,nguyên lý làm việc của hệ thống lái trợ lực điện trên xe Toyota Corolla Altis 2.0 2016 49

3.1 Đặc điểm cấu tạo 49

3.1.1 Cụm vô lăng 49

3.1.2 Cụm trục lái 49

3.1.3 Thước lái 51

3.1.4 Cơ cấu trợ lực lái 54

3.2 Nguyên lý làm việc của hệ thống lái trợ lực điện trên xe Toyota Corolla Altis 2.0 2016 56

CHƯƠNG 4: Quy trình chẩn đoán hệ thống lái trợ lực điện trên xe Toyota Corolla Altis 2.0 2016 57

4.1 Một số hư hỏng của hệ thống lái trợ lực điện trên xe Toyota Corolla Altis 2.0 2016 574.2 Quy trình chẩn đoán xe Toyota Corolla Altis 2.0 2016 584.3 Bảo dưỡng hệ thống lái trợ lực điện trên xe Toyota Corolla Altis 2.0 2016 60KẾT LUẬN 67TÀI LIỆU THAM KHẢO 68

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1 : Các thông số kĩ thuật 48

Bảng 2 : Các trang bị an toàn 48

DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1 : Sơ đồ đơn giản về kết cấu hệ thống lái 10

Hình 2 : Sơ đồ bố trí hệ thống lái trên xe 11

Hình 3 : Các chi tiết của trục lái 12

Hình 4 : Cơ cấu gật gù của trục lái 14

Hình 5 : Cơ cấu trượt của trục lái 15

Hình 6 : Cụm bơm của hệ thống lái trợ lực thủy lực 17

Hình 7 : Hình tháo rời của bơm trợ lực kiểu phiến gạt 18

Hình 8 : Sơ đồ nguyên lý làm việc hệ thống lái trợ lực thủy lực 19

Hình 9 : Sơ đồ nguyên lý hoạt động của bơm 20

Hình 10 : Sơ đồ cấu tạo chung của hệ thống lái trợ lực điện 22

Hình 11 : Hệ thống lái động lực học trên xe Audi 24

Hình 12 : Cấu tạo hệ thống trợ lực lái điện EPAS 27

Hình 13 : Sơ đồ khối nguyên lý trợ lực lái điện 32

Hình 14 : Bản đồ điều khiển ECU trong hệ thống lái trợ lực điện 33

Hình 15 : Hệ thống lái trợ lực điện với mô tơ trợ lực gắn trên trục lái 34

Hình 16 : Tổng quát hệ thống điều khiển-Sơ đồ trợ lực lái kiểu 1: 35

Hình 17 : Bố trí các cụm và Taplo thể hiện đèn báo lỗi P/S 36

Hình 18 : Mô tơ trợ lực lắp rời trên cơ cấu lái 37

Hình 19 : Sơ đồ trợ lực lái điện trên cơ cấu lái 37

Hình 20 : Cụm mô tơ và trục vít,thanh răng và cảm biến góc quay 38

Hình 21 : Cụm mô tơ và trục vít,thanh răng và cảm biến góc quay 39

Hình 22 : Cấu tạo và tín hiệu của cảm biến tốc độ đánh lái 40

Hình 23 : Cảm biến tốc độ đánh lái loại Hall 40

Hình 24 : Sơ đồ đặc tính và các vị trí làm việc của cảm biến mô men lái loại lõi thép trượt 41

Hình 25 : Vị trí lắp,kết cấu và đặc tính của cảm biến mô men lái loại lõi thép xoay 42

Hình 26 : Cấu tạo cảm biến mô men lái loại 4 vành dây 43

Hình 27 : Sơ đồ nguyên lý và xung của cảm biến mô men lái loại 4 vành dây .43

Hình 28 : Cảm biến tốc độ ô tô loại công tắc lưỡi gà 44

Hình 29 : Cảm biến tốc độ ô tô loại từ-điện 44

Hình 30 : Cảm biến tốc độ ô tô loại quang điện 45

Hình 31 : Cảm biến tốc độ ô tô loại MRE 46

Hình 32 : Tổng quan về Toyota Corolla Altis 2.0 47

Hình 33 : Cụm vô lăng 49

Hình 34 : Cơ cấu trục lái 50

Hình 35 : Trục các đăng 50

Hình 36 : Cụm công tắc 51

Hình 37 : Cụm thước lái xe Toyota 52

Hình 38 : Cấu tạo cụm thước lái 52

Hình 39 : Rô tuyn lái ngoài xe Toyota 53

Hình 40: Kết cấu khớp cầu thanh kéo bên( rô tuyn lái ngoài) 53

Hình 41 : Cấu tạo mô tơ trợ lực điện 54

Hình 42 : Cấu tạo cảm biến mô men trục lái: 55

Hình 43 : Cảm biến tốc độ ô tô loại điện từ 56

Hình 44 : Bố trí hệ thống lái trợ lực điện 56

Hình 45 : Cẩm nang Toyota 61

LỜI NÓI ĐẦU

Ngành ô tô đang là một trong những ngành giữ vai trò quan trọng trong

sự phát triển của xã hội Ô tô được sử dụng một cách phổ biến trong nhiều lĩnh vực khác nhau như: công nghiệp, lâm nghiệp, giao thông vận tải, quốc phòng an ninh…

Trong thời kỳ đất nước đang trên đà phát triển lớn mạnh về kinh tế thì công nghiệp ô tô ở nước ta ngày càng được chú trọng và phát triển Thể hiện bởi các liên doanh lắp ráp ô tô giữa nước ta với nước ngoài ngày càng phát triển rộng lớn ở các tỉnh thành như: Ford, Toyota… Do đó yêu cầu về việc nắm vững lý thuyết, kết cấu của các loại xe, của từng hệ thống trên xe để từ

đó khai thác và sử dụng xe một cách có hiệu quả, đáp ứng nhu cầu cũng như đảm bảo các yếu tố khác

Có rất nhiều hệ thống trên xe ô tô, và một trong những hệ thống quan trọng của xe ô tô là hệ thống lái Hệ thống lái này có chức năng chuyển hướngchuyển động của ô tô, đảm bảo tính năng ổn định chuyển động thẳng cũng như quay vòng bánh xe dẫn hướng Trong quá trình chuyển động và quỹ đạo chuyển động của ô tô, đặc biệt với xe có tốc độ cao Do đó người ta không ngừng cải tiến hệ thống lái để nâng cao tính năng của nó

Sau bốn năm học tập tại trường Đại học Công nghiệp Hà Nội, em đã được các thầy, cô trang bị cho những kiến thức cơ bản cũng như nâng cao về

kỹ thuật ô tô Để tổng kết và đánh giá quá trình học tập trong thời gian qua,

em được các thầy khoa Công nghệ Kỹ thuật Ô tô trường Đại học Công nghiệp

Hà Nội giao cho thực hiện đồ án “ Nghiên cứu, khảo sát hệ thống lái trợ lực điện trên xe Toyota Corolla Altis 2.0 2016 ” Đây là cách để các thầy có thể tổng hợp và củng cố lại giúp em các kiến thức đã học và vận dụng vào trong thực tế

Em xin chân thành cảm ơn thầy: TS Đinh Xuân Thành đã nhiệt tình và tận tâm giúp đỡ em hoàn thành đồ án này Mặc dù đã cố gắng hết sức và nhậnđược sự chỉ bảo tận tình của thầy: TS Đinh Xuân Thành xong do kiến thức và kinh nghiệm còn hạn hẹp nên không thể tránh khỏi nhiều thiết sót Vì vậy, emmong nhận được sự góp ý và hướng dẫn từ thầy cô để bản đồ án của em có thể hoàn thiện hơn.

Lời cuối em muốn dành lời chúc tới các thầy, cô trong khoa cũng như các thầy, cô giáo khác có sức khỏe và thành công trong cuộc sống để có thể tiếp tục sự nghiệp trồng người

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày 20 tháng 5 năm 2020

Sinh viên thực hiện

Lưu Hồng Phong

CHƯƠNG 1: Tổng quan hệ thống lái trên ô tô

1.1 Hệ thống lái cơ bản

1.1.1 Khái niệm của hệ thống lái

-Hệ thống lái là hệ thống giữ vai trò điều khiển hướng chuyển động của xe khi đi thẳng,rẽ trái,rẽ phải hoặc quay vòng theo sự điều khiển của người lái thông qua vô lăng

-Hệ thống lái là một trong các hệ thống thực hiện việc điều khiển ô tô di chuyển và có vai trò quan trọng trong việc đảm bảo an toàn giao thông khi xe chuyển động

-Các bộ phận cấu thành lên hệ thống lái

+Cơ cấu lái,vô lăng,trục lái:Có tác dụng truyền momen do người người lái tácdụng lên vô lăng đến dẫn động lái

+Dẫn động lái:Có tác dụng truyền chuyển động từ cơ cấu lái đến các bánh xe dẫn hướng và đảm bảo động học quay vòng đúng

+Trợ lực lái:thường được sử trên các xe đời mới hoặc xe có tải trọng lớn.Có tác dụng làm giảm nhẹ lực quay vòng của người lái,đem đến cảm giác lái dễ dàng nhất giúp người lái có thể làm chủ được chiếc xe

1.1.2 Yêu cầu của hệ thống lái

Để đạt yêu cầu,một hệ thống lái phải đảm bảo:

-Đảm bảo chuyển động thẳng ổn định,tay lái không bị đánh sang hai bên khi đang chuyển động thẳng:

+Các bánh xe dẫn hướng phải đảm bảo yêu cầu về:áp suất,độ mòn và tính ổn định

+Ở trong mọi điều kiện làm việc,chế độ chuyển động thì không được xảy ra trường hợp các bánh xe dẫn hướng tự dao động

-Đảm bảo tính cơ động cao:xe có khả năng quay vòng tốt,bán kính quay vòng của xe nhỏ để thuận tiện cho việc quay xe trên diện tích nhỏ

-Đảm bảo động học quay vòng đúng:để các bánh xe dẫn hướng không bị trượt

lê trên mặt đường,gây ra hiện tượng mòn lốp dẫn đến giảm tính ổn định của xe

-Giảm các các chấn động từ đường lên vô lăng xe khi xe chuyển động trên mặt đường có điều kiện không thuận lợi như:xóc,gồ ghề hay xuất hiện chướngngại vật

-Điều khiển nhẹ nhàng thuận tiện giúp đem đến cảm giác thoải mái cho ngườilái,giảm tiêu hao sức lực cho người lái khi lái xe

-Có cấu tạo đơn giản,dễ dàng bảo dưỡng,sửa chữa và lắp đặt

1.1.3 Phân loại hệ thống lái

-Theo vị trí vô lăng

+Do sự qui định của các nước mà vô lăng được bố trí sao cho người lái dễ quan sát

+Vô lăng bố trí bên trái:Anh, Ấn Độ,Thái Lan…

+Vô lăng bố trí bên phải:Việt Nam,Đức,Mỹ…

-Theo kết cấu cơ cấu lái

+Trục vít-cung răng

+Trục vít-chốt quay

+Trực vít-con lăn

+Bánh răng-thanh răng

+Thanh răng liên hợp(Trục vít,liên hợp ecu bi-cung răng)

-Theo cơ cấu trợ lực

-Trên đây là một sơ đồ đơn giản về kết cấu hệ thống lái

Hình 1 : Sơ đồ đơn giản về kết cấu hệ thống lái

1 Vành lái

2 Trục lái

3 Cơ cấu lái

+Vành lái phải đảm bảo sự vững chắc vào tính thẩm mỹ của nội thất xe

-Trục lái

+Bao gồm trục lái chính có nhiệm vụ truyền momen từ vành lái tới cơ cấu lái.Đầu trên của trục lái chính được làm thon và xẻ răng cưa,vành lái được siếtchặt vào trục lái bằng đai ốc.Đầu dưới của trục lái chính được nối với cơ cấu lái bằng khớp nối mềm hoặc khớp nối các đăng để giảm thiểu chấn động từ mặt đường truyền tới vành lái.

+Ngoài chức năng trên trục lái còn là nơi bố trí các cần điều khiển đèn chiếu sáng,xi nhan,gạt mưa hoặc nước rửa kính

+Trục lái phải đảm bảo độ cứng để truyền momen từ vành lái tới cơ cấu lái vàđảm bảo giảm các rung động khi chuyển động từ mặt đường lên vành lái,trục lái cần có kết cấu nhỏ gọn và được bố trí hợp lí

Hình 3 : Các chi tiết của trục lái

1 Phần vành lái

2 Các cần điều khiển đèn,gạt mưa

3 Cụm khóa điện

4 Vỏ trục lái

5 Khớp các đăng

6 Trục các đăng

7 Khớp cao su

-Cơ cấu lái

+Có chức năng biến chuyển động quay của trục lái thành chuyển động thẳng dẫn đến các đòn kéo dẫn hướng

+Cơ cấu lái sử dụng trên các xe ô tô hiện nay rất đa dạng song chúng vẫn phảiđáp ứng yêu cầu sau:Tỉ số truyền của cơ cấu lái phải đảm bảo phù hợp cho từng loại ô tô.Có kết cấu đơn giản,tuổi thọ cao,dễ dàng lắp đặt và sửa

chữa.Độ rơ của cơ cấu lái phải nhỏ

+Các kiểu cơ cấu lái

Cơ cấu lái kiểu bánh răng -thanh răng: có kết cấu đơn giản nên được sửdụng khá rộng rãi.Nó bao gồm một bánh răng nghiêng được chế tạo liên với trục lái và ăn khớp với một thanh răng nghiêng,hai đầu của thanh răng có thể liên kết trực tiếp với các đòn dẫn dộng lái bằng khớp trụ hoặc thông qua hai thanh dẫn động khác được bắt bằng bu lông.Cơ cấu lái kiểu này có kết cấu nhỏ gọn song tỉ số truyền nhỏ nên thích hợp bố trí trên các loại xe nhỏ.Độ rơ tay lái nhỏ do được dẫn động trực tiếp hơn so với các loại cơ cấu khác

Cơ cấu lái kiểu trục vít-con lăn:Kiểu cơ cấu lái này sử dụng cặp ăn khớp trục vít,con lăn để thực hiện quá trình điều khiển xe chuyển hướng hay quay vòng.Cơ cấu này có ưu điểm là gọn,bền và có khả năng chống mòn cao

Cơ cấu lái kiểu trục vít ecu bi thanh răng bánh răng

Cơ cấu lái kiểu trục vít-chốt khớp

-Cơ cấu dẫn động lái

+Cơ cấu dẫn động lái có chức năng truyền chuyển động điều khiển từ hộp cơ cấu lái đến hai ngõng quay của hai xe.Bảo đảm mối quan hệ cần thiết về góc quay của các bánh xe dẫn hướng có động học đúng khi thực hiện quay vòng

Mối quan hệ cần thiết về góc quay của các bánh xe dẫn hướng được đảm bảo bằng kết cấu của của hình thang lái.

+Cơ cấu dẫn động lái bao gồm các thanh dẫn động và các khớp liên kết.Tùy theo cấu trúc khung gầm của từng xe mà được bố trí các loại cơ cấu dẫn động lái khác nhau

-Một số cơ cấu khác trên hệ thống lái

+Bộ phận giảm chấn:Khi xảy ra tai nạn,có tác dụng ngăn không cho trục lái chính làm tổn thương người lái bằng hai mức độ:Gãy ngay sau khi xảy ra va chạm(primary shock) và hấp thụ lực của thân người lái va vào vô lăng do quán tính(secondary shock)

+Cơ cấu gật gù:cho phép lựa chọn vị trí vô lăng theo phương thẳng đứng để thích hợp với vị trí ngồi của người lái

Hình 4 : Cơ cấu gật gù của trục lái

+Cơ cấu trượt:cơ cấu trượt tay lái cho phép điều chỉnh vị trí vô lăng về phía trước hoặc sau sao cho phù hợp với vị trí của người lái

Hình 5 : Cơ cấu trượt của trục lái

1.1.4.3 Nguyên lý hoạt động của hệ thống lái cơ bản

-Khi muốn đánh lái thì người lái đánh lái hướng cần đánh.Tùy thuộc vào đánhlái nhiều hay ít mà người lái quay được ít hay nhiều vòng

-Vành tay lái quay truyền chuyển động tới trục lái

-Đầu cuối trục lái được liên kết với cơ cấu lái bằng khớp các đăng

-Cơ cấu lái có nhiệm vụ biến chuyển động quay từ trục lái thành chuyển độngtịnh tiến và truyền tới cơ cấu dẫn động

-Cơ cấu dẫn động gồm các khớp nối với bánh xe làm bánh xe quay theo hướng mong muốn của người điều khiển

1.2 Hệ thống lái có trợ lực

1.2.1 Khái niệm hệ thống lái có trợ lực

-Hệ thống lái có trợ lực là hệ thống lái có khả năng tạo một lực phù hợp hỗ trợlái xe trong quá trình quay vòng tay lái.Việc trang bị hệ thống trợ lực sẽ đem đến cho người lái những lợi ích như:

+Giảm cường độ lao động của người lái:Khi điều khiển xe có tải trọng lớn hay ở tốc độ cao thì việc điều khiển quay vòng tay lái rất khó khăn.Hệ thống

sẽ hỗ trợ cho người lái một phần lực,giảm phần lực do người lái tác động để

có thể quay vòng tay lái một cách nhẹ nhàng

+Đem đến sự an toàn cho xe và người lái nhờ sự chính xác dễ dàng khi lái xe

+Giảm nhẹ những va đập từ đường lên vành tay lái do địa hình không bằng phẳng,chướng ngại vật gây ra.

+Cơ cấu chấp hành có chức năng tạo lực tác dụng hỗ trợ cho việc quay vành tay lái

1.2.4 Hệ thống lái trợ lực thủy lực

1.2.4.1 Thành phần cấu tạo

-Bình chứa: Là nơi chứa và cung cấp dầu trợ lực lái,được lắp trực tiếp vào thân bơm hoặc tách biệt.Nếu không lắp trực tiếp thì sẽ được nối với thân bơm bằng hai ống mềm.Nắp bình chứa có thước đo mức dầu

-Van điều khiển lưu lượng:Điều chỉnh lượng dòng chảy dầu từ bơm tới hộp

cơ cấu lái,duy trì lưu lượng không đổi mà không phụ thuộc vào tốc độ của bơm

1-Bình chứa 2-Van điều khiển lưu lượng 3-Thân bơm 4-Thiết bị bù không tải

Hình 6 : Cụm bơm của hệ thống lái trợ lực thủy lực

-Thân bơm

+Bơm thủy lực là bộ phần cấu thành bộ trợ lực thủy lực.Được dẫn động bởi động cơ bằng đai và puli,có chức năng tạo ra áp suất dầu đủ lớn để cung cấp cho van phân phối dẫn tới các ngả của xylanh lực hỗ trợ cho quá trình xoay các bánh xe dẫn hướng

+Lưu lượng của bơm tỉ lệ với tốc độ của động cơ nhưng lưu lượng dầu đưa vào hộp cơ cấu lái được điều tiết nhờ một van điều khiển lưu lượng và lượng dầu thừa được đưa về đầu hút của bơm

+Bơm phiến gạt

*Cấu tạo của bơm phiến gạt

1-Bình chứa dầu 2-Van xả không khí 3-Đĩa phân phối 4-Rô to quay 5-Trục

quay

Hình 7 : Hình tháo rời của bơm trợ lực kiểu phiến gạt

6-Phiến gạt 7-Cụm van điều tiết 8-Vỏ bơm 9-Nắp bơm

-Bình dầu (1) được dập bằng thép,là nơi chứa dầu chịu áp suất cao cung cấp cho bơm làm việc.Rô to (4) được lắp chặt với trục (5) bằng then,trên rô to có các rãnh trong các rãnh có chứa các phiến gạt,các phiến gạt này có thể chạy tự

do trong rãnh và được giới hạn bởi đĩa (3) mặt trong của đĩa có dạng hình ô van,mặt ngoài có dạng hình tròn và được cố định với thân bơm (8) bằng bu lông,thông thường thân bơm được đúc bằng gang.Lưu lượng của bơm được

ổn định bằng cụm van điều tiết (7)

1.2.4.2 Nguyên lý làm việc

-Hệ thống lái có trợ lực sử dụng công suất của động cơ để dẫn động bơm trợ lực lái tạo áp suất thủy lực.Khi xoay vô lăng,sẽ chuyển mạch một đường dẫn dầu tại van điều khiển.Vì áp suất dầu đẩy pit tông trong xi lanh trợ lực lái,lực cần để điều khiển vô lăng sẽ giảm

-Hoạt động của bơm trợ lực:Rô to quay trong một vòng cam được gắn chắc với vỏ bơm.Rô to có các rãnh để gắn các cánh bơm được gắn vào các rãnh đó.Chu vi vòng ngoài của rô to hình tròn nhưng mặt trong của vòng cam hình

Hình 8 : Sơ đồ nguyên lý làm việc hệ thống lái trợ lực thủy lực

ô van do vậy tồn tại một khe hở giữa rô to và vòng cam.Cánh gạt sẽ ngăn cáchkhe hở này để tạo thành một buồng chứa dầu.Cánh bơm bị giữ sát vào bề mặt của vòng cam bằng lực ly tâm và áp suất dầu tác động sau cánh bơm,hình thành một phớt dầu ngăn rò rỉ áp suất từ giữa cánh gạt và vòng cam khi bơm dầu tạo áp suất.Dung tích buồng dầu có thể thay đổi khi rô to quay để vận hành bơm.Nói cách khác,dung tích của buồng dầu tăng tại cổng hút do vậy dầu từ bình chứa sẽ được hút vào buồng dầu từ cổng hút.Lượng dầu trong buồng chứa sẽ giảm bên phía xả và khi đạt đến 0 thì dầu trước đây được hút vào buồng này bị ép qua cổng xả.Có hai cổng hút và hai cổng xả.Do đó dầu sẽhút và xả hai lần trong một chu kỳ quay của rô to

Hình 9 : Sơ đồ nguyên lý hoạt động của bơm

-Van điều khiển lưu lượng:Lưu lượng của bơm trợ lực lái tăng theo tỷ lệ với tốc độ động cơ.Lượng dầu trợ lực lái do pít tông của xi lanh trợ lực cung cấp lại do lượng dầu từ bơm quyết định.Khi tốc độ bơm tăng thì lưu lượng dầu dầu lớn hơn cấp nhiều trợ lực hơn và người lái cần ít lực đánh lái hơn.Yêu cầu

về lực đánh lái thay đổi theo sự thay đổi của tốc độ.Đây là điều bất lợi nhìn từgóc độ ổn định lái.Do đó việc duy trì lưu lượng dầu từ bơm không đổi không phụ thuộc vào tốc độ của xe là một yêu cầu cần thiết.Đó chính là chức năng của van điều khiển lưu lượng

+Thông thường,khi xe chạy ở tốc độ cao,sức cản lốp xe thấp vì vậy đòi hỏi ít lực lái hơn.Do đó,với một số hệ thống lái có trợ lực,có ít lực hơn ở điều kiện tốc độ cao mà vẫn đạt được lực lái thích hợp

+Tóm lại,lưu lượng dầu từ bơm tới hộp cơ cấu lái giảm khi chạy ở tốc độ cao

và lái có ít trợ lực hơn.Lưu lượng của bơm tăng lên theo mức tăng tốc độ bơmnhưng lượng dầu tới hộp cơ cấu lái giảm.Người ta gọi cơ cấu này là loại lái cótrợ lực nhạy cảm với tốc độ và nó bao gồm van điều khiển lưu lượng có một ống điều khiển

-Thiết bị bù không tải:Trong quá trình hoạt động khi ta quay vành tay lái hết

cỡ thì lúc này bơm sẽ tạo ra áp suất dầu lớn nhất,phụ tải trên bơm tối đa sẽ làm giảm tốc độ không tải của động cơ.Để giải quyết vấn đề này hầu hết trên các bơm trợ lực đều được trang bị thiết bị bù không tải để tăng tốc độ không tải của động cơ

1.2.5 Hệ thống lái trợ lực điện

-Cùng với sự phát triển của công nghệ,nhu cầu tốc độ ngày càng cao,chất lượng tốt hơn và yêu cầu giảm năng lượng tiêu thụ trên phương tiện ngày càng tăng.Để đáp ứng nhu cầu này,việc nghiên cứu và phát triển xu hướng cảithiện hệ thống điều khiển điện tử nhằm mục đích nâng cao hơn nữa các chức năng và đặc tính của nó.Điểm đặc biệt đó gồm hai đề xuất là giới thiệu logic toán học và hệ thống lái chuyên sâu phù hợp với môi trường xe chạy bằng cách thay đổi các trợ lực sao cho phù hợp với điều kiện giao thông hoặc điều kiện bề mặt đường tạo cảm giác nhạy bén khi lái xe.Vấn đề quan trọng nhất làkhả năng phản ứng tức thời của trợ lực lái,gây cảm giác cho người lái làm họ phải chú ý đến thay đổi do phản lực gây ra.Như vậy,hệ thống cung cấp cho người lái các thông tin cần lưu ý trong điều kiện vận hành của phương tiện như:sự biến đổi vận tốc và gia tốc,phản lực lái,không chỉ cải thiện mối quan

hệ giữa người lái và phương tiện mà còn có thể tạo ra sự phù hợp giữa cảm giác của người lái và hệ thống lái,những chức năng tự động bù khi phương tiện có những biến đổi không đồng đều mà nguyên nhân do sự xáo trộn gây racũng có thể được giải quyết

-Trợ lực lái điện(EPS-Electric Power Steering) là một hệ thống lái điện hoàn chỉnh làm giảm đáng kể sức cản hệ thống lái bằng cách cung cấp dòng điện trực tiếp từ mô tô điện tới hệ thống lái.Hệ thống này bao gồm có các cảm biếntốc độ xe,một cảm biến lái(mô men,vận tốc góc),bộ điều khiển ECU và một

mô tơ.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 mô tô trợ lực

-Trợ lái thủy lực sử dụng công suất của động cơ để tạo áp suất thủy lực vào tạo mô men trợ lực,do vậy làm tăng phụ tải động cơ,dẫn đến tổn thất nhiên liệu mà hệ thống trợ lực điện dùng mô tơ điện nên không cần công suất động

cơ và làm cho việc tiết kiệm nhiên liệu tốt hơn

-Có hai kiểu bố trí mô tơ điện

+Bố trí trên trục lái

+Bố trí trên cơ cấu lái

1.2.5.1 Sơ đồ cấu tạo chung

Hình 10 : Sơ đồ cấu tạo chung của hệ thống lái trợ lực điện

1.2.5.2 Các bộ phận chính

-Động cơ điện

+Để đảm bảo công suất trợ lực cần thiết, trên bộ trợ lực điện sử dụng loại động cơ điện một chiều bao gồm:rô to,stato,trục chính và cơ cấu giảm tốc.Cơ cấu giảm tốc bao gồm trục vít và bánh vít,mô men do rô to động cơ điện tạo

ra được truyền tới cơ cấu giảm tốc sau đó được truyền tới trục lái chính.Trục vít được đỡ trên các ổ đỡ để giảm độ ồn và tăng tuổi thọ làm việc,khớp nối đảm bảo cho việc nếu động cơ gặp sự cố thì trục lái chính và cơ cấu giảm tốc không bị khóa cứng và hệ thống lái vẫn có thể hoạt động được

-Cảm biến và rơ le điều khiển

+Cảm biến mô men quay trục lái:Khi người lái xe điều khiển vô lăng,mô menlái tác động lên trục sơ cấp của cảm biến mô men thông qua trục lái chính Người ta bố trí vòng phát hiện một và hai trên trục sơ cấp phía vô lăng và vòng phát hiện thứ ba trên trục thứ cấp.Trục sơ cấp và thứ cấp được nối với nhau bằng thanh xoắn.Các vòng phát hiện có cuộn dây phát hiện kiểu không tiếp xúc bên trên vòng ngoài để hình thành một mạch kích thích.Khi tạo ra mômen,thanh xoắn bị xoắn tạo ra độ lệch pha giữa vòng phát hiện thứ ba và thứ hai.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 của xe

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

+Rơ le điều khiển:có chức năng nhận tín hiệu từ ECU và cung cấp điện cho động cơ điện một chiều hoạt động và ngắt điện ngừng quá trình trợ lực

+ECU EPS: nhận tín hiệu từ các cảm biến,đánh giá chung tình trạng của xe vàquyết định dòng điện cần thiết để đưa vào động cơ điện một chiều để trợ lực.+ECU ABS:Nhận biết tốc độ của xe và đưa tới ECU EPS

+ECU động cơ:nhận biết tốc độ động cơ và đưa tới ECU EPS

+Trong trường hợp có sự cố ECU EPS sẽ gửi tín hiệu tới rơ le bật sáng trên đồng hồ táp lô

1.2.6 Ưu điểm của hệ thống lái trợ lực điện so với hệ thống lái trợ lực thủy lực-Hệ thống lái trợ lực điện có kết cấu đơn giản:ECU,mô tơ điện và các cảm biến.Hệ thống lái trợ lực thủy lực:bơm dầu,van và các đường dầu

-Hệ thống lái trợ lực điện đảm bảo sự chính xác,nhẹ nhàng,

-Bơm dầu của hệ thống lái trợ lực thủy lực được dẫn động từ động cơ do đó tiêu hao công suất động cơ.Mô tơ điện của hệ thống trợ lực điện dùng điện từ

ắc quy hoặc máy phát

-Hệ thống lái trợ lực thủy lực phức tạp dẫn tới sửa chữa khó khăn.Nhiều hư hỏng do đường dẫn dầu,rò rỉ dầu trợ lực

1.3 Giới thiệu hệ thống lái của một số hãng xe

1.3.1 Hệ thống lái linh hoạt DSS trên xe Audi

-Cơ cấu lái chủ động cho phép tài xế đánh lái ít nhưng bánh quay nhiều ở tốc

độ thấp Khi lên tốc độ cao, bánh xe quay ít dù tài xế đánh lái nhiều để đảm bảo an toàn

-Nguyên lý ăn khớp bánh răng sóng mới được B Masser đưa ra vào năm

1959 Đây là cơ cấu áp dụng nhiều trong công nghệ robot vì có tỷ số truyền lớn, có thể thay đổi tỷ số truyền nhưng lại rất nhỏ gọn

-Bộ truyền bánh răng sóng gồm một cặp bánh răng ăn khớp trong Vùng tiếp xúc của bánh răng đối xứng nhau Bánh răng phía trong có khả năng biến dạng đàn hồi dưới tác dụng của cơ cấu tạo sóng có dạng elip Cụm truyền động có 2 bậc tự do, với tỷ số truyền có thể thay đổi Lợi dụng đặc tính trên, Audi đã tạo ra một số hộp số có tỷ số truyền động điều khiển điện tử thông qua động cơ điện mang tên DSS( Dynamic Steering System)

Hình 11 : Hệ thống lái động lực học trên xe Audi

-Bánh răng bao liên kết với cơ cấu lái phía dưới, trong khi đó trục lái từ vô lăng gắn vào bánh răng biến dạng đặt bên trong Động cơ EC quay làm thay đổi vị trí hai vùng ăn khớp đối xứng nhau, tốc độ động cơ thay đổi làm tỷ số truyền lực thay đổi theo

-Trên xe sử dụng cơ cấu lái truyền thống, tài xế thường phải vê vô lăng nhiều vòng mới đạt được góc quay bánh xe cần thiết khi đi trong phố hoặc vào chuồng Điều này gây ra một số khó chịu, cản trở tập trung quan sát đường, Ngược lại khi ở tốc độ cao, hệ thống có độ nhạy cao làm tăng nguy cơ lái thừahoặc lái thiếu.

-Trên hệ thống lái linh hoạt, bộ điều khiển trung tâm sẽ thay đổi tỷ số truyền động của cặp bánh răng sóng, làm tỷ số truyền động của toàn hệ thống thay đổi theo

-Vận tốc là một trong những tham số trạng thái quan trọng để bộ điều khiến tính toán tỷ số truyền thích hợp Ở tốc độ thấp hoặc trung bình, xe ở chế độ truyền động trực tiếp với tỷ số cao Bánh dẫn hướng đã đạt được với góc quaycần thiết chỉ với góc đánh lái nhỏ thay vì phải xoay vô lăng nhiều

-Nhưng khi xe đạt tới tốc độ giới hạn, tỷ số truyền giảm xuống thấp, độ nhạy của toàn hệ thống giảm Điều này cho phép duy trì sự ổn định của xe tốt hơn Theo Audi Việt Nam, hiện nay hệ thống này được cài đặt như một tùy chọn.1.3.2 Hệ thống lái trực tiếp Direct Steer trên xe Mercedes

1.3.2.1 Đặc điểm của hệ thống lái trực tiếp Direct Steer

-Ngày nay, cấu tạo và cách hoạt động của hệ thống lái giữa các hãng xe là khác nhau, tuy nhiên về căn bản một hệ thống lái sẽ bao gồm 4 phần: vành lái,trục lái, cơ cấu lái(hộp số lái) và dẫn động lái Không chỉ có nhiệm vụ làm xe chuyển động theo sự điều khiển của tài xế thông qua vô lăng, hệ thống lái cònảnh hưởng tới sự an toàn của người lái và toàn bộ hành khách trên xe

-Hệ thống lái gồm nhiều loại khác nhau như hệ thống lái thuần cơ khí, hệ thống lái trợ lực thủy lực, hệ thống lái Steer By Wire,… trong đó Direct Steer của Mercedes thuộc loại hệ thống lái trợ lực điện Ở giữa, nó có dạng gợn sóng nhẹ với khung sườn biến đổi Còn về phía mỗi bên, nó có dạng bánh răng với những khoảng cách khác nhau Lúc này tỷ lệ lái chỉ có thể được thay đổi bằng các phương tiện cơ học

1.3.2.2 Những ưu điểm của Direct Steer

-Khả năng phản ứng linh hoạt và tăng độ ổn định hơn khi lái

+Với hệ thống lái Direct Steer, các kỹ sư Mercedes-Benz đã tăng độ tiện nghi của hệ thống lái cảm biến tốc độ và tỉ số truyền cơ cấu lái biến thiên theo góc

vô lăng Nhờ sự điều chỉnh 2 yếu tố này, tài xế sẽ đánh lái nhanh và chính xáchơn trên những đoạn đường cong khi phải xoay vô lăng quá nhiều Ngoài ra

sự cải tiến này cũng giúp xe di chuyển ổn định hơn trên những đoạn đường thẳng

-Ít lỗi và gọn nhẹ hơn những hệ thống khác

+Theo các chuyên gia, Direct Steer xuất hiện ít lỗi trong quá trình vận hành

và khá gọn nhẹ bởi có cấu tạo thông minh Direct Steer không đòi hỏi tài xế cần thích nghi nhanh bằng cách điều khiển vô lăng trong những tình huống thay đổi gấp Nguyên nhân là do sự kết hợp giữa mô men cản từ mặt đường, cảm biến vận tốc và các thông số xe từ phần mềm Từ đó thông qua việc điều khiển trực tiếp mô tơ điện, Direct Steer sẽ giúp phản ứng xoay vô lăng của người lái trở nên chắc chắn và đảm bảo hơn

-Hiệu quả tiết kiệm tối ưu

+Vì thuộc hệ thống lái trợ lực điện nên Direct Steer không cần dẫn động từ động cơ cũng như sử dụng môi chất( dầu thủy lực) Vì thế, Direct Steer có khả năng tiết kiệm 2% tới 3% nhiên liệu khi hoạt động

1.3.3 Hệ thống lái trợ lực điện EPAS trên xe Ford

1.3.3.1 Hệ thống lái trợ lực điện EPAS là gì

-Công nghệ trợ lực lái điện tử(EPAS-electric power assisted steering): là hệ thống lái vẫn giữa nguyên những bộ phận cơ bản, đó là trụ lái, các bánh răng

và thanh răng Phần điện là phần trợ lực Nghĩa là giả sử vì một lý do nào đó

mà hệ thống trợ lực bị hư hỏng hoặc mất nguồn điện, người lái vẫn có thể đánh lái được nhưng nặng nề hơn rất nhiều

-Hệ thống lái trợ lực điện được Ford trang bị trên các dòng xe như: Ford Ranger, Ford Focus, Ford Ecosport…

1.3.3.2 Các bộ phận chính và chức năng trên EPAS

-Máy tính trung tâm: Tiếp nhận và xử lý các thông số từ các cảm biến gửi về Chương trình cài đặt sẵn trong máy tính bao hàm nhiều đặc tính như: tốc độ

xe, góc lái, đặc tính vòng quay tĩnh, vòng quay động, trạng thái nguy hiểm…-Mô tơ điện: Tạo mô men quay Được điều khiển bằng máy tính trung tâm-Dây đai và bi truyền động: Hệ thống truyền động này nhận mô men quay từ

mô tơ điện, tác động vào thanh răng khiến thanh răng chuyển động tịnh tiến sang phải hoặc trái

-Cảm biến chuyển động ở thanh răng

-Cảm biến tốc độ bánh xe: Đặt ở bốn bánh xe

1.3.3.3 Nguyên lý hoạt động

Hình 12 : Cấu tạo hệ thống trợ lực lái điện EPAS

-Máy tính điều khiển trung tâm tiếp nhận và phân tích hai nguồn tín hiệu để tính toán sinh ra lực hỗ trợ đánh lái Đó là:

+Vị trí thanh răng lái: Cảm biến số 3 đặt ở thước lái Khi xoay vô lăng, thanh răng sẽ chuyển động tịnh tiến sang phải hoặc sang trái trong thước lái Khi cảm biến phát hiện thanh răng bắt đầu chuyển động sẽ gửi tín hiệu tới máy tính, máy tính lập tức ra lệnh mô tơ điện hoạt động, tạo mô men trợ lực để đánh lái nhẹ hơn Vậy là hệ thống dùng nguồn điện một chiều từ máy phát và chỉ hoạt động khi xe xoay vô lăng.

+Tốc độ bánh xe: Máy tính nhận tín hiệu từ các các cảm biến bánh xe, dựa vào tốc độ bánh xe mà hệ thống tính toán sinh ra lực hỗ trợ lái Khi tốc độ xe thấp, trợ lực nhiều hơn, đánh lái rất nhẹ nhàng Khi tốc độ càng cao, lực hỗ trợ lái càng nhỏ đi để người lái có cảm giác vô lăng hơn Tức là lực sinh ra hỗtrợ lái tỉ lệ nghịch với tốc độ xe

1.3.3.4 Ưu điểm của hệ thống

-Nhẹ nhàng, chính xác Hệ thống phản ứng nhanh với việc đánh lái của lái xe

Đó là vì sao tất cả xe đua hiện đại đều dùng công nghệ EPAS Chỉ có hệ thống này mới đủ nhanh nhạy với những khúc cua gấp ở tốc độ cao

-Không phụ thuộc vào động cơ Chỉ sử dụng dòng điện một chiều từ máy phát-Bù lệch lái thông minh: Hệ thống liên tục tự điều chỉnh, bù thêm lực lái để giữ cho xe ổn định khi chạy trên đường không bằng phẳng hoặc gió tạt ngang thân xe

-Hệ thống có thể tự điều chỉnh, chống rung lắc chủ động giúp giảm ảnh

hưởng từ lốp xe, mặt đường tác động ngược lại lên vô lăng, giúp vô lăng êm

ái dễ điều khiển hơn

-Xe ô tô trang bị EPAS có thể tích hợp nhiều chức năng thông minh khác: tự động duy trì làn đường( có trên Ford Ranger Windtrak, Ford Everest), tự độnglùi( Ford Focus, Ford Everest) và cao hơn là tự lái

-Hệ thống hoạt động bằng các cảm biến, máy tính, mô tơ điện nên việc chẩn đoán sửa chữa bằng máy chẩn đoán là dễ dàng Có đèn cảnh báo trên đồng hồ táp lô để lái xe nhận biết hư hỏng

-Hệ thống không dùng gioăng phớt, không có áp suất cao nên ít hỏng vặt, chi phí sửa chữa hoặc thay thế thấp.

-Hệ thống độc lập, nhỏ gọn Dễ dàng nâng cấp phần mềm tối ưu hơn mà không phải can thiệp tới cơ khí

1.3.4 Hệ thống lái trợ lực điện trên xe Honda

-Khi xe vận hành ở tốc độ thấp, lực đánh lái sẽ nhẹ nhàng giúp người lái dễ dàng thao tác Khi xe ở tốc độ cao, lực đánh lái sẽ đầm hơn, để người lái có thể thao tác chính xác nhằm đảm bảo an toàn

-Hệ thống lái trợ lực điện thích ứng nhanh chuyển động MA-EPS(Motion Adaptive Electric Power Steering) trên xe Civic 2.0, CRV, Accord

+MA-EPS là sự kết hợp giữa hệ thống trợ lực lái điện tử EPS với hệ thống VSA

+MA-EPS: sử dụng dữ liệu về tốc độ và góc lái của xe làm tín hiệu đầu vào

để phân tích, tính toán và đưa ra những điều chỉnh cho hệ thống lái Lực đánh lái sẽ nhẹ nhàng khi xe vận hành ở tốc độ thấp và đầm hơn khi xe vận hành ở tốc độ cao Trong các trường hợp: thừa lái, thiếu lái hoặc đường trơn trượt, MA-EPS giúp người lái dễ dàng đánh tay lái về hướng ổn định và khó đánh lái về hướng mất ổn định Điều nay giúp xe cân bằng hơn và an toàn trên mọi cung đường

+MA-EPS thích ứng chuyển động là một hệ thống có chức năng làm ổn định chuyển động của xe bằng cách điều khiển mô men trợ lực hệ thống lái của EPS khi xe đi trên bề mặt đường trơn trượt kết hợp với chức năng điều chỉnh tốc độ bánh xe của mô đun điều khiển VSA Hệ thống này được thiết kế để điều khiển mô men hệ thống lái EPS theo cách làm giảm mô men hệ thống láicủa người lái xe theo hướng chuyển động của xe ổn định Nó có nhiệm vụ làm giảm mô men hệ thống lái theo hướng mà chuyển động xe trở nên ổn định và làm tăng mô men hệ thống lái theo hướng không ổn định xe Hệ thốngđiều khiển của EPS thích ứng chuyển động bao gồm các cảm biến và các bộ

điều khiển Bộ mô đun điều khiển VSA được xác định chuyển động của xe dựa trên thông tin gửi từ cảm biến tốc độ bánh xe, cảm biến góc đánh lái và các thông tin đầu vào khác để điều khiển EPS.

-Với hệ thống lái điện tử EPS và MA-EPS, các dòng xe Honda sẽ đem lại chokhách hàng sự tự tin để thao tác nhanh nhạy, chính xác và ổn định trong suốt hành trình

CHƯƠNG 2: Giới thiệu hệ thống lái trợ lực điện trên xe Toyota

Corolla Altis 2.0 2016

2.1 Khái quát hệ thống lái trợ lực điện

2.1.1 Các thành phần cơ bản của trợ lực lái điện

-Các thành phần chính của trợ lực lái điện gồm có:Mô tơ điện một chiều,các cảm biến,bộ điều khiển trung tâm ECU,hộp giảm tốc

*Mô tơ

-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 có nhiệm vụ tạo ra mô men trợ lực dưới sự điều khiển của ECU và đáp ứng các yêu cầu

+Mô tơ phải đưa ra được mô men xoắn và lực xoắn mà không làm quay vô lăng

+Mô men 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

-Vì vậy mô tơ có những đặc điểm sau

+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.

*Bộ điều khiển trung tâm(ECU)

-Bộ điều khiển trung tâm (ECU) nhiệm vụ nhận tín hiệu từ các cảm biến,xử lýthông tin để điều khiển mô tơ.Bộ điều khiển trung tâm(ECU) phải đảm bảo các yêu cầu sau:

+Đảm bảo tính tiện nghi khi lái(chức năng điều khiển dòng điện mô tơ)

(1) Điều khiển được dòng điện cấp cho Mô tơ theo qui luật xác

định.Tạo ra lực trợ lực(tương ứng với dòng điện cấp cho Mô tơ)theo tốc độ xe

và mô men đặt lên vành tay lái để đảm bảo lực lái thích hợp trong toàn dải tốc

(4)Điều khiển tụ:Khi ô tô chuyển động với vận tốc cao,trợ lực lái giữ

ổn định lực tác động lên vành tay lái ở vị trí đang quay vòng(ví dụ:khi chuyểnlàn đường)bằng cách bù dòng điện cấp cho mô tơ làm cho vành tay lái có thể

*Các cảm biến

-Các cảm biến có nhiệm vụ cấp tín hiệu mô men lái,vận tốc chuyển động xe

và tốc độ trục khuỷu động cơ.Về cơ bản trợ lực lái điện có các cảm biến mô men lái hoặc tốc độ đánh lái.Đa phần hiện nay sử dụng cảm biến mô men đánh lái.Các cảm biến này có hai loại chính là có tiếp điểm và không có tiếp điểm.Ưu điểm của loại không có tiếp điểm là:không bị mòn do lão hóa,từ trễ nhỏ,ít bị ảnh hưởng bởi dịch chuyển dọc trục và lệch trục

-Giảm tốc có nhiệm vụ tăng lực lái và truyền mô men trợ lực lái đến cơ cấu lái

2.1.2 Sơ đồ khối nguyên lý của hệ thống lái trợ lực điện

-Trợ lực lái được điều khiển theo các bản đồ được lưu trữ sẵn trong bộ nhớ của ECU.EPS ECU có thể lưu trữ 16 bản đồ,các bản đồ này được kích hoạt ở nhà máy phụ thuộc vào các yêu cầu cho trước(Ví dụ:trọng lượng của xe)

Hình 13 : Sơ đồ khối nguyên lý trợ lực lái điện

1:Dòng cấp mô tơ 2: Tốc độ mô tơ 3: Vận tốc mô tơ 4: Mô men lái

6: Điều khiển dòng tối đa cho mô tơ 7:Điều khiển bù rung động

8: Điều khiển phục hồi 9: Điều khiển bù 10: Điều khiển chính 11:Dòng đích12: Hạn hế dòng cấp tối đa ra mô tơ 13: Điều khiển dòng cấp ra cho mô tơ

14: Dòng cấp cho mô tơ

-Ngoài ra các bản đồ này cũng được kích hoạt bằng những công cụ quét ECU hoặc hệ thống lái sau khi bảo dưỡng hay thay thế ECU hoặc hệ thống lái.Với bất kì xe nào đã cho thì cả hai bản đồ tương ứng với xe hạng nặng và hạng nhẹ được chọn.Mỗi bản đồ có 5 đặc tính khác nhau tương ứng với các vận tốcchuyển động của ô tô.Các bản đồ này xác định vùng trợ lực lái có thể làm việc

Hình 14 : Bản đồ điều khiển ECU trong hệ thống lái trợ lực 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 vôlăng

+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 đến ECU

+Bước 3:Cảm biến góc quay của vô lăng sẽ thông báo quay vành lái và tốc độđánh 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 trữ 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 tay lái

+Bước 6:Tổng của lực đặt lên vành tay lái vào lực trợ lực sẽ tác động lên cơ cấu lái để quay vòng xe

2.2 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của hệ thống lái trợ lực điện

2.2.1 Cấu tạo chính và nguyên lý làm việc hệ thống lái trợ lực điện

*Hệ thống lái trợ lực điện kiểu 1

-Hệ thống trợ lái kiểu này thường được sử dụng trên xe Kia Morning,Toyota Vios,Toyota Corolla Altis…có một mô tơ điện trợ lực cùng cơ cấu giảm tốc trục vít-bánh vít được bố trí ở trục lái chính(trước đoạn các đăng trục lái).Tại đây bố trí cảm biến mô men lái.Ngoài ra còn có bộ điều khiển điện tử của trợ lực lái điện(EPS ECU)

Hình 15 : Hệ thống lái trợ lực điện với mô tơ trợ lực gắn trên trục lái

1 Mô tơ 2 Cảm biến mô men 3 Trục lái 4 Trục vít 5 Cơ cấu lái trục

răng-thanh răng 6 Ly hợp điện từ-Sơ đồ khối nguyên lý của hệ thống

+Hệ thống được điều khiển theo sơ đồ tổng quát,ta có thể thấy tín hiệu đầu vào của EPS ECU gồm 4 nhóm tín hiệu chính: