Thiết kế, chế tạo hệ thống lái trợ lực điện điều khiển bằng điện tử

Nội dung các phần thuyết minh và tính toán: Chương 1: Tổng quan về hệ thống lái trên ô tô Chương 2: Cấu tạo chung và nguyên lý làm việc của hệ thống lái trợ lực điện Chương 3: Thiết kế

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ CƠ KHÍ Ô TÔ

o0o

ĐỒ ÁN TỔNG HỢP ĐỘNG LỰC

ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC

ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN BẰNG ĐIỆN TỬ

Sinh viên thực hiện : Mai Đức Hoàng Long Lớp: 14DL4

Nguyễn Văn Điểm 14DL4 Phan Hoàng Tiến 14DL4 Nguyễn Quốc Hòa 14DL2

ĐÀ NẴNG - NĂM 2017

KHOA CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN TỔNG HỢP ĐỘNG LỰC

Họ và tên sinh viên : Mai Đức Hoàng Long

Nguyễn Văn Điểm

Phan Hoàng Tiến

Nguyễn Quốc Hòa

14DL2

1 Tên đề tài: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN BẰNG ĐIỆN TỬ

2 Các số liệu ban đầu:

3 Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:

Chương 1: Tổng quan về hệ thống lái trên ô tô

Chương 2: Cấu tạo chung và nguyên lý làm việc của hệ thống lái trợ lực điện

Chương 3: Thiết kế hệ thống lái trợ lực bằng điện tử

Chương 4: Thực nghiệm trên chương trình điều khiển LabVIEW

Chương 5: Hư hỏng và sửa chữa hệ thống lái trợ lực điện

4 Chế tạo mô hình: hệ thống lái trợ lực điện điều khiển bằng điện tử

5 Các bản vẽ và đồ thị:

7 bản vẽ chi tiết A3

6 Cán bộ hướng dẫn: ThS Hoàng Thắng

7 Cán bộ duyệt:

Thông qua bộ môn

ĐỀ CƯƠNG

ĐỒ ÁN TỔNG HỢP ĐỘNG LỰC

Họ và tên sinh viên : Mai Đức Hoàng Long Lớp : 14DL4

Nguyễn Văn Điểm Lớp : 14DL4

Phan Hoàng Tiến Lớp : 14DL4

Nguyễn Quốc Hòa Lớp : 14DL2

1 Thiết kế bộ trợ lực điện Cắt, nối, hàn dây điện Kết nối

5 Chế tạo bộ phận trục

lái, vô lăng

Cán bộ hướng dẫn

(Ký và ghi rõ họ tên)

THỜI GIAN BIỂU HOÀN THÀNH

ĐỒ ÁN TỔNG HỢP ĐÔNG LỰC

NGUYỄN QUỐC HÒA – Lớp 14DL2

Tên đề tài: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC

ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN BẰNG ĐIỆN TỬ

Nội dung công việc Thời gian

thực hiện

Đánh giá mức độhoàn thành

Thiết kế phần trợ lực

điện, điện tử

1.4 GIỚI THIỆU VỀ TRỢ LỰC LÁI TRÊN Ô TÔ 3

1.4.1 Yêu cầu của trợ lực lái 3

1.4.2 Trợ lực lái thủy lực 4

1.4.3 Trợ lực lái bằng điện 4

1.5 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI 6

1.6 TÓM TẮT ĐỀ TÀI 6

Chương 2: CẤU TẠO CHUNG VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC ĐIỆN 7

2.1 KHÁI NIỆM CHUNG VỀ HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ 7

2.2 CÁC KIỂU BỐ TRÍ HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC ĐIỆN 7

2.3 SƠ ĐỒ VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC ĐIỆN 8

2.3.1 Sơ đồ khối hệ thống lái trợ lực điện 8

2.3.2 Nguyên lý làm việc của hệ thống lái trợ lực điện 9

Chương 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC ĐIỆN TỬ 11

3.1 MỘT SỐ BỘ PHẬN CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG LÁI 11

3.1.1 Vành tay lái 11

3.1.2 Trục lái 11

3.1.3 Cơ cấu lái 12

3.2 MỘT SỐ BỘ PHẬN CHÍNH CỦA BỘ TRỢ LỰC ĐIỆN 13

3.2.1 Mô tơ 13

3.2.2 Các cảm biến 15

3.2.3 Mạch điều khiển động cơ DC 200W 19

3.2.4 Mạch Khuếch Đại Tín Hiệu Loadcell HX711 20

3.2.4 Arduino Mega256 21

4.1 GIỚI THIỆU LABVIEW 29

4.1.1 Tổng quan LabVIEW 29

4.1.2 Đặc điểm LabVIEW 30

4.1.3 Các khả năng chính của LabVIEW 30

4.1.4 Môi trường làm việc của LabVIEW 31

4.2 LẬP TRÌNH MYRIO BẰNG PHẦN MỀM LABVIEW 33

4.3 THỰC NGHIỆM 37

4.3.1 Dụng cụ 37

CHƯƠNG 5 : HƯ HỎNG VÀ SỮA CHỮA HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC ĐIỆN 43

5.1 Một số hư hỏng và biện pháp khắc phục 43

5.2 Chẩn đoán hư hỏng bằng máy chẩn đoán IT2 45

5.2.1 Thiết bị chẩn đoán IT2 45

5.2.2 Chẩn đoán hệ thống lái trợ lực điện bằng thiết bị IT2 46

KẾT LUẬN 47

TÀI LIỆU THAM KHẢO 48

LỜI MỞ ĐẦU

Trong những năm gần đây, nền khoa học kỹ thuật thế giới đã phát triển cực kỳ mạnh mẽ với nhiều thành công rực rỡ trong tất cả các lĩnh vực của đời sống xã hội, đặc biệt trong lĩnh vực công nghệ ô tô Ngày nay chúng ta đã tạo ra được những sản phẩm xe hơi, nó không những là phương tiện đi lại, vận chuyển mà nó còn là tác phẩm thể hiện sự tiện nghi và sang trọng Chúng ta đã tạo ra được những dòng xe cao cấp và hiện đại, di cùng với nó là sự tiện nghi và an toàn rất được chú trọng nghiên cứu và phát triển nhằm

Hệ thống lái trợ lực điện (EPS) đã trở nên phổ biến và được thay thế cho hệ thống lái trợlực thủy lực trên xe hiện đại Trong các xe điện, hệ thống lái trợ lực điện là sự lựa chọn tốthơn so với hệ thống lái trợ lực thủy lực bởi vì tính nhẹ gọn của hệ thệ thống lái trợ lựcđiện nên tối ưu được năng lượng tiêu thụ trên xe Hệ thống lái trợ lực điện có thể giảm mômen lái nhờ trợ lực nhằm giúp người lái quay vô lăng Với ESP, người lái có thể thực hiệntốt hơn việc điều khiển xe do không bị cản trở một mô men lớn của hệ thống lái ESPcũng đóng một vai trò quan trọng trong việc an toàn khi lái xe, đặc biệt là việc điều khiển

ở tốc độ cao Khi ở tốc độ cao, hệ thống có thể bị tắt và cảm giác lái của người lái đượctăng lên đảm bảo an toàn cho người lái

Hệ thống EPS có một vi xử lí gọi là Bộ điều khiển trung tâm (ECU) làm nhiệm vụ tínhtoán mô ment trợ lực được cung cấp bởi động cơ điện DC sao cho phù hợp với giá trị thuđược từ cảm biến mô men Trợ lực sinh ra sao cho người lái có cảm giác ở mức mìnhthường Chúng em nghiên cứu trong hệ kín với mô hình hệ thống lái trợ lực điện

LỜI CẢM ƠN

Trong suốt quá trình học tập và hoàn thành đồ án tốt nghiệp này, chúng em đã nhậnđược sự hướng dẫn, giúp đỡ quý báu của các thầy cô Với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắcchúng em xin được bày tỏ lới cảm ơn chân thành tới Ban giám hiệu, khoa Cơ khí, trườngCao Đẳng Công Nghệ Đà Nẵng đã tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp đỡ chúng em trong quátrình học tập và hoàn thành đồ án tốt nghiệp

Thầy Th.S Hoàng Thắng, người thầy kính mến đã hết lòng giúp đỡ, dạy bảo, động

viên và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho chúng em trong suốt quá trình học tập và hoàn thành

đồ án tốt nghiệp Chúng em cũng muốn gửi lời cám ơn tới các thầy trong tổ bảo vệ, cũng lànhững người thầy đáng kính đã truyền đạt cho chúng em những kiến thức, kỹ năng thực hành

người đã hướng dẫn, hỗ trợ chúng em suốt ba năm học cao đẳng.

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LÁI TRÊN Ô TÔ 1.1 CÔNG DỤNG CỦA HỆ THỐNG LÁI TRÊN Ô TÔ

Hệ thống lái trên ô tô có chức năng điều khiển quỹ đạo chuyển động của xe Việcđiều khiển quỹ đạo chuyển động của xe có thể là duy trì phương chuyển động hoặc thayđổi phương chuyển động hiện tại của xe Hai quá trình này được gọi chung là quay vòng

• Kết hợp đồng thời cả hai phương pháp trên

1.2 PHÂN LOẠI HỆ THỐNG LÁI

• Theo cách bố trí lái:

- Bánh lái bố trí bên trái

- Bánh lái bố trí bên phải

• Theo kết cấu và nguyên lý cơ cấu lái:

- Loại trục vít- cung răng

- Loại trục vít- con lăn

Hệ thống lái phải đảm bảo điều khiển dễ dàng ,nhanh chóng và an toàn Các cơ cấuđiều khiển bánh xe dẫn hướng và quan hệ hình học của hệ thống lái phải đảm bảo khônggây nên các dao động và va đập trong hệ thống lái

+ Các bánh xe dẫn hướng khi ra khỏi đường vòng cần phải tự động quay về trạngthái chuyển động thẳng, hoặc là để quay bánh xe về trạng thái chuyển động thẳng thì cầnđặt lực lên vành tay lái nhỏ hơn khi xe đi vào đường vòng

+ Hệ thống lái không được có độ dơ lớn Với xe có tốc dộ lớn hơn 100Km/h độ dơvành tay lái cho phép không vượt quá 18 độ Với xe có tốc độ lớn nhất nằm trong khoảng( 25 – 100 )Km/h độ dơ vành tay lái cho phép không vượt quá 27 độ

Với hệ thống lái không có trợ lực: số vòng quay toàn bộ của vành tay lái không đựợcquá 5 vòng, tương ứng với góc quay của bánh xe dẫn hướng phía trong về cả hai phía kể

từ vị trí trung gian là 35 độ Ở vị trí biên phải có vấu tỳ hạn chế quay của bánh xe

Khi di trên đường cong có bán kính không đổi bằng 12m với tốc độ 10 Km/h, lực đặtlên vành tay lái tối đa không vượt quá 250N

Hình 1.1 Mô hình hệ thống lái ô tô

Với hệ thống lái có trợ lực: Khi hệ thống trợ lực có sự cố hư hỏng vẫn có thể điềukhiển được xe Đảm bảo an toàn bị động của xe, không gây nên tổn thương cho người

sử dụng khi bị đâm chính diện

1.4 GIỚI THIỆU VỀ TRỢ LỰC LÁI TRÊN Ô TÔ

Hiện nay, đa phần ô tô đều áp dụng trợ lực cho hệ thống lái Hai phương pháp trợ lựcphổ biến nhất là trợ lực lái bằng thủy lực và trợ lực lái bằng điện Số ít các dòng siêu xe

và xe đua sử dụng kết hợp cả hai phương pháp trợ lực này trên cùng một xe

Hình 1.2 Hệ thống lái trợ lực điện (bên trái) và trợ lực thủy lực (bên phải).

1.4.1 Yêu cầu của trợ lực lái

- Hoạt động tin cậy, chính xác

- Đáp ứng nhanh khi đánh lái gấp

- Khi trợ lực hỏng thì vẫn có thể lái được

- Kết cấu đơn giản, dễ dàng sửa chữa

1.4.2 Trợ lực lái thủy lực

Trợ lực lái thủy lực dùng áp suất dầu để hỗ trợ việc đánh lái Ưu điểm của trợ lựcthủy lực là giảm được lực tác động vào vành lái nhưng vẫn giữ được cảm giác lái chânthực, chi phí bảo dưỡng sửa chữa thấp vì đã quá phổ biến

Hình 1.3 Hệ thống lái trợ lực thủy lực

Nhược điểm của của trợ lực lái thủy lực là kết cấu phước tạp, cồng kềnh, chiếm nhiềukhông gian, cần thường xuyên kiểm tra, bảo dưỡng Vì bơm dầu hoạt động nhờ vào dẫnđộng của động cơ nên gây hao tốn nhiên liệu Dầu trơ lực kém thân thiện với môi trường

1.4.3 Trợ lực lái bằng điện

Trợ lực lái bằng điện hoạt động theo cơ cấu đơn giản với việc giữ lại cơ cấu lái truyềnthống ( bánh răng – thanh răng), thêm vào đó là cảm biến đặt ở trục lái sẽ gởi tín hiệu đến ECU để xử lý và điều khiển moto điện moto điện quay sẽ đẩy thanh răng theo chiều xoaycủa trục lái

Ưu điểm của trợ lực lái bằng điện:

- Trợ lực lái bằng điện sử dụng moto điện để đẩy thanh răng của hệ thống lái,không sử dụng sức mạnh của động cơ để hoạt động nên giúp động cơ tiết kiệmnhiên liệu từ 2-3% cho xe khi vận hành

- Kết cấu thiết kế đơn giản, có trợ lượng nhẹ hơn so với trợ lực lái thuỷ lực - Hệthống lái trợ lực điện cho tay lái nhẹ nhang hơn khi xe chạy ở tốc độ thấp mangđến sự thoải mái cho người lái

- Tay lái trợ lực điện nặng hơn và cho cảm giác thật hơn khi chạy ở tốc dộ cao,mang đến cảm giác an toàn và ổn định cho xe

- Hệ thống lái trợ lực điện sử dụng dầu thuỷ lực, kém thân thiện với môi trường Tuy vậy, hệ thống EPS vẫn có nhược điểm của nó Thông qua một cuộc thử nghiệmtrên đường đua tốc độ cao, đặc biệt ở đoạn bẻ cua gấp thì do lực quán tính của động cơđiện nên dù đã cố tình ngắt điện nhưng động cơ vẫn quay, điều này gần như không khácbiệt mấy so với trợ lái thủy lực và cần sẽ được khắc phục trong tương lai

Ngoài ra, chính việc sử dụng công nghệ kiểm soát điện tử và lập trình khá tinh vi, nên đôi khi hệ thống trợ lực lái điện tử làm cho vô-lăng trở nên quá nhẹ, như không còn cảm giác cầm lái, thậm chí là có người còn cảm nhận được rằng mô-tơ trợ lực phát ra tiếng ồn khiến người ngồi trong khoang xe có thể nghe thấy

Hình 1.4 Hệ thống lái trợ lực điện.

Ở thời điểm hiện tại, ngoại trừ các dòng xe cũ hoặc đã qua sử dụng, không còn nhiềunhững mẫu xe mới sử dụng hệ thống lái trợ lực thủy lực, thay vào đó sẽ là hệ thống lái trợlực điện tiên tiến và mới nhất Có thể kể đến những thương hiệu phổ biến như Kia,

Hyundai, Toyota hay Honda, còn những thương hiệu xe sang như MercedesBenz, Audi

hay BMW đều đã áp dụng từ trước đây

1.5 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI

• Hệ thống lái trợ lực điện (EPS) đã trở nên phổ biến và được thay thế cho hệ thốnglái trợ lực thủy lực trên xe hiện đại

• Hệ thống lái trợ lực điện là sự lựa chọn tốt hơn so với hệ thống lái trợ lực thủy lựcbởi vì tính nhẹ gọn của hệ thệ thống lái trợ lực điện nên tối ưu được năng lượng tiêuthụ trên xe

• Hệ thống lái trợ lực điện có thể giảm mô men lái nhờ trợ lực nhằm giúp người láiquay vô lăng

• Hệ thống EPS có một vi xử lí gọi là Bộ điều khiển trung tâm(ECU) làm nhiệm vụtính toán mô men trợ lực được cung cấp bởi động cơ điện DC sao cho phù hợp vớigiá trị thu được từ cảm biến mô men

Chương 2: CẤU TẠO CHUNG VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC HỆ THỐNG LÁI

TRỢ LỰC ĐIỆN 2.1 KHÁI NIỆM CHUNG VỀ HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ

Hệ thống lái trợ lực điều khiển bằng điện tử là hệ thống lái có khả năng tạo ra lực đẩyphụ hỗ trợ lái xe quay vành tay lái khi quay vòng Việc điều khiển xe không hoàn toànphải phụ thuộc vào người lái nữa ,bộ trợ lực lái điều khiển bằng điện tử sẽ hỗ trợ mộtphần trong việc điều khiển xe, đặc biệt là lúc xe chạy với tốc độ cao thì việc điều khiển xe

sẽ khó hơn, lúc này bộ trợ lực điện tử sẽ tự động điều chỉnh để cho xe có thể chạy đượcbình thường giảm căng thẳng cho người lái, và nâng cao độ an toàn cho người và xe

2.2 CÁC KIỂU BỐ TRÍ HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC ĐIỆN

Tùy thuộc vào vị trí đặt hộp giảm tốc có 2 kiểu trợ lực điện:

- Kiểu thứ nhất, hộp giảm tốc đặt trực tiếp trên trục lái ngay dưới vành lái(columntype)

Hình 2.2 Trợ lực lái điện với moto trợ lực trên trục lái

1- moto; 2- cảm biến lực; 3- trục lái; 4- trục vít - bánh vít; 5- cơ cấu lái trục răng - thanh răng; 6- ly hợp điện từ

- Kiểu thứ hai, hộp giảm tốc được tích hợp vào cơ cấu lái (rack-type)

Trong bài thuyết trình này chúng em sẽ tìm hiểu về kiểu thứ nhất với cơ cấu lái loạibánh răng-thanh răng

Hệ thống trợ lực lái kiểu thứ nhất gồm một môtơ điện trợ lực cùng cơ cấu giảm tốctrục vít- bánh vít được bố trí ở trục lái chính ( trước đoạn các đăng trục lái) Tại đây cũng

bố trí cảm biến trợ lực Load cell Cạnh đó là bộ điều khiển điện tử của trợ lực lái điện(EPS ECU)

Hình 2.3 Hộp giảm tốc dùng cho trợ lực lái kiểu 1

1-vòng bi; 2- trục vít; 3- vỏ trục lái; 4- khớp nối; 5- roto; 6- stator; 7- trục môtơ; 8- trục lái chính; bánh vít

9-2.3 SƠ ĐỒ VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC ĐIỆN 2.3.1 Sơ đồ khối hệ thống lái trợ lực điện

Cảm biến trái Cảm biến phải

ECU

Động cơ điện

Cơ cấu lái

Hình 2.1 Sơ đồ hệ thống lái trợ lực điện (EPS)

2.3.2 Nguyên lý làm việc của hệ thống lái trợ lực điện

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 Cảmbiến mô men lái sẽ xác định góc quay của thanh xoắn và gửi các lực lái đã được tính toánđến ECU

Bước 3 Cảm biến góc quay của vô lăng sẽ thông báo góc 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 giữ trong ECU, EPS ECU sẽ tính toán lực trợ lựccần thiết và gửi đến động cơ điện

Vô Lăng

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

Bước 6 Tổng của lực đặt lên vành lái và lực trợ lực sẽ tác động lên cơ cấu lái để quayvòng xe

Chương 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC ĐIỆN TỬ 3.1 MỘT SỐ BỘ PHẬN CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG LÁI

3.1.1 Vành tay lái

• Cấu tạo: vành tay lái có cấu tạo tương đối giống nhau ở tất cả các loại ôtô Nó baogồm một vành hình tròn và một vài nan hoa được bố trí quanh vành trong của vànhtay lái

Hình 3.1 Vành tay lái

• Chức năng : có chức năng tiếp nhận momen quay từ người lái rồi truyền cho trụclái

3.1.2 Trục lái

• Cấu tạo : Trục lái là bộ phận đặt bên trong vỏ trụ lái Đầu trên của trục lái thường

có ren và then hoa để liên kết và cố định vành tay lái trên trục lái, đầu dưới củatrục lái liên kết với trục đầu vào của hộp số lái Trục lái có thể chỉ gồm một đoạntrục hoặc gồm nhiều đoạn trục liên kết với nhau và trục lái liên kết với trục đầuvào của bánh răng giảm tốc ở bộ trợ lực bằng khớp nối kiểu cardan ,khớp nốimềm , đôi khi bằng khớp nối kiểu chốt

Hình 3.2 Trục lái

• Chức năng: Trục lái là thành tố cấu thành hệ thống lái có chức năng chính là truyềnmomen lái từ vành tay lái đến hộp số lái

3.1.3 Cơ cấu lái

Cơ cấu lái bánh răng – thanh răng là một cơ cấu cơ khí khá đơn giản Một bánh răngđược nối với một ống kim loại, một thanh răng được gắn trên một ống kim loại Mộtthanh nối nối với hai đầu mút của thanh răng

Bánh răng tròn được nối với trục tay lái Khi bạn xoay vành tay lái, bánh răng quaylàm chuyển động thanh răng Thanh nối ở hai đầu thanh răng được gắn với một cánh tayđòn trên một trục xoay (hình 3.3)

Hình 3.3 Cơ cấu lái bánh răng thanh răng

Cặp bánh răng – thanh răng làm hai nhiệm vụ:

• Chuyển đổi chuyển động xoay của vành tay lái thành chuyển động thẳng cần thiết

để làm đổi hướng bánh xe

• Nó cung cấp một sự giảm tốc, tăng lực để làm đổi hướng các bánh xe dễ dàng vàchính xác hơn

3.2 MỘT SỐ BỘ PHẬN CHÍNH CỦA BỘ TRỢ LỰC ĐIỆN

3.2.1 Mô tơ

3.2.1.1 Đặc điểm và cấu tạo của mô tơ

Mô tơ điện của trợ lực lái là một mô tơ điện một chiều nam châm vĩnh cửu, gắn với bộtruyền động của trợ lực lái Mô tơ chấp hành của trợ lực lái điện có nhiệm vụ tạo ra mômen trợ lực dưới điều khiển của ECU và phải đáp ứng các 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 đổithông qua vành lái tới tay người lái phải được cân nhắc

Hình 3.4 mô tơ

Do vậy Mô tơ điện có các đặc điểm:

- 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

Bảng 3.1 Thông số kỹ thuật của mô tơ

cho việc đánh lái nhỏ hơn giá trị lưu trong bộ nhớ (ví dụ: xe chạy tốc độ cao và khôngtải), mô tơ sẽ không hoạt động nhằm tránh mất cảm giác lái

3.2.2 Các cảm biến

Trong trợ lực lái điện, có một phần tử rất quan trọng không thể thiếu đó là các cảmbiến Các cảm biến này có nhiệm vụ truyền thông tin đến ECU để ECU sử lý thông tin vàquyết định vòng quay của môtơ trợ lực

3.2.2.1 Cảm biến trọng lượng Loadcell 50kg

Cảm biến Loadcell 50kg là loại cảm biến chuyên sử dụng để đo khối lượng, thường

ứng dụng để làm cân điện tử và nhiều ứng dụng khác

Hình 3.5 Cảm biến trọng lượng Loadcell 50kg

Bảng 3.2 Thông số kỹ thuật của Loadcell

Ảnh hưởng nhiệt độ tới độ nhạy %RO/ độ C 0.003

Ảnh hưởng nhiệt độ tới điểm không %RO/ độ C 0.02

Hình 3.7 Sơ đồ mạch điện cảm biến Loadcell

3.2.2.2 Cảm biến dòng điện ACS712 20A

Module cảm biến dòng điện ACS712 20A sử dụng ic ACS712ELC20B dựa trên hiệuứng Hall chuyển dòng điện cần đo thành giá trị điện thế

Hình 3.8 Cảm biến dòng điện ACS712 20A

Hình 3.9 Sơ đồ chân của ACS712 20A

1: Kết nối với tải; 2 Kết nối với nguồn điện; 3: Chân nối điện 5V; 4: Đầu ra; 5: chân GND

ACS712 là ic cảm biến dòng tuyến tính dựa trên hiệu ứng Hall chân ACS712 sẽ xuất ramột tín hiệu analog ở chân Vout biến đổi tuyến tính theo Ip(dòng điện cần đo) được lấymẫu thứ cấp DC(hoặc AC) trong phạm vi cho phép Tụ Cf(theo sơ đồ) dùng để chốngnhiễu

Bảng 3.3 Thông số kỹ thuật ACS712

Độ nhạy đối với:

ACS 712-05B (5Ampe) ACS 712-20A (20Ampe) ACS 712-30A (30Ampe)

- Khi đo DC phải mắc tải nối tiếp Ip+ và Ip đúng chiều , dòng điện đi từ Ip+ đến Ip

để Vout ra mức điện thế 2.5 - 5V tương ứng dòng 0 - 20A, nếu mắc ngược Vout sẽ ra điệnthế 2.5V đến 0V tương ứng với 0A đến -20A

domino) thì Vout=2.5v Khi dòng Ip (dòng của tải) bằng 5A thì Vout = 5v, Vout sẽ tuyếntính với dòng Ip , trong khoản 2.5V đến 5V tương ứng với dòng 0 đến 20A Để kiểm tradùng đồng hồ VOM thang đo DC đo Vout

3.2.3 Mạch điều khiển động cơ DC 200W

Module Hbr-M là module cầu H cho phép điều khiển động cơ Dc/Dc Servo Modulenày được thiết kế cho các động cơ DC có công suất <200W, cho phép tần số băm PWMcao

Về mặt điều khiển các tín hiệu vào đều được đệm trước khi vào mạch, giúp cho quátrình đáp ứng ngõ ra tốc độ cao hơn, ít biến dạng về biên dạng Bên cạnh đó tín hiệuPWM ngõ vào còn được sử lý giúp người sử dụng có thể dễ dàng chọn lựa mức tác dụngcủa PWM thông qua một jumper trên phần cứng

Module được thiết kế với kích thước khá nhỏ gọn, dễ sử dụng

Hình 3.10 Mạch điều khiển động cơ DC 200W

Bảng 3.4 Thông số kỹ thuật mạch điều khiển