MÔ PHỎNG hệ THỐNG TRỢ lực lái điện TRÊN XE TOYOTA CAMRY 2015 BẰNG MATLAB SIMULINK

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
----------

BÁO CÁO CUỐI KÌ
ĐỀ TÀI: MÔ PHỎNG HỆ THỐNG TRỢ LỰC LÁI ĐIỆN TRÊN XE
TOYOTA CAMRY 2015 BẰNG MATLAB/SIMULINK

TP Hồ Chí Minh, tháng 5 năm 2022


LỜI CẢM ƠN
Đề tài đã được nhóm em tập trung nghiên cứu và cố gắng đạt được mục tiêu
đề ra, tuy nhiên do hạn chế về mặt kiến thức và thời gian nghiên cứu, nên chắc chắn
sẽ không tránh khỏi thiếu sót, khiếm khuyết, chúng em rất mong được sự chỉ bảo,
đóng góp của q thầy cơ và các bạn để bài báo cáo được hồn thiện.
Nhóm chúng em xin cảm ơn gia đình đã hỗ trợ về mặt vật chất để chúng em
có đủ điều kiện tham gia khố học, ln đợng viên để chúng có được tinh thần tốt
trong quá trình học tập và nghiên cứu đề tài.
Chúng em cũng xin cảm ơn thầy giảng viên trực tiếp hướng dẫn chúng em
suốt quá trình nghiên cứu đề tài.
Đồng thời chúng em xin cảm ơn các anh, chị khóa trước và bạn bè đã giúp
đỡ và tạo điều kiện để chúng em phát triển đề tài.
Cuối cùng, chúng em xin kính chúc các thầy cơ cùng tồn thể các bạn lời
chúc sức khỏe và hoàn thành tốt nhiệm vụ được giao.

TP Hồ Chí Minh, ngày…. Tháng.… năm 2021
Tác giả

2

LỜI NĨI ĐẦU
Vào thời gian gần đây ngành cơng nghệ ô tô đã phát triển với tốc độ chóng
mặt. Việc nghiên cứu hệ thống khung gầm trên ô tô đã có vai trị quan trọng trong
việc tăng tính ổn định của xe tăng tiện nghi và an toàn, đáp ứng nhu cầu ngày càng
cao của người tiêu dùng và đáp ứng đủ các chỉ tiêu về môi trường.
Ngành ô tô thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng đang phát triển mạnh
mẽ với việc ứng dụng ngày càng nhiều những thành tựu công nghệ thông tin vào
sản xuất và lắp đặt các linh kiện ô tô. Việc ứng dụng các phần mềm máy tính trong
việc tính tốn mơ phỏng các hệ thống trên xe đã và đang được sử dụng như một quy
trình bắt buộc nhằm đứa ra các sự mô phỏng một cách đúng đắng trong thiết kế ô tô.

3


MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC HÌNH
TÊN HÌNH
Hình 1.1. Trợ lực lái ô tô.
Hình 1.2. Ông Francis W. Davis
Hình 1.3. Toyota Camry 2015
Hình 2.1. Cấu tạo chung của hệ thống lái cơ khí
Hình 2.2. Cấu tạo hệ thống lái trợ lực thủy lực
Hình 2.3. Hoạt động của hệ thống khi đánh lái sang phải
Hình 2.4. Hoạt động của hệ thống khi đánh lái sang trái
Hình 2.5. Cấu tạo chung của hệ thống lái trợ lực điện
Hình 2.6. Hoạt động của hệ thống lái trợ lực điện
Hình 2.7. Cấu tạo hệ thống lái trợ điện thủy lực

Hình 3.1. Toyota Camry 2015
Hình 3.2. Sơ đồ trợ lực lái điện trên trục lái
Hình 3.3. Sơ đồ trợ lực lái
Hình 4.1. Model tổng quát trợ lực lái điện ô tô
Hình 4.2. Khối PMSM
Hình 4.3. Thông số khối PMSM
Hình 4.4. PMSM driver
Hình 4.5. Khối Controller
Hình 4.6. Thuật tốn điều khiển đợng cơ đồng bợ nam châm vĩnh cửu
Hình 4.7. Khối MODE SCHEDULER
Hình 4.8. Controller mode scheduler
Hình 4.9. Motor controller
Hình 4.10. Field oriented controller
Hình 4.11. Velocity control
Hình 4.12. Position control
Hình 4.13. Torque control
Hình 4.14. Current control
Hình 4.15. Current controller
4

TRANG
1
2
3
6
7
9
9
10
10

11
14
17
18
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
34
35
36


Hình 4.16. Driver peripheral
Hình 4.17. Inverter
Hình 4.18. Mechanical rotational reference
Hình 4.19. Steering Damping
Hình 4.20. Steering inertia
Hình 4.21. Ideal Torque Sensor
Hình 4.22. Steering column and Sensor
Hình 4.23. Tổng quan khối sensor
Hình 4.24. SteeringWheel

Hình 4.25. Hoạt động của model
Hình 4.26. Đồ thị kết quả

37
38
38
38
38
39
39
40
41
42
43

5


DANH MỤC CÁC BẢNG
TÊN BẢNG
Bảng 2.1. So sánh ưu nhược điểm của từng loại trợ lực lái

TRANG
13

Bảng 3.1. Thông số xe Toyota Camry 2015

15

Bảng *. Phân công nhiệm vụ và tổng kết

44

6


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU

1

ECU Electronic Control Unit (Bộ điều khiển)

2

EPS

Electric power steering (Trợ lực lái điện)

CAN Controller Area Network
3

PMS
M

Động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu

4 ADC kỹ thuật số
5

EHP

S

Trợ lực điện-thủy lực

6

Ld

Độ tự cảm trục D

7

Lq

Độ tự cảm trục Q

8

Lo

Độ tự cảm trục zero

9

T

Momen xoắn

K

Tỉ lệ biến dạng lị xo

ϕ

Đợ biến dạng lị xo

1
0
1
1

7


PHẦN MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài:
Trong tháng 3/2022, trên địa bàn cả nước đã xảy ra 788 vụ tai nạn giao thông. Trong số này
bao gồm 556 vụ tai nạn giao thơng từ ít nghiêm trọng trở lên và 232 vụ va chạm giao thông.
Hậu quả làm 491 người chết, 252 người bị thương và 229 người bị thương nhẹ. Nguyên
nhân dẫn đến tai nạn giao thông chủ yếu là do sử dụng bia rượu, các chất kích thích khi điều
khiển phương tiện; chạy q tốc đợ cho phép; phóng nhanh vượt ẩu; ý thức tham gia giao
thơng kém, khơng tn thủ luật giao thơng và cịn rất nhiều nguyên nhân khách quan, chủ
quan khác nữa. Trong đó nguyên nhân “mất lái” cũng chiếm một phần không nhỏ gây ra
những vụ tai nạn giao thông. Thực tế, nguyên nhân dẫn đến “mất lái” một là do lỗi điều
khiển xe của người lái (không làm chủ tốc độ, không làm chủ được chân ga, chân phanh, vào
cua ở tốc độ cao, đi trên những đoạn đường trơn trượt…); hai là do lỗi kỹ thuật của xe (nổ
lốp, hệ thống bánh xe chưa được cân chỉnh chính xác, mợt chi tiết nào đó trong hệ thống lái
hoặc các bợ phận liên quan bị hỏng hóc, kẹt cứng…) Điều đó cho thấy hệ thống lái là một
trong những hệ thống quan trọng nhất quyết định sự an tồn của mợt chiếc xe. Chính vì vậy,
nhóm chúng em đã tìm hiểu cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống lái điện trên toyota

camry 2015 để hiểu thêm và phân tích kỹ trong đề tài của mình.
2. Mục tiêu nghiên cứu:
- Hiểu rõ được cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống lái trên ơ tơ nói chung và hệ
thống lái trợ lực điện trên xe Toyota Camry 2015 nói riêng.
- Hiểu rõ được thành phần, phân loại và ngun lý hoạt đợng của các chi tiết có trong hệ
thống lái.


3. Giới hạn đề tài:
Hệ thống trợ lực lái điện trên ô tô là một hệ thống vô cũng phức tạp kết hợp giữa các chi tiết
cơ khí và điện tử điều khiển. Vì vậy nội dung trong đề tài này sẽ mô phỏng động lực học của
hệ thống. Cụ thể là quan sát momen giữa người lái và momen trợ lực.
4. Mục tiêu nghiên cứu:
Tìm hiểu hệ thống lái trên ơ tơ nói chung.
- Tìm hiểu hệ thống lái trợ lực điện trên xe Toyota Camry 2015 nói riêng.
- Tìm nguồn tài liệu chính thống, uy tín, đợ chính xác cao.
- Đọc và hiểu sâu sắc các nguồn tài liệu tìm được để phục vụ cho dự án.
- Nghiên cứu, thiết kế mô phỏng hoạt động của hệ thống trên phần mềm matlap Simulink.
5. Phương pháp nghiên cứu:
- Tham khảo tài liệu hãng, tài liệu trên mạng, các video liên quan đến đề tài.
-Sử dụng model của matlab/Simulink


10


CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU
1.1 Lịch sử phát triển của hệ thống trợ lực lái trên ô tô:
Hệ thống trợ lực tay lái đầu tiên được lắp đặt trên ô tô vào năm 1876 bởi một người thợ máy
được biết đến với tên Fitts, nhưng có khá ít người biết đến ông ấy. Thế hệ tiếp theo đã được

bố trí trên mợt chiếc xe tải hiệu Colombia tải trọng 5 tấn.

Hình 1.1. Trợ lực lái ô tô
Robert E. Twyford, một cư dân ở thành phố Pittsburgh, bang Pennsylvania Hoa Kì đã đăng
kí bằng sáng chế cho cơ cấu trợ lực cơ khí vào tháng 4 năm 1900 (bằng sáng chế số 646.477
U.S) và sử dụng nó trên chiếc xe đầu tiên có hệ thống dẫn đợng tồn phần.
Kỹ sư Francis W. Davis, bộ phận sản xuất xe tải của hãng Pierce-Arrow đã tìm ra cách chế
tạo bộ phận trợ lực trở dễ dàng hơn, và năm 1926 ông đã tạo ra hệ thống trợ lực đầu tiên
thực sự hoạt động hiệu quả. Davis chuyển sang làm việc tại General Motors và sáng chế
thành công hệ thống trợ lực bằng thủy lực, hay còn gọi là trợ lực dầu, tuy nhiên hãng xe cho
rằng nó quá đắt để có thể đưa vào sản xuất thương mại. Sau đó Davis gia nhập Bendix, một
nhà sản xuất phụ tùng xe hơi.

11


Hình 1.2. Ơng Francis W. Davis
Trong Thế chiến thứ hai, qn đợi địi hỏi tay lái dễ dàng điều khiển hơn đối với những
phương tiện hạng nặng, vì vậy mà tính năng trợ lực tay lái được trang bị cho xe bọc thép và
xe tăng của quân đội Hoa Kì cũng như Anh quốc.
Chrysler giới thiệu hệ thống trợ lực tay lái đầu tiên dành cho một mẫu xe khách thương mại
vào năm 1951 – chiếc Chrysler Imperial, nó được đặt tên “Hydraguide”. Hệ thống của
Chrysler dựa trên một vài bằng sáng chế hết hạn của Davis. Cho đến năm 1952, General
Motors mới trình làng mẫu Cadillac có hệ thống trợ lực tay lái tạo nên từ những gì mà Davis
đã hồn thành tại cơng ty từ trước đó gần 20 năm.
Năm 1958, Charles F. Hammond làm việc ở hãng Detroit đã đăng kí mợt vài bằng sáng chế
cho việc cải tiến hệ thống trợ lực lái với Văn phòng sở hữu trí tuệ Canada.
1.2 Thơng tin về xe Toyota Camry 2015:
Thị trường ô tô Việt Nam trong những năm gần đây với số lượng các thương hiệu xe hạng
sang cao cấp ngày càng nhiều. Tuy nhiên, có mợt điều không thể phủ nhận, mẫu xe hạng

trung cao cấp - Toyota Camry vẫn được xem là mẫu xe "biểu tượng" cho sự thành đạt, tính
bền vững và ổn định với người tiêu dùng Việt Nam. Những người bước ra từ Toyota Camry
vẫn mang một phong thái đĩnh đạc, từng trải và có cái "chất" riêng của họ.

12


Hình 1.3.Toyota Camry 2015
Ra mắt người tiêu dùng Việt Nam lần đầu tiên vào tháng 1/1998, Toyota Camry đã đóng góp
cơng lớn cho sự thành cơng trong 20 năm thương hiệu xe Nhật Bản có mặt tại thị trường
Việt Nam. Với Camry, những giá trị truyền tải của thương hiệu với biểu tượng 3 hình eclipse
lồng ghép vào nhau đã thể hiện rõ được sự quan tâm đối với khách hàng, chất lượng sản
phẩm và những nỗ lực phát triển khoa học công nghệ không ngừng
Toyota Camry 2015 được giới thiệu đến người tiêu dùng Việt Nam vào cuối tháng 4/2015
với 3 phiên bản: 2.0E, 2.5G và 2.5Q. Xe được phân phối với 4 màu sơn ngoại thất: Đen, bạc,
nâu vàng,và màu xanh ghi ánh kim. Nội thất xe Camry mới có 2 tơng màu: Đen & vàng
nhạt.

13


CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN HỆ THỐNG LÁI TRÊN Ơ TƠ
2.1.
Cơng dụng phân loại yêu cầu
2.1.1. Công dụng của hệ thống lái ô tô

Hệ thống lái của ôtô dùng để thay đổi hướng chuyển đợng của ơtơ nhờ quay vịng các
bánh xe dẫn hướng cũng như để giữ phương chuyển động thẳng hay chuyển đợng
quay vịng của ơtơ khi cần thiết. Việc điều khiển hướng chuyển động của xe được
thực hiện nhờ Vô lăng (vành lái), trục lái (truyền chuyển động quay từ vô lăng tới cơ

cấu lái), Cơ cấu lái (tăng lực quay của vô lăng để truyền mômen lớn hơn tới các thanh
dẫn động lái), và các thanh dẫn động lái (truyền chuyển động từ Cơ cấu lái đến các
bánh xe dẫn hướng).
2.1.2. Phân loại của hệ thống lái ô tô

* Theo cách bố trí vành tay lái
- Hệ thống lái với vành tay lái bố trí bên trái;
- Hệ thống lái với vành tay lái bố trí bên phải.
* Theo số lượng cầu dẫn hướng
- Hệ thống lái với các bánh dẫn hướng ở cầu trước;
- Hệ thống lái với các bánh dẫn hướng ở cầu sau:
- Hệ thống lái với các bánh dẫn hướng ở tất cả các cầu.
* Theo kết cấu của cơ cấu lái
- Cơ cấu lái loại trục vít- bánh vít;
- Cơ cấu lái loại trục vít- cung răng
- Cơ cấu lái loại trục vít- con lăn;
- Cơ cấu lái loại trục vít chốt quay,
- Cơ cấu lái loại liên hợp gồm trục vít, ê cu, cung răng);
- Cơ cấu lái loại bánh răng trụ - thanh răng.
* Theo kết cấu và nguyên lý làm việc của trợ lực
- Hệ thống lái có trợ lực thủy lực;
- Hệ thống lái có trợ lực khí nén;
- Hệ thống lái có trợ lực điện.
2.1.3. yêu cầu của hệ thống lái ơ tơ.
- Đảm bảo quay vịng ô tô thật ngoặt trong một thời gian rất ngắn trên mợt diện tích rất bé.
- Đảm bảo lực đặt lên vành tay lái bé.

14

- Đảm bảo đợng học quay vịng đúng trong đó các bánh xe của tất cả các cầu phải lăn theo
những vịng trịn đồng tâm.
- Đảm bảo ơ tơ chuyển đợng thẳng ổn định.
- Đảm bảo khả năng an tồn bị động của xe, đảm bảo hiệu suất thuận phải lớn hơn hiệu suất
nghịch để giảm tác động từ mặt đường qua cơ cấu lái lên vô lăng.
- Đảm bảo tính tùy đợng.
2.2.
Ngun lý hoạt động, cấu tạo hệ thống lái:
2.2.1. Hệ thống lái cơ khí:
2.2.1.1.
Cấu tạo đặc điểm của hệ thống lái cơ khí:

Có 2 loại cơ cấu lái:
Loại trục vít- thanh răng.
Loại bị tuần hồn.
Các bánh răng trong cơ cấu lái không chỉ điều khiến các bánh trước mà chúng còn là
-

các bánh răng giảm tốc để giảm lực quay vô lăng bằng cách tăng mô men đầu ra.
Tỷ lệ giảm tốc được gọi là tỷ số truyền cơ cấu lái và thường dao động giữa 18 và
20:1. Tỷ lệ càng lớn không những giảm lực đánh lái mà cịn u cầu phải xoay vơ
lăng nhiều hơn khi xe quay vòng. Hiện nay, hầu hết các loại xe sử dụng loại trục vítthanh răng.

15


Hình 2.1. Cấu tạo chung của hệ thống lái cơ khí.
* Loại trục vít- thanh răng.
Cấu tạo: Trục vít tại đầu thấp hơn của trục lái chính ăn khớp với thanh răng. Khi vơ
lăng quay thì trục vít quay làm cho thanh răng chuyền động sang trái hoặc sang phải.

Chuyển đợng của thanh răng được truyền tới các địn cam lái thông qua các đầu nối
của thanh răng và các đầu nối của rotuyn lái.
Đặc điểm:
- Cấu tạo đơn giản và gọn nhẹ. Do hộp truyền động nhỏ nên thanh răng đóng vai trị
thanh dẫn đợng lái.
Các răng ăn khớp trực tiếp nên độ nhạy của cơ cấu lái rất chắc chắn. Ít quay trượt và
ít sức cản quay, và việc truyền mô- men tốt hơn vì vậy lái nhẹ.
Cụm cơ cấu lái hồn tồn kín nên khơng cần phải bảo dưỡng.
* Loại bi tuần hoàn.
Cấu tạo: Các rãnh hình xoắn ốc được cắt trên trục vít và đai ốc bị và các viên bị thép
chuyển động lăn trong hành trục vít và rãnh đai ốc. Cạnh của đai ốc bi có răng để ăn
khớp với răng trên trục rẻ quạt. Do bề mặt tiếp xúc lăn của các viên bị truyền chuyển
đợng quay của trục lái chính nên lực ma sát trượt của đai ốc rất nhỏ. Cấu tạo này có
thể chịu được phụ tải lớn. Sức cản trượt nhỏ do ma sát giữa trục vít và trục rẻ quạt
cũng nhỏ nhờ các viên bi. Góc hoạt đợng rợng.
2.2.1.2 Nguyên lý hoạt động.

16


Cơ cấu có 2 phần.Phần thứ nhất là mợt khối kim loại có mợt đường ren rỡng trong đó.
Bên ngồi khối kim loại này có mợt vài răng ăn khớp với mợt vành răng (có thể dịch
chuyển mợt cánh tay địn). Vành tay lái được nối với mợt trục có ren (giống như một
cái êcu lớn) và ăn khớp với các rãnh ren trên khối kim loại nhờ các viên bi tròn.
Khi xoay vành tay lái, êcu quay theo. Đáng lẽ khi vặn chiếc êcu này, nó phải đi sâu
vào trong khối kim loại đúng theo nguyên tắc ren nhưng nó đã bị giữ lại nên khối kim
loại phải di chuyền ngược lại. Điều này đã làm cho bánh răng ăn khớp với khối kim
loại này quay và dẫn đến di chuyển các cánh tay đòn làm các bánh xe chuyển hướng.
Chiếc êcu ăn khớp với khối kim loại nhờ các viên bi trịn. Các bị này có hai tác dụng:
mợt là nó giảm ma sát giữa các chi tiết. Phần thứ hai, nó làm giảm đợ dơ của cơ cấu.

Độ dơ xuất hiện khi đối chiếu tay lái, nếu khơng có các viên bi, các răng sẽ rời nhau
ra trong chốc lát gây nên độ dơ của tay lái.
2.2.2. Hệ thống lái trợ lực thủy lực
2.2.2.1.
Cấu tạo hệ thống lái trợ lực thủy lực

Hình 2.2. Cấu tạo hệ thống lái trợ lực thủy lực
a. Bơm dầu trợ lực (1): Bơm trợ lực có nhiệm vụ bơm dầu thủy lực có áp suất vào bên
trong hệ thống để tạo ra sự hỗ trợ lực khi người lái tác dụng lên vô lăng thực hiện việc
chuyển hướng khi xe hoạt động. Bơm trợ lực thực chất là loại bơm bánh răng trong, nó được
dẫn đợng từ puly trục cơ thơng qua dây đai do vậy cũng một phần làm tiêu hao công suất của
động cơ khi làm việc.
b. Cụm van chia dầu (2): Có cấu tạo gồm các cơng chia dầu được nối với thước lái, trên
thân van chia có 4 cổng bao gồm: công dẫn đầu vào từ bơm trợ lực (1), cổng xả dầu về bình
17


chứa (5) và 2 cơng chia sang 2 phía của thước lái. Dưới tác dụng từ mặt đường (khi đánh lái)
lên thanh xoắn (bên trong cụm van) sẽ thực hiện việc mở cửa van chia dầu có áp suất cao
hơn sang phía thước lái ứng với chiều chuyển hướng mong muốn, đường ống dầu đầu còn
lại của thước sẽ được xả dầu qua van và qua công hồi về bình trợ lực.
c. Hộp thước lái (3): Hộp thước lái bao gồm cơ cấu trục vít – thanh răng và xylanh thủy
thực. Cơ cấu trục vít – thanh răng có tác dụng biến chuyển động quay của vô lăng (7) thông
qua trục tay lái thành chuyển động tịnh tiến (sang hai bên) của thanh răng làm cho bánh xe
có thể chuyển hướng.
d. vơ lăng(4): Vơ lăng hay cịn gọi là tay lái có tác dụng để điều hướng, khi người lái muốn
lái xe chuyển hướng sang trái thì quay vô lăng theo chiều kim đồng hồ và ngược lại khi
muốn xe chuyển hướng sang phải thì quay vô lăng cùng chiều kim đồng hồ
2.2.2.2. Nguyên lý hoạt động.

Hình 2.3. Hoạt động của hệ thống khi đánh lái sang phải.
Khi đánh lái sang phải người lái tác dụng làm vô lăng (7) quay theo chiều kim đồng hồ, trục
vít sẽ làm cho thanh răng chuyển động từ trái qua phải (cơ cấu thanh răng trục vít), dưới tác
dụng của phản lực từ mặt đường lên bánh xe thông qua thanh răng làm thanh xoắn điều
18


khiển van chia mở đường dầu có áp lực từ bơm đến quan van và đường ống dẫn dầu vào
cổng 1 của hợp thước lái, dầu có áp lực sẽ tác dụng lên pittông trợ lực đầy thanh răng theo
chiều chuyển đợng từ trái sang phải có tác dụng trợ lực. Dầu trong khoang còn lại của thước
lái bị đẩy theo công 2, ống dẫn dầu, van chia và trở về bình chứa.

Hình 2.4. Hoạt động của hệ thống khi đánh lái sang trái

Khi đánh lái sang trái người lái tác dụng lên vô lăng (7) quay theo chiều ngược kim đồng hồ,
thanh răng được đầy di chuyển từ phải sang trái, lực tác dụng từ mặt đường làm thanh xoắn
điều khiển mở cửa dầu có áp lực từ bơm qua van chia, đường ống dẫn vào công số 2 của
thước lái và trợ lực đẩy cho thanh răng di chuyển từ phải sang trái nhẹ nhàng hơn. Dầu từ
khoang cịn lại của thước lái bị đẩy theo cơng 1 qua đường ống dẫn dầu, van chia ra đường
xa về bình chứa.
2.2.3. Hệ thống lái trợ lực điện

19


Hình 2.5. Cấu tạo chung của hệ thống lái trợ lực điện.
Hệ thống điện EPS bố trí: giữa vành lái với hợp số truyền mợt bợ cảm biến 4 (góc
quay và mô men trên vành lái), giữa hộp số truyền và cơ cấu lái bố trí mơ mem cảm
biến cản bánh xe dẫn hướng đặt trên CCL.
Chương trình điều khiển mô tơ DC bao hàm các trạng thái cụ thể của kết cấu theo các

tiêu chí: Tốc đợ ơ tơ, đặc tính quay vịng tĩnh của ơ tơ, đặc tính quay vịng đợng của ơ
tơ, các trạng thái nguy hiểm, mức độ trợ lực, giảm chấn của hệ thống, các chức năng
chân đốn và các thơng tin tổng qt chung của xe (CAN).

Hình 2.6. Hoạt động của hệ thống lái trợ lực điện
1.Vô lăng 3. Phản lực mặt đường lên lốp xe
2. mô tơ trợ lực điện 1+2. Trợ lực khi đánh lái.
20


Nguyên lý hoạt động của hệ thống lái trợ lực điện được dựa trên tín hiệu về cảm biến mơ
men nằm trong cụm trợ lực lái. Khi người lái tác dụng lên vô lăng thực hiện việc chuyển
hướng, dưới tác dụng của phản lực từ mặt đường qua bánh xe, thước lái tác dụng lên thanh
xoắn nằm trong cụm trợ lực điện. Cảm biến mơ men có tác dụng đo mô men đánh lái (độ
biến dạng của thanh xoắn) từ đó gửi tín hiệu về hợp điều khiển. Căn cứ vào tín hiệu của cảm
biến mơ men hợp điều khiển đưa ra dịng điện điều khiển mơ tơ trợ lực đủ lớn để hỗ trợ việc
xoay trục tay lái theo chiều của người lái điều khiển, vì vậy lực đánh lái sẽ được hỗ trợ và
trở lên nhẹ hơn rất nhiều.
2.2.4. Hệ thống lái trợ lực điện, thủy lực(EHPS)

Hình 2.7. Cấu tạo hệ thống lái trợ điện thủy lực
Nhìn chung mợt hệ thống lái có trợ lực sử dụng lực động cơ để dẫn động bơm trợ lực
tạo áp suất thủy lực. EHPS là mợt hệ thống lái có trợ lực sử dụng mô tơ để tạo áp suất
thủy lực và giảm lực cần thiết để điều khiển vô lăng. Do hệ thống này giảm phụ tải
trong động cơ, nên nó nâng cao tiết kiệm nhiên liệu. ECU kiểm sốt tốc độ quay mô
2.3.

tơ (lượng xã của bơm) theo các thơng số như tốc đợ xe và góc quay của vô lăng.
So sánh ưu nhược điểm của từng loại trợ lực lái.
Hệ thống lái

Ưu điểm

Nhược điểm

Cơ khí

+Đáp ứng hầu hết các yêu cầu của hệ Khi quay xe người lái
thống lái.

phải sử dụng lực tương
21


đối lớn tác dụng lên vành
lái đề quay bánh dẫn
hướng gây ra sự mệt mỏi
cho người lái.

Trợ lực thủy +Truyền động được công suất cao và +Mất mát trong đường
lực

lực lón.

ống dẫn và rị rỉ bên trong

+Điều chỉnh được vận tốc làm việc các phần tử, làm giảm
hiệu suất và hạn chế phạm
tinh và vô cấp.
+Kết cấu gọn nhẹ, vị trí của các phần

tử dẫn và bị dẫn khơng lệ tḥc nhau.
+Có khả năng giảm khối lượng và
kích | thước nhờ chọn áp suất thủy lực
cao.

vi sử dụng.
+Khó giữ được vận tốc
khơng đơi khi phụ tải thay
đổi do tính nén được của
chất lỏng và tính đàn hồi
của đường ống dẫn.

+Nhờ qn tính nhỏ của bơm và đợng
cơ thủy lực, nhờ tính chịu nén của dầu
nên có thể sử dụng ở vận tốc cao mà
không sợ bị va đập mạnh.

+Khi mới khởi động,
nhiệt độ của hệ thống
chưa ổn định, vận tốc làm
việc thay đổi do độ nhớt

+Dễ biến đổi chuyển động quay của - của chất lỏng thay đổi.
động cơ thành chuyển đợng tịnh tiến
của
cơ cấu chấp hành.
+Dễ để phịng q tải nhờ van an
toàn.
+Dễ theo dõi và quan sát bằng áp kế,
kể cả các hệ phức tạp, nhiều mạch.

22


+Tự đợng hóa đơn giản, kể cả các
thiết | bị phức tạp bằng cách dùng các
phần tử tiêu chuẩn hóa.

Trợ lực điện

+ Không cần dẫn động từ động cơ Chi phí sửa chữa lớn (Khi
nên đợng cơ khơng phải mất công hỏng các chi tiết bên
suất lại cho hệ thống trợ lực lái do trong cụm trợ lực thì thay
vậy sẽ tiết kiệm 2%-3% nhiên liệu khi tồn bợ cụm trợ lực đề
hoạt đợng.

đảm bảo an tồn khi lái

+Kết cấu đơn giản, gọn nhẹ.

xe, không bị mất lái đột

+Cho cảm giác lái thật hơn với người

ngột)

lái.
+Không sử dụng môi chất nên đảm
bảo vệ sinh môi trường
Trợ lực điện- + Loại bỏ sự cần thiết cho máy bơm
thủy lực

Dễ rò rỉ dầu ở phớt thước

thủy lực riêng và các loại ống, đơn lái.
giản hóa kiến trúc hệ thống lái, cải
thiện an | tồn và đợ tin cậy cao. 12
+ Giảm trọng lượng, điện năng sử
dụng trên hệ thống.
Bảng 2.1. So sánh ưu nhược điểm của từng loại trợ lực lái

23


CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH KẾT CẤU HỆ THỐNG TRỢ LỰC LÁI TRÊN TOYOTA
CAMRY 2015
3.1.Giới thiệu Toyota Camry 2015
Trên thị trường ô tô hiện tại có rất nhiều xe sang, tuy nhiên Toyota Camry vẫn là một mẫu xe
khá được ưa chuộng. Với mẫu xe này, hãng xe đến từ Nhật Bản đã biết lắng nghe người
dùng hơn, khi hướng xe đến một phong cách trẻ trung, năng động hơn. Tuy nhiên vẫn giữ
được sự sang trọng vốn có đã tạo nên thương hiệu của dịng xe này. Có thể nói Toyota
Camry 2015 là một mẫu xe huyền thoại tại phân khúc Sedan hạng D. Khi đối với khách
hàng Việt Nam thì mẫu xe này cực kỳ quen thuộc. Với mẫu xe mới này, nhà sản
xuất oto Toyota đang hướng nhiều hơn về khách hàng trẻ, cho nên thiết kế cũng thể thao
hơn. Nhưng xe vẫn giữ được sự lịch lãm, sang trọng vốn có ở cả ngoại thất lẫn nợi thất.

Hình 3.1. Toyota Camry 2015
Về mặt vận hành thì khơng có gì để nói về Camry 2015, bởi ai cũng biết đây là điểm mạnh
của Toyota. Có thể nói đây là một mẫu xe rất đáng để sở hữu. Đặc biệt khi mua Camry thì
giá trị của xe cũng sẽ giảm rất ít qua q trình sử dụng.
Thơng số xe Toyota Camry 2015:

24


Kích thước tổng thể

4850 x 1825 x 1470

Chiều dài cơ sở

2775

Khoảng cách gầm xe

150

Bán kính vịng quay tối thiểu

55

Thơng số lốp

215/55/R17

Trọng lượng không tải

1505

Kiểu động cơ

4 xy lanh thẳng hàng, 16 van,

DOHC, VVT-i kép, ACI

Dung tích

2.50

Cơng suất

178 mã lực , tại 6.000 vịng/phút

Mơ men xoắn

231 Nm , tại 4100 vịng/phút

Hệ thống treo trước

MacPherson với thanh cân bằng

Hệ thống treo sau

Độc lập 2 liên kết với thanh cân bằng

Tốc độ cực đại

210

Mức tiêu hao trung bình

7.80

25