Xây dựng mô hình nghiên cứu đặc tính điều khiển của hệ thống lái trợ lực điện

MỤC LỤC
MỤC LỤC .................................................................................................................. I
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT, CÁC KÝ HIỆU .......................................... III
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU, HÌNH VẼ ......................................................... V
LỜI NÓI ĐẦU ..................................................................................................... VIII
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU .........................1
1.1. Nghiên cứu các biện pháp tăng tính an toàn điều khiển trên xe khi chạy ở tốc
độ cao
1
1.2. Nhiệm vụ và yêu cầu của hệ thống lái
2
1.2.1. Nhiệm vụ ...................................................................................................2
1.2.2. Yêu cầu ......................................................................................................2
1.3. Yêu cầu về hệ thống lái có tỷ số truyền thay đổi
6
1.3.1. Hệ thống lái trợ lực thuỷ lực .....................................................................6
1.3.2. Yêu cầu về tỉ số truyền thay đổi ................................................................8
1.3.3. Hệ thống lái trợ lực điện..........................................................................11
1.4. Đề xuất đề tài luận văn
12
CHƢƠNG 2: NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG EPS.................16
2.1. Phân loại và đặc điểm các hệ thống EPS trên xe hiện đại
2.2. Sơ đồ hệ thống
2.3. Nguyên lý hoạt động

16
20
21

2.4. Các cụm chi tiết chính
22

2.4.1. Các cảm biến ...........................................................................................22
2.4.2. Motor trợ lực và cơ cấu giảm tốc ............................................................30
2.4.3. ECU EPS .................................................................................................33
2.3. Hệ thống lái trợ lực điện trên xe KIA
34
2.3.1. Kết cấu các cụm chi tiết ..........................................................................34
2.3.2. Sơ đồ khối điều khiển ..............................................................................38
2.3.3. Nguyên lý điều khiển ..............................................................................40
CHƢƠNG 3. XÂY DỰNG MÔ HÌNH NGHIÊN CỨU ĐẶC TÍNH ĐIỀU
KHIỂN CỦA HỆ THỐNG EPS .............................................................................41
I


3.1. Mục đích xây dựng mô hình

41

3.2. Mô hình tính toán động lực học hệ thống EPS xe Kia
41
3.2.1. Các phương trình động lực học của hệ thống EPS..................................41
3.2.2. Quan hệ giữa mômen trả lái về theo các thông số hình học của xe ........43
3.3. Mô hình ô tô
45
3.3.1. Hệ phương trình vi phân mô tả chuyển động của xe ..............................46
3.3.2. Quan hệ động học ....................................................................................49
3.4. Mô hình ECU EPS

50

3.5. Mô hình motor trợ lực

51

CHƢƠNG 4: MÔ PHỎNG SỐ ..............................................................................53
4.1. Mục đích mô phỏng số
4.2. Phần mềm Matlab – Simulink

53
53

4.3. Bộ số liệu mô phỏng
4.4. Xây dựng chương trình mô phỏng

54
55

4.4.1. Chương trình mô phỏng quy luật góc quay của trục lái ..........................55
4.4.2. Chương trình mô phỏng góc quay của bánh xe dẫn hướng ....................56
4.4.3. Chương trình mô phỏng quy luật góc quay của trục motor ....................56
4.4.4. Chương trình mô phỏng mômen trả lái về ..............................................57
4.4.5. Chương trình mô phỏng góc xoay thân xe ..............................................58
4.4.6. Chương trình mô phỏng góc lệch bên thân xe ........................................59
4.4.7. Chương trình mô phỏng góc lệch bánh xe ..............................................60
4.4.8. Chương trình mô phỏng lực dọc Fx, lực ngang Fy ..................................60
4.4.9. Chương trình mô phỏng mômen trợ lực..................................................62
4.4.9. Chương trình mô phỏng motor trợ lực ....................................................64
4.5. Phân tích các kết quả mô phỏng
64
4.5.1 Phân tích kết quả khảo sát sự phụ thuộc của mômen trả lái Msat ...........65
4.5.2. Khảo sát sự thay đổi của góc δ khi có tỷ số truyền cố định và thay đổi .66

KẾT LUẬN ..............................................................................................................70
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................72
PHỤ LỤC .................................................................................................................73

II


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT, CÁC KÝ HIỆU


TT

Danh mục các từ viết tắt:
Chữ

Tên đầy đủ

viết tắt

Ý nghĩa

1

EPS

Electric Power Steering

Hệ thống lái trợ lực điện

2

HPS

Hydraulic Power Steering

Hệ thống lái trợ lực thuỷ lực

3

EHPS

4

ECU

5

EBD

6

ABS

Anti-lock Brake System

7

DC

Direct current

Electric

Hydraulic

Power

Steering

Hệ thống lái trợ lực điện- thuỷ lực
Bộ điều khiển điện tử

Electronic Control Unit

Electronic Brake Distribution Hệ thống phân phối lực phanh
điện tử

System

Hệ thống chống bó cứng bánh xe
khi phanh
Dòng điện một chiều

III




Danh mục các ký hiệu:

TT Ký hiệu

Giải thích ký hiệu

Đơn vị

1



Độ trượt

%

2

Pf

Lực cản lăn

N

3

β

Góc lệch bánh xe dẫn hướng

rad

4

α

Góc lệch thân xe so với phương chuyển động

rad

5

ε

Góc quay thân xe

rad

6

l

Chiều dài cơ sở

m

7

a

Khoảng cách từ trọng tâm ô tô đến trục cầu trước

m

8

b

Khoảng cách từ trọng tâm ô tô đến trục cầu sau

m

9

h

Chiều cao trọng tâm

m

10

v

Vận tốc chuyển động của ô tô

11

Fl

Lực dọc tại các bánh xe

N

12

Fy

Lực bên tại các bánh xe

N

13

Pfi

Lực cản lăn tại các bánh xe

N

14

g

Gia tốc trọng trường

m/s2

15

Msat

Mô men trả lái về

N.m

16

θc

Góc quay của trục lái

rad

17

Jc

Mômen quán tính của trục lái

18

Ms

Mômen tác động lên vành tay lái

N.m

19

δ

Góc quay của bánh xe dẫn hướng

rad

20

ir

tỷ số truyền cơ cấu lái

21

Jm

Mômen quán tính của motor điện

Kg.m2

22

Km

Hệ số mômen của motor điện

N.m/A

23

xr

Chuyển vị của thanh răng

IV

m/s

Kg.m2

m


DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU, HÌNH VẼ
Hình 1.1. Góc Caster và khoảng Caster .....................................................................3
Hình 1.2. Biến dạng của lốp........................................................................................4
Hình 1.3. Đường đặc tính trợ lực ................................................................................5
Hình 1.4. Hệ thống lái trợ lực thủy lực .......................................................................6
Hình 1.5: Quan hệ giữa Ms và Ma ở các v khác nhau...............................................10
Hình 1.6. Hệ thống lái trợ lực điện kiểu trợ lực bố trí trên trục lái .........................11
Hình 2.1: Sơ đồ EPS kiểu motor lắp trên trục lái ....................................................16
Hình 2.2: Sơ đồ EPS kiểu motor lắp trên cơ cấu lái.................................................18
Hình 2.3: Sơ đồ EPS kiểu motor lắp trên thanh răng ..............................................19
Hình 2.4: Sơ đồ bố trí chung các cụm chi tiết của EPS ............................................20
Hình 2.5: Cấu tạo cảm biến mô men xoắn ................................................................23
Hình 2.6: Nguyên lý hoạt động của cảm biến mô men xoắn ....................................23
Hình 2.7. Cấu tạo cảm biến mô men loại 4 vành dây ...............................................24
Hình 2.8. Hoạt động của cảm biến mô men loại 4 vành dây ....................................24
Hình 2.9. Sơ đồ nguyên lý và xung điện đầu ra cảm biến mô men loại 4 vành dây .24
Hình 2.10: Cảm biến mô men ...................................................................................25
Hình 2.11. Cấu tạo roto. ...........................................................................................25
Hình 2.12. Bộ phận cảm ứng. ...................................................................................26

Hình 2.13: Tín hiệu ra của cảm biến ........................................................................27
Hình 2.14: Cấu tạo và tín hiệu ra của cảm biến tốc độ đánh lái loại phát điện ......27
Hình 2.15: Cấu tạo và tín hiệu ra của cảm biến tốc độ đánh lái loại Hall ..............28
Hình 2.16: Ba loại cảm biến tốc độ ô tô ...................................................................29
Hình 2.17: Ba cảm biến tốc độ ô tô loại MRE ..........................................................30
Hình 2.18: Motor điện một chiều có chổi than .........................................................31
Hình 2.19: Motor điện một chiều không chổi than chổi than lắp trên thanh răng ...31
Hình 2.20: Kết cấu các bộ phận của motor điện một chiều không chổi than chổi
than dùng nam châm vĩnh cửu ..................................................................................32
Hình 2.21: Cơ cấu giảm tốc loại ê cu-bi ...................................................................32
V


Hình 2.22: Motor điện một chiều không chổi than chổi than lắp trên trục lái .........32
Hình 2.23. Tín hiệu vào ra ECU EPS .......................................................................33
Hình 2.24. Đặc tính của ECU EPS ...........................................................................34
Hình 2.25. Kết cấu hệ thống EPS trên xe Kia ...........................................................34
Hình 2.26. Kết cấu cụm trợ lực điện. ........................................................................35
Hình 2.27: Tín hiệu ra của cảm biến ........................................................................36
Hình 2.28. Sơ đồ kết nối và xung tín hiệu của cảm biến tốc độ ô tô .........................37
Hình 2.29: Mạch điều khiển motor trợ lực ...............................................................38
Hình 2.30: Sơ đồ khối điều khiển hệ thống lái trợ lực điện xe Kia ..........................38
Hình 2.31: Bề mặt đặc tính trợ lực ...........................................................................39
Hình 3.1. Mô hình tính toán hệ thống EPS xe Kia ....................................................41
Hình 3.2: Khoảng Caster và biến dạng của lốp .......................................................44
Hình 3.3: Quan hệ giữa mômen cản và vận tốc........................................................44
Hình 3.4: Mô hình một vết của ôtô ...........................................................................45
Hình 3.5: Lực và mômen tác dụng lên bánh xe ôtô ..................................................46
Hình 3.6: Quan hệ động học của mô hình một vết ...................................................49
Hình 3.7: Đặc tính điều khiển của hệ thống lái trợ lực điện xe KIA ........................50

Hình 3.8: Sơ đồ mạch điện motor một chiều ............................................................51
Hình 3.9: Sơ đồ khối điều khiển motor điện của EPS...............................................52
Hình 4.1: Chương trình mô phỏng góc quay của trục lái .........................................55
Hình 4.2: Chương trình mô phỏng Jeq và Beq ............................................................56
Hình 4.3: Chương trình mô phỏng góc quay của trục motor ...................................57
Hình 4.4: Chương trình mô phỏng mômen trả lái về ................................................57
Hình 4.5: Chương trình mô phỏng góc xoay thân xe ................................................58
Hình 4.6: Chương trình mô phỏng góc lệch bên thân xe ..........................................59
Hình 4.7: Chương trình tính toán góc lệch bên bánh xe ..........................................60
Hình 4.8: Chương trình mô phỏng lực dọc Fx1 và lực ngang Fy1 .............................61
Hình 4.9: Chương trình mô phỏng lực dọc Fx2 và lực ngang Fy2 .............................62
Hình 4.10: Đặc tính điều khiển của hệ thống lái trợ lực điện xe KIA ......................63
VI


Hình 4.11: Chương trình mô phỏng mômen trợ lực .................................................63
Hình 4.12: Chương trình mô phỏng điện áp motor trợ lực ......................................64
Hình 4.13: Quan hệ phụ thuộc của Msat với góc quay dẫn hướng ..........................65
Hình 4.14: Quan hệ phụ thuộc của Msat với vận tốc ...............................................66
Hình 4.15: Quan hệ của Msat với vận tốc và góc quay bánh xe dẫn hướng ..... Error!
Bookmark not defined.
Hình 4.16: Sự thay đổi góc quay bánh xe dẫn hướng khi tăng vận tốc ôtô trong
trường hợp hệ thống lái có tỷ số truyền cố định .......................................................67
Hình 4.17: Sự thay đổi của góc quay bánh xe dẫn hướng khi tăng vận tốc với hệ
thống lái có tỷ số truyền thay đổi ..............................................................................68
Hình 4.18: Sự thay đổi góc quay bánh xe dẫn hướng khi tăng vận tốc với hệ thống
lái có tỷ số truyền cố định ........................................... Error! Bookmark not defined.
Hình 4.19: Sự thay đổi của góc quay bánh xe dẫn hướng khi tăng vận tốc của ôtô
trong trường hợp hệ thống lái có tỷ số truyền thay đổi.Error!
defined.

VII

Bookmark

not


LỜI NÓI ĐẦU
Trong những năm gần đây, nền kinh tế của Việt Nam phát triển rất mạnh, đời
sống của người dân tăng cao, nhu cầu đi lại, mua sắm các phương tiện cá nhân cũng
tăng theo. Khi đó điều kiện đường xá đã được cải thiện rất nhiều, sự tiến bộ của
KHKT trong lĩnh vực công nghệ ô tô giúp cho tốc độ chiếc xe ngày càng tăng giúp
cho thời gian lưu thông ngắn lại, mang lại nhiều lợi ích về mặt kinh tế nhưng khi
khi tốc độ ô tô tăng lên thì sẽ dẫn đến vấn đề an toàn giao thông ngày càng tăng.
Xét về mặt kỹ thuật thì các phương tiện giao thông nói chung và ô tô nói riêng phải
đảm bảo được tính điều khiển hướng tốt nhất trong quá trình chuyển động, đặc biệt
ở tốc độ cao. Việc nghiên cứu nâng cao tính năng an toàn điều khiển hướng cho ô
tô khi chuyển động ở tốc độ cao là rất cần thiết, nó là cơ sở để đánh giá chất lượng
của các loại ôtô khi nhập vào Việt Nam, là cơ sở để đánh giá chất lượng của các loại
ôtô khi cải tiến, lắp rắp, hoán cải mục đích sử dụng và nâng cao an toàn chuyển
động của xe, từ đó góp phần đẩy nhanh nền kinh tế và thực hiện được các nghị định
của Chính phủ về an toàn giao thông.
Xuất phát từ các yêu cầu thực tế, tác giả đã lựa chọn đề tài “Xây dựng mô
hình nghiên cứu đặc tính điều khiển của hệ thống lái trợ lực điện” với mong
muốn đóng góp một phần công sức của mình vào vấn đề an toàn giao thông cũng
như có được kiến thức về an toàn điều khiển của ôtô khi chạy ở tốc độ cao, phục vụ
cho công việc của tác giả sau này.
Trong thời gian làm luận văn tác giả luôn luôn nhận được sự hướng dẫn, chỉ
bảo tận tình của thầy giáo hướng dẫn: PGS. TS Phạm Hữu Nam cùng các thầy giáo

trong Bộ môn ôtô trường ĐH Bách khoa Hà nội. Tác giả xin chân thành cảm ơn
thầy Phạm Hữu Nam và các thầy trong Bộ môn cùng các bạn đồng nghiệp đã tận
tình giúp đỡ để tác giả hoàn thành luận văn của mình.
Hà nội, tháng

năm 2013

Học viên thực hiện

Phạm Văn Kiêm
VIII


CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Nghiên cứu các biện pháp tăng tính an toàn điều khiển trên xe khi chạy ở
tốc độ cao
Ngày nay với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật, xu hướng tăng tốc độ của xe
được áp dụng trên hầu hết những dòng xe ô tô hiện đại. Khi ô tô chuyển động với
tốc độ cao thì chỉ cần một sơ xuất nhỏ của người điều khiển sẽ dẫn tới mất quỹ đạo
chuyển động của ô tô và gây ra tai nạn giao thông. Quỹ đạo chuyển động của ô tô
liên quan đến tính năng dẫn hướng của ô tô, đây chính là khả năng giữ được hướng
chuyển động của ô tô theo góc quay vành lái khi chịu tác động của các lực và mô
men ngoại cảnh. Do đó, mất quỹ đạo chuyển động của ô tô là mất khả năng điều
khiển xe. Cần thiết phải đảm bảo mối tương quan giữa quỹ đạo chuyển động và góc
quay vành lái một cách chặt chẽ, tức là vấn đề liên quan đến an toàn quỹ đạo
chuyển động của xe. Chính vì vậy, khi nâng cao tốc độ ô tô cần phải đảm bảo mối
tương quan giữa quỹ đạo chuyển động và góc quay vành lái phải chặt chẽ hơn.
Giải quyết vấn đề về an toàn trong quá trình điều khiển khi xe chuyển động ở
tốc độ cao, các hãng xe đã tập trung nghiên cứu và ứng dụng các công nghệ kỹ thuật
cao vào cải tiến một số hệ thống và kết cấu trên xe đặc biệt trên hệ thống phanh và

hệ thống lái, cụ thể như sau:
Nâng cao độ tin cậy hoạt động của hệ thống phanh để giảm thiểu những tai
nạn đáng tiếc có thể xảy ra trong quá trình điều khiển xe bằng việc đưa các cụm
điều khiển điện tử vào từng hệ thống phanh như hệ thống phanh ABS, hệ thống
phân phối lực phanh điện tử EBD,… Khi chuyển động với vận tốc cao trên đường
vòng, gặp chướng ngại vật, phanh xe quá ngặt dẫn đến bó lết các bánh xe làm mất
khả năng điều khiển hoặc gia tốc hướng tâm tăng lên đột ngột dẫn đến hiện tượng
trượt bên của các bánh xe gây nên lật đổ thì hệ thống ABS và EBD sẽ chống hiện
tượng bó lết và phân phối lực phanh tại các bánh xe khác nhau giúp xe ổn định
trong quá trình quay vòng.
Đặc biệt khi nghiên cứu về tính an toàn điều khiển trên xe khi chạy ở tốc độ
cao, hệ thống lái có vai trò quan trọng nhất.
1


Hệ thống lái trên ô tô ngày nay có khả năng đảm bảo được tính an toàn điều
khiển khi xe chạy ở tốc độ cao bằng việc sử dụng cụm trợ lực lái bằng điện tử. Cụ
thể, khi ôtô quay vòng ở tốc độ cao, lúc này lực ly tâm (hay là lực ngang) lớn sẽ làm
cho các bánh xe dẫn hướng bị biến dạng dẫn đến tiếp xúc của lốp với mặt đường
thay đổi, hay nói một cách khác là góc quay của bánh xe dẫn hướng bị thay đổi,
không còn đảm bảo quan hệ hình học của hệ thống lái ban đầu. Điều đó sẽ làm cho
xe rơi vào hiện tượng quay vòng thiếu hoặc quay vòng thừa gây ra tai nạn. Do đó,
cần phải có một tỷ số truyền động học có khả năng thay đổi để đáp ứng nhu cầu
chuyển động của xe. Trong khi đó, để chế tạo cơ cấu lái có khả năng thay đổi tỷ số
truyền đòi hỏi rất phức tạp. Do đó, ngày nay người ta có xu hướng giữ nguyên tỷ số
truyền cố định ở cơ cấu lái. Đồng thời sử dụng bộ truyền hành tinh, kết hợp với
motor điện, để đơn giản về mặt chế tạo mà vẫn đáp ứng được yêu cầu thay đổi tỷ số
truyền. Ngoài ra, khi xe quay vòng ở tốc độ cao, mômen trả lái giảm đáng kể, để tạo
cảm giác cho người lái tức là ta phải giữ nguyên lực đánh lái, do đó phải giảm
mômen trợ lực dẫn đến tỷ số truyền lực cũng thay đổi.

1.2. Nhiệm vụ và yêu cầu của hệ thống lái
1.2.1. Nhiệm vụ
Hệ thống lái điều khiển hướng chuyển động của ô tô theo một quỹ đạo xác
định nào đó, được thực hiện từ trên vành lái tới các bánh xe dẫn hướng.
1.2.2. Yêu cầu
Hệ thống lái của ôtô hiện nay có các yêu cầu cơ bản sau: đảm bảo hướng
chuyển động thẳng, đảm bảo quỹ đạo chuyển động của xe phù hợp với điều khiển
của người lái và tăng tính an toàn điều khiển trong quá trình chuyển động của xe.
Đối với hệ thống lái trên ôtô một trong những đặc điểm khác so với hệ thống
lái lắp trên các phương tiện khác là sau khi thực hiện quay vòng, người lái không
cần tác động lực lên vành lái mà các bánh xe dẫn hướng có khả năng tự động quay
về trạng thái chuyển động thẳng. Điều này được thực hiện nhờ mômen trả lái về,
mômen này xuất hiện đầu tiên là do các quan hệ hình học trong hệ thống lái được
2


tạo ra bởi các góc đặt bánh xe, đặc biệt là góc Caster được thể hiện trên hình 1.1.
Khi quay vòng xuất hiện lực ngang, lực ngang này làm biến dạng lốp cao su, sự
biến dạng đàn hồi này làm cho xuất hiện mômen để lốp trở về trạng thái ổn định.

Hình 1.1. Góc Caster và khoảng Caster
Việc đảm bảo quỹ đạo chuyển động của xe phù hợp với điều khiển của người
lái chính là khả năng giữ được hướng chuyển động của ô tô theo góc quay vành lái
βv khi chịu tác dụng của các lực và mômen ngoại cảnh. Khi ô tô quay vòng thì yêu
cầu đặt ra đối với hệ thống lái là phải đảm bảo mối quan hệ động học quay vòng xe.
Tức là khi người lái quay vành tay lái một góc βv thông qua dẫn động lái và cơ cấu
lái làm bánh xe dẫn hướng quay đi một góc βt, đây cũng chính là quỹ đạo chuyển
động mong muốn cho ôtô.
Trong khi đó, sự chuyển động của ôtô trên đường phụ thuộc vào rất nhiều mối quan
hệ của bánh xe với nền đường. Khi ô tô chuyển động trên các đường xá khác nhau

cùng với việc sử dụng lốp đàn hồi đã ảnh hưởng không nhỏ tới khả năng điều khiển
cũng như độ ổn định của ô tô. Khi đó, tại bánh xe luôn xuất hiện góc lăn lệch (biến
dạng bên) do chịu đồng thời lực kéo và lực bên, bánh xe dẫn hướng lệch thêm một
góc α dẫn đến quỹ đạo chuyển động thực của xe không như quỹ đạo chuyển động
mong muốn.
Để khắc phục hiện tượng này thì trong hệ thống lái cần phải bố trí cơ cấu để bù
được sự biến dạng của lốp. Hình 1.2 thể hiện biến dạng của lốp khi chịu tác động
của lực ngang Fyi với tp là cánh tay đòn do biến dạng lốp đàn hồi được tính bằng
3


khoảng cách từ tâm lốp đến phương lực bên Fyi, αi là góc lệc bên bánh xe dẫn
hướng, biến dạng bên này làm sai lệch quỹ đạo chuyển động mong muốn.

Hình 1.2. Biến dạng của lốp
Ngoài ra, để tăng tính an toàn chuyển động, người ta tăng diện tích tiếp xúc
của lốp với mặt đường, đồng thời giảm áp suất lốp. Nhưng như vậy cũng đồng
nghĩa với việc cần phải đánh lái với một lực lớn hơn. Để giảm nhẹ cường độ lao
động cho người lái và tăng tính an toàn cho hệ thống điều khiển lái hầu hết các xe ô
tô đều được trang bị trợ lực lái với các yêu cầu sau: khi bộ trợ lực hỏng thì hệ thống
lái vẫn phải làm việc được bình thường và trợ lực lái phải giữ cho người lái có cảm
giác sức cản của mặt đường khi quay vòng. Điều này đồng nghĩa với khả năng trợ
lực cần tăng cao khi mô men cản quay vòng lớn và ngược lại khả năng trợ lực cần
giảm khi xe chuyển động với tốc độ cao.
Mối quan hệ giữa lực mà người lái đặt lên vành tay lái Pl và mômen cản quay
vòng của các bánh dẫn hướng Mc:
Pl 

Mc
Ric idth

(1.1)

Trong đó:
Mc - Mômen cản quay vòng

(N.m)

R - Bán kính vành lái

(m)

ic - Tỷ số truyền cơ cấu lái

4


th - Hiệu suất thuận của cơ cấu lái, đối với cơ cấu lái thanh răng trục răng hiệu suất thuận
id - tỷ số truyền của dẫn động lái
Qua đây ta thấy khi không có trợ lực thì lực đặt lên vành tay lái chỉ phụ
thuộc vào mômen cản quay vòng của các bánh xe dẫn hướng (vì R, i c, id, th là
những hằng số). Do đó đường đặc tính là những đường bậc nhất đi qua gốc toạ độ.
Khi hệ thống lái được lắp trợ lực, đường đặc tính của của nó cũng biểu thị
mối quan hệ giữa lực tác dụng lên vành tay lái và mômen cản quay vòng của các
bánh xe dẫn hướng Mc. Đây cũng là mối quan hệ bậc nhất.
Tuy vậy, để bộ trợ lực làm việc thì lực đặt lên vành tay lái phải lớn hơn một
giá trị PTL nào đó tương ứng với mô men MTL, ở giai đoạn này đặc tính biểu thị sẽ
trùng với đặc tính khi chưa có bộ trợ lực. Tại điểm A [MTL; PTL] thì bộ trợ lực bắt
đầu làm việc.
Đồ thị các đường đặc tính khi chưa trợ lực Pvl = f(Mc) và được lắp bộ trợ lực

Pc = f(Mc) được thể hiện ở hình vẽ 1.3 dưới đây:

Hình 1.3. Đường đặc tính trợ lực
Khi lực đặt lên vành tay lái lớn hơn PTL (N) đường đặc tính đặc trưng cho
hoạt động của trợ lực ở giai đoạn này cũng là đường bậc nhất nhưng có độ dốc thấp
5


hơn so với đường đặc tính khi chưa có trợ lực (độ dốc này cần thiết phải có để đảm
bảo cho người lái có cảm giác sức cản của mặt đường tác dụng lên vành tay lái).
Khi mômen cản quay vòng lớn hơn MC (Nm) thì hệ thống lái làm việc như hệ thống
lái cơ khí ban đầu (trợ lực đã làm việc hết khả năng).
Đoạn OA: Lực do người lái hoàn toàn đảm nhận.
Đoạn AC: Biểu thị lực mà người lái cảm nhận về sức cản mặt đường.
Khoảng ABC chính là khoảng trợ lực tạo nên bởi bộ trợ lực.
Nếu Mc lớn thì quay riêng các bánh xe dẫn hướng tại chỗ sẽ nặng hơn, còn nếu Mc
quá nhỏ thì người lái sẽ không đủ cảm giác về chất lượng mặt đường.
1.3. Yêu cầu về hệ thống lái có tỷ số truyền thay đổi
1.3.1. Hệ thống lái trợ lực thuỷ lực

Hình 1.4. Hệ thống lái trợ lực thủy lực
Hệ thống lái trợ lực thủy lực sử dụng một phần công suất động cơ để dẫn động
bơm trợ lực lái tạo ra áp suất dầu thủy lực hỗ trợ cho quá trình xoay các bánh xe dẫn
hướng để chuyển hướng chuyển động của ô tô. Khi xoay vô lăng, sẽ chuyển mạch
một đường dầu tại van điều khiển. Vì áp suất dầu đẩy pít tông trong xi lanh trợ lực
lái, lực cần để điều khiển vô lăng sẽ giảm.
6


Hệ thống gồm 3 phần chính: bơm trợ lực (bơm cánh gạt), van điều khiển, xy lanh

lực.
Thông qua đặc điểm làm việc của hệ thống lái trợ lực thuỷ lực ta thấy hệ thống
có các ưu điểm, nhược điểm như sau:
+ Ưu điểm:
Với hệ thống lái trợ lực thuỷ lực đã giúp người lái điều khiển nhẹ nhàng hơn
so với hệ thống lái không có trợ lực vì có thêm trợ lực tác động của piston-xy lanh
lực lên thanh răng do áp suất dầu của bơm trợ lực gây ra. Trong trường hợp xe bị nổ
lốp hoặc xì hơi thì hệ thống đảm bảo được an toàn về hướng trong quá trình chuyển
động.
+ Nhược điểm:
Trong hệ thống lái trợ lực thuỷ lực, nguồn năng lượng trợ lực được tạo thành
do sự làm việc bơm dầu mà bơm dầu lại được dẫn động từ trục khuỷu của động cơ,
sử dụng một phần công suất của động cơ. Trong quá trình chuyển động, ngay cả khi
xe chuyển động thẳng thì bơm dầu vẫn làm việc, điều này gây lãng phí công suất
động cơ trong khi hệ thống lái không cần nguồn trợ lực.
Để đảm bảo được áp suất dầu trợ lực thì hệ thống cần yêu cầu về độ kín khít
cao ở trên đường ống và các van do đó thường xuyên phải kiểm tra sự rò rỉ dầu
trong hệ thống lái. Hệ thống làm việc ồn do tiếng kêu của bơm dầu và dầu chảy qua
các đường ống, van. Ngoài ra, dầu trợ lực lái khi thải ra còn là nguồn chất thải gây ô
nhiểm môi trường.
Một trong những nhược điểm quan trọng khác của hệ thống lái trợ lực thuỷ lực
là áp suất và lưu lượng của bơm phụ thuộc vào tốc độ động cơ. Trong trường hợp xe
chuyển động ở tốc độ thấp, quay vòng ngoặt, lúc này cần trợ lực lớn, tuy nhiên do
tốc độ động cơ thấp, áp suất trong hệ thống thuỷ lực nhỏ ảnh hưởng đến chất lượng
trợ lực. Khi xe ôtô chuyển động ở tốc độ cao, lưu lượng và áp suất của bơm trợ lực
lớn, trong khi điều khiển lái ở tình trạng này lại chỉ cần yêu cầu trợ lực nhỏ.
Như vậy, về mặt tỷ số truyền động học bị hạn chế rất lớn đó là ở tốc độ thấp
cần tỷ số truyền thấp để người lái quay vòng hiệu quả và ở tốc độ cao cần có tỷ số
7

truyền động học cao vì lúc này mức phản ứng của xe rất nhạy nhưng hệ thống chưa
đáp ứng được. Trong khi quay vòng ngoặt người điều khiển vẫn phải đánh tay lái
khá nhiều vòng.
Khi hệ thống trợ lực bị hỏng, lực điều khiển của người lái tác dụng trên vành
tay lái sẽ nặng hơn hệ thống không có trợ lực, vì lúc này lực điều khiển còn phải
thắng lực cản do dầu chuyển động trong hệ thống gây ra.
Như vậy, đối với hệ thống lái trợ lực thủy lực thì tỉ số truyền lái không thay
đổi. Do đó, không đáp ứng được yêu cầu rất quan trọng đối với hệ thống lái trên xe
ôtô hiện đại ngày nay khi chạy ở tốc độ cao.
1.3.2. Yêu cầu về tỉ số truyền thay đổi
Các xe ô tô hiện đại ngày nay có vận tốc ngày càng lớn và đòi hỏi độ an toàn
cao cũng như tính tiện nghi khi sử dụng. Vì vậy khi thiết kế một hệ thống dẫn
hướng phải đảm bảo được các yêu cầu nghiêm ngặt trên, ngoài ra hệ thống phải có
tính thân thiện với môi trường. Giải quyết vấn đề về độ an toàn khi quay vòng ở tốc
độ cao và tính tiện nghi khi sử dụng, ta xét đến tỉ số truyền của hệ thống bao gồm tỉ
số truyền động học và tỉ số truyền về lực.
a. Tỷ số truyền động học
Tỷ số truyền động học biểu hiện quan hệ giữa góc quay trên vành lái với góc
quay của bánh xe dẫn hướng
i=

v
t

(1.2)

Trong đó:  v - là góc quay của vô lăng

(rad)

 t - là góc quay của bánh xe dẫn hướng

(rad)

Khi người lái tác động một lực vào vành tay lái, làm vành tay lái xoay đi một
góc. Thông qua cơ cấu lái và dẫn động lái sẽ làm cho bánh xe dẫn hướng quay một
góc tương ứng.
Khi ôtô dừng, đỗ xe hoặc khi ôtô quay vòng trong điều kiện đánh lái ngoặt,
người lái bao giờ cũng mong muốn quay vành tay lái một góc nhỏ còn bánh xe dẫn

8


hướng quay với một góc lớn. Tương ứng với lúc đó tỷ số truyền động học đặt ra cần
phải nhỏ.
Ngược lại, khi ôtô chuyển động ở tốc độ cao, căn cứ vào yêu cầu chuyển động
đòi hỏi góc quay vòng nhỏ của bánh xe dẫn hướng chính xác thì lúc này tỷ số truyền
động học nhỏ sẽ gây ra khó khăn cho người lái. Mặt khác, khi ôtô quay vòng ở tốc
độ cao, lúc này lực ly tâm (hay là lực ngang) lớn sẽ làm cho các bánh xe dẫn hướng
bị biến dạng dẫn đến tiếp xúc của lốp với mặt đường thay đổi, hay nói một cách
khác là góc quay của bánh xe dẫn hướng bị thay đổi, không còn đảm bảo quan hệ
hình học của hệ thống lái ban đầu. Điều đó sẽ làm cho xe rơi vào hiện tượng quay
vòng thiếu hoặc quay vòng thừa.
Do đó, hệ thống lái trên xe ô tô cần phải có tỷ số truyền động học thay đổi để
đảm bảo đúng quỹ đạo quay vòng mong muốn. Tuy vậy, trên hệ thống lái để chế tạo
cơ cấu lái có khả năng thay đổi tỷ số truyền đòi hỏi rất phức tạp, dẫn đến giá thành
đắt như một số hệ thống lái cơ khí trước đây. Ngày nay, người ta có xu hướng giữ
nguyên tỷ số truyền cố định ở cơ cấu lái. Thêm vào đó là người ta sử dụng bộ
truyền hành tinh, kết hợp với motor điện, để đơn giản về mặt chế tạo mà vẫn đáp

ứng được yêu cầu thay đổi tỷ số truyền.
b. Tỷ số truyền lực
Tỷ số truyền lực là tỷ số giữa mômen làm quay bánh xe dẫn hướng (mômen
cản quay vòng tác dụng từ mặt đường đến bánh xe dẫn hướng) và mômen tác động
lên vành tay lái. Trong trường hợp hệ thống lái có trợ lực, tỷ số truyền động lực
được tính theo công thức
if =

=

(1.3)

Trong đó: MS - mô men người lái tác động lên vô lăng

(N.m)

M a - mô men trợ lực

(N.m)

MSat – Mô men trả lái

(N.m)

Mcản - Mômen cản quay vòng từ mặt đường tác dụng lên bánh xe dẫn
hướng (N.m)
9


Hình 1.5: Quan hệ giữa Ms và Ma ở các v khác nhau

Trong hệ thống lái có trợ lực, mômen của người lái trên vành lái đóng vai trò
là mômen điều khiển mức độ trợ lực. Ví dụ, mômen trên vành lái là mômen làm
xoay thanh xoắn trong cơ cấu điều khiển van phân phối của bộ trợ lực (vai trò thanh
xoắn được thể hiện trong kết cấu ở chương 2.
Khi ở vận tốc thấp, mômen cản lớn, mong muốn của người lái là lực tác động
lên vành tay lái nhỏ, muốn thắng được mômen cản thì mômen trợ lực phải lớn.
Trong khi đó, khi quay vòng ở tốc độ cao, mômen trả lái giảm đáng kể, để tạo cảm
giác cho người lái tức là ta phải giữ nguyên lực đánh lái, do đó phải giảm mômen
trợ lực. Từ đó tỷ số truyền lực cũng phải thay đổi.
Hình 1.5 biểu diễn mối quan hệ giữa mômen trợ lực phụ thuộc vào mômen vành
lái ở các tốc độ khác nhau
Đánh giá: Đối với hệ thống lái trợ lực thủy lực thì tỉ số truyền lái không thay
đổi. Do đó, không đáp ứng được yêu cầu rất quan trọng đối với hệ thống lái trên xe
ôtô hiện đại ngày nay là cải thiện tính năng điều khiển của ô tô. Để cải thiện điều
này, người ta nghiên cứu phát triển hệ thống lái trợ lực khác có khả năng thay đổi tỉ
số truyền động học và tỉ số truyền động lực giúp đảm bảo quỹ đạo quay vòng của xe
và làm tăng tính ổn định chuyển động của xe khi đánh lái ở tốc độ cao. Đó là hệ
thống lái trợ lực điện.

10


1.3.3. Hệ thống lái trợ lực điện
Hệ thống lái trợ lực điện sử dụng công suất của động cơ điện một chiều để hỗ
trợ cho quá trình xoay các bánh xe dẫn hướng, hệ thống bao gồm các bộ phận như
trên hình 1.6:

1-

Cảm biến mô men

3- Trục vít - Bánh vít

2-

Mô tơ trợ lực

4- ECU điều khiển

Hình 1.6. Hệ thống lái trợ lực điện kiểu trợ lực bố trí trên trục lái
+ Cảm biến mô men: cảm biến mô men được gắn vào phía trong trục lái, dựa
vào hiệu ứng Hall để đưa ra điện áp tùy thuộc vào mô men đánh lái và mô men cản.
Điện áp ra của cảm biến sẽ được gửi vào ECU để điều khiển mô tơ trợ lực.
+ ECU điều khiển: ECU tiếp nhận các thông số tín hiệu của cảm biến mô men,
cảm biến tốc độ động cơ, tín hiệu IG, tín hiệu tốc độ xe sau đó tính toán và điều
khiển mô tơ trợ lực
+ Mô tơ trợ lực: Mô tơ trợ lực nối với trục lái bằng bộ giảm tốc trục vít – bánh
vít và được điểu khiển bằng ECU, mô tơ có thể đảo chiều và quay ở các tốc độ khác
nhau tùy theo mức độ đánh lái của người lái và mô men cản quay vòng.


Ưu nhược điểm của hệ thống lái trợ lực điện:

So sánh kết cấu với hệ thống lái trợ lực thuỷ lực thì hệ thống lái trợ lực điện
không sử dụng bơm dầu để tạo ra năng lượng trợ lực mà sử dụng một motor điện
một chiều, do đó giảm tổn hao nhiên liệu từ 2-3%. Hệ thống EPS không sử dụng
các đường ống dẫn và van phức tạp như hệ thống lái trợ lực thuỷ lực. Với việc sử
11

dụng motor điện một chiều, hệ thống lái trợ lực điện dễ dàng điều khiển được chiều
quay của motor điện cũng như dễ dàng thay đổi mômen xoắn của motor bằng cách
thay đổi cường độ dòng điện cấp vào motor.
Như vậy, ngoài những ưu điểm vượt trội khi so sánh với hệ thống lái trợ lực
thủy lực thì hệ thống lái trợ lực điện đã đáp ứng được yêu cầu về tỉ số truyền thay
đổi. Đây là một yêu cầu rất quan trọng và đặc biệt là đối với các xe ôtô hiện đại
ngày nay. Nhờ việc dễ dàng thay đổi tỉ số truyền mà hệ thống lái trợ lực điện giúp
nâng cao tính năng an toàn chuyển động của xe khi xe đi ở tốc độ cao, ngoài ra hệ
thống còn giúp cho người lái dễ dàng điều khiển xe khi xe đi vào những đường hẹp,
yêu cầu quay vòng với bán kính nhỏ.
1.4. Đề xuất đề tài luận văn
 Các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước:
Trên các xe ôtô hiện đại, để tăng tính năng ổn định của ôtô khi chuyển động ở
tốc độ cao, ngoài các biện pháp sử dụng hệ thống phanh by-wire, hệ thống ổn định
xe, người ta còn sử dụng hệ thống lái có tỷ số truyền thay đổi. Nhiều mẫu xe ôtô
của các hãng đã sử dụng hệ thống lái trợ lực điện với các kết cấu khác nhau: bố trí
động cơ điện trợ lực ở trục lái (ví dụ trên xe KIA), bố trí động cơ điện trợ lực trên
cơ cấu lái (xe Lexus của hãng Toyota) hay bố trí động cơ điện trợ lực trên thanh
răng (xe Lexus của hãng Toyota).
Ở trên thế giới, có rất nhiều công trình nghiên cứu về hệ thống lái trợ lực
điện,… Có thể kể đến công trình của tác giả Wichai Siwakosit năm 2006
“Improvement of Cornering characteristic Using Variable Steering Ratio” đề cập
đến ảnh hưởng của tỷ số truyền thay đổi đến khả năng hiệu chỉnh quỹ đạo quay
vòng của xe trong điều kiện vận tốc, thông số hình học của xe thay đổi; Các tác giả
XU Zhenlin, Wanghao, Shang Zhe, Zhang Hai-hua, Wang Jia-jun với công trình
“Study on characteristic of electric power assist steering system” đưa ra kết luận về
đường đặc tính phi tuyến của hệ thống lái trợ lực điện. Trong kết quả nghiên cứu
các tác giả còn đưa ra các công thức tính toán lực trả lái. Các kết quả nghiên cứu
được sử dụng làm cơ sở dữ liệu khi thiết kế và xây dựng thuật toán điều khiển trong
12

bộ điều khiển điện tử EPS ECU. Các kết quả nghiên cứu này có ý nghĩa quan trọng
để thiết kế các kết cấu khác nhau của hệ thống lái trợ lực điện.
Trong nước, cho đến nay đã có các nghiên cứu liên quan đến tính ổn định
chuyển động của ôtô trên đường vòng. Trong công trình “Nghiên cứu đặc tính quay
vòng của ôtô du lịch”, tác giả Lê Đức Hiếu đã sử dụng mô hình một vết để tính toán
ảnh hưởng của các thông số kết cấu cũng như điều kiện chuyển động (vận tốc, góc
đánh lái) đến tính chất quay vòng của xe du lịch. Tuy nhiên, các kết quả nghiên cứu
mới chỉ dừng lại ở mức độ mô tả quỹ đạo chuyển động của xe ứng với một số
trường hợp khảo sát như tải trọng, góc đánh lái thay đổi mà chưa đề cập đến vấn đề
điều khiển như thế nào để đảm bảo đúng động học quay vòng của xe; Tác giả Lê
Anh Vũ với công trình “Nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số kết cấu hệ thống
lái đến quỹ đạo chuyển động của ô tô” đã chỉ ra được quan hệ cơ bản của các thông
số kết cấu trong hệ thống lái và ảnh hưởng của các thông số này đến quỹ đạo
chuyển động của ô tô. Đồng thời đưa ra các kết luận cho phép hiểu sâu sắc hơn về
các xe có khả năng quay vòng thừa.
Cho đến nay, chưa có các công trình nghiên cứu riêng về sử dụng hệ thống lái
có tỷ số truyền thay đổi nói chung cũng như xây dựng mô hình nghiên cứu đặc tính
điều khiển của hệ thống trợ lực lái điện nói riêng.
 Đề xuất đề tài luận văn:
Từ những lập luận và phân tích ở trên tác giả đã lựa chọn đề tài luận văn là:
“Xây dựng mô hình nghiên cứu đặc tính điều khiển của
hệ thống lái trợ lực điện”
Đối tượng nghiên cứu của đề tài là: Hệ thống lái trợ lực điện trên xe Kia
Morning.
Mục đích nghiên cứu của đề tài: phân tích khả năng đáp ứng yêu cầu thay đổi
tỷ số truyền của hệ thống lái trợ lực điện khi ô tô chuyển động ở tốc độ cao; qua quá
trình phân tích đặc điểm, kết cấu, sơ đồ khối điều khiển và nguyên lý hoạt động của
hệ thống lái trợ lực điện tác giả đã xây dựng được các biểu thức tính toán động lực

học của hệ thống và mô phỏng được hệ thống lái trợ lực điện trên phần mềm
13


Matlab- Simulink để đưa ra đặc tính trợ lực của hệ thống. Cuối cùng, tác giả đánh
giá kết quả mô phỏng trên máy tính bằng phần mềm Matlab&Simulink theo đặc
tính trợ lực lý thuyết của hệ thống.
Với mục đích như vậy, nội dung của luận văn sẽ trình bày qua các 4 chương
sau:
Chƣơng 1. Tổng quan về các vấn đề nghiên cứu
Tác giả phân tích các biện pháp nhằm nâng cao tính an toàn điều khiển trên xe
ở tốc độ cao_ vai trò của hệ thống lái đến khả năng an toàn chuyển động của xe.
Trên cơ sở đó tác giả đưa ra nhiệm vụ và yêu cầu của hệ thống lái, đặc điểm của các
hệ thống lái hiện nay và phân tích yêu cầu an toàn điều khiển của từng hệ thống lái
phải thay đổi tỷ số truyền. Lựa chọn hệ thống lái trợ lực điện làm đối tượng nghiên
cứu của đề tài.
Chƣơng 2. Nguyên lý hoạt động của hệ thống EPS
Tác giả phân tích đặc điểm, cấu tạo, nguyên lý hoạt động, ưu nhược điểm và
khả năng ứng dụng của các loại hệ thống lái trợ lực điện hiện nay. Phân tích sơ đồ
kết cấu, nguyên lý hoạt động các cụm chi tiết chính của hệ thống lái trợ lực điện tử.
Lựa chọn hệ thống lái trợ lực điện với motor trợ lực lắp trên trục lái của xe Kia để
nghiên cứu sơ đồ khối điều khiển và nguyên lý điều khiển hệ thống.
Chƣơng 3. Xây dựng mô hình nghiên cứu đặc tính điều khiển của hệ thống
EPS
Từ việc nghiên cứu, phân tích ý nghĩa của các tín hiệu trong sơ đồ khối điều
khiển của hệ thống lái trợ lực điện xe Kia trong chương 2, kết hợp với mô hình một
vết của ô tô mô tả mối quan hệ giữa các đại lượng chuyển động của xe tác giả đã
xây dựng mô hình vật lý và mô hình động lực học của hệ thống lái trợ lực điện với
motor trợ lực lắp trên trục lái gồm 3 khối chính: khối cơ khí của hệ thống EPS, khối
điều khiển_ ECU EPS và khối cơ cấu chấp hành_ động cơ trợ lực.

Từ các mô hình đã xây dựng được, tác giả đã lập ra hệ phương trình vi phân
thể hiện mối quan hệ giữa các đại lượng trong hệ thống làm cơ sở để mô phỏng hệ
thống trong chương 4.
14


Chƣơng 4. Mô phỏng số
Mục đích của việc mô phỏng số là ứng dụng phần mềm để mô phỏng mối
quan hệ giữa các đại lượng của hệ thống. Ở đây, tác giả sử dụng phần mềm MatlabSimulink, với số liệu tham khảo của xe Kia, tác giả đã xây dựng được các chương
trình con mô phỏng từng cụm chi tiết và xây dựng chương trình mô phỏng cho cả hệ
thống EPS hoàn chỉnh.
Với mô hình mô phỏng đã xây dựng được, tác giả đã lựa chọn các trường hợp
khảo sát để lấy kết quả đánh giá thể hiện được các đặc tính mong muốn.

15


CHƢƠNG 2: NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG EPS
2.1. Phân loại và đặc điểm các hệ thống EPS trên xe hiện đại
Như đã phân tích trong chương 1, hệ thống lái trợ lực điện sử dụng nguồn trợ
lực là motor điện một chiều, motor điện có thể đảo chiều và quay ở các tốc độ khác
nhau tuỳ theo mức độ đánh lái của người lái và vận tốc của ôtô. Mặt khác, việc sử
dụng trợ lực điện thay thế cho trợ lực thủy lực sẽ làm giảm trọng lượng xe và tăng
không gian bố trí trong khoang motor.
Tuỳ theo việc bố trí motor điện, hiện nay hệ thống EPS trên các dòng xe hiện
đại thường có 4 loại sau: motor trợ lực lắp trên trục lái (Hình 2.1), motor trợ lực
lắp trên cơ cấu lái (Hình 2.2) và motor trợ lực lắp trên thanh răng (Hình 2.3).
2.1.1. Motor điện lắp trên trục lái (Column- type)

a. Sơ đồ khối

b. Hình ảnh thực tế

Hình 2.1: Sơ đồ EPS kiểu motor lắp trên trục lái
a. Đặc điểm
16


Hình 2.1 trình bày sơ đồ khối và hình ảnh thực tế của hệ thống EPS với motor
điện lắp trên trục lái. Trong đó:
1. Vỏ trục lái

4. Chiết áp xoay

2. Trục lái

5. Motor trợ lực

3. Bạc trượt có rãnh

6. Bánh vít

7. Trục vít

Các cụm chi tiết chính trên sơ đồ:
+ Vô lăng, trục lái
+ Motor trợ lực, cảm biến mô men, cảm biến góc đánh lái và ECU được
gắn vào trục lái.
+ Cụm cơ cấu lái, dẫn động lái và bánh xe dẫn hướng
+ Tín hiệu cảm biến tốc độ xe gửi về ECU của hệ thống lái trợ lực điện

Với kiểu trợ lực này, motor và phần điều khiển ECU đặt trên trục lái nên
không gian bên dưới phần cơ cấu lái và thanh răng gọn nên dễ dàng bố trí và cũng
thuận tiện cho công việc tháo lắp bảo dưỡng sửa chữa motor và phần điều khiển
ECU. Đặc biệt với motor điện đặt trên trục lái sẽ giảm thiểu được các khả năng hư
hỏng như đi nơi đường ngập nước và các va chạm trong quá trình chuyển động trên
các địa hình phức tạp.
b. Nguyên lý hoạt động
Khi người lái đánh lái, tín hiệu cảm biến góc đánh lái và tín hiệu cảm biến mô
men sẽ được gửi về ECU EPS, kết hợp với tín hiệu tốc độ ô tô, ECU EPS xử lý, tính
toán và đưa ra tín hiệu điều khiển motor trợ lực để tạo ra mô men trợ lực tác dụng
vào trục lái của hệ thống.
c. Khả năng ứng dụng
Vì motor trợ lực đặt trước cơ cấu lái nên mô men lớn nhất của motor không
cần phải lớn, điện áp sử dụng cho motor điện tương thích với hệ thống nguồn 12V.
Hệ thống kiểu này thường được lắp trên xe có khối lượng đặt lên cầu trước nhỏ hơn
650 kg.

17