Hệ thống lái trợ lực điện PPS

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP. HỒ CHÍ MINH

Khoa Công Nghệ Động Lực
Bộ Môn Khung Gầm
Môn học: Hệ thống chuyển động và điều khiển ô tô
Đề tài: Hệ thống lái trợ lực điện EPS

Nhóm: 4
GVHD: Th.s Nguyễn Xuân Ngọc
Tp.HCM, ngày 20 tháng 8 năm 2018


Danh sách nhóm
Họ và tên

MSSV

Chiếng Ngọc Cường

16027031

Hồ Quí Đôn

16024111

Trần Thiện Khang

16035301

Nguyễn Trung Linh

16034211

Ghi chú

Nhóm trưởng


Mục lục
I. Tổng quan hệ thống lái trợ lực điện EPS
II. Hệ thống lái trợ lực điện EPS
1. Khái niệm
2. Cấu tạo
3. Trình tự làm việc
4. Các hư hỏng – sửa chữa
5. Ưu – nhược điểm
III. Sự phát triển của hệ thống EPS
1. Tính phổ biến
2. Một số tính năng kết hợp với EPS trên Ford


I. Tổng quan về hệ thống lái trợ lực điện (EPS)

• Đối tượng tiểu luận: Hệ thống lái trợ lực điện EPS (electric power steering).

• Phạm vi tìm hiểu: khái niệm, cấu tạo, chức năng, nguyên lý hoạt động, những cải tiến.

• Phương pháp tìm hiểu: dựa trên cơ sở lý thuyết.

• Ý nghĩa thực tiễn: giúp sinh viên hình dung được hệ thống EPS cũng như biết về các cải tiến của nó trong tương lai.

II. Hệ thống lái trợ lực điện (EPS)

1. Khái niệm

- Là hệ thống tạo ra momen trợ lực nhờ mô tơ vận hành lái và
giảm lực đánh lái. Hỗ trợ người lái đặc biệt khi ở tốc độ cao.


II. Hệ thống lái trợ lực điện (EPS)

2. Cấu tạo

ECU của EPS

Mô tơ điện

Những phần chính

Các cảm biến


II. Hệ thống lái trợ lực điện (EPS)

2. Cấu tạo

a) Bộ điều khiển trung tâm ECU:

• nhận tín hiệu từ các cảm biến, xử lý thông tin rồi điều khiển mô tơ.

• hệ thống EPS được quyết định bởi sự chính xác của ECU điều
khiển.


II. Hệ thống lái trợ lực điện (EPS)

2. Cấu tạo
Điều khiển chính

Điều khiển bù quán tính

Điều khiển trả lái

Điều khiển giảm rung

a) Bộ điều khiển trung tâm ECU:
• Chức năng: được liệt kê qua 5 chế độ điều khiển

Điều khiển bảo vệ quá nhiệt


II. Hệ thống lái trợ lực điện (EPS)

2. Cấu tạo

• Điều khiển chính: định mức dòng điện cung cấp cho mô tơ trợ lái.

• Điều khiển bù quán tính: đảm bảo mô tơ trợ lực lái hoạt động ngay khi khởi hành vô lăng.

• Điểu khiển trả lái: khi đánh lái hết sang phải hoặc trái, ECU của EPS sẽ hỗ trợ lực hồi về của các bánh

xe.


II. Hệ thống lái trợ lực điện (EPS)

2. Cấu tạo

• Điều khiển giảm rung: trợ lực lái khi ở tốc độ cao nhằm đảm bảo an toàn, tránh rung lắc và đưa về hoạt
động ổn định.

• Điểu khiển bảo vệ quá nhiệt: ECU của EPS tính toán nhiệt độ của mô tơ dựa vào cường độ dòng điện
vào, nếu quá mức cho phép ECU sẽ điều chỉnh lại cường độ dòng điện vào mô tơ để tránh hư hỏng.



II. Hệ thống lái trợ lực điện (EPS)

2. Cấu tạo

b) Các cảm biến:
Cảm biến góc quay

Gồm 3 loại

Cảm biến tốc độ xe

Cảm biến momen xoắn


II. Hệ thống lái trợ lực điện (EPS)

2. Cấu tạo

b) Các cảm biến:
• Cảm biến góc quay: gồm 2 loại
1. Trục răng
2. Biến thế vi sai
3. Mạch giao điện

Loại máy phát điện: Được dẫn từ các
trục lái qua các bánh răng tăng tốc làm
phát ra điện một chiều tỉ lệ với tốc độ
quay của trục lái.

4. Trục vào
5. Thanh xoắn
6. Bánh răng trung gian
7. Mô tơ
8. Cơ cấu cam
9. Lõi thép trượt
10. Cánh


II. Hệ thống lái trợ lực điện (EPS)

2. Cấu tạo

b) Các cảm biến:
• Cảm biến góc quay: gồm 2 loại

1. vỏ

Loại hiệu ứng hall:
khi đánh lái, vành nam châm quay và
sinh ra từ trường tác động vào IC hall
tạo chuỗi xung. Số xung phụ thuộc vào
góc quay.

2. Roto nam châm
3. ổ bi
4. IC hall
5. Giắc điện
6. Nhựa từ tính


II. Hệ thống lái trợ lực điện (EPS)

2. Cấu tạo

b) Các cảm biến:
• Cảm biến tốc độ xe:
- gồm 4 loại:
+ loại công tắc lưỡi gà:
Khi ô tô chuyển động, trục thứ cấp quay làm dây
congtomet quay và làm nam châm quay. Từ đó,
sinh ra từ trường tạo chuỗi xung.

1. Nối với congtomet; 2. Nam châm;
3. công tắc lưỡi gà

II. Hệ thống lái trợ lực điện (EPS)

2. Cấu tạo

b) Các cảm biến:
• Cảm biến tốc độ xe:
- gồm 4 loại:
+ loại từ-điện
Trục thứ cấp quay làm quay cánh phát
xung. Mỗi lần cánh xung quay lướt
qua cuộn phát xung sẽ tạo chuỗi xung.

1. Roto; 2. Cảm biến tốc độ
3. Trục thứ cấp


II. Hệ thống lái trợ lực điện (EPS)

2. Cấu tạo

b) Các cảm biến:
• Cảm biến tốc độ xe:
- gồm 4 loại:
+ loại quang điện
Khi dây congtomet quay làm cánh xẻ rãnh
quay giữ khe đèn led với transittor quang.
Cánh xẻ lần lượt che, thông luồng ánh sáng từ
đèn led tạo chuỗi xung.
1. nối với cáp congtomet; 2. Transittor quang;

3. Cặp quang điện; 4. Bánh có khía rãnh


II. Hệ thống lái trợ lực điện (EPS)

2. Cấu tạo

b) Các cảm biến:
• Cảm biến tốc độ xe:
- gồm 4 loại:
+ loại mạch từ trở MRE (magnetic resistor electronic)

Trục thứ cấp quay làm nam châm gắn ở bánh
răng cảm biến quay sinh ra từ trường tác động
lên mạch MRE tạo ra chuỗi xung.
1. trục thứ cấp hộp số; 2. Bánh răng bị động
3. Cảm biến tốc độ; 4. HIC có gắn MRE bên trong
5. Các vòng từ tính


II. Hệ thống lái trợ lực điện (EPS)

2. Cấu tạo

b) Các cảm biến:
• Cảm biến momen xoắn:
- Gồm 3 loại:
+ loại lõi thép trượt

1. Khi đánh lái qua phải

2. Trung gian
3. Khi đánh lái qua trái
4. Cuộn sơ cấp
5. Cuộn thứ cấp thứ 1
6. Lõi thép trượt
7. Cuộn thứ cấp thứ 2


II. Hệ thống lái trợ lực điện (EPS)

2. Cấu tạo

b) Các cảm biến:
• Cảm biến momen xoắn:
- Gồm 3 loại:
+ loại lõi thép xoay

1. Vành phát hiện số 1
2. Trục sơ cấp
3. Cuộn dây bù
4. Vành phát hiện số 2
5. Cuộn dây phát hiện
6. Vành phát hiện số 3
7. Trục thứ cấp


II. Hệ thống lái trợ lực điện (EPS)

2. Cấu tạo

b) Các cảm biến:
• Cảm biến momen xoắn:
- Gồm 3 loại:
+ loại 4 vành dây

1. vành 2; 2. Thanh xoắn; 3. Vành 1; 4. Trục vào;
5. Vành 1 phần stator; 6. Vành 2 phần stator; 7. Trục ra


II. Hệ thống lái trợ lực điện (EPS)

2. Cấu tạo

c) Mô tơ điện:

Nguyên lý hoạt động: khi đánh lái sang trái hoặc phải cảm biến momen xoắn sẽ xác nhận tính hiệu cùng với cảm
biến tốc độ động cơ sẽ báo về ECU của EPS. Từ đó ECU phân tích và điều chỉnh dòng điện đi đến mô tơ.


II. Hệ thống lái trợ lực điện (EPS)

2. Cấu tạo

c) Mô tơ điện:

Roto

• Là một mô tơ điện 1 chiều được gắn với bộ truyền động của trợ
lực lái.

• Có nhiệm tạo momen trợ lực lái dưới điều khiển của ECU.

• Có kết cấu đơn giản.

Stato


II. Hệ thống lái trợ lực điện (EPS)

2. Cấu tạo

d) Cơ cấu giảm tốc:
Là hệ thống bánh răng gồm các bánh răng thẳng hoặc
nghiêng ăn khớp với nhau theo tỉ số truyền và tốc độ đầu
vào của mô tơ để tạo ra số vòng quay theo yêu cầu.

1. Trục vít; 2. Vỏ trục lái; 3. Khớp nối;
4. Roto; 5. Stato; 6. Trục mô tơ;
7. Trục lái chính; 8. Bánh vít; 9. Vòng bi


II. Hệ thống lái trợ lực điện (EPS)

3. Trình tự làm việc
• Gồm 6 bước:
- trợ lực lái bắt đầu làm việc khi người lái quay vô lăng
- lực tác dụng lên vành lái làm thanh xoắn trong cơ cấu lái quay, cảm biến momen sẽ xác định góc quay của thanh xoắn và gửi thông tin về
cho ECU
- cảm biến góc quay của vô lăng sẽ thông báo góc quay của vành lái và tốc độ đánh lái
- phụ thuộc lực lái, tốc độ chuyển động, tốc độ động cơ, góc quay vô lăng, tốc độ đánh lái ECU sẽ tính toán trợ lực cần thiết và gửi đến mô tơ

- trợ lực lái sẽ tác động lên cơ cấu lái một lực song song với lực đặt lên vành lái
- tổng của lực đặt lên vành lái và lực trợ lực sẽ tác động lên cơ cấu lái để quay vòng xe