Hệ thống lái trợ lực thủy lực điều khiển điện tử

Khoa Cơng Nghệ Ơ Tơ
Tổ bộ mơn : Khung Gầm
HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC THỦY LỰC ĐIỀU
KHIỂN ĐIỆN TỬ
PROGRESSIVE POWER STEERING - PPS
HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC ĐIỆN
ELECTRIC POWER STEERING - EPS


H THNG LI TR LC THY LC
Để tăng khả năng lái
xe,hầu hết các xe ô tô
hiện đại đều có lốp
rộng áp suất thấp để
tăng diện tích tiếp xúc
giữa bề mặt đờng và
lốp xe. Do vậy đòi hỏi
nhiều lực đánh láI hơn.
Nếu tăng tỷ số truyền
của cơ cấu lái thì có
thể giảm đợc lực đánh
lái. Tuy nhiên, điều này
sẽ khiến phải quay vô
lăng nhiều hơn khi xe


HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC THỦY LỰC
HƯ thèng l¸i cã trợ lực sử dụng công suất của
động cơ để dẫn động bơm trợ lực lái tạo áp suất
thuỷ lực. Khi xoay vô lăng, sẽ chuyển mạch một đờng
dẫn dầu tại van điều khiển.

Do đó trợ lực lái giống nhau tại mỗi giải tốc độ.
đó cũng chính là một nhợc điểm.


I. HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC THỦY LỰC ĐIỀU
KHIỂN ĐIỆN TỬ (PPS)
Trợ lực lái cải tiến sử dụng một ECU để
điều khiển lực quay của vô lăng cần thiết
phù hợp với tốc độ của xe.
 Tạo lực lái nhỏ khi tốc độ của xe thấp và
tạo lực lái lớn khi tốc độ của xe cao, để đạt
được cảm giác lái tốt nhất.
 Có hai phương pháp thay đổi lực lái:
+ Hệ thống trợ lực lái cải tiến với sự phân
nhánh của áp suất dầu tác dụng lên piston.
+ Hệ thống trợ lực lái cải tiến kiểu mới thay
đổi moment xoắn của thanh xoắn trong van
điều khiển.



I. HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC THỦY LỰC ĐIỀU
KHIỂN ĐIỆN TỬ (PPS)
A. TR LỰC LÁI CẢI TIẾN (Phân nhánh
áp suất)
Sơ đồ hệ thống PPS trên xe Toyota


I. HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC THỦY LỰC ĐIỀU
KHIỂN ĐIỆN TỬ (PPS)










Van điều khiển mở theo mức độ đánh lái, cho
phép dầu từ bơm đi qua van điều khiển đến
xilanh lực.
Dầu tác dụng lên piston tạo nên trợ lực lái.
Khi xe quay trái hoặc quay phải hướng của áp
suất dầu tác dụng lên piston được thay đổi bởi
van điều khiển.
Để thay đổi lực lái người ta tạo ra một mạch
nhánh để nối buồng bên trái và buồng bên
phải của piston.
Sự thay đổi kích thước của mạch nhánh này
làm thay đổi lượng dầu chảy qua, dẫn đến thay
đổi áp suất dầu tác dụng lên piston và làm
tăng hay giảm mức độ trợ lực lái: ở tốc độ
thấp mạch nhánh bị đóng làm tăng sự trợ lực,


I. HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC THỦY LỰC ĐIỀU
KHIỂN ĐIỆN TỬ (PPS)
Tốc độ thấp

Kích

Tốc độ cao & trung bình

thước của mạch nhánh bị hạn chế khi xe
chạy ở tốc độ thấp nhờ sự hoạt động của van
điện, và tăng khi tốc độ xe tăng.


I. HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC THỦY LỰC ĐIỀU
KHIỂN ĐIỆN TỬ (PPS)





Trợ lực lái cải tiến bao gồm các bộ
phận sau:
Cảm biến tốc độ
ECU trợ lực lái
Van điện từ


I. HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC THỦY LỰC ĐIỀU
KHIỂN ĐIỆN TỬ (PPS)
1. Cảm biến
độ
Cảmtốc
biến tốc
độ được gắn bên trong đồng hồ đo tốc độ,

nó bao gồm một công tắc được đóng ngắt liên tục bởi
chuyển động quay của dây đồng hồ đo tốc độ. Các kiểu
cảm biến tốc độ sau đây đang được sử dụng:
a. Kiểu lưỡi gà
 Nam châm trên cáp đồng hồ đo tốc độ quay và từ
trường của nam châm làm công tắc lưỡi gà đóng và
mở.
 Một đầu của công tắc lưỡi gà được nối đất, đầu kia
được nối với ECU.
 Công tắc lưỡi gà bật và tắt điện áp cung cấp tạo ra
xung tương ứng với sự bật và tắt của công tắc.
 Bốn xung được sinh ra trong mỗi vòng quay của dây. Tốc độ
xe cao hơn thì sẽ sinh ra nhiều xung hơn trong một đơn vị thời
gian


I. HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC THỦY LỰC ĐIỀU
KHIỂN ĐIỆN TỬ (PPS)
1. Cảm biến tốc độ (Kiểu
lưỡi gà)


I. HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC THỦY LỰC ĐIỀU
KHIỂN ĐIỆN TỬ (PPS)
1. Cảm biến tốc độ (Kiểu tế
bào quang điện)


I. HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC THỦY LỰC ĐIỀU
KHIỂN ĐIỆN TỬ (PPS)








Một đóa có xẽ rãnh trên dây đồng hồ tốc độ
quay và tế bào quang điện bị bật tắt do ánh
sáng chiếu đến nó bị gián đoạn liên tục do sự che
khuất của đóa xẽ rãnh.
Khi điện áp cấp lên mạch này, sẽ sinh ra xung
tương ứng với sự bật tắt của tế bào quang điện.
20 xung được sinh ra trong một vòng quay của dây
đồng hồ tốc độ. Nên 1/5 những xung (4 xung) được
sinh ra này là các tín hiệu của tốc độ của xe.
Tốc độ của xe cao hơn thì sinh ra nhiều xung hơn.


I. HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC THỦY LỰC ĐIỀU
KHIỂN ĐIỆN TỬ (PPS)
2. ECU trợ lực
 ECU này
dùng để điều khiển
lái
van điện, nó gởi các tín hiệu
điều khiển tới van điện phù
hợp với các tín hiệu tốc độ
của xe từ cảm biến tốc độ
 Các tín hiệu ra từ ECU thay đổi

hệ số tác dụng của các tín
hiệu xung 250 Hz theo tốc độ xe.
Vì vậy sinh ra tín hiệu có điện
áp cường độ trung bình thay đổi
+ Tốc độ thấp - hệ số tác dụng
thấp - điện áp thấp
+ Tốc độ cao - hệ số tác dụng
cao - điện áp cao


I. HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC THỦY LỰC ĐIỀU
KHIỂN ĐIỆN TỬ (PPS)
3. Van điện
Van điện được gắn trong cơ cấu lái, nó có tác
dụng làm thay đổi kích thước cửa dầu mạch
nhánh nối hai phía của xilanh lực.


I. HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC THỦY LỰC ĐIỀU
KHIỂN ĐIỆN TỬ (PPS)







Ống của van bị kéo khi van bị kích thích bởi
tín hiệu từ ECU trợ lực lái
Hệ số tác dụng của tín hiệu thay đổi khi

tốc độ của xe thay đổi, làm thay đổi điện
áp dẫn đến thay đổi lực điện từ của
cuộn dây theo tốc độ xe.
Vì vậy, mức độ ống bị kéo và kích thước
cửa dầu thay đổi theo tốc độ của xe.
Tốc độ thấp: lực điện từ yếu ống dịch
chuyển ít
Tốc độ cao: lực điện từ lớn ống dịch
chuyển nhiều


I. HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC THỦY LỰC ĐIỀU
KHIỂN ĐIỆN TỬ (PPS)
B. TR LỰC LÁI KIỂU PHẢN LỰC THỦY
LỰC


I. HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC THỦY LỰC ĐIỀU
KHIỂN ĐIỆN TỬ (PPS)
Tốc độ thấp

Tốc độ cao


I. HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC THỦY LỰC ĐIỀU
KHIỂN ĐIỆN TỬ (PPS)









Trợ lực lái cải tiến kiểu phản lực thủy lực sử dụng
một thanh xoắn mỏng hơn so với bình thường để
giảm lực lái cần thiết khi quay vòng tại chỗ hay
chuyển động ở tốc độ thấp.
Tuy nhiên nó sẽ làm cho lực lái cần thiết quá nhỏ
(cảm giác lái quá nhẹ) khi tốc độ xe tăng.
Để tránh hiện tượng này, lực lái cần thiết tăng khi
có thanh xoắn dày hơn. Nhờ buồng phản lực thuỷ
lực để loại bỏ chuyển động quay của trục van điều
khiển bằng hoạt động của 4 piston thuỷ lực.
p suất dầu tác dụng lên buồng thuỷ lực cũng
tăng khi áp suất dầu trong xilanh lực tăng do sự hoạt
động của hệ thống lái.
Trong trợ lực lái kiểu cải tiến kiểu thủy lực phản lực,
lực lái cần thiết thay đổi theo tốc độ xe và sự hoạt
động của vô lăng.


I. HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC THỦY LỰC ĐIỀU
KHIỂN ĐIỆN TỬ (PPS)
Trợ lực lái kiểu phản lực thủy lực bao gồm các bộ
phận sau :

Cảm biến tốc độ


ECU trợ lực lái

Van điện từ

Van chia dòng

Van tiết lưu

Buồng phản lực thủy lực

1. Van
điện từ.
 Van điện được gắn trong vỏ van điều khiển.
Nó thay đổi độ mở của van theo cường độ
dòng điện qua nó, cường độ dòng điện này
phụ thuộc vào tốc độ của xe được gởi từ ECU
trợ lực lái, vì vậy điều khiển được áp suất
dầu tác dụng lên buồng phản lực thủy lực


I. HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC THỦY LỰC ĐIỀU
KHIỂN ĐIỆN TỬ (PPS)


I. HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC THỦY LỰC ĐIỀU
KHIỂN ĐIỆN TỬ (PPS)
2. Van chia
dòng.

 Van này chia

dòng dầu từ
bơm và cấp
đến van quay,
van điện từ và
buồng
phản
 Khi áp suất
lực
dầuthủy
tronglực
xilanh
thủy lực tăng,
van tiết lưu cho
dòng dầu đến
buồng phản
lựcthủy lực vì
vậy tăng aùp


I. HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC THỦY LỰC ĐIỀU
KHIỂN ĐIỆN TỬ (PPS)
3. Van tiết lưu
 Khi áp suất dầu trong xilanh thủy lực tăng, van
tiết lưu cho dòng dầu đến buồng phản lực thủy
lực vì vậy tăng áp suất dầu tác dụng lên
buồng phản lực thủy lực.


I. HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC THỦY LỰC ĐIỀU
KHIỂN ĐIỆN TỬ (PPS)

4. Buồng phản lực
thuỷ lực

 Buồng phản lực thuỷ lực được gắn dưới van
quay. Nó là phòng cao áp bao gồm 4 piston
được
gắn
trong
trục
răng.

Trong
dãi
tốc
độ
từ trung bình đến cao thì
áp suất dầu tác dụng phía sau piston, các
piston bị đẩy ép vào cần của trục van điều
khiển,
khi trục van
điều khiển
quay,
các
piston
tác
dụng
như
một phản
lực
điều

khiển


I. HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC THỦY LỰC ĐIỀU
KHIỂN ĐIỆN TỬ (PPS)
Hoạt động của
hệ thống
 Xe đứng
yên hay chuyển động ôû toác


I. HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC THỦY LỰC ĐIỀU
KHIỂN ĐIỆN TỬ (PPS)
Hoạt động của
hệ thống
 Ở tốc độ trung bình vaø cao.
Phim Hoạt động