Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (9.71 MB, 106 trang )
<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">
<b>THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH</b>
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
<b>TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT </b>
<b> </b>
<b> <sup> </sup> <sup> </sup> </b>
<b> </b>
<b> </b>
<b> KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP</b>
<b>NGÀNH CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT Ơ TƠ</b>
<b>Tp. Hồ Chí Minh, tháng 01/2024</b>
<b>GVHD: ThS. NGUYỄN TRỌNG THỨC SVTH: PHAN MINH NHỰT </b>
<b> TRẦN HỮU VINH </b>
<small>TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH </small>
<small>CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM </small>
<small>Độc lập - Tự do - Hạnh phúc </small>
<b><small>KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC </small></b>
<i><small>TP. Hồ Chí Minh, ngày …. tháng 01 năm 2024 </small></i>
Họ tên sinh viên: 1. PHAN MINH NHỰT MSSV: 19145282
<i> (E-mail: </i> Điện thoại: 0918428307)
<i>(E-mail: Điện thoại 0847028199) </i>
Ngành: Công nghệ Kỹ thuật ô tơ
Khố: K19 Lớp: 19145CL1B
<b>Tên đề tài: </b>
<b>THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MƠ HÌNH TRỢ LỰC LÁI ĐIỆN 1. Nhiệm vụ đề tài: </b>
- Nghiên cứu về hệ thống lái trợ lực điện
- Nghiên cứu về giao tiếp mạng CAN trên hệ thống lái - Nghiên cứu về các linh kiện điện tử
- Nghiên cứu vi điều khiển và lập trình.
- Nghiên cứu giao tiếp vi điều khiển với LabVIEW - Thiết kế và thi cơng mơ hình hệ thống lái trợ lực điện
- Thiết kế mạch giao tiếp vi điều khiển với hệ thống lái trợ lực điện - Viết thuyết minh mơ hình trợ lực lái điện
</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4"><small>TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM </small> <b><small>CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM </small></b>
<i><b><small>Độc lập - Tự do – Hạnh phúc </small></b></i>
<b><small>KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC Bộ mơn Điện tử ơ tơ</small></b>
<i><b>(Dành cho giảng viên hướng dẫn) </b></i>
<b>Tên đề tài: THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÔ HÌNH TRỢ LỰC LÁI ĐIỆN </b>
Ngành đào tạo: Cơng Nghệ Kỹ thuật ô tô
Họ và tên GV hướng dẫn: ThS. NGUYỄN TRỌNG THỨC
<small> ... </small>
<small> ... </small>
<small> ... </small>
<i>2.2 Nội dung đồ án: <small>(Cơ sở lý luận, tính thực tiễn và khả năng ứng dụng của đồ án, các hướng nghiên cứu có thể tiếp tục phát triển) </small></i><small> ... </small>
<small> ... </small>
<small> ... </small>
<small> ... </small>
<i>2.3.Kết quả đạt được: </i><small> ... </small>
</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5"><small> ... ... ... </small>
<i><small>2.4. Những tồn tại (nếu có):</small></i>
<small> ... ... ... </small>
<i><b>3. Đánh giá: </b></i>
<i><b>4. Kết luận: </b></i>
Được phép bảo vệ Không được phép bảo vệ
<i><small>Đ ng format với đ y đủ cả hình thức và nội dung của các mục</small><b><small>10 </small></b></i>
<i><small>Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan của đề tài </small><b><small>10 </small></b></i>
<i><small>Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học và kỹ thuật, hoa </small></i>
<i><b><small>học hội… </small></b></i>
<i><b><small>5 </small></b></i>
<i><small>Khả năng thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá </small><b><small>10 </small></b></i>
<i><small>Khả năng thiết kế chế tạo một hệ thống, thành ph n, hoặc quy trình đáp ứng yêu c u đưa ra với những ràng buộc thực tế. </small></i>
<i><b><small>15 </small></b></i>
<i><small>Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, ph n mềm chuyên ngành… </small><b><small>5 </small></b></i>
<small>3. </small> <i><b><small>Đánh giá về khả năng ứng dụng của đề tài </small></b></i> <b><small>10 </small></b>
</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6"><small>TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM </small> <b><small>CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM </small></b>
<i><b><small>Độc lập - Tự do – Hạnh phúc </small></b></i>
<b><small>KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC Bộ mơn </small>Điện tử ơ tơ</b>
<i><b>(Dành cho giảng viên phản biện) </b></i>
Họ và tên sinh viên: PHAN MINH NHỰT MSSV: 19145282
Họ và tên sinh viên: TRẦN HỮU VINH MSSV: 19145089
<b>Tên đề tài: THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MƠ HÌNHTRỢ LỰC LÁI ĐIỆN </b>Ngành đào tạo: Công nghệ Kỹ thuật ô tô Họ và tên GV phản biện: ThS. NGUYỄN THÀNH TUYÊN Mã GV: 9864 <b>Ý KIẾN NHẬN XÉT </b><i><b>1. Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN: </b></i><small> ... </small>
<small> ... </small>
<small> ... </small>
<small> ... </small>
<i><b>2. Nội dung đồ án: </b><small>(Cơ sở lý luận, tính thực tiễn và khả năng ứng dụng của đồ án, các hướng nghiên cứu có thể tiếp tục phát triển) </small></i><small> ... </small>
<small> ... </small>
<small> ... </small>
<small> ... </small>
<i><b>3. Kết quả đạt được: </b></i><small> ... </small>
</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7"><small> ... </small>
<small> ... </small>
<i><b><small>5. Câu hỏi: </small></b></i><small> ... </small>
<i><small>Đ ng format với đ y đủ cả hình thức và nội dung của các mục</small><b><small>10 </small></b></i>
<i><small>Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan của đề tài </small><b><small>10 </small></b></i>
<i><small>Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học và kỹ thuật, hoa </small></i>
<i><b><small>học hội… </small></b></i>
<i><b><small>5 </small></b></i>
<i><small>Khả năng thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá </small><b><small>10 </small></b></i>
<i><small>Khả năng thiết kế, chế tạo một hệ thống, thành ph n, hoặc quy trình đáp ứng yêu c u đưa ra với những ràng buộc thực tế. </small></i>
<i><b><small>15 </small></b></i>
<i><small>Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, ph n mềm chuyên ngành… </small><b><small>5 </small></b></i>
<small>3. </small> <i><b><small>Đánh giá về khả năng ứng dụng của đề tài </small></b></i> <b><small>10 </small></b>
</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">i
Chúng tơi muốn bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến Ths. Nguyễn Trọng Thức, người thầy luôn hết lòng hướng dẫn, chỉ bảo, động viên và hỗ trợ chúng tơi trong q trình hồn thành đồ án tốt nghiệp.
Chúng tơi xin gửi lời cảm ơn đặc biệt đến Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP HCM, Khoa Đào tạo chất lượng cao, và Khoa Cơ Khí Động Lực vì mơi trường học tập và nghiên cứu chuyên nghiệp mà chúng tôi đã được trải nghiệm.
Chúng tôi rất tự hào và may mắn khi có cơ hội học tập tại một ngơi trường với uy tín và truyền thống như Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP HCM. Chúng tôi chân thành biết ơn Thầy Hà Huy Hồng Hải và các thầy cơ trong Khoa Cơ Khí Động Lực, Khoa Đào tạo chất lượng cao, vì sự giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho chúng tơi trong suốt q trình nghiên cứu và thực hiện đồ án tốt nghiệp.
Chúng tôi nhận thức rõ rằng mặc dù chúng tôi đã nỗ lực và cống hiến hết mình cho dự án nhưng do khối lượng kiến thức quá lớn và thời gian nghiên cứu cịn hạn chế nên vẫn có thể cịn những thiếu sót. Chúng tơi mong nhận được ý kiến góp ý q báu từ q thầy cơ để đồ án có thể được hồn thiện hơn.
Cuối cùng, chúng tơi xin kính chúc q thầy cơ tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP HCM một sức khỏe dồi dào và thành công trong mọi công việc.
</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">ii
Đề tài này trình bày thiết kế mơ hình trợ lực lái, giả lập các tải giao tiếp đọc dữ liệu mạng CAN để có thể hiện thị thơng tin liên quan đến hệ thống lái lên máy tính thơng qua phần mềm LabVIEW
Kết quả đề tài đã thể hiện đầy đủ các tín hiệu cảm biến, hiển thị các giá trị và các đường giá trị lên đồ thị trên máy tính qua phần mềm LabVIEW và hiển thị giá trị của góc đánh lái lên Led 7 đoạn trên sa bàn của mơ hình.
</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">iii
This project presents the design of a power steering assistance model, simulating communication loads to read CAN network data in order to display relevant information about the steering system on a computer using LabVIEW software.
The project results fully demonstrate sensor signals, displaying values and curves on graphs on the computer through LabVIEW software. Additionally, the project displays the steering angle value on a 7-segment LED on the model's dashboard.
</div><span class="text_page_counter">Trang 11</span><div class="page_container" data-page="11"><b>1.2 Đối tượng nghiên cứu ... 2</b>
<b>1.3 Phương pháp nghiên cứu ... 2</b>
<b>1.4 Phạm vi nghiên cứu ... 3</b>
<b>1.5CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT ... 4</b>
<b> Tổng quan về hệ thống trợ lực lái ... 4</b>
<b>2.1 Nhiệm vụ của hệ thống trợ lực lái: ... 4</b>
<b>2.1.1 Nguyên lý hoạt động của hệ thống lái: ... 4</b>
<b>2.1.2 Vô lăng (vành tay lái) ... 4</b>
<b>2.1.3 Trục lái ... 5</b>
<b>2.1.4 Phân loại HTL trợ lực: ... 6</b>
<b>2.1.5 Hệ thống lái của trợ lực thủy lực ... 7</b>
<b>2.2 Tổng quan về cấu trúc của hệ thống lái trợ lực thuỷ lực: ... 7</b>
<b>2.2.1 Mơ hình tốn học hệ thống trợ lực lái thuỷ lực: ... 8</b>
<b>2.2.2 Đặc tính của trợ lực lái: ... 92.2.3</b>
</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12"><b> HTTLL thủy lực với van điện từ ở cổng vào và ra (cổng P và cổng R) của 2.3.3</b>
<b>van trợ lực lái: ... 15 HTTLL thủy lực với phương pháp điều tốc độ bơm TLL: ... 152.3.4</b>
<b> HTTLL điện tử ... 192.4</b>
<b> Phân loại HTTLL điện tử ... 192.4.1</b>
<b> Trợ lực trên trục lái: ... 212.4.2</b>
<b> Trợ lực trên cơ cấu lái: ... 252.4.3</b>
<b> Cảm biến trong hệ thống trợ lực lái điện – điện tử: ... 292.4.4</b>
<b> Sơ đồ mạch điện trợ lực lái e Chevrolet Spar LT 2 14 ... 362.5</b>
<b>CHƯƠNG 3: MẠNG GIAO TIẾP CAN ... 37 Tổng quan về mạng CAN ... 373.1</b>
<b> Tóm tắt về lịch sử mạng CAN ... 373.1.1</b>
<b> Một số khái niệm ... 383.2</b>
<b> Cơ chế giao tiếp ... 413.3</b>
<b> Chuẩn giao thức CAN ... 413.4</b>
<b> Thành phần và tín hiệu trong CAN bus ... 433.5</b>
<b> Thành phần mạng CAN ... 433.5.1</b>
<b> Tín hiệu trên CAN bus ... 443.5.2</b>
<b> Cấu trúc khung CAN (CAN frame) ... 473.5.3</b>
<b>CHƯƠNG 4: LÝ THUYẾT VỀ LINH KIỆN ĐIỆN TỬ VÀ PHẦN MỀM LẬP TRÌNH. ... 48</b>
</div><span class="text_page_counter">Trang 13</span><div class="page_container" data-page="13">vi
<b> Phần mềm lập trình: ... 484.1</b>
<b> Phần mềm LabVIEW. ... 484.1.1</b>
<b> Phần mềm Arduino IDE. ... 484.1.2</b>
<b> Các linh kiện điện tử sử dụng cho mơ hình: ... 494.2</b>
<b> Vi điều khiển ESP32 NodeMCU LuaNode32 ... 494.2.1</b>
<b> Công tắt ... 534.2.2</b>
<b> Led hiển thị ... 534.2.3</b>
<b> TJA1050 CAN Bus Module ... 544.2.4</b>
<b> Cảm biến đo hối lượng Loadcell ... 544.2.5</b>
<b> Mạch Chuyển Đổi ADC 24bit Loadcell HX711 ... 554.2.6</b>
<b> Nguồn 12V ... 564.2.7</b>
<b> Phanh tang trống xe máy ... 574.3</b>
<b>CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MƠ HÌNH TRỢ LỰC LÁI ĐIỆN ... 59 Mơ Tả Mơ Hình ... 595.1</b>
<b> Phần thiết kế khung của mơ hình: ... 595.2</b>
<b> Chế tạo cơ cấu hãm: ... 615.3</b>
<b> Thiết kế sa bàn: ... 635.4</b>
<b> Thiết kế mạch: ... 645.5</b>
<b> Sơ đồ khối ... 645.5.1</b>
<b> Mạch xử lý trung tâm ... 655.5.2</b>
<b> Mạch chuyển đổi giao tiếp CAN TJA1050 ... 655.5.3</b>
<b> Mạch giao tiếp Loadcell ... 665.5.4</b>
<b> Mạch hiển thị ... 665.5.5</b>
<b> Mạch ổn áp ... 665.5.6</b>
<b> Mạch in ... 675.5.7</b>
</div><span class="text_page_counter">Trang 14</span><div class="page_container" data-page="14">vii
<b> Mô hình hồn chỉnh ... 685.6</b>
<b> Thiết kế app trên máy tính ... 685.7</b>
<b> Giao diện App điều khiển ... 695.7.1</b>
<b> Cửa sổ lập trình Block Diagram ... 695.7.2</b>
<b> Phân tích dữ liệu mạng CAN ... 715.8</b>
<b> Đọc dữ liệu góc đánh lái và tốc độ góc đánh lái: ... 715.8.1</b>
<b> Giả lập tín hiệu tốc độ động cơ cho mạng CAN ... 725.8.2</b>
<b> Giả lập dữ liệu tốc độ xe cho mạng CAN ... 725.8.3</b>
<b>CHƯƠNG 6: VẬN HÀNH MƠ HÌNH ... 73 Khởi động ... 736.1</b>
<b> Tiến hành vận hành ... 736.2</b>
<b> Ở vị trí góc đánh lái bằng 0 ... 736.2.1</b>
<b> Khi đánh lái sang phải ... 746.2.2</b>
<b> Khi đánh lái sang trái ... 746.2.3</b>
<b> Khi đánh lái vượt quá số vòng cho phép ... 756.2.4</b>
<b> Giao tiếp với máy tính ... 756.3</b>
<b> Giao diện giao tiếp ... 756.3.1</b>
<b> Đồ thị các dữ liệu theo thời gian ... 766.3.2</b>
<b> Tiến hành thực hiện giao tiếp và thao tác điều khiển trên phần mềm ... 766.3.3</b>
<b> Kết luận ... 826.3.4</b>
<b>CHƯƠNG 7: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI ... 83 Kết luận ... 837.1</b>
<b> Hướng phát triển đề tài ... 837.2</b>
<b>TÀI LIỆU THAM KHẢO ... 84</b>
</div><span class="text_page_counter">Trang 15</span><div class="page_container" data-page="15">viii
</div><span class="text_page_counter">Trang 16</span><div class="page_container" data-page="16">DC : Direct Current ( Dòng điện 1 chiều )
LED : Light Emitting Diode ( Diode phát quang )
</div><span class="text_page_counter">Trang 17</span><div class="page_container" data-page="17">x
<b>Hình 2.1: Sơ đồ tổng quan HTTLL thủy lực ... 7</b>
<b>Hình 2.2: Biểu đồ khối của mơ hình tốn học HTTLL ... 8</b>
<b>Hình 2.3: Đồ thị đặc tính trợ lực ... 9</b>
<b>Hình 2.4: Biểu đồ của HTTLL thủy lực với van điện từ được gắn trực tiếp trên bơm trợ </b>lực. ... 10
<b>Hình 2.5: Bơm TLL và van điện từ... 11</b>
<b>Hình 2.6: Biểu đồ hệ thống lái điều chỉnh hệ số trợ lái tại van trợ lực ... 12</b>
<b>Hình 2.7: Biểu đồ mạch cầu thủy lực... 12</b>
<b>Hình 2.8: Vị trí đặt van điện từ ... 13</b>
<b>Hình 2.9: Biểu đồ mạch dầu ... 14</b>
<b>Hình 2.10: Mối quan hệ giữa áp suất dầu và mô men TLL ... 14</b>
<b>Hình 2.11: Nguyên lý điều chỉnh hệ số trợ lực bằng van điện từ tại cổng vào ra ... 15</b>
<b>Hình 2.12: : HTTL thủy lực điều chỉnh biến đổi tốc độ của động cơ điều khiển bơm ... 17</b>
<b>Hình 2.13: Cấu tạo motor bước... 18</b>
<b>Hình 2.14: HTTLL điện – điện tử với motor trợ lực đặt tại trục lái ... 20</b>
<b>Hình 2.15: : HTTLL điện – điện tử với motor trợ lực đặt tại HTL và được thiết kế rời .. 20</b>
<b>Hình 2.16: HTTLL điện – điện tử với motor trợ lực đặt tại HTL và được thiết kế liền ... 21</b>
<b>Hình 2.17: HTTLL điện – điện tử trợ lực trên trục lái ... 22</b>
<b>Hình 2.18: Biểu đồ tổng quan của HTTLL điện trên trục lái ... 23</b>
<b>Hình 2.19: Vị trí những cụm và Tablơ hiển thị đèn báo lỗi P/S ... 23</b>
<b>Hình 2.20: Biểu đồ điều chỉnh tổng quan của ECU trợ lực lái điện ... 24</b>
<b>Hình 2.21: Mơ hình tốn học của HTTLL trên trục lái ... 25</b>
<b>Hình 2.22: Sơ đồ trợ lực lái điện – điện tử trên cơ cấu lái ... 26</b>
<b>Hình 2.23: Các bộ phận của motor và cảm biến góc quay ... 26</b>
<b>Hình 2.24: Cụm motor và trục vít, thanh răng và cảm biến góc quay ... 27</b>
<b>Hình 2.25: Sơ đồ tổng quan về HTTLL ... 27</b>
<b>Hình 2.26: Tín hiệu quan trọng để kiểm sốt mơ tơ trợ lực... 28</b>
<b>Hình 2.27: Biểu đồ khối của mơ hình tốn học của HTLTL trên cơ cấu lái ... 28</b>
<b>Hình 2.28: Cấu tạo và tín hiệu của cảm biến tốc độ đánh lái ... 29</b>
</div><span class="text_page_counter">Trang 18</span><div class="page_container" data-page="18">xi
<b>Hình 2.29: Cảm biến tốc độ đánh lái (góc đánh lái) loại Hall ... 30</b>
<b>Hình 2.30: Đặc tính, vị trí làm việc của cảm biến mơ men lái loại lõi thép trượt ... 31</b>
<b>Hình 2.31: Cấu trúc và đặc tính của cảm biến mơ men lái loại lõi thép xoay ... 32</b>
<b>Hình 2.32: Cảm biến mơ men lái loại 4 vành dây ... 32</b>
<b>Hình 2.33: Sơ đồ nguyên lý và xung của cảm biến mô men lái loại 4 vành dây ... 33</b>
<b>Hình 2.34: Ba loại cảm biến tốc độ ơ tơ ... 34</b>
<b>Hình 2.35: Cảm biến tốc độ ơ tơ loại MRE ... 35</b>
<b>Hình 2.36: Mạch điện trợ lực lái điện xe Chevrolet Spark LT sản xuất năm 2014 ... 36</b>
<b>Hình 3.1: Tham số về tốc độ bit ... 39</b>
<b>Hình 3.2: Lớp giao thức trong CAN ... 42</b>
<b>Hình 3.3: Chức năng các lớp giao thức trong CAN ... 42</b>
<b>Hình 3.4: Cấu trúc bus và Node của mạng CAN ... 44</b>
<b>Hình 3.5: Điện áp trên đường CAN_H và CAN_L khi truyền dữ liệu CAN tốc độ cao .. 45</b>
<b>Hình 3.6: Xác định mức điện áp logic thơng qua sự sai lệch giữa CAN_L và CAN_H .. 45</b>
<b>Hình 3.7: Điện áp trên đường CAN_H và CAN_L khi truyền dữ liệu CAN tốc độ thấp 46Hình 3.8: Giá trị điện áp trên hai dây CAN_H vá CAN_L ... 46</b>
<b>Hình 4.1: ESP32 NodeMCU LuaNode32 ... 49</b>
<b>Hình 4.2: Sơ đồ các chân của ESP32 NodeMCU LuaNode32 ... 50</b>
<b>Hình 4.3: Module LED 7 Đoạn 0.36inch Đồng Hồ TM1637 ... 53</b>
<b>Hình 4.4: TJA1050 CAN Bus Module ... 54</b>
<b>Hình 4.5: Cảm biến Loadcell 20kg ... 55</b>
<b>Hình 4.6: Mạch Chuyển Đổi ADC 24bit Loadcell HX711 ... 56</b>
<b>Hình 4.7: Ắc Quy GS MF 46B24L (12V-45AH) ... 56</b>
<b>Hình 4.8: Kết cấu phanh tang trống xe máy ... 58</b>
<b>Hình 5.1: Hình chiếu bằng khung của mơ hình trợ lực lái... 59</b>
<b>Hình 5.2: Hình chiếu cạnh khung của mơ hình trợ lực lái ... 60</b>
<b>Hình 5.3: Khung 3D của mơ hình trợ lực được thiết kế trên Solidworks ... 60</b>
<b>Hình 5.4: Khung của mơ hình trợ lực hồn chỉnh ... 61</b>
<b>Hình 5.5: Sơ đồ khối bộ tạo mơ men cản ... 61</b>
<b>Hình 5.6: Kết cấu bộ tạo mơ men cản. ... 62</b>
</div><span class="text_page_counter">Trang 19</span><div class="page_container" data-page="19">xii
<b>Hình 5.7: Bộ phận siết đê tạo ra lực hãm. ... 62</b>
<b>Hình 5.8: Cơ cấu hãm lực sau khi hồn thiện ... 63</b>
<b>Hình 5.9: Thiết kế sa bàn trên phần mềm CorelDRAW ... 63</b>
<b>Hình 5.10: Sa bàn thực tế ... 64</b>
<b>Hình 5.11: Sơ đồ tổng qt mạch điều khiển mơ hình ... 64</b>
<b>Hình 5.12: Mạch xử lý trung tâm ... 65</b>
<b>Hình 5.13: Mạch chuyển đổi giao tiếp CAN TJA1050 ... 65</b>
<b>Hình 5.14: Mạch giao tiếp Loadcell ... 66</b>
<b>Hình 5.15: Mạch 4 LED 7 đoạn hiển thị ... 66</b>
<b>Hình 5.16: Mạch ổn áp 5V ... 66</b>
<b>Hình 5.17: Mạch in lớp trên và lớp dưới ... 67</b>
<b>Hình 5.18: Mạch sau khi gia cơng ... 67</b>
<b>Hình 5.19: Mơ hình sau khi đã hồn thiện xong ... 68</b>
<b>Hình 5.20: Giao diện App điều khiển và hiển thị trên máy tính ... 69</b>
<b>Hình 5.21: Khởi tạo giao tiếp ... 69</b>
<b>Hình 5.22: Khối gửi dữ liệu từ máy tính ... 70</b>
<b>Hình 5.23: Khối nhận dữ liệu và hiển thị ... 70</b>
<b>Hình 5.24: Khối đóng cổng ... 71</b>
<b>Hình 5.25: Chuỗi dữ liệu để phân tích góc đánh lái và tốc độ góc đánh lái ... 71</b>
<b>Hình 5.26: Chuỗi dữ liệu để phân tích tốc độ động cơ ... 72</b>
<b>Hình 5.27: Chuỗi dữ liệu để phân tích tốc độ xe ... 72</b>
<b>Hình 6.1: Mơ hình được cấp nguồn và sẵn sàng hoạt động ... 73</b>
<b>Hình 6.2: Mơ hình khi vơ lăng ở vị trí góc đánh lái bằng 0 ... 73</b>
<b>Hình 6.3: Mơ hình khi vơ lăng được đánh lái sang phải ... 74</b>
<b>Hình 6.4: Mơ hình khi vơ lăng được đánh lái sang trái ... 74</b>
<b>Hình 6.5: Mơ hình khi vô lăng được đánh lái vượt giá trị cho phép ... 75</b>
<b>Hình 6.6: Giao diện giao tiếp với máy tính qua phần mềm LabVIEW ... 76</b>
<b>Hình 6.7: Đồ thị của các đường dữ liệu theo thời gian ... 76</b>
<b>Hình 6.8: Vị trí chọn cổng COM và nút bấm để thực hiện giao tiếp ... 77</b>
<b>Hình 6.9: Giao diện người dùng khi chưa đánh lái ... 78</b>
</div><span class="text_page_counter">Trang 20</span><div class="page_container" data-page="20">xiii
<b>Hình 6.10: Giá trị góc đánh lái hiển thị trên sa bàn ... 78</b>
<b>Hình 6.11: Giao diện người dung khi đánh lái sang phải ... 79</b>
<b>Hình 6.12: Giá trị góc đánh lái hiển thị trên sa bàn khi đánh lái sang phải ... 79</b>
<b>Hình 6.13: Giao diện người dùng khi đánh lái sang trái ... 80</b>
<b>Hình 6.14: Giá trị góc đánh lái hiển thị trên sa bàn khi đánh lái sang trái ... 80</b>
<b>Hình 6.15: Giá trị góc đánh lái hiển thị trên sa bàn khi đánh lái sang phải ... 81</b>
<b>Hình 6.16: Giá trị góc đánh lái hiển thị trên sa bàn khi đánh lái sang trái ... 82</b>
</div><span class="text_page_counter">Trang 21</span><div class="page_container" data-page="21">xiv
<b>Bảng 4.1: Thông số kỹ thuật Module LED 7 Đoạn 0.36inch Đồng Hồ TM1637 ... 54</b>
<b>Bảng 4.2: Thông số kỹ thuật TJA1050 CAN Bus Module ... 54</b>
<b>Bảng 4.3: Thông số kỹ thuật Loadcell 20kg ... 55</b>
<b>Bảng 4.4: Thông số kỹ thuật Mạch Chuyển Đổi ADC 24bit Loadcell HX711 ... 56</b>
<b>Bảng 4.5: Thông số kỹ thuật ắc quy GS MF 46B24L (12V-45AH) ... 57</b>
</div><span class="text_page_counter">Trang 22</span><div class="page_container" data-page="22">1
Hiện nay, các ngành công nghiệp đang ngày một hiện đại và phát triển vượt bậc so với trước đây, các hệ thống điện tử và cơ khí trong các phương tiện di chuyển đang được hiện đại hóa và cải thiện liên tục để phục vụ yêu cầu của người sử dụng. Trong đó, một giải pháp nhằm tăng cường hiệu suất đánh lái góp phần giúp người lái thoải mái và dễ chịu hơn khi xe hoạt động ở tốc độ thấp và trải nghiệm lái thật hơn lúc ô tô hoạt động tốc độ cao là hệ thống lái trợ lực điện (Electronic Power Steering-EPS). Việc này làm cho người điều khiển ô tô cảm thấy ổn định và an tâm hơn khi tham gia giao thông và tiết kiệm nhiên liệu của phương tiện.
Ngành công nghệ ô tô ngày một phát triển vượt bậc và bền vững, đa số là việc áp dụng công nghệ điện và điện tử để thay thế những HTDK khí nén, thủy lực và cơ khí. Hệ thống lái trợ lực bằng điện, còn được gọi là EPS ( Electric Power Steering). Công nghệ này hiện đang được áp dụng rộng rãi trên hầu hết các hãng xe trên toàn cầu và tại Việt Nam.
Hệ thống lái EPS sử dụng điện năng từ ắc quy và làm các nhiệm vụ trợ lực tương đương các hệ thống lái trợ phổ biến. Hơn nữa, nó mang đến nhiều lợi ích xuất sắc so với các hệ thống trợ lực trước đó:
+ Hệ thống lái EPS có ưu điểm là kích thước khá nhỏ, thuận tiện cho việc sửa chửa và lắp đặt.
+ Một vài nghiên cứu chỉ ra rằng, năng lượng nhiên liệu đỡ hao phí khoảng 5 đến 8 phần trăm đối với cùng một xe được lắp đặt hệ thống lái trợ lực thủy lực HPS.
+ Hệ thống EPS không chịu ảnh hưởng bởi tốc độ vòng quay của động cơ.
+ Bởi vì có thể truyền được nhiều dữ liệu đến những mạch điều khiển và thực hiện những chương trình, phần mềm đã thiết lập ở trong ECU điều khiển lái trợ lực điện qua đó làm nâng cao việc thích nghi trong các điều kiện vận hành khác nhau của hệ thống lái do đó hỗ trợ kiểm sốt hệ thống tốt hơn.
</div><span class="text_page_counter">Trang 23</span><div class="page_container" data-page="23">2 + Động cơ nhiệt có năng lượng sử dụng dư được tích trữ vào ắc quy để hỗ trợ việc trợ lực
lái cho điều khiển ô tô. Điều này giúp động cơ ít tiêu thụ nhiên liệu hơn.
+ Các đèn báo giúp người lái quản lý nghiêm việc vận hành của hệ thống lái và nâng cao an toàn trong suốt q trình hoạt của ơ tơ.
+ Do hệ thống trở nên phức tạp hơn do sử dụng các công nghệ điện tử, người sử dụng phải kiểm tra và bảo dưỡng hệ thống phát điện tối ưu hơn (ắc quy, máy phát điện,...).
Thiết kế một mơ hình hệ thống lái trợ lực điện hiện đại truyền được thông tin và giao tiếp được với máy tính, nhằm hỗ trợ giảng dạy cải tiến hệ thống lái trợ lực điện hồn thiện hơn.
Xây dựng một cơng cụ hỗ trợ việc học và nghiên cứu cho sinh viên khi họ thực tập tại xưởng. Hiểu rõ về cấu tạo, nguyên lý hoạt động của hệ thống trợ lực lái điện.
Hỗ trợ cải tiến cách giảng dạy và công cụ thực hành để làm cho quá trình đào tạo trở nên hiệu quả hơn.
Tìm hiểu cấu tạo, nguyên lý hoạt động và điều khiển của hệ thống trợ lực lái điện.
Thiết kế hệ thống trợ lực lái điện.
Áp dụng đa dạng các phương thức nghiên cứu, bao gồm việc đọc tài liệu, thu thập thông tin về hệ thống trợ lực lái điện, học hỏi từ kinh nghiệm của các giảng viên, nghiên cứu các mơ hình đã có về việc chế tạo một mơ hình. Đồng thời, sử dụng phương pháp quan sát và thực nghiệm để xây dựng mơ hình và biên soạn tài liệu hướng dẫn một cách rõ ràng và dễ hiểu.
</div><span class="text_page_counter">Trang 24</span><div class="page_container" data-page="24">3
Đề tài chỉ tập trung nghiên cứu về hệ thống lái trợ lực điện trên xe Chevrolet Spark LT sản xuất năm 2014 và giao tiếp mạng CAN với hệ thống này.
</div><span class="text_page_counter">Trang 25</span><div class="page_container" data-page="25">4
Khi xe hoạt động trên đường dài, HTL trợ lực giúp người lái giảm mệt mỏi do ít phải làm việc nhiều. Sử dụng trợ lực lái nhằm cải thiện độ an toàn trong quá trình chuyển động của xe khi xảy ra các sự cố ở bánh xe như nổ lốp, hết khí nén trong lốp và giảm va đập truyền từ bánh xe lên vành tay lái. Điều này đặc biệt quan trọng khi lái xe ở tốc độ cao.
Đa số những ô tô hiện đại đều trang bị lốp rộng với áp suất thấp để gia tăng diện tích tiếp xúc với mặt đường. Điều này làm cho chuyển động trở nên êm dịu hơn. Do đó, cần một lực đánh lái lớn hơn.
Gia tăng tỷ số truyền của hệ thống lái có thể giảm cường độ lực đánh lái. Tuy nhiên, trong quá trình xe quay vịng, điều này có thể dẫn đến khả năng khơng thể thực hiện quay vịng ngoặc gấp do u cầu phải quay vơ lăng nhiều hơn.
Vì vậy, trợ lực lái cần thiết để giữ HTL nhạy trong khi vẫn sử dụng lực lái nhỏ.
Khi tay lái thu nhận tác động của người lái, nó sẽ chuyển động mô men và hướng mà người lái đang tác động đến trục lái. Trục lái sau đó truyền động chuyển động từ HTL đến bánh xe điều hướng, giúp xe di chuyển theo hướng được người lái kiểm soát. Hệ thống lái của mỗi loại xe cụ thể phụ thuộc vào cấu trúc tổng thể của chiếc xe và loại xe đó.
Để quay đầu xe, người lái ô tô cần dùng một lực lên vơ lăng. Song song đó, cần một phản lực phát sinh từ mặt đường hướng lên một góc vng với bánh xe. Để quay xe đúng cách, bánh xe dẫn hướng cần quay quanh một tâm xoay tức thời khi thực hiện quay.
Vành tay lái, đặt trên buồng lái, đóng vai trị quan trọng trong việc nhận mô men quay từ người lái và chuyển nó đến trục lái.
</div><span class="text_page_counter">Trang 26</span><div class="page_container" data-page="26">5 Bên cạnh nhiệm vụ chính, vơ lăng cịn đóng vai trị là khơng gian tích hợp cho các thành phần quan trọng như cơng tắc cịi, cơng tắc đèn, và túi khí, nhằm đảm bảo an tồn cho người lái trong trường hợp xảy ra sự cố như tai nạn và các tình huống nguy hiểm khác.
Mặc dù hầu hết các hệ thống lái ngày nay được trang bị bộ trợ lực lái, nhưng vẫn cần đảm bảo rằng vô lăng có độ chắc chắn đủ để truyền mơ men, ngay cả khi bộ trợ lực gặp sự cố.
Bên cạnh các yếu tố chức năng, vành tay lái cũng phải được thiết kế với quan điểm về tính thẩm mỹ để làm đẹp cho ngoại hình của xe.
Trục lái đóng vai trị quan trọng trong cấu trúc của hệ thống lái, có nhiệm vụ chính là truyền động mô men lái từ vô lăng tới cơ cấu lái. Một trục lái đơn giản bao gồm trục lái và các bộ phận che phủ trục lái.
Trong các ôtô hiện đại, cấu trúc của trục lái trở nên phức tạp hơn, cho phép điều chỉnh độ nghiêng của bánh lái hoặc rút ngắn trục lái khi có va chạm, nhằm giảm bớt tác động tiêu cực đối với người lái trong trường hợp xảy ra tai nạn.
Bên cạnh chức năng truyền động, trục lái còn là vị trí lắp đặt của nhiều bộ phận khác trên ôtô, bao gồm cần điều khiển hệ thống đèn, cần điều khiển gạt nước, cần điều khiển hộp số, hệ thống dây điện và các kết nối điện khác. Đây tạo thành một hệ thống tích hợp để điều khiển và quản lý các chức năng của xe.
Trục lái thực hiện chức năng truyền động quay từ vành tay lái đến cơ cấu lái. Đầu trên của trục lái thường được trang bị ren và then hoa để kết nối và cố định vô lăng lái lên trục lái, trong khi đầu dưới của trục lái liên kết với trục đầu vào của cơ cấu lái.
Trục lái có thể được tạo thành từ một đoạn trục đơn hoặc kết hợp nhiều đoạn trục mà nối với nhau. Ngồi ra, trục lái cũng có khả năng liên kết với trục đầu vào của cơ cấu lái
</div><span class="text_page_counter">Trang 27</span><div class="page_container" data-page="27">6 thông qua các loại khớp nối như khớp nối kiểu cardan, khớp nối mềm, và đôi khi sử dụng khớp nối kiểu chốt.
Ngày nay, đa số ô tô đều có HTL trợ lực với nhiều phương pháp trợ lực khác nhau. được phân ra làm hai kiểu chính:
- Kiểu TL thủy lực đơn giản
- Kiểu TL được vận hành bằng điện – điện tử
Có thể tóm tắt các cách điều khiển của hai nhóm trên như sau:
<b>+ Kiểm soát lưu lượng (Flow Control): Phương pháp này mở đường tắt cho dầu bơm trở </b>
về đường hồi dầu bằng cách mở van solenoid ở vị trí cửa ra của bơm. Khi xe đang di chuyển ở tốc độ cao, ECU kích hoạt van điện từ để mở ra. Điều này giúp giảm lưu lượng dầu đến van trợ lái và xi lanh trợ lái, từ đó cải thiện trải nghiệm lái xe. Giảm độ cản mạch giữa xi lanh trợ lái và bơm không chỉ giảm áp lực cần thiết cho hệ thống trợ lái mà cịn tối ưu hóa khả năng phản hồi và lực phản lái tại điểm thăng bằng. Điều này xảy ra vì lưu lượng dầu thủy lực được giảm khi lái xe ở tốc độ cao, tạo ra sự cân bằng lý tưởng giữa tỷ lệ phản hồi và lực phản lái.
+ Kiểm sốt dịng chảy qua xy-lanh trợ lái (CB): Ở cách thức tiếp cận này, hai khoang cửa của xy lanh trợ lái được thiết lập thông qua việc sử dụng một van điện và một mạch rẽ. ECU điều khiển thời gian mở van điện dựa trên tốc độ di chuyển của xe. Kết quả là, trải nghiệm lái xe sẽ được cải thiện và áp suất dầu trong xy-lanh trợ lái giảm đi. Ngồi ra, hệ thống cịn đảm bảo sự cân bằng giữa lượng phản hồi lái và lực cản lái, tương tự như cách kiểm soát lưu lượng.
+ Điều khiển đặc tính van (VCC) được thực hiện thông qua việc giới hạn áp suất điều khiển bằng cách sử dụng cơ cấu van xoay, chia lượng và áp suất dầu cung cấp cho xy-lanh trợ lái thành hai phần: phần thứ hai và thứ ba. Phần thứ tư, dưới tác động của tín hiệu từ động cơ, điều khiển dòng dầu giữa phần thứ hai và thứ ba của van để điều chỉnh tỷ lệ trợ lái, từ đó tối ưu hóa hiệu suất lái xe. Hệ thống biểu hiện khả năng phản hồi tốt
</div><span class="text_page_counter">Trang 28</span><div class="page_container" data-page="28">7 nhờ vào cấu trúc đơn giản và hiệu suất của dòng dầu từ bơm đến xy-lanh trợ lái. Van điện từ mở hoàn toàn khi dòng điện đạt 0,3A, làm cho nó phù hợp với các phương tiện di chuyển ở tốc độ cao.
+ Kiểm soát phản lực dầu (HRF): Trong phương pháp này, cơ cấu sử dụng dầu để tạo ra lực phản lực đặt ở van xoay, hay còn được gọi là van trợ lực. Van điều khiển phản lực dầu điều chỉnh áp suất dầu cung cấp cho khoang phản lực dựa trên tốc độ di chuyển của xe.
Hình 2-1 mô tả tổng quan về hệ thống trợ lực thuỷ lực, bao gồm nhiều thành phần quan trọng như vành lái, trục lái, bình chứa dầu, bơm trợ lực, cơ cấu lái, van điều khiển, xy lanh trợ lực, và hệ thống ống dẫn dầu thủy lực.
<i><b>Hình 2.1: Sơ đồ tổng quan HTTLL thủy lực </b></i>
</div><span class="text_page_counter">Trang 29</span><div class="page_container" data-page="29"><i><b>Hình 2.2: Biểu đồ khối của mơ hình tốn học HTTLL </b></i>
1- Vô lăng; 2- Trục lái chính; 3- Cơ cấu lái; 4- Dẫn động lái; 5a, 5b – Bánh xe dẫn hướng; 6- Xi lanh trợ lực;
P<sub>1</sub> - Lực quay vịng của người lái đặt trên vơ lăng.
P<sub>2</sub> - Lực trên ngõng lái (hoặc thanh răng).
P<sub>3-1 </sub>, P<sub>3-2 </sub>- Lực cản quay vòng các bánh xe.
M<sub>1</sub> – Mô men do người lái tác động vào trục lái.
Trong biểu đồ toán học (Hình 2.2) của HTL lực thuỷ lực, có sự thêm vào phần tử 6 được gọi là phần tử trợ lực. Phần tử trợ lực này tạo ra một lực P<sub>TL</sub>, ảnh hưởng đến cơ cấu lái để hỗ trợ lực lái của người ngồi lái. Do đó, cơ cấu lái trở thành một bộ phận tổng hợp của hai lực chính: lực do mơ men M<sub>1</sub> chuyển hố từ lực của người lái P<sub>1</sub> và lực P<sub>TL</sub> phát sinh từ phần tử trợ lực. Cả hai giá trị này đều thay đổi theo lực cản quay vòng của xe.
</div><span class="text_page_counter">Trang 30</span><div class="page_container" data-page="30">9
Trong quá trình phát triển HTTLL, có khả năng lựa chọn chế độ điều khiển sao cho lực lái P<sub>1</sub> trên vơ lăng ở vị trí P<sub>Cmax</sub> tương đối nhỏ, trong khoảng (3 - 5) kg. Tuy nhiên, nếu đặc tính này khơng thay đổi, tình trạng mất cảm giác lái sẽ xảy ra ở tốc độ cao. Điều này là do khi xe di chuyển nhanh, lực cản quay vòng giảm và lực đặt trên vành tay lái giảm đáng kể, gây mất cảm giác về bề mặt đường cho người lái.
Do đó, trong các HTL trợ lực hiện đại, chiều kiểm soát thường được điều chỉnh sao cho hệ số trợ lực lái thay đổi. Nói cách khác, ở tốc độ cao, việc giảm phần lực P<sub>TL</sub>, thậm chí có thể giảm xuống 0, được thực hiện để mô phỏng việc hệ thống trợ lực không hoạt động. Điều trên được biểu diễn qua nhiều đặc tính trợ lực khác nhau (các đường tia trên đồ thị đặc tính trợ lực lái, thấy trong hình 2.3).
<i><b>Hình 2.3: Đồ thị đặc tính trợ lực </b></i>
</div><span class="text_page_counter">Trang 31</span><div class="page_container" data-page="31">Sơ đồ cấu trúc hệ thống thủy lực và bơm trợ lực lái
<i><b>Hình 2.4: Biểu đồ của HTTLL thủy lực với van điện từ được gắn trực tiếp trên bơm trợ </b></i>
<i>lực. </i>
</div><span class="text_page_counter">Trang 32</span><div class="page_container" data-page="32">11
<i><b>Hình 2.5: Bơm TLL và van điện từ </b></i>
Trong phương pháp trên, van điện từ được điều khiển bởi một bộ điều khiển trợ lực lái (PS - ECU), điều chỉnh độ mở của van từ cửa cấp đến cửa hồi dầu dựa trên tốc độ di chuyển của ô tô. Do đó, áp suất trong hệ thống trợ lực lái giảm theo tốc độ di chuyển của ô tơ. Tín hiệu về tốc độ của ơ tơ được thu thập thông qua cảm biến tốc độ ô tô được đặt ở trục thứ cấp của hộp số.
Van TLL được xây dựng dựa trên nguyên lý mạch cầu thuỷ lực với 6 cửa chính:
+ Cửa P: Cửa dầu từ bơm trợ lực đến.
+ Cửa R: Cửa dầu từ van trợ lực về bình dầu.
+ Cửa A và cửa B: Cửa dầu đến hai phía của piston xi lanh trợ lực.
+ Cửa C và cửa D: Cửa dầu đến van điện từ.
Van điện từ được điều khiển thông qua một chuỗi xung với tỷ lệ thường trực biến đổi từ bộ điều khiển trợ lực lái (PS - ECU). Đối với van điện từ mở lớn ở tốc độ cao, sẽ xảy ra hiện tượng cản trở dòng dầu từ cửa B của van (nghĩa là từ một phía của piston trong xi
</div><span class="text_page_counter">Trang 33</span><div class="page_container" data-page="33">12 lanh trợ lực) hồi về thùng dầu. Điều này gây ra sự cản trở trong việc di chuyển của piston trong xi lanh TLL. Hậu quả là HTTLL trở nên ít nhạy và cảm giác lái nặng hơn ở tốc độ cao
<i><b>Hình 2.6: Biểu đồ hệ thống lái điều chỉnh hệ số trợ lái tại van trợ lực </b></i>
<i><b>Hình 2.7: Biểu đồ mạch c u thủy lực </b></i>
</div><span class="text_page_counter">Trang 34</span><div class="page_container" data-page="34">13
<i><b>Hình 2.8: Vị trí đặt van điện từ </b></i>
</div><span class="text_page_counter">Trang 35</span><div class="page_container" data-page="35">14
<i><b>Hình 2.9: Biểu đồ mạch d u </b></i>
<i><b>Hình 2.10: Mối quan hệ giữa áp suất d u và mô men TLL </b></i>
</div><span class="text_page_counter">Trang 36</span><div class="page_container" data-page="36"><i><b>Hình 2.11: Nguyên lý điều chỉnh hệ số trợ lực bằng van điện từ tại cổng vào ra </b></i>
Ở trường hợp này, bơm trợ lực lái không được dẫn động thông qua dây đai từ động cơ, mà thay vào đó được điều khiển bằng một động cơ điện, được kiểm soát bởi PS - ECU.
</div><span class="text_page_counter">Trang 37</span><div class="page_container" data-page="37">16 Tốc độ của bơm phụ thuộc vào hai yếu tố chính: tốc độ của xe và tốc độ đánh lái của người điều khiển. Cả hai yếu tố này đều được phản ánh qua hai tín hiệu, đó là tín hiệu từ cảm biến tốc độ ô tô và cảm biến góc đánh lái. Có hai phương pháp điều khiển tùy thuộc vào loại động cơ điều khiển bơm trợ lực.
(a) Sơ đồ hệ thống
(b) Cấu trúc và tín hiệu ra
</div><span class="text_page_counter">Trang 38</span><div class="page_container" data-page="38">17 (c) Sơ đồ tổng quát hệ thống
<i><b>Hình 2.12: : HTTL thủy lực điều chỉnh biến đổi tốc độ của động cơ điều khiển bơm </b></i>
Hệ thống trợ lực lái sử dụng motor điện một chiều thơng thường (với cổ góp và chổi than) để dẫn động bơm của trợ lực lái. Biến đổi tốc độ của bơm trợ lực lái dẫn đến thay đổi lưu lượng và áp suất trong hệ thống, từ đó ảnh hưởng đến hệ số trợ lực lái. Hiện nay, với sự phát triển mạnh của kỹ thuật lập trình trong các hệ thống điều khiển xe ôtô, các HTL trợ lực thủy lực được chuyển đổi sang sử dụng motor bước (khơng có cổ góp và chổi than) để động bơm trợ lực lái.
</div><span class="text_page_counter">Trang 39</span><div class="page_container" data-page="39">18
<i><b>Hình 2.13: Cấu tạo motor bước </b></i>
1- Giắc điện; 2- Hộp điều khiển; 3- Phớt; 4- Vịng bi; 5- Trục; 6- Nắp che; 7- Rơ to có nam châm; 8- Stato; 9- Bộ phân phối; 10- Vòng bi;
HTTLL này đã dùng một motor điện áp 12 V không chổi than để đưa động bơm thuỷ lực. Tốc độ của bơm được điều khiển để tăng lên cao khi người lái thực hiện đánh lái. Điều này nhằm mục đích tránh tiêu thụ năng lượng không cần thiết trong hầu hết thời gian khi lái xe. Phương pháp sử dụng điều khiển motor được thực hiện thông qua hệ thống điện tử, không sử dụng chổi than và khơng có cổ góp. Do đó, tồn bộ hệ thống được thiết kế không phải bảo dưỡng.
Hơn 85% các tình huống lái xe ơ tơ, bơm trợ lực lái hoạt động ở tốc độ chờ và tiêu thụ dòng điện bé hơn 4A. Bên cạnh đó, tốc độ bơm có thể tăng lên nhanh dần và chạm đến tốc độ tối đa khi đánh lái khẩn cấp. Hệ thống trên thuộc vào dạng điều khiển tốc độ liên tục. Việc dùng motor không chổi than không chỉ tăng cường độ tin cậy mà làm gia tăng thời gian sử dụng của bơm được lâu và bền hơn . Bơm này được thiết kế ở dạng bơm bánh răng, có một buồng cộng hưởng đặt trong phần thân bơm có cơng dụng giảm tiếng ồn phát ra từ bơm thủy lực. Một cơ chế hạn chế áp suất được tích hợp trong vỏ bơm nhằm hạn chế áp suất dầu thuỷ lực tối đa không vượt quá 120 MPa.
</div><span class="text_page_counter">Trang 40</span><div class="page_container" data-page="40">19
Do yêu cầu về tăng cường tốc độ, chất lượng cũng như giảm tiêu thụ năng lượng ngày càng tăng, HTTLL điện đã được phát triển và ra đời. Đáp ứng nhu cầu trên, nghiên cứu, đổi mới và phát triển đang tập để tối ưu hóa HTDK điện tử với tiêu chuẩn tăng cường tính năng và đặc tính của nó. Để tạo cảm giác điều khiển nhanh nhạy cho người lái, đề xuất được đưa ra bao gồm việc sử dụng logic của toán học và HTL chuyên sâu để điều chỉnh cảm giác lái xe qua việc điều chỉnh trợ lực dựa trên điều kiện giao thơng. Sự linh hoạt và phản ứng nhanh chóng của trợ lực lái là ưu tiên hàng đầu, giúp người lái biết và sẽ phản ứng linh hoạt với các biến động do lái xe gây ra. Hệ thống này cung cấp thông tin chi tiết về điều kiện vận hành, như phản lực lái, biến đổi vận tốc và gia tốc, nhằm cải thiện mối tương tác giữa người lái và xe. Thông tin này không chỉ tối ưu hóa sự hiểu biết của người lái về tình trạng lái xe mà còn điều chỉnh cảm giác lái của họ, đồng thời tự động điều chỉnh khi xe trải qua thay đổi không đều, giảm thiểu ảnh hưởng từ sự xáo trộn trên đường.
Hệ thống EPS ( TLL điện) đưa vào để thực hiện một cấu trúc hoàn chỉnh, trực tiếp cung cấp dịng điện đến hệ thống lái thơng qua motor điện để hiệu quả giảm thiểu sức cản của hệ thống lái. Các thành phần chính của EPS bao gồm cảm biến tốc độ, cảm biến lái, bộ điều khiển điện tử (ECU) và motor. Mỗi cảm biến truyền tín hiệu đến ECU và thông qua chế độ điều khiển lái, ECU sẽ kiểm soát điều khiển của mô tơ trợ lực. HTDK EPS này bao gồm ba loại trợ lực chính:
+ Mơ tơ trợ lực được gắn trực tiếp lên trục cơ cấu lái
+ Mơ tơ trợ lực được tích hợp trên HTL, thiết kế có thể tháo được. Nó có trục vít được ăn khớp, kết nối chặt chẽ với bánh vít trên thanh răng của cơ cấu lái.
+ Motor trợ lực được thiết kế tích hợp và đặt trực tiếp trên cơ cấu lái.
</div>