Hệ thống lái trợ lực điện
Hệ thống lái trợ lực điện (EPS) là hệ thống lái trợ lực dựa trực tiếp vào động cơ để cung cấp mô-men xoắn phụ. So với hệ thống lái trợ lực thủy lực truyền thống HPS (Hydraulic Power Transmission), EPS có nhiều ưu điểm hơn. EPS chủ yếu bao gồm cảm biến mô-men xoắn, cảm biến tốc độ xe, động cơ, cơ cấu giảm tốc và bộ điều khiển điện tử (ECU).
Nguyên lý cơ bản của EPS là: cảm biến mômen được nối với trục lái (trục bánh răng). Khi trục lái quay, cảm biến mômen bắt đầu hoạt động và chuyển đổi độ dịch chuyển góc quay tương đối do trục vào và trục ra dưới tác dụng của thanh xoắn tạo ra thành tín hiệu điện gửi đến ECU. ECU xác định hướng quay của động cơ và cường độ dòng điện theo tín hiệu của cảm biến tốc độ xe và cảm biến mô-men xoắn, từ đó hoàn thành việc điều khiển trợ lực lái theo thời gian thực. Do đó, nó có thể dễ dàng cung cấp các hiệu ứng trợ lực khác nhau của động cơ ở các tốc độ xe khác nhau, đảm bảo xe nhẹ và linh hoạt khi đánh lái ở tốc độ thấp và ổn định, đáng tin cậy khi đánh lái ở tốc độ cao.
Hệ thống lái trợ lực điện được phát triển trên cơ sở hệ thống lái cơ khí truyền thống. Nó sử dụng năng lượng do động cơ tạo ra để giúp người lái thực hiện các thao tác lái. Hệ thống chủ yếu bao gồm ba phần: thiết bị cảm biến tín hiệu (bao gồm cảm biến mô-men xoắn, cảm biến góc và cảm biến tốc độ xe), cơ cấu trợ lực lái (động cơ, ly hợp, cơ cấu truyền giảm tốc) và thiết bị điều khiển điện tử. Động cơ chỉ hoạt động khi cần nguồn điện. Khi người lái điều khiển vô lăng, cảm biến góc mômen sẽ tạo ra tín hiệu điện áp tương ứng theo mômen đầu vào và góc lái. Cảm biến tốc độ xe phát hiện tín hiệu tốc độ xe. Bộ điều khiển đưa ra các hướng dẫn điều khiển hoạt động của động cơ theo tín hiệu điện áp và tốc độ xe, từ đó tạo ra lực lái cần thiết.
So với hệ thống lái trợ lực thủy lực truyền thống, hệ thống lái trợ lực điện có những ưu điểm sau:
1. Động cơ chỉ cung cấp lực khi đánh lái, giúp giảm đáng kể mức tiêu hao nhiên liệu
Động cơ dẫn động hệ thống lái trợ lực thủy lực truyền thống để dẫn động bơm dầu lái, và một phần công suất động cơ được tiêu thụ bất kể có lái hay không. Hệ thống lái trợ lực điện chỉ cung cấp lực khi đánh lái, không tiêu hao năng lượng khi không đánh lái. Vì vậy, hệ thống lái trợ lực điện có thể làm giảm mức tiêu hao nhiên liệu của xe.
Thử nghiệm so sánh với hệ thống lái trợ lực thủy lực cho thấy khi không lái, hệ thống lái trợ lực điện có thể giảm mức tiêu hao nhiên liệu 2,5%; khi đánh lái có thể giảm mức tiêu hao nhiên liệu 5,5%.
2. Kích thước của trợ lực lái có thể được điều chỉnh bằng phần mềm, có thể tính đến độ nhẹ của tay lái ở tốc độ thấp và độ ổn định khi xử lý ở tốc độ cao và có hiệu suất quay trở lại tốt. Kích thước của trợ lực lái do hệ thống lái trợ lực thủy lực truyền thống cung cấp không thể thay đổi khi tốc độ xe tăng lên. Bằng cách này, mặc dù xe có độ nhẹ lái tốt ở tốc độ thấp nhưng vô lăng lại quá nhẹ ở tốc độ cao dẫn đến hiện tượng đánh lái “trôi” và người lái thiếu “cảm giác đường” đáng kể, khiến xe bị giảm tốc độ. sự ổn định và cảm giác an toàn của người lái xe ở tốc độ cao.
Kích thước hỗ trợ do hệ thống lái trợ lực điện cung cấp có thể được điều chỉnh dễ dàng bằng phần mềm. Ở tốc độ thấp, hệ thống lái trợ lực điện có thể hỗ trợ lái tốt hơn và giúp xe đánh lái nhẹ; Khi tốc độ tăng lên, trợ lực lái do hệ thống lái trợ lực điện cung cấp có thể giảm dần và lực lái mà người lái yêu cầu khi đánh lái sẽ tăng dần, để người lái có thể cảm nhận được "cảm giác đường" đáng kể và cải thiện độ ổn định của chiếc xe.
Hệ thống lái trợ lực điện cũng có thể áp dụng một mô men quay trở lại hoặc mô men giảm chấn bổ sung nhất định để vô lăng có thể trở về vị trí chính giữa một cách chính xác ở tốc độ thấp và có thể triệt tiêu dao động và vọt lố của vô lăng khi quay về tốc độ cao, có tính đến hiệu suất quay trở lại của xe ở tốc độ cao và thấp.
3. Cấu trúc nhỏ gọn, trọng lượng nhẹ, lắp ráp dây chuyền sản xuất tốt, bảo trì dễ dàng
Hệ thống lái trợ lực điện loại bỏ bơm dầu lái thủy lực, xi lanh dầu, đường ống thủy lực, thùng dầu và các bộ phận khác, đồng thời động cơ và cơ cấu giảm tốc có thể được chế tạo thành một tổng thể với cột lái và bánh lái, giúp toàn bộ hệ thống lái trở nên nhỏ gọn , nhẹ, lắp ráp tốt trên dây chuyền sản xuất, tiết kiệm thời gian lắp ráp và bảo trì dễ dàng.
4. Thông qua cài đặt chương trình, hệ thống lái trợ lực điện dễ dàng kết hợp với các mẫu xe khác nhau, điều này có thể rút ngắn chu kỳ sản xuất và phát triển.
Do những ưu điểm trên nên hệ thống lái trợ lực điện ngày càng được sử dụng rộng rãi trong những năm gần đây.
Hệ thống lái trợ lực điện dựa trên hệ thống lái cơ khí, có bổ sung thêm động cơ và cơ cấu giảm tốc, cảm biến góc mô-men xoắn, cảm biến tốc độ xe và bộ điều khiển điện tử ECU.
