TÌM HIỂU VỀ HỆ THỐNG TRỢ LỰC LÁI ĐIỆN

Tay lái trợ lực điện (EPS - Electric Power Steering) là hệ thống trợ lực lái sử dụng động cơ điện để hỗ trợ người lái quay vô lăng.

Hệ thống EPS ngày càng trở nên phổ biến trên xe hiện đại nhờ tiết kiệm nhiên liệu, giảm độ phức tạp, ít hư hỏng và hiệu suất tốt hơn so với hệ thống lái trợ lực thủy lực truyền thống.

Các thành phần cơ bản của hệ thống EPS bao gồm:

Động cơ điện: Động cơ điện là thành phần chính của hệ thống EPS. Nó thường được đặt trên cột lái hoặc cụm giá đỡ và bánh răng và chịu trách nhiệm cung cấp moment hỗ trợ lái.

Mô-đun điều khiển - ECU: Mô-đun điều khiển là bộ não của hệ thống EPS. Nó nhận tín hiệu từ các cảm biến giám sát đầu vào tay lái, tốc độ xe và các thông số khác, sau đó xác định moment hỗ trợ lái cần thiết thông qua mô-đun điều khiển gửi tín hiệu đến động cơ điện.

Cảm biến lái: Cảm biến lái phát hiện vị trí và tốc độ của vô lăng và gửi tín hiệu đến mô-đun điều khiển để xác định moment hỗ trợ lái cần thiết.

Cảm biến góc lái, còn được gọi là cảm biến vị trí lái hoặc SAS -Steering Angle Sensor, là một thành phần của hệ thống trợ lực lái điện và kiểm soát ổn định điện tử của xe giúp phát hiện góc của vô lăng và cung cấp thông tin cho máy tính trên xe.

Có một số loại cảm biến góc lái, nhưng hầu hết hoạt động theo cùng một nguyên tắc cơ bản: chúng đo vòng quay của vô lăng và chuyển đổi vòng quay đó thành tín hiệu điện. Tín hiệu này sau đó được gửi đến máy tính trên xe, sử dụng nó để tính toán góc lái.

Một loại cảm biến góc lái phổ biến là cảm biến chiết áp. Cảm biến này sử dụng một con quay được gắn vào cột lái di chuyển trên biến trở, thay đổi điện trở khi vô lăng quay. Sự thay đổi điện trở này sau đó được chuyển đổi thành tín hiệu điện áp gửi đến ECU.

Một loại cảm biến góc lái khác là cảm biến hiệu ứng Hall. Cảm biến hiệu ứng Hall sử dụng một nam châm quay được gắn vào cột lái quay qua IC Hall đứng yên. Khi nam châm quay, nó tạo ra một từ trường thay đổi qua cảm biến, và thông tin này sau đó được sử dụng để tính toán góc lái.

Một số phương tiện sử dụng cảm biến góc lái quang học, sử dụng đĩa xoay với các phân đoạn sáng và tối xen kẽ được đọc bởi cảm biến. Sau đó, máy tính có thể tính toán góc lái dựa trên số lượng phân đoạn sáng và tối đi qua cảm biến.

Cảm biến tốc độ xe (VSS - Vehicle Speed Sensor): Cảm biến tốc độ xe gửi tín hiệu đến mô-đun điều khiển để điều chỉnh mức hỗ trợ lái dựa trên tốc độ của xe.

Cảm biến mô-men xoắn: Một số hệ thống EPS có cảm biến mô-men xoắn phát hiện lượng lực tác dụng của người lái lên vô lăng và gửi tín hiệu đến mô-đun điều khiển để điều chỉnh mức hỗ trợ lái cho phù hợp.

Nguyên lý làm việc:

Khi người lái cung cấp thông tin đầu vào thông qua vô lăng, các cảm biến được kết nối với cột lái sẽ đọc thông tin đầu vào và gửi chúng đến bộ phận điều khiển ECU trợ lực lái) của xe.

Các tín hiệu điện áp này do ECU gửi sẽ khởi động động cơ điện cung cấp bởi ắc quy của xe và tạo ra mô-men xoắn theo giá trị của các tín hiệu điện áp nhận được.

Động cơ điện nối với một bánh răng ăn khớp liên tục với bánh răng cưa, bánh răng này bắt đầu truyền mô-men xoắn đến bánh răng cưa, bánh răng này sử dụng mô-men xoắn tới thanh răng mà nó được kết nối. Với mô-men xoắn này, thanh răng di chuyển làm quay các bánh trước theo yêu cầu.

So với hệ thống trợ lực lái loại thủy lực, hệ thống EPS cung cấp một số lợi thế như tiết kiệm nhiên liệu, giảm độ phức tạp về cấu tạo, hiệu suất tốt hơn và giảm chi phí bảo trì. Tuy nhiên, chúng ta có thể tốn kém hơn để sửa chữa hoặc thay thế nếu bị hư.

Nguồn: PGS TS Đỗ Văn Dũng