1. Mẫu xe Tesla
Xe điện dần phổ biến trên thế giới và dần du nhập về Việt Nam. Hiện các dòng xe điện do Tesla sản xuất đã được nhập về Việt Nam và lưu hành thử nghiệm. Tesla sản xuất 03 mẫu chính: Tesla S, Tesla X và Tesla 3. Các mẫu này có một số kết cấu dùng chung cho cả 03 dòng xe trên, có thể kể đến là hệ thống lái. Cùng khám phá kết cấu hệ thống lái mẫu Tesla S nhé!
2. Hệ thống lái xe Tesla
Mẫu Tesla S sử dụng hệ thống lái trợ lực điện (EPS) bao gồm: vô lăng; cụm cột lái có thể thu gọn được lắp lên thân xe; trục trung gian, và cơ cấu lái và cụm mô tơ trợ lực, dẫn động lái. Xe Tesla sử dụng dẫn động truyền thống gồm thước lái, rotuyn lái trong và rotuyn lái ngoài liên kết với nhau điều khiển các bánh xe dẫn hướng.
Hình 1: Vị trí các chi tiết
1. Vô lăng; 2. Cụm cột lái; Cụm thước lái bố trí mô tơ trợ lực
Hình 2: Các bộ phận bố trí trên trục lái
1. Thanh liên kết phía dưới, 2. Thanh liên kết phía trên; 3.Bộ phận trượt hiệu chỉnh vị trí vô lăng; 4.Trục lái; 5.Cụm công tắc điều khiển trên trục lái; 6. Vô lăng
Hình 3: Cụm thước lái
1. Mô tơ điều khiển trợ lực lái; 2. Thước lái; 3. Chụp bụi, 4. Rotuyn lái trong; 5.Rotuyn lái ngoài.
Xe Tesla S sử dụng trợ lực điện EPS có mô tơ bố trí trên thước lái. Đây là kiểu bố trí cho các phiên bản xe cao cấp Mercedes, Audi, Lexus… Bộ phần trợ lực gồm mô tơ trợ lực, hộp điều khiển trợ lực được bố trí chung trong cụm động cơ, cảm biến mô men bố trí cơ cấu lái.
3. Hộp điều khiển trợ lực lái:
Hộp điều khiển trợ lực lái EPS ECU là một bộ phận kín được gắn trên động cơ. Nó chứa bộ vi xử lý có chương trình điều khiển quyết định tín hiệu điều khiển động cơ trợ lực. ECU được lập trình sẵn với dữ liệu chạy xe, thông số vận hành để tính toán dòng điện cấp cho động cơ, dựa trên tín hiệu được gửi bởi cảm biến mô-men xoắn và tín hiệu dữ liệu CAN từ các hệ thống trên xe (phanh, treo, lái). ECU cũng chứa các chương trình chẩn đoán và báo lỗi có thể truy xuất các thông tin khi sửa chữa.
Hình 4: Hộp điều khiển trợ lực lái EPS Electronic Control Unit (ECU)
Hình 5: Sơ đồ kết nối các tín hiệu điều khiển trợ lực lái
4. Động cơ điều khiển trợ lực lái:
Động cơ không chổi than có tích hợp mạch điều khiển điện tử. Động cơ được đặt song song với thước lái và được kết nối với thước lái thông qua đai ốc ổ đĩa và đai cao su và bộ truyền cơ khí. Mô men từ động cơ điện truyền động qua bộ truyền và cơ cấu cơ trợ lực điều khiển bánh xe dẫn hướng.
Hình 6: Động cơ điều khiển trợ lực
5. Cảm biến mô men:
Cảm biến mô men là bộ phận quan trọng nhất để điều khiển trợ lực. Cảm biến này xác định giá trị mô men cản tại bánh xe dẫn hướng, đây cũng chính là tín hiệu gửi đến ECU để tính toán điều khiển mô men trợ lực. Cảm biến mô men trên xe tesla sử dụng thanh cơ cấu thanh xoắn cơ khí kết hợp bộ cảm ứng điện từ để xác định mô men cản. Ứng với trạng thái cản lớn thanh xoắn sẽ biến dạng một góc lớn, bộ phận cảm ứng sẽ khuếch đại tín hiệu gửi đến ECU.
Hình 7: Cảm biến mô men xe Tesla
6. Hoạt động hệ thống trợ lực lái
Khi người lái quay vô lăng, thanh xoắn biến dạng tùy theo mô men cản làm cho điện trở trong phần tử cảm biến mô-men xoắn thay đổi. ECU nhận được sự thay đổi về điện trở này, phân tích thông tin cùng với các đầu vào từ các cảm biến khác của xe, chẳng hạn như tốc độ, góc quay, v.v. ECU sau đó tạo ra tín hiệu hiện tại để cung cấp mức hỗ trợ chính xác cho tình huống.
Động cơ nhận tín hiệu hiện tại từ ECU và chuyển đổi thành chuyển động quay. Vòng quay của động cơ được chuyển đến đai ốc truyền động qua đai cao su và được chuyển thành chuyển động thẳng của thước lái thông qua một loạt vòng bi được đặt trong rãnh xoắn ốc được gia công vào thước lái. Dòng điện và lực của động cơ trên thước lái tỷ lệ thuận với đầu vào mô-men xoắn từ người lái. Tay lái điện nhạy cảm với tốc độ, vì vậy tay lái nhận được nhiều sự trợ giúp hơn ở tốc độ thấp và ít trợ giúp hơn ở tốc độ cao. EPS có 3 chế độ khác nhau: Tiện nghi, Thể thao và Tiêu chuẩn. Tiện nghi cung cấp hỗ trợ lái nhiều nhất. Thể thao cung cấp sự trợ giúp ít nhất, để cung cấp cho người lái phản hồi lái tối đa. Tiêu chuẩn cung cấp một sự cân bằng giữa mô men trợ lực và lực tác động từ người lái.
Nếu nguồn điện trên xe bị lỗi, người lái có thể tiếp tục điều khiển xe qua kết nối cơ học giữa tay lái và bánh xe. Tuy nhiên, cần nhiều nỗ lực hơn bình thường để quay vô lăng.
