Hệ thống lái trợ lực điện, viết tắt là EPS (Electric Power Steering), là một công nghệ trợ lực tay lái phổ biến trong các dòng xe hiện đại. Để hiểu rõ hơn về hệ thống lái trợ lực điện EPS là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của nó, hãy cùng PowerSteam tìm hiểu qua bài viết sau đây nhé!
Hệ thống lái trợ lực điện là gì?
Hệ thống trợ lực lái điện (Electric Power Steering – EPS) là công nghệ hiện đại được trang bị trên xe các mẫu xe ô tô mới để hỗ trợ người lái trong việc điều khiển tay lái, giúp giảm bớt lực cần thiết khi quay vô-lăng và làm cho việc lái xe trở nên nhẹ nhàng và chuẩn xác hơn. Không chỉ mang lại sự linh hoạt cho xe khi vận hành, hệ thống EPS còn đem lại cảm giác thoải mái, an toàn cho người lái trong những hành trình dài.
Lịch sử phát triển hệ thống EPS trên ô tô
Hệ thống lái trợ lực điện EPS bắt đầu phát triển từ những năm 1980. Công nghệ này được nghiên cứu nhằm thay thế hệ thống trợ lực lái thủy lực truyền thống, vốn nặng nề và tiêu tốn năng lượng.
Thập niên 1980: Các hãng xe bắt đầu thử nghiệm EPS để đánh giá lợi ích về tiết kiệm nhiên liệu và hiệu quả hoạt động.
Đầu thập niên 1990: EPS bắt đầu được sử dụng trên một số dòng xe nhỏ gọn tại Nhật Bản, nhờ vào các ưu điểm về tiết kiệm nhiên liệu và cấu trúc nhẹ nhàng hơn so với hệ thống trợ lực thủy lực.
Đầu thập niên 2000: EPS phát triển mạnh mẽ và trở nên phổ biến hơn ở nhiều dòng xe khác nhau, từ xe nhỏ đến xe hạng sang. Các hãng xe châu Âu và Mỹ cũng bắt đầu ứng dụng rộng rãi hệ thống này nhằm tăng tính an toàn và tối ưu hóa trải nghiệm lái.
Giai đoạn hiện đại: EPS đã trở thành tiêu chuẩn trong nhiều dòng xe, nhờ tính linh hoạt, khả năng tùy chỉnh, và dễ tích hợp với các công nghệ an toàn như cảnh báo lệch làn (LDW) và kiểm soát hành trình thích ứng (ACC).
Cấu tạo của hệ thống lái trợ lực điện
Hệ thống trợ lực lái điện gồm các bộ phận chính như sau:
- Cảm biến mô-men xoắn: Được lắp đặt trên cột lái gần thanh xoắn, cảm biến này chuyển đổi mô-men xoắn thành tín hiệu điện gửi đến bộ điều khiển EPS ECU. Bộ điều khiển sẽ dựa vào tín hiệu để tính toán mức độ trợ lực cần thiết cho động cơ.
- Mô-tơ điện DC: Là động cơ một chiều, có cấu tạo gồm chổi than, cổ góp, rôto, cuộn dây và từ trường. Động cơ này tạo ra lực trợ lực phù hợp theo tín hiệu điều khiển từ EPS ECU, tương tự như nguyên lý của động cơ khởi động xe.
- EPS ECU: Đóng vai trò điều khiển mô-tơ DC gắn trên trục lái, cung cấp trợ lực dựa trên thông tin từ cảm biến mô-men xoắn, tốc độ xe và tốc độ động cơ.
- ECU động cơ: Cung cấp tín hiệu về tốc độ động cơ đến EPS ECU.
- Cụm đồng hồ Taplo: Chuyển tín hiệu tốc độ xe đến bộ điều khiển EPS ECU.
- Đèn cảnh báo P/S trên Taplo: Đèn này sáng lên để cảnh báo khi hệ thống EPS gặp sự cố.
Nguyên lý hoạt động của hệ thống EPS
Hệ thống trợ lực lái điện sử dụng năng lượng từ động cơ để tạo ra lực hỗ trợ lên cơ cấu dẫn động, giúp việc điều khiển tay lái trở nên nhẹ nhàng và nâng cao khả năng cơ động của xe.
Cảm biến mô-men xoắn, đặt trên trục lái, ghi nhận lực xoay từ tay lái và gửi tín hiệu đến bộ điều khiển ECU. ECU xử lý tín hiệu này, sau đó điều chỉnh dòng điện đến mô-tơ để truyền lực tới thanh răng, hỗ trợ người lái quay vô-lăng theo hướng mong muốn một cách dễ dàng.
Ưu nhược điểm của hệ thống EPS
Ưu điểm
Hệ thống trợ lực lái điện có thiết kế gọn nhẹ hơn so với hệ thống thủy lực, giúp việc lắp đặt và bảo dưỡng dễ dàng, nhanh chóng hơn. Không sử dụng năng lượng từ động cơ, mà vận hành bằng mô-tơ điện để hỗ trợ tay lái, hệ thống này giúp tiết kiệm nhiên liệu đáng kể khi xe vận hành.
Hơn nữa, hệ thống trợ lực điện cung cấp cảm giác lái nhẹ nhàng ở tốc độ thấp và chân thực hơn ở tốc độ cao, mang lại sự an toàn và ổn định cho người lái. Hệ thống trợ lực thủy lực thì ngược lại, tạo phản hồi nhanh hơn khi trả lái về trung tâm, phù hợp khi xe cần di chuyển thẳng.
Nhược điểm
Dù có nhiều ưu điểm, hệ thống trợ lực lái điện cũng gặp một số hạn chế. Khi vào cua, mô-tơ trợ lực không ngừng ngay lập tức nếu động cơ ngắt điện, gây một chút độ trễ. Ngoài ra, vì có sử dụng công nghệ điều khiển điện tử và lập trình phức tạp, đôi khi vô-lăng trở nên quá nhẹ, giảm cảm giác lái tự nhiên và có thể phát ra tiếng ồn từ mô-tơ trợ lực.
Trên đây là những thông tin liên quan về hệ thống lái trợ lực điện EPS trên ô tô. Hy vọng những chia sẻ của PowerSteam phần nào đó giúp bạn hiểu rõ hơn về công nghệ này. Nếu có bất kỳ câu hỏi nào liên quan, vui lòng để lại dưới phần bình luận, chúng tôi sẵn sàng giải đáp.
