Hệ thống lái điện tử Steer-by-wire: Cấu tạo & nguyên lý hoạt động

Hệ thống lái steer-by-wire là hệ thống lái không sử dụng trục lái cơ khí để truyền momen từ vành tay lái đến bánh xe dẫn hướng, thay vào đó hệ thống sử dụng một bộ chấp hành và một điều khiển điện tử. Cùng Honda Ô tô Mỹ Đình tìm hiểu chi tiết về hệ thống lái này nhé!

Hệ thống lái điện tử Steer-by-wire là gì?

Không giống như vô lăng thông thường, hệ thống lái steer-by-wire không có kết nối cơ khí với các bánh xe. Thay vào đó, cấu hình lái sử dụng dây cáp gửi tín hiệu điện tử đến hộp số của xe.

Vì hệ thống lái steer-by-wire phụ thuộc vào hộp số nên nó có thể điều chỉnh phản hồi từ bánh xe của xe để loại bỏ rung động và cải thiện tỷ số lái. Tuy nhiên, tính năng lái steer-by-wire cũng cho phép bạn tự do tùy chỉnh phản hồi nếu bạn muốn cảm nhận độ rung và phản hồi của moen xoắn.

Hệ thống lái điện tử Steer-by-wire sử dụng dây cáp gửi tín hiệu điện tử tới hộp số (Ảnh: Sưu tầm Internet)
Hệ thống lái điện tử Steer-by-wire sử dụng dây cáp gửi tín hiệu điện tử tới hộp số (Ảnh: Sưu tầm Internet)

Ở giai đoạn sơ khai của ô tô, hệ thống lái là sự kết nối thuần thuý của các chi tiết cơ khí người lái xoay vô lăng và thông qua các cặp bánh răng ăn khớp, trục vít con lăn… và đến cơ các đòn liên kết tác động lên bánh trước để thay đổi hướng chuyển động của xe. Sau đó, cùng với sự phát triển của xe ô tô, hệ thống lái được trang bị thêm bộ phận trợ lực bằng thuỷ lực nhờ máy bơm dẫn động bằng dây curoa từ động cơ. Điều này làm giảm công suất của động cơ và tiêu tốn thêm năng lượng. Tuy nhiên, đến tận ngày nay, hệ thống lái này vẫn được giữ lại nhờ đảm bảo sự bám đường và tính thuận tiện.

Hệ thống lái Steer-by-wire có an toàn hơn không?

Đánh giá mức độ an toàn của hệ thống lái steer-by-wire (Ảnh: Sưu tầm Internet)
Đánh giá mức độ an toàn của hệ thống lái steer-by-wire (Ảnh: Sưu tầm Internet)

Theo nghiên cứu của Khoa Kỹ thuật, Trường Đại học Swarthmore, hệ thống lái steer-by-wire có thể giúp bạn lái xe an toàn hơn. Chẳng hạn, bạn là người chưa có kinh nghiệm, tay lái yêu, bạn sẽ lái lái xe dễ dàng hơn vì hệ thống steer-by-wire sẽ lọc phản hồi rung trên địa hình gồ ghề.

Tuy nhiên có lẽ lợi ích rất nhất của hệ thống lái steer-by-wire là nó mang lại tỷ số lái chính xác hơn. Nói cách khác, nếu bạn đang cố gắng vượt qua một góc cua hẹp ở tốc độ thấp, bạn không cần phải thực hiện các thao tác bằng tay vì hệ thống lái sử dụng ách lá thay vì vô lăng trở nên dễ dàng hơn.

Hệ thống lái steer-by-wire có thể lập trình để giúp ích cho những người lái còn thiếu kinh nghiệm. Hơn nữa, hệ thống lái giúp việc lái xe tự động điều khiển của bạn dễ dàng hơn vì nó không phụ thuộc vào kết nối cơ học với các bánh xe.

Cấu tạo của hệ thống lái điện tử Steer-by-wire 

Hệ thống lái Steer-by-wire là hệ thống lái điện tử nhưng vẫn sử dụng thước lái như trên các hệ thống lái hiện nay. Tuy nhiên, thay vì sử dụng bơm trợ lực thì hệ thống sử dụng một bộ điều khiển điện tử ECU để điều khiển dòng thuỷ lực xuống thước lái cùng với bộ phận đo góc lái, bên cạnh đó hệ thống sử dụng một ly hợp dùng để kết nối trực tiếp từ vô lăng xuống thước lái trong trường hợp khẩn cấp. Ngoài ra, trên hệ thống lái này còn sử dụng một camera để giám sát hướng dịch chuyển của xe và có thể tác động lên thước lái để chuyển hướng bánh xe khi cần thiết.

Cấu tạo của hệ thống lái steer-by-wire (Ảnh: Sưu tầm Internet)
Cấu tạo của hệ thống lái steer-by-wire (Ảnh: Sưu tầm Internet)

Hệ thống lái điện tử bao gồm các bộ phận như sau:

  • Hệ thống cảm biến góc quay vô lăng: Gửi mệnh lệnh (góc quay vô lăng) đến hệ thống tính toán điện tử.
  • Bộ ly hợp: Phần lớn thời gian ở trạng thái mở, được kích hoạt khi gặp vấn đề về điện năng, giúp duy trì liên kết cơ khí giữa vô lăng và thước lái.
  • Hệ thống tính toán điện tử: Kiểm soát động cơ điện (điều khiển dòng thuỷ lực xuống thước lái) vè hệ thống cảm biến góc quay vô lăng sao cho góc quay bánh xe tương thích đúng với yêu cầu của người lái.
  • 2 động cơ điện: Giảm chi phí so với 1 động cơ điện to, tiết kiệm không gian. Có tác dụng thay đổi dòng thuỷ lực bên trong thước lái qua đó thay đổi góc quay của bánh xe.

Nguyên lý hoạt động của Drive-by-wire

Người lái tác động vào vô lăng thì góc quay của vô lăng sẽ được đo đạc bởi bộ phận đo góc lái và gửi dữ liệu đến ECU của hệ thống. Sau đó tín hiệu từ đây sẽ được xử lý để điều khiển dòng thuỷ lực xuống thước lái để lái xe dịch chuyển theo sự mong muốn của hệ thống. Do việc điều khiển bằng cách truyền tín hiệu nên quá trình tác động sẽ diễn ra nhanh hơn so với các hệ thống lái dẫn động cơ khí hiện nay.

Nguyên lý hoạt động của hệ thống lái steer-by-wire (Ảnh: Sưu tầm Internet)
Nguyên lý hoạt động của hệ thống lái steer-by-wire (Ảnh: Sưu tầm Internet)

Bên cạnh khả năng phản ứng nhanh hơn thì hệ thống này còn có khả năng điều hạn chế phản hồi từ mặt đường, theo đó khi xe đi vào mặt đường xấu, gồ ghề những rung động từ mặt đường tác động lên vô lăng sẽ được loại bỏ, nhờ vậy người lái không bị mỏi tay và thoải mái hơn.

Việc trang bị camera trên các xe sử dụng hệ thống lái steer-by-wire giúp quan sát đường phía trước và phát hiện các vật thể trên nền đường. Khi xe bắt đầu đi chệch đường (có thể do lái xe mệt mỏi), ECU của hệ thống đưa ra những điều chỉnh nhỏ cần thiết để duy trì vị trí của xe ở vị trí thích hợp trên đường.

Mặc dù ECU của hệ thống Steer-by-wire được chia làm 3 phần hoạt động độc lập để tránh các lỗi có thể có thể xảy ra gây nguy hiểm cho những người ngồi trên xe nhưng chưa đủ đối với hệ thống liên quan trực tiếp đến tính mạng con người. Hệ thống này còn được trang bị thêm một ly hợp dùng để kết nối trực tiếp từ trục lái tới thước lái như trên các hệ thống lái hiện nay. Như vậy có thể đảm bảo hệ thống lái vẫn làm việc bình thường ngay cả khi ECU của hệ thống không làm việc, giúp xe an toàn hơn.

Nhược điểm của hệ thống lái Drive-by-wire

Mối lo ngại lớn nhất của hệ thống lái Steer-by-wire là trục trặc phần mềm hoặc tính toán sai trong việc truyền dữ liệu số sẽ gây ra tai nạn. Chính vì lý do đó mà một số phương tiện có hệ thống này được trang bị một hệ thống dự phòng trong trường hợp có sự cố.

Một nhược điểm khác của hệ thống steer-by-wire là vấn đề về điện. Nếu bạn gặp sự cố về điện khi sử dụng hệ thống, bạn có thể gặp rắc rối. Nó cũng tiêu tốn nhiều năng lượng hơn vô lăng truyền thống.

Do vô lăng được kết nối với các dây cáp và bộ truyền động nhạy cảm nên việc lắp đặt và bảo trì có thể tốn kém hơn so với vô lăng cơ. Tuy nhiên, hệ thống lái bằng dây được thiết kế với ít bộ phận cơ khí hơn và ít có khả năng hỏng hóc hơn hệ thống vô lăng thông thường.

Như vậy, Honda Ô tô Mỹ Đình đã cung cấp cho bạn những thông tin chi tiết về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống lái steer-by-wire. Hệ thống này được ứng dụng trên các mẫu xe hiện đại giúp nâng cao khả năng tăng tốc và vận hành mượt mà cho xe. Nếu có bất cứ câu hỏi nào khác, liên hệ ngay với chúng tôi qua hotline 0375 83 79 79 hoặc tới showroom tại 02 Lê Đức Thọ, Cầu Giấy, Hà Nội để được giải đáp và tư vấn chi tiết nhé!


Đánh giá post

CÁC BÀI VIẾT MỚI NHẤT

LIÊN HỆ VỚI HONDA Ô TÔ MỸ ĐÌNH