GIÁO TRÌNH CƠ ĐIỆN TỬ Ô TÔ CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG AN TOÀN KHẨN CẤP ................................................ 79 4.1. CHỨC NĂNG, YÊU CẦU ................................................................................ 79 4.1.1. Chức năng ................................................................................................... 79 4.1.2. Yêu cầu ....................................................................................................... 79 4.1.3. Sự cần thiết phải có SRS ............................................................................ 80 4.2. HỆ THỐNG TÚI KHÍ ........................................................................................ 80 4.2.1. Công dụng, phân loại .................................................................................. 80 4.2.2. Cấu trúc cơ bản của hệ thống ...................................................................... 81 4.2.3. Nguyên lý hoạt động ................................................................................... 81 4.2.4. Túi khí RSR loại E ...................................................................................... 83 4.2.5. Túi khí RSR loại M (điều khiển bằng cơ khí) ............................................ 93 4.3. Hệ thống căng đai khẩn cấp ............................................................................... 95 4.3.1. Thế nào là bộ căng đai khẩn cấp ................................................................. 95 4.3.2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động ................................................................. 96 CHƯƠNG 5. ĐIỀU KHIỂN HỘP SỐ TỰ ĐỘNG.................................................... 99 5.1. Sơ đồ khối .......................................................................................................... 99 5.2. Cảm biến và thông tin đầu vào ......................................................................... 100 5.3. Các điều khiển cụ thể ....................................................................................... 104 5.3.1. Điều khiển thời điểm chuyển số ............................................................... 105 5.3.2. Điều khiển khóa biến mô ......................................................................... 108 5.3.3. Điều khiển khóa biến mô linh hoạt ........................................................... 108 5.3.4. Điều khiển thay đổi áp suất dầu .............................................................. 109 5.3.5. Điều khiển mômen động cơ ...................................................................... 110 5.3.6. Chống chúi xe khi chuyển từ N sang D ............................................. 111 5.3.7. Điều khiển chuyển số khi lên dốcxuống dốc ........................................... 111 CHƯƠNG 6. ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG TREO ĐIỆN TỬ EMS ..................... 112 6.1. Sơ đồ khối ........................................................................................................ 112 6.2. Các cảm biến và thông tin đầu vào .................................................................. 113 6.3. Các điều khiển cụ thể ....................................................................................... 117 CHƯƠNG 7. ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG PHANH ĐIỆN TỬ ............................. 119 7.1. Tổng quan về hệ thống phanh điện tử .............................................................. 119 7.2. Tổng quan về ABS ........................................................................................... 120 7.2.1 Quan hệ giữa hệ số bám và độ trượt của bánh xe khi phanh ..................... 120 7.2.2. Phân loại hệ thống ABS ............................................................................ 121 7.2.3. Các phương án bố trí hệ thống điều khiển của ABS ................................ 122 7.3. Cảm biến và thông tin đầu vào ......................................................................... 127 Khoa C¬ khÝ §éng lùc §¹i häc S− ph¹m kü thuËt H−ng Yªn Häc phÇn HÖ thèng ®iÖn th©n xe ®k gÇm « t« TÝn chØ 2 78 7.4. Nguyên lý điều khiển hệ thống ........................................................................ 128 7.5. ABS kết hợp với các hệ thống khác ................................................................. 134 CHƯƠNG 8. ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG LÁI ĐIỆN TỬ ..................................... 138 8.1. Đặc điểm và phân loại hệ thống lái trợ lực điện .............................................. 138 8.1.1. Motor điện lắp trên trục lái (Column type) ............................................. 138 8.1.2. Motor điện lắp trên cơ cấu lái (Pinion type) ........................................... 139 8.1.3. Motor điện nằm trên thanh răng (Rack type) .......................................... 140 8.2. Sơ đồ khối ........................................................................................................ 141 8.3. Nguyên lý điều khiển ....................................................................................... 142 Khoa C¬ khÝ §éng lùc §¹i häc S− ph¹m kü thuËt H−ng Yªn Häc phÇn HÖ thèng ®iÖn th©n xe ®k gÇm « t« TÝn chØ 2 79 TÍN CHỈ 2 CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG AN TOÀN KHẨN CẤP 4.1. CHỨC NĂNG, YÊU CẦU 4.1.1. Chức năng Đảm bảo an toàn cho người và hành lý trên xe khi có những tình huống va chạm bất thường xảy ra. 4.1.2. Yêu cầu Có hai yêu cầu an toàn đối với ô tô, đó là: + Thứ nhất là an toàn chủ động liên quan đến việc ngăn ngừa tai nạn xẩy ra. + Thứ hai là an toàn thụ động liên quan đến việc bảo vệ người và hành lý trên xe tại thời điểm va đập. Để bảo vệ người và hành lý trên xe khi va đập, điều quan trọng là phải giữ cho ca bin bị hư hỏng ít nhất đồng thời phải giảm thiểu sự xuất hiện các va đập thứ cấp gây ra bởi sự dịch chuyển của người lái và hành lý trong ca bin. Để thực hiện được điều này người ta sử dụng khung xe có cấu trúc hấp thụ được tác động của lực va đập, đai an toàn, túi khí SRS.v.v. Thân xe có cấu trúc hấp thụ được tác động của lực va đập (CIAS): Sự hấp thụ và phân tán lực va đập thông qua biến dạng các phần đằng trước và đằng sau của thân xe sẽ làm giảm lực va đập tới người lái và hành khách. Cấu trúc ca bin cứng vững cũng giúp giảm thiểu được biến dạng của nó Đai an toàn: Đai an toàn là một trong những phương tiện cơ bản bảo vệ người lái và hành khách. Đeo đai an toàn sẽ giúp cho người lái và hành khách không bị văng ra khỏi xe trong quá trình va đập đồng thời cũng giảm thiểu sự xuất hiện va đập thứ cấp trong ca bin Túi khí SRS (hệ thống giảm va đập bổ sung): Túi khí SRS được trang bị để bảo vệ bổ sung cho người lái và hành khách khi họ đã được bảo vệ bằng đai an toàn. Đối với những va đập nghiêm trọng ở phía trước hoặc sườn xe, túi khí SRS cùng với đai an toàn sẽ ngăn ngừa hoặc giảm thiểu chấn thương. Khoa C¬ khÝ §éng lùc §¹i häc S− ph¹m kü thuËt H−ng Yªn Häc phÇn HÖ thèng ®iÖn th©n xe ®k gÇm « t« TÝn chØ 2 80 4.1.3. Sự cần thiết phải có SRS Khi xe đâm vào xe khác hoặc vật thể cố định, nó dừng lại rất nhanh nhưng không phải ngay lập tức. Ví dụ nếu khi xe đâm vào Barie cố định với vận tốc 50 kmh, bị đâm ở phía đầu xe, thì xe chỉ dừng lại hoàn toàn sau khoảng 0,1 giây hoặc hơn một chút. Ở thời điểm va đập, ba đờ sốc trước ngừng dịch chuyển nhưng phần còn lại của xe vẫn dịch chuyển với vận tốc 50 kmh. Xe bắt đầu hấp thụ năng lượng va đập và giảm tốc độ vì phần trước của xe bị ép lại. Trong quá trình va đập, khoang hành khách bắt đầu chuyển động chậm lại hoặc giảm tốc, nhưng hành khách vẫn tiếp tục chuyển động lao về phía trước với vận tốc như vận tốc ban đầu trong khoang xe. Hình 4.1. An toàn khi có và không có túi khí và đai an toàn Nếu người lái và hành khách không đeo dây an toàn, họ sẽ tiếp tục chuyển động với vận tốc 50 kmh cho đến khi họ va vào các vật thể trong xe. Trong ví dụ cụ thể này hành khách và người lái dịch chuyển nhanh như khi họ rơi từ tầng 3 xuống. Nếu người lái và hành khách đeo dây an toàn thì tốc độ dịch chuyển của họ sẽ giảm dần và do đó giảm được lực va đập tác động lên cơ thể họ. Tuy nhiên, với các va đập mạnh họ có thể vẫn va đập vào các vật thể trong xe nhưng với một lực nhỏ hơn nhiều so với những người không đeo dây an toàn. 4.2. HỆ THỐNG TÚI KHÍ 4.2.1. Công dụng, phân loại Công dụng: Các túi khí được thiết kế để bảo vệ l
HỆ THỐNG AN TOÀN KHẨN CẤP
CHỨC NĂNG, YÊU CẦU
4.1.1 Ch ứ c n ă ng Đảm bảo an toàn cho người và hành lý trên xe khi có những tình huống va chạm bất thường xảy ra
Có hai yêu cầu an toàn đối với ô tô, đó là:
An toàn trên xe ô tô được phân thành hai yếu tố chính: an toàn chủ động và an toàn thụ động An toàn chủ động nhắm tới ngăn ngừa tai nạn xẩy ra, trong khi an toàn thụ động liên quan đến việc bảo vệ người và hành lý trên xe tại thời điểm va đập Để bảo vệ người và hành lý khi va đập, điều quan trọng là giữ cho ca bin bị hư hỏng ở mức tối thiểu đồng thời giảm thiểu sự xuất hiện các va đập thứ cấp do dịch chuyển của người lái và hành lý trong ca bin Để thực hiện được điều này, người ta sử dụng khung xe có cấu trúc hấp thụ được tác động của lực va đập, đai an toàn, túi khí SRS, và các hệ thống hỗ trợ khác.
* Thân xe có cấu trúc hấp thụ được tác động của lực va đập (CIAS):
Sự hấp thụ và phân tán lực va đập thông qua biến dạng các phần đằng trước và đằng sau của thân xe sẽ làm giảm lực va đập tới người lái và hành khách Cấu trúc ca bin cứng vững cũng giúp giảm thiểu được biến dạng của nó
* Đai an toàn: Đai an toàn là một trong những phương tiện cơ bản bảo vệ người lái và hành khách Đeo đai an toàn sẽ giúp cho người lái và hành khách không bị văng ra khỏi xe trong quá trình va đập đồng thời cũng giảm thiểu sự xuất hiện va đập thứ cấp trong ca bin
* Túi khí SRS (hệ thống giảm va đập bổ sung):
Túi khí SRS được trang bị nhằm bổ sung sự bảo vệ cho người lái và hành khách đã thắt đai an toàn Trong các va đập nghiêm trọng ở phía trước hoặc sườn xe, túi khí SRS hoạt động cùng với đai an toàn để ngăn ngừa hoặc giảm thiểu chấn thương.
Khi xe va chạm với xe khác hoặc với vật thể cố định, quá trình dừng diễn ra rất nhanh nhưng không xảy ra ngay lập tức Ví dụ, khi xe va chạm vào barie cố định ở vận tốc 50 km/h ở phần đầu xe, xe sẽ chịu biến dạng và dừng lại sau một khoảng thời gian ngắn tùy thuộc vào mức độ biến dạng và thiết kế của xe Lực va chạm được phân bổ qua khung xe, hệ thống giảm xóc và túi khí, trong khi sự tương tác giữa xe và vật cố định quyết định thời gian dừng và mức độ an toàn cho hành khách Do đó, tối ưu cấu trúc va chạm và các biện pháp bảo vệ hành khách là yếu tố then chốt trong thiết kế ô tô an toàn.
Trong khoảng 0,1 giây hoặc hơn một chút kể từ thời điểm va chạm, hệ thống giảm xóc phía trước ngừng di chuyển, trong khi phần còn lại của xe vẫn tiếp tục trôi với vận tốc khoảng 50 km/h Xe bắt đầu hấp thụ năng lượng va đập và giảm tốc độ nhờ phần đầu xe bị ép lại Trong quá trình va chạm, khoang hành khách bắt đầu chuyển động chậm lại hoặc giảm tốc, nhưng hành khách vẫn tiếp tục lao về phía trước với vận tốc ban đầu trong khoang xe.
Hình 4.1 An toàn khi có và không có túi khí và đai an toàn
Khi người lái xe và hành khách không đeo dây đai an toàn, họ sẽ tiếp tục di chuyển với vận tốc 50 km/h cho đến khi va chạm với các vật thể trong xe Trong ví dụ này, hành khách và người lái di chuyển nhanh như thể rơi từ tầng 3 xuống, cho thấy mức độ nguy hiểm của việc bỏ qua dây đai an toàn và nhấn mạnh tại sao việc thắt dây an toàn khi lái xe là biện pháp bảo vệ quan trọng để giảm chấn thương do va chạm.
Việc người lái và hành khách đeo dây an toàn làm giảm tốc độ di chuyển trong trường hợp va chạm, từ đó giảm lực va đập tác động lên cơ thể Dù có thể va đập vào các vật thể trong xe khi va chạm mạnh, lực tác động lên cơ thể sẽ nhỏ hơn nhiều so với người không đeo dây an toàn Vì vậy, đeo dây an toàn là biện pháp thiết yếu để giảm nguy cơ chấn thương nghiêm trọng khi tham gia giao thông.
HỆ THỐNG TÚI KHÍ
Các túi khí được thiết kế để bảo vệ tối ưu cho lái xe và hành khách phía trước, bổ sung cho hiệu quả của dây đai an toàn và tăng cường an toàn khi va chạm Trong trường hợp tai nạn, túi khí sẽ phóng ra nhanh chóng nhằm giảm lực tác động lên đầu, cổ và ngực, từ đó giảm thiểu nguy cơ chấn thương nghiêm trọng cho người ngồi phía trước Sự kết hợp giữa túi khí trước và đai an toàn tạo thành lớp bảo vệ hai lớp, nâng cao an toàn tổng thể cho cả người lái và hành khách trên xe.
Trong trường hợp va đập mạnh từ phía trước, túi khí phía trước hoạt động cùng với đai an toàn để phồng lên và phân bổ lực va chạm, từ đó giảm thiểu chấn thương Cơ chế này giúp giảm nguy cơ bị thương ở đầu và mặt cho lái xe hoặc hành khách ở phía trước, nâng cao an toàn khi xe gặp tai nạn.
Hình 4.2 Công dụng của túi khí và đai an toàn trước đập thẳng vào vành tay lái hay bảng táplô
Túi khí được phân loại dựa trên ba yếu tố chính: kiểu hệ thống kích nổ và thổi khí (hệ thống kích nổ bộ thổi khí), số lượng túi khí và số lượng cảm biến túi khí Hệ thống kích nổ bộ thổi khí quyết định cách thức kích hoạt và tốc độ bơm căng túi khí khi va chạm, trong khi số lượng túi khí cho biết mức độ bảo vệ và phạm vi an toàn của hệ thống trên xe Số lượng cảm biến túi khí ảnh hưởng đến thời điểm kích hoạt và độ nhạy của hệ thống, giúp tối ưu sự bảo vệ cho hành khách ở các trạng thái va chạm khác nhau Từ ba yếu tố này có thể đánh giá và lựa chọn cấu hình túi khí phù hợp với thiết kế an toàn của xe và nhu cầu sử dụng.
- Loại cơ khí hoàn toàn (loại M) b Số lượng túi khí:
- Một túi khí: cho lái xe (loại E hay M)
- Hai túi khí: cho lái xe và hành khách trước (chỉ loại E) c Số lượng cảm biến túi khí: (chỉ loại E)
- Một cảm biến: Cảm biến túi khí
- Ba cảm biến: Cảm biến trung tâm và hai cảm biến trước
- Cảm biến túi khí trung tâm
4.2.3 Nguyên lý ho ạ t độ ng
Hình 4.3 Cấu trúc hệ thống túi khí
Trong va chạm, cảm biến túi khí đo mức độ tác động và đánh giá xem mức tác động có vượt ngưỡng do cụm cảm biến túi khí trung tâm quy định hay không Khi mức tác động vượt ngưỡng này, ngòi nổ nằm trong bộ thổi túi khí sẽ được kích hoạt để phóng khí và làm phồng túi khí kịp thời.
Ngòi nổ đốt chất mồi lửa và hạt tạo khí và tạo ra một lượng khí lớn trong thời gian ngắn
Khí được bơm căng túi khí nhanh chóng nhằm giảm tác động lên người trên xe và đồng thời thoát ra qua các lỗ xả phía sau túi khí khi va chạm Cơ chế này giúp giảm lực tác động lên hành khách và duy trì tầm nhìn của người lái, đảm bảo sự an toàn và khả năng quan sát cần thiết trong tình huống khẩn cấp.
Hình 4.4 Hoạt động của túi khí
* Khi nào túi khí sẽ nổ và không nổ:
Túi khí được thiết kế để kích hoạt khi xảy ra va chạm mạnh từ phía trước, đặc biệt ở vùng gạch chéo giữa các mũi tên như hình vẽ, nhằm bảo vệ hành khách bằng cách kích hoạt đúng thời điểm và vị trí.
Túi khí sẽ phát nổ khi mức độ nghiêm trọng của va đập vượt qua một ngưỡng định trước, tương ứng với một cú đâm thẳng vào vật cản cố định không dịch chuyển hay biến dạng ở tốc độ 20–30 km/h; nếu mức độ nghiêm trọng chưa đạt ngưỡng này, túi khí có thể không nổ.
Một số trường hợp túi khí sẽ nổ:
+ Túi khí SRS phía trước có thể nổ nếu xẩy ra va đập nghiêm trọng ở phía gầm dưới xe
+ Các túi khí bên và túi khí bên phía trên được thiết kế để hoạt động khi xe bị đâm mạnh từ bên sườn
Các túi khí SRS và túi khí bên phía trên được thiết kế để kích hoạt khi khoang hành khách bị va đập từ bên sườn xe hoặc tai sau của xe, nhằm giảm thiểu chấn thương cho người lái và hành khách và tăng cường an toàn.
Hình 4.5 Một số trường hợp túi khí sẽ nổ Túi khí sẽ không nổ:
Túi khí được thiết kế để không nổ trong những tình huống va chạm nhất định như va chạm từ phía sau hoặc bên hông, khi xe bị lật, hoặc va đập phía trước ở tốc độ thấp, nhằm bảo vệ người ngồi và đảm bảo an toàn cho hành khách.
Trong trường hợp xe bị va đập chéo hoặc va đập trực diện ở bên sườn như hình minh họa bên trái mà không tác động đến khu vực khoang hành khách, túi khí bên và túi khí phía trên có thể không bung Điều này cho thấy vị trí va đập và phạm vi tác động của cú va chạm ảnh hưởng đến khả năng kích hoạt của hệ thống túi khí ở bên và ở phía trên Hiểu rõ yếu tố này giúp người lái và hành khách nhận thức hơn về an toàn khi xe gặp va chạm bên sườn và cách hệ thống túi khí bảo vệ hoạt động và hiệu quả.
Khi xe bị va đập trực diện hoặc va chéo vào thành bên như hình vẽ ở bên trái nhưng không thuộc khu vực khoang hành khách, túi khí bên và túi khí phía trên có thể không nổ Hình 4.7 cho thấy một số trường hợp túi khí không nổ.
Hệ thống túi khí loại E bao gồm các phần tử sau:
1 Cảm biến túi khí trước (trái, phải)
2 Cụm cảm biến túi khí trung tâm
(cụm cảm biến túi khí)
3 Cụm túi khí người lái
4 Cụm túi khí hành khách phía trước
6 Cụm túi khí bên (trái, phải)
7 Cụm túi khí bên phía trên (trái, phải)
8 Bộ căng đai khẩn cấp (trái, phải)
9 Cảm biến túi khí bên (trái, phải Hình 4.8 Hệ thống túi khí loại E cảm biến túi khí bên và túi khí bên phía trên)
10 Cảm biến túi khí bên phía trên (trái, phải)
11 Cảm biến túi khí theo vị trí ghế (với túi khí loại 2 giai đoạn)
4.2.4.2 C ấ u t ạ o và ho ạ t độ ng c ủ a t ừ ng chi ti ế t a Bộ thổi khí và túi khí
Cụm túi khí SRS cho ghế người lái được tích hợp trong đệm vô lăng và không thể tháo rời Cụm túi khí SRS gồm bộ thổi khí, túi khí và đệm vô lăng, tạo thành hệ thống bảo vệ an toàn cho người lái khi xảy ra va chạm.
Hình 4.9 Cấu tạo và hoạt động của bộ thổi khí cho lái xe
Cảm biến túi khí hoạt động khi xe gặp va đập mạnh từ phía trước, gửi tín hiệu điện tới ngòi nổ trong bộ thổi khí nhằm kích nổ túi khí Tia lửa kích thích các hạt tạo khí, tạo ra lượng lớn khí Nitơ ngay lập tức Khí được đưa qua bộ lọc và làm mát trước khi đi vào túi khí, và khi khí giãn nở sẽ làm rách lớp ngoài của mặt vô-lăng để túi khí bung ra, giúp giảm lực tác động lên đầu người lái.
Bộ thổi khí loại kép được thiết kế để điều khiển quá trình bung của túi khí theo hai cấp độ, cho phép hệ thống thích nghi với từng tình huống va chạm Dựa vào vị trí trượt của ghế và mức căng của đai an toàn, thiết bị quyết định đai có nên thắt chặt hay nới lỏng và điều chỉnh mức độ bung, nhằm tối ưu hóa hiệu quả bảo vệ khi va đập.
* Đối với hành khách phía trước (ở bảng táp lô):
Bơm gồm có bộ phận ngòi nổ, đầu phóng, đĩa chắn, hạt tạo khí, khí áp suất cao
Trong hệ thống túi khí ô tô, túi khí được bơm căng bằng khí có áp suất cao từ bộ tạo khí Bộ thổi khí và túi được đặt trong một vỏ bảo vệ và lắp đặt bên trong bảng táp lô phía hành khách, nhằm đảm bảo túi khí hoạt động nhanh chóng và an toàn khi xảy ra va chạm.
Hệ thống căng đai khẩn cấp
4.3.1 Th ế nào là b ộ c ă ng đ ai kh ẩ n c ấ p Đai an toàn không cố định người lái hoặc hành khách hoàn toàn vào ghế của họ, vẫn có một khoảng tự do cần thiết giữa đai an toàn và người trên xe
Kết quả cho thấy ngay cả khi dây đai an toàn bị mòn, người lái và hành khách vẫn có thể tiếp xúc với các vật thể trong xe trong quá trình va đập mạnh, dù lực va đập nhỏ hơn nhiều so với trường hợp không đeo dây đai an toàn.
Căng đai khẩn cấp hoạt động trong trường hợp xe va đập mạnh từ phía trước Khi va chạm xảy ra, hệ thống căng đai tự động kéo căng đai trước khi người lái hoặc hành khách dịch chuyển khỏi ghế, giúp ngăn họ di chuyển quá xa về phía trước Nhờ việc kéo căng này, lượng dịch chuyển về phía trước được giảm thiểu, tăng cường an toàn cho người ngồi trong xe.
Việc kết hợp giữa túi khí và đai an toàn có bộ căng đai khẩn cấp sẽ cải thiện đáng kể sự bảo vệ cho người lái và hành khách ở phía trước Khi va chạm xảy ra, hệ thống này kích hoạt đồng thời túi khí và cơ chế căng đai khẩn cấp để giảm lực tác động lên ngực và cổ, giúp người ngồi trên ghế được giữ cố định và hạn chế chấn thương Đây là giải pháp an toàn hiệu quả cho xe hơi hiện đại, mang lại sự yên tâm cho cả người lái lẫn hành khách trên những tuyến đường đông đúc và trong các tình huống va chạm phía trước.
Hình 4.35 Bộ căng đai khẩn cấp
Bộ căng đai khẩn cấp được thiết kế chỉ để dùng một lần
Ngòi nổ Chất cháy mồi
Hình 4.34 Cấu tạo bộ phận thổi khí
Hình 4.35 Mô tả hoạt động của bộ thổi khí và túi khí
4.3.2 C ấ u t ạ o và nguyên lý ho ạ t độ ng
4.3.2.1 Mô t ả Đai an toàn có bộ căng đai và thiết bị hạn chế lực, gồm có cơ cấu khoá ELR, bộ căng đai, cơ cấu cuốn dây đai, cơ cấu hạn chế lực và bộ thổi khí Trong cơ cấu căng đai, áp lực khí từ bộ thổi khí được truyền qua cơ cấu nối tới trục của bộ cuốn để cuốn đai an toàn vào
* Bộ căng đai khẩn cấp:
Cơ cấu căng đai là một thiết bị tự động hoạt động ngay khi va chạm xảy ra, có nhiệm vụ kéo căng và khóa đai an toàn để giữ cho người lái và hành khách ở vị trí an toàn, giảm thiểu lực tác động và ngăn ngừa chấn thương trong quá trình va đập.
* Thiết bị hạn chế lực:
Thiết bị hạn chế lực của đai an toàn được thiết kế để nới đai khi va đập, nhằm duy trì một khoảng trống cố định giữa đai và cơ thể và giảm lực ép lên ngực khi lực tác động lên đai đạt đến ngưỡng quy định Hệ thống hoạt động tự động, can thiệp đúng lúc để giảm áp lực mà vẫn đảm bảo đai ở vị trí bảo vệ Nhờ khoảng trống được duy trì, nguy cơ chèn ép ngực và chấn thương do căng đai được giảm thiểu, đồng thời vị trí đai vẫn đảm bảo chức năng bảo vệ Việc tối ưu hóa này tăng mức độ an toàn và sự thoải mái cho người ngồi hoặc lái xe.
4.3.2.2 C ơ c ấ u c ă ng đ ai kh ẩ n c ấ p a Cấu tạo
- Cơ cấu căng đai gồm có: Trục cơ cấu cuốn, trục cơ cấu căng đai, tang trống, dây, đĩa dẫn động, píttông, xylanh, bộ thổi khí.v.v
Trục cơ cấu căng đai được lắp trực tiếp trên trục cơ cấu cuốn để cuốn đai và được lắp trong trống Vì có khe hở giữa trục cơ cấu căng đai và trống ở điều kiện bình thường, nên chúng không tiếp xúc với nhau Hình 4.38 mô tả cấu tạo cơ cấu căng đai khẩn cấp.
Trên tang trống có một phần đàn hồi, nhờ lực đàn hồi được sinh ra khi dây cuốn quanh tang trống bị kéo ra mà trống được co lại Cơ chế này cho phép dây được quấn và giãn đúng lúc, giúp tang trống hoạt động ổn định và tăng hiệu suất của hệ thống.
- Đĩa dẫn động: được lắp sao cho nó quay cùng với tang trống
Dây thép cuốn quanh tang trống, một đầu dây được cố định vào đĩa dẫn động và đầu kia được cố định vào xylanh qua pít-tông Nguyên lý hoạt động dựa trên việc chuyển đổi động cơ quay thành chuyển động tuyến tính: khi đĩa dẫn động quay, dây thép được cuốn hoặc thả ra khiến tang trống quay và kéo căng dây, làm cho pít-tông trong xylanh dịch chuyển, từ đó truyền động lực và điều khiển cơ cấu liên kết.
Khi lực va đập vượt ngưỡng định sẵn, cảm biến túi khí trung tâm truyền tín hiệu kích hoạt bộ thổi khí, kích nổ và tạo ra khí có áp suất cao nhằm làm phình túi khí và bảo vệ hành khách.
Khí có áp lực cao này ép mạnh píttông vào trong xylanh Do đó dây bị kéo Sau đó tang trống bị co vào theo phương hướng kính của khe hở và được ép vào trục của cơ cấu căng đai thành một cụm
Sau đó, chốt hãm đĩa dẫn động bị cắt làm cho tang trống, đĩa dẫn động và trục cơ cấu căng đai quay theo hướng cuộn đai lại để giữ cho người lái và hành khách tránh được va đập
Hình 4.39 Hoạt động của cơ cấu căng đai khẩn cấp
Cơ cấu cuốn đai, bộ phận hạn chế lực và lõi cuốn được lắp với nhau nói chung chúng quay cùng nhau b Nguyên lý hoạt động
Trong quá trình va đập, sự dịch chuyển của hành khách làm căng đai vượt quá giá trị cho phép, khiến đĩa của cơ cấu hạn chế lực biến dạng (hấp thụ năng lượng) nhờ lực quay của lõi cuốn và cuốn quanh trục, và kết quả là dây đai được nhả ra Hình 4.40 minh họa hoạt động của cơ cấu hạn chế lực 4.3.2.4 Bộ phận tạo khí loại E.
Bộ phận tạo khí của túi khí gồm hai thành phần chính: một cơ chế kích hoạt và các chất tạo khí được chứa trong hộp kim loại Khi cảm biến va chạm phát hiện sự cố, hệ thống sẽ kích hoạt cơ chế này để sinh khí và làm phồng túi khí, góp phần bảo vệ hành khách trên xe.
Ngay sau đó ngòi nổ làm cho hạt tạo khí cháy rất nhanh trong một thời gian cực ngắn tạo ra khí có áp suất cao
Hình 4.41 Cấu tạo bộ phận tạo khí loại E
ĐIỀU KHIỂN HỘP SỐ TỰ ĐỘNG
Sơ đồ khối
Với xe ô tô số tự động, người lái không cần suy nghĩ về thời điểm lên số hay xuống số; hộp số tự động sẽ chuyển số dựa trên tốc độ xe và mức nhấn bàn đạp ga, mang lại trải nghiệm lái xe thoải mái và hiệu quả vận hành.
Một hộp số mà trong đó việc chuyển số bánh răng được điều khiển bằng một ECU
(Bộ điều khiển điện tử) được gọi là ECT-
Hộp số điều khiển điện tử và một hộp số không sử dụng ECU được gọi là hộp số tự động thuần thuỷ lực
Chính vì thế mà hiện nay hầu hết các xe đều sử dụng ECT
Hình 5.1 Ưu điểm của hộp số tự động so với hộp số thường.
Chúng ta sẽ tìm hiểu các thành phần cơ bản của hệ thống điều khiển hộp số tự động và những điều khiển chính trong hộp số tự động, nhằm nắm bắt cách hoạt động, tối ưu hiệu suất và tăng tuổi thọ của hệ thống truyền động Các thành phần cơ bản gồm bộ điều khiển điện tử, hệ van thủy lực, bộ truyền động và cảm biến (tốc độ, áp suất, vị trí ly hợp) tạo nên nền tảng cho quá trình sang số tự động Các điều khiển chính liên quan đến việc chọn chế độ sang số, điều khiển ly hợp và hệ thống thủy lực để điều chỉnh mô-men xoắn và tốc độ đầu ra, cũng như các cơ chế bảo vệ và nhận diện sự cố nhằm đảm bảo vận hành an toàn và ổn định Việc nắm vững các yếu tố này giúp tối ưu vận hành hộp số tự động và cải thiện hiệu suất xe.
Hình 5.2 là sơ đồ khối điều khiển hệ thống hộp số tự động Đây là một hệ thống
Cơ điện tử điển hình trên ô tô, bao gồm các khối đầu vào, đầu ra và hộp đen điều khiển số tự động – PCM
Hình 5.2 Sơ đồ khối điều khiển hộp số tự động
Trong quá trình vận hành, bộ điều khiển liên tục đọc các tín hiệu ngõ vào từ các cảm biến Các tín hiệu này được bộ điều khiển so sánh với bảng giá trị thời điểm chuyển số và khóa biến mô đã được nạp sẵn trong bộ nhớ Dựa trên kết quả so sánh, bộ điều khiển sẽ phát tín hiệu thời điểm chuyển số hoặc khóa biến mô và điều khiển các van solenoid để thực hiện quá trình chuyển số.
Ngoài ra, để khắc phục tạm thời các sự cố do cảm biến gặp trục trặc, bộ điều khiển được trang bị hệ thống dự phòng Hệ thống này phát tín hiệu tạm thời để thay thế tín hiệu bị hỏng trong thời gian chờ sửa chữa.
Cảm biến và thông tin đầu vào
5.2.1 Các c ả m bi ế n a C ả m bi ế n v ị trí b ướ m ga
Trong hộp số tự động điều khiển bằng điện tử, quá trình chuyển số được điều khiển bởi hai tín hiệu chính: tải động cơ thể hiện qua độ mở bướm ga và cảm biến tốc độ xe Do đó, cần bố trí một cảm biến trên bướm ga để nhận biết sự thay đổi tải động cơ qua góc mở của bướm ga, từ đó hệ thống có thể điều khiển sang số một cách chính xác và nhanh nhạy.
Cảm biến vị trí bướm ga (TPS) là một cảm biến tuyến tính theo góc mở của bướm ga, trong đó nguồn 5V cố định được cấp vào chân VC và khi trục bướm ga quay, điện áp ra ở chân VTA tăng tỷ lệ với độ mở của bướm ga; tín hiệu VTA được đưa vào bộ điều khiển (ECU) và được chia thành 8 mức áp khác nhau theo góc mở của bướm ga như thể hiện ở hình 5.4.
Hình 5.4 Đồ thị quan hệ giữa điện áp theo góc mở bướm ga Điện áp T T (V)
Hình 5.5 Đồ thị quan hệ giữa điện áp chuyển đổi theo góc mở bướm ga b C ả m bi ế n nhi ệ t độ n ướ c làm mát
Hình 5.5 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát
Khi nhiệt độ nước làm mát động cơ còn thấp, hiệu năng động cơ và khả năng tải của xe sẽ giảm nếu hộp số chuyển sang các số truyền cao hơn Để tránh hiện tượng này, khi nhiệt độ động cơ dưới 60°C, bộ điều khiển sẽ không cho phép chuyển sang số OD và đồng thời không cho phép khóa biến mô.
Trong hệ thống điều khiển hộp số tự động điều khiển bằng điện tử, tín hiệu từ cảm biến được truyền về bộ điều khiển ở dạng biến trở nhiệt Để xác định thời điểm sang số phù hợp, ngoài tín hiệu từ cảm biến bướm ga, bộ điều khiển còn phải lấy thêm tín hiệu cảm biến tốc độ xe Nhằm đảm bảo tín hiệu chính xác ở mọi thời điểm, hệ thống hộp số tự động được trang bị hai cảm biến tốc độ Hình 5.7 Cảm biến tốc độ xe.
Khi hoạt động, bộ điều khiển liên tục so sánh hai tín hiệu từ cảm biến: một cảm biến được gắn ở trục ra hộp số và một cảm biến khác đặt trên đồng hồ tốc độ xe, nhằm xác định sự trùng khớp giữa tín hiệu quay và tín hiệu tốc độ để thời điểm sang số được chính xác Việc đối chiếu này giúp đồng bộ tín hiệu giữa trục ra hộp số và đồng hồ tốc độ, từ đó tối ưu hóa quá trình sang số và giảm thiểu sai lệch thời điểm truyền động Nhờ đó, hệ truyền động vận hành hiệu quả hơn, giảm thiểu trượt số và tăng tính ổn định cho xe khi sang số.
Hình 5.8 Vị trí cảm biến tốc độ xe
Tín hiệu điện gởi về bộ điều khiển là dạng xung Trong hệ thống có hai cảm biến, bộ điều khiển luôn ưu tiên nhận tín hiệu từ cảm biến đặt trên trục ra hộp số; chỉ khi cảm biến này bị hỏng thì bộ điều khiển mới dùng tín hiệu từ cảm biến trên đồng hồ tốc độ để điều khiển.
Trong Hình 5.9, bộ điều khiển lựa chọn cảm biến khi một cảm biến gặp sự cố được thể hiện rõ, cho thấy cách hệ thống tự động chọn cảm biến thay thế Công tắc phanh quy định rằng khi người lái phanh và thả chân ga, tín hiệu phanh phải được gửi về bộ điều khiển để ngắt li hợp và tránh chết máy Tín hiệu phanh còn được dùng cho các chức năng khác như ngắt nhiên liệu tạm thời, nhằm tăng tính an toàn và hiệu quả vận hành Đặc trưng của ôtô là khi phanh thì buông chân ga, vì vậy tín hiệu phanh đóng vai trò trọng yếu trong điều khiển động cơ và hệ thống truyền động.
Khi nhấn phanh, điện áp 12V được gửi tới chân STP của bộ điều khiển; ngược lại, khi buông phanh thì không có tín hiệu gửi về bộ điều khiển.
Hình 5.10 Công tắc đèn báo phanh e Công t ắ c chính OD
Công tắc OD cho phép bộ điều khiển hộp số quyết định có vào số OD hay không Khi công tắc đóng, bộ điều khiển có thể chuyển sang số OD ở một số chế độ điều khiển khác nhau Ngược lại, khi công tắc mở, bộ điều khiển sẽ ngăn không cho vào số OD trừ khi thỏa mãn một số điều kiện nhất định.
Hình 5.11.Công tắc đèn OD
Khi công tắc OD bật ở vị trí ON (tiếp điểm hở), nguồn điện từ ắc quy chạy qua bóng đèn và đến bộ điều khiển như hình minh họa Quá trình này cho phép hộp số có thể chuyển sang chế độ OD khi điều kiện vận hành phù hợp được đáp ứng.
Hình 5.12 Công tắc chính OD bật ON Công t ắ c chính OD t ắ t OFF
Khi công tắc OD ở trạng thái tắt (tiếp điểm đóng), dòng điện từ ắc quy đi qua bóng đèn rồi về mass, khiến đèn sáng như hình 2.25 Lúc này bộ điều khiển không nhận được tín hiệu điện áp từ nguồn cấp, nên không cấp lệnh cho hộp số chuyển sang số mong muốn.
Hình 5.13 Công tắc chính OD tắt OFF f Cảm biến nhiệt độ dầu số tự động (OTS)
Cảm biến nhiệt độ dầu hộp số tự động có cấu tạo và nguyên lý hoạt động tương tự cảm biến nhiệt độ nước làm mát động cơ, cho phép đo và giám sát nhiệt độ dầu trong hộp số một cách chính xác Thiết bị này có chức năng phát hiện nhiệt độ dầu tăng cao quá mức cho phép và gửi tín hiệu về hộp đen của hộp số tự động để được xử lý, giúp cảnh báo và bảo vệ hệ truyền động, đồng thời tối ưu hóa hiệu suất vận hành.
Hình 5.3 là sơ đồ mạch điều khiển của cảm biến nhiệt độ dầu số tự động với các thông số cho sẵn:
Hình 5.14 Sơ đồ mạch điều khiển của cảm biến nhiệt độ dầu
Thông số nhiệt độ và điện trở tương ứng của cảm biến nhiệt độ dầu số tự động:
PCM điều khiển hoạt động của Tr ở trạng thái ON và OFF theo điều kiện nhiệt độ từ hai cảm biến: cảm biến nhiệt độ dầu (OTS) và cảm biến nhiệt độ nước làm mát động cơ (ECT) Cụ thể, khi nhiệt độ dầu hoặc nước làm mát đạt ngưỡng cài đặt, PCM sẽ bật hoặc tắt Tr để duy trì hiệu suất, bảo vệ động cơ và tối ưu hóa quá trình làm mát cũng như vận hành hệ thống.
+ ECT ≤ 500C và OTS ≤ 800C thì điện trở tương ứng là (3,600 + 348) Ω và
+ ECT ≥ 500C và OTS ≤ 800C thì Tr ON
Ta có hình dạng xung tín hiệu sau:
+ ECT ≤ 500C và OTS ≥ 800C thì Tr ON ↔ OFF
Ta có hình dạng xung tín hiệu sau:
+ Khi ECT ≥ 500C và OTS ≥ 800C thì Tr ON
Các tín hiệu gửi về hộp đen của hệ thống hộp số tự động không chỉ bao gồm tín hiệu cảm biến mà còn có nhiều tín hiệu khác ảnh hưởng đến hoạt động và an toàn của xe Trong đó, tín hiệu IG ON và GND xác định nguồn và mặt đất cấp cho hệ thống, tín hiệu từ công tắc vị trí tay số tự động cho biết trạng thái vị trí cần số, tín hiệu từ công tắc phanh ảnh hưởng đến quá trình sang số, và tín hiệu từ mạng giao tiếp nội bộ CAN cho phép các thành phần trong hệ thống trao đổi và đồng bộ dữ liệu nhanh chóng Việc nhận diện và giải mã các tín hiệu này giúp tối ưu hóa hiệu suất hoạt động của hộp đen và hệ thống truyền động.
Các điều khiển cụ thể
ECU điều khiển các van điện từ dựa trên tình trạng của động cơ và xe được xác định bởi các bộ cảm biến, từ đó điều chỉnh áp suất thủy lực Cụ thể, ECU động cơ và hệ thống ECT thực hiện các chức năng điều khiển nhằm tạo cảm giác lái an toàn và thuận tiện: phối hợp với cảm biến để điều chỉnh thời gian đóng mở van điện từ và mức áp suất thủy lực, tối ưu hóa phản hồi ga và chuyển động của hệ thống truyền động, đồng thời đảm bảo các tham số vận hành của động cơ phù hợp với tải, nhiệt độ và điều kiện đường xá.
→ Điều khiển thời điểm chuyển số
→ Điều khiển thời điểm khóa biến mô
→ Điều khiển thời điểm khóa biến mô linh hoạt
Bên cạnh các chức năng chính, hệ thống xe được trang bị một số điều khiển khác nhằm tối ưu hóa hiệu suất vận hành và an toàn khi lái Bao gồm Điều khiển tối ưu áp suất cơ bản và Điều khiển tối ưu áp suất ly hợp để cân bằng lực truyền động và mang lại sự vận hành mượt mà, Điều khiển áp suất từ ly hợp tới ly hợp giúp chuyển tiếp giữa các giai đoạn truyền động một cách trơn tru, và Điều khiển mômen động cơ điều chỉnh mô-men xoắn cho tình huống lái khác nhau Để tăng an toàn khi sang số, có Điều khiển Chống chúi xe khi chuyển từ N sang D, và Điều khiển chuyển số khi lên dốc xuống dốc nhằm tối ưu hóa quản lý số và mô-men, mang lại sự ổn định và tiết kiệm nhiên liệu cho người lái.
Hình 5.15 Một số điều khiển của ECU động cơ và ECT 5.3.1 Đ i ề u khi ể n th ờ i đ i ể m chuy ể n s ố
Trước khi nghiên cứu quá trình điều khiển thời điểm chuyển số của ECU động cơ và ECT, ta cần nắm vững nguyên lý chuyển số cơ bản trên hộp số tự động Nguyên lý chuyển số cơ bản chỉ ra cách hoạt động của các cơ cấu như ly hợp và bánh răng để thực hiện chuyển số sao cho các nhịp quay và lực kéo được duy trì liên tục và đảm bảo an toàn cho hệ thống truyền động Hiểu rõ nguyên lý này sẽ giúp phân tích sự phối hợp giữa ECU động cơ, ECT và hệ thống thủy lực để tối ưu thời điểm vào số, giảm trễ chuyển số và nâng cao hiệu quả sử dụng nhiên liệu Các yếu tố ảnh hưởng đến thời điểm chuyển số gồm tín hiệu cảm biến, áp suất thủy lực, điều khiển điện tử và sự đồng bộ giữa các thành phần truyền động Do đó, bài viết sẽ đi từ khái niệm căn bản về chuyển số đến cách ECU và ECT điều khiển tín hiệu để thực hiện các thao tác chuyển số mượt mà trên hộp số tự động.
Giả sử ta thực hiện chuyển số ở van số 2 – 3
Trong hộp số tự động, hệ thống van số (hay còn gọi là cặp van như van 1-2, van 2-3, van 3-4, …) đóng vai trò như một cái côn để thực hiện việc sang số Khi xe vận hành, bơm dầu được bố trí ngay sau biến mô sẽ hút dầu từ đáy hộp số và đẩy lên van điều áp sơ cấp, nơi nó điều chỉnh áp suất chuẩn được gọi là P0 Dòng áp suất P0 này sau đó phân chia thành 3 hướng cơ bản để tác động lên các cơ cấu truyền động tương ứng.
Trong Hướng 1, nguồn áp P0 được cấp đến van ga, van ga có thể hoạt động bằng cơ hoặc bằng điện Mức đạp chân ga sẽ điều chỉnh độ mở của van ga, từ đó làm thay đổi lưu lượng dầu đi qua van và áp suất dòng dầu sau van ga được gọi là P1, áp suất này được phân phối tới một phía của van số trong hệ thống.
Trong Hướng 2, van ly tâm được dẫn đến vị trí cuối hộp số và được vận hành bởi bánh vít trên trục phụ của hộp số (dẫn động dây công tơ mét) Do đó van này hoạt động theo tốc độ của ô tô: khi vận tốc xe tăng, quả văng ở van ly tâm bung ra, đẩy ty van xuống và mở rộng khe dầu để dòng áp suất P0 đi qua, tạo thành áp suất P2 với P0 = P2 Dòng P2 được đưa tới một phía của van số để so sánh với áp suất P1.
+ Hướng 3: P0 đi qua van tay số để tới các van số tương ứng chờ sẵn
Nếu P1 > P2 (trường hợp A- xe lên dốc, tải nặng) thì cái côn sẽ nghiêng về phía trái (P1) để mở dòng P0 đến điều khiển số 2 → thực hiện tự động về số
Trong trường hợp B khi xe chạy trên đường bằng và P1 < P2, tốc độ ô tô ở mức cao nhưng lực đạp ga không lớn Do đó cơ cấu điều khiển nghiêng về phía bên phải (P2) để mở dòng P0 tới bộ điều khiển số 3, từ đó thực hiện tăng tốc tự động.
Hình 5.15 Nguyên lý chuyển số trên A/T b Phương thức điều khiển thời điểm chuyển số
ECU động cơ và hộp số ECT đã được lập trình trong bộ nhớ để xác định phương thức chuyển số tối ưu cho từng vị trí cần số và cho mỗi chế độ lái Thuật toán này cho phép hệ thống tự động chọn thời điểm sang số và độ mở ga phù hợp, tối ưu hóa lực kéo, tiết kiệm nhiên liệu và mang lại trải nghiệm lái êm ái hơn Nhờ việc lưu trữ các phương pháp chuyển số tối ưu ở mọi vị trí cần số và mọi chế độ lái, ECU có thể thích nghi với điều kiện đường xá khác nhau và tối ưu hóa hiệu suất vận hành của xe.
Hình 5.17 Sơ đồ điều khiển thời điểm chuyển số
Trên cơ sở phương thức chuyển số, ECU sẽ bật hoặc tắt các van điện từ Solenoid Các quyết định này dựa trên tín hiệu tốc độ xe từ cảm biến tốc độ, tín hiệu góc mở bướm ga từ cảm biến vị trí bướm ga và các tín hiệu khác từ các cảm biến hoặc công tắc.
ECU điều khiển từng van điện từ, mở hoặc đóng các đường dẫn dầu tới ly hợp và phanh, từ đó điều khiển quá trình đóng mở ly hợp và phanh trong hệ thống hộp số Nhờ cơ chế này, hộp số có thể chuyển số lên hoặc xuống một cách mượt mà và chính xác, tối ưu hóa hiệu suất vận hành và cảm giác lái.
* Quan hệ giữa tốc độ xe và số của hộp số:
Quan hệ giữa tốc độ ôtô và độ mở bướm ga thay đổi tùy theo góc mở của bàn đạp ga, ngay cả khi xe đang ở cùng một tốc độ Khi lái và vẫn giữ độ mở bàn đạp ga không đổi, tốc độ xe tăng lên và hộp số sẽ sang lên số cao hơn Khi bàn đạp ga được nhả tại điểm A và độ mở của bướm ga đạt tới điểm B, hộp số sẽ chuyển từ số 3 lên số O/D Hình 5.18 minh họa chuyển số theo tốc độ ôtô và độ mở bướm ga.
Ngược lại, nếu tiếp tục đạp ga ở điểm A và độ mở của bàn đạp ga đạt điểm C, thì hộp số sẽ chuyển từ số 3 về số 2
(Khi nhiệt độ nước làm mát thấp thì hộp số không chuyển lên số O/D)
Độ trễ của hộp số tự động là thời gian mà quá trình chuyển số từ số thấp lên số cao và ngược lại diễn ra trong một khoảng thời gian nhất định, bất kể vị trí số đang ở Khoảng thời gian này được gọi là độ trễ Độ trễ được thiết kế cho mọi hộp số tự động nhằm ngăn hộp số chuyển số lên và xuống quá thường xuyên, giúp vận hành xe mượt mà hơn, tối ưu hiệu suất và tiết kiệm nhiên liệu.
* Điều khiển thời điểm chuyển số:
Quá trình điều khiển thời điểm chuyển số phụ thuộc vào chế độ lái được chọn thông qua công tắc phương thức lái Hệ thống ECU xác định phương thức áp dụng và điều khiển thời điểm chuyển số tương ứng với chế độ đã chọn Đối với chế độ tăng tốc, điểm chuyển số và điểm khóa biến mô được thiết lập ở vòng tua máy cao hơn so với chế độ bình thường, cho phép lái xe ở tốc độ động cơ cao và mang lại cảm giác lái thể thao.
Hình 5.19 Điều khiển thời điểm chuyển số theo chế độ tải của động cơ
5.3.2 Đ i ề u khi ể n khóa bi ế n mô a Nguyên lý
ECU động cơ & ECT đã lập trình trong bộ nhớ của nó một phương thức vận hành ly hợp khoá biến mô cho từng chế độ lái Trên cơ sở phương thức khoá biến mô này, ECU sẽ bật hoặc tắt van điện từ tuỳ thuộc vào các tín hiệu tốc độ xe và các tín hiệu mở bướm ga
ECU sẽ bật van điện từ để vận hành hệ thống khoá biến mô nếu 3 điều kiện sau đây đồng thời tồn tại:
- Xe đang chạy ở số 2 hoặc số 3 hoặc ở số O/D (dãy ”D”)
- Tốc độ xe bằng hoặc cao hơn tốc độ quy định và góc mở bướm ga bằng hoặc lớn hơn trị số quy định
Hình 5.10 Sơ đồ điều khiển thời điểm khóa biến mô
- ECU không nhận được tín hiệu huỷ hệ thống khoá biến mô b Mục đích:
ECU điều khiển thời điểm khoá biến mô nhằm giảm chấn trong khi chuyển số Nếu hộp số chuyển số lên hoặc xuống trong khi hệ thống khoá biến mô đang hoạt động thì ECU sẽ huỷ tác động của hệ thống khoá biến mô
ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG TREO ĐIỆN TỬ- EMS
Sơ đồ khối
Hình 6.1 Sơ đồ khối điều khiển hệ thống
Hệ thống treo nhằm cải thiện độ êm và tính năng vận hành của xe EMS (Hệ thống treo điều biến - điện tử) là hệ thống treo khí nén được điều khiển bằng thiết bị điện tử, cho phép điều chỉnh lực giảm chấn của các bộ giảm chấn và áp suất lò xo khí nhằm nâng cao độ êm và tính năng vận hành.
Modulated Suspension” (Hệ thống treo điều biến-điện tử)
Hình 6.2 Hệ thống treo điều khiển điện tử
Kích thước lỗ tiết lưu trong bộ giảm chấn được điều chỉnh để kiểm soát lưu lượng dầu, từ đó thay đổi lực giảm chấn Lực giảm chấn được tự động điều khiển bởi ECU của EMS dựa trên vị trí công tắc chọn và điều kiện vận hành của xe.
Nhờ những cải tiến này, độ êm và độ ổn định của xe được nâng cao, mang lại trải nghiệm lái mượt mà và an toàn hơn Hệ thống cũng tích hợp các chức năng chẩn đoán và đảm bảo an toàn khi có sự cố, giúp phát hiện sớm và xử lý kịp thời các sự cố để giảm thiểu rủi ro cho người lái và hành khách.
Hệ thống treo khí dùng ECU để điều khiển lò xo khí, là những đệm khí nén có tính đàn hồi giúp xe duy trì sự cân bằng và ổn định khi vận hành Có thể phối hợp EMS với hệ thống treo khí, mang lại khả năng điều chỉnh linh hoạt và tối ưu hóa quá trình giảm xóc theo điều kiện đường sá Nhờ đó xe có cảm giác lái nhạy hơn, cải thiện độ ổn định và sự thoải mái cho hành khách, đồng thời tăng an toàn trên nhiều loại địa hình và tốc độ.
Hệ thống treo khí có các đặc tính sau đây:
+ Lực giảm chấn có thể thay đổi được
+ Độ cứng lò xo và chiều cao xe có thể thay đổi bằng cách điều chỉnh thể tích không khí
+ Có các chức năng chẩn đoán và an toàn khi có sự cố.
Các cảm biến và thông tin đầu vào
Hình 6.3 Vị trí các công tắc của EMS a Công tắc chọn chế độ giảm chấn
Công tắc này có thể điều chỉnh lực giảm chấn của bộ giảm chấn, cho phép thay đổi độ cứng của hệ thống treo để phù hợp với điều kiện lái Vị trí của công tắc và chi tiết cài đặt phụ thuộc vào từng kiểu xe, nhưng nhìn chung khi bạn chuyển từ chế độ COMFORT (hay sang các chế độ khác do nhà sản xuất quy định) sẽ ảnh hưởng đến độ nén của phuộc và cảm giác lái.
Khi chuyển từ chế độ NORMAL sang chế độ SPORT (thể thao), lực giảm chấn được điều chỉnh từ mềm sang cứng, giúp phuộc phản ứng nhanh và ổn định hơn ở tốc độ cao Hình 6.4 mô tả hai công tắc liên quan: công tắc chế độ giảm chấn để chọn giữa các chế độ (NORMAL và SPORT) và công tắc điều khiển chiều cao để điều chỉnh độ cao của xe tùy theo điều kiện lái.
Công tắc này dùng để thay đổi cài đặt chiều cao xe Vị trí của công tắc và chi tiết cài đặt tùy thuộc vào từng kiểu xe, nhưng việc chuyển từ chế độ NORM (hay chế độ mặc định) sang các chế độ điều chỉnh khác sẽ phụ thuộc vào từng mẫu xe.
LOW) sang chế độ HIGH (cao) đều làm thay đổi chiều cao xe từ thấp lên cao
Hình 6.5 Công tắc điều khiển chiều cao c Đèn báo chế độ giảm chấn và đèn báo chiều cao xe
Hình 6.6 Đèn báo chế độ giảm chấn và báo chiều cao xe
Việc chọn chế độ giảm chấn bằng công tắc sẽ làm đèn báo chế độ giảm chấn sáng lên để xác nhận chế độ đang hoạt động; tương tự, chế độ chiều cao được thiết lập bằng công tắc chọn chiều cao cũng sẽ làm đèn báo tương ứng sáng lên để nhận biết thiết lập đang áp dụng Ngoài ra, các đèn báo này có thể nhấp nháy khi hệ thống gặp sự cố, cho biết có trục trặc, và nội dung cùng ký hiệu của các đèn báo này phụ thuộc vào từng kiểu xe.
Hình 6.7 Vị trí các cảm biến trên EMS a Cảm biến góc xoay vô lăng
Các cảm biến góc lái được lắp đặt trong cụm ống trục lái, để phát hiện góc và hướng quay
Cảm biến này bao gồm 3 bộ ngắt quang điện theo pha và một đĩa xẻ rãnh để ngắt ánh sáng, nhằm kích hoạt mạch đóng/ngắt ON/OFF của tranzito-quang điện và phát hiện góc cùng hướng lái Việc bố trí ba ngắt quang điện theo pha cho tín hiệu quay đồng bộ giúp xác định vị trí góc quay một cách chính xác, trong khi đĩa xẻ rãnh tạo tín hiệu quang tương ứng cho xử lý Cấu hình này phù hợp cho các hệ thống điều khiển lái và định vị góc quay trong các ứng dụng tự động.
Hình 6.8 Cảm biến góc xoay vô lăng b Cảm biến điều chỉnh chiều cao
Trong mỗi bánh xe đều có lắp một cảm biến điều chỉnh chiều cao
Cảm biến này chuyển đổi biến động chiều cao của xe thành sự biến đổi góc quay của thanh liên kết, và kết quả thay đổi được phát hiện dưới dạng tín hiệu điện áp Tín hiệu điện áp tương ứng có thể được sử dụng để giám sát trạng thái treo, điều khiển liên kết và cải thiện độ ổn định, an toàn và hiệu suất vận hành của xe Việc chuyển đổi này cho phép đo lường chính xác các biến động chiều cao và đưa dữ liệu về dạng tín hiệu điện áp dễ tiếp nhận bởi hệ thống điều khiển.
Khi xe trở nên cao hơn thì điện áp tín hiệu cũng cao hơn; khi xe trở nên thấp hơn thì điện áp tín hiệu cũng tụt xuống
Hình 6.9 Cảm biến điều chỉnh chiều cao xe c Cảm biến giảm tốc
Cảm biến gia tốc phía trước được tích hợp với cảm biến điều chỉnh chiều cao phía trước nhằm tăng độ nhạy và cải thiện khả năng kiểm soát chuyển động của xe Cảm biến gia tốc phía sau được lắp đặt trong khoang hành lý để theo dõi rung động và hỗ trợ tối ưu hóa hệ thống treo và an toàn cho người lái.
Cảm biến gia tốc hoạt động bằng cách chuyển đổi sự biến dạng của đĩa gốm áp điện thành tín hiệu điện, từ đó phát hiện gia tốc theo phương thẳng đứng của xe Khi gia tốc của xe hướng lên trên, tức là lực hướng lên, điện áp tín hiệu tăng lên; ngược lại khi gia tốc hướng xuống, lực hướng xuống, điện áp tín hiệu giảm.
Hình 6.10 Cảm biến giảm tốc 6.2.3 ECU/B ộ ch ấ p hành
Hình 6.11 cho thấy vị trí ECU và bộ chấp hành của EMS trong hệ thống treo khí ECU của EMS đóng vai trò xử lý các tín hiệu nhận được từ cảm biến và từ công tắc chọn, sau đó chuyển đổi chúng thành tín hiệu điều khiển các van và bộ chấp hành.
Hình 6.12 ECU của EMS b Bộ chấp hành hệ thống treo
Bộ kích hoạt điều khiển hệ thống treo được lắp trên đầu mỗi bộ giảm chấn hoặc xi lanh khí nén, có chức năng thay đổi lực giảm chấn bằng cách quay van xoay trong bộ giảm chấn Góc quay của van xoay này được điều khiển bởi các tín hiệu từ ECU của EMS (hệ thống treo khí nén), cho phép điều chỉnh nhanh và chính xác lực giảm chấn để tối ưu hóa sự ổn định và cảm giác lái theo điều kiện đường xá và tải trọng.
Hình 6.13 Bộ chấp hành của EMS
Các điều khiển cụ thể
Hình 6.14 Đặc tính thay đổi chế độ
Hình 6.15 Đặc tính điều khiển độ cứng lò xo và lực giảm chấn
Hình 6.16 Đặc tính điều khiển chiều cao xe