BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO
HỆ THỐNG ĐIỆN CHÍNH TRÊN HUYNDAI TUCSON 2018
Hệ thống hệ thống cân bằng điện tử ESP trên ô tô
Electronic Stability Program là hệ thống cân bằng điện tử được trang bị rất phổ biến trên ô tô hiện nay để ngăn hiện tượng xe bị mất lái, chệch khỏi quỹ đạo mong muốn Hệ thống này đặc biệt hữu ích không chỉ trên những mẫu xe hiệu suất cao mà còn rất cần thiết khi xe vận hành trong điều kiện có độ bám thấp như đường ướt, cát đất, băng tuyết hay trong những tình huống cần đánh lái gấp để tránh chướng ngại vật.
Bộ công nghệ cân bằng điện tử (Electronic Stability Control/Program – ESC/ESP) ứng dụng trên hệ thống phanh được hãng xe BMW hợp tác với tập đoàn Bosch của Đức phát triển Trong hệ thống này sử dụng hai công nghệ an toàn chính là hệ thống kiểm soát lực kéo TCS (Traction Control System) và hệ thống chống bó cứng phanh ABS (Anti-lock Brake System) Nếu ABS giữ nhiệm vụ kiểm soát độ bám đường của bánh xe khi phanh thì TCS hoạt động theo cơ chế ngược lại, giúp kiếm soát độ bám của các bánh xe khi tăng tốc,ngăn tình trạng trượt bánh khi tăng tốc đột ngột, đặc biệt trong điều kiện đường trơn trượt.
ESP là một trong những hệ thống an toàn tiêu chuẩn trên những chiếc xe cao cấp và đang dần trở nên phổ biến đối với hầu hết các mẫu xe trên thị trường Hoạt động dựa trên sự liên kết và tích hợp giữa các hệ thống như hệ thống phanh chống bó cứng (ABS) hệ thống chống trượt (TCS hay ASR)… giúp chiếc xe chủ động cải thiện tính ổn định trong mọi tình huống và điều kiện chuyển động.
Ngày nay, hệ thống cân bằng điện tử được đánh giá là một trong những công nghệ an toàn tiến bộ nhất và được xem là trang bị bắt buộc đối với tất cả các dòng xe được bán ra ở Châu Âu.
2.1.2 Thành phần cấu tạo và nguyên lý làm việc
Hệ thống cân bằng điện tử ESP hoạt động dựa vào tín hiệu từ bộ các cảm biến như cảm biến tốc độ bánh xe(dùng chung với hệ thống ABS và TCS) để xác định độ trượt của bánh, cảm biến quay vòng, gia tốc, góc lái cũng như áp suất phanh để xác định khi xe có xu hướng lật, mất lái và tiến hành can thiệp Hiện tượng mất lái có thể xảy ra khi người lái phải xoay vô lăng nhanh để tránh một chướng ngại vật bất ngờ trên đường hoặc bẻ lái quá nhiều/ quá ít khi vào cua khiến xe bị văng đuôi/ văng đầu và rất dễ gây tai nạn.
Việc can thiệp của hệ thống cân bằng điện tử ESP có thể được thực hiện bằng cách phanh từng bánh xe một cách tự động (sử dụng chung các cơ cấu chấp hành của hệ thống chống bó cứng phanh ABS) dựa theo điều kiện thực tế hoặc ngắt moment từ động cơ đến các bánh xe (dựa vào hệ thống kiểm soát lực kéo TCS). Để có cái nhìn tổng quát và hiểu hơn về các ứng dụng thực tế của ESP, mời độc giả xem video sau:
Cách nhận biết hệ thống ESP Đây là biểu tượng của hầu hết các hãng xe hiện nay đang áp dụng và bố trí ở bảng đồng hồ hiển thị thông tin lái xe., Khi hệ thống hoạt động và can thiệp vào quá trình vận hành, đèn bên phải sẽ sáng lên hoặc nhấp nháy, lúc này một số trường hợp ta có thể nghe được tiếng rít lốp khi cân bằng điện tử hoạt động Ngược lại, nếu tắt hệ thống đi thì đèn bên trái sẽ sáng lên, lúc này ta có thể nhận biết được hệ thống đã bị vô hiệu hóa.
Hầu hết những chiếc xe được trang bị hệ thống cân bằng điện tử đều có nút tắt, do đó ta có thể nhận biết một chiếc xe có được trang bị hệ thống ESP hay không bằng cách tìm nút tắt hệ thống này
Giới thiệu về tài liệu cấu tạo hệ thống lái trợ lực điện MDPS của Huyndai
Hệ thống lái trợ lực điện MDPS của Huyndai là tên gọi khác cho hệ thống lái trợ lực điện EPS Trước tiên, khi tìm hiểu về cấu tạo hệ thống lái trợ lực điện MDPS của Huyndai Ta nên tìm hiểu sơ lược về chức năng và cấu tạo của hệ thống lái trợ lực thủy lực Từ đó, ta sẽ tìm ra lý do tại sao hiện nay, hầu hết mọi hãng xe trên thế giới đều ưa sử dụng hệ thống lái trợ lực điện.
Tài liệu cấu tạo hệ thống lái trợ lực điện MDPS của Huyndai chỉ đơn thuẩn giúp ta tìm hiểu về kết cấu của các chi tiết trên hệ thống Không có đi sâu vào phân tích nguyên lý hoạt động và chức năng điều khiển của hệ thống lái trợ lực điện Để tìm hiểu kỹ hơn, ta hãy truy cập vào bài viết: Cấu tạo Hệ thống lái trợ lực diện EPS trên ô tô để tìm hiểu rõ hơn nhé.
2.2.1 Tổng quan về Cấu tạo hệ thống lái trợ lực điện MDPS của Huyndai:
Cấu tạo thống lái trợ lực điện MDPS của Huyndai
Trước tiên, ta sẽ nói sơ về đặc điểm của cấu tạo hệ thống lái trợ lực điện MDPS của Huyndai Về cơ bản, hệ thống lái trợ lực điện tận dụng lực quay của Motor để kéo thanh răng chuyển động theo hướng quay vô lăng hay ngược hướng quay (Giúp tăng cảm giác lái cho người lái) để giúp quá trình quay vòng được thực hiện 1 cách tốt nhất.
Cấu tạo hệ thống lái trợ lực điện MDPS của Huyndai – Chi tiết cơ cấu lái của hệ thống lái
Tài liệu cấu tạo hệ thống lái trợ lực điện MDPS của Huyndai chỉ tập trung vào phân tích kết cấu Nếu các bác lười đọc bài viết về hệ thống lái trợ lực điện ở trên thì Ad sẽ nói sơ lược về chức năng và ưu nhược điểm của hệ thống lái trợ lực điện EPS so với hệ thống lái trợ lực thủy lực.
Thật vậy, ta sẽ thấy cái gì mà có sự điều khiển điện tử thì mặc nhiên cái đó sẽ tối ưu hơn cả về hiệu năng sử dụng lẫn tiện nghi Ta có thể thấy, đối với hệ thống trợ lực thủy lực việc trợ lực lái được thực hiện qua van phân phối đưa dầu để đẩy xylanh lực giúp người lái trợ lực Đối với hệ thống lái trợ lực điện thì việc đó dơn giản vô cùng là chỉ cần đưa dòng điện thích hợp qua Motor từ đó Motor quay thực hiện quá trình trợ lực Có thể dễ dàng thấy, dòng dầu thủy lực điều khiển từ van phân phối sẽ không thể nào chính xác được như ECU tính toán điều khiển Đó chỉ là 1 trong các ưu điểm vượt trội mà hệ thống lái trợ lực điện mang lại.
2.2.2 Ưu điểm của hệ thống lái trợ lực điện MPDS so với hệ thống lái thủy lực: hiện được Hơn thế nữa, khi hoạt động ở chế độ tải thấp và trung bình, hệ thống lái trợ lực thủy lực tỏ ra nặng nề hơn hẳn do sự trợ lực lái phụ thuộc vào áp suất của bơm dầu Khi động cơ chạy chậm nghĩa là bơm tạo ra áp suất tương đối thấp nên việc trợ lực cũng bị ảnh hưởng Bên cạnh đó, khi tốc độ động cơ tăng cao, hệ thống trợ lực thủy lực lại tỏ ra thua thiệc so với hệ thống lái trợ lực điện đó là dòng dầu cao áp quá lớn dẫn đến việc quay vòng quá nhẹ, làm người lái mất cảm giác lái.
Tài liệu cấu tạo hệ thống lái trợ lực điện MDPS của Huyndai không những đưa ra cấu tạo các chi tiết trong hệ thống MDPS mà còn giúp ta xác định các lỗi thường gặp trong hệ thống cũng như dấu hiệu nhận biết các hư hỏng trong hệ thống Từ đó, ta có thể thiết lập ra các quy trình chẩn đoán cơ bản cho hệ thống lái của ô tô.
Cấu tạo hệ thống lái trợ lực điện MDPS của Huyndai – Đèn báo lỗi hệ thống lái trợ lực điện
Hệ thống điều khiển động cơ
Thành phần chính của hệ thống điều khiển động cơ là bộ xử lý trung tâm ECU – Engine Control Unit hayPCM – Power Control Module, tùy thuộc vào nhà sản xuất và loại xe mà có tên gọi khác nhau Bộ xử lý trung tâm là một hộp kim loại hình vuông, bên trong có một mạch điện với nhiều linh kiện điện tử được tích hợp trên đó, được lập trình và tạo thành một mạch điều khiển phức tạp, có chức năng điều khiển các hoạt động của động cơ như: Phun nhiên liệu, đánh lửa…
Hộp điều khiển PCM hay ECU sẽ cần những tín hiệu đầu vào mới có thể điều khiển các hoạt động của động cơ Vậy các tín hiệu đầu vào được lấy từ đâu? Câu trả lời là các cảm biến, ở phần tiếp theo chúng ta sẽ cùng nhau tìm hiểu qua về các cảm biến này. khí giàu, sử dụng nhiên liệu và gây ô nhiễm nhiều hơn Cảm biến oxy sẽ bị hư hỏng nhanh nếu dầu động cơ hoặc nước làm mát bị đốt cháy trong buồng đốt Khi đó bạn sẽ cần thay thế chúng với cùng loại cảm biến. Các cảm biến này có thể có 1,2,3 hoặc 4 dây điện phụ thuộc vào hãng xe và năm sản xuất.
Cảm biến nhiệt độ nước làm mát có nhiệm vụ thông báo nhiệt độ động cơ với ECU Bộ xử lý trung tâm sử dụng thông tin này để điều chỉnh một loạt các chức năng như: đánh lửa, phun nhiên liệu và kiểm soát khí thải Ví dụ khi động cơ lạnh, hỗn hợp nhiên liệu cần giàu hơn để cải thiện công suất Một khi động cơ đạt đến nhiệt độ hoạt động, PCM bắt đầu sử dụng các tín hiệu từ các cảm biến oxy để thay đổi tỷ lệ hỗn hợp nhiên liệu Đây được gọi là một “vòng khép kín” hoạt động, và nó là cần thiết cho việc giữ lượng khí thải ở mức tối thiểu.
Cảm biến vị trí bướm ga TPS cung cấp thông tin về độ mở bướm ga PCM sử dụng thông tin này để thay đổi thời điểm đánh lửa và hỗn hợp nhiên liệu khi tải trọng động cơ thay đổi. biến lưu lượng khí nạp bao gồm cảm biến lưu lượng khí nạp kiểu dây sấy và kiểu cánh Chi phí để thay thế các loại cảm biến này khá cao.
Một số động cơ không có cảm biến lưu lượng khí nạp và chỉ ước tính lượng không khí mà động cơ hút vào bằng cách giám sát số vòng quay động cơ và sử dụng tín hiệu đầu vào từ cảm biến vị trí bướm ga, cảm biến áp suất MAP và cảm biến nhiệt độ đường ống nạp MAT Cảm biến lưu lượng khí nạp hư hỏng có thể gây ra các vấn đề khác nhau khi lái xe: động cơ rung, giật, khó tăng tốc, lên ga bị tắt máy.
Cảm biến vị trí trục khuỷu có nhiệm vụ giám sát số vòng quay động cơ và giúp ECU xác định vị trí tương đối của trục khuỷu, từ đó kiểm soát thời điểm đánh lửa và thời gian phun nhiên liệu một cách thích hợp. Đồng thời ECU cũng sử dụng tín hiệu này để điều khiển tốc độ không tải bằng cách điều khiển đóng mở mô-tơ bước để thêm bớt lượng gió đi vào động cơ khi đang chạy không tải Trên một số động cơ, cảm biến vị trí trục cam được bổ sung để cung cấp thêm thông tin cho ECU về thời gian đóng mở của các xupap.
Cảm biến kích nổ KNK có nhiệm vụ phát hiện rung động do quá trình kích nổ gây ra Khi PCM nhận được tín hiệu từ cảm biến KNK, trong giây lát ECU sẽ làm chậm thời điểm đánh lửa để giảm dần hiện tượng kích nổ trong động cơ.
Cảm biến tốc độ xe (VSS) sẽ gửi thông tin tốc độ xe cho ECU Thông tin này là cần thiết để kiểm soát các chức năng khác như khóa biến mô của hộp số tự động Tín hiệu VSS cũng được sử dụng bởi module điều khiển khác, bao gồm hệ thống chống bó cứng phanh (ABS).
Các hoạt động khác của PCM:
Trên một số xe, PCM cũng điều khiển hoạt động của hộp số tự động Cũng có trường hợp hoạt động của hộp số được điều khiển riêng bởi hộp TCM – Transmission Control Module Tuy nhiên, TCM và PCM vẫn được liên kết và trao đổi thông tin với nhau thông qua mạng giao tiếp riêng với tên gọi CAN.
Trên nhiều loại xe mới hơn, PCM cũng điều chỉnh điện áp của hệ thống sạc; bật và tắt quạt làm mát; tương tác với hệ thống phanh chống bó cứng (ABS) để giảm công suất nếu xe cần kiểm soát lực kéo và thậm chí có thể tương tác với các mô-đun kiểm soát nhiệt độ hộp số tự động (ATC).
Một trong những nhiệm vụ quan trọng nhất của PCM là đảm bảo rằng tất cả các cảm biến của động cơ hoạt động bình thường và động cơ không gây ô nhiễm Kể từ những bộ PCM đầu tiên, một hệ thống tự chẩn đoán đã được lắp đặt để phát hiện những lỗi xảy ra khi động cơ hoạt động và cảnh báo cho người lái Lúc này, hệ thống tự chẩn đoán còn tương đối thô Nếu một mạch cảm biến bị hở (không có tín hiệu) hoặc ngắn mạch, điều này sẽ gây ra một mã lỗi và kích hoạt đèn check engine Nhưng nhiều trường hợp không hư hỏng quá nặng cũng có thể làm giảm hiệu suất động cơ và khả năng lái xe Hơn nữa, các hệ thống trước đây không có cách nào để giám sát khí thải động cơ.
Hệ thống tự chẩn đoán OBD II lần đầu tiên xuất hiện vào năm 1994 tại Mỹ, và nó đã được yêu cầu lắp trên tất cả các xe ô tô và xe tải nhẹ từ năm 1996 Không giống như những hệ thống chẩn đoán trên xe trước đó,chỉ đưa ra mã lỗi khi cảm biến bị hỏng hoặc giá trị đọc ngoài phạm vi, OBD II giám sát hầu hết các chức năng của động cơ khi xe đang chạy Nó được thiết kế để phát hiện gần như bất kỳ vấn đề nào có thể gây ra.
Đèn Check Engine
Đèn Check engine (Đèn báo lỗi động cơ) có nhiệm vụ cảnh báo người lái khi có vấn đề về phát thải hoặc phát hiện có cảm biến bị hư hỏng Tùy thuộc vào thiết kế hệ thống và bản chất của vấn đề, đèn có thể sáng liên tục hoặc nhấp nháy.
Khi thấy đèn này sáng hoặc nhấp nháy, bạn có thể đưa xe của mình tới garage hoặc hãng xe để được chẩn đoán Kỹ thuật viên sẽ sử dụng một máy chẩn đoán phù hợp với xe của bạn và đọc lỗi Theo lý thuyết, điều này có thể giúp bạn tìm ra mã lỗi và có cách khắc phục Tuy nhiên nó không đơn giản như vậy Mã lỗi chỉ là một gợi ý đầu tiên, các kỹ thuật viên vẫn cần thêm các kiểm tra để có thể tìm chính xác chi tiết hay cảm biến bị hư hỏng.
Ví dụ: một chiếc xe có mã OBD II liên quan đến mạch cảm biến oxy (mã P0130) Mã lỗi có thể là do cảm biến bị hư hỏng, hoặc có thể là do giắc cắm hay dây dẫn lỏng.
Khó khăn hơn để chẩn đoán là các mã lỗi liên quan đến mất lửa OBD II có thể phát hiện “misfire” trong các xilanh đơn Nguyên nhân cơ bản có thể là do hư hỏng bugi, dây cao áp, bôbin đánh lửa, kim phun nhiên liệu bẩn hay chết hoặc vấn đề với áp suất nén Như bạn thấy, mã lỗi chỉ cho bạn thấy nguyên nhân gây báo đèn check engine chứ không chỉ cho bạn thấy chi tiết nao bị hư hỏng, vì vậy cần có một kỹ thuật viên được đào tạo bài bản và có kinh nghiệm mới có thể phát hiện chính xác chi tiết bị hư hỏng.
Chẩn đoán hệ thống điều khiển động cơ và cảm biến không phải là một nhiệm vụ dễ dàng, nhưng đó là mức giá mà chúng ta phải trả cho việc giảm phát thải ô nhiễm Hãy mang xe tới garage để kiểm tra và chẩn đoán nếu thấy đèn check engine bật sáng hay nhấp nháy.