Khai thác kết cấu, tính năng kỹ thuật và phương pháp kiểm tra, điều khiển ghế ngồi trên ôtô du lịch hiện đại

MỤC LỤCCHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU41.1. Xu hướng phát triển hệ thống ghế ngồi điều khiển điện tử trong tương lai4 1.1.1.Tình hình nghiên cứu hệ thống ghế ngồi điều khiển điện tử trên thế giới6 1.1.2.Tình hình nghiên cứu hệ thống ghế ngồi điều khiển điện tử ở Việt Nam81.2.Phương pháp, nội dung, tính cấp thiết của đề tài9 1.2.1.Phương pháp nghiên cứu9 1.2.2. Nội dung của đề tài9 1.2.3. Tính cấp thiết của đề tài91.3. Mục tiêu đề tài10CHƯƠNG II: KHAI THÁC KẾT CẤU TÍNH NĂNG KỸ THUẬT HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN GHẾ NGỒI TRÊN ÔTÔ DU LỊCH112.1. Tổng quan các loại ghế trang bị trên ôtô hiện nay11 2.1.1. Ghế cứng.11 2.1.2. Ghế có hệ thống treo.10 2.1.3. Ghế có điều khiển cơ khí.12 2.1.4. Ghế có điều khiển điện tử.132.2. Hệ thống ghế dùng điều khển điện trên ôtô.15 2.2.1. Khái quát về hệ thống.15 2.2.2. Chức năng, yêu cầu16 2.2.3. Một số sơ đồ điều khiển ghế ngồi trên ôtô172.3. Điều kiện và các chế độ hoạt động23 2.3.1. Những điều kiện tổng quát cho việc điều khiển ghế23 2.3.2. Các chế độ hoạt động252.4. Nguyên lý làm việc29 2.4.1. Sơ đồ mạch nguồn29 2.4.2. Các chế độ chọn lựa30 2.4.3. Sơ đồ hoạt động30 2.4.4. Các vị trí ghế được cài đặt trước312.5. Kết cấu các bộ phận chính trên hệ thống33 2.5.1. Vị trí các chi tiết33 2.5.1. Cơ cấu di trượt ghế.33 2.5.2. Cơ cấu nghiêng ghế.35 2.5.3. Các cơ cấu truyền động cho ghế ngồi trên ôtô48 2.5.3.Các mô tơ điều khiển ghế49 2.5.4. ECU điều khiển ghế điện51 2.5.5. Chức năng khối vi điều khiển.49 2.5.6. Nguồn ổn áp.522.6. Các bộ phận khác phụ trợ cho ghế người lái.52 2.6.1. Sưởi ghế52 2.6.2. Không kích hoạt khi 15R không được kích hoạt50 2.6.3. Không kích hoạt trong trường hợp thấp áp50 2.6.4. Không kích hoạt trong trường hợp thấp áp50 2.6.5. Không kích hoạt suốt trong quá trình khởi động50 2.6.6. Không kích hoạt suốt trong quá trình điều chỉnh ghế50 2.6.7 . Hệ thống túi khí an toàn.50 2.6.8. Mô hình hóa hoạt động của hệ thống.56CHƯƠNG III: PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA VÀ SỬA CHỮA HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN GHẾ NGỒI573.1. Quy trình tháo ghế khỏi xe573.1. các chế độ kiểm tra:58 3.1.2. đất (mass).58 3.1.3. dây nguồn 1:58 3.1.4. Dây nguồn 2.593.2. thự hiện một hoạt động kiểm tra:59 3.2.1. kiểm tra ngang.59 3.2.2. điều chỉnh các giới hạn60 3.2.3. kiểm tra di chuyển thẳng đúng phía trước ghế.60 3.2.4. điều chỉnh phía trước theo chiều thẳng đứng61 3.2.5. kiểm tra di chuyển thẳng đứng phía sau ghế62 3.2.6. Điều chỉnh phía sau theo chiều thẳng đứng62 3.2.7. Phương pháp kiểm tra hư hỏng63

MỤC LỤC

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 4

1.1 Xu hướng phát triển hệ thống ghế ngồi điều khiển điện tử trong tương lai 4

1.1.1.Tình hình nghiên cứu hệ thống ghế ngồi điều khiển điện tử trên thế giới 6

1.1.2.Tình hình nghiên cứu hệ thống ghế ngồi điều khiển điện tử ở Việt Nam 8

1.2.Phương pháp, nội dung, tính cấp thiết của đề tài 9

1.2.1.Phương pháp nghiên cứu 9

1.2.2 Nội dung của đề tài 9

1.2.3 Tính cấp thiết của đề tài 9

1.3 Mục tiêu đề tài 10

CHƯƠNG II: KHAI THÁC KẾT CẤU TÍNH NĂNG KỸ THUẬT HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN GHẾ NGỒI TRÊN ÔTÔ DU LỊCH 11

2.1 Tổng quan các loại ghế trang bị trên ôtô hiện nay 11

2.1.1 Ghế cứng 11

2.1.2 Ghế có hệ thống treo 10

2.1.3 Ghế có điều khiển cơ khí 12

2.1.4 Ghế có điều khiển điện tử 13

2.2 Hệ thống ghế dùng điều khển điện trên ôtô 15

2.2.1 Khái quát về hệ thống 15

2.2.2 Chức năng, yêu cầu 16

2.2.3 Một số sơ đồ điều khiển ghế ngồi trên ôtô 17

2.3 Điều kiện và các chế độ hoạt động 23

2.3.1 Những điều kiện tổng quát cho việc điều khiển ghế 23

2.3.2 Các chế độ hoạt động 25

2.4 Nguyên lý làm việc 29

2.4.1 Sơ đồ mạch nguồn 29

2.4.2 Các chế độ chọn lựa 30

2.4.3 Sơ đồ hoạt động 30

2.4.4 Các vị trí ghế được cài đặt trước 31

2.5 Kết cấu các bộ phận chính trên hệ thống 33

2.5.1 Vị trí các chi tiết 33

2.5.2 Cơ cấu nghiêng ghế 35

2.5.3 Các cơ cấu truyền động cho ghế ngồi trên ôtô 48

2.5.3.Các mô tơ điều khiển ghế 49

2.5.4 ECU điều khiển ghế điện 51

2.5.5 Chức năng khối vi điều khiển 49

2.5.6 Nguồn ổn áp 52

2.6 Các bộ phận khác phụ trợ cho ghế người lái 52

2.6.1 Sưởi ghế 52

2.6.2 Không kích hoạt khi 15R không được kích hoạt 50

2.6.3 Không kích hoạt trong trường hợp thấp áp 50

2.6.4 Không kích hoạt trong trường hợp thấp áp 50

2.6.5 Không kích hoạt suốt trong quá trình khởi động 50

2.6.6 Không kích hoạt suốt trong quá trình điều chỉnh ghế 50

2.6.7 Hệ thống túi khí an toàn 50

2.6.8 Mô hình hóa hoạt động của hệ thống 56

CHƯƠNG III: PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA VÀ SỬA CHỮA HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN GHẾ NGỒI 57

3.1 Quy trình tháo ghế khỏi xe 57

3.1 các chế độ kiểm tra: 58

3.1.2 đất (mass) 58

3.1.3 dây nguồn #1: 58

3.1.4 Dây nguồn #2 59

3.2 thự hiện một hoạt động kiểm tra: 59

3.2.1 kiểm tra ngang 59

Trong nền công nghiệp chế tạo ôtô của thế giới hiện nay đã có sự phát triển rấtlớn và đang tạo đà cho khả năng phát triển nhanh chóng trong tương lai tới đây Cùngvới sự phát triển của khoa học, ngành công nghiệp ôtô cũng không ngừng đưa đến chongười tiêu dùng công nghệ mới Nó khiến xe ôtô không những trở nên tiện nghi antoàn hơn mà còn thân thiện với môi trường Ngành công nghiệp ôtô hiện nay đã đưavào sử dụng các công nghệ hết sức tiên tiến vào chế tạo và lắp đặt ôtô Đặc biệt làmẳng điện thân xe như sử dụng hệ thống chiếu sáng thông minh, hệ thống khóa cửađiện, hệ thống ghế tự động, hệ thống gạt mưa tự động…

Ở Việt Nam nghành công nghiệp ôtô đa phần là lắp ráp và sử dụng Tuy nhiên với

sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật trên thế giới mà các công ty đã dầnđưa các công nghệ tiên tiến hiện đại ứng dụng vào chế tạo và lắp đặt ôtô Trong đólĩnh vực tiện nghi trên ôtô là một phần rất quan trọng

Trong phạm vi trường “Đại học sư phạm kỹ thuật Hưng yên” những năm gần đâykhoa Cơ khí động lực đã có rất nhiều đổi mới về công nghệ kỹ thuật phục vụ tronggiảng dạy Các tài liệu và mô hình sử dụng trong công tác đào tạo luôn luôn được đổimới giúp cho học sinh, sinh viên có điều kiện tiếp xác và học tập tốt nhất có thể bắt kịpvới các công nghệ hiện đại sử dụng trong ngành công nghiệp ôtô hiện nay Tuy vậylĩnh vực về hệ thống tiện nghi, các thiết bị tự động trên ôtô còn hạn chế Số lượng chưanhiều

Nhận thấy đây là một lĩnh vực cần thiết và rất quan trọng trong ngành công nghiệp

ôtô hiện nay em đã được định hướng và thực hiện đề tài “Khai thác kết cấu, tính năng kỹ thuật và phương pháp kiểm tra, điều khiển ghế ngồi trên ôtô du lịch hiện đại” Đề tài được thực hiện bởi sự hướng dẫn của thầy Th.S Đồng Minh Tuấn cùng

với các thầy cô khác trong khoa Đề tài được thực hiện và hoàn thành tại khoa cơ khíđộng lực trường đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng yên

Tuy vậy đề tài còn nhiều thiếu sót kính mong các thầy cô đóng góp ý kiến để đề tàicủa em được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

Hưng Yên, ngày… tháng 6 năm 2013 Sinh viên thực hiện

Đỗ Đình Nhu

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1 Xu hướng phát triển hệ thống ghế ngồi điều khiển điện tử trong tương

lai

Để đi một hành trình xa hay đơn giản là có được cảm giác thoải mái khi điều khiển

xe thì điều trước tiên bạn cần có là một chiếc ghế êm ái Với cấu tạo của ghế xe hơingày nay, hai phần trên ghế đảm đương chức năng này Một là các nệm lót xung quanh

ở cả trên mặt ghế lẫn phần dựa lưng (còn gọi là loại ghế ngồi ôm) Các dòng xe thểthao thường có những tấm lót khá êm ái, trong khi nhiều xe SUV hầu như không cócác tấm đệm này khiến cho khi điều khiển người lái có thể bị lắc lư Chi tiết này khôngtác động nhiều tới lái xe trong khoảng thời gian ngắn tuy nhiên trên đoạn đường dài nó

sẽ khiến bạn mệt mỏi

Hình 1 1 Ghế ngồi không có điều khiển điện tử

Hình 1 2 Ghế ngồi có điều khiển điện tử

Theo một số đánh giá của các nhà nghiên cứu, ghế ngồi tốt là ghế ngồi không quámềm và có hỗ trợ điều khiển điện tử Ghế ngồi có điều khiển điện tử sẽ tạo cho ngườilái thấy thoải mái ngay khi ngồi lên chúng Những ghế ngồi này sẽ không bị lún, và tạo

ra lực đỡ đồng đều cho toàn bộ thân thể Hầu hết các mẫu xe mới ngày nay đều trang

bị hệ thống ghế ngồi điều khiển điện tử, ghế làm từ khung thép, lưới dây đỡ và bọt xốp(foam base) trong khi ghế ôtô ngày trước được làm từ lò xo và bọt xốp và không có hệthống điều khiển điện tử Theo tạp chí Canadiandriver đánh giá thì Volvo và Porsche

là những hãng có chất lượng ghế ngồi tốt nhất

Chính vì tính ưu việt của hệ thống ghế ngồi điều khiển điện tử mà rất nhiều hãngtrên thế giới tập chung nghiên cứu và không ngừng cải tiến hệ thống ghế ngồi trên ôtôtrong đó phải kể đến hãng Toyota với các dòng xe Toyota Supra, Lexus LS 400,Camrry Hãng BMW với dòng xe motorrad đời K gồm K1200S, K1200R HãngHonda với dòng xe Forescape, hãng KIA với xe minibus PREGIO, hãng MercedesE200, E240, E320, E220 CDI, E270 CDI và E320 CDI vv Ngoài ra còn rất nhiềuhãng khác như Acura, Audi, BMW, Cadillac, Infiniti, Lexus, và Huyndai

1.1.1.Tình hình nghiên cứu hệ thống ghế ngồi điều khiển điện tử trên thế giới

Trên thế giới việc nghiên cứu hệ thống ghế ngồi trên ôtô điều khiển điện tử đã diễn

ra từ rất lâu cùng với sự xuất hiện và phát triển các dòng xe sang trọng Việc nghiêncứu thực sự đạt được nhiều thành quả nhất định của các nhà nghiên cứu khoa học trênthế giới Các công trình này đã đưa ra được kiến thức tổng quan và chi tiết nhất về ghếngồi điều khiển điện tử cùng với tiện ích và ưu việt của chúng

+ Các đề tài tiêu biểu như:

[1] Reynolds HM, Brodeur R, Eppler M, Neal D, Rayes K, Kerr R, Stockman G The Initial Position and Postural Attitudes of Driver Occupants Experimental

Protocol ERL-TR-95-001, Ergonomics Research Laboratory, Technical Report, Michigan State University, East Lansing, MI 1995

[2] Eppler M, Bolster V, Reynolds HM The Initial Position and Postural Attitudes

of Driver Occupants Anthropometry ERL-TR-95-002, Ergonomics Research

Laboratory, Technical Report, Michigan State University, East Lansing, MI

[9] Gordon CC, Churchill T, Clauser CE, Bradtmiller B, McConville JT, Tebbetts I, Walker TA 1988 Anthropometric Survey of US Army Personnel: Methods and Summary Statistics Technical Report Natick/TR-89/044 United States Army

Natick, Research, Development and Engineering Center, Natick, MA., 1989

[10] “Chart-Seat Master Complete, Front & Rear.” Drawing #16726108, Sheet 1 of 4.[11] “Seating Arrangement.” Drawing #20584405, Layout IL-43686, 1990-91

Chevrolet Sedan, 1WM69

[12] Neal DR, Bolster V, Kerr R Generating a computer model of the SAE 2D point template Technical Report, ERL-TR-95-004 Ergonomics Research

H-Laboratory, Michigan State University, 1995

Nhìn chung các đề tài trên đều nghiên cứu một cách chuyên sâu về hệ thống ghếngồi điều khiển điện tử và đạt dược nhiều thành quả khác nhau như mô phỏng đặctính, phương thức chế tạo cải tiến các bộ phận để hệ thống ghế một hoàn thiện hơn

1.1.2.Tình hình nghiên cứu hệ thống ghế ngồi điều khiển điện tử ở Việt Nam

Đối với nước ta thì xe có trang bị hệ thống ghế ngồi có điều khiển điện tử vẫn cònrất mới mẻ, chưa có nhiều người biết đến và sử dụng nó Vì vậy ở việt nam có rất ít đềtài nghiên cứu về dòng xe có hệ thống treo điện tử này Với đề tài này em mong muốnđóng góp một phần nhỏ bé vào việc tăng cường hiểu biết của sinh viên nói riêng vàngười dân việt nam nói chung về một công nghệ tiến tiến như treo điện tử

Một số đề tài nghiên cứu về xe có hệ thống ghế ngồi điều khiển điện tử ở ViệtNam như:

- Đề tài “Điều khiển ghế ngồi trên ôtô” Do ThS Thái Đông Hưng thực hiện năm2010

- Đề tài “Xây dựng và mô phỏng hệ thống Cơ điện tử cho ghế ngồi lái xe có điềukhiển chủ động” Do ThS Phạm Văn Kiêm thực hiện năm 2008

Nhìn chung với các hiểu biết chưa nhiều ở nước ta, đề tài mong muốn tham gia một phần trong mảng nghiên cứu trong lĩnh vực ghế điện có điều khiển trên ô tô giúp ô

tô tăng khả năng êm dịu trên đường đặc biệt là hành khách và người lái Đây là vấn đềliên quan đến an toàn giao thông khi điều kiện đường xá nước ta còn chưa phát triển

và tạo điều kiện cho xe có khả năng êm dịu tốt nhất khi hoạt động trongđiều kiện thời tiết xấu và đường xấu như ở Việt Nam.

Để khắc phục những hiện tượng đó, phần lớn các ô tô con sang trọng hiện nay đều được trang bị hệ thống ghế điều khiển điện tử, gọi tắt là (Power electric seat car) Tại thị trường ô tô Việt Nam rất ít hãng trang bị hệ thống này trên ôtô chỉ có vài hãng như: BMW, GM Daewoo,Toyota

1.2.Phương pháp, nội dung, tính cấp thiết của đề tài

1.2.1.Phương pháp nghiên cứu

Đề tài được thực hiện theo phương pháp nghiên cứu lý thuyết về kết cấu, bản chấthoạt động của hệ thống ghế ngồi điều khiển điện tử đồng thời đưa ra được quy trìnhchẩn đoán sửa chữa các bộ phận trong hệ thống

1.2.2 Nội dung của đề tài

Với mong muốn đưa ra một tài liệu tham khảo mang tính tổng quan về hệ thốngtreo khí điều khiển điện tử vì vậy nội dung đề tài nghiên cứu gồm các phần sau:

- Chương I: Tổng quan về vấn đề nghiên cứu

- Chương II: Khai thác kết cấu, tính năng kỹ thuật hệ thống điều khiển ghế ngồitrên ôtô du lịch

- Chương III: Phương pháp kiểm tra và sửa chữa hệ hệ thống điều khiển ghế ngồi

1.2.3 Tính cấp thiết của đề tài

- Trong vài năm gần đây cùng với sự xuất hiện và không ngừng gia tăng của cácdòng xe hiện đại trên thị trường thế giới và Việt Nam, việc nghiên cứu, tìm hiểu, tăngcường hiểu biết về hệ thống điều khiển ghế ngồi tự động đặt ra đối với người dân Việt

thể cung cấp tài liệu tham khảo có tính tổng quan về hệ thống điều khiển ghế ngồi chosinh viên giáo viên ngành cơ khí động lực.

- Mặt khác các công ty trên thế giới coi việc phát triển hệ thống hệ thống ghế ngồiđiều khiển điện tử là mục tiêu số một sống còn của mình, nhiều công trình nghiên cứucải tiến đã được tiến hành, hầu hết các xe xang trọng hiện nay đều được trang bị hệthống ghế ngồi điều khiển điện tử Sản phẩm đã được người tiêu dùng chấp nhận vàđánh giá cao

- Ngoài ra, nhằm cập nhật những công nghệ mới và nhằm tăng tính trực quan hoátrong dạy và học, với mục đích nâng cao chất lượng dạy và học Đồ án đã mô tả đầy

đủ kết cấu cũng như nguyên lý làm việc của ghế ngồi tự động nói chung Song songvới đó còn đề cập đến phương pháp kiểm tra sửa chữa các hư hỏng giúp cho việc giảngdạy và học tập trên đạt kết quả cao nhất Chính vì lẽ đó, em đã được định hướngnghiên cứu với đề tài: “Khai thác kết cấu, tính năng kỹ thuật và phương pháp kiểm tra,điều khiển ghế ngồi trên ôtô du lịch hiện đại” mang tính thực tiễn cao

1.3 Mục tiêu đề tài

- Tìm hiểu về các loại ghế sử dụng cho người lái trên ôtô

- Nghiên cứu kết cấu, tính năng kỹ thuật cho ghế tự động

- Mô tả hệ thống điện điều khiển

- Chỉ rõ phương pháp kiểm tra sửa chữa các hư hỏng thường gặp trên ghế tự động

CHƯƠNG II: KHAI THÁC KẾT CẤU TÍNH NĂNG KỸ THUẬT HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN GHẾ NGỒI TRÊN ÔTÔ DU LỊCH

2.1 Tổng quan các loại ghế trang bị trên ôtô hiện nay

2.1.1 Ghế cứng.

Loại ghế cơ khí cổ điển được sử dụng chủ yếu và thông dụng ở các loại xe tải, xe đời cũ Loại ghế này không thể dịch chuyển, điều chỉnh góc độ, khoảng cách, tư thế của nó do được bắt chặt với xe bằng các bulong đai ốc

Hình 2 1 Ghế cứng.

Loại ghế này có nhiều sự bất lợi cho người lái bởi vì chế tạo đơn giản nên nó không thể dịch chuyển khoảng cách hay thay đổi góc độ tựa lưng nhằn tạo cảm giác thoải mái cho người lái Vì vậy người lái sẽ có cảm giác khó chịu khi ngồi lái quá lâu Ngược lại do loại ghế này được chế tạo đơn giản nên giá thành rẻ, dễ lắp đặt, kiểm tra sửa chữa thay thế khi có hư hỏng

2.1.2 Ghế có hệ thống treo.

Từ những năm 1970 trở về trước, ở trên ôtô ghế ngồi của người lái được thiết

kế đặc biệt Đó là nó được gắn thêm là xo hoặc các túi khí xuống phần đáy ghế nhằmmục đích giảm lực tác động của xe với mặt đường lên người lái Điều này cũng nhằmmục đích tạo sự thoải mái, giảm bớt cường độ hoat động cho người lái trong nhữngđoạn đường dài và đường xấu Ghế có hệ thống treo có các loại sau:

- Ghế có hệ thống treo dùng lò so

- Ghế có hệ thống treo dùng đệm khí

Hình 2 3 ghế có hệ thống treo dùng lò xo loại 2

1: ghế 2: thanh bản lề 3: lò xo

2 3

Hình 2 4 ghế có hệ thống treo dùng khí

1: Ghế 2: hộp xếp 3: khoang chứa khíHiện tại ghế có hệ thống treo sử dụng lò xo hầu như không được sử dụng.Ngoài ra còn ghế có hệ thống treo sử dụng khí được ứng dụng trên một số xe hiện đại.Với đặc tính phức tạp, yêu cầu trên xe có hệ thống cung cấp khí (máy nén khí), hệthống an toàn… vì vậy loại này ít được sử dụng

2.4.3 Ghế có điều khiển cơ khí.

Loại ghế này có thể điều khiển di trượt, ngả lưng ghế theo lựa chọn của ngườilái bằng các thao tác bằng tay như kéo cần gạt hay thanh hãm bằng cơ khí Tức là hệthống dẫn động của loại ghế này hoàn toàn bằng cơ khí như: thanh trượt, cá, lẫy, cầngạt, bi…

2.4.4 Ghế có điều khiển điện tử.

Thời đại công nghệ phát triển, để tạo sự thoải mái tối đa cho người điều khiểnôtô, các kỹ sư, chuyên gia đã tiến hành cải tiến, phát triển chiếc ghế dành cho người lái

từ việc có điều khiển cơ khí thành chiếc ghế có điều khiển điện tử

Chiếc ghế có điều khiển điện tử có chức năng tương tự như ghế có điều khiển

cơ khí, nhưng chúng được điều khiển bằng điện tử, tức là có động cơ điện thay thế cácthao tác tay của người lái mà vẫn đảm bảo thực hiền đủ các chức năng

Người điều khiển bằng tao tác nhấn nút điều khiển phần điện hoặc nút nhấn ởphần liên kết với ECU ( Bộ điều khiển cho ghế ) Khi đó ghế sẽ được dịch chuyển đến

vị trí thích hợp theo yêu cầu của người sử dụng

Đối với ghế tự động ngày nay hệ thống điều khiển còn có chức năng khác như:chức năng nhớ vị trí, chức năng nâng hạ chiều cao đệm ghế trước và sau, chức năng đỡngang lưng ghế Tất cả chức năng trên được thiết kế với mục đích là tạo sự thoải mái,giảm bớt căng thẳng cho người lái xe

Hình 2 6 Ghế có điều khiển điện tử.

Một số hình ảnh về ghế tự động được ứng dụng trong thiết kế của những thế hệ

xe đời mới

Hình 2 8 Cấu tạo ghế có điều khiển điện tử

Ø Chức năng của các chi tiết

Mô tơ nâng ghế : Nâng cao trọng tâm ghế

Mô tơ trượt : Thay đổi khoảng cách ghế với vô lăng

Mô tơ nghiêng ghế : Thay đổi góc nghiêng của lưng ghế

Công tắc điều chỉnh : Điều khiển cấp điện cho các mô tơ thông qua ECU

2.5 Hệ thống ghế dùng điều khển điện trên ôtô.

2.5.1 Khái quát về hệ thống.

Gần đây với các cải tiến kĩ thuật , con người có thể cải tiến các thông số của ôtô

để đạt được các tính năng mong muốn Tuy nhiên cho dù các hệ thống của xe có đượccải tiến như thế nào đi nữa thì vấn đề tương đối cần thiết là phải tạo cảm giác an toàn

và thoải mái cho người lái xe Vì vậy chiếc ghế dành cho người lái xe đã được cải tiến

và nâng cấp hiện đại như ngày nay

Ghế dành cho người lái xe đã được trang bị hệ thống điện tử thông minh vớicác chức năng như nhớ vị trí, nâng hạ chiều cao, trượt lên hoặc xuống, ngả lưng vớichỉ một tao tác bấm nút

Ngoài ra, ghế còn được tích hợp chức năng sưởi ấm, mát xa,… Tạo cảm giácthoải mái, giảm cường độ lao động cho người lái Ghế còn được lắp cảm biến trọnglượng để tự động điều chỉnh trọng tâm ghế sao cho phù hợp tối đa

2.5.2 Chức năng, yêu cầu

2.5.2.1 Chức năng:

Ghế là phương tiện được gắn trên xe hơi nói chung và trên một số phương tiệngiao thống khác Hệ thống điều khiên ghế ngồi có nhiệm vụ tạo điều kiện thuận lợicho người lái trong quá trình vận hành xe

Ghế có chức năng dịch chuyển theo chiều dọc về phía sau tới một vị trí địnhtrước, để tạo khoảng trống cho người lái khi vào hoặc ra khỏi xe đồng thời điềuchỉnh khoảng cách giữa người lái với vô lăng cho phù hợp

Chức năng dịch chuyển theo độ cao để điều chỉnh vị trí tương đối giữa ngườilái với vô lăng cho phù hợp với chiều cao người lái

Ngoài ra còn có các chức năng điều khiển tựa đầu, sưởi ấm (xứ lạnh)… để tạo

sự thoải mái cho người lái

Ghế người lái có các chức năng trượt, ngả, nâng hạ ghế, nâng hạ phía trước ghế,điều chỉnh đỡ ngang lưng ghế

Hệ thống nhớ vị trí của các ghế phía trước là tuỳ chọn Với chức năng nhớ vị tríghế, công tắc điều khiển ghế điện phía trước (ECU điều khiển vị trí) sẽ thực hiện cácchức năng sau: 1) điều khiển trượt, nghiêng, nâng hạ ghế và các môtơ nâng hạ phíatrước; 2) nhớ vị trí ghế; và 3) tiến hành phục hồi vị trí ghế

Chức năng gọi lại vị trí của ghế sử dụng mã ID của chìa khóa điện tử để ghi nhớ

và trả ghế lại vị trí lái xe thích hợp cho người dùng chìa khóa điện tử tương ứng

2.5.2.2 Yêu cầu

Hệ thống điều khiển ghế điện có những yêu cầu sau:

- Có kết cấu nhỏ gọn điều khiển dễ dàng ít phải chăm sóc bảo dưỡng sửa chữa

- Tạo sự thoải mái cho người ngồi

- Dễ tháo lắp sửa chữa

2.5.3 Một số sơ đồ điều khiển ghế ngồi trên ôtô

2.5.3.1 Sơ đồ điều khiển ghế điện của xe camry

2.5.3.2 Sơ đồ điều khiển ghế điện của xe BMW

Loại này hoạt động có hai chế độ: chế độ điều khiển có bộ nhớ và chế độ điều khiểnkhông có bộ nhớ

- Chế độ điều khiển có bộ nhớ

1 Giắc cắm thiết bị mát xa đặc biệt

2 Đầu kết nối dây cho chỗ ngồi của hành khách

3 Đầu kết nối dây để kiểm soát chỗ ngồi với bộ nhớ

4 Đầu kết nối dây để kiểm soát chỗ ngồi với bộ nhớ

5 Công tắc điều khiển ghế

6 Lưng tựa

7 trượt

8 tựa

9 Chiều cao phía trước

10 Chiều cao phía sau

11 Đầu kết nối dây cho backrast / kiểm soát trượt ghế

12 Đầu kết nối dây để kiểm soát tựa đầu ghế

13 Đầu kết nối dây để kiểm soát chiều cao ghế ngồi

14 Bộ điều khiển điện tử (undermeath ghế)

15 Đầu kết nối dây để kiểm soát chỗ ngồi với bộ nhớ

16 Đầu kết nối dây cho chỗ ngồi với bộ nhớ

17 Đầu kết nối dây cho ổ đĩa kiểm soát chỗ ngồi

18 Đầu kết nối dây chuyển đổi bộ nhớ

19 Đầu kết nối dây cho trượt chiết

20 Đầu kết nối dây cho trước chiều cao chiết

21 Đầu kết nối dây cho chiều cao potentiameter phía sau

22 Đầu kết nối dây cho tựa đầu

23 Đầu kết nối dây cho tựa lưng

24 Đầu kết nối dây cho động cơ điều khiển tựa lưng

25 Bộ chuyển đổi

26 Động cơ điều chỉnh tựa lưng ghế

27 Động cơ điều khiển đầu tựa

28 Động cơ điều khiển chiều cao ghế sau

29 động cơ điều khiển chiều cao ghế trước

30 Động cơ điều khiển trượt

- Chế độ điều khiển không có bộ nhớ:

1 Đầu kết nối dây thiết bị mát xa đặc biệt

2 Tựa lưng

3 Ghế foward

4 Tựa

5 Chỗ ngồi lên / xuống phía trước

6 Chỗ ngồi lên / xuống đọc

7 Cắm chuyển đổi cho backrast / ghế kiểm soát

8 Đầu kết nối dây chuyển đổi để kiểm soát tựa đầu

9 Đầu kết nối dây chuyển đổi cho trước / sau ghế lên / xuống kiểm soát

10 Chuyển cho ghế điện

11 Đầu kết nối dây ghế điều khiển điện tử

12 Bộ điều khiển điện tử cho ghế điện

13 Đầu kết nối dây - ổ điện ghế điều khiển điện tử

14 Đầu kết nối dây - tựa lưng điện và dây tựa đầu ghế điện tử

15 Đầu kết nối dây động cơ điều khiển tựa lưng

17 Cắm - điện ghế dây trên bên lái xe để dây trên bên hành khách

18 Động cơ điều khiển ghế ngồi lên / xuống trước

19 Động cơ chỗ ngồi lên / xuống phía sau

20 Động cơ - chỗ ngồi phía trước / sau

21 Động cơ - tựa lưng

22 Động cơ - tựa đầu

2.5.3.3 Sơ đồ mạch điều khiển ghế ngồi xe Toyota Supra 1976

Loại này gồm có 5 động cơ điều khiển:

- Động cơ điều khiển trượt ngang

- Động cơ điều khiển chiều cao ghế trước

- Động cơ điều khiển chiều ngang ghế sau

- Động cơ điều khiển trượt

2.6 Điều kiện và các chế độ hoạt động

2.6.1 Những điều kiện tổng quát cho việc điều khiển ghế

Những chức năng điều khiển ghế được chia thành hai nhóm : chỉ một động cơ chomột nhóm được kích hoạt tại một thời điểm

Điều chỉnh theo chiều dọc Điều chỉnh tựa lưng Rất quan trọng

Điều chỉnh chiều cao sau ghế Điều chỉnh chiều cao trước ghế Quan trọngĐiều chỉnh bề rộng ghế Điều chỉnh tựa đầu Không quan trọng

Bảng 12 Nhóm các chức năng điều chỉnh

Bảng 1.2 trình bày sự phân chia thành những nhóm và quyền ưu tiên của động cơ

Nó cũng qui định thứ tự mà các động cơ có thể được kích hoạt Nếu cả ba nút ấn chonhóm hai được ấn , ví dụ , mô tơ với quyền ưu tiên cao nhất , trong trường hợp này làđiều chỉnh tựa lưng - sẽ được kích hoạt đầu tiên Khi Khi nút ấn cho điều khiển tựalưng được rời ra , mô tơ điều chỉnh chiều cao trước ghế được kích hoạt

Khi các nút ấn cho điều chỉnh tựa đầu và chiều cao trước ghế được nhấn cùng mộtlúc, điều chỉnh tựa đầu không được kích hoạt cho đến khi việc điều chỉnh chiều caotrước nghế hoàn tất

Điều chỉnh nghế chỉ có thể được kích hoạt nếu điện áp thấp hoặc cao được xác định,nếu điện áp quá thấp hay quá cao xảy ra khi một chức năng điều chỉnh được kích hoạt,quá điều chỉnh hồi phục khi công tắc dặt ở STOP

2.6.1.1 Hướng xoay của các motor điều chỉnh

Hướng xoay của mô tơ có thể được định dạng và không được các định cho tới saukhi trình sản xuất ghế Hướng xoay có thể được lập trình theo hệ thống chẩn đoán

2.6.1.2 Sự hiệu chỉnh

Khi được cấp điện trong lần đầu tiên , ghế được hiệu chỉnh trong đó tất cả các trục điều chỉnh được di chuyển đến vị trí dừng của chúng Một điểm dừng được xách nhậnkhi không nhiều dấu tín hiệu xác nhận được cung cấp bởi cảm Hall mặc dù môtỏ đượccung cấp điện áp Chỉ một lần tín hiệu dừng được đưa tới các mô tơ duy trì kích hoạttrong 250ms để bộ điều chỉnh có thể nhận biết vị trí cuối Các vị trí dừng cho theo sau

Vị trí của ghế được giử trong EEPROM Khi không nút ấn nào được nhấn trong 4giây, việc tính tốn vị trí ghế tại điểm được cho lúc đó được chứa trong EEPROM

2.6.2 Các chế độ hoạt động

2.6.2.1 Khái quát

Điều chỉnh chiều cao sau ghế Cảm biến Hall RH 500

Điều chỉnh bề rộng ghế Cảm biến Hall SD 840

Điều chỉnh ghế theo chiều dọc Cảm biến Hall LA 1270

Điều chỉnh chiều cao trước ghế Cảm biến Hall FH 500

Điều chỉnh ràng buộc tựa đầu Cảm biến Hall HR 360

Bảng 1 1Ghế được trang bị với các mô tơ và cảm biến Một bộ phận điều khiển được cài đặt cho việc điều khiển ghế Bộ điều khiển này có thể được kết nối với bus dữ liệ CAN(controller area networks ) khôi phục lại thông tin cho nguôn lăng lương, tốc độ trên đường tại thời điểm được chọn mạch 15R hay cảm biến

cửa

Hình 2 9 Các vị trí của mạch điện 15

Mỗi bộ điều chỉnh thích hợp với 1 loại cảm biến Hall mà cho biết sự chuyển dịchcủa trục điều chỉnh thông qua các tín hiệu xác nhận Số tín hiệu xác nhận yêu cầu cho

sự di chuyển từ 1 bước dừng tới 1 bước khác cũng được cho ở bảng 1

Ghế được hoạt động bởi những công tắt hình 1.2, ghế di chuyển theo hướng được

mô tả cho đến khi công tắc bật tắt hay 1 điều kiện loại trừ được nhập vào

Hình 2 10 Các chế độ điều chỉnh ghế

2.6.2.2 Chức năng nhớ

Nếu vị trí ghế được lưu trữ , nút ấn nhớ đầu tiên được nhấn và rồi với 2 giây saunút ấn lưu trữ trữ mong muốn được kích hoạt Quá trình lưu trữ được dừng khi nút ấnkhác được nhấn Hai vị trí ghế khác nhau có thể được lưu trữ

Những vị trí này có thể được phục hồi bởi việc nhấn nút ấn lưu trữ liên quan, cácmôtơ được kích hoạt theo thứ tự hay quyền ưu tiên phụ thuộc theo các nhóm mô tơ chỉđược kích hoạt cho đến khi nút ấn lưu trữ được nhấn

Điều chỉnh tự động tới một vị trí được lưu trữ trong khóa được ngừng tại tốc trên 5km/h

2.6.2.3 Quá trình ghi nhận vị trí

-Vị trí ghế được ghi lại nhờ cảm biến Hall mà ở mỗi vị trí có một mô tơ điều chỉnh

Khoảng cách nhỏ nhất được giới hạn trước với chiều dài của trục điều chỉnh Khi

bộ điều khiển nhận thấy rằng chiều dài hợp lý được chứa trong bộ điều chỉnh khôngdài hơn với chiều dài thực - Thí dụ một sự điều chỉnh mong muốn xẩy ra - Các vị trídừng phải được hiệu trỉnh mới xảy ra - Các ví trí dừng phải được hiệu chỉnh mớikhông dài hơn tương ứng với chiều dài thực - Thí dụ một sự điều chỉnh mong muốnxảy ra - Các vị trí dừng phải được hiệu chỉnh mới

Nếu không có sự di chuyển nào được phát hiện (không có tín hiệu nào từ cảm biếnHall ) sau 2 giây ± 0,2 giây mặc dù mô tơ đang được kích hoạt tiến trình điều sau 2giây ± 0,2 giây mặc dù mô tơ đang được kích hoạt tiến trình điều chỉnh phải bị ngắt Trong ít Trong ít nhất 2 giây ± 0,2 giây nút ấn điều chỉnh liên quan được nối ra, mộtđiều chỉnh mới được phép

2.6.2.5 Chức năng điều chỉnh ghế lịch sự

Ghế có thể điều chỉnh theo chiều dọc tới vị trí phía sau được xác định trước để tạo

sự dễ dàng cho người lái vào hay ra Đặc điểm điều chỉnh ghế lịch sự này

được lập trình qua hệ thống chuẩn đốn Chức năng này không được kích hoạt khi ghế

đã ở vị trí được xác định phía trước hay phái sau xa hơn Tiêu chuẩn hóa điều chỉnhtheo chiều dọc là điều kiện hoat động đúng

Đặc điểm điều chỉnh ghế ngồi lịch sự được kích hoạt khi cửa được mở và côngtắc máy không tra vào ổ Khi công tắt máy được lấy ra hay khi cửa được mở trong khimạchđiện 15R hay 15c được kích hoạt,đặc điểm điều chỉnh ghế lịch sự được kích hoạttắt máy không tra vào ổ Khi công tắt máy được lấy ra hay khi cửa được mở trong khimạch điện 15R hay 15c được kích hoạt, đặc điểm điều chỉnh ghế lịch sự được kíchhoạt.hoạt động này chỉ bắt đầu nếu không có tiêu chuẩn loại trừ nào được phát hiện

• Mạch điện 15 được kích hoạt

• Công tắt điều chỉnh ghế được hoạt động

• Thấp áp

• Quá áp

Nếu điều chỉnh ghế lịch sự bị dừng bởi người lái, đặc điểm này sẽ không đượckích hoạt cho tới khi chìa khóa được cắm vào, hay mạch 15 được kích hoạt và mộtđiều khiển hợp lý cho việc khởi động điều chỉnh ghế lịch sự được phuc hồi Quá trìnhkhông được dừng bởi định vị tự động, sự luân phiên nạp vào và lấy ra của chìa khóa

gây ra sự kích hoạt luân phiên điều chỉnh ghế lịch sự cho đẩy vào, ra và định vị tựđộng Đê ngăn điều này số chu kỳ định vị là 5

Bộ điều chỉnh ghế điếm số lần khởi động của quá trình điều chỉnh ghế lịch sử khi

bộ đếm đạt giá tới con số 6, đặc điểm bảo vệ được kích hoạt và điều chỉnh ghế lịch

sự bị ngắt

Bộ điếm được bắt đầu trở lại zero khi chìa khóa cawng tắt được đưa tới mạch 15Rhay khi cửa tài xế được mở hay đóng

2.6.2.6 Điều chỉnh tựa đầu

Vị trí của tựa đầu được tự động điều chỉnh như là một chức năng của vị trí nghế theo chiều dọc và điều chỉnh tựa đầu không đồng bộ với sự tham chiếu theo hai đường cong khác nhau, tựa đầu được điều chỉnh trước trong bốn bước trong khi nghế được điều chỉnh theo hướng dọc thân

Hình 2 11 Hai đường cong cho điều chỉnh ràng buộc tựa đầu

Mô tơ điều chỉnh tựa đầu chỉ được kích hoạt trong trường hợp một sự thay đổi dọc theo vị trí nghế bở 60 tín hiệu hay hơn Hiệu chỉnh tựa đầu và điều chỉnh tựa đầu và điều chỉnh nghế theo chiều dọc là 1 hoạt động đúng

2.7.1 Sơ đồ mạch nguồn

Hình 2 12 Sơ đồ mạch điện nguồn

Hình 2.4 trình bày sơ đồ bố trí các mô tơ điều khiển và cách mắc các dây điềunguồn và dây mass cho hệ thống điều khiển, vị trí các rơ le và vít điều chỉnh Tronghình 2.4 thì các dây nguồn mắc trực tiếp vào mô tơ, còn các hệ thống sau này nguồnđiện cung cấp đến các mô tơ không qua các kết nối

2.7.2 Các chế độ chọn lựa

Hình 2 13 Sơ đồ chọn lựa các chế độ điều khiển

Hình 2.2 trình bày các dây điều khiển ghế theo chiều dọc và theo chiều caophía trước và ghế sau

2.7.3 Sơ đồ hoạt động

Giả sử các cửa đóng, cong tắt ở vị trí ON Khi đó dòng điện từ cực dương của ắc quy qua hai công tắt ở cửa tới các bộ kết nối Tùy theo vị trí của các bộ kết nối mà các

rơ le tương ứng sẽ hoạt động Giả sử bộ kết nối điều chỉnh chiều cao trước ghế hoạt động ở chế độ ở chế độ '' UP'' (lên), lúc đó rơ le A hoạt động đưa điện tới cảm biến chiều cao trước ghế và tới mô tơ điều chỉnh ghế đi lên, đồng thời lúc này rơ le H hoạt động bật công tắc qua vị trí mở, nếu như lúc này ta nhấn nút điều khiển phía sau ghế đixuống thì lúc lày rơ le F không hoat động được do công tắc ở rơ le H mở.Các chế độ còn lại hoạt động tương tự

Giả sử 1 trong 2 cửa mở thì công tắc hai bên cửa sẽ bật qua vị trí khác, Khi đó dòng điện được đưa tới rơ le B điều khiển phía trước ghế đi xuống, sau đó rơ le D cũng hoạt động ddieuf chỉnh ghế lùi về sau và rơ le H sẽ hoạt động kế tiếp điều chỉnh phía sau ghế đi xuống Chế độ này là chế độ điều khiển tự động giúp người lái và hanhfkhachs ra vào xe dễ dàng

2.7.4 Các vị trí ghế được cài đặt trước

Hình 2 15 Các vị trí ghế được cài đặt trước

của của công tắt mà ghế sẽ di chuyển

 Ở vị trí điều chỉnh ghế theo chiều dọc về phía trước có bốn vị trí được nhớ ,đó là :

- Dịch chuyển hồn tồn về phía trước

- Dịch chuyển 16 khoảng cách theo chiều dọc về phía trước

- Dịch chuyển 13 khoảng cách theo chiều dọc về phía trước

- Dịch chuyển 12 khoảng cách theo chiều dọc về phía trước

- Ở vị trí điều chỉnh theo chiều dọc về phía sau có ba vị trí được nhớ , đó là :

- Dịch chuyển hồn tồn về phía sau

- Dịch chuyển 2 3 khoảng cách theo chiều dọc về phía sau

- Dịch chuyển 5 6 khoảng cách theo chiều dọc về phía sau

 Bộ kết nối #2 điều chỉnh điều chỉnh phía trước và phía sau ghế theo chiều cao Trong đó điều chỉnh phía trước ghế :

- Dịch chuyển lên vị trí cao nhất

- Dịch chuyển xuống vị trí thấp nhất

- Dịch chuyển lên 14 khoảng cách dịch chuyển

-Dịch chuyển lên 12 khoảng cách dịch chuyển

- Dịch chuyển lên 3 4 khoảng cách dịch chuyển

- Điều chỉnh phía sau ghế :

- Dịch chuyển lên vị trí cao nhất

-Dịch chuyển xuống vị trí thấp nhất

2.8 Kết cấu các bộ phận chính trên hệ thống

2.8.1 Vị trí các chi tiết

Hình 1 3 Hệ thống điều khiển ghế

2.8.1 Cơ cấu di trượt ghế.

Ghế có cơ cấu di trượt, tức là thay đổi vị trí ghế, khoảng cách giữa người lái và

vô lăng bằng cách tác động vào chốt hãm thông qua cần gạt, sau đó dùng sức của chânngười đẩy ghế về phía trước hoặc phía sau để điều chỉnh khoảng cách giữa người lái

và vô lăng theo ý người lái sao cho phù hợp với tư thế của người lái sao cho người lái