BDSC he thong treo dien tu

EMS Hệthống treo điểu biến-điện tử và hệ thống treo khí điểu khiển lực giảm chấn củacác bộ giảm chấn và lò- xo khí bằng thiết bị điện tử nhằm nâng cao độ êm dịu và tính năng vận hành xe

ỦY BAN NHÂN DÂN THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG

TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ ĐÀ NẴNG

KHOA CƠ KHÍ

-*** -BÀI GIẢNG Môn học/ Mô dun 42:

BD&SC HỆ THỐNG TREO ĐIỆN TỬ

LƯU HÀNH NỘI BỘ

Bài 1: Khái quát hệ thống treo điện tử 1.Khái niệm

Hệ thống treo nhằm cải thiện độ êm dịu và tính năng vận hành xe EMS (Hệthống treo điểu biến-điện tử) và hệ thống treo khí điểu khiển lực giảm chấn củacác bộ giảm chấn và lò- xo khí bằng thiết bị điện tử nhằm nâng cao độ êm dịu

và tính năng vận hành xe

2.Sơ đồ nguyên lý chung

EMS là viết tắt của “Electronically-Modulated Suspension” (Hệ thống treo điểu khiển- điện tử) Kích thước của lỗ tiết lưu trong bộ giảm chấn được thay đổi, nhờ thế mà lưu lượng dầu được điểu chỉnh và dẫn đến thay đổi lực giảm chấn Lực giảm chấn được điểu khiển tự đông nhờ ECU của EMS tuỳ theo vị trí của công tắc chọn và điểu kiện chạy xe Nhờ thế mà đô êm và đô ổn

định của xe được nâng cao Hệ thống cũng cĩ các chức năng chẩn đốn và an tồn khi cĩ sự cố.

Hệ thống treo khí dùng mơt ECU để điểu khiển các lị xo khí tức là những đệm khí nén cĩ tính đàn hồi Cĩ những kiểu phối hợp EMS với hệ thống treo khí Hệ thống treo khí cĩ các đặc tính sau đây:

- Lực giảm chấn cĩ thể thay đổi được

- Đơ cứng lị xo và chiểu cao xe cĩ thể thay đổi bằng cách điểu chỉnh thểtích khơng khí

- Cĩ các chức năng chẩn đốn và an tồn khi cĩ sự cố

a .Thay đổi chế độ giảm chấn

Người lái có thể lựa chọn chế độ bình thường hay thểthao bằng công tắc lựa chọn chế độ Khi xe chạy ở chế độ bình thường, do phải đảm bảo cho việc duy trì tính êm dịu chuyển động, nên ECU đặt lực giảm chấn ở chế độmềm Ở chế độ thể thao, lực giảm chấn được đặt ở chế độ trung bình

VỊ TRÍ

CÔNG TẮC

LỰA CHỌN

LỰC GIẢMCHẤN

BÌNH

THƯỜNG

Mềm

THỂ THAO Trung bình

b Điều khiển chống chúi đuôi xe

Nó hạn chế đuôi xe chúi xuống khi khởi hành hoặc khi tăng tốc đột ngột Lúc này ECU đặt lực giảm chấn

ở chế độ cứng làm ổn định chuyển động của xe

c Điều khiển chống nghiêng ngang

Nó giới hạn độ nghiêng ngang của thân xe khi quay vòng Lúc đó lực giảm chấn được đặt ở chế độ cứng

động của xe

d Chống chúi mũi

Nó hạn chế chúi xuống khi phanh Lúc đó lực giảm chấn được đặt ở chế độ cứng , làm ổn định chuyển động của xe

e.Điều khiển tốc độ cao

Khi xe chuyển động ở tốc độ cao lực giảm chấn được đặt ở chế độ trung bình, cải thiện khả năng điều

khiển

f Chống chúi đuôi khi chuyển số

Nó hạn chế sự chúi đuôi của những xe có hộp số tựđộng khi khởi hành Khi tay số được chuyển đến các vị trí khác từ số N hay P, lực giảm chấn được đặt ở chế độ cứng

Bài 2: CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG

1 Đặc điểm hệ thống treo điện

- Công tắc chọn chế đô giảm chấn

Công tắc này có thể thay đổi lực giảm chấn của bô giảm chấn Vị trí của công tắc và chi tiết cài đặt tuỳ thuôc vào từng kiểu xe, nhưng nhìn chung, khi chuyển từ chế đô COMFORT (hay NORM) sang chế đô SPORT (thể thao) thì đểu chuyển đổi lực giảm chấn từ mểm sang cứng

-Công tắc điều khiển chiều cao

Công tắc này dùng để thay đổi cài đặt chiểu cao xe Vị trí của công tắc

và chi tiết cài đặt tuỳ thuộc vào từng kiểu xe, nhưng chuyển từ chế' độ NORM (hay LOW) sang chế' độ HIGH (cao) đểu làm thay đổi chiểu cao xe từ thấp lêncao

- Đèn báo chế độ giảm chấn và đèn báo chiều cao xe

Chế độ giảm chấn nào được chọn (bằng công tắc chọn) thì đèn báo chế

độ giảm chấn đó sẽ sáng lên Chế độ chiểu cao nào được chọn (bằng công tắc chọn chiểu cao) thì đèn báo chế độ chiểu cao đó sẽ sáng lên Ngoài ra, những

đèn báo này sẽ nhấp nháy khi hệ thống có trục trặc Nội dung của những đèn báo này tuỳ thuộc vào từng kiểu xe.

2 Cấu tạo và nguyên lý làm việc

2.1 Cấu tạo

2.1.1 Cảm biến giảm tốc

Cảm biến gia tốc phía trước được kết hợp cùng với cảm biến điểu chỉnh chiểu cao phía trước, còn cảm biến gia tốc phía sau thì được lắp đặt trong khoang hành lý Các cảm biến gia tốc có tác dụng làm chuyển đổi sự biến dạng của đĩa gốm áp điện thành tín hiệu điện, và nhờ thế mà gia tốc theo phương thẳng đứng của

xe được phát hiện

Khi gia tốc của xe hướng lên trên, nghĩa là lực hướng lên trên, thì điện áp tín hiệu tăng lên; khi lực hướng xuống dưới thì điện áp tín hiệu giảm xuống

2.1.2 Cảm biến góc vô lăng

Các cảm biến góc lái được lắp đặt trong c ụm ống trục lái, để phát hiện góc

và hướng quay

Cảm biến bao gồm 3 bô ngắt quang điện với các pha, và môt đĩa xẻ rãnh để ngắt ánh sáng nhằm chuyên mạch đóng ngắt (ON/OFF) tranzito-quang điện nhằm phát hiện góc và hướng lái.

2.1.3 Cảm biến điều chỉnh độ cao

Trong mỗi bánh xe đểu có lắp một cảm biến điểu chỉnh chiểu cao Cảm biến này chuyển đổi các biến động vể chiểu cao của xe thành những thay đổi vể góc

quay của thanh liên kết Khi đó kết quả thay đổi được phát hiện dưới dạng thay đổi điện áp.

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

2.1.4 ECU/ Bộ chấp hành

a/ ECU của EMS và hệ thống treo khí

ECU của EMS/hệ thống treo khí đóng vai trò xử lý các tín hiệu nhận được từcác cảm biến và từ công tắc chọn, chuyển đổi những tín hiệu này thành tín hiệu điểu khiển các van và bộ chấp hành

b/ Bộ chấp hành hệ thống treo

Bộ kích hoạt điểu khiển hệ thống treo được lắp trên đầu của mỗi bộ giảm chấn/ xylanh khí nén Nó làm thay đổi lực giảm chấn bằng cách quay van xoay của

bộ giảm chấn Góc quay của van này được điểu khiển bằng các tín hiệu từ ECU củaEMS/ hệ thống treo khí.

c/ Xy lanh khí nén cùng bộ giảm chấn

Xy lanh khí nén bao gồm có một ống giảm chấn có lực giảm chấn thay đổi, trong

đó chứa khí nitơ áp suất thấp, và một khoang chứa không khí có dung tích chứa khínén lớn để đảm bảo độ êm tuyệt hảo Xy lanh được trang bị một van giảm chấn cứng và một van giảm chấn mểm để chuyển đổi lực giảm chấn của bộ giảm chấn Lực giảm chấn được điểu chỉnh bằng van xoay (làm thay đổi lưu lượng dầu chảy qua van)

d/ Cụm máy nén khí và thiết bị làm khô

Cụm máy nén khí và thiết bị làm khô có cấu tạo liển môt khối, trong đó máy nén và mô tơ tạo ra khí nén phục vụ cho việc nâng chiểu cao của xe, còn thiết bị làm khô thì tách hơi ẩm ra khỏi khí nén, và van xả dùng để xả khí nén ra khỏi xy-lanh khí nén

e/ Van điểu chỉnh chiều cao

Van này điểu chỉnh luồng khí nén đi vào và ra khỏi các xy-lanh, tuỳ theo cáctín hiệu từ ECU của hệ thống treo khí Có hai van điểu chỉnh chiểu cao, môt van

cho phần trước của xe, môt van cho phần sau.

2.2 Nguyên lý làm việc

2.2.1 Thay đổi chế độ

a Chọn chế đô giảm chấn

Lực giảm chấn của bô giảm chấn có thể thay đổi từ mểm sang cứng

b Điểu khiển chiểu cao (hệ thống treo khí)

- Chiều cao của xe có thể thay đổi từ thấp đến cao

- Có các đèn báo chỉ trạng thái của chế' đô giảm chấn cũng như điểu khiển chiểu cao

2.2.2 Điểu khiển đô cứng lò xo và lực giảm chấn

a Điểu khiển chống “bốc đầu xe”

Chuyển lực giảm chấn sang chế đô cứng hơn Điểu này giúp ngăn ngừa hiên tượng bốc đầu xe khi tăng tốc, giảm thiểu sự thay đổi tư thế của xe

b.Điều chống lắc ngang

Chuyển lực giảm chấn sang chế đô cứng hơn Điểu này giúp ngăn ngừa hiên tượng lắc ngang xe, giảm thiểu sự thay đổi tư thế của xe, tăng cường tính năng điểu khiển của xe

c Điều khiển chống chúi đầu

Chuyển lực giảm chấn sang chế đô cứng hơn Điểu này giúp ngăn ngừa hiên tượng chúi đầu xe khi phanh hãm, giảm thiểu sự thay đổi tư thế của xe

d.Điều khiển cao tốc (ở chế độ bình thường)

Chuyển lực giảm chấn sang chế đô cứng hơn Điểu này giúp xe chạy rất

ổn định và tính năng điểu khiển tốt khi xe chạy tốc đô cao

e Điểu khiển chống bốc đầu xe khi chuyển số (chỉ đối với xe có hôp số tự đông)

Điểu khiển này nhằm hạn chế hiên tượng bốc đuôi xe khi xe có hôp số tựđông khởi hành Khi hôp số dọc chuyển từ vị trí “N” hoặc “P”, lực giảm chấn được đặt ở chế đô cứng

f Điểu khiển hoạt đông bán phần

Thay đổi lực giảm chấn môt cách từ từ cho phù hợp với điểu kiện mặt đường hoặc điểu kiện chạy xe Nhờ thế mà đảm bảo xe chạy rất êm và tính năng tắt dao đông cao

* EMS treo:

Đặt xe ở chế đô “treo-sky hook” sẽ giữ cho xe luôn luôn ở tư thế' ổn định khi tình trạng mặt đường thay đổi Với hệ thống EMS “treo” thì mọi chuyển đông lên xuống của thân xe sẽ được cảm biến và máy tính sẽ điểu chỉnh chuyển đông của các bô giảm chấn cho phù hợp Hệ thống này giúp xe chạy rất êm và vận hành ổn định Trong các kiểu xe mới nhất, ví dụ LS430, phương pháp điểu chỉnh hoạt đông bán phần này đã chuyển từ Điểu khiển

“treo” sang Điểu khiển H-phi tuyến tính để việc điểu chỉnh có hiệu quả và tinh

tế hơn Kết quả là đạt được đô êm tuyệt hảo

2.2.3.Điểu khiển chiều cao xe

a Điểu khiển tự đông cân bằng xe

Duy trì chiểu cao xe ở mức không đổi, không phụ thuộc vào trọng lượnghành lý và hành khách Công tắc điểu khiển chiểu cao sẽ chuyển chiểu cao mong muốn của xe sang mức “bình thường” hoặc “cao”

c Điểu khiển khi xe tắt đông cơ

Giảm chiểu cao xe xuống mức chiều cao đã đặt (khi chiểu cao xe tăng lên do giảm trọng lượng hành lý và hành khách) sau khi xe tắt đông cơ Tính năng này giúp giữ tư thế của xe khi đỗ xe

Phương pháp huỷ điểu khiển chiểu cao xe:

- Trước khi kích xe lên hoặc cẩu nâng xe lên, cần kiểm tra xem đã tắt khoá điện ở vị trí OFF hay chưa

- Nếu xe cần phải được nâng lên với đông cơ đang nổ máy thì phải tháo các cực TD và EI của giắc TDCL hoặc OPB và cực CG của DLC3 để làm cho ECU của hệ thống treo khí ngừng hoạt đông điểu khiển chiểu cao

- Đối với xe có công tắc đóng/ngắt điểu khiển chiểu cao, hãy xoay công tắc vể OFF (ngắt)

3.Một số hệ thống treo hiện nay

3.1.Hệ thống treo khí điều khiển điện tử

Tems là viết tắt của cụm từ “Toyota Electronically Modulated Suspension” tức là hệ thống treo điều khiển điện tử của Toyota

Với hệ thống này, người lái xe có thể dùng công tắc có thể lựa chọn một trong hai chế độ lực giảm chấn của giảm chấn, bình thường hay thể thao, mà người tài xế thích Lực giảm chấn sau đó sẽ tự động điều chỉnh đến một trong ba chế độ ( mềm, trung bình, cứng ) nhờ TEMS ECU ( bộ điều khiển điện tử ) dựa trên chế độ đã lựa chọn và điều kiện lái xe Nó làm tăng tính êm dịu chuyển động và cải thiện tính ổn định lái.

Đặc Điểm :

EMAS điều khiển lực giảm chấn cũng như độ cứng lò xo và độ cao gầm xe theo các điều kiện hoạt động khác nhau để tạo ra tính êm dịu chuyển động và tính ổn định lái tốt hơn.

a Thay đổi chế độ:

Lực giảm chấn và độ cứng của lò xo được điều khiển phù hợp với các điều kiện hoạt động khác nhau của xe dực trên các chế độ lựa chọn bởi công tắc LRC Độ cao gầm xe được điều khiển phù hợp với các điều kiện hoạt động khác nhau của xe dựa trên các chế độ lựa chọn bởi công tắc điều khiển độ cao.

 Công tắc LRC

Công tắc LRC có 2 vị trí: NORM

( bình thường ) và SPIRT ( thể

thao ) Chế độ NORM chú trọng

tới tính êm dịu chuyển động

và thường được sử dụng khi xe

hoạt động ở điều kiện bình

thường Chế độ SPORT cải

thiện tính ổn định của xe khi xe

qua vòng ngoặt Lực giảm chấn và độ cứng lò xo ứng với mỗi vị trí công tắc LRC.

 Công tắc điều khiển độ

cao

Công tắc điều khiển độ cao

cho phép lựa chọn giữa 2 vị trí

NORM ( bình thường) và HIGH

( cao ) Chọn vị trí NORM khi lái

xe trên những đoạn bình

thường và HIGH khi lái xe trên những đoạn đường xóc.

b Điều khiển lực giảm chấn và độ cứng lò xo:

Lực giảm chấn và độ cứng lò xo được điều khiển bằng điệ tử chống lại những hiện tượng ảnh hưởng đến chuyển động của xe như: nghiêng ngang, chúi đầu và đuôi xe vì vậy, đảm bảo tính êm dịu chuyển động và khả năng điều

khiển

c Điều khiển độ cao gầm xe:

Độ cao của gầm xe được điều khiển bằng điện tử ổn định trạng thái thân xe khi chạy ở tốc độ cao và bù lại sự thay đổi trong việc phân bố tải trọng.

Hình 2.1 Vị trí các bợ phận trên hệ thớng treo điện tử khí nén

3.2 Hệ thống treo thủy lực điều khiển điện

Hiện nay, các lò xo kim loại như lò xo trụ, thanh xoắn, nhíp được sử dụng trong hệ thống treo trên hầu hết các xe du lịch Hệ thống treo khí với những ưu điểm và hiệu quả giảm chấn của khí nén, nó có thể hấp thụ những rung động nhỏ hơn do đó tạo ra tính êm dịu chuyển động tốt hơn lò xo kim loại Hệ thống treo khí cũng có những ưu điểm như có thể điều khiển được độ cao xe và độ cứng của lò xo.

Hệ thống treo khí được mô tả trong tài liệu đào tạo này cho phép điều khiển lực giảm chấn cũng như độ cứng của lò xo và độ cao xe, ngoài ra nó còn có chức năng dự phòng

và chuẩn đoán Hệ thống này được gọi là “ hệ thống treo khí điện tử” (EMAS)

Lực giảm chấn 3 giai đoạn Mềm, Trung bình,

Cứng Độ cứng lò xo 2 chế độ Mềm, Cứng

Chiều cao xe 2 chế độ *

(xe ở thị trường Mỹ)

Bình thường, Cao

Hình 2.2 Vị trí các bợ phận trên hệ thớng treo điện tử thủy lực

3.3 Hệ thống treo điều khiển bằng điện tử của Bosch.

- Để tạo thoải mái cho những người ngồi trong xe khi đi vào những đoạn đường xĩc mà hệ thống treo hiện nay chưa khắc phục được,

BOSCH Coporation đú giới thiệu hệ thống treo mới được điều khiển điện tử gồm

cĩ một motơ điện từ thẳng đứng, thiết bị khuếch đại cụng suất ở mỗi bánh xe cựng với một bộ điều khiển

- Ưu điểm sử dụng mô tơ điện từ là tốc độ Mô tơ điện này

sẽ phản ứng rất nhanh với các cú “xóc” của xe và tạo ra sự thoải mái cho người ngồi trong xe Thêm vào đó, mô tơ được thiết kế có khả năng kéo dài khá lớn, có thể sinh ra lực đủ để ngăn cản chiếc xe không bị xoay hay lật khi gặp phải những tác động lớn của đường vào hệ thống treo

a Bộ khuếch đại công suất:

- Bộ khuếch đại công suất đóng vai trò phân phối công suất điện tới mô tơ khi nhận đợc tín hiệu từ bộ điều khiển

b Bộ điều khiển:

H×nh 2.6 KÕt cÊu bé ®iÒu khiÓn

- Hệ thống treo của Bosch được điều khiển nhờ một bộ điều khiển được nghiên cứu trong 24 năm Bộ điều khiển này được vận hành nhờ cảm biến để cung cấp thông tin xung quanh chiếc xe và gửi yêu cầu tới bộ khuếch đại công suất Mục tiêu của bộ điều khiển là phân tích tính toán và điều khiển bộ khuếch đại tác động vào mô tơ điện từ giúp xe đạt được độ êm dịu cao khi đi vào những những đoạn đường xấu

c Kết cấu của hệ thống:

H×nh 2.7 KÕt cÊu hÖ thèng treo ®iÖn tö ë cÇu sau

- Hệ thống treo của BOSCH bố trí phía trước sử dụng kiểu

Macpherson và phớa sau sử dụng loại treo độc lập với hai thanh liờn kết Mụ tơ điện

từ sẽ đúng vai trũ liờn kết giữa bỏnh xe và thõn xe, lũ xo xoắn sẽ hỗ trợ tải trọng của xe, thờm vào đú hệ thống treo của BOSCH cũn cú giảm chấn ở mỗi bỏnh xe Nhờ vậy sẽ ngăn cản tỏc động trở lại thõn xe từ bỏnh xe và tạo cảm giỏc thoải mỏi cho những người ngồi bờn trong

Hình 2.8 Lắp đặt hệ thống treo điện tử trên xe

Bài 3: Bảo dưỡng và sửa chữa

- Xoá DTC

Có thể xoá các DTC bằng cách nối máy chẩn đoán với DLC3 hoặc nối tắt các cực TC và CG của giắc kiểm tra và đạp bàn đạp phanh 8 lần hoặc nhiểuhơn trong vòng 5 giây

2 Chẩn đoán hư hỏng

1 Bật công tắc đánh lửa ở vị trí ON Không cho thiết bị hoạt động

2 Sử dụng dây điện , nối cực TC với cực E1 của check connector

3 Đọc mã chẩn đoán bằng số lần nhấp nháy của đèn kiểm tra

a Hệ thống hoạt động bình thường:

Đèn nháy sáng liên tục mỗi lần 0,5 giây và cách nhau 4,5 giây

4 Báo mã lỗi

Hình dưới mô tả việc báo lỗi 23 Lỗi 2 đựơc báo trước và cách lỗi 3 2,5 giây

Số lỗi bằng số lần nháy sáng của đèn.Khi báo hết các lỗi sẽ có 4,5 giây chờ để

11 Cảm biến chiều cao phía trước phải

12 Cảm biến chiều cao phía trước trái

13 Cảm biến chiều cao phía sau phải

14 Cảm biến chiều cao phía sau trái

31 Van điều khiển chiều cao phía trước phải

32 Van điều khiển chiều cao phía trước trái

33 Van điều khiển chiều cao phía sau phải

34 Van điều khiển chiều cao phía sau trái

35 Mạch van điều khiển xả khí