Bài giảng Hệ thống điện thân xe và điều khiển gầm ô tô

Tài liệu Bài giảng Hệ thống điện thân xe và điều khiển gầm ô tô, ebook Bài giảng Hệ thống điện thân xe và điều khiển gầm ô tô

pdf249 trang | Chia sẻ: huongnhu95 | Lượt xem: 648 | Lượt tải: 1download
Tóm tắt tài liệu Bài giảng Hệ thống điện thân xe và điều khiển gầm ô tô, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
................................................................................................................... 4  1.1.2. Các chi tiết bảo vệ ................................................................................................................................ 5  1.1.3. Công tắc và rơle ................................................................................................................................... 7  1.2. Body ECU & Central Control Device ............................................................................................................ 9  1.4. Mạng CAN và mã chìa khóa ...................................................................................................................... 10  1.4.1. Mạng CAN .......................................................................................................................................... 10  1.4.2. Mã chìa khóa ...................................................................................................................................... 22  BM C«ng nghÖ « t« - CK§L Ch−¬ng 1 HÖ thèng ®iÖn th©n xe & ®iÒu khiÓn gÇm « t«  2  CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN HỆ THỐNG ĐIỆN THÂN XE 1.1. Tổng quan về các hệ thống Hệ thống điện thân xe áp dụng rất nhanh những tiến bộ của khoa học kỹ thuật cho hệ thống an toàn hơn và tạo ra nhiều tiện ích cho người sử dụng. Hệ thống điện thân xe bao gồm các hệ thống chia nhỏ sau đây: ™ Hệ thống thông tin và chẩn đoán: + Các loại đồng hồ chỉ báo + Các đèn cảnh báo + Các cảm biến cho đồng hồ và cảm biến báo nguy + Các giắc chẩn đoán và giắc kết nối dữ liệu ™ Hệ thống chiếu sáng và tín hiệu: + Các đèn chiếu sáng + Các công tắc và rơle điều khiển + Các ECU đèn + Các cảm biến ™ Hệ thống gạt nước rửa kính: + Các môtơ gạt nước + Công tắc và rơle điều khiển + Các ECU điều khiển + Các cảm biến ™ Hệ thống khóa cửa, chống trộm: + Các môtơ điều khiển khóa cửa + Các bộ phận phát, nhận tín hiệu điều khiển cửa + Các công tắc rơle điều khiển + Các ECU điều khiển + Các cảm biến BM C«ng nghÖ « t« - CK§L Ch−¬ng 1 HÖ thèng ®iÖn th©n xe & ®iÒu khiÓn gÇm « t«  3  ™ Hệ thống nâng hạ kính: + Các môtơ cửa sổ điện + Các công tắc cửa sổ điện + Các IC diều khiển và cảm biến tốc độ ™ Hệ thống điều khiển gương chiếu hậu: + Cụm gương và các môtơ + Các công tắc điều khiển và ECU ™ Hệ thống điều hòa không khí: + Các cảm biến + ECU điều khiển + Các công tắc điều khiển + Các bộ phận chấp hành ™ Hệ thống túi khí, dây đai: + Bộ túi khí + Bộ dây đai + Các cảm biến + Bộ kiểm soát CPU ™ Hệ thống mạng CAN: + Các IC CAN + Các ECU + Cáp nối ... Các bộ phận cơ bản của hệ thống điện thân xe: Trước khi tìm hiểu các bộ phận cơ bản của hệ thống điện thân xe ta tìm hiểu khái niệm mát thân xe. Trên ô tô, các cực âm của tất cả các thiết bị điện và âm ắc quy đều được nối với các tấm thép của thân xe nhằm tạo nên một mạch điện. Chỗ nối các cực âm vào thân xe gọi là mát thân xe. Mát thân xe làm giảm số lượng dây điện cần sử dụng. BM C«ng nghÖ « t« - CK§L Ch−¬ng 1 HÖ thèng ®iÖn th©n xe & ®iÒu khiÓn gÇm « t«  4  1.1.1. Bối dây Dây điện có chức năng nối các bộ phận điện của ô tô với nhau. Bối dây được chia thành các nhóm như sau: - Dây điện được mã màu - Các chi tiết nối: Hộp nối, hộp rơle, giắc nối, bulông nối mát a. Dây điện Dây điện và cáp có 3 loại: Dây thấp áp (dây bình thường) loại này được dùng phổ biến trên ô tô bao gồm có lõi dẫn điện và vỏ bọc cách điện. Dây cao áp (dây cao áp trong hệ thống đánh lửa) và cáp bao gồm lõi dẫn điện phủ lớp cao su cách điện dày nhằm ngăn không cho điện cao áp bị rò rỉ. Dây cáp được thiết kế để bảo vệ nó khỏi những nhiễu điện bên ngoài. Nó sử dụng làm cáp ăng ten radio, cáp mạng CAN Hình 1.1: Sơ đồ dây điện trên xe b. Các chi tiết nối Để hỗ trợ việc nối các chi tiết, dây điện được tập trung tại một số phần trên xe ôtô. BM C«ng nghÖ « t« - CK§L Ch−¬ng 1 HÖ thèng ®iÖn th©n xe & ®iÒu khiÓn gÇm « t«  5  a. Hộp nối là một chi tiết mà ở đó các giắc nối của mạch điện được nhóm lại với nhau. Thông thường nó bao gồm bảng mạch in liên kết các cầu chì, rơle với các bối dây b. Các giắc nối (3) , giắc nối dây (4) và bulông nối mát (5) hình 1.2 Hình 1.2: Các chi tiết nối - Giắc nối được sử dụng giữa dây điện với dây điện hoặc giữa dây điện với bộ phận điện để tạo ra các kết nối. Có 2 loại giắc kết nối là kết nối dây điện với dây điện và dây điện với bộ phận điện. Các giắc nối được chia thành giắc đực và giắc cái tùy theo hình dạng các cực của chúng. Giắc kết nối có nhiều màu khác nhau. - Giắc nối dây có chức năng là nối các cực của cùng một nhóm. - Bulông nối mát được sử dụng nối mát dây điện hoặc các bộ phận điện với thân xe, không giống như bulông thông thường bề mặt của bulông nối mát được sơn chống ô xy hóa màu xanh lá cây. 1.1.2. Các chi tiết bảo vệ Các chi tiết bảo vệ, bảo vệ mạch khỏi dòng điện lớn quá mức cho phép chạy trong dây dẫn hay các bộ phận điện, điện tử khi bị ngắn mạch. BM C«ng nghÖ « t« - CK§L Ch−¬ng 1 HÖ thèng ®iÖn th©n xe & ®iÒu khiÓn gÇm « t«  6  Hình 1.3: Các loại cầu chì Cầu chì được lắp giữa cầu chì dòng cao với các thiết bị điện, khi dòng điện vượt qua một cường độ nhất định chạy qua mạch điện của thiết bị nào đó cầu chì sẽ nóng chảy để bảo vệ mạch đó. Có 2 loại cầu chì là cầu chì dẹt và cầu chì hộp Cầu chì dòng cao (thanh cầu chì): một cầu chì dòng cao được lắp trong đường dây giữa nguồn điện và thiết bị điện, dòng điện có cường độ lớn sẽ chạy qua cầu chì này, nếu dây điện bị chập thân xe cầu chì sẽ chảy để bảo vệ dây điện. Bộ ngắt mạch (cầu chì tự nhảy) được sử dụng bảo vệ mạch điện với tải có cường độ dòng lớn mà không thể bảo vệ bằng cầu chì như cửa sổ điện, mạch sấy kính, quạt gió Khi dòng điện chạy qua vượt quá cường độ hoạt động một thanh lưỡng kim trong bộ ngắt mạch sẽ tạo ra nhiệt và giãn nở để ngắt mạch. Thậm chí trong một số mạch nếu dòng điện thấp hơn cường độ hoạt động nhưng dòng lại hoạt động trong thời gian dài thì nhiệt độ thanh lưỡng kim cũng tăng lên và ngắt mạch. Không giống như cầu chì bộ ngắt mạch được sử dụng lại sau khi thanh lưỡng kim khôi phục. Bộ ngắt mạch có 2 loại là tự khôi phục và khôi phục bằng tay (Hình 1.4) BM C«ng nghÖ « t« - CK§L Ch−¬ng 1 HÖ thèng ®iÖn th©n xe & ®iÒu khiÓn gÇm « t«  7  Hình 1.4: Bộ tự ngắt 1.1.3. Công tắc và rơle Công tắc và rơle mở và đóng mạch điện nhằm tắt bật đèn cũng như vận hành các hệ thống điều khiển. Hình 1.5: vị trí công tắc và rơle trên ô tô BM C«ng nghÖ « t« - CK§L Ch−¬ng 1 HÖ thèng ®iÖn th©n xe & ®iÒu khiÓn gÇm « t«  8  Nhóm công tắc và rơle được chia như trong hình 1.6: Hình 1.6: Các loại công tắc và rơ le 1. Công tắc vận hành trực tiếp bằng tay có - Công tắc xoay : khóa điện (a. hình 1.6) - Công tắc ấn : công tắc cảnh báo nguy hiểm (b. hình 1.6) - Công tắc bập bênh : công tắc khóa cửa (c. hình 1.6) - Công tắc cần : công tắc tổ hợp (d. hình 1.6) 2. Công tắc vận hành bằng cách thay đổi nhiệt độ hay cường độ dòng điện - Công tắc phát hiện nhiệt độ (e. hình 1.6) - Công tắc phát hiện dòng điện (f. hình 1.6) 3. Công tắc vận hành bằng sự thay đổi mức dầu 4. Rơle - Rơle điện từ (rơle 4 chân) (g. hình 1.6) - Rơle bản lề (rơle 5 chân) (h. hình 1.6) BM C«ng nghÖ « t« - CK§L Ch−¬ng 1 HÖ thèng ®iÖn th©n xe & ®iÒu khiÓn gÇm « t«  9  1.2. Body ECU & Central Control Device Hiện nay ECU xuất hiện ngày càng nhiều trên các hệ thống Điện thân xe và hệ thống gầm ô tô. Nó có chức năng thu thập các tín hiệu đầu vào (là tín hiệu của các loại cảm biến) sau đó tính toán, xử lý và đưa ra các tín hiệu điều khiển đến các cơ cấu chấp hành. Hình 1.7. Mối quan hệ giữa tín hiệu đầu vào, đầu ra và ECU Cấu trúc tổng thể: Hình 1.8. Sơ đồ khối điều khiển của hệ thống điện thân xe dòng KIA BM C«ng nghÖ « t« - CK§L Ch−¬ng 1 HÖ thèng ®iÖn th©n xe & ®iÒu khiÓn gÇm « t«  10  Bố trí ECU thân xe trên một số dòng xe: Hình 1.9. ECU trên S- class Hình 1.10. ECU trên xe tải MB (Actros) 1.4. Mạng CAN và mã chìa khóa 1.4.1. Mạng CAN 1.4.1.1.Tổng quan CAN (Controller Area Network) xuất phát là một phát triển chung cua hai hãng Bosch và Intel phục vụ cho việc nối mạng trong các phương tiện giao thông cơ giới để thay thế cách nối điểm cổ điển sau đó được chuẩn hóa quốc tế trong ISO 11898. BM C«ng nghÖ « t« - CK§L Ch−¬ng 1 HÖ thèng ®iÖn th©n xe & ®iÒu khiÓn gÇm « t«  11  1.4.1.2. Kiến trúc giao thức Đối chiếu với mô hình ISO/OSI, CAN định nghĩa lớp liên kết dữ liệu gồm hai lớp con (LLC và MAC) cũng như phần chính của lớp vật lý. Hình 1.11. Phạm vi định nghĩa của CAN trong mô hình OSI - Lớp vật lý đề cập tới việc truyền tín hiệu, vì thế định nghĩa cụ thể phương thức định thời, tạo nhịp bít (bit timing), phương pháp mã hóa bít và đồng bộ hóa. Tuy nhiên, chuẩn CAN không quy định các đặc tính của các bộ thu phát với mục đích cho phép lựa chọn môi trường truyền cũng như mức tín hiệu thích hợp cho từng lĩnh vực ứng dụng. - Lớp điều khiển truy nhập môi trường (MAC) là phần cốt lõi trong kiến trúc giao thức CAN. Lớp MAC có trách nhiệm tạo khung thông báo, điều khiển truy nhập môi trường, xác nhận thông báo và kiểm soát lỗi. - Lớp điều khiển liên kết logic (LLC) đề cập tới các dịch vụ gửi dữ liệu và yêu cầu dữ liệu từ xa, thanh lọc thông báo, báo cáo tình trạng quá tải và hồi phục trạng thái. 1.4.1.3. Cấu trúc mạng và kỹ thuật truyền dẫn CAN thực chất chỉ là chuẩn giao thức từ phần trên của lớp vật lý cho tới hết lớp liên kết dữ liệu, vì vậy không quy định cụ thể về chuẩn truyền dẫn cũng như môi trường truyền thông. Thực tế cáp đôi dây xoắn kết hợp với chuẩn RS-485 cũng như cáp quang được sử dụng rộng rãi. Đối với cáp đôi dây xoắn, cấu trúc mạng thích hợp nhất là cấu trúc đường thẳng, mắc theo kiểu đường trục đường nhánh, trong đó chiều dài đường nhánh hạn chế dưới 0.3m. BM C«ng nghÖ « t« - CK§L Ch−¬ng 1 HÖ thèng ®iÖn th©n xe & ®iÒu khiÓn gÇm « t«  12  Tốc độ truyền có thể lựa chọn ở nhiều mức khác nhau, tuy nhiên phải thống nhất và cố định trong toàn bộ mạng. Do có sự ràng buộc giữa tốc độ truyền và chiều dài dây dẫn trong phương pháp truy nhập bus CSMA/CA. Tốc độ truyền tối đa là 1Mbit/s ở khoảng cách 40m và 50 kbit/s ở khoảng cách 1000m. Số trạm phụ thuộc nhiều vào cấu trúc mạng, cáp truyền và đặc tính điện học của các bộ thu phát thông thường hạn chế ở con số 64 đối với cấu trúc đường thẳng và sử dụng cáp đôi dây xoắn. CAN phân biệt hai trạng thái logic của tín hiệu là mức trội (dominant) và mức lặn (recessive), tuy nhiên không quy định rõ giá trị bít nào ứng với mức tín hiệu nào. Trong trường hợp cả bít trội và bít lặn được phát đồng thời thì bít trội sẽ lấn át tín hiệu trên bus sẽ có mức trội. Trong thực tế nếu sử dụng mạch AND thì mức trội tương ứng với bít 0 và mức lặn tương ứng với bít 1 1.4.1.4 Cơ chế giao tiếp Đặc trưng của CAN là phương pháp định địa chỉ và giao tiếp hướng đối tượng, trong khi hầu hết các hệ thống bus trường khác đều giao tiếp dựa vào địa chỉ các trạm. Mỗi thông tin trao đổi trong mạng được coi như một đối tượng, được gán một số mã căn cước. Thông tin được gửi đi trên bus theo kiểu truyền thông báo với độ dài có thể khác nhau. Các thông báo không được gửi tới một địa chỉ nhất định mà bất cứ trạm nào cũng có thể nhận theo nhu cầu. Nội dung mỗi thông báo được các trạm phân biệt qua một mã căn cước (IDENTIFIER). Mã căn cước không nói lên địa chỉ đích của thông báo, mà chỉ biểu diễn ý nghĩa của dữ liệu trong thông báo. Vì thế, mỗi trạm trên mạng có thể tự quyết định tiếp nhận và xử lý thông báo hay không tiếp nhận thông báo qua phương thức lọc thông báo (message filtering). Cũng nhờ sử dụng phương thức lọc thông báo, nhiều trạm có thể đồng thời cùng nhận một thông báo và có các phản ứng khác nhau. Một trạm có thể yêu cầu một trạm khác gửi dữ liệu bằng cách gửi một khung REMOTE FRAME. Trạm có khả năng cung cấp nội dung thông tin đó sẽ gửi trả lại một khung dữ liệu DATA FRAME có cùng mã căn cước với khung yêu cầu. Cùng với tính năng đơn giản, cơ chế giao tiếp hướng đối tượng ở CAN còn mang lại tính linh hoạt và tính nhất quán dữ liệu của hệ thống. Một trạm CAN không cần biết thông tin cấu hình hệ thống (ví dụ địa chỉ trạm). Nên việc bổ xung hay bỏ đi một trạm trong mạng không đòi hỏi bất cứ một sự thay đổi nào về phần cứng hay phần mềm ở các trạm khác. Trong mạng CAN, có thể chắc chắn rằng một thông báo hoặc được tất cả các trạm quan tâm BM C«ng nghÖ « t« - CK§L Ch−¬ng 1 HÖ thèng ®iÖn th©n xe & ®iÒu khiÓn gÇm « t«  13  tiếp nhận đồng thời, hoặc không được trạm nào tiếp nhận. Tính nhất quán dữ liệu được đảm bảo qua các phương pháp gửi đồng loạt và xử lý lỗi. 1.4.1.5. Cấu trúc bức điện CAN sử dụng phương thức định địa chỉ theo đối tượng. Các đối tượng được hiểu ở đây chính là đại diện cho các thông báo mang dữ liệu quan tâm như giá trị đo, giá trị điều khiển, thông tin trạng thái. Mỗi đối tượng thông báo có một tên riêng biệt, hay nói cách khác là là một căn cước (IDENTIFIER) được sử dụng để truy cập trên bus. Mỗi bức điện sẽ có một ô chứa căn cước của đối tượng với chiều dài 11 bít (dạng khung chuẩn theo CAN2.0A) hoặc 29 bít (khung mở rộng CAN2.0B). CAN định nghĩa 4 kiểu bức điện sau: - Khung dữ liệu (DATA FRAME) mang dữ liệu từ một trạm truyền tới các trạm nhận. - Khung yêu cầu dữ liệu (REMOTE FRAME) được gửi từ một trạm yêu cầu truyền khung dữ liệu với cùng mã căn cước. - Khung lỗi (ERROR FRAME) được gửi từ bất kỳ trạm nào phát hiện lỗi bus. - Khung quá tải (OVERLOAD FRAME) được sử dụng nhằm tạo một khoảng cách thời gian bổ sung giữa hai khung dữ liệu hoặc yêu cầu dữ liệu trong trường hợp một trạm bị quá tải Các khung dữ liệu và yêu cầu dữ liệu có thể sử dụng ở cả dạng khung chuẩn và dạng khung mở rộng. Giữa hai khung dữ liệu hoặc yêu cầu dữ liệu cần một khoảng cách ít nhất là 3 bít lặn để phân biệt được gọi là INTERFRAME SPACE. Trong trường hợp quá tải khoảng cách này sẽ lớn hơn bình thường. 1. Khung dữ liệu/Yêu cầu dữ liệu Mỗi khung dữ liệu có thể mang từ 0 đến 8 byte dữ liệu sử dụng. Chuẩn CAN không quy định giao thức và các dịch vụ trên lớp 2, do đó việc diễn giải vùng dữ liệu này như thế nào thuộc toàn quyền người sử dụng. Các bức điện nhỏ có thể không thích hợp với một số lĩnh vực ứng dụng nhất định, nhưng tạo lợi thế về tính năng thời gian thực. Cụ thể, tình trạng một thành viên chiếm giữ bus trong một thời gian dài nhờ vậy sẽ không xảy ra. Khung yêu cầu dữ liệu cũng có cấu trúc tương tự như khung dữ liệu, nhưng không mang dữ liệu và khác với khung dữ liệu ở bít cuối của ô phân xử. BM C«ng nghÖ « t« - CK§L Ch−¬ng 1 HÖ thèng ®iÖn th©n xe & ®iÒu khiÓn gÇm « t«  14  - Khởi đầu khung là một bít trội và đánh dấu khởi đầu của một khung dữ liệu hoặc khung yêu cầu dữ liệu. Tất cả các trạm sẽ phải đồng bộ hóa dựa vào bít khởi đầu này. - Ô phân xử được sử dụng là mức ưu tiên của bức điện. Quyết định quyền truy nhập bus khi có nhiều thông báo được gửi đi đồng thời. Hình 1.12. Cấu trúc khung dữ liệu ở CAN Ô phân xử có chiều dài 12 bít đối với dạng khung chuẩn và 32 bít đối với dạng khung mở rộng trong đó mã căn cước dài 11 bít hoặc 29 bít. Bít cuối cùng của ô phân xử được gọi là bít RTR (Remote Transmission Request), dùng để phân biệt giữa khung dữ liệu (bít trội) và khung yêu cầu dữ liệu (bít lặn). - Ô điều khiển chiều dài 6 bít, trong đó 4 bít cuối mã hóa chiều dài dữ liệu (bít trội bằng 0 bít lặn bằng 1). Tùy theo dạng khung chuẩn hay mở rộng mà ý nghĩa của hai bít còn lại khác nhau một chút. - Ô dữ liệu có chiều dài từ 0 đến 8 byte, trong đó mỗi byte được truyền đi theo thứ tự từ bít có giá trị cao nhất (MSB) đến bít có giá trị thấp nhất (LSB). - Ô kiểm soát lỗi CRC bao gồm 15 bít được tính theo phương pháp CRC và một bít lặn phân cách. Dãy bít đầu vào để tính bao gồm bít khởi đầu khung, ô phân xử, ô điều khiển và ô dữ liệu, với đa thức phát - Ô xác nhận ACK (Acknowlegment) gồm 2 bít được phát đi là các bít lặn. Mỗi trạm nhận được bức điện phải kiểm tra mã CRC. Nếu đúng sẽ phát chồng một bít trội trong thời gian nhận được bít ARC đầu tiên (ARC slot). Như vậy, một bức điện được truyền BM C«ng nghÖ « t« - CK§L Ch−¬ng 1 HÖ thèng ®iÖn th©n xe & ®iÒu khiÓn gÇm « t«  15  chính xác sẽ có một bít ARC trội nằm giữa hai bít lặn phân cách (một bít phân cách CRC và một bít phân cách ARC). - Kết thúc chung được đánh dấu bằng 7 bít lặn. 1. Khung lỗi Một khung lỗi được gửi từ bất kỳ trạm nào phát hiện lỗi trên bus. Khung lỗi bào gồm cờ lỗi (Error Flag) và phân cách lỗi (Error Delimiter). CAN phân biệt hai loại lỗi là lỗi chủ động (Active Error) và lỗi bị động (Passive Error). Tương ứng với chúng là hai dạng cờ lỗi: - Dạng cờ lỗi chủ động bao gồm 6 bít trội liền nhau. - Dạng cờ lỗi bị động bao gồm 6 bít lặn liền nhau, trừ trường hợp nó bị ghi đè lên bởi các bít trội từ trạm khác. Một trạm lỗi chủ động khi phát hiện lỗi sẽ báo hiệu bằng cách gửi một cờ lỗi chủ động. Cờ lỗi chủ động vi phạm luật nhồi bít hoặc phá bỏ dạng cố định của ô ACK hay ô kết thúc khung. Chính vì vậy, tất cả các trạm khác cũng phát hiện ra lỗi và bắt đầu gửi cờ lỗi. Cuối cùng, dãy bít trội quan sát được trên bus thực tế là kết quả của sự xếp chồng nhiều cờ lỗi khác nhau phát riêng từ các trạm. Tổng chiều dài của dãy này dao động trong khoảng từ 6 đến 12 bít. Hình 1.13. Cấu trúc khung lỗi ở CAN Phân cách lỗi được đánh dấu bằng 8 bít lặn liên tục. Sau khi gửi xong một cờ lỗi, mỗi trạm phải gửi tiếp một số bít lặn và đồng thời quan sát bus. Cho đến khi phát hiện ra một bít lặn (tức là khi các trạm khác đã gửi xong cờ lỗi chủ động), chúng sẽ phát tiếp bảy bít lặn. 2. Khung quá tải BM C«ng nghÖ « t« - CK§L Ch−¬ng 1 HÖ thèng ®iÖn th©n xe & ®iÒu khiÓn gÇm « t«  16  Một khung quá tải có cấu trúc tương tự như ở khung lỗi bao gồm cờ quá tải (Overload flag) và phân cách quá tải (Overload Delimiter). Hình 1.14. Cấu trúc khung quá tải ở CAN Cờ quá tải gồm sáu bít trội tương tự như cờ lỗi chủ động. Cờ quá tải xóa bỏ dạng cố định của ô INTERMISSION ở khoảng trống giữa hai khung. Chính vì vậy, tất cả các trạm khác cũng phát hiện tình trạng quá tải và bắt đầu gửi cờ quá tải. Cuối cùng, dãy bít trội quan sát được trên bus thực tế là sự xếp chồng nhiều cờ lỗi khác nhau phát riêng từ các trạm. Cũng giống như khung lỗi, phân cách quá tải được đánh dấu bằng tám bít lặn liên tục. Sau khi gửi xong một cờ lỗi, mỗi trạm phải quan sát bus cho đến khi phát hiện ra một bít lặn. Tại thời điểm đó tất cả các trạm khác đã gửi xong cờ quá tải, chúng sẽ phát tiếp 7 bít lặn. Tối đa là hai khung quá tải có thể sử dụng nhằm tạo thời gian trễ giữa hai khung dữ liệu hoặc khung yêu cầu dữ liệu. 1.4.1.6. Truy nhập bus CAN sử dụng phương pháp truy nhập môi trường CSMA/CA, tức điều khiển phân kênh theo từng bít. Phương pháp phân mức ưu tiên truy nhập bus dựa theo tính cấp thiết của nội dung thông báo. Mức ưu tiên này phải được đặt cố định, trước khi hệ thống đi vào vận hành. Thực tế, mã căn cước không những mang ý nghĩa của dữ liệu trong thông báo, mà còn đồng thời được sử dụng là mức ưu tiên. BM C«ng nghÖ « t« - CK§L Ch−¬ng 1 HÖ thèng ®iÖn th©n xe & ®iÒu khiÓn gÇm « t«  17  Hình 1.15. Minh họa hoạt động của CAN Bất cứ một trạm nào trong mạng cũng có thể bắt đầu gửi thông báo, mỗi khi đường truyền rỗi. Mỗi bức điện đều bắt đầu bằng một bít khởi điểm và mã căn cước, vì thế nếu hai hoặc nhiều trạm cùng đồng thời bắt đầu gửi thông báo, việc xung đột trên đường truyền sẽ được phân xử dựa theo từng bít của mã căn cước. Mỗi bộ thu phát đều phải so sánh mức tín hiệu của mỗi bít gửi đi với mức tín hiệu quan sát được trên bus. Nếu hai mức tín hiệu có trạng thái logic giống nhau thì trạm có quyền phát bit tiếp theo, trường hợp ngược lại sẽ phải dừng ngay lập tức. Trong trường hợp thực hiện bít giá trị 0 ứng với mức trội và bít giá trị 1 ứng với mức lặn, bít 0 sẽ lấn át. Vì vậy, một thông báo có mã căn cước nhỏ nhất sẽ được tiếp tục phát hay nói cách khác, thông báo nào có mã căn cước càng bé thì mức ưu tiên càng cao. Trong trường hợp xảy ra va chạm giữa một thông báo mang dữ liệu (DATA FRAME) và một thông báo yêu cầu gửi dữ liệu (REMOTE FRAME) với cùng mã căn cước, thông báo mang dữ liệu sẽ được ưu tiên. Phương thức phân xử này không những đảm bảo thông tin không bị mất mát, mà còn nâng cao hiệu quả sử dụng đường truyền. 1.4.1.7. Bảo toàn dữ liệu Nhằm đảm bảo mức an toàn tối đa trong truyền dẫn dữ liệu, mỗi trạm CAN đều sử dụng kết hợp nhiều biện pháp để tự kiểm tra, phát hiện và báo hiệu lỗi. Các biện pháp kiểm soát lỗi sau đây được áp dụng: BM C«ng nghÖ « t« - CK§L Ch−¬ng 1 HÖ thèng ®iÖn th©n xe & ®iÒu khiÓn gÇm « t«  18  - Theo dõi mức tín hiệu của mỗi bít truyền đi và so sánh với tín hiệu nhận được trên bus. - Kiểm soát qua mã CRC. - Thực hiện nhồi bít (nhồi một bít nghịch đảo sau năm bít giống nhau). - Kiểm soát khung thông báo. Với các biện pháp trên, thì hiệu quả phát hiện lỗi: - Phát hiện được tất cả các lỗi toàn cục - Phát hiện được tất cả các lỗi cục bộ tại bộ phát. - Phát hiện được tới năm bít lỗi phân bố ngẫu nhiên trong một bức điện. - Phát hiện được các lỗi đột ngột có chiều dài nhỏ hơn 15 bít trong một thông báo. - Phát hiện được các lỗi có số bít lỗi là chẵn. - Tỷ lệ lỗi còn lại (xác suất một thông báo còn bị lỗi không phát hiện) nhỏ hơn 4.7*10- 11. Tất cả các trạm nhận thông báo phải kiểm tra sự nguyên vẹn của thông tin và xác nhận thông báo. Khi phát hiện ra sự sai lệnh trong một thông báo, các trạm đều có trách nhiệm truyền khung lỗi. Các thông báo bị lỗi đó sẽ bị dừng và được tự động phát lại. Thời gian hồi phục từ khi phát hiện lỗi đến khi bắt đầu gửi thông báo tiếp theo tối đa là 31 thời gian bít, nếu như không có lỗi nào xảy ra tiếp. Các trạm CAN có khả năng phân biệt giữa nhiễu tức thời với lỗi kéo dài, ví dụ lỗi khi một trạm có sự cố. Các trạm bị hỏng sẽ được tự động tách ra khỏi mạng về mặt logic. 1.4.1.8. Mã hóa bít Trước khi được chuyển đổi thành tín hiệu trên đường truyền. CAN sử dụng phương pháp nhồi bít (bit stuffing). Dãy bít đầu vào cần nhồi bao gồm bít khởi đầu khung, ô phân xử, ô điều khiển, dữ liệu và dãy CRC. Khi 5 bít liên tục giống nhau, bộ phát sẽ tự động bổ sung một bít nghịch đảo cuối cùng. Bên nhận sẽ phát hiện ra bít được nhồi và tái tạo thông tin ban đầu. Việc nhồi bít không được thực hiện với các phần còn lại của khung dữ liệu và khung yêu cầu dữ liệu, cũng như với các khung lỗi và khung quá tải. Cuối cùng, dãy bít được dãy bít được mã hóa theo phương pháp NRZ, có nghĩa là trong suốt một chu kỳ bít, mức tín hiệu hoặc là trội hoặc là lặn. BM C«ng nghÖ « t« - CK§L Ch−¬ng 1 HÖ thèng ®iÖn th©n xe & ®iÒu khiÓn gÇm « t«  19  1.4.1.9. Sơ đồ kết nối các trạm trong mạng CAN Hình 1.16. Minh họa sự liên kết về mặt điện học của các trạm trong mạng Hình 1.17. Sơ đồ kết nối các nút trong mạng CAN 1.4.1.10. Ứng dụng mạng CAN trên hệ thống điện ô tô a.Tổng quan Mạng truyền thông đa chiều (Mutiplex) sử dụng trên xe ô tô được SAE định nghĩa bao gồm ba lớp (class): lớp A, lớp B, lớp C. Trong đó: BM C«ng nghÖ « t« - CK§L Ch−¬ng 1 HÖ thèng ®iÖn th©n xe & ®iÒu khiÓn gÇm « t«  20  Lớp A (class A): Mục đích làm giảm dây dẫn tín hiệu truyền nhận giữa các nút bằng cách các tín hiệu trao đổi giữa các nút được truyền trên một đường bus chung. Thay vì sử dụng các đường dây riêng rẽ để liên kết các nút như trước đây. Lớp B (class B): Được sử dụng ở những nơi mà dữ liệu được truyền giữa các nút để loại bỏ sự lặp lại các cảm biến hoặc các thành phần khác của hệ thống. Các nút (node) này của hệ thống thông tin đa chiều tồn tại ở dạng các modul chuẩn trong quy định của điện thân xe. Lớp C (class C): Được sử dụng ở những nơi mà tín tốc độ đường truyền cao, đặc biệt liên quan tới hệ thống điều khiển thời gian thực (real-time control system). Như điều khiển động cơ và phanh ABS. Dữ liệu được gửi trên bus tín hiệu nhằm tập trung quá trình điều khiển và giảm dây dẫn. Chú ý: Quy đinh, lớp A là lớp con của lớp B, lớp B là lớn con của lớp C. b. Quy định cho 3 lớp của điện ô tô  Các bức điện trong mạng điện ô tô là ngắn ( 3 đến 12 byte) như chỉ ra trong hình 4.1, bao gồm ba phần: Header, Data (thông tin được gửi đi) và Error Detection (phương pháp kiểm lỗi). Hình 1.18. Cấu trúc bức điện Bức điện này được chuyển thành ba lớp khác nhau và có các yêu cầu riêng. c. Một số hình ảnh thực tế về mạng CAN BM C«ng nghÖ « t« - CK§L Ch−¬ng 1 HÖ thèng ®iÖn th©n xe & ®iÒu khiÓn gÇm « t«  21  Hình 1. 19. Dây CAN trên xe tải nhỏ MB 1.20. Dây dẫn trên xe Sprinter 1.21. Dây dẫn trên xe SPrinter MB W203 BM C«ng nghÖ « t« - CK§L Ch−¬ng 1 HÖ thèng ®iÖn th©n xe & ®iÒu khiÓn gÇm « t«  22  1.4.2. Mã chìa khóa (Sẽ được trình bày cụ thể trong chương 4) BM C«ng nghÖ « t« - CK§L Ch−¬ng 2 HÖ thèng ®iÖn th©n xe & ®iÒu khiÓn gÇm « t«  23  MỤC LỤC 2.1. HỆ THỐNG THÔNG TIN ............................................................................. 24  2.1.1. Tổng quan về hệ thống ........................................................................................ 24  2.1.2. Cấu trúc tổng quát, phân loại và yêu cầu hệ thống ............................................ 25  2.1.2.1. Cấu trúc tổng quát ................................................................................................................. 25  2.1.2.2. Phân loại ................................................................................................................................ 27  2.1.2.3. Yêu cầu .................................................................................................................................. 27  2.1.3. Thông tin dạng tương tự (Analog) ...................................................................... 29  2.1.3.1. Đồng hồ và cảm biến báo áp suất dầu ................................................................................... 29  2.1.3.2. Đồng hồ nhiên liệu ................................................................................................................ 34  Trên đa số các xe ngày nay, ngoài đồng hồ nhiên liệu còn có đèn báo sắp hết nhiên liệu. ................ 39  2.1.3.3. Đồng hồ và cảm biến báo nhiệt độ nước làm mát ................................................................. 39  2.1.3.4. Đồng hồ báo tốc độ động cơ ................................................................................................. 40  2.1.3.5. Đồng hồ và cảm biến báo tốc độ xe ...................................................................................... 45  2.1.3.6. Đồng hồ Ampere ................................................................................................................... 47  2.1.3.7. Các mạch đèn cảnh báo ......................................................................................................... 48  2.1.4. Thông tin dạng số (digital) .................................................................................. 50  2.1.4.1. Cấu trúc cơ bản ...................................................................................................................... 50  2.1.4.2. Các dạng màn hình ................................................................................................................ 51  2.1.4.3. Màn hình tinh thể lỏng (LCD – liquid christal display) ........................................................ 52  2.1.4.4. Màn hình phía trước (HUD _ head up display) ..................................................................... 52  2.1.4.5. Ống tia cực đèn hình (CRT- cathode-ray tube) ..................................................................... 53  2.1.5. Sơ đồ tiêu biểu .......................................................................................................................... 55  1.2. Hệ thống chẩn đoán ....................................................................................... 55  BM C«ng nghÖ « t« - CK§L Ch−¬ng 2 HÖ thèng ®iÖn th©n xe & ®iÒu khiÓn gÇm « t«  24  CHƯƠNG 2 HỆ THỐNG THÔNG TIN VÀ CHẨN ĐOÁN 2.1. HỆ THỐNG THÔNG TIN 2.1.1. Tổng quan về hệ thống Hệ thống thông tin trên xe bao gồm: các bảng đồng hồ (tableau), màn hình và các đèn báo giúp tài xế và người sửa chữa biết được thông tin về tình trạng hoạt động của các hệ thống chính trong xe. Thông tin có thể truyền đến tài xế qua 2 dạng: tương tự (tableau kim) và số (tableau hiện số). Trên một số loại xe người ta cũng dùng tiếng nói để truyền thông tin đến tài xế. Hình 1.1 Cấu tạo bảng tab Hình 2.1. Tableau loại thường và loại hiện số. Đèn báo hiệu và đèn cảnh báo Đồng hồ tốc độ động cơ Đèn báo rẽ Đồng hồ tốc độ xe Các đèn báo hiệu và đèn cảnh báo Vôn kế Đồng hồ áp suất dầu Đồng hồ nhiệt độ nước làm mát Đèn báo chế độ pha Đồng hồ nhiên liệu A- Báo áp lực nhớt C- Báo nhiệt độ nhớt E: Các đèn báo G- Tốc độ động cơ B- Báo điện áp D- Báo mực xăng F- Tốc độ xe H- Hành trình BM C«ng nghÖ « t« - CK§L Ch−¬ng 2 HÖ thèng ®iÖn th©n xe & ®iÒu khiÓn gÇm « t«  25  Hình 2.2 Các loại đồng hồ chỉ thị bằng kim và các ký hiệu trên bảng đồng hồ. 2.1.2. Cấu trúc tổng quát, phân loại và yêu cầu hệ thống 2.1.2.1. Cấu trúc tổng quát Bao gồm các đồng hồ sau: a. Đồng hồ tốc độ xe (speedometer) Đồng hồ tốc độ xe dùng để hiển thị tốc độ xe chạy theo kilomet hoặc dặm (mile). Nó thường được tích hợp với đồng hồ đo quãng đường (odometer) để báo quãng đường xe đã đi từ lúc xe bắt đầu hoạt động và đồng hồ hành trình (tripmeter) để đo các khoảng cách ngắn giữa điểm đi và điểm đến. b. Đồng hồ tốc độ động cơ (tachometer) Hiển thị tốc độ động cơ (tốc độ trục khuỷu) theo v/p (vòng/phút) hay rpm. c. Vôn kế Chỉ thị điện áp accu hay điện áp ra của máy phát. Loại này hiện nay k...gược lại. Các đồng hồ Ampere không được mắc nối tiếp vào mạch khởi động và mạch còi điện vì cường độ dòng điện dùng cho các phụ tải điện này lớn. 2.1.3.7. Các mạch đèn cảnh báo Cảm biến báo nguy và đèn hiệu nhằm báo cho lái xe biết tình trạng làm việc của một số bộ phận như áp suất dầu trong hệ thống bôi trơn, nhiệt độ nước làm mát động cơ.... Cấu tạo Cơ cấu báo hiệu này bao gồm hai bộ phận chủ yếu: bộ cảm biến báo nguy và đèn báo. Cảm biến báo nguy là một loại công tắc tự động làm nhiệm vụ bật đèn ở bảng đồng hồ khi có sự thay đổi nguy hại đến điều kiện làm việc của động cơ ôtô. Các cơ cấu báo nguy thường gặp nhất là báo nguy áp suất dầu nhờn trong hệ thống bôi trơn động cơ và báo nguy nhiệt độ nước làm mát động cơ. BM C«ng nghÖ « t« - CK§L Ch−¬ng 2 HÖ thèng ®iÖn th©n xe & ®iÒu khiÓn gÇm « t«  49  Cơ cấu báo nguy áp suất nhớt động cơ Cơ cấu này báo hiệu trong trường hợp áp suất nhớt động cơ giảm tới mức có thể hư động cơ. Khi động cơ ôtô làm việc hoặc áp suất trong hệ thống bôi trơn giảm xuống thấp hơn 0,4 - 0,7 kg/cm2 màng 6 (xem hình 1.28) nằm ở vị trí ban đầu, còn tiếp điểm 4 ở trạng thái đóng, đảm bảo thông mạch cho đèn báo 3. Khi công tắc 1 đóng, đèn báo 3 ở bảng đồng hồ sẽ sáng, báo hiệu sự giảm áp suất nhớt tới mức không cho phép. Khi động cơ ôtô làm việc, nhớt từ hệ thống bôi trơn động cơ sẽ qua lỗ của núm 8 vào buồng 7 và khi áp suất dầu trong buồng 7 lớn hơn 0,4 – 0,7 kg/cm2 thì màng 6 sẽ cong lên, nâng cần tiếp điểm di động và tiếp điểm 4 mở ra, đèn báo 3 tắt. Hình 2.28 Cơ cấu báo nguy áp suầt dầu bôi trơn động cơ. 1- Công tắc máy; 2- Nắp; 3- Đèn hiệu; 4- Các má vít bạc; 5- Giá tiếp điểm; 6- Màng áp suất; 7- Buồng áp suất; 8- Núm có ren. Cơ cấu báo nguy nhiệt độ nước làm mát động cơ Cơ cấu này báo hiệu cho tài xế biết nhiệt độ nước cao quá mức cho phép trong hệ thống làm mát động cơ. Bộ cảm biến nước được vặn vào phía trên của két nước hoặc trên đường nước đi, còn đèn hiệu lắp ở bảng đồng hồ. 1- Chụp đồng 2- Thanh lưỡng kim 3- Vỏ bộ cảm biến 4- Đèn hiệu 5- Vít điều chỉnh. Hình 2.29 Cơ cấu báo nguy nhiệt độ nước làm mát động cơ. 8 6 7 5 1 2 3 4 Boä caûm bieán baùo nguy 5 1 2 3 4 Accu Coâng taéc maùy BM C«ng nghÖ « t« - CK§L Ch−¬ng 2 HÖ thèng ®iÖn th©n xe & ®iÒu khiÓn gÇm « t«  50  Cấu tạo của bộ cảm biến báo nguy nhiệt độ nước tương tự như bộ cảm biến của đồng hồ nhiệt độ nước loại xung điện, chỉ khác là trên thanh lưỡng kim không quấn dây điện trở và thanh lưỡng kim được lật ngược xuống sao cho khi bị biến dạng nó sẽ cong về phía dưới (về phía có xu hướng đóng tiếp điểm KK’ lại). Khi nhiệt độ nước làm mát động cơ thấp thì tiếp điểm KK’ ở trạng thái mở và đèn hiệu 4 tắt. Khi nhiệt độ nước làm mát tăng, thanh lưỡng kim 2 bị nóng nó sẽ biến dạng và ở nhiệt độ 96oC ± 3oC thì tiếp điểm KK’ đóng, đèn hiệu 4 sáng lên. 2.1.4. Thông tin dạng số (digital) 2.1.4.1. Cấu trúc cơ bản Màn hình hiển thị số trong mỗi đồng hồ thường dùng một VFD - Vacuum Fluorescent Display (màn hình huỳnh quang chân không), một vài điốt đèn LED phát sáng hoặc một LCD - Liquid Crystal Display (màn hình tinh thể lỏng). Kiểu VFD được sử dụng phổ biến trong các đồng hồ hiển thị số trong các xe đời mới. Đồng hồ hiển thị số có các đặc điểm sau: - Dễ xem. - Chính xác cao. - Độ tin cậy cao nhờ hiển thị số, không có chi tiết chuyển động quay. - Hiển thị tốt nhất cho mỗi đồng hồ. Dưới đây sẽ mô tả bảng đồng hồ màn hình điện tử kiểu VFD trên xe TOYOTA CRESSIDA. Hình 2.30 Bảng đồng hồ màn hình điện tử kiểu VFD trên xe TOYOTA CRESSIDA Cảm biến tốc độ Công tắc hành trình Đồng hồ quãng đường (cơ khí) Công tắc thay đổi thang đo đồng hồ nhiên liệu Bộ vi xử lí & VFDS BM C«ng nghÖ « t« - CK§L Ch−¬ng 2 HÖ thèng ®iÖn th©n xe & ®iÒu khiÓn gÇm « t«  51  2.1.4.2. Các dạng màn hình a. Màn hình huỳnh quang chân không VFD Bao gồm 20 đoạn huỳnh quang nhỏ được sử dụng trong đồng hồ tốc độ xe để hiển thị tốc độ xe dưới dạng số. Cấu tạo. Màn hình huỳnh quang chân không hoạt động giống như ống triod và bao gồm 3 phần: - Một bộ dây tóc (cathod). - 20 đoạn (anod) được phủ chất huỳnh quang . - Một lưới được đặt giữa anod và cathod để điều khiển dòng điện. Tất cả các chi tiết này được đặt trong một buồng kính phẳng đã hút hết khí. Anod gắn trên tấm kính, các dây điện nối với các đoạn anod nằm trực tiếp trên mặt tấm kính, một lớp cách điện phủ lênh tấm kính và các đoạn huỳnh quang nằm ở phía trên lớp cách điện. Các đoạn được phủ chất huỳnh quang sẽ phát sáng khi bị các điện tử đập vào. Phía trên anod là một lưới điều khiển được làm bằng kim loại đặc biệt và phía trên lưới là cathod một bộ dây tóc làm bằng dây tungsten mỏng được phủ vật liệu phát ra điện tử khi bị nung nóng. Hình 2.31 Cấu tạo màn hình huỳnh quang chân không. Hoạt động Khi dòng điện chạy qua các dây tóc, dây tóc bị nung tới khoảng 600oC và vì vậy nó phát ra các điện tử. BM C«ng nghÖ « t« - CK§L Ch−¬ng 2 HÖ thèng ®iÖn th©n xe & ®iÒu khiÓn gÇm « t«  52  Hình 2.32 Màn hình huỳnh quang chân không. Nếu sau đó điện áp dương được cấp cho các đoạn huỳnh quang nó sẽ hút các điện tử từ dây tóc. Các điện tử này sau đó sẽ chạy vào các đoạn huỳnh quang rồi xuống mass, sau đó quay lại các dây tóc kết thúc một chu kỳ. Khi điện tử từ dây tóc đập vào đoạn huỳnh quang, chất huỳnh quang sẽ phát sáng (phải cấp điện áp dương cho các đoạn huỳnh quang). Nếu không cấp điện áp cho chúng, chúng sẽ không phát sáng. Chức năng của lưới là để đảm bảo các điện tử đập đều lên tất cả các đoạn huỳnh quang. Do lưới luôn có điện áp dương tại mọi thời điểm, nên tất cả các phần tử của nó đều hút các điện tử được phát ra từ dây tóc. Do đó khi điện tử xuyên qua lưới và đập vào anốt chúng sẽ được chia đều. 2.1.4.3. Màn hình tinh thể lỏng (LCD – liquid christal display) Dùng LED làm linh kiện hiển thị có nhược điểm là tiêu thụ dòng lớn. Do đó, ngày nay người ta dùng các bộ hiển thị tinh thể lỏng. Chúng thuộc loại linh kiện quang điện bán dẫn. Ở các chất lỏng thông thường, các phân tử sắp xếp một cách ngẫu nhiên. Còn ở tinh thể lỏng, các phần tử được sắp xếp có định hướng. Khi đặt tinh thể lỏng vào trong một điện trường, thì các phần tử của chúng (hình elip) sẽ sắp xếp theo trật tự nhất định. Vì vậy, nếu chiếu ánh sáng vào tinh thể lỏng thì ánh sáng xuyên qua không bị phản xạ và mắt ta không phát hiện được gì. Khi có dòng điện chạy qua tinh thể lỏng, các hạt dẫn sẽ va chạm với các phần tử làm cho các phần tử bị sắp xếp hỗn loạn, mất trật tự và do đó nếu có ánh sáng chiếu vào thì ánh sáng sẽ bị tán xạ, làm cho tinh thể lỏng sáng chói nên mắt ta nhìn thấy được. 2.1.4.4. Màn hình phía trước (HUD _ head up display) Màn hình phía trước cho phép hiển thị những dữ liệu tầm nhìn phía trước đầu của người lái. Màn hình này được sử dụng trong ngành công nghiệp máy bay quân sự được hơn 20 năm và gần đây đã sử dụng cho ngành ôtô. Điểm thuận lợi chính của màn hình ba chiều BM C«ng nghÖ « t« - CK§L Ch−¬ng 2 HÖ thèng ®iÖn th©n xe & ®iÒu khiÓn gÇm « t«  53  là người lái không cần quan sát thường xuyên bảng tableau. Nó được sử dụng đầu tiên trong ngành ôtô vào năm 1988 ở kiểu xe Nissan Silvia và nổi bật nhất là kiểu xe Oldsmobile Cutlass Supreme 1988. Hệ thống làm việc như sau: tốc độ và nguồn cảm biến khác được kích hoạt bởi các electron, sau đó tín hiệu được truyền vào ống huỳnh quang để kích hoạt những phần trong 7 phần số hay kí hiệu đồng hồ trong ống. Sau đó các phần tử quang học sẽ xuất ra ánh sáng từ những phần này đến kính chắn gió của xe. Người lái có thể nhìn thấy hình ảnh thực giống như đang nổi gần phía trước xe. Hình 2.33 Màn hình phía trước, hiển thị hình ảnh thực của xe 2.1.4.5. Ống tia cực đèn hình (CRT- cathode-ray tube) Những thiết bị màn hình được mô tả trong phần trên đều có những giới hạn của nó. Những ký tự trên màn hình chỉ giới hạn trong số các phần tử phát sáng. Do đó, những cảnh báo như “kiểm tra động cơ “ hoặc “ áp lực nhớt” là những thông báo cố định dù có được hiển thị hay không, tùy thuộc vào điều kiện động cơ. Chính vì vậy, màn hình sử dụng CRT đang được áp dụng trên các ôtô đời mới. Hình 1.34 mô tả một CRT điển hình. Nó là một ống thuỷ tinh được hút chân không, có một bề mặt phẳng được phủ bằng vật liệu phát quang phosphorescent. Bề mặt này là bề mặt hoặc mặt trên đó hiển thị thông báo. Phần đuôi là một cấu trúc phức tạp gọi là súng phóng electron. Thiết bị này tạo một chùm electron được tăng tốc đến màn hình và hội tụ tại một điểm trên màn hình. Một hệ thống các cuộn dây dưới dạng nam châm điện tạo nên hiện tượng hội tụ electron. Dòng electron được hội tụ gọi là “chùm”. Kính quang hoïc Nguoàn hình aûnh Kính quang hoïc Hình aûnh 3 chieàu BM C«ng nghÖ « t« - CK§L Ch−¬ng 2 HÖ thèng ®iÖn th©n xe & ®iÒu khiÓn gÇm « t«  54  Hình 2.34 CRT và những mạch có liên quan. Chùm electron tạo nên một điểm sáng trên màn hình. Cường độ ánh sáng tương ứng với dòng hạt của chùm electron. Dòng này được kiểm soát bởi một điện áp (Ve), được gọi là tín hiệu Video, trên một điện cực được đặt gần súng phóng electron. Trong một đèn hình điển hình, điện áp Video và xung đồng bộ được tạo trong một mạch đặc biệt gọi là bộ kiểm soát CRT. Sơ đồ khối cho hoạt động hệ thống màn hình CRT với bộ kiểm soát được trình bày trên hình 1.35. Hình 2.35 Tableau ô tô với CRT. Máy tính của tableau với bộ kiểm soát đèn hình thông qua các bus địa chỉ và dữ liệu (DB và AB), và thông qua một kết nối liên tục dọc một đường dây đánh dấu UART (bộ nhận/truyền bất đồng bộ) dữ liệu được gởi trên DB được lưu trong một bộ nhớ đặc biệt gọi Ñoàng boä doïc Maïch laøm leäch doïc Maïch laøm leäch ngang Ñoàng boä ngang Vc Suùng phoùng electron Cuoän laøm leäch Beà maët oáng Những bộ cảm biến may tính Quét điện tử Bộ điều khiển CRT Bộ nhớ Video AB 16 DB 8 BM C«ng nghÖ « t« - CK§L Ch−¬ng 2 HÖ thèng ®iÖn th©n xe & ®iÒu khiÓn gÇm « t«  55  là Video RAM. Bộ nhớ này lưu trữ dữ liệu digital được hiển thị theo kiểu chữ - số hoặc hình ảnh trên màn hình CRT. Bộ điều khiển CRT chứa dữ liệu từ Video RAM và chuyển đổi nó thành tín hiệu video tương ứng (Vc). Cùng lúc, bộ điều khiển CRT tạo đồng bộ dọc và ngang cần thiết để vận hành bộ phận raster đồng bộ với tín hiệu video. 2.1.5. Sơ đồ tiêu biểu Trên hình 1.36 trình bày sơ đồ tableau hiện số trên xe Toyota Cressida Hình 2.36 Sơ đồ tableau số trên xe Toyota CRESSIDA 1.2. Hệ thống chẩn đoán BM C«ng nghÖ « t« - CK§L Ch−¬ng 3 HÖ thèng ®iÖn th©n xe & ®iÒu khiÓn gÇm « t«  56  Contents  3.1. TỔNG QUÁT HỆ THỐNG ................................................................................................................. 57  3.1.1. Sơ đồ tổng thể của hệ thống .................................................................................................. 57  3.1.2. Chức năng ................................................................................................................................ 57  3.1.3. Yêu cầu ..................................................................................................................................... 57  3.1.4. Phân loại .................................................................................................................................. 57  3.2. HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG ................................................................................................................. 58  3.2.1. Hệ thống quang học và kết cấu đèn ........................................................................................ 58  3.2.2. Các mạch đèn chiếu sáng tiêu chuẩn ...................................................................................... 66  3.2.3. Đèn pha cao áp và đèn thông minh ......................................................................................... 84  3.3. HỆ THỐNG TÍN HIỆU ..................................................................................................................... 101  3.3.1. Hệ thống đèn xi nhan và cảnh báo nguy hiểm ...................................................................... 102  3.3.2. Hệ thống đèn kích thước ...................................................................................................... 106  3.3.3. Hệ thống đèn phanh .............................................................................................................. 107  3.3.4. Hệ thống cảnh báo lùi xe ....................................................................................................... 108  3.3.5. Hệ thống còi điện và chuông nhạc ........................................................................................ 109  BM C«ng nghÖ « t« - CK§L Ch−¬ng 3 HÖ thèng ®iÖn th©n xe & ®iÒu khiÓn gÇm « t«  57  CHƯƠNG 3 HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG VÀ TÍN HIỆU 3.1. TỔNG QUÁT HỆ THỐNG  3.1.1. Sơ đồ tổng thể của hệ thống Hình 3.1. Sơ đồ tổng thể hệ thống chiếu sáng và tín hiệu 3.1.2. Chức năng - Chiếu sáng phần đường khi xe chuyển động trong đêm tối - Báo hiệu bằng ánh sáng về sự có mặt của xe trên đường - Báo kích thước, khuôn khổ xe và biển số xe - Báo hiệu khi xe quay vòng, rẽ trái hoặc rẽ phải khi xe phanh và khi dừng - Chiếu sáng các bộ phận trong xe khi cần thiết (chiếu sáng động cơ, buồng lái, khoang hành khách, khoang hành lý, ) 3.1.3. Yêu cầu Hệ thống chiếu sáng và tín hiệu phải đảm bảo 2 yêu cầu chính: - Có cường độ sáng đủ lớn - Không làm lóa mắt tài xế xe chạy ngược chiều 3.1.4. Phân loại Theo chức năng làm việc, hệ thống chiếu sáng và tín hiệu có thể được phân thành ba hệ thống sau: BM C«ng nghÖ « t« - CK§L Ch−¬ng 3 HÖ thèng ®iÖn th©n xe & ®iÒu khiÓn gÇm « t«  58  - Hệ thống chiếu sáng ngoài - Hệ thống các đèn tín hiệu - Hệ thống đèn chiếu sáng trong xe Theo đặc điểm phân bố chùm ánh sáng trên đường, người ta phân thành 2 loại hệ thống chiếu sáng ngoài: - Hệ thống chiếu sáng kiểu châu Âu - Hệ thống chiếu sáng kiểu châu Mỹ 3.2. HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG  3.2.1. Hệ thống quang học và kết cấu đèn a. HÖ thèng quang häc D©y tãc cña ®Ìn lµ vËt cã kÝch th−íc rÊt nhá so víi kÝch th−íc cña ®Ìn nªn cã thÓ coi nã nh− lµ mét ®iÓm s¸ng. §iÓm s¸ng ®−îc ®Æt ë tiªu cù cña cho¸ ph¶n chiÕu Parab«n. C¸c chïm tia s¸ng cña ®iÓm s¸ng sau khi ph¶n chiÕu qua cho¸ ®Ìn sÏ ®i song song víi trôc quang häc. §Ó cã thÓ chiÕu s¸ng ®Òu kh¾p mÆt ®−êng c¸c chïm tia s¸ng ph¶i ®i h¬i lÖch sang hai bªn ®−êng, vÊn ®Ò nµy do kÝnh khuÕch t¸n cña ®Ìn ®¶m nhiÖm. KÝnh khuÕch t¸n sÏ h−íng c¸c chïm tia s¸ng ra hai bªn ®Ó chiÕu s¸ng hÕt bÒ réng cña mÆt ®−êng vµ kho¶ng ®Êt lÒ ®−êng, cßn phÇn tia s¸ng h−íng xuèng d−íi ®Ó chiÕu s¸ng kho¶ng ®−êng s¸t ngay ®Éu xe. HÖ thèng quang häc cña ®Ìn pha ®−îc giíi thiÖu trªn (H×nh 3.2) a b H×nh 3.2. HÖ thèng quang häc cña ®Ìn pha a-NÊc pha b- NÊc cèt - H×nh d¸ng d©y tãc trong ®Ìn pha cã ý nghÜa rÊt quan träng, nã th−êng ®−îc uèn cong ®Ó chiÕm mét thÓ tÝch nhá. BM C«ng nghÖ « t« - CK§L Ch−¬ng 3 HÖ thèng ®iÖn th©n xe & ®iÒu khiÓn gÇm « t«  59  - Bãng ®Ìn pha ®−îc b¾t cè ®Þnh trªn «t« sao cho mÆt ph¼ng qua ch©n c¸c d©y tãc ë vÞ trÝ n»m ngang. Cßn d©y tãc ë c¸c bãng ®Ìn b¶n ®ång hå, ®Ìn hiÖu (®Ìn hËu, ®Ìn phanh, ®Ìn b¸o rÏ, ) ®−îc bè trÝ theo ®−êng th¼ng nªn kh«ng thÓ dïng ®−îc cho ®Ìn pha. b. KÕt cÊu ®Ìn pha S¬ ®å cÊu t¹o chung cña ®Ìn pha: H×nh 3.3. §Ìn pha th¸o, l¾p ®−îc H×nh 3.4. §Ìn pha kh«ng th¸o, l¾p ®−îc 1. Cho¸ ®Ìn 2. §Öm 1. KÝnh khuyÕch t¸n 3. Bãng ®Ìn 4. §ui ®Ìn 2. Cho¸ ®Ìn 5. VÝt ®iÒu 6. Vá ®Ìn 3. L−íi ch¾n 7. Vá hÖ thèng quang häc 8. VÝt ®iÒu chØnh 4. §ui ®Ìn 9. KÝnh khuyÕch t¸n 10. Vßng nÑp 5. Bãng ®Ìn pha/ cèt 6. Bãng ®Ìn khÝch th−íc CÊu t¹o cña ®Ìn pha gåm 3 phÇn chÝnh: Cho¸ ®Ìn, bãng ®Ìn vµ kÝnh khuyÕch t¸n. * Chãa ®Ìn: Cho¸ ®Ìn ®−îc dËp b»ng thÐp l¸ vµ ®−îc phñ bªn trong mét líp kim lo¹i ph¶n chiÕu. ChÊt ph¶n chiÕu th−êng lµ Cr«m, B¹c, Nh«m. Trong ®ã: - Cr«m t¹o ra líp cøng vµ tr¬ nh−ng hÖ sè ph¶n chiÕu kÐm 60%. - B¹c cã hÖ sè ph¶n chiÕu cao 90% nh−ng l¹i mÒm, dÔ bÞ x−íc nÕu lau chïi kh«ng cÈn thËn vµ sau mét thêi gian lµm viÖc sÏ bÞ tèi mµu do oxy ho¸. - Nh«m cã hÖ sè ph¶n chiÕu cao 90%, nã ®−îc phun lªn líp phñ s½n theo ph−¬ng ph¸p tÜnh ®iÖn trong ®iÒu kiÖn ch©n kh«ng. Líp nh«m rÊt bãng nh−ng còng dÔ bÞ x©y x¸t. Do ®ã BM C«ng nghÖ « t« - CK§L Ch−¬ng 3 HÖ thèng ®iÖn th©n xe & ®iÒu khiÓn gÇm « t«  60  H×nh 3.5. Chãa ®Ìn Parabol H×nh 3.6. Chãa ®Ìn Elip kÕt cÊu ®Ìn pha lo¹i nµy ph¶i ®−îc thiÕt kÕ sao cho kh«ng cã vËt g× ch¹m ®Õn. Do tÝnh n¨ng vµ tÝnh kinh tÕ nªn ng−êi ta th−êng sö dông nh«m trong líp phñ cho¸ ®Ìn. HiÖn nay ng−êi ta sö dông thªm mét sè lo¹i cho¸ ®Ìn sau: + Cho¸ ®Ìn parabol (H×nh 3.5) ¸nh s¸ng t¹i tiªu ®iÓm F tíi chãa ®Ìn vµ ®−îc ph¶n x¹ thµnh chïm tia s¸ng song song. + Chãa ®Ìn ElÝp (H×nh 3.6) Chïm tia s¸ng ®i tõ nguån s¸ng (bãng ®Ìn) F1 ®−îc ph¶n x¹ vµ héi tô t¹i tiªu ®iÓm F2. + Lo¹i chãa ®Ìn h×nh elÝp víi l−íi ch¾n h×nh parapol: H×nh 3.7. Chãa ®Ìn Elip víi l−íi ch¾n h×nh Parabol Víi lo¹i nµy d−íi t¸c dông cña tÊm ch¾n th× chïm s¸ng tõ F1 qua tÊm ch¾n héi tô t¹i F2. Chïm tia s¸ng ®i tiÕp qua l−íi ch¾n parapol t¹o thµnh chïm s¸ng song song qua kÝnh khuyÕch t¸n ®−îc kÝnh khuyÕch t¸n ph©n kú chïm tia s¸ng (F2cña chãa ®Ìn trïng víi tiªu ®iÓm l−íi parabol). BM C«ng nghÖ « t« - CK§L Ch−¬ng 3 HÖ thèng ®iÖn th©n xe & ®iÒu khiÓn gÇm « t«  61  + Lo¹i chãa ®Ìn 4 khoang( H×nh 7. 9) * Bãng ®Ìn: Bãng ®Ìn pha ph¶i cã ®Çu chuÈn vµ dÊu ®Ó l¾p vµo ®Ìn ®óng vÞ trÝ tøc lµ d©y tãc s¸ng xa ph¶i n»m ë tiªu cù cña cho¸ víi ®é chÝnh x¸c ± 0,25mm, ®iÒu kiÖn nµy ®−îc ®¶m b¶o nhê tai ®Ìn. Tai ®Ìn ®−îc hµn trùc tiÕp vµo ®Çu chuÈn cña ®u«i bãng ®Ìn vµ cã chç khuyÕt (dÊu) ®Ó ®¶m b¶o khi l¾p kh«ng sai vÞ trÝ. Trªn ®Ìn pha cã vÝt ®iÒu chØnh ®Ó h−íng phÇn tö quang häc cña ®Ìn pha theo mÆt ph¼ng th¼ng ®øng vµ mÆt ph¼ng ngang nh»m chØnh ®óng h−íng cña chïm tia s¸ng. HiÖn nay viÖc chÕ t¹o c¸c bãng ®Ìn pha lµ kh«ng th¸o, l¾p ®−îc (mét khèi), cho¸ ®Ìn cã tr¸ng nh«m vµ kÝnh khuÕch t¸n cña ®Ìn ®−îc hµn liÒn víi nhau t¹o thµnh buång ®Ìn vµ ®−îc hót hÕt khÝ ra. C¸c d©y tãc ®−îc ®Æt trong buång ®Ìn vµ còng hµn kÝn víi cho¸, chØ cßn ®Çu d©y lµ ®−îc ®−a ra ngoµi. Nh− vËy, toµn bé hÖ thèng quang häc cña pha c¶ bãng ®Ìn ®−îc hµn thµnh mét khèi kÝn. ¦u ®iÓm chñ yÕu cña kÕt cÊu nµy lµ bé phËn quang häc ®−îc b¶o vÖ tèt khái bôi bÈn vµ c¸c ¶nh h−ëng cña m«i tr−êng, c¸c chÊt ho¸ häc. V× vËy tuæi thä cña c¸c d©y tãc ®Ìn nµy t¨ng vµ mÆc dï gi¸ thµnh cña c¸c phÇn tö quang häc kh¸ cao. Nh−ng chóng kh«ng ph¶i ch¨m sãc kü thuËt vµ gi÷ nguyªn c¸c ®Æc tÝnh quang häc trong suèt thêi gian sö dông. Sau khi cã lo¹i ®Ìn nµy ng−êi ta tiÕn hµnh s¶n xuÊt c¸c lo¹i ®Ìn pha d−íi d¹ng th¸o, l¾p côm c¸c phÇn tö quang häc thay thÕ cho lo¹i kh«ng th¸o. Trong c¸c kÕt cÊu th¸o l¾p côm phÇn tö quang häc, cho¸ kim lo¹i ®−îc tr¸ng nh«m vµ ®−îc l¾p chÆt víi kÝnh khuÕch t¸n b»ng c¸ch miÕt gËp ®Çu hoÆc bãp gËp c¸c r¨ng c−a ë miÖng cho¸. Bãng ®Ìn ®−îc l¾p vµo phÝa sau. KÕt cÊu th¸o, l¾p côm kh¸ thuËn lîi trong sö dông vµ dÔ thay thÕ kÝnh khuÕch t¸n khi vì. H×nh 3.8. Cho¸ ®Ìn bèn khoang BM C«ng nghÖ « t« - CK§L Ch−¬ng 3 HÖ thèng ®iÖn th©n xe & ®iÒu khiÓn gÇm « t«  62  *KÝnh khuyÕch t¸n: H×nh bªn giíi thiÖu kÝnh khuyÕch t¸n kÝnh khuyÕch t¸n bao gåm nh÷ng thÊu kÝnh vµ l¨ng kÝnh thuû tinh silicat hoÆc thuû tinh h÷u c¬ bè trÝ trªn mét mÆt cong. HÖ sè th«ng qua vµ hÖ sè ph¶n x¹ cña bÒ mÆt bé khuyÕch t¸n b»ng 0,74 ÷ 0,83 vµ 0,9 ÷ 0,14.    H×nh 3.9. KÝnh khuyÕch t¸n Chïm tia s¸ng tõ bé phËn ph¶n x¹ tíi sau khi ®i qua kÝnh khuyÕch t¸n sÏ ®−îc khuyÕch t¸n ra ngoµi víi gãc lín h¬n. Qua c¸c l¨ng kÝnh vµ thÊu kÝnh chïm tia s¸ng ®−îc ph©n bè trong c¸c mÆt ph¼ng víi gãc nghiªng tõ 180 ÷ 200 so víi trôc quang häc, nhê ®ã ng−êi l¸i nh×n râ ®−êng h¬n. c. C¸c lo¹i ®Ìn pha * Lo¹i ®Ìn pha b×nh th−êng (H×nh 3.10)   H×nh 3.10. §Ìn pha th−êng CÊu t¹o cña nã gåm: bÇu ®Ìn, cùc ®iÖn, d©y tãc kiÓu lß xo b»ng v«n fram. Nh−îc ®iÓm: khi chÕ t¹o trong ®Ìn chØ cã khÝ tr¬ lo¹i b×nh th−êng, kh«ng cã khÝ halogen vµ sîi tãc lµm b»ng vËt liÖu v«n fram nªn bãng lo¹i nµy th−êng kh«ng s¸ng l¾m vµ sau mét thêi gian lµm viÖc nhanh bÞ mê ®i. Do nh−îc ®iÓm trªn mµ ngµy nay ng−êi ta kh«ng sö dông lo¹i ®Ìn nµy nhiÒu mµ thay vµo ®ã lµ lo¹i ®Ìn Halogen. * Lo¹i bãng ®Ìn Halogen (H×nh 3.11) H×nh 3.11. Bãng ®Ìn Halogen BM C«ng nghÖ « t« - CK§L Ch−¬ng 3 HÖ thèng ®iÖn th©n xe & ®iÒu khiÓn gÇm « t«  63  §−îc chÕ t¹o b»ng mét lo¹i thuû tinh ®Æc biÖt, trong ®ã cã sîi tãc Tungsten, khi tãc bãng ®Ìn ®−îc ®èt ch¸y ë nhiÖt ®é cao, c¸c phÇn tö cña sîi tãc Tungsten bÞ bèc h¬i b¸m vµo mÆt kÝnh g©y mê kÝnh vµ lµm gi¶m tuæi thä sîi tãc. ChÝnh v× vËy nªn khi hót kh«ng khÝ ra khái bãng ®Ìn ng−êi ta cho vµo mét l−îng khÝ Halogen. Nhê cã khÝ Halogen nµy mµ c¸c phÇn tö sîi tãc sÏ liªn kÕt víi khÝ Halogen, chÝnh chÊt liªn kÕt nµy sÏ quay l¹i sîi ®èt ë vïng nhiÖt ®é cao vµ liªn kÕt nµy bÞ ph¸ vì (c¸c phÇn tö sÏ b¸m trë l¹i sîi tãc) t¹o nªn mét qu¸ tr×nh khÐp kÝn vµ bÒ mÆt cho¸ ®Ìn kh«ng bÞ mê ®i, tuæi thä d©y tãc bãng ®Ìn ®−îc n©ng cao. §Ó cã ®−îc hai lo¹i chïm tia s¸ng xa vµ gÇn trong mét ®Ìn pha ng−êi ta th−êng sö dông bãng ®Ìn cã hai d©y tãc. Mét d©y tãc cña bãng ®Ìn ®−îc bè trÝ ë tiªu cù cña cho¸ (d©y tãc chiÕu s¸ng xa) vµ mét d©y tãc kh¸c cã c«ng suÊt nhá h¬n (45 ÷55)W ®−îc bè trÝ ngoµi tiªu cù (d©y tãc chiÕu s¸ng gÇn). B»ng c¸ch cho dßng ®iÖn ®i vµo d©y tãc nµy hay d©y tãc kia ng−êi l¸i cã thÓ chuyÓn ®Ìn pha sang nÊc chiÕu s¸ng xa (nÊc pha) hay chiÕu s¸ng gÇn (nÊc cèt). C¸c lo¹i bãng ®Ìn hai d©y tãc th«ng th−êng lµ lo¹i bãng hÖ Ch©u ¢u vµ hÖ Ch©u Mü. * §Ìn pha hÖ Ch©u ¢ u: H×nh 3.12. §Ìn pha hÖ ch©u ©u D©y tãc chiÕu s¸ng xa ®−îc bè trÝ ë tiªu cù cña cho¸ ®Ìn nªn chïm tia s¸ng ph¶n chiÕu sÏ h−íng theo trôc quang häc vµ chiÕu s¸ng kho¶ng ®−êng xa phÝa tr−íc xe. D©y tãc chiÕu s¸ng gÇn cã d¹ng th¼ng ®−îc bè trÝ ë phÝa tr−íc tiªu cù cao h¬n trôc quang häc nªn chïm tia s¸ng tõ d©y tãc ®Ìn h¾t lªn cho¸ ®Ìn ph¶n chiÕu d−íi mét gãc nhá t¹o thµnh nh÷ng chïm tia s¸ng chÕch vÒ phÝa trôc quang häc. PhÝa d−íi sîi tãc chiÕu s¸ng gÇn cã miÕng ph¶n chiÕu nhá ng¨n kh«ng cho c¸c chïm tia s¸ng tõ d©y tãc chiÕu s¸ng gÇn h¾t xuèng nöa d−íi cña cho¸ ®Ìn. Do ®ã c¸c chïm tia s¸ng ph¶n chiÕu ®Òu h−íng vÒ phÝa d−íi vµ kh«ng h¾t vµo m¾t ng−êi l¸i xe ch¹y ng−îc chiÒu. BM C«ng nghÖ « t« - CK§L Ch−¬ng 3 HÖ thèng ®iÖn th©n xe & ®iÒu khiÓn gÇm « t«  64  * §Ìn pha hÖ Ch©u Mü: D©y tãc chiÕu s¸ng xa vµ gÇn cã h×nh d¹ng gièng nhau vµ bè trÝ c¹nh nhau. Nh−ng d©y tãc chiÕu s¸ng xa (phÝa d−íi) bè trÝ trªn mÆt ph¼ng cña trôc quang häc, cßn d©y tãc chiÕu s¸ng gÇn (phÝa trªn) n»m lÖch lªn phÝa trªn cña trôc quang häc. Chïm tia s¸ng tõ d©y tãc chiÕu s¸ng gÇn ph¶n chiÕu tõ vïng trong cña cho¸ ®Ìn vµ h¾t xuèng, cßn c¸c tia s¸ng ph¶n chiÕu tõ vµnh khuyªn c¾t ngang qua tiªu cù víi c¸c ®iÓm sÏ song song víi trôc quang häc vµ c¸c tia s¸ng ph¶n chiÕu tõ vµnh ngoµi cho¸ ®Ìn vµ sÏ h¾t lªn. Tuy vËy phÇn c¬ b¶n cña chïm tia s¸ng bÞ h¾t xuèng d−íi vµ nh− vËy t¸c dông cña lo¹i ®Ìn pha nµy gÇn gièng lo¹i ®Ìn pha hÖ Ch©u ¢u song nã cã mét phÇn chïm tia s¸ng bÞ h¾t ngang vµ h¾t lªn, v× vËy ranh giíi gi÷a vïng tèi vµ vïng s¸ng kh«ng râ rÖt. * §Ìn pha cã chïm ¸nh s¸ng gÇn ®èi xøng: ThÓ hiÖn râ ë lo¹i ®Ìn ch©u Mü h×nh d−íi: H×nh 3.13. §Ìn pha hÖ ch©u Mü ë lo¹i nµy d©y tãc chiÕu s¸ng gÇn cã d¹ng th¼ng vµ ®−îc bè trÝ h¬i lÖch vÒ phÝa trªn vµ phÝa bªn cña trôc quang häc. Nhê ®ã mµ chïm tia s¸ng gÇn sÏ ®−îc h¾t vÒ phÝa d−íi vµ xang ph¶i ®¶m b¶o soi s¸ng t¨ng c−êng cho phÝa ph¶i mÆt ®−êng vµ gi¶m c−êng ®é chiÕu s¸ng ë phÝa tr¸i mÆt ®−êng n¬i cã ph−¬ng tiÖn giao th«ng ch¹y ng−îc chiÒu. Thùc tÕ c¸c bãng ®Ìn hai sîi tãc ®· gi¶m ®−îc lo¸ m¾t trong tr−êng hîp c¸c ph−¬ng tiÖn vËn t¶i ch¹y ng−îc chiÒu nhau. Do ®ã chóng ®−îc sö dông réng r·i trªn «t« xong nã kh«ng kh¾c phôc h¼n ®−îc hiÖn t−îng lo¸ m¾t l¸i xe khi c¸c ph−¬ng tiÖn vËn t¶i ch¹y ng−îc chiÒu, chóng cßn cã nh÷ng nh−îc ®iÓm sau: Kh«ng kh¾c phôc ®−îc h¼n hiÖn t−îng lo¸ m¾t ®ång thêi gi¶m kho¶ng chiÕu s¸ng khi chuyÓn xang nÊc chiÕu gÇn v× vËy buéc ph¶i gi¶m tèc ®é khi hai xe gÆp nhau. §ßi hái ph¶i ®Æt vµ ®iÒu chØnh ®Ìn chÝnh x¸c. BM C«ng nghÖ « t« - CK§L Ch−¬ng 3 HÖ thèng ®iÖn th©n xe & ®iÒu khiÓn gÇm « t«  65  VÉn g©y ra hiÖn t−îng lo¸ m¾t khi xe ch¹y trªn ®−êng gå ghÒ hoÆc xe ch¹y bÞ dao ®éng m¹nh. * §Ìn pha cã chïm ¸nh s¸ng gÇn kh«ng ®èi xøng: Do nh−îc ®iÓm cña lo¹i ®Ìn pha cã chïm ¸nh s¸ng gÇn ®èi xøng lµ khi sö dông vÉn cßn g©y ra hiÖn t−îng lo¸ m¾t buéc lßng khi hai ph−¬ng tiÖn vËn t¶i ch¹y ng−îc chiÒu ph¶i gi¶m tèc ®é. Ngµy nay vÊn ®Ò t¨ng vËn tèc vµ t¨ng mËt ®é cña ph−¬ng tiÖn vËn t¶i trªn ®−êng ®ßi hái ph¶i c¶i thiÖn vÊn ®Ò chiÕu s¸ng cho c¸c ph−¬ng tiÖn vËn t¶i. ë Ch©u ¢u sö dông chïm ¸nh s¸ng gÇn kh«ng ®èi xøng ( ®Ìn cèt kh«ng ®èi xøng ). Kh¸c víi lo¹i ®Ìn pha trªn ë lo¹i nµy miÕng ph¶n chiÕu bÞ c¾t v¸t vÒ bªn tr¸i ®i mét gãc 15° nhê ®ã mµ gianh giíi gi÷a vïng tèi vµ vïng s¸ng sÏ ®i ngang chØ ë nöa tr¸i cña chïm tia s¸ng cßn ë nöa ph¶i sÏ ®i h¬i chÕch lªn trªn mét gãc 15°. Nhê c¸ch ph©n bè ¸nh s¸ng gÇn nh− vËy mµ bªn ph¶i ®−êng ®−îc chiÕu s¸ng kho¶ng réng vµ xa h¬n so víi bªn tr¸i, cßn møc lo¸ m¾t cho c¸c ph−¬ng tiÖn vËn t¶i ch¹y ng−îc chiÒu còng gi¶m. ë Mü l¹i dïng hÖ chiÕu s¸ng 4 ®Ìn. Trªn «t« th−êng l¾p 4 ®Ìn pha ®−êng kÝnh nhá theo tõng ®«i mét ë phÝa tr−íc xe. Trong ®ã 2 ®Ìn pha phÝa trong ( ®Ìn chiÕu xa) cã c«ng suÊt 37,5 W d©y tãc n»m ë phÝa tiªu cù cña cho¸ ®Ìn, cßn 2 ®Ìn phÝa ngoµi ®−îc l¾p bãng ®Ìn 2 d©y tãc sao cho d©y tãc chiÕu s¸ng gÇn cã c«ng suÊt 50 W n»m ë tiªu cù cña cho¸ ®Ìn cßn d©y tãc chiÕu xa cã c«ng suÊt 37,5 W n»m ngoµi tiªu cù cña cho¸ ®Ìn. C¸c ®Ìn chiÕu xa ( chiÕu s¸ng kho¶ng ®−êng xa ) phÝa tr−íc vµ ®Ó chiÕu s¸ng tèt ®o¹n gÇn ®Çu xe vµ lÒ ®−êng cÇn ph¶i bËt thªm d©y tãc ¸nh s¸ng khuÕch t¸n xa cña hai ®Ìn ngoµi. Nh− vËy ®Ó cã ®−îc ¸nh s¸ng xa ph¶i bËt cïng mét lóc 4 ®Ìn pha víi tæng c«ng suÊt 150 W. Cßn ®Ó cã ®−îc ¸nh s¸ng gÇn chØ cÇn bËt 2 ®Ìn ngoµi víi tæng c«ng suÊt 100 W. HÖ 4 ®Ìn pha cña Mü b¶o ®¶m vÖt s¸ng dµi trong c¶ hai tr−êng hîp chiÕu xa vµ chiÕu gÇn. H×nh 3.14. CÊu t¹o ®Ìn pha cã chïm ¸nh s¸ng chiÕu gÇn kh«ng ®èi xøng BM C«ng nghÖ « t« - CK§L Ch−¬ng 3 HÖ thèng ®iÖn th©n xe & ®iÒu khiÓn gÇm « t«  66  3.2.2. Các mạch đèn chiếu sáng tiêu chuẩn 3.2.2.1. Hệ thống đèn pha/cốt (Head Light System)  Nhiệm vụ: - Chiếu sáng mặt đường khi xe chuyển động trong đêm tối - Đảm bảo cho người lái nhìn rõ mặt đường trong một khoảng cách đủ lớn khi xe chuyển động với tốc độ cao và khi gặp xe đi ngược chiều. Yêu cầu: - Tia sáng của đèn không làm lóa mắt người lái và các xe khác đi ngược chiều. Các chế độ chiếu sáng của đèn pha: - Chiếu gần: khi xe gặp xe đi ngược chiều, khoảng đường được chiếu ở chế độ này là (50 ÷ 75) m. - Chiếu xa: khi xe chuyển động với tốc độ cao trên đường không có xe đi ngược chiều, khoảng đường được chiếu ở chế độ này là (180 ÷ 250) m. - Nháy pha (Flash) Có thể phân loại hệ thống đèn pha/ cốt: - Loại không có Rơ le điều chỉnh đèn pha và không có Rơ le điều chỉnh độ sáng - Loại có Rơ le điều chỉnh đèn pha - Loại có Rơ le điều chỉnh độ sáng Lưu ý: khi công tắc điều chỉnh độ sáng ở vị trí “FLASH” thì mạch điện được cấu tạo để bật sáng các đèn ngay cả khi công tắc điều khiển đèn ở vị trí OFF. a. Loại không có Rơ le điều chỉnh đèn pha và Rơ le điều chỉnh độ sáng * Đèn pha chiếu gần (LO - BEARN) Sơ đồ mạch điện: BM C«ng nghÖ « t« - CK§L Ch−¬ng 3 HÖ thèng ®iÖn th©n xe & ®iÒu khiÓn gÇm « t«  67  Hình 3.15. Mạch đèn pha chiếu gần không có Rơ le đèn pha và Rơ le điều chỉnh độ sáng Hoạt động: Khi xoay công tắc điều khiển đèn về vị trí HEAD (LOW), đèn pha chiếu gần bật sáng. Mạch hoạt động theo sơ đồ sau: ⊕Acqui→Cầu chì tổng→2 cầu chì đèn pha trái và phải→ Công tắc độ sáng (LOW) → Công tắc điều khiển đèn (HEAD) →Mát. * Đèn pha chiếu xa (HIGH - BEARN) Sơ đồ mạch điện: Hình 3.16. Mạch đèn pha chiếu xa không có Rơ le đèn pha và Rơ le điều chỉnh độ sáng Hoạt động: Khi xoay công tắc điều khiển đèn về vị trí HEAD (HIGH), đèn pha chiếu xa bật sáng đồng thời đèn chỉ báo chế độ chiếu xa trên đồng hồ Táp lô cũng bật sáng. BM C«ng nghÖ « t« - CK§L Ch−¬ng 3 HÖ thèng ®iÖn th©n xe & ®iÒu khiÓn gÇm « t«  68  Mạch hoạt động theo sơ đồ sau: ⊕Acqui→Cầu chì tổng→3 cầu chì (đèn pha trái, phải và đèn chỉ báo chế độ chiếu xa)→ Công tắc độ sáng (HIGH) → Công tắc điều khiển đèn (HEAD) →Mát. * Đèn nháy pha (FLASH) Sơ đồ mạch điện: Hình 3.17. Mạch đèn nháy pha không có Rơ le đèn pha và Rơ le điều chỉnh độ sáng Hoạt động: Khi công tắc điều khiển đèn dịch chuyển về vị trí FLASH, thì đèn pha chiếu xa sẽ bật sáng. Mạch hoạt động theo sơ đồ sau: ⊕Acqui→Cầu chì tổng→3 cầu chì (đèn pha trái, phải và đèn chỉ báo chế độ chiếu xa)→ Công tắc độ sáng (FLASH) → Công tắc điều khiển đèn (HEAD) →Mát. b. Loại có Rơ le điều chỉnh đèn pha * Đèn pha chiếu gần (LO - BEARN) Sơ đồ mạch điện: BM C«ng nghÖ « t« - CK§L Ch−¬ng 3 HÖ thèng ®iÖn th©n xe & ®iÒu khiÓn gÇm « t«  69  Hình 3.18. Mạch đèn pha chiếu gần có Rơ le đèn pha Hoạt động: Khi xoay công tắc điều khiển đèn về vị trí HEAD (LOW) thì Rơ le đèn pha được đóng lại và đèn pha chiếu gần sáng. Mạch hoạt động theo sơ đồ sau: ⊕Acqui→Cầu chì tổng→Cuộn dây Rơ le đèn pha → Công tắc điều khiển đèn (HEAD) →Mát. ⊕Acqui→Cầu chì tổng→Tiếp điểm Rơ le đèn pha → Cầu chì đèn pha→Đèn pha chiếu gần → Công tắc độ sáng (LOW) → Mát. * Đèn pha chiếu xa (HIGH - BEARN) Sơ đồ mạch điện: BM C«ng nghÖ « t« - CK§L Ch−¬ng 3 HÖ thèng ®iÖn th©n xe & ®iÒu khiÓn gÇm « t«  70  Hình 3.19. Mạch đèn pha chiếu xa có Rơ le đèn pha Hoạt động: Khi xoay công tắc điều khiển đèn về vị trí HEAD (HIGH) thì Rơ le đèn pha được đóng lại, bật đèn pha chiếu xa sáng đồng thời đèn chỉ b...hanh (xét theo quan điểm về độ trượt). Kết quả phân tích lý thuyết và thực nghiệm cho thấy: đối với ABS, hiệu quả phanh và ổn định khi phanh phụ thuộc chủ yếu vào việc lựa chọn sơ đồ phân phối các mạch điều khiển và mức độ độc lập hay phụ thuộc của việc điều khiển lực phanh tại các bánh xe. Sự thỏa mãn đồng thời hai chỉ tiêu hiệu quả phanh và tính ổn định phanh của xe là khá phức tạp, tùy theo phạm vi và điều kiện sử dụng mà chọn các phương án điều khiển khác nhau. BM C«ng nghÖ « t« - CK§L Ch−¬ng 6 HÖ thèng ®iÖn th©n xe & ®iÒu khiÓn gÇm « t«  226  Hình 6.28 trình bày 6 phương án bố trí hệ thống điều khiển của ABS tại các bánh xe và những phân tích theo quan điểm hiệu quả và ổn định khi phanh. a. Phương án 1 b. Phương án 2 c. Phương án 3 d. Phương án 4 e. Phương án 5 f. Phương án 6 Hình 6.28. Các phương án điều khiển của ABS. a. Phương án 1: ABS có 4 kênh với các bánh xe được điều khiển độc lập. ABS có 4 cảm biến bố trí ở bốn bánh xe và 4 van điều khiển độc lập, sử dụng cho hệ thống phanh bố trí dạng mạch thường ( một mạch dẫn động cho hai bánh xe cầu trước, một mạch đẫn động cho hai bánh xe cầu sau). Với phương án này, các bánh xe đều được tự động hiệu chỉnh lực phanh sao cho luôn nằm trong vùng có khả năng bám cực đại nên hiệu quả phanh là lớn nhất. Tuy nhiên khi phanh trên đường có hệ số bám trái và phải không đều thì moment xoay xe sẽ rất lớn và khó có thể duy trì ổn định hướng bằng cách hiệu chỉnh tay lái. Ổn định khi quay vòng cũng giảm nhiều. Vì vậy với phương án này cần phải bố trí thêm BM C«ng nghÖ « t« - CK§L Ch−¬ng 6 HÖ thèng ®iÖn th©n xe & ®iÒu khiÓn gÇm « t«  227  cảm biến gia tốc ngang để kịp thời hiệu chỉnh lực phanh ở các bánh xe để tăng cường tính ổn định chuyển động và ổn định quay vòng khi phanh. b. Phương án 2: ABS có 4 kênh điều khiển và mạch phanh bố trí chéo. Sử dụng cho hệ thống phanh có dạng bố trí mạch chéo (một buồng của xy lanh chính phân bố cho một bánh trước và một bánh sau chéo nhau). ABS có 4 cảm biến bố trí ở các bánh xe và 4 van điều khiển. Trong trường hợp này, 2 bánh trước được điều khiển độc lập, 2 bánh sau được điều khiển chung theo ngưỡng trượt thấp, tức là bánh xe nào có khả năng bám thấp sẽ quyết định áp lực phanh chung cho cả cầu sau. Phương án này sẽ loại bỏ được mô men quay vòng trên cầu sau, tính ổn định tăng nhưng hiệu quả phanh giảm bớt. c. Phương án 3: ABS có 3 kênh điều khiển. Trong trường hợp này 2 bánh xe sau được điều khiển theo ngưỡng trượt thấp, còn ở cầu trước chủ động có thể có hai phương án sau: 9 Đối với những xe có chiều dài cơ sở lớn và moment quán tính đối với trục đứng đi qua trọng tâm xe cao – tức là có nhiều khả năng cản trở độ lệch hướng khi phanh, thì chỉ cần sử dụng một van điều khiển chung cho cầu trước và một cảm biến tốc độ đặt tại vi sai. Lực phanh trên hai bánh xe cầu trước sẽ bằng nhau và được điều chỉnh theo ngưỡng trượt thấp. Hệ thống như vậy cho tính ổn định phanh rất cao nhưng hiệu quả phanh lại thấp. 9 Đối với những xe có chiều dài cơ sở nhỏ và moment quán tính thấp thì để tăng hiệu quả phanh mà vẫn đảm bảo tính ổn định, người ta để cho hai bánh trước được điều khiển độc lập. Tuy nhiên phải sử dụng bộ phận làm chậm sự gia tăng moment xoay xe. Hệ thống khi đó sử dụng 4 cảm biến tốc độ đặt tại 4 bánh xe. d. Các phương án 4,5,6: Đều là loại có hai kênh điều khiển. Trong đó: • Phương án 4 tương tự như phương án 3. Tuy nhiên cầu trước chủ động được điều khiển theo mode chọn cao, tức là áp suất phanh được điều chỉnh theo ngưỡng của bánh xe bám tốt hơn. Điều này tuy làm tăng hiệu quả phanh nhưng tính ổn định lại kém hơn do moment xoay xe khá lớn. • Phương án 5, trên mỗi cầu chỉ có một cảm biến đặt tại 2 bánh xe chéo nhau để điều khiển áp suất phanh chung cho cả cầu. Cầu trước được điều khiển theo ngưỡng trượt cao, còn cầu sau được điều khiển theo ngưỡng trượt thấp. • Phương án 6 sử dụng cho loại mạch chéo. Với hai cảm biến tốc độ đặt tại cầu sau, áp suất phanh trên các bánh xe chéo nhau sẽ bằng nhau. Ngoài ra các bánh BM C«ng nghÖ « t« - CK§L Ch−¬ng 6 HÖ thèng ®iÖn th©n xe & ®iÒu khiÓn gÇm « t«  228  xe cầu sau được điều khiển chung theo ngưỡng trượt thấp. Hệ thống này tạo độ ổn định cao nhưng hiệu quả phanh sẽ thấp. Quá trình phanh khi quay vòng cũng chịu ảnh hưởng của việc bố trí các phương án điều khiển ABS: 9 Nếu việc điều khiển phanh trên tất cả các bánh xe độc lập thì khi quay vòng lực phanh trên các bánh xe ngoài sẽ lớn hơn do tải trọng trên chúng tăng lên khi quay vòng. Điều này tạo ra moment xoay xe trên mỗi cầu và làm tăng tính quay vòng thiếu. 9 Nếu độ trượt của cầu trước và cầu sau không như nhau trong quá trình phanh (do kết quả của việc chọn ngưỡng trượt thấp hay cao trên mỗi cầu, hoặc do phân bố tải trọng trên cầu khi phanh) sẽ tạo ra sự trượt ngang không đồng đều trên mỗi cầu. Nếu cầu trước trượt ngang nhiều hơn sẽ làm tăng tính quay vòng thiếu, ngược lại khi cầu sau trượt ngang nhiều hơn sẽ làm tăng tính quay vòng thừa. Một số sơ đồ bố trí thực tế: Hình 6.29. Sơ đồ hệ thống phanh ABS điều khiển các bánh sau Caûm bieán toác ñoä Caûm bieán gia toác Xi-lanh baùnh sau Xi-lanh chính Hoäp cô caáu laùi Bôm trôï löïc laùi vaø bình chöùa daàu Ñeøn baùo Khoaù ñieän AM1 ALT MAIN ABS ECU Rôle cuoän daây LSP & BV Boä chaáp haønh BM C«ng nghÖ « t« - CK§L Ch−¬ng 6 HÖ thèng ®iÖn th©n xe & ®iÒu khiÓn gÇm « t«  229  Hình 6.30. Sơ đồ hệ thống phanh ABS điều khiển tất cả các bánh. Hình 6.31. Sơ đồ hệ thống phanh ABS van điện 2 vị trí Van ñieän ba vò trí Caûm bieán G ABS ECU Caûm bieán toác ñoä Xi lanh baùnh xe sau phaûi Xi lanh baùnh xe sau traùi Xi lanh baùnh xe tröôùc phaûi Xi lanh baùnh xe tröôùc traùi Boä chaáp haønh ABS Xi lanh chính Van 1 chieàu Bôm van 1 chieàu BM C«ng nghÖ « t« - CK§L Ch−¬ng 6 HÖ thèng ®iÖn th©n xe & ®iÒu khiÓn gÇm « t«  230  Hình 6.32. Sơ đồ hệ thống phanh ABS van 3 vị trí 6.4.3. Cảm biến và thông tin đầu vào Cấu trúc hệ thống phanh ABS được trình bày trên hình 6.33. Hình 6.33. Sơ đồ hệ thống phanh ABS trên xe Van ñieän ba vò trí Caûm bieán toác ñoä baùnh xe Xi lanh baùnh xe tröôùc beân phaûi Xi lanh baùnh xe tröôùc beân traùi Xi lanh baùnh xe sau beân phaûi Xi lanh baùnh xe sau beân traùi Van ñieän ba vò trí Moâ tô bôm BM C«ng nghÖ « t« - CK§L Ch−¬ng 6 HÖ thèng ®iÖn th©n xe & ®iÒu khiÓn gÇm « t«  231  6.4.3.1. Cấu tạo Hệ thống ABS có các bộ phận sau đây: - ECU điều khiển trượt Bộ phận này xác định mức trượt giữa bánh xe và mặt đường dựa vào các tín hiệu từ các cảm biến, và điều khiển bộ chấp hành của phanh. Gần đây, một số kiểu xe có ECU điều khiển trượt lắp trong bộ chấp hành của phanh. - Bộ chấp hành của phanh: điều khiển áp suất thuỷ lực của các xilanh ở bánh xe bằng tín hiệu ra của ECU điều khiển trượt. - Cảm biến tốc độ: phát hiện tốc độ của từng bánh xe và truyền tín hiệu đến ECU điều khiển trượt. - Đèn báo của ABS: Khi ECU phát hiện thấy sự trục trặc ở ABS hoặc hệ thống hỗ trợ phanh, đèn này bật sáng để báo cho người lái. - Đèn báo hệ thống phanh: Khi đèn này sáng lên đồng thời với đèn báo của ABS, nó báo cho người lái biết rằng có trục trặc ở hệ thống ABS và EBD. - Công tắc đèn phanh: Công tắc này phát hiện bàn đạp phanh đã được đạp xuống và truyền tín hiệu đến ECU điều khiển trượt. ABS sử dụng tín hiệu của công tắc đèn phanh. Tuy nhiên dù tín hiệu công tắc đèn phanh vì công tắc đèn phanh bị hỏng, việc điều khiển ABS vẫn được thực hiện khi các lốp bị bó cứng. Trong trường hợp này, việc điều khiển bắt đầu khi hệ số trượt đã trở nên cao hơn (các bánh xe có xu hướng khoá cứng) so với khi công tắc đèn phanh hoạt động bình thường. - Cảm biến giảm tốc: Cảm nhận mức giảm tốc của xe và truyền tín hiệu đến ECU điều khiển trượt. Bộ ECU đánh giá chính xác các điều kiện của mặt đường bằng các tín hiệu này và sẽ thực hiện các biện pháp điều khiển thích hợp. BM C«ng nghÖ « t« - CK§L Ch−¬ng 6 HÖ thèng ®iÖn th©n xe & ®iÒu khiÓn gÇm « t«  232  6.4.3.2. Nguyên lý điều khiển hệ thống a. Nguyên lý chung Hình 6.34. Sơ đồ khối thể hiện quá trình điều khiển hệ thống ABS ABS- ECU được lập trình điều khiển dựa trên 3 tín hiệu được lấy từ giắc L của đèn báo nạp, tín hiệu công tắc đèn phanh, tín hiệu từ các cảm biến (cảm biến tốc độ xe và cảm biến giảm tốc). Sau đó ECU sẽ xử lý, tính toán rồi gửi các tín hiệu điều khiển tới các van chia dầu ở từng bánh xe và tới các mô tơ hồi dầu từ xylanh bánh xe đẩy ngược về tổng bơm. Quá trình điều khiển như vậy sẽ làm cho các má phanh được bóp, nhả liên tục vào các đĩa phanh tránh tình trạng trượt lết ở các bánh xe, b. Quá trình điều khiển hệ thống ABS ¾ Yêu cầu của hệ thống điều khiển ABS: Một hệ thống ABS hoạt động tối ưu, đáp ứng nhu cầu nâng cao chất lượng phanh của ôtô phải thỏa mãn đồng thời các yêu cầu sau: - Trước hết, ABS phải đáp ứng được các yêu cầu về an toàn liên quan đến động lực học phanh và chuyển động của ôtô. - Hệ thống phải làm việc ổn định và có khả năng thích ứng cao, điều khiển tốt trong suốt dải tốc độ của xe và ở bất kỳ loại đường nào (thay đổi từ đường bêtông khô có sự bám tốt đến đường đóng băng có sự bám kém). - Hệ thống phải khai thác một cách tối ưu khả năng phanh của các bánh xe trên đường, do đó giữ tính ổn định điều khiển và giảm quãng đường phanh. Điều này không phụ thuộc vào việc phanh đột ngột hay phanh từ từ của người lái xe. - Khi phanh xe trên đường có các hệ số bám khác nhau thì moment xoay xe quanh trục đứng đi qua trọng tâm của xe là luôn luôn xảy ra không thể tránh khỏi, nhưng với sự hỗ trợ của hệ thống ABS, sẽ làm cho nó tăng rất chậm để người lái xe có đủ thời gian bù trừ moment này bằng cách điều chỉnh hệ thống lái một cách dễ dàng. Lệnh 1 (Tín hiệu ở giắc L của đèn báo nạp) Lệnh 2 (Công tắc đèn phanh) Lệnh 3 (Tín hiệu từ các cảm biến) ABS - ECU Điều khiển van chia dầu tới các bánh xe Điều khiển mô tơ bơm hồi dầu từ xilanh phanh ở bánh xe đẩy ngược về tổng bơm. BM C«ng nghÖ « t« - CK§L Ch−¬ng 6 HÖ thèng ®iÖn th©n xe & ®iÒu khiÓn gÇm « t«  233  - Phải duy trì độ ổn định và khả năng lái khi phanh trong lúc đang quay vòng. - Hệ thống phải có chế độ tự kiểm tra, chẩn đoán và dự phòng, báo cho lái xe biết hư hỏng cũng như chuyển sang làm việc như một hệ thống phanh bình thường. ¾ Phạm vi điều khiển của ABS: Hình 6.35. Phạm vi điều khiển của ABS theo góc trượt bánh xe. Khi phanh trên đường vòng, xe chịu sự tác động của lực ngang nên các bánh xe sẽ có một góc trượt α. Đồ thị hình 6.35. thể hiện mối quan hệ giữa hệ số bám dọc ϕx và hệ số bám ngang ϕy với độ trượt λ ứng với góc trượt α = 2o và α =10o. Ta nhận thấy rằng khi góc trượt lớn (ví dụ α =10o) thì tính ổn định của xe giảm đi rất nhiều. Trong trường hợp này hệ thống ABS sẽ ưu tiên điều khiển tính ổn định của xe hơn là quãng đường phanh. Vì vậy ABS sẽ can thiệp sớm khi hệ số bám dọc ϕx còn giá trị rất nhỏ ( 35,0≈xϕ ),trong khi hệ số bám ngang ϕy đạt được giá trị cực đại của nó là 0,8, quá trình điều khiển này cũng được kéo dài hơn bình thường. Nhờ vậy xe giữ được tính ổn định khi phanh trên đường vòng, mặc dù quãng đường phanh có thể dài hơn so với khi chạy thẳng. H eä so á b am n ga ng ϕ Y H eä so á b aùm d oïc ϕ X ϕX ϕY BM C«ng nghÖ « t« - CK§L Ch−¬ng 6 HÖ thèng ®iÖn th©n xe & ®iÒu khiÓn gÇm « t«  234  ¾ Chu trình điều khiển của ABS: Hình 6.36. Chu trình điều khiển kín của ABS. 1 - Bộ chấp hành thủy lực; 2 - Xy lanh phanh chính; 3 - Xy lanh làm việc; 4 - Bộ điều khiển (ECU); 5 - Cảm biến tốc độ bánh xe. Quá trình điều khiển của hệ thống ABS được thực hiện theo một chu trình kín như hình 6.36. Các cụm của chu trình bao gồm: ¾ Tín hiệu vào là lực tác dụng lên bàn đạp phanh của người lái xe, thể hiện qua áp suất dầu tạo ra trong xy lanh phanh chính. ¾ Tín hiệu điều khiển bao gồm các cảm biến tốc độ bánh xe và hộp điều khiển (ECU). Tín hiệu tốc độ các bánh xe và các thông số nhận được từ nó như gia tốc và độ trượt liên tục được nhận biết và phản hồi về hộp điều khiển để xử lý kịp thời. ¾ Tín hiệu tác động được thực hiện bỡi bộ chấp hành, thay đổi áp suất dầu cấp đến các xy lanh làm việc ở các cơ cấu phanh bánh xe. ¾ Đối tượng điều khiển: là lực phanh giữa bánh xe và mặt đường. ABS hoạt động tạo ra moment phanh thích hợp ở các bánh xe để duy trì hệ số bám tối ưu giữa bánh xe với mặt đường, tận dụng khả năng bám cực đại để lực phanh là lớn nhất. BM C«ng nghÖ « t« - CK§L Ch−¬ng 6 HÖ thèng ®iÖn th©n xe & ®iÒu khiÓn gÇm « t«  235  ¾ Các nhân tố ảnh hưởng: như điều kiện mặt đường, tình trạng phanh, tải trọng của xe, và tình trạng của lốp (áp suất, độ mòn,) Quá trình điều khiển của ABS được trình bày dưới dạng sơ đồ trạng thái được trình bày trên hình 6.37: Khi phanh chậm, sự giảm tốc của xe thay đổi chậm và nhỏ thì hoạt động của hệ thống phanh là bình thường (Normal braking), hệ thống ABS không can thiệp. Khi phanh gấp hay phanh trên đường trơn, gia tốc chậm dần của bánh xe tăng nhanh, có hiện tượng bị hãm cứng ở các bánh xe, thì ABS sẽ đưa ra tín hiệu điều khiển giảm áp suất phanh (Decay state) để chống sự lại sự hãm cứng các bánh xe. Sau đó áp suất phanh sẽ được điều khiển ở các chế độ giữ áp hoặc tăng áp/ giảm áp (Hold or build/ decay), thực hiện chế độ tăng áp chậm hay tăng áp nhanh (slow build or fast build) để duy trì độ trượt khi phanh nằm trong khoảng tối ưu. Chu kỳ giảm áp – giữ áp – tăng áp được điều khiển lặp lại phụ thuộc vào tình trạng trượt của các bánh xe. Tùy vào điều kiện của bề mặt đường, số chu kỳ điều khiển sẽ dao động từ 4 – 10 lần trong vòng một giây. ABS đạt được tốc độ điều khiển nhanh này nhờ những tín hiệu điện tử và khả năng đáp ứng, xử lý nhanh của các bộ vi xử lý trong ECU. Hình 6.37. Sơ đồ trạng thái không gian biểu diễn hoạt động của ABS. Lưu đồ thuật toán chỉ sự hoạt động của hệ thống ABS theo một vòng lặp kín như sơ đồ hình 6.38. Sau khi kiểm tra và kích hoạt các dữ liệu của hệ thống (reset and initialize), hệ thống vi xử lý bắt đầu điều khiển hoạt động của hệ thống theo một vòng lặp (Main loop), tiến hành tính toán tốc độ các bánh xe, tốc độ xe, kiểm tra tình trạng, khả năng đáp ứng của bộ điều khiển và hệ thống, chọn chế độ làm việc có hay không có sự can thiệp của ABS. Khi ABS hoạt động sẽ tiến hành phân tích diễn biến của quá trình phanh thông qua các tín hiệu vào, xác định cách ứng xử và tiến hành điều khiển các bộ phận chấp hành làm việc theo một chu trình vòng lặp kín. Döøng taùc ñoäng ABS Giaûm aùp nhanh Giaûm aùp chaäm Giöõ hay taêng, giaûm aùp Giaûm aùp Phanh thöôøng BM C«ng nghÖ « t« - CK§L Ch−¬ng 6 HÖ thèng ®iÖn th©n xe & ®iÒu khiÓn gÇm « t«  236  Hình 6.38. Lưu đồ thuật toán điều khiển hoạt động của ABS. Việc lựa chọn các tín hiệu điều khiển thích hợp là nhân tố chính trong việc quyết định tính hiệu quả của quá trình điều khiển ABS. Tất cả các xe hiện nay đều sử dụng các cảm biến tốc độ bánh xe để tạo ra tín hiệu điều khiển cơ bản nhất cho việc điều khiển quá trình hoạt động của hệ thống ABS. Sử dụng những tín hiệu này, hộp điều khiển (ECU) sẽ tính ra được tốc độ của mỗi bánh xe, sự giảm tốc và tăng tốc của nó, tính được tốc độ chuẩn của bánh xe, tốc độ xe và độ trượt khi phanh. Sự thay đổi gia tốc của bánh xe là một tín hiệu chính, đóng vai trò quan trọng nhất trong quá trình điều khiển của ABS. ECU sẽ tính toán và xác định các giá trị giới hạn của sự giảm tốc (- a) và tăng tốc (+a) cho phép có thể có của xe để điều khiển các chế độ hoạt động của các van điện (solenoids) trong bộ chấp hành. Tốc độ chuẩn của bánh xe khi phanh (vRef) là tốc độ tương ứng với tốc độ bánh xe dưới điều kiện phanh tối ưu (có độ trượt tối ưu). Để xác định tốc độ chuẩn này, các cảm biến tốc độ bánh xe liên tục gửi về ECU tín hiệu tốc độ của cả 4 bánh xe. ECU chọn những giá trị chéo tức bánh trước phải và sau trái chẳng hạn và dựa vào đây tính tốc độ chuẩn. Một Kieåm tra boä ñieàu khieån vaø heä thoáng Phaân tích vaø öùng xöû Baét ñaàu taùc ñoäng BM C«ng nghÖ « t« - CK§L Ch−¬ng 6 HÖ thèng ®iÖn th©n xe & ®iÒu khiÓn gÇm « t«  237  trong hai bánh xe quay nhanh hơn được dùng để xác định tốc độ chuẩn của bánh xe trong từng giai đoạn của quá trình phanh. Độ trượt khi phanh là giá trị không thể đo được một cách trực tiếp nên sử dụng một tín hiệu tương tự được tính toán trong ECU, gọi là ngưỡng trượt λ1 (đây là một giá trị vận tốc). Tốc độ chuẩn của bánh xe được sử dụng làm cơ sở cho tín hiệu này. Ngưỡng trượt λ1 là một tín hiệu quan trọng thứ hai trong quá trình điều khiển của hệ thống ABS. Vận tốc thực tế của bánh xe khi phanh (vR) được so sánh với ngưỡng trượt λ1 để hệ thống ABS quyết định các chế độ điều khiển tăng, giữ hay giảm áp suất phanh trong bộ chấp hành. Đối với các bánh xe bị động hay các bánh xe chủ động mà khi phanh có cắt ly hợp thì chỉ cần tín hiệu gia tốc của bánh xe là đủ để điều khiển cho quá trình hoạt động của ABS. Điều này tuân theo quy tắc ứng xử trái ngược nhau của hệ thống phanh trong vùng ổn định và không ổn định của đường đặc tính trượt. Trong vùng ổn định, sự giảm tốc của bánh xe rất nhỏ, tức là nếu lái xe đạp phanh với lực càng tăng thì xe giảm tốc càng nhiều mà bánh xe không bị hãm cứng. Tuy nhiên ở vùng không ổn định, thì chỉ cần tăng áp suất phanh thêm một ít cũng đủ làm cho các bánh xe bị hãm cứng tức thời, nghĩa là sự giảm tốc biến thiên rất nhanh. Dựa trên sự biến thiên gia tốc này, ECU có thể xác định được mức độ hãm cứng của bánh xe và có điều khiển thích hợp để duy trì độ trượt khi phanh nằm trong khoảng tối ưu. Đối với các bánh xe chủ động mà khi phanh không cắt ly hợp và cần số đặt ở vị trí số 1 hay số 2, động cơ sẽ tác động lên các bánh xe chủ động và tăng một cách đáng kể moment quán tính khối lượng ở các bánh xe. Nói cách khác, các bánh xe sẽ ứng xử như thể là chúng nặng hơn rất nhiều. Điều này dẫn đến gia tốc chậm dần bánh xe thường chưa đủ lớn để có thể coi như là một tín hiệu điều khiển đủ cho ECU có thể xác định được mức độ hãm cứng của bánh xe. Như vậy, việc điều khiển của ABS sẽ thiếu sự chính xác. Vì vậy, cần thiết phải dùng một tín hiệu tương tự với độ trượt phanh để làm tín hiệu điều khiển phụ, và cần kết hợp tương thích tín hiệu này với tín hiệu gia tốc của bánh xe. Đó chính là ngưỡng trượt λ1. Trên một số xe có gắn thêm cảm biến giảm tốc đo trực tiếp sự giảm tốc của xe và cảm biến gia tốc ngang xác định tình trạng quay vòng của xe, các tín hiệu này được xem như các tín hiệu bổ sung cho tín hiệu gia tốc của bánh xe. Mạch logic trong ECU tính toán và xử lý tổ hợp dữ liệu này để đạt được quá trình điều khiển phanh tối ưu. BM C«ng nghÖ « t« - CK§L Ch−¬ng 6 HÖ thèng ®iÖn th©n xe & ®iÒu khiÓn gÇm « t«  238  ¾ Quá trình điều khiển của ABS: Đồ thị hình 6.39 biểu diễn quá trình điều khiển điển hình của hệ thống ABS. Hình 6.39. Quá trình điều khiển ABS ECU liên tục nhận được các tín hiệu tốc độ của bánh xe từ 4 cảm biến tốc độ, và ước tính tốc độ của xe bằng cách tính toán tốc độ và sự giảm tốc của mỗi bánh xe. Quá trình điều khiển này được thực hiện theo 3 chế độ: tăng, giữ và giảm. Việc thay đổi áp suất dầu theo 3 chế độ trên được thay đổi bằng cách điều khiển dòng điện tới các van dầu. Trong quá trình này, mô tơ bơm hồi dầu bơm liên tục cho đến khi kết thúc quá trình phanh. Trên hình 6.39 cho ta 4 khoảng thay đổi tốc độ của xe tương ứng với 3 chế độ điều khiển của ECU: - Khoảng A: ECU điều khiển trượt đặt các van điện từ vào chế độ giảm áp suất theo mức giảm tốc của các bánh xe, như vậy sẽ giảm áp suất thuỷ lực trong xilanh của bánh xe. Sau khi áp suất hạ xuống, ECU chuyển các van điện từ sang chế độ “giữ” để theo dõi sự thay đổi tốc độ của bánh xe. Nếu ECU cho rằng cần tiếp tục giảm áp suất thuỷ lực, nó sẽ lại giảm áp suất này. - Khoảng B: Khi áp suất thuỷ lực bên trong xilanh của bánh xe giảm (khoảng A), áp suất thuỷ lực tác động vào bánh xe này giảm xuống. Điều này làm cho bánh xe sắp bị khoá chặt sẽ tăng tốc độ. BM C«ng nghÖ « t« - CK§L Ch−¬ng 6 HÖ thèng ®iÖn th©n xe & ®iÒu khiÓn gÇm « t«  239  Tuy nhiên, nếu áp suất thuỷ lực giảm xuống, lực phanh tác động vào bánh xe này sẽ trở nên quá thấp. Để tránh điều này, ECU đặt các van điện từ lần lượt vào chế độ “tăng áp suất” và chế độ “giữ” để bánh xe sắp bị khoá sẽ hồi phục tốc độ. - Khoảng C: Khi áp suất thuỷ lực trong xilanh của bánh xe được ECU tăng lên dần dần (khoảng B), bánh xe lại có xu hướng bị khoá. Do đó, ECU lại chuyển các van điện từ về chế độ “giảm áp suất” để giảm áp suất bên trong xilanh của bánh xe này. - Khoảng D: Vì áp suất thuỷ lực trong xilanh của bánh xe này lại giảm (khoảng C), ECU lại bắt đầu tăng áp suất như trong khoảng B. 6.4.4. Các điều khiển cụ thể 6.4.4.1. ABS có EBD Điều khiển EBD dùng ABS để thực hiện việc phân phối lực phanh giữa các bánh trước và sau theo điều kiện chạy xe. a. Trạng thái bình thường b. Trạng thái có tải Hình 6.40. Phân phối lực phanh giữa bánh trước- sau Ngoài ra, trong khi phanh để quay vòng, nó cũng điều khiển các lực phanh của bánh bên phải và bên trái giúp duy trì sự ổn định của xe. Hình 6. 41. Phân phối lực phanh giữa bánh trái-phải 6.4.4.2. Hệ thống hỗ trợ khi phanh – BA Hình 6. 42. Sơ đồ hệ thống BA BM C«ng nghÖ « t« - CK§L Ch−¬ng 6 HÖ thèng ®iÖn th©n xe & ®iÒu khiÓn gÇm « t«  240  BA cũng đặt thời gian hỗ trợ và mức hỗ trợ để làm cho cảm giác về phanh càng tự nhiên càng tốt bằng cách điều chỉnh hỗ trợ theo yêu cầu như thể hiện trên đồ thị ở hình vẽ. Hình 6.43 . Lực phanh khi có BA và không có BA * Điều khiển: Khi ECU điều khiển trượt xác định rằng người lái đang phanh khẩn cấp, van điện từ chuyển mạch hỗ trợ phanh được đóng mạch, tạo thành một đường thông giữa xilanh chính và bình chứa, và chuyển dầu đến bơm. Bơm hút dầu và đẩy đến xilanh ở bánh xe. Van an toàn 4 mở ra để bảo đảm rằng áp suất của xilanh ở bánh xe không vượt áp suất của xilanh chính quá một mức đã đặt trước để duy trì độ chênh áp suất này. Hình 6.44. Quá trình điều khiển của BA BM C«ng nghÖ « t« - CK§L Ch−¬ng 6 HÖ thèng ®iÖn th©n xe & ®iÒu khiÓn gÇm « t«  241  6.4.4.3. Hệ thống điều khiển lực kéo- Traction Control Đôi khi bàn đạp ga bị nhấn quá nhiều trong khi chuyển hành hoặc tăng tốc trên các bề mặt trơn trượt, v.v.., tạo ra monen dư thừa làm cho các bánh dẫn động quay trượt khiến xe bị mất khả năng chuyển bánh/ tăng tốc và khả năng điều khiển lái. Việc điều khiển áp suất thuỷ lực của phanh bánh dẫn động và điều chỉnh công suất của động cơ bằng cách giảm nhiên liệu sẽ hạ thấp lực dẫn động khi nhấn bàn đạp ga. Như vậy TRC có tác dụng bảo đảm khả năng chuyển bánh/ tăng tốc và điều khiển lái. a. Xe quay vòng b. Xe chuyển bánh Hình 6.45 . Thời điểm Tr hoạt động * Điều khiển: Áp suất thuỷ lực do bơm tạo ra được van điện từ ngắt xilanh chính điều chỉnh đến áp suất cần thiết. Do đó xilanh ở các bánh xe dẫn động được điều khiển theo 3 chế độ sau đây: giảm áp suất, giữ áp suất và tăng áp suất để hạn chế độ trượt của các bánh xe chủ động. Hình 6.46. Sơ đồ điều khiển hệ thống Tr BM C«ng nghÖ « t« - CK§L Ch−¬ng 6 HÖ thèng ®iÖn th©n xe & ®iÒu khiÓn gÇm « t«  242  Khi tốc độ của bánh xe dẫn động bắt đầu vượt tốc độ bắt đầu điều khiển, áp suất thuỷ lực của phanh tăng lên và số xilanh cắt giảm nhiên liệu tăng lên. Do đó, tốc độ của bánh xe dẫn động giảm xuống. Hình 6.47. Sự thay đổi của tốc độ bánh xe và áp suất thủy lực của phanh khi có sự tác động của TR 6.4.4.4. Hệ thống điều khiển ổn định xe – VSV Trong khi ABS và TRC chủ yếu được sử dụng để làm ổn định hoạt động của phanh và hoạt động bàn đạp ga trong khi phanh và tăng tốc, thì hệ thống VSC đảm bảo sự ổn định việc lái và hướng lái của xe. Hệ thống này phát hiện sự lái đột ngột và sự trượt ngang trên các mặt đường trơn, và sau đó tạo ra sự điều khiển tối ưu của phanh ở mỗi bánh xe và công suất của động cơ để giảm độ trượt của bánh trước và độ trượt của bánh sau. Phương pháp điều khiển phanh (kiểm soát các bánh xe) đối với các bánh khác nhau tuỳ thuộc vào kiểu xe (FF, FR). Hình 6.48. Quá trình điều khiển lực phanh ở VSV BM C«ng nghÖ « t« - CK§L Ch−¬ng 6 HÖ thèng ®iÖn th©n xe & ®iÒu khiÓn gÇm « t«  243  * Điều khiển: Hệ thống VSC, bằng các van điện từ điều khiển áp suất thuỷ lực do bơm tạo ra và tác động vào xilanh ở mỗi bánh xe theo 3 chế độ sau đây: giảm áp suất, giữ áp suất và tăng áp suất. Do đó hạn chế được xu hướng quay trượt của bánh xe trước hoặc bánh xe sau. Hình 6.49. Sơ đồ khối quá trình điều khiển và sự thay đổi mức trượt, áp suất thủy lực của VSV BM C«ng nghÖ « t« - CK§L Ch−¬ng 6 HÖ thèng ®iÖn th©n xe & ®iÒu khiÓn gÇm « t«  244  6.5. Điều khiển hệ thống lái điện tử 6.5.1. Sơ đồ khối Hình 6.50. Hệ thống lái điện tử Hệ thống trợ lực lái điều khiển bằng điện tử dùng mô tơ điện hoặc dẫn động bơm trợ lực lái hoặc liên kết trực tiếp mô tơ điện với các cơ cấu cơ khí trong hệ thống lái. Chức năng trợ lực lái phụ thuộc chủ yếu vào tốc độ xe và có ý nghĩa quan trọng trong việc tiết kiệm năng lượng. 6.5.1.1. Phân loại hệ thống lái điện tử a. Theo trợ lực lái Hệ thống trợ lực lái điện tử hiện nay có 3 loại: Hình 6.51. Một số hệ thống lái điện tử * Hệ thống trợ lực lái điện - thủy lực (EHPS): BM C«ng nghÖ « t« - CK§L Ch−¬ng 6 HÖ thèng ®iÖn th©n xe & ®iÒu khiÓn gÇm « t«  245  Hệ thống trợ lực lái điện – thủy lực dùng một mô tơ điện dẫn động bơm thủy lực với hiệu suất cao. Tốc độ của bơm được điều khiển bởi bộ vi xử lý nhằm thay đổi áp suất và lưu lượng cung cấp cho các cơ cấu chấp hành phù hợp với những điều kiện làm việc khác nhau của hệ thống lái. Bơm có thể làm việc ở tốc độ thấp hoặc dừng hẳn nhằm tiết kiệm năng lượng cung cấp khi xe chuyển động thẳng hoặc quay vòng mà không có lực cản. * Hệ thống trợ lực lái điện (EPS): Hệ thống trợ lực lái điện dùng một mô tơ điện dẫn động thanh răng cơ cấu lái thông qua bộ truyền cơ khí. Chủng lọai mô tơ và kiểu liên kết với bộ truyền cơ cấu lái rất đa dạng. Tác động của lái xe và động lực học của hệ thống lái được điều khiển bằng một bộ vi xử lý. Tín hiệu tác động vào bao gồm: Tốc độ xe, tốc độ và mômen xoắn trên vô lăng, góc nghiêng và tốc độ quay của bánh xe. * Hệ thống lái điện thuần túy (toàn phần): Hình 6.52. Hệ thống lái điện Trong hệ thống lái điện tòan phần vô lăng không còn liên kết cơ học với hệ thống lái, nó chỉ đóng vai trò là cảm biến góc điều khiển các mô tơ lái. Hệ thống trợ lực lái điện tòan phần được ứng dụng trên xe điện, xe sử dụng pin nhiên liệu (fuel cell) với bánh xe dẫn hướng được dẫn động trực tiếp bằng mô tơ điện. b. Phân lọai theo số cầu dẫn hướng: Phân lọai theo số cầu dẫn hường hệ thống trợ lực lái điện tử có hai lọai: a. Hệ thống trợ lực lái điện tử với xe dẫn động cầu trước. b. Hệ thống trợ lực lái điện tử với xe dẫn động cả cầu trước và cầu sau. Với hệ thống trợ lực lái này thì bán kính quay vòng của xe nhỏ hơn so với xe có hệ thống trợ lực lái điện tử dẫn động cầu trước nên tính cơ động của xe cao hơn. BM C«ng nghÖ « t« - CK§L Ch−¬ng 6 HÖ thèng ®iÖn th©n xe & ®iÒu khiÓn gÇm « t«  246  a. Hệ thống lái điện với cầu trước chủ động b. Hệ thống lái điện với hai cầu chủ động 6.5.1.2. Ưu điểm của hệ thống lái trợ lực điện tử - Hệ thống trợ lực lái điện tử khắc phục được hầu hết các nhược điểm của hệ thống lái truyền thống như giảm tiêu hao công suất, kết cấu đơn giản, ít chiếm chỗ, vận hành thuận lợi hơn - Nó chỉ tiêu hao công suất khi hoạt động lái xảy ra. Mức tiết kiệm nhiên liệu khoảng 0.2L/100km. - Độ tin cậy cao, bảo dưỡng đơn giản, giá thành rẻ. 6.5.2. Cảm biến và thông tin đầu vào EPS (Trợ lái bằng điện) tạo mômen trợ lực nhờ mô tơ vận hành lái và giảm lực đánh lái. Trợ lái thuỷ lực sử dụng công suất động cơ để tạo áp suất thuỷ lực và tạo mômen trợ lực. Do EPS dùng mô tơ nên không cần công suất động cơ và làm cho việc tiết kiệm nhiên liệu tốt hơn. BM C«ng nghÖ « t« - CK§L Ch−¬ng 6 HÖ thèng ®iÖn th©n xe & ®iÒu khiÓn gÇm « t«  247  Hình 6.53. Cấu tạo hệ thống EPS a. ECU EPS ECU EPS nhận tín hiệu từ các cảm biến, đánh giá tình trạng xe và quyết định dòng điện cần đưa vào động cơ điện một chiều để trợ lực. b. Cảm biến mô men Khi người lái xe điều khiển vô lăng, mô men lái tác động lên trục sơ cấp của cảm biến mô men thông qua trục lái chính. Người ta bố trí các vòng phát hiện 1 và 2 trên trục sơ cấp (phía vô lăng) và vòng 3 trên trục thứ cấp (phía cơ cấu lái). Trục sơ cấp và trục thứ cấp được nối bằng một thanh xoắn. Các vòng phát hiện có cuộn dây phát hiện kiểu không tiếp xúc trên vòng ngoài để hình thành một mạch kích thích. Khi tạo ra mô-men lái thanh xoắn bị xoắn tạo độ lệch pha giữavòng phát hiện 2 và 3. Dựa trên độ lệch pha này, một tín hiệu tỷ lệ với mô men vào được đưa tới ECU. Dựa trên tín hiệu này, ECU tính toán mô men trợ lực cho tốc độ xe và dẫn động mô tơ. Hình 6. 54. Cảm biến mô men lái c. Mô tơ điện một chiều và cơ cấu giảm tốc BM C«ng nghÖ « t« - CK§L Ch−¬ng 6 HÖ thèng ®iÖn th©n xe & ®iÒu khiÓn gÇm « t«  248  Mô tơ DC bao gồm rô to, stato và trục chính. Cơ cấu giảm tốc bao gồm trục vít và bánh vít. Mô-men do rô to tạo ra truyền tới cơ cấu giảm tốc. Sau đó, mô men này được truyền tới trục lái. Trục vít được đỡ trên các ổ đỡ để giảm độ ồn. Ngay dù mô tơ DC bị hỏng không chạy chuyển động quay của trục lái chính và cơ cấu giảm tốc vẫn không bị cố định nên vô lăng vẫn có thể điều khiển. Hình 6. 55. Mô tơ điện một chiều d. ECU EPS Tín hiệu tốc độ xe được đưa tới ECU ESP e. ECU động cơ Tín hiệu tốc độ động cơ được truyền tới ECU ESP f. Đồng hồ táp lô Trong trường hợp có sự cố trong hệ thống, đèn báo sẽ bật sáng. g. Rơle Cung cấp năng lượng cho mô tơ DC và ECU ESP. 6.6.3. Các điều khiển cụ thể Tham khảo thêm

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • pdfbai_giang_he_thong_dien_than_xe_va_dieu_khien_gam_o_to.pdf