Bài giảng Trang bị tiện nghi trên Ôtô: Môn học chi tiết

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

BÀI GIẢNG MÔN HỌC

TRANG BỊ TIỆN NGHI TRÊN ÔTÔ (Hệ đại học liên thông từ CĐ) Hưng Yên, tháng 08 năm 2011

Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t«

Ch−¬ng 1

CHƯƠNG 1

HỆ THỐNG CHIẾU SÁN`G VÀ TÍN HIỆU

1.1. TỔNG QUÁT HỆ THỐNG

1.1.1. Sơ đồ tổng thể của hệ thống

Hình 1.1. Sơ đồ tổng thể hệ thống chiếu sáng và tín hiệu

1.1.2. 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, …)

1.1.3. 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

Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t«

Ch−¬ng 1

1.1.4. Phân loại

Theo chức năng làm việc, hệ thống chiếu sáng và tín hiệu có thể được phân thành ba

hệ thống sau:

- 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

1.2. HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG

1.2.1. 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.

a b

H×nh 1.2. HÖ thèng quang häc cña ®Ìn pha

HÖ thèng quang häc cña ®Ìn pha ®−îc giíi thiÖu trªn (H×nh 3.2)

Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t«

Ch−¬ng 1

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.

- 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 1.3. §Ìn pha th¸o, l¾p ®−îc

H×nh 1.4. §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%.

Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t«

Ch−¬ng 1

- 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

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

H×nh 1.5. Chãa ®Ìn Parabol

+ Chãa ®Ìn ElÝp (H×nh 3.6)

®−îc ph¶n x¹ thµnh chïm tia s¸ng song song.

Chïm tia s¸ng ®i tõ nguån s¸ng

(bãng ®Ìn) F1 ®−îc ph¶n x¹ vµ héi tô

H×nh 1.6. Chãa ®Ìn Elip

t¹i tiªu ®iÓm F2.

H×nh 1.7. Chãa ®Ìn Elip víi l−íi ch¾n h×nh Parabol

+ Lo¹i chãa ®Ìn h×nh elÝp víi l−íi ch¾n h×nh parapol:

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).

Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t«

Ch−¬ng 1

H×nh 1.8. Cho¸ ®Ìn bèn khoang

+ 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.

Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t«

Ch−¬ng 1

*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

H×nh 1.9. KÝnh khuyÕch t¸n

khuyÕch t¸n b»ng 0,74 ÷ 0,83 vµ 0,9 ÷ 0,14.

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

H×nh 1.10. §Ìn pha th−êng

* Lo¹i ®Ìn pha b×nh th−êng (H×nh 1.10)

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 1.11)

Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t«

Ch−¬ng 1

H×nh 1.11. Bãng ®Ìn Halogen

§−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.

H×nh 1.12. §Ìn pha hÖ ch©u ©u

* §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.

Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t«

Ch−¬ng 1

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.

* §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.

ThÓ hiÖn râ ë lo¹i ®Ìn ch©u Mü h×nh d−íi:

H×nh 1.13. §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

* §Ìn pha cã chïm ¸nh s¸ng gÇn ®èi xøng:

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:

Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t«

Ch−¬ng 1

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.

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

ë Ch©u ¢u sö dông chïm ¸nh s¸ng gÇn kh«ng ®èi xøng ( ®Ìn cèt kh«ng ®èi xøng ). Kh¸c

®−êng ®ßi hái ph¶i c¶i thiÖn vÊn ®Ò chiÕu s¸ng cho c¸c ph−¬ng tiÖn vËn t¶i.

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¸

ë Mü l¹i dïng hÖ chiÕu s¸ng 4 ®Ìn. Trªn «t« th−êng l¾p 4 ®Ìn pha ®−êng kÝnh nhá theo

m¾t cho c¸c ph−¬ng tiÖn vËn t¶i ch¹y ng−îc chiÒu còng gi¶m.

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.

Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t«

Ch−¬ng 1

H×nh 1.14. CÊu t¹o ®Ìn pha cã chïm ¸nh s¸ng chiÕu gÇn kh«ng ®èi xøng

1.2.2. Các mạch đèn chiếu sáng tiêu chuẩn

1.2.2.1. 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.

Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t«

Ch−¬ng 1

a. Loại không có Rơ le điều chỉnh đèn pha và Rơ le điều chỉnh độ sáng

* Đèn pha chiếu gần (LO - BEARN)

Hình 1.15. Mạch đèn pha chiếu gần không có Rơ le đèn pha và Rơ le điều chỉnh độ sáng

Sơ đồ mạch điện:

Hoạt động:

Khi xoay công tắc điều khiển đèn về vị trí HEAD (LOW), đèn pha chiếu gần bật sáng.

⊕ Acqui → Cầu chì tổng → 2 cầu chì đèn pha trái và phải → Công tắc độ sáng (LOW)

Mạch hoạt động theo sơ đồ sau:

→ Công tắc điều khiển đèn (HEAD) → Mát.

* Đèn pha chiếu xa (HIGH - BEARN)

Sơ đồ mạch điện:

Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t«

Ch−¬ng 1

Hình 1.16. 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.

⊕ Acqui → Cầu chì tổng → 3 cầu chì (đèn pha trái, phải và đèn chỉ báo chế độ chiếu

Mạch hoạt động theo sơ đồ sau:

xa) → Công tắc độ sáng (HIGH) → Công tắc điều khiển đèn (HEAD) → Mát.

* Đèn nháy pha (FLASH)

Hình 1.17. Mạch đèn nháy pha không có Rơ le đèn pha và Rơ le điều chỉnh độ sáng

Sơ đồ mạch điện:

Hoạt động:

Khi công tắc điều khiển đèn dịch chuyển về vị trí FLASH, thì đèn pha chiếu xa sẽ bật

sáng.

⊕ Acqui → Cầu chì tổng → 3 cầu chì (đèn pha trái, phải và đèn chỉ báo chế độ chiếu

Mạch hoạt động theo sơ đồ sau:

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:

Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t«

Ch−¬ng 1

Hình 1.18. 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.

⊕ Acqui → Cầu chì tổng → Cuộn dây Rơ le đèn pha → Công tắc điều khiển đèn

Mạch hoạt động theo sơ đồ sau:

⊕ Acqui → Cầu chì tổng → Tiếp điểm Rơ le đèn pha → Cầu chì đèn pha → Đèn pha

(HEAD) → Mát.

chiếu gần → Công tắc độ sáng (LOW) → Mát.

* Đèn pha chiếu xa (HIGH - BEARN)

Sơ đồ mạch điện:

Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t«

Ch−¬ng 1

Hình 1.19. 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 báo chế độ chiếu xa trên đồng hồ Táp lô cũng bật sáng.

⊕ Acqui → Cầu chì tổng → Cuộn dây Rơ le đèn pha → Công tắc điều khiển đèn

Mạch hoạt động theo sơ đồ sau:

⊕ Acqui → Cầu chì tổng → Tiếp điểm Rơ le đèn pha → Cầu chì đèn pha → Đèn pha

(HEAD) → Mát.

⊕ Acqui → Cầu chì tổng → Tiếp điểm Rơ le đèn pha → Cầu chì đèn pha → Đèn pha

chiếu xa → Công tắc độ sáng (HIGH) → Mát.

chiếu gần → Đèn chỉ báo chế độ chiếu xa → Mát.

* Đèn nháy pha (FLASH)

Sơ đồ mạch điện:

Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t«

Ch−¬ng 1

Hình 1.20. Mạch đèn nháy pha có Rơ le đèn pha

Hoạt động:

Khi công tắc điều khiển đèn dịch chuyển về vị trí FLASH, thì Rơ le đèn pha được

đóng lại và các đèn pha chiếu xa bật sáng.

⊕ Acqui → Cầu chì tổng → Cuộn dây Rơ le đèn pha → Công tắc chế độ (FLASH)

Mạch hoạt động theo sơ đồ sau:

⊕ Acqui → Cầu chì tổng → Tiếp điểm Rơ le đèn pha → Cầu chì đèn pha → Đèn pha

→ Mát.

⊕ Acqui → Cầu chì tổng → Tiếp điểm Rơ le đèn pha → Cầu chì đèn pha → Đèn pha

chiếu xa → Công tắc độ sáng (FLASH) → Mát.

chiếu gần → Đèn chỉ báo chế độ chiếu xa → Mát.

c. Loại có Rơ le điều chỉnh đèn pha và Rơ le điều chỉnh độ sáng

* Đèn pha chiếu gần (LO - BEARN)

Sơ đồ mạch điện:

Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t«

Ch−¬ng 1

Hình 1.21. Mạch đèn pha chiếu gần có Rơ le đèn pha và Rơ le điều chỉnh độ sáng

Hoạt động:

Khi xoay công tắc điều khiển đèn dịch chuyển về vị trí HEAD (LOW) thì Rơ le đèn

pha được đóng lại và các đèn pha chiếu gần sáng.

⊕ Acqui → Cầu chì tổng → Cuộn dây Rơ le đèn pha → Công tắc điều khiển đèn

Mạch hoạt động theo sơ đồ sau:

⊕ Acqui → Cầu chì tổng → Tiếp điểm Rơ le đèn pha → Tiếp điểm Rơ le chế độ chiếu

(HEAD) → Công tắc độ sáng (LOW) → Mát.

gần → Cầu chì đèn pha chiếu gần → Đèn pha chiếu gần → Mát.

Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t«

Ch−¬ng 1

* Đèn pha chiếu xa (HIGH - BEARN)

Hình 1.22. Mạch đèn pha chiếu xa có Rơ le đèn pha và Rơ le điều chỉnh độ sáng

Sơ đồ mạch điện:

Hoạt động:

Khi xoay công tắc điều khiển đèn dịch chuyển về vị trí HEAD (HIGH) thì Rơ le đèn pha được đóng lại đồng thời dòng điện đi qua cuộn dây của Rơ le điều chỉnh độ sáng làm đóng tiếp điểm Rơ le chế độ chiếu xa, bật đèn pha chiếu xa sáng và đèn chỉ báo chế độ chiếu xa trên đồng hồ Táp lô cũng bật sáng.

⊕ Acqui → Cầu chì tổng → Cuộn dây Rơ le đèn pha → Công tắc điều khiển đèn

Mạch hoạt động theo sơ đồ sau:

⊕ Acqui → Cầu chì tổng → Tiếp điểm Rơ le đèn pha → Cuộn dây Rơ le điều chỉnh độ

(HEAD) → Mát.

sáng → Công tắc độ sáng (HIGH) → Mát.

⊕ Acqui → Cầu chì tổng → Tiếp điểm Rơ le đèn pha → Tiếp điểm Rơ le chế độ chiếu xa → Cầu chì đèn pha chiếu xa → Đèn pha chiếu xa và đèn chỉ báo chế độ chiếu xa → Mát.

Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t«

Ch−¬ng 1

* Đèn nháy pha (FLASH)

Hình 1.23. Mạch đèn nháy pha có Rơ le đèn pha và Rơ le điều chỉnh độ sáng

Sơ đồ mạch điện:

Hoạt động:

Khi công tắc điều khiển đèn dịch chuyển về vị trí FLASH, thì Rơ le đèn pha được đóng lại đồng thời dòng điện đi qua cuộn dây của Rơ le điều chỉnh độ sáng làm đóng tiếp điểm Rơ le chế độ chiếu xa, bật đèn pha chiếu xa sáng và đèn chỉ báo chế độ chiếu xa trên đồng hồ Táp lô cũng bật sáng.

⊕ Acqui → Cầu chì tổng → Cuộn dây Rơ le đèn pha → Công tắc chế độ (FLASH)

Mạch hoạt động theo sơ đồ sau:

⊕ Acqui → Cầu chì tổng → Tiếp điểm Rơ le đèn pha → Cuộn dây Rơ le điều chỉnh độ

→ Mát.

sáng → Công tắc chế độ (FLASH) → Mát.

Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t«

Ch−¬ng 1

1.2.2.2. Hệ thống đèn hậu (Tail Light System)

Hệ thống đèn hậu ngày nay có thể chia làm 2 loại chính sau:

Loại nối trực tiếp vào công tắc điều khiển đèn

Loại có Rơ le đèn hậu

Hình 1.24. Mạch đèn hậu loại nối trực tiếp

a. Loại nối trực tiếp

Nguyên lý hoạt động:

Khi công tắc điều khiển ở vị trí OFF: hệ thống chưa hoạt động, đèn tắt.

Khi công tắc điều khiển ở vị trí TAIL: hệ thống hoạt động, đèn sáng. Mạch hoạt động

theo sơ đồ sau:

⊕ Acqui → Cầu chì → Công tắc điều khiển (TAIL) → Các đèn hậu → Mát.

b. Loại có Rơle đèn hậu

Khi công tắc điều khiển ở vị trí OFF: hệ thống chưa hoạt động, đèn tắt.

Khi công tắc điều khiển ở vị trí TAIL: hệ thống hoạt động, đèn sáng. Mạch hoạt động

⊕ Acqui → Cầu chì → Cuộn dây Rơle đèn hậu → Công tắc điều khiển (TAIL) → Mát.

theo sơ đồ sau:

→ Tiếp điểm Rơle đèn hậu (đóng) → Các đèn hậu → Mát.

Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t«

Ch−¬ng 1

Hình 1.25. Mạch đèn hậu loại có Rơ le đèn hậu

1.2.2.3. Hệ thống đèn sương mù (Fog Light System)

a. Hệ thống đèn sương mù phía trước (Ahead Fog Light System)

Khi xe chạy trong điều kiện sương mù, việc chiếu sáng bằng đèn pha thông thường không thỏa mãn, vì ánh sáng từ đèn pha phát ra gặp các hạt sương mù sẽ phản chiếu trở lại và tạo thành một vùng sáng chói phía trước làm loá mắt người lái xe.

Đèn sương mù phía trước sẽ giúp giảm tình trạng này. Điện áp cung cấp cho đèn

sương mù thường được lấy sau Relay đèn kích thước.

Hình 1.26. Mạch đèn sương mù phía trước

Sơ đồ mạch điện:

Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t«

Ch−¬ng 1

Hoạt động:

Khi công tắc điều khiển ở vị trí TAIL hoặc HEAD đồng thời công tắc đèn sương mù được bật ON thì Rơ le đèn sương mù được đóng lại. Các đèn sương mù phía trước và đèn chỉ báo sương mù trên đồng hồ Tap lô bật sáng.

Sơ đồ hoạt động của mạch:

⊕ Acqui → Cầu chì tổng → Cầu chì FOG → Tiếp điểm Rơ le đèn sương mù (đóng) →

⊕ Acqui → Cầu chì tổng → Cầu chì TAIL → Công tắc điều khiển đèn (TAIL hoặc HEAD) → Công tắc đèn sương mù (ON) → Cuộn dây Rơ le đèn sương mù phía trước → Mát.

Đèn sương mù và đèn chỉ báo sương mù phía trước trên đồng hồ Tap lô → Mát.

b. Hệ thống đèn sương mù phía sau (Rear Fog Light System)

Đèn này dùng để báo hiệu cho các xe phía sau nhận biết trong điều kiện có sương mù hoặc tầm nhìn hạn chế do thời tiết. Điện áp cung cấp cho đèn này được lấy sau đèn cốt (Low Beam). Một đèn báo có thể được gắn vào Tableau để báo hiệu cho tài xế khi đèn sương mù phía sau hoạt động.

Hình 1.27. Mạch đèn sương mù phía sau

Sơ đồ mạch điện:

Hoạt động:

Khi công tắc điều khiển ở vị trí TAIL hoặc HEAD đồng thời dịch thêm một nấc (của công tắc đèn sương mù loại cần bật) từ vị trí ON của đèn sương mù phía trước.

Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t«

Ch−¬ng 1

Đèn sương mù phía sau có cấu tạo để giúp cho người lái không quên tắt. Khi công tắc điều khiển đèn dịch chuyển về vị trí OFF trong khi đèn sương mù phía sau sáng (vị trí ON), thì đèn sương mù phía sau tự động tắt. Khi điều này xảy ra, đèn sương mù phía sau vẫn giữ ở trạng thái tắt ngay cả khi công tắc đèn này lại được xoay về vị trí HEAD. Chức năng này được điều khiển bằng cơ khí hoặc điện tuỳ theo loại xe.

Mạch điện trên được điều khiển bằng cơ khí.

Sơ đồ hoạt động của mạch:

⊕ Acqui → Cầu chì tổng → Cầu chì FOG → Tiếp điểm Rơ le đèn sương mù (đóng) →

Đèn sương mù và đèn chỉ báo sương mù phía trước trên đồng hồ Tap lô → Mát.

1.2.2.4. Hệ thống đèn chạy ban ngày (Day Time Running Light System – DRL)

a. Khái quát

Hệ thống DRL bật các đèn pha khi chạy xe ở ban ngày. Điều đó có nghĩa là các bóng đèn pha được bật sáng trong suốt thời gian xe chạy, do đó làm cho tuổi thọ của bóng đèn giảm đi. Để ngăn ngừa hiện tượng này, mạch hệ thống được trang bị mạch điện để giảm cường độ làm việc của đèn pha khi hệ thống DRL đang hoạt động. Điều này được thực hiện chủ yếu bằng một trong 3 loại mạch điện chính sau:

* Loại mạch giảm cường độ làm việc của đèn nhờ điện trở

Cường độ làm việc của đèn được giảm xuống thông qua điện trở bố trí trong DRL khi

hệ thống này hoạt động.

Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t«

Ch−¬ng 1

Hình 1.28. Mạch giảm cường độ làm việc của đèn nhờ điện trở

* Loại mạch giảm cường độ làm việc của đèn nhờ mắc nối tiếp các đèn pha với nhau

Cường độ làm việc của đèn được giảm xuống nhờ mắc nối tiếp các đèn pha bên trái và

Hình 1.29. Mạch giảm cường độ làm việc của đèn nhờ mắc nối tiếp các đèn pha

bên phải khi hệ thống DRL đang hoạt động.

* Loại mạch giảm cường độ làm việc của đèn thông qua điều chỉnh Rơ le chính của hệ thống DRL

Cường độ làm việc của đèn được giảm xuống nhờ bố trí mạch điều khiển trong rơ le

chính khi hệ thống DRL đang hoạt động.

Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t«

Ch−¬ng 1

Hình 1.30. Mạch giảm cường độ làm việc của đèn nhờ điều chỉnh Rơ le chính

b. Nguyên lý làm việc

Hình 1.31. Mạch nguyên lý làm việc chế độ LO

Khi động cơ đã nổ máy và khi cần phanh tay được nhả ra thì rơ le chính của hệ thống đèn xe chạy ban ngày bật các đèn pha lên. Nếu công tắc điều khiển đèn ở vị trí OFF hoặc TAIL và công tắc điều khiển độ sáng đèn ở vị trí LOW, thì rơ le của hệ thống đèn chạy ban ngày ngắt và dòng điện đi qua điện trở của hệ thống. Kết quả là các đèn pha được bật sáng với cường độ được giảm tới còn 80 – 85%

Nếu công tắc điều khiển đèn dịch chuyển về vị trí HEAD, thì rơ le No. 2 của DRL được bật lên và dòng điện chạy tới các đèn pha mà không qua điện trở của DRL. Các đèn pha chiếu sáng ở cường độ bình thường. Rơ le No. 2 của DRL bật lên ngay cả khi công tắc điều

Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t«

Ch−¬ng 1

Hình 1.32. Mạch nguyên lý làm việc chế độ HI

khiển độ sáng đèn ở vị trí HIGH hoặc FLASH do đó các đèn pha sẽ chiếu sáng ở độ sáng bình thường.

1.2.2.5. Hệ thống nhắc nhở cảnh báo

Hệ thống nhắc nhở cảnh báo trên xe ô tô nhằm báo cho người lái xe biết những lỗi của người lái như quên chìa khóa, quên tắt đèn và báo sự hư hỏng của các đèn hậu… Trong phần này giới thiệu hệ thống cảnh báo đèn hậu, nhắc nhở tắt đèn và tắt đèn tự động.

a. Hệ thống cảnh báo đèn phía sau

Người lái không thể nhận ra được các đèn hậu, đèn phanh bị cháy. Hệ thống cảnh báo đèn phía sau thông báo cho người lái biết các bóng đèn hậu hoặc đèn phanh bị cháy nhờ một đèn cảnh báo trên bảng đồng hồ táp lô. Hệ thống này được điều khiển bởi cảm biến báo hư hỏng đèn và thường được lắp trong khoang hành lý. Rơle báo hư hỏng đèn xác định tình trạng đèn bị cháy bằng cách so sánh các điện áp khi đèn hoạt động bình thường hoặc khi bị hở mạch.

* Cảnh báo hở mạch các đèn phanh

Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t«

Ch−¬ng 1

Hình 1.33. Hoạt động của mạch báo hỏng đèn phanh

Khi các đèn phanh và đèn phanh lắp trên cao đang làm việc bình thường, thì điện áp ở ngõ vào (+) của bộ so sánh 1 và 2 nhỏ hơn ngõ vào (-). Do đó, đầu ra của các bộ so sánh 1 và 2 bằng “0”. Vì lý do này, đầu ra của cổng OR1 bằng "0",Transistor ở trạng thái ngắt và đèn cảnh báo đèn phía sau không sáng.

Khi chỉ cần một mạch đèn bị hở, điện áp ở ngõ vào (+) của bộ so sánh tăng lên và lớn hơn điện áp chuẩn ngõ vào (-) Do vậy các bộ so sánh 1 hoặc 2 sẽ cho ra “1” làm cổng OR1 đưa ra “1” tới mạch trễ/giữ cân bằng. Mạch trễ/giữ cân bằng bật Transistor Tr ON sau khoảng 0,3 tới 0,5 giây, làm bật sáng đèn cảnh báo đèn phía sau trên đồng hồ táp lô. Mạch giữ cân bằng hoạt động cho đến khi công tắc máy ngắt làm đèn cảnh báo tiếp tục sáng sáng.

Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t«

Ch−¬ng 1

* Cảnh báo hở mạch đèn hậu

Hình 1.34. Mạch điện báo hở đèn hậu

Giống như mạch của đèn phanh, khi mạch đèn hậu bị hở, điện áp ngõ vào (+) của bộ so sánh 3 lớn hơn điện áp chuẩn ở ngõ vào (-) làm tín hiệu đầu ra của nó bắng "1", đầu ra của cổng OR2 cũng đưa ra mức "1" theo. Tín hiệu được truyền từ OR2 tới mạch trễ/giữ cân bằng tới Tr làm đèn cảnh báo đèn phía sau bật sáng.

b. Hệ thống chuông nhắc nhở đèn - hệ thống tắt đèn tự động

* Hoạt động của hệ thống chuông nhắc nhở đèn

Hệ thống này có chức năng báo cho người lái xe biết là đèn đang bật trong khi người

lái xe đã ra khỏi xe và đóng cửa lại. Nếu

- Công tắc điều khiển đèn ở vị trí TAIL hoặc HEAD - Khoá điện ở vị trí ACC hoặc LOCK. - Cửa xe phía người lái mở

Thì dòng điện sẽ không qua cực A của bảng đồng hồ táp lô.

Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t«

Ch−¬ng 1

Hình 1.35. Hệ thống nhắc nhở đèn

Hệ thống này hoạt động nhằm tắt các đèn chiếu sáng (đèn đầu và đèn hậu) khi người

Khi công tắc cửa phía người lái được bật về vị trí ON (tương ứng với cửa người lái đóng), thì cực B được nối thông với mát. Khi điều này xảy ra, ECU trong bảng đồng hồ táp lô sẽ bật Transistor Tr lên. Dòng điện chạy giữa các cực C và D của bảng đồng hồ táp lô và chuông phát ra tiếng kêu. Sau khi hệ thống chuông nhắc nhở đèn được kích hoạt, hệ thống có thể được ngắt và chuông ngừng kêu bằng cách tắt công tắc điều khiển đèn về vị trí OFF hoặc khoá điện ở vị trí ON. Ở một số kiểu xe có trang bị hệ thống nhắc nhở chìa khoá, vì chức năng hệ thống này cần được ưu tiên nên khi cửa xe phía người lái mở với chìa khoá được tra vào trong ổ khoá điện và chuông nhắc nhở chìa khoá sẽ phát ra tiếng kêu. * Nguyên lý hoạt động của hệ thống tắt đèn tự động lái đã ra khỏi xe mà không tắt đèn. Khi đèn đầu và đèn hậu bật sáng (khoá điện ở vị trí ON, công tắc điều khiển đèn ở vị trí TAIL hoặc HEAD), nếu khoá điện được bật lên vị trí ACC hoặc LOCK và cửa xe phía người lái mở, thì dòng điện không qua cực A của rơle tổ hợp. Khi công tắc cửa lái xe bật lên (khi người lái đóng cửa) làm cực B được nối thông với mát. Khi điều này xảy ra, IC trong rơle tổ hợp sẽ ngắt các Transistor Tr1 và Tr2. Dòng điện không đi qua giữa các cực C và D, E và F và đèn hậu và đèn đầu tự động tắt. Sau khi kích hoạt hệ thống tắt đèn tự động, có thể hủy trạng thái này để đèn đầu cũng như đèn hậu sẽ được bật sáng trở lại bằng cách bật khoá điện lên vị trí ON và công tắc điều khiển đèn ở vị trí TAIL hoặc HEAD.

Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t«

Ch−¬ng 1

Hình 1.36. Hệ thống tắt đèn tự động

1.2.2.6. Hệ thống chiếu sáng khi lên xe

Hình 1.37. Hệ thống chiếu sáng khi lên xe

Khi lên xe vào ban đêm rất khó khăn trong việc tra chìa khóa vào ổ, xác định vị trí ngồi… Vì vậy hệ thống chiếu sáng khi lên xe là rất cần thiết. Hệ thống chiếu sáng khi lên xe hoạt động sẽ bật các đèn tay nắm cửa, đèn soi chân phía ngoài, đèn sàn phía trước, đèn chiếu sáng khóa điện, đèn trần. Các đèn trong xe cũng có thể bật khi cần thiết ở vị trí công tắc ON.

Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t«

Ch−¬ng 1

- Khi không có chìa khoá trong ổ khoá điện. - Khi tất cả các cửa xe đã đóng sau đó có một trong các cửa xe đã mở.

thì tín hiệu ngắt cảnh báo mở khoá bằng chìa được đưa vào cực A. Tín hiệu đóng ngắt cửa xe tới cực B được đưa vào IC trong rơle tổng hợp. Theo các tín hiệu này IC kích hoạt chức năng đếm thời gian. Transistor Tr nối cực C xuống mát khoảng 15 giây, do đó làm sáng các đèn trong xe và đèn chiếu sáng chìa khoá điện. Khi hệ thống hoạt động bình thường đèn sẽ tiếp tục sáng khoảng 15 giây. Tuy nhiên, khi bộ đếm thời gian đang hoạt động mà khoá điện được bật lên vị trí ON hoặc tất cả các cửa được đóng lại thì các đèn sẽ tắt ngay lập tức. Ở một số xe có hệ thống làm các đèn tắt từ từ. Thời gian các đèn sáng và các chi tiết khác tuỳ theo từng kiểu xe.

1.2.3. Đèn pha cao áp và đèn thông minh

Hình 1.38. Bóng đèn Xenon

1.2.3.1. Đèn pha cao áp (High Intensity Discharge)

a. Cấu tạo

- Đèn Xenon theo nguyên lý phóng điện cường độ cao giữa hai bản cực để sinh ra luồng sáng vì vậy không có dây điện trở volfram như đèn sợi đốt và đèn halogen, thay vào đó là hai bản điện cực đặt trong ống huỳnh quang, ống huỳnh quang này bên trong có chứa khí Xenon hoàn toàn tinh khiết, thủy ngân và các muối kim loại halogen. Khi đóng nguồn điện đặt vào hai đầu của hai điện cực này một điện áp lớn hơn điện áp đánh thủng (lớn hơn 25000 V) xuất hiện sẽ xảy ra hiện tượng phóng điện giữa các bản cực do các hạt electron

Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t«

Ch−¬ng 1

phóng ra va đập với các nguyên tử kim loại của bản đ*ối diện giải phóng năng lượng tạo ra ánh sáng. Sự phóng điện cũng kích thích các phân tử khí trơ Xenon lên mức năng lượng cao, sau khi bị kích thích các phân tử khí Xenon sẽ giải phóng năng lượng để trở về trạng thái bình thường, bức xạ ra ánh sáng theo định luật bức xạ điện từ. Màu của ánh sáng phát ra (hay bước sóng của bức xạ) phụ thuộc vào mức độ chênh lệch năng lượng của electron và vào tính chất hóa học của muối kim loại được dùng trong bầu khí Xenon. Vỏ đèn Xenon được làm từ thủy tinh thạch anh có thể chịu được nhiệt độ và áp suất rất cao.

Hình 1.39. Sơ đồ cấu tạo của đèn Xenon

- Do sự phóng điện sinh ra luồng sáng chỉ xảy ra giữa các bản cực đèn Xenon khi đặt vào nó một điện áp cao trên 25000 V nên để có thể tạo ra được điện thế cao như vậy, hệ thống cần có một bộ khởi động (ignitor). Ngoài ra, để duy trì tia hồ quang, một chấn lưu (ballast) sẽ cung cấp điện áp khoảng 85 V trong suốt quá trình đèn hoạt động, đây vừa là bộ xử lý của đèn Xenon vừa làm nhiệm vụ tăng áp cho bóng đèn.

b. Nguyên lý hoạt động

Nguyên lý hoạt động của đèn Xenon giống như hiện tượng sét phóng điện xảy ra trong tự nhiên khi trời mưa. Những tia sét phóng điện giữa những đám mây tích điện và bề mặt trái đất sinh ra những luồng ánh sáng cường độ cao trong không trung, đây là ý tưởng manh nha cho những nhà chế tạo nảy ra ý tưởng sản xuất ra đèn Xenon có thể sinh ra ánh sáng cường độ cao thay thế cho những thế hệ đèn dây tóc và halogen ngày càng trở nên già cỗi.

Năm 1992, nhà sản xuất bóng đèn xe hơi hàng đầu thế giới Hella giới thiệu bóng đèn Xenon đầu tiên, sản xuất theo công nghệ phóng điện cường độ cao - High Intensity Discharge. Đèn xenon lúc này chủ yếu chỉ dùng cho chế độ đèn cốt, vì bóng đèn Xenon chỉ có một chế độ không giống như đèn sợi tóc có thể có hai tim, chóa đèn dùng cho đèn xenon phải có chóa đèn pha và chóa đèn cốt riêng biệt.

Năm 1999, đèn Bi – Xenon ra đời khắc phục được khuyết điểm này của đèn

Xenon, nó có thể tạo ra ánh sáng pha và cốt từ một luồng ánh sáng, phát ra ánh sáng giống nhau cho pha và cốt. Tiết kiệm năng lượng hơn.

Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t«

Ch−¬ng 1

c. Ánh sáng của đèn Xenon phát ra

Hình 1.40. Dãy màu mà đèn Xenon phát ra

Tùy thuộc vào tính chất hóa học của loại muối kim loại chứa bên trong mà ánh sáng của đèn Xenon phát ra cũng khác nhau. Độ Kelvin và Lumens là 2 đại lượng đặc trưng cho màu sắc (độ trắng) và độ sáng của đèn sẽ phát ra.

- Ở 4300 K đèn tạo ra khoảng 3100 Lm, nó tạo ra lượng ánh sáng nhiều hơn gấp 3 lần của loại đèn Halogen và tạo ra nhiệt độ màu sáng nhất, ánh sáng có màu trắng hoàn toàn và sẽ chuyển sang hơi vàng nhạt khi phản xạ đồng nhất trên đường. Loại đèn này được dùng ở trên các loại xe sử dụng nhiều về đêm và đi đường đồi núi nhằm tối ưu tầm nhìn.

- Ở 6000 K đèn tạo ra khoảng 2900 Lm, nó tạo ra lượng ánh sáng nhiều hơn gấp 3 lần của loại đèn Halogen và mỏng hơn so với ở 4300 K. Mặc dù phát ra ánh sáng ít hơn, nhưng phát ra ánh sáng trắng hơn với màu xanh nhạt.

- Ở 8000 K đèn tạo ra khoảng 2500 Lm, nó tạo ra lượng ánh sáng nhiều hơn gấp 3 lần của loại đèn Halogen và mỏng hơn và phát ra ánh sáng ít hơn đồng thời xanh hơn so với ở 6000 K. Đây là một trong những màu được lựa chọn sử dụng ở trên xe.

- Ở 10000 K đèn tạo ra khoảng 2300 Lm, nó tạo ra lượng ánh sáng nhiều hơn gấp 2 lần của loại đèn Halogen. Ở 10000 K phát ra dãy ánh sáng xanh thẫm đến tím sau đó chuyển sang xanh đậm hơn so với 8000 K.

Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t«

Ch−¬ng 1

- Ở 12000 K đèn tạo ra khoảng 2000 Lm, nó tạo ra lượng ánh sáng nhiều hơn gấp 2 lần của loại đèn Halogen. Đây là nhiệt độ màu có màu xanh thẫm tím và màu đậm hơn so với 10000 K. Sản phẩm này được được khách hàng sử dụng vì phát ra ánh sáng tối ưu và lạ mắt nhất.

d. Các loại chân đế bóng đèn Xenon

Chân đế tiêu chuẩn của loại đèn này có dạng tròn là D2S, D2R hoặc dạng chân đế

vuông là D1S, D1R. Trong đó:

Hình 1.41. Cấu tạo chóa và bóng đèn D2S

- D2S: Là loại bóng dùng cho các chóa đèn có màng chắn lóa (ký tự S lấy từ chữ shield - tấm chắn) và có thấu kính giúp gom ánh sáng không làm chói xe lưu thông ngược chiều.

Hình 1.42. Cấu tạo chóa và bóng đèn D2R

- D2R: Là loại bóng có sẵn màng chắn dùng cho các chóa đèn chỉ có mặt phản xạ (ký tự R lấy từ chữ reflector - vật phản xạ). Có 1 lớp màu đen, để ngăn ánh sáng trực tiếp làm chói mắt xe ngược chiều.

- D1S: Là loại bóng dùng cho các chóa đèn có màng chắn lóa và có thấu kính giúp

Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t«

Ch−¬ng 1

Hình 1.43. Cấu tạo bóng đèn D1S

gom được nhiều ánh sáng hơn (được tích hợp bộ khởi động).

Hình 1.44. Cấu tạo bóng đèn D1R

- D1R: Là loại bóng có sẵn màng chắn dùng cho các chóa đèn chỉ có mặt phản xạ. Có 1 lớp màu đen, để ngăn ánh sáng trực tiếp làm chói mắt xe ngược chiều (được tích hợp bộ khởi động).

Đối với từng loại bóng đèn thì bộ ballast sẽ được thiết kế riêng phù hợp để phù hợp với

từng loại chân đế.

Hình 1.46. Ballast đèn D2

Hình 1.45. Ballast đèn D1

Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t«

Ch−¬ng 1

e. Phương pháp lắp ráp đối với từng loại bóng đèn

- Đối với bóng D2:

Hình 1.47. Sơ đồ kết nối 2 loại đèn D2 và D1với Ballast

- Đối với bóng D1:

f. Lợi ích của đèn Xenon

- Đầu tiên, tuổi thọ của đèn Xenon cao gấp 10 lần đèn halogen và đèn sợi đốt, do dây điện trở volfram của đèn halogen và sợi đốt rất dễ đứt do bị va đập hoặc hao mòn trong quá trình sử dụng, còn đèn Xenon chỉ đơn giản gồm hai bản cực phóng điện, được cố định bởi lớp vỏ thạch anh, chỉ có thể hư nếu bóng đèn bị vỡ. Trung bình đèn halogen chỉ có thời gian sử dụng từ 300 – 1000 giờ, còn đèn Xenon là 3000 giờ.

- Thứ hai là ánh sáng do đèn Xenon sinh ra là loại ánh sáng trắng xanh rất giống ánh sáng ban ngày trong khi đèn halogen chỉ sinh ra ánh sáng màu vàng, điều này có ý nghĩa giúp người điều khiển xe dễ dàng quan sát khi lái xe với hình ảnh thật hơn, rõ nét hơn. Vì vậy với công nghệ sinh ra luồng sáng cường độ cao (HID) đặc biệt có ý nghĩa tăng tính an toàn khi lái xe ban đêm.

- Theo các nghiên cứu để có thể phản ứng và xử lý các chướng ngại vật khi đang lái xe với tốc độ 100km/h người lái xe phải quan sát được các tín hiệu giao thông trước đó 70 m, vì vậy để đảm bảo an toàn chúng ta cần ít nhất 2,5 giây để phản xạ trước các biến cố xảy ra trên đường. Đèn Xenon với chùm ánh sáng dài, tầm quan sát rộng có thể đáp ứng được những yêu cầu này.

- Một ưu điểm nữa của đèn Xenon là tiết kiệm năng lượng hơn so với đèn sợi đốt do không phải tốn năng lượng để đốt nóng dây tóc nên tiêu thụ chỉ bằng 1/3 so với đèn sợi đốt, đèn halogen. Mà cường độ sáng lại cao hơn gấp 2 - 3 lần, một bóng Xenon 35 W cho độ sáng tương đương bóng halogen 100 W.

Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t«

Ch−¬ng 1

Hình 1.48. Hiệu quả của hai loại đèn trên đường

Hãng Hella đã có một bước phát triển xa hơn. Từ năm 1999, hệ thống đèn Bi-Xenon được sử dụng, nó có thể sinh ra tia sáng cốt và pha từ cùng một nguồn sáng. Thuận lợi là tiêu thụ năng lượng giảm hơn nữa mở ra những khả năng mới cho các nhà thiết kế, phát ra ánh sáng giống nhau cho pha và cốt.

1.2.3.2. Hệ thống đèn thông minh ()

Đèn pha là hệ thống điện có đầu tiên trong hệ thống điện thân xe nhìn chung hệ thống đèn pha đã có nhiều sự phát triển điển hình là các hệ thống điều khiển đèn pha tự động. Hệ thống điều khiển đèn pha tự động có các dạng sau:

- Tự động bật, tắt. - Hệ thống đèn liếc động, đèn liếc tĩnh (đèn đầu định hướng) - Tự động cân bằng đèn pha (tự động bám đường). - Tự động chuyển sang nấc cốt khi gặp xe đối diện. Trong giới hạn của Đồ án tốt nghiệp không thể trình bày hết các hệ thống điều khiển đèn pha tự động

a. Hệ thống tự động bật tắt

Khi cảm biến điều khiển đèn tự động xác định độ chiếu sáng môi trường xung quanh yếu mà công tắc điều khiển đèn ở vị trí AUTO (hoặc vị trí OFF đối với các xe không có vị trí AUTO), nó truyền tín hiệu tới bộ phận điều khiển đèn, bộ phận này sẽ bật sáng các đèn hậu và sau đó tới các đèn đầu tuỳ theo mức độ chiếu sáng xung quanh. Hệ thống này cũng

Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t«

Ch−¬ng 1

có chức năng bật các đèn hậu nhưng không bật các đèn đầu trong một thời gian ngắn khi trời trở nên tối trong một khoảnh khắc chẳng hạn như xe chạy dưới gầm cầu hoặc dưới các phố có nhiều cây mà trời xung quanh vẫn sáng. Tuy nhiên, nếu sau một thời gian mà độ sáng của môi trường xung quanh vẫn thấp hơn giá trị qui định thì các đèn đầu sẽ bật sáng. Có hai loại hệ thống điều khiển đèn tự động. Đó là loại có cảm biến điều khiển đèn tự động và bộ phận điều khiển đèn được bố trí chung hoặc loại có đèn hậu và đèn đầu được bật sáng cùng một lúc.

Hình 1.49: Cảm biến và chức năng của hệ thống đèn tự động

Hình 1.50. Mạch điện hệ thống đèn tự động

Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t«

Ch−¬ng 1

Khi cảm biến điều khiển đèn tự động xác định được mức độ chiếu sáng xung quanh nó phát ra một tín hiệu xung đến bộ điều điều khiển đèn. Khi đó bộ điều khiển đèn sẽ đánh giá độ giảm cường độ chiếu sáng và kích hoạt các rơle đèn hậu và đèn đầu để bật sáng các đèn này.

Khi bộ điều khiển đèn đánh giá thấy sự tăng của cường độ sáng thì các đèn hậu và

đèn đầu bị tắt.

b. Hệ thống đèn đầu định hướng (đèn liếc động, đèn liếc tĩnh)

Hình 1.51. Hiệu quả chiếu sáng đối với hệ thống đèn liếc tĩnh

Xuất phát từ thực tế, người ta tìm cách khắc phục hiện tượng thiếu ánh sáng khi xe vào cua hoặc chạy trên những con đường khúc khuỷu, khi đó đèn chiếu sáng thông thường không đảm nhận được việc chiếu sáng ở những góc gần bên phải hoặc bên trái của chiếc xe, tình trạng cũng tương tự khi người ta chạy trên những cung đường hẹp và không thẳng .... Việc thường xuyên đối mặt với những vùng tối đột ngột xuất hiện trước mũi xe làm cho người lái cực kỳ căng thẳng, khả năng gây tai nạn cũng cao đơn giản là do không kịp nhìn thấy mặt đường trong các khúc quanh tối tăm. Các nhà sản xuất đã tìm ra các giải pháp để thay đổi vùng chiếu sáng của xe tùy theo điều kiện đường xá, tiêu biểu là các hệ thống đèn liếc tĩnh và đèn liếc động được trình bày dưới đây. * Hệ thống đèn liếc tĩnh

Hệ thống đèn liếc tĩnh, thực chất của nó là bố trí nguồn sáng phụ bên cạnh đèn cốt thông thường, nguồn sáng phụ này có nhiệm vụ chiếu sáng góc cua khi xe vào cua mà vùng sáng của đèn cốt không chiếu tới, như trên hình vẽ bên trên, vùng sáng Abblendlicht là vùng sáng phụ của đèn chiếu sáng góc cua được bố trí bên cạnh đèn cốt.

Việc bật tắt đèn chiếu sáng góc cua được dựa vào 3 yếu tố để đảm bảo rằng, đèn này chỉ được kích hoạt khi vào cua gấp hoặc rẽ phải, rẽ trái, 3 yếu tố đó là:

- Góc đánh tay lái

- Tín hiệu của đèn xinhan (bật hoặc tắt)

- Tốc độ xe chạy

Giới thiệu các chế độ hoạt động của đèn chiếu sáng góc cua chủ động tĩnh.

Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t«

Ch−¬ng 1

Hình 1.52: Đèn chiếu sáng góc cua tắt khi đi thẳng

Hình 1.53: Đèn chiếu sáng góc cua sẽ bật lên cùng với đèn xinhan

Hình 1.54: Đèn chiếu sáng góc cua tự động bật lên khi xe quay vòng với tốc độ dưới 40 Km/h

Hình 1.55: Cả hai đèn chiếu sáng góc cua sẽ bật lên khi gặp sương mù hay lùi xe

So với hệ thống chiếu sáng góc cua động thì hệ thống chiếu sáng góc cua tĩnh có ưu điểm hơn ở chỗ vùng chiếu sáng của hệ thống chiếu sáng góc cua tĩnh có góc chiếu rộng hơn. Một ưu điểm khác làm cho hệ thống chiếu sáng góc cua tĩnh trở nên thông dụng hơn là giá thành thấp hơn và nó có thể lắp thêm cho những xe đời cũ hoặc những xe không trang bị hệ thống chiếu sáng góc cua một cách dễ dàng, chỉ cần thay thế đèn sương mù trên xe bằng hai đèn chiếu sáng góc cua và lắp đặt bộ điều khiển cùng các cảm biến, giắc cắm, … Nhưng

Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t«

Ch−¬ng 1

nhược điểm của hệ thống này là chiếu sáng không linh hoạt bằng hệ thống chiếu sáng góc cua động.

Hình 1.56: Hệ thống đèn liếc tĩnh của hãng Hella

Nguyên lý điều khiển hệ thống đèn liếc tĩnh:

Cấu tạo chung của một hệ thống đèn liếc tĩnh bao gồm:

- 2 đèn chiếu sáng góc cua được bố trí cạnh đèn cốt.

- Bộ điều khiển trung tâm.

- Các cảm biến.

Hệ thống đèn chiếu sáng góc cua tĩnh được điều khiển bởi bộ điều khiển trung tâm, bộ điều khiển trung tâm này lấy tín hiệu từ các cảm biến góc đánh lái, cảm biến tốc độ, và tín hiệu đèn xi nhan, tự động nhận dạng các điều kiện vận hành của xe và sẽ bật đèn chiếu sáng góc cua để bổ sung cho đèn cốt. Cụ thể hơn, bộ điều khiển trung tâm sẽ ngay lập tức kích hoạt đèn chiếu sáng góc cua khi bật công tắc đèn xi nhan (công tắc xi nhan bên trái bật thì

Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t«

Ch−¬ng 1

đèn kích hoạt đèn chiếu sáng góc cua bên trái và tương tự khi bật công tắc xi nhan bên phải) hoặc khi xe chạy dưới 40km/h, bộ điều khiển trung tâm sẽ kích hoạt các đèn chiếu sáng góc cua khi vào cua với góc cua gấp (cua xe bên nào thì đèn chiếu sáng góc cua bên đó được kích hoạt). Bộ điều khiển trung tâm sẽ liên tục nhận các tín hiệu cảm biến đưa về và xử lý để điều khiển đáp ứng về điều kiện chiếu sáng, vùng chiếu sáng của xe sẽ luôn chủ động theo góc cua của điều kiện đường xá.

Khi sử dụng hệ thống đèn chiếu sáng góc cua, việc bật tắt đột ngột các đèn chiếu sáng góc cua có thể làm loá mắt hoặc làm “giật mình” người điều khiển xe đối diện khi các vùng sáng của đèn chiếu sáng góc cua bất ngờ xuất hiện, để tránh hiện tượng này, hệ thống chiếu sáng góc cua sử dụng hệ thống đệm dimme, điều khiển việc sáng - tắt của các đèn chiếu sáng góc cua một cách từ từ, ánh sáng của đèn chiếu sáng góc cua dần tăng và dần giảm trong ít giây thời gian.

Trong điều kiện thời tiết xấu, đèn chiếu sáng góc cua cả hai bên có thể được bật lên để trở thành đèn sương mù, tạo ra tầm quan sát tối ưu. Thêm vào đó, khi cài số lùi thì đèn cả hai bên sẽ được bật lên để chiếu sáng dọc theo thân xe.

* Hệ thống đèn liếc động (Hệ thống đèn chiếu sáng góc cua động)

Khác với hệ thống đèn liếc tĩnh, với hệ thống đèn liếc động, để thay đổi vùng chiếu sáng người ta chỉ cần sử dụng một nguồn sáng (không sử dụng thêm đèn chiếu phụ như hệ thống đèn chiếu sáng góc cua tĩnh), nói rõ hơn là thay vì khi vào cua thì bật thêm đèn chiếu phụ bổ sung ánh sáng theo góc cua thì người ta sử dụng chính nguồn sáng của bóng đèn cốt để làm điều này. Đèn cốt thay đổi vùng chiếu sáng theo góc cua, như hình minh họa dưới đây:

Vùng sáng xe có Vùng sáng xe không

Hình 1.57: Sự khác biệt của xe có trang bị đèn liếc động,

khi đi trên cung đường cong.

đèn liếc động có đèn liếc động

Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t«

Ch−¬ng 1

Với hệ thống đèn liếc động sự thay đổi vùng chiếu sáng có mức độ liếc uyển chuyển hơn hệ thống đèn liếc tĩnh, và có thể kích hoạt ở những cung đường hơi cong, cũng như chuyển làn, làm cho việc sử dụng đèn liếc hoàn hảo hơn một cách rõ rệt ...

Sở dĩ sử dụng nguồn sáng của bóng đèn cốt để thay đổi vùng chiếu theo góc cua là vì với cung đường cong thường người ta chỉ sử dụng đèn cốt và ngược lại nếu sử dụng đèn pha mà sự thay đổi vùng chiếu sáng không kịp thời có thể làm ảnh hưởng đến tầm quan sát của người đi ngược chiều.

Việc thay đổi vùng chiếu sáng của đèn cốt được thực hiện dựa vào 2 tín hiệu để đảm

bảo rằng ánh sáng đèn cốt thay đổi theo cung đường và thay đổi kịp thời:

- Tín hiệu cảm biến góc lái.

Hình 1.58: Vùng chiếu sáng đèn cốt thay đổi khi xe chạy

trên cung đường cong

- Tín hiệu cảm biến tốc độ.

Hệ thống đèn chiếu sáng góc cua động chỉ có thể thay đổi góc của vùng chiếu sáng 150 qua mỗi bên, chính vì vậy hiệu quả lớn nhất của hệ thống này là khi xe chạy trên những cung đường cong (với góc thay đổi 150 qua mỗi bên là đã đáp ứng được cho các cung đường có độ cong lớn), còn khi xe rẽ trái hoặc rẽ phải thì vùng chiếu sáng của hệ thống đèn liếc động chưa đáp ứng được. Hiện nay người ta phối hợp cả hệ thống đèn liếc động và liếc tĩnh trên xe, hệ thống liếc động được kích hoạt trên những cung đường cong, còn hệ thống đèn liếc tĩnh chỉ được kích hoạt khi xe rẽ trái hoặc phải, hoặc trên những cung đường có bán kính cong nhỏ. Vấn đề này được nói rõ hơn ở mục sau.

Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t«

Ch−¬ng 1

Hình 1.59: Góc điều chỉnh của đèn liếc động đủ cho

các cung đường có độ cong gắt.

Hệ thống đèn liếc động còn chưa được phổ biến lắm trên thị trường, hiện tại nó được lắp trên các xe đời mới hạng sang, vì giá thành còn khá cao.

Hình 1.60: Hệ thống đèn liếc động được trang bị trên xe Lesux.

Ở Việt Nam, hệ thống đèn liếc động chỉ được thấy trên các xe nhập khẩu nguyên chiếc hạng sang, các dòng xe lắp ráp tại Việt Nam đều chưa được trang bị hệ thống này. Lý do một phần là ở Việt Nam vấn đề an toàn cho người sử dụng chưa được quan tâm đúng mức mà đặt trên hết là giảm giá thành để tiếp cận người tiêu dùng cũng như mục đích lợi nhuận của các hãng nên các hệ thống an toàn tiêu chuẩn cho người lái xe ở các nước phát triển như Air Bag, ABS, AFS… còn ít được thấy, hoặc chỉ thấy trên các dòng xe hạng sang cho giới thượng lưu.

Nguyên lý điều khiển đèn chiếu sáng góc cua động:

Nhìn chung cấu tạo cơ cấu chấp hành của hệ thống đèn liếc động phức tạp và đa dạng, người ta đưa ra nhiều giải pháp để có thể thay đổi góc chiếu sáng của bóng đèn cốt, nhưng tiêu biểu hiện nay là loại dựa trên hiện tượng khúc xạ ánh sáng. Dưới đây trình bày cấu tạo về loại hệ thống chiếu sáng góc cua động tiêu biểu đó.

Hệ thống đèn liếc động loại này gồm phần dẫn động của cơ cấu đảo tròng hoạt động nhờ một động cơ Servo, động cơ servo này điều khiển vùng chiếu sáng của đèn pha dao động 150 chuyển góc sang mỗi bên, tùy theo góc thay đổi vôlăng.

Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t«

Ch−¬ng 1

Hình 1.61: Cấu tạo hệ thống đèn liếc động

Bản chất là một cụm Xenon được bố trí thêm các cơ cấu dẫn động gồm một động cơ servo và các cơ phận khác để dịch chuyển hướng của ống chiếu sáng, dẫn đến thay đổi góc chiếu sáng.

Hình 1.62: Các modul cơ cấu đèn liếc động lắp thêm

Với mục đích phổ thông hóa hệ thống đèn liếc động, người ta thiết kế nhiều loại cơ cấu đèn liếc động đơn giản có tính lắp lẫn cao.

Các cơ cấu đèn liếc động này độc lập với nguồn sáng được sử dụng, bất luận Xenon, Bi - Xenon hay Halogen vì vậy ta có thể lắp thêm các cơ cấu đèn liếc động cho các hệ thống đèn đầu chưa trang bị hệ thống đèn liếc, các cơ cấu đèn liếc ngày nay được cung cấp rời với vài hệ tiêu chuẩn cụ thể cho từng dòng xe, nhờ vậy đa phần có thể tự trang bị thêm hệ thống đèn liếc mà không cần chiếc xe phải có những thay đổi nghiêm trọng.

Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t«

Ch−¬ng 1

Cấu tạo cơ cấu chấp hành của hệ thống đèn liếc động tuy đa dạng nhưng đều sử dụng động cơ servo để dẫn động nên việc điều khiển cơ cấu chấp hành nhìn chung cũng là điều khiển động cơ Servo dựa trên các tín hiệu cảm biến góc cua và cảm biến tốc độ.

Về hệ thống điều khiển của hệ thống đèn liếc động tương tự như hệ thống đèn liếc tĩnh, bộ điều khiển trung tâm nhận các tín hiệu từ cảm biến góc cua và cảm biến tốc độ, phân tích các giá trị góc cua và tốc độ lái xe để xác định góc điều chỉnh vùng chiếu sáng và tốc độ đáp ứng, đưa tín hiệu điều chỉnh motor servor theo các góc xác định về các bên trái hoặc phải tuỳ theo góc cua.

Với những tính toán phù hợp dựa trên giá trị tốc độ tức thời, Đèn liếc động có tốc độ liếc nhanh hay chậm hoàn toàn thích ứng với tốc độ xe chạy, khi ôm cua nhanh, đèn liếc nhanh, khi chạy chậm thì đèn liếc chậm, nhờ đó, đối với người lái, nguồn sáng luôn luôn như gắn chặt với chiếc xe, cố định và hài hòa.

* Xu hướng phát triển của hệ thống chiếu sáng chủ động

Hệ thống chiếu sáng chủ động (adaptive front lighting system – AFS) nằm trong lĩnh vực an toàn chủ động đang được rất quan tâm và chú trọng nghiên cứu, ứng dụng nhằm cải thiện mức độ thân thiện, an toàn và tăng tính tiện ích cho người lái xe. Giảm thiểu tối đa khả năng rủi ro mà người điều khiển xe có thể gặp phải vì những lí do khách quan do quan sát hạn chế vào ban đêm, giúp người lái xe không phải quá căng thẳng khi lái xe ban đêm do phải quan sát tập trung cao độ và liên tục.

Hình 1.63: Xe bố trí cả hệ thống chiếu sáng góc cua tĩnh và động.

Đối với hệ thống chiếu sáng góc cua hiện nay, người ta bố trí cả hệ thống đèn chiếu sáng góc cua tĩnh và đèn chiếu sáng góc cua động, 2 hệ thống này bổ khuyết cho nhau, hệ thống đèn liếc tĩnh thì đáp ứng tốt đòi hỏi về vùng chiếu sáng khi xe rẽ trái hoặc phải, còn hệ thống đèn liếc động đáp ứng tốt vùng chiếu sáng khi xe ôm cua một cách uyển chuyển, linh động.

Trong khái niệm hệ thống chiếu sáng chủ động hiện nay không chỉ đơn thuần là thay đổi vùng chiếu sáng chủ động theo góc cua. Các nhà sản xuất hướng tới chiếu sáng chủ động là phải tương thích, điều chỉnh luồng sáng theo điều kiện đường xá, không chỉ về góc cua, mà cả về không gian xe đang chạy.

Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t«

Ch−¬ng 1

Nhờ việc sử dụng một hệ thống thấu kính có thể thay đổi dịch chuyển tâm sáng từ nguồn tới thấu kính và sắp xếp hệ thống chắn sáng, nguồn sáng trong ôtô còn có thể điều chỉnh gần xa, tỏa rộng hay thu hẹp, tăng hay giảm cường độ sáng, việc điều khiển các chế độ chiếu sáng dựa trên các tín hiệu tốc độ, góc lái, tải trọng… mà các cảm biến đưa về mạch điều khiển, mạch điều khiển sẽ xử lý thông tin và phát các tín hiệu điều khiển các cơ cấu chấp hành theo các chương trình lập trình sẵn.

Dưới đây là các chế độ xe chạy trong điều kiện địa hình đường xá khác nhau:

Hình 1.64: Xe có sử dụng hệ thống AFS

và không sử dụng AFS ở đường nông thôn

- Trong điều kiện xe chạy trên đường nông thôn: Mặc dù mật độ phương tiện giao thông không đông đúc nhưng do tình trạng đường xá xấu và không có hệ thống chiếu sáng giao thông nên hệ thống chiếu sáng chủ động - AFS điều chỉnh luồng ánh sáng mở rộng về hai bên, cường độ sáng tương đối lớn.

Hình 1.65: Ngoài việc chiếu sáng theo các ngõ rẽ trong thành phố…

- Trong điều kiện xe chạy trong thành phố, mật độ xe đông đúc, khoảng cách giữa các thành phần giao thông gần nhau, nhiều cua hẹp, gãy khúc, hệ thống AFS điều chỉnh ánh sáng ngoài việc chuyển hướng thì còn phải hạ thấp, mở rộng về hai bên, cường độ sáng vừa phải:

Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t«

Ch−¬ng 1

Hình 1.66: Vùng chiếu sáng phải mở rộng về hai bên và hạ thấp

Hình 1.67: Trên đường xa lộ

- Khi xe chạy trên xa lộ: Lúc này xe có tốc độ cao đèn phải hoạt động ở một chế độ khác: chiếu xa hơn vì yêu cầu về tầm nhìn xa hơn, mạnh hơn vì xe chạy trong không gian tối hơn, nhưng phải hạ tầm sáng bên phía đối diện để không làm chói xe chạy ngược chiều, không ảnh hưởng người vượt bên trái.

Ngày nay với sự phát triển của kỹ thuật định vị toàn cầu, các nhà sản xuất đang tính tới việc kết hợp hệ thống định vị với hệ thống chiếu sáng, tức là: hệ thống định vị với các bản đồ chi tiết được cài đặt sẽ xác định chính xác tình trạng cung đường người lái đã chọn, bao gồm cả các ngã rẽ hay cua vòng, kết hợp với tốc độ xe đang chạy, hệ thống điều khiển sẽ thay đổi, đáp ứng vùng chiếu sáng tùy theo điều kiện địa hình và sự thay đổi này nhanh chậm là tùy theo tốc độ của xe.

1.3. HỆ THỐNG TÍN HIỆU

* Công dụng:

- Báo hiệu sự có mặt của xe đang hoạt động hoặc dừng đỗ trên đường: Kích thước,

khuôn khổ, biển số, ... của các loại phương tiện tham gia giao thông trên đường biết.

- Thông báo hướng chuyển động của xe khi đến các điểm giao nhau.

* Phân loại:

Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t«

Ch−¬ng 1

Hệ thống tín hiệu được phân làm hai loại: Tín hiệu phát quang và tín hiệu âm thanh.

+ Tín hiệu phát quang gồm các loại đèn tín hiệu: báo rẽ và nguy hiểm, kích thước

xe, soi biển số, đèn xin vượt, lùi xe, …

+ Tín hiệu âm thanh: Các loại còi và các loại âm thanh khi xin đường và phanh.

1.3.1. Hệ thống đèn xi nhan và cảnh báo nguy hiểm

1.3.1.1. Phạm vi sử dụng

Có tác dụng thông báo cho người đi đường và các loại phương tiện tham gia giao

thông đang cùng hoạt động trên đường biết có xe xin rẽ hoặc quay đầu.

1.3.1.2. Công tắc đèn báo rẽ và nguy hiểm

a. Công tắc đèn báo rẽ

Hình 1.67. Công tắc đèn báo rẽ

Được bố trí trong công tắc tổ hợp nằm dưới tay lái, gạt công tắc này sang phải hoặc sang trái sẽ làm cho đèn báo rẽ phải hay trái.

b. Công tắc đèn báo nguy hiểm

Hình 1.68. Vị trí công tắc đèn báo nguy hiểm

Khi bật công tắc đèn báo nguy nó sẽ làm cho tất cả các đèn báo rẽ đều nháy.

c. Bộ tạo nháy

Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t«

Ch−¬ng 1

Bộ tạo nháy làm cho các đèn nháy theo một tần số định trước. Bộ tạo nháy dùng cho cả đèn báo rẽ và đèn báo nguy hiểm. Bộ tạo nháy có nhiều dạng: cơ- điện, cơ- bán dẫn hoặc bán dẫn tuần hoàn.

(cid:190) Bộ tạo nháy kiểu cơ - điện

Bao gồm một tụ điện C, các cuộn dây L1, L2 và các tiếp điểm. Dòng điện đến đèn xi nhan chạy qua cuộn L1 và dòng điện qua tụ băng qua cuộn L2. Cuộn L1 và L2 được quấn sao cho khi tụ điện được nạp, hướng vào từ trường trong hai cuộn khử lẫn nhau và khi tụ điện đang phóng hướng của từ trường trong hai cuộn kết hợp lại. Các tiếp điểm được đóng bởi lực lò xo. Một điện trở mắc song song với các tiếp điểm để tránh phóng tia lửa giữa các tiếp điểm khi bộ tạo nháy hoạt động.

Hình 1.69. Mạch bộ nháy kiểu cơ - điện

Nguyên lý hoạt động:

Khi bật khóa điện, dòng điện từ đến tụ điện qua cuộn L2 nạp cho tụ, tụ được nạp đầy.

Coâng taéc baùo reõ

Coâng taéc maùy

Accu

Khi công tắc xi nhan bật sang phải hoặc sang trái, dòng điện từ ⊕ Ắc quy đến tiếp điểm, qua cuộn L1 đến công tắc báo rẽ sau đó đến các đèn báo rẽ. Khi dòng điện dòng điện chạy qua cuộn L1, ngay thời điểm đó trên cuộn L1 sinh ra một từ trường làm tiếp điểm mở.

Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t«

Ch−¬ng 1

Hình 1.70. Hoạt động của bộ nháy cơ điện khi công tắc đèn báo rẽ bật.

Coâng taéc baùo reõ

Coâng taéc maùy

Accu

Hình 1.71. Tiếp điểm mở, tụ điện phóng

Khi tiếp điểm mở, tụ điện bắt đầu phóng điện vào cuộn L2 vào L1, đến khi tụ phóng hết điện, từ trường sinh ra trên hai cuộn giữ tiếp điểm mở. Dòng điện phóng ra từ tụ điện và dòng điện từ accu (chạy qua điện trở) đến các bóng đèn báo rẽ, nhưng do dòng điện quá nhỏ đèn không sáng.

Khi tụ phóng hết điện, tiếp điểm lại đóng cho phép dòng điện tiếp tục chạy từ accu qua tiếp điểm đến cuộn L1 rồi đến các đèn báo rẽ làm chúng sáng. Cùng lúc đó dòng điện chạy qua cuộn L2 để nạp cho tụ. Do hướng dòng điện qua L1 và L2 ngược nhau, từ trường sinh ra trên hai cuộn khử lẫn nhau và giữ cho tiếp điểm đóng đến khi tụ nạp đầy. Vì vậy, đèn vẫn sáng. Khi tụ được nạp đầy, dòng điện ngưng chạy trong cuộn L2 và từ trường sinh ra trong L1 lại làm tiếp điểm tiếp tục mở, đèn tắt.

Coâng taéc baùo reõ

Coâng taéc maùy

Accu

Hình 1.72. Tiếp điểm đóng (đèn báo rẽ sáng)

Chu trình trên lạp lại liên tục làm các đèn báo rẽ nháy ở một tần số nhất định.

Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t«

Ch−¬ng 1

(cid:190) Bộ tạo nháy kiểu cơ - bán dẫn

Một rơle nhỏ để làm các đèn báo rẽ nháy và một mạch transitor để đóng ngắt rơle theo

Tụ

Transisto

Rơ le

Hình 1.73. Bộ tạo nháy kiểu cơ – bán dẫn

một tần số định trước được kết hợp thành bộ tạo nháy kiểu bán transitor.

(cid:190) Bộ tạo nháy kiểu bán dẫn:

Bộ tạo nháy kiểu bán dẫn thường là một mạch dao động đa hài dùng 2 transisitor.

Hoạt động: Trên hình 3.72 trình bày hoạt động bộ tạo nháy.

Khi gạt công tắc đèn báo rẽ gạt hoặc báo nguy, điện thế dương được cung cấp cho

mạch, nhờ sự phóng nạp của các tụ điện, các transistor T1 và T2 sẽ lần lượt đóng mở theo

chu kỳ. Khi T2 dẫn làm T3 dẫn theo cho phép dòng điện đi qua cuộn dây relay → hút tiếp

điểm K đóng làm đèn sáng.

Nếu bất kỳ một bóng đèn báo rẽ nào bị cháy tải tác dụng lên bộ nháy giảm xuống dưới giá trị tiêu chuẩn làm cho thời gian phóng nạp tụ nhanh hơn bình thường. Vì vậy, tần số nháy của đèn báo rẽ cũng như đèn trên tableau trở nên nhanh hơn báo cho tài xế biết một hay nhiều bóng đèn đã bị cháy.

Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t«

Ch−¬ng 1

Hình 1.74. Sơ đồ mạch điện đèn báo rẽ, báo nguy và bộ tạo nháy bán dẫn

1.2.1.3. Sơ đồ mạch điện

1.3.2. Hệ thống đèn kích thước

1.3.2.1. Công dụng, yêu cầu

Đèn kích thước được lắp sau xe, trước xe, bên hông xe, trên nắp cabin để chỉ báo chiều rộng, chiều dài và chiều cao xe.

Các đèn kích thước thường dùng kính khuyếch tán màu đỏ đối với đèn phía sau, màu trắng hoặc vàng đối với đèn phía trước. Công suất mỗi bóng thường là 10W.

1.3.2.2. Cấu tạo đèn kích thước

Cấu tạo:

1- Kính khuếch tán

2- Vành giữ 5- Bóng đèn

3- Vòng đệm 6- Đui đèn

Hình 1.75. Cấu tạo đèn kích thước

7- Nắp che kính 4- Vỏ đèn

Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t«

Ch−¬ng 1

1.3.3. Hệ thống đèn phanh

1.3.3.1 Công dụng

Báo hiệu cho các phương tiện đang cùng hoạt động trên đường biết xe đi phía trước

đang phanh.

Hình 1.76. Cấu tạo đèn phanh

1.3.3.2. Cấu tạo đèn đèn phanh

Bao gồm:

- Thân (3): làm bằng chất dẻo đen có loa hình parabol.

- Kính khuyếch tán (1): làm bằng chất dẻo có màu đỏ. Phần trên và giữa của kính

khuyếch tán có bộ phận hoàn ánh sáng (9).

- Kính khuyếch tán bắt chặt vào các đèn bằng sáu vít 8 qua tấm đệm cao su 2.

- Bóng đèn phanh có công suất lớn (Bóng A24-21) có thể phát sáng cả khi xe chạy ban

ngày.

1.3.3.3. Công tắc đèn phanh

* Vị trí:

Đèn phanh được điều khiển đèn bằng công tắc đèn phanh, bố trí sau xe và có cường độ

maøu ñoû. Công tắc đèn phanh tuỳ thuộc vào truyền động phanh (cơ khí, khí nén, hay dầu)

ánh sáng lớn để ban ngày vẫn có thể nhìn thấy được. Maøu qui ñònh cuûa ñeøn phanh laø

mà có kết cấu kiểu cơ khí hay kiểu hơi.

Công tắc đèn phanh lắp trong xi lanh của hệ thống truyền động thuỷ lực của cơ cấu phanh.

Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t«

Ch−¬ng 1

* Kết cấu:

1. Màng dầu

2. Khoang chứa dầu

3. Lò xo

4. Cần tiếp điểm động.

Hình 1.77. Công tắc đèn phanh

5. Màng áp lực dầu.

Hình 1.78: Sô ñoà ñeøn phanh.

6. Thân

Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t«

Ch−¬ng 1

1.3.5. Hệ thống còi điện và chuông nhạc

Báo cho người đi đường và tài xế các xe khác sự có mặt hoặc hướng dịch chuyển

của xe đang chạy nhằm đảm bảo an toàn giao thông.

a. Còi điện

* Cấu tạo:

Hình 1.78. Cấu tạo còi

1. Loa còi

2. Khung thép

3. Màng thép

4. Vỏ còi

5. Khung thép

6. Trụ đứng

7. Tấm thép lò xo

8. Lõi thép từ

9. Cuộn dây 10. Ốc hãm

11. Ốc điều chỉnh

12. Ốc hãm 13. Trụ điều khiển

14. Cần tiếp điểm tĩnh

15. Cần tiếp điểm động

16. Tụ điện

17. Trụ đứng của tiếp điểm

18. Đầu bắt dây còi

19. Núm còi

20. Điện trở phụ

* Nguyên lý hoạt động:

Khi bật công tắc máy và nhấn còi: ⊕ Accu (cid:198) cuộn dây(cid:198) tiếp điểm KK’ (cid:198) công tắc còi (cid:198)mass, cuộn dây từ hóa lõi thép, hút lõi thép kéo theo trục điều khiển màng rung làm tiếp điểm KK’ mở ra (cid:198) dòng qua cuộn dây mất (cid:198) màng rung đẩy lõi thép lên (cid:198) KK’ đóng lại. Do đó, lại có dòng qua cuộn dây. Sự đóng mở của tiếp điểm làm trục màng rung dao động với tần số 250 – 400 Hz (cid:198) màng rung tác động vào không khí, phát ra tiếng kêu.

Tụ điện hoặc điện trở được mắc song song tiếp điểm KK’ để bảo vệ tiếp điểm khỏi bị

cháy khi dòng điện trong cuộn dây bị ngắt (C = 0,14 – 0,17µF).

Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t«

Ch−¬ng 1

b. Rơle còi

Trường hợp mắc nhiều còi thì dòng điện qua công tắc còi rất lớn (10 – 25A) nên dễ làm hỏng công tắc còi. Do đó rơle còi được sử dụng dùng để giảm dòng điện qua công tắc (khoảng 0,1A khi sử dụng rơle còi).

Còi

Nút còi

Accu

Hình 1.79. Rơ le còi

Khi nhấn nút còi: ⊕ Accu (cid:198) nút còi (cid:198) cuộn dây mass, từ hóa lõi thép hút tiếp điểm đóng lại: ⊕ Accu (cid:198) cầu chì (cid:198) khung từ (cid:198) lõi thép (cid:198) tiếp điểm (cid:198) còi (cid:198) mass, còi phát tiếng kêu.

c. Chuông nhạc

Khi ôtô chạy lùi các đèn báo lùi được bật tự động và kết hợp với chuông nhạc.

Sơ đồ mạch điện:

Hình 1.80. Sơ đồ hệ thống tín hiệu đèn và chuông nhạc

Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t«

Ch−¬ng 1

Hình 1.81. Sơ đồ mạch chuông nhạc

Khi gài số lùi công tắc lùi đóng lại, có dòng nạp cho tụ theo 2 nhánh:

Từ: ⊕ Accu (cid:198) R1(cid:198) C1(cid:198) cực BE của transistor T2 (cid:198) R4(cid:198) diode D(cid:198) mass, dòng điện phân cực thuận cho T2 dẫn, T1 khóa. Khi C1 được nạp đầy làm T2 khóa, T1 dẫn cho dòng: ⊕ Accu (cid:198) chuông (cid:198) T1 (cid:198) mass, làm chuông kêu, khi T1 dẫn thì C1 phóng nhanh qua T1 (cid:198) R4 (cid:198) âm tụ, làm T1 mở nhanh, T2 khoá nhanh, khi tụ T1 phóng xong thì nó lại được nạp, T2 dẫn, T1 khoá…

Chương 2. CÁC HỆ THỐNG TIỆN NGHI TRÊN Ô TÔ

2.1. HỆ THỐNG GẠT NƯỚC VÀ RỬA KÍNH

2.1.1. Khái quát

Hệ thống gạt nước và rửa kính là một hệ thống đảm bảo cho người lái nhìn được rõ bằng cách gạt nước mưa trên kính trước và kính sau khi trời mưa.

Hình 2.1. Hệ thống gạt nước trên ô tô

Hệ thống có thể làm sạch bụi bẩn trên kính chắn gió phía trước nhờ thiết bị rửa kính. Vì vậy, đây là thiết bị cần thiết cho sự an toàn của xe khi chạy.

Gần đây một số kiểu xe có thể thay đổi tốc110 độ gạt nước theo tốc độ xe và tự động gạt nước khi trời mưa.

2.1.2. Cấu tạo

Hệ thống gạt nước và rửa kính gồm các bộ phận sau:

1. Cần gạt nước phía trước/Lưỡi gạt nước phía trước

2. Motor và cơ cấu dẫn động gạt nước phía trước

3. Vòi phun của bộ rửa kính trước

4. Bình chứa nước rửa kính (có motor rửa kính)

5. Công tắc gạt nước và rửa kính (Có relay điều khiển gạt nước gián đoạn)

6. Cần gạt nước phía sau/lưỡi gạt nước phía sau

7. Motor gạt nước phía sau

8. Relay điều khiển bộ gạt nước phía sau

9. Bộ điều khiển gạt nước (ECU J/B phía hành khách)

10. Cảm biến nước mưa

Hình 2.2. Các bộ phận của hệ thống gạt nước thường

Hình 2.3. Hệ thống gạt nước tự động

2.1.2.1. Cần gạt nước/ thanh gạt nước

a. Khái quát chung

Cấu trúc của cần gạt nước là một lưỡi cao su gạt nước được lắp vào thanh kim loại gọi

là thanh gạt nước. Gạt nước được dịch chuyển tuần hoàn nhờ cần gạt.

Vì lưỡi gạt nước được ép vào kính trước bằng lò xo nên gạt nước có thể gạt được nước mưa nhờ dịch chuyển thanh gạt nước. Chuyển động tuần hoàn của gạt nước được tạo ra bởi motor và cơ cấu dẫn động.

Vì lưỡi cao su lắp vào thanh gạt nước bị mòn do sử dụng và do ánh sáng mặt trời và

Hình 2.4. Cấu tạo cần gạt nước

nhiệt độ môi trường v.v… nên phải thay thế phần lưỡi cao su này một cách định kỳ.

b. Gạt nước được che một nửa/gạt nước che hoàn toàn:

Gạt nước thông thường có thể nhìn thấy từ phía trước của xe. Tuy nhiên để đảm bảo tính khí động học, bề mặt lắp ghép phẳng và tấm nhìn rộng nên những gạt nước gần đây được che đi dưới nắp ca pô. Gạt nước có thể nhìn thấy một phần gọi là gạt nước che một nửa, gạt nước không nhìn thấy được gọi là gạt nước che hoàn toàn.

Với gạt nước che hoàn toàn: nếu nó bị phủ băng tuyết hoặc ở trong các điều kiện khác, thì gạt nước không thể dịch chuyển được. Nếu cố tình làm sạch tuyết bằng cách cho hệ thống gạt nước hoạt động cưỡng bức có thể làm hỏng motor gạt nước. Để ngăn ngừa hiện tượng này, phần lớn các mẫu xe có cấu trúc chuyển chế độ gạt nước che hoàn toàn sang chế độ gạt nước che một phần bằng tay. Sau khi bật sang gạt nước che một nửa, cần gạt nước có thể đóng trở lại bằng cách dịch chuyển nó theo hớng mũi tên được chỉ ra trên hình vẽ.

Hình 2.5. Gạt nước che một nửa và che hoàn toàn

2.2.2.2. Công tắc gạt nước và rửa kính

a. Công tắc gạt nước

Công tắc gạt nước được bố trí trên trục trụ lái, đó là vị trí mà người lái có thể điều

khiển bất kỳ lúc nào khi cần.

Công tắc gạt nước có các vị trí OFF (dừng), LO (tốc độ thấp) và HI (tốc độ cao) và các vị trí khác để điều khiển chuyển động của nó. Một số xe có vị trí MIST (gạt nước chỉ hoạt động khi công tắc gạt nước ở vị trí MIST (sương mù), vị trí INT (gạt nước hoạt động ở chế độ gián đoạn trong một khoảng thời gian nhất định) và một công tắc thay đổi để điều chỉnh khoảng thời gian gạt nước.

Trong nhiều trường hợp công tắc gạt nước và rửa kính được kết hợp với công tắc điều

khiển đèn. Vì vậy, đôi khi người ta gọi là công tắc tổ hợp.

Hình 2.6. Công tắc gạt nước

Ở những xe có trang bị gạt nước cho kính sau, thì công tắc gạt nước sau cũng nằm ở công tắc gạt nước và được bật về giữa các vị trí ON và OFF. Một số xe có vị trí INT cho gạt nước kính sau. Ở những kiểu xe gần đây, ECU được đặt trong công tắc tổ hợp cho MPX (hệ thống thông tin đa chiều).

b. Relay điều khiển gạt nước gián đoạn

Relay này kích hoạt các gạt nước hoạt động một cách gián đoạn. Phần lớn các kiểu xe

gần đây các công tắc gạt nước có relay này được sử dụng rộng rãi.

Một relay nhỏ và mạch Transistor gồm có tụ điện và điện trở cấu tạo thành relay điều khiển gạt nước gián đoạn. Dòng điện tới motor gạt nước được điều khiển bằng relay theo tín hiệu được truyền từ công tắc gạt nước làm cho motor gạt nước chạy gián đoạn.

c. Công tắc rửa kính

Công tắc bộ phận rửa kính được kết hợp với công tắc gạt nước. Khi bật công tắc này

Hình 2.7. Hệ thống phun nước

thì motor rửa kính hoạt động và phun nước rửa kính.

2.2.2.3. Motor gạt nước

a. Khái quát chung

Motor gạt nước là dạng động cơ điện một chiều kích từ bằng nam chậm vĩnh cửu. Bao

gồm: motor và bộ truyền bánh răng để làm giảm tốc độ ra của motor.

Motor gạt nước có 3 chổi than tiếp điện: chổi tốc độ thấp, chổi tốc độ cao và một chổi dùng chung (để tiếp mát). Một công tắc dạng cam được bố trí trong bánh răng để gạt nước dừng ở vị trí cố định trong mọi thời điểm.

Hình 2.8. Cấu tạo motor gạt nước

b. Chuyển đổi tốc độ mô tơ

Một sức điện động ngược được tạo ra trong cuộn dây phần ứng khi motor quay để hạn

chế tốc độ quay của motor.

- Hoạt động ở tốc độ thấp: Khi dòng điện đi vào cuộn dây phần ứng từ chổi than tốc độ thấp, một sức điện động ngược lớn được tạo ra. Kết quả là motor quay với vận tốc thấp.

- Hoạt động ở tốc độ cao: Khi dòng điện đi vào cuộn dây phần ứng từ chổi tiếp điện tốc độ cao, một sức điện động ngược nhỏ được tạo ra. Kết quả là motor quay với tốc độ cao.

c. Công tắc dạng cam

Có chức năng dừng thanh gạt nước tại vị trí cố định. Do vậy, thanh gạt nước luôn

được bảo đảm dừng ở dưới cùng của kính chắn gió khi tắt công tắc gạt nước.

Công tắc này có đĩa cam xẻ rãnh chữ V và 3 điểm tiếp xúc. Khi công tắc gạt nước ở vị trí LO/HI, điện áp ắc qui được đặt vào mạch điện và dòng điện đi vào motor gạt nước qua công tắc gạt nước làm cho motor gạt nước quay.

Tuy nhiên, ở thời điểm công tắc gạt nước tắt, nếu tiếp điểm P2 ở vị trí tiếp xúc mà không phải ở vị trí rãnh thì điện áp của ắc qui vẫn được đặt vào mạch điện và dòng điện đi vào motor gạt nước tới tiếp điểm P1 qua tiếp điểm P2 làm cho motor tiếp tục quay. Sau đó bằng việc quay đĩa cam làm cho tiếp điểm P2 ở vị trí rãnh do đó dòng điện không đi vào mạch điện và motor gạt nước bị dừng lại.

Hình 2.9. Hoạt động của công tắc dạng cam

Tuy nhiên, do quán tính của phần ứng, motor không dừng lại ngay lập tức và tiếp tục quay một ít. Kết quả là tiếp điểm P3 vượt qua điểm dẫn điện của đĩa cam. Thực hiện việc đóng mạch như sau:

Phần ứng → Cực (+)1 của motor → công tắc gạt nước → cực S của motor gạt nước → tiếp

điểm P1 → P3→ phần ứng. Vì phần ứng tạo ra sức điện động ngược trong mạch đóng này, nên quá trình hãm motor bằng điện được tạo ra và motor được dừng lại tại điểm cố định.

2.2.2.4. Motor rửa kính

Hình 2.11. Hoạt động kết hợp rửa kính và gạt nước

Hình 2.10. Motor rửa kính

a. Motor rửa kính trước/kính sau

Đổ nước rửa kính vào bình chứa trong khoang động cơ. Bình chứa nước rửa kính được

làm từ bình nhựa mờ và nước rửa kính được phun nhờ motor rửa kính đặt trong bình chứa.

Motor bộ rửa kính có dạng cánh quạt như được sử dụng trong bơm nhiên liệu. Có hai loại hệ thống rửa kính đối với ô tô có rửa kính sau: Một loại có bình chứa chung cho cả bộ phận rửa kính trước và sau, còn loại kia có hai bình chứa riêng cho bộ phận rửa kính trước và bộ phận rửa kính sau. Ngoài ra, còn có một loại điều chỉnh vòi phun cho cả kính trước và kính sau nhờ motor rửa kính điều khiển các van và một loại khác có hai motor riêng cho bộ phận rửa kính trước và bộ phận rửa kính sau được đặt trong bình chứa.

b. Vận hành kết hợp với bộ phận rửa kính

Loại này tự động điều khiển cơ cấu gạt nước khi phun nước rửa kính sau khi bật công tắc rửa kính một thời gian nhất định, đó là “sự vận hành kết hợp với bộ phận rửa kính”. Đó là sự vận hành để gạt nước rửa kính được phun trên bề mặt kính trước.

2.1.3. Nguyên lý hoạt động

2.1.3.1. Khi công tắc gạt nước ở vị trí LOW/MIST

Hình 2.12. Hoạt động của hệ thống gạt nước ở chế độ LOW/MIST

Hình 2.13. Hoạt động của hệ thống gạt nước ở chế độ HIGH

Khi công tắc gạt nước được bật về vị trí tốc độ thấp hoặc vị trí gạt sương, dòng điện đi vào chổi than tiếp điện tốc độ thấp của motor gạt nước (từ nay về sau gọi tắt là “LO”) như được chỉ ra trên hình vẽ và gạt nước hoạt động ở tốc độ thấp.

2.1.3.2. Khi công tắc gạt nước ở vị trí HIGH

Khi công tắc gạt nước được bật về vị trí tốc độ cao, dòng điện đi vào chổi tiếp điện cao

của motor gạt nước HI như được chỉ ra trên hình vẽ và gạt nước hoạt động ở tốc độ cao.

2.1.3.3. Khi tắt công tắc gạt nước (OFF)

Nếu tắt công tắc gạt nước được về vị trí OFF trong khi motor gạt nước đang hoạt động, thì dòng điện sẽ đi vào chổi than tốc độ thấp của motor gạt nước như được chỉ ra trên hình vẽ và gạt nước hoạt động ở tốc độ thấp. Khi gạt nước tới vị trí dừng, tiếp điểm của công tắc dạng cam sẽ chuyển từ phía P3 sang phía P2 và motor dừng lại.

Nếu công tắc cam trong motor gạt nước bị hỏng và dây nối giữa công tắc gạt nước và

công tắc dạng cam bị đứt, thì sẽ xảy ra các triệu chứng sau đây:

- Khi công tắc dạng cam bị hỏng

Nếu tiếp điểm P3 bị hỏng trong khi motor gạt nước đang hoạt động, thì tiếp điểm P1 sẽ

không được nối với tiếp điểm P3 khi tắt công tắc gạt nước. Kết quả là motor gạt nước sẽ không được phanh hãm bằng điện và motor gạt nước không thể dừng ở vị trí xác định, mà nó sẽ tiếp tục quay.

- Khi dây nối giữa cực 4 của công tắc gạt nước và motor gạt nước bị đứt

Hình 2.14. Hoạt động của hệ thống gạt nước khi công tắc OFF

Thông thường, khi tắt công tắc gạt nước OFF, thì thanh gạt sẽ hoạt động tới khi về vị trí dừng. Nhưng nếu dây nối giữa cực 4 của công tắc gạt nước và motor gạt nước bị đứt, thì tấm gạt sẽ không về vị trí dừng mà nó dừng ngay lập tức ở vị trí tắt công tắc.

2.1.3.4. Khi bật công tắc gạt nước đến vị trí “INT”

- Hoạt động khi transistor bật ON

Khi bật công tắc gạt nước đến vị trí INT, thì transistor Tr1 được bật lên một lúc làm cho tiếp điểm relay được chuyển từ A sang B. Khi tiếp điểm relay tới vị trí B, dòng điện đi vào motor (LO) và motor bắt đầu quay ở tốc độ thấp.

- Hoạt động khi transistor Tr ngắt OFF

Hình 2.15. Hoạt động của hệ thống gạt nước

Hình 2.16. Hoạt động của hệ thống gạt nước

ở chế độ INT khi transistor Tr bật ON

ở chế độ INT khi transistor Tr ngắt OFF

Tr1 nhanh chóng ngắt ngay làm cho tiếp điểm relay chuyển lại từ B về A. Tuy nhiên, khi motor bắt đầu quay tiếp điểm của công tắc cam chuyển từ P3 sang P2, do đó dòng điện tiếp tục đi vào chổi than tốc độ thấp của motor và motor làm việc ở tốc độ thấp rồi dừng lại khi tới vị trí dừng cố định. Transistor Tr1 lại bật ngay làm cho gạt nước tiếp tục hoạt động gián đoạn trở lại. ở loại gạt nước có điều chỉnh thời gian gián đoạn, biến trở thay đổi giá trị nhờ xoay công tắc điều chỉnh và mạch điện transistor điều chỉnh khoảng thời gian cấp điện cho transistor và làm cho thời gian hoạt động gián đoạn được thay đổi.

2.1.3.5 Nguyên lý hoạt động khi bật công tắc rửa kính ON

Hình 2.17. Hoạt động khi công tắc rửa kính ON

Khi bật công tắc rửa kính dòng điện đi vào motor rửa kính. ở cơ cấu gạt nước có sự kết hợp với rửa kính, transistor Tr1 bật theo chu kỳ đã định khi motor gạt nước hoạt động làm cho gạt nước hoạt động một hoặc hai lần ở cấp tốc độ thấp. Thời gian tr1 bật là thời gian để tụ điện trong mạch transistor nạp điện trở lại. Thời gian nạp điện của tụ điện phụ thuộc vào thời gian đóng công tắc rửa kính.

2.1.4. Một số kiểu gạt nước rửa kính

2.1.4.1. Hệ thống gạt nước dải rộng

a. Khái quát

Hệ thống gạt nước dải rộng được trang bị để giữ cho khu vực gạt nước qui định

Hình 2.18. Hệ thống gạt nước rửa kính

không phụ thuộc vào tốc độ gạt nước.

Ở hệ thống gạt nước thông thường, khu vực gạt nước có khả năng trở nên rộng hơn do quán tính nhờ tốc độ gạt nước khi hoạt động ở tốc độ cao. Cần phải quan tâm tới điều này khi xác lập khu vực gạt nước. Kết quả là khu vực gạt nước sẽ nhỏ đi, đó là khu vực còn lại sẽ tăng lên khi gạt nước hoạt động ở tốc độ thấp.

Hệ thống gạt nước dải rộng tự động làm cho khu vực gạt nước giảm đi/tăng lên để giảm khu vực còn lại ở tốc độ thấp.

b. Cấu tạo

Ở hệ thống gạt nước dải rộng, mô tơ được đặt cạnh mô tơ gạt nước thông thường và vị trí của của cơ cấu dẫn động gạt nước thay đổi được. Trong kết cấu này, khi mô tơ gạt nước dải rộng hoạt động, trục vít quay và sau đó bánh vít quay. Kết quả vì cần không tải hoạt động nên vị trí của cơ cấu điều khiển gạt nước thay đổi.

Hình 2.19. Trạng thái của công tắc gạt nước vi trí INT/LO

- Vị trí INT/LO của công tác gạt nước

Bộ phận điều khiển gạt nước làm cho mô tơ gạt nước dải rộng thường quay tới vị tí LO, vị trí trung tâm của cần không tải thay đổi (a tới a’) và cánh tay đòn thay đổi (b tới b’, c tới c’) đồng thời. Kết quả là thanh gạt nước dịch chuyển từ vị trí dừng dưới kính tới vị trí LO. Sau đó gạt nước hoạt động gián đoạn hoặc ở tốc độ thấp.

- Vị trí HIGH của công tác gạt nước

Hình 2.20. Trạng thái của công tắc gạt nước vi trí HIGH

Khi bật công tắc gạt nước đến vị trí HIGH, mô tơ gạt nước dải rộng thường quay tiếp từ vị trí LO và vị trí tâm của cần không tải và cánh tay đòn thay đổi (a’ tới a’’, b’ tới b’’, c’ tới c’’). Kết quả là góc gạt đối với cả vị trí dừng và vị trí quay đảo chiều cũng giảm xuống. Ở thời điểm này tấm gạt bị ảnh hưởng bởi lực quán tính nên nó thậm trí vượt qua cả vị trí dừng và vị trí quay đảo chiều. Khu vực gạt thực tế được duy trì khi hoạt động gián đoạn và ở tốc độ thấp

2.1.4.2. Gạt nước theo tốc độ xe

2.1.4.3. Gạt nước tự động khi trời mưa

Khi công tắc gạt nước ở vị trí AUTO, chức năng này dùng một cảm biến mưa, nó được lắp ở kính trước để phát hiện lượng mưa và điều khiển thời gian gạt nước tối ưu tương ứng theo lượng mưa.

a. Cảm biến nước mưa

Hình 2.21. Cảm biến nước mưa

Cảm biến nước mưa gồm có 1 điốt phát tia hồng ngoại (LED) và một điốt quang để nhận các tia này. Phương pháp phát hiện lượng nước mưa dựa trên lượng tia hồng ngoại được phản xạ bởi kính trước của xe. Ví dụ nếu không có nước mưa trên khu vực phát hiện, các tia hồng ngoại được phát ra từ LED đều được kính trước phản xạ và điốt quang sẽ nhận các tia phản xạ này. Một dải của cảm biến nước mưa sẽ điền vào khe hở giữa thấu kính và kính trước. Nếu có mưa ở khu vực phát hiện, thì một phần tia hồng ngoại phát ra sẽ bị xuyên thấu ra ngoài do sự thay đổi hệ số phản xạ của kính xe do mưa. Do đó lượng tia hồng ngoại do điốt quang nhận được giảm xuống. Đây là tín hiệu để xác định lượng mưa. Vì vậy đây là chức năng điều khiển chế độ hoạt động của gạt nước ở tốc độ thấp, tốc độ cao và gián đoạn cũng như thời gian gạt nước tối ưu.

b. Chức năng an toàn khi có sự cố

Nếu bộ phận điều khiển gạt nước phát hiện có sự cố trong bộ phận cảm nhận nước mưa nó sẽ điều khiển gạt nước hoạt động một cách gián đoạn phù hợp với tốc độ xe. Đây chính là chức năng an toàn khi có sự cố trong hệ thống cảm biến nước mưa. Ngoài ra, gạt nước cũng có thể được điều khiển một cách thông thường bằng công tắc gạt nước ở các vị trí LO và HI.

2.2. HỆ THỐNG CỬA SỔ ĐIỆN

2.2.1. Khái quát

Hệ thống điều khiển cửa sổ điện là một hệ thống để mở và đóng các cửa sổ bằng cách điều khiển các công tắc. Motor cửa sổ điện quay khi vận hành công tắc điều khiển cửa sổ điện. Chuyển động quay của motor cửa sổ điện này sau đó được chuyển thành chuyển động lên xuống nhờ bộ nâng hạ cửa sổ để mở hoặc đóng cửa sổ.

Hệ thống cửa sổ điện có các chức năng sau đây:

- Chức năng đóng (mở) bằng tay

- Chức năng tự động đóng (mở) cửa sổ bằng một lần ấn

- Chức năng khoá cửa sổ

- Chức năng chống kẹt

- Chức năng điều khiển cửa sổ khi tắt khoá điện

Hình 2.22. Điều khiển công tắc chính

Hình 2.23.Chức năng chống kẹt cửa kính

cửa kính người lái

Một số xe có chức năng vận hành cửa sổ liên kết với ổ khoá cửa người lái.

1. Chức năng đóng (mở) bằng tay

Khi công tắc cửa sổ điện bị kéo lên hoặc đẩy xuống giữa chừng, thì cửa sổ sẽ mở hoặc

đóng cho đến khi thả công tắc ra.

2. Chức năng tự động đóng (mở) cửa sổ bằng một lần ấn

Khi công tắc điều khiển cửa sổ điện bị kéo lên hoặc đẩy xuống hoàn toàn, thì cửa sổ sẽ đóng và mở hoàn toàn. Một số xe chỉ có chức năng mở tự động và một số xe chỉ có chức năng đóng (mở) tự động cho cửa sổ phía người lái

3. Chức năng khoá cửa sổ

Khi bật công tắc khoá cửa sổ, thì không thể mở hoặc đóng tất cả các cửa kính trừ cửa

sổ phía người lái.

4. Chức năng chống kẹt cửa sổ

Trong quá trình đóng cửa sổ tự động nếu có vật thể lạ kẹt vào cửa kính thì chức năng

này sẽ tự động dừng cửa kính và dịch chuyển nó xuống khoảng 50mm.

2.2.2. Cấu tạo

Hệ thống cửa sổ điện gồm có các bộ phận sau đây:

1. Bộ nâng hạ cửa sổ

2. Các Motor điều khiển cửa sổ điện

3. Công tắc chính cửa sổ điện (gồm có các công tắc cửa sổ điện và công tắc khoá cửa

sổ).

4. Các công tắc cửa sổ điện

5. Khoá điện

6. Công tắc cửa (phía người lái).

Hình 2.24. Các bộ phận của hệ thống nâng kính

2.2.2.1. Bộ nâng hạ cửa sổ

Chuyển động quay của motor điều khiển cửa sổ được chuyển thành chuyển động lên

Hình 2.24. Bộ nâng hạ cửa kính

xuống để đóng mở cửa sổ.

Cửa kính được đỡ bằng đòn nâng của bộ nâng hạ cửa sổ. Đòn này được đỡ bằng cơ cấu đòn chữ X nối với đòn điều chỉnh của bộ nâng hạ cửa sổ. Cửa sổ được đóng và mở nhờ sự thay đổi chiều cao của cơ cấu đòn chữ X.

Các loại bộ nâng hạ cửa sổ khác với loại cơ cấu tay đòn chữ X là loại điều khiển bằng

dây và loại một tay đòn.

2.2.2.2. Motor điều khiển cửa sổ điện

Motor điều khiển cửa sổ điện quay theo hai chiều để dẫn động bộ nâng hạ cửa sổ.

Hình 2.25. Motor nâng hạ cửa kính

Motor điều khiển cửa sổ điện gồm có ba bộ phận: Motor, bộ truyền bánh răng và cảm biến. Motor thay đổi chiều quay nhờ công tắc. Bộ truyền bánh răng truyền chuyển động quay của motor tới bộ nâng hạ cửa sổ. Cảm biến gồm có công tắc hạn chế và cảm biến tốc độ để điều khiển chống kẹt cửa sổ.

2.2.2.3. Công tắc chính cửa sổ điện

- Công tắc chính cửa sổ điện điều khiển toàn bộ hệ thống cửa sổ điện.

- Công tắc chính cửa sổ điện dẫn động tất cả các motor điều khiển cửa sổ điện.

- Công tắc khoá cửa sổ ngăn không cho đóng và mở cửa sổ trừ cửa sổ phía người lái.

Hình 2.26. Công tắc chính điều khiển cửa sổ điện

- Việc xác định kẹt cửa sổ được xác định dựa trên các tín hiệu của cảm biến tốc độ và công tắc hạn chế từ motor điều khiển cửa sổ phía người lái (các loại xe có chức năng chống kẹt cửa sổ)

2.2.2.4. Các công tắc cửa sổ điện hành khách

Công tắc cửa sổ điện điều khiển dẫn động motor điều khiển cửa số điện của cửa sổ

phía hành khách phía trước và phía sau. Mỗi cửa có một công tắc điện điều khiển.

2.2.2.5. Khoá điện

Khoá điện truyền các tín hiệu vị trí ON, ACC hoặc LOCK tới công tắc chính cửa sổ

điện để điều khiển chức năng cửa sổ khi tắt khoá điện.

2.2.2.6. Công tắc cửa xe

Hình 2.27. Công tắc cửa xe

Công tắc cửa xe truyền các tín hiệu đóng hoặc mở cửa xe của người lái (mở cửa: ON, đóng cửa OFF) tới công tắc chính cửa sổ điện để điều khiển chức năng cửa sổ khi tắt khoá điện.

2.2.3. Nguyên lý hoạt động

Hình 2.28. Hoạt động của hệ thống khi nâng cửa kính UP

2.2.3.1 Chức năng đóng (mở) bằng tay

- Khi khoá điện ở vị trí ON và công tắc cửa sổ điện phía người lái được kéo lên nửa

chừng, thì tín hiệu UP bằng tay sẽ được truyền tới IC và xảy ra sự thay đổi sau đây:

Transistor Tr: ON (mở) → Relay UP: ON (bật) → Relay DOWN: Tiếp mát

Kết quả là motor điều khiển cửa sổ điện phía người lái quay theo hướng UP (lên). Khi nhả công tắc ra, relay UP tắt và motor dừng lại.

- Khi ấn công tắc điều khiển cửa sổ điện phía người lái xuống nửa chừng, tín hiệu

DOWN bằng tay được truyền tới IC và xảy ra sự thay đổi sau đây:

Transistor Tr :ON (mở) → Relay UP: tiếp mát → Relay DOWN: ON (bật)

Hình 2.29. Hoạt động của hệ thống khi hạ cửa kính DOWN

Kết quả là motor điều khiển cửa sổ phía người lái quay theo hướng DOWN

Hình 2.30. Hoạt động của hệ thống ở chế độ AUTO

2.2.3.2 Chức năng đóng (mở) cửa sổ tự động bằng một lần ấn

Khi khoá điện ở vị trí ON và công tắc cửa sổ điện phía người lái được kéo lên (kéo xuống) hoàn toàn, tín hiệu AUTO được truyền tới IC. IC điều khiển Motor cửa sổ điện phía người lái tiếp tục quay ngay cả khi công tắc được nhả ra. Motor điều khiển cửa sổ điện dừng lại khi cửa sổ phía người lái đóng hoàn toàn. IC xác định được điều đó nhờ cảm biến tốc độ và công tắc hạn chế hành trình của motor. Có thể dừng thao tác đóng mở tự động bằng cách nhấn vào công tắc cửa sổ điện phía người lái.

2.2.3.3 Chức năng chống kẹt cửa sổ

Cửa sổ bị kẹt được xác định bởi hai bộ phận. Công tắc hạn chế và cảm biến tốc độ trong motor điều khiển cửa sổ điện. Cảm biến tốc độ chuyển tốc độ motor thành tín hiệu xung. Sự kẹt cửa sổ được xác định dựa vào sự thay đổi chiều dài của sóng xung. Khi đai của vành răng bị đứng im, công tắc hạn chế sẽ phân biệt sự thay đổi chiều dài sóng của tín hiệu xung trong trường hợp cửa bị kẹt với chiều dài sóng xung trong trường hợp cửa sổ đóng hoàn toàn.

Hình 2.31. Cấu tạo bộ cảm biến kẹt cửa

Khi công tắc chính cửa sổ điện nhận được tín hiệu là có một cửa sổ bị kẹt từ motor điều khiển cửa kính, nó tắt relay UP, bật relay DOWN khoảng một giây và mở cửa kính khoảng 50 mm để ngăn không cho cửa sổ tiếp tục đóng.

Hình 2.32. Tín hiệu phát ra của cảm biến

Có thể kiểm tra chức năng chống kẹt cửa sổ bằng cách nhét một vật vào giữa kính và khung. Nhưng với một vật có kích thước nhỏ, khi cửa kính gần đóng, chức năng chống kẹt cửa sổ không kích hoạt. Do đó, việc kiểm tra chức năng này bằng tay có thể dẫn đến bị thương. Một số kiểu xe cũ không có chức năng chống kẹt cửa sổ điện.

Motor điều khiển cửa sổ điện cần được thiết lập lại (về vị trí xuất phát của công tắc hạn chế) khi bộ nâng hạ cửa sổ và motor điều khiển cửa sổ điện bị tháo ra hoặc bộ nâng hạ cửa sổ đã kích hoạt khi không lắp kính.

Hình 2.33. Sơ đồ mạch điện nâng hạ cửa trên xe TOYOTA CRESSIDA

2.3. HỆ THỐNG KHÓA CỬA VÀ CHỐNG TRỘM

(power door locks & anti-theft)

2.3.1. Khái quát

Hình 2.34. Hệ thống khóa cửa

Hệ thống điều khiển khoá cửa không đơn thuần đóng (mở) các cửa xe bằng công tắc cơ khí, mà còn điều khiển motor điện tuỳ theo sự vận hành công tắc điều khiển khoá cửa và chìa khoá. Hệ thống cũng có chức năng chống quên chìa khoá, chức năng mở khoá hai bước và chức năng bảo vệ. Các chức năng của hệ thống khác nhau tuỳ theo kiểu xe, cấp nội thất và thị trường.

Chức năng:

Hệ thống điều khiển khoá cửa có 3 chức năng sau đây:

- Chức năng khoá (mở khoá) công tắc:

Khi ấn công tắc điều khiển khoá cửa về phía khoá (mở khoá), thì tất cả các cửa đều

được khoá (mở khoá).

Hình 2.35. Chức năng mở khóa bằng công tắc và bằng chìa

- Chức năng khoá (mở khoá) cửa bằng chìa:

Khi chìa khoá được tra vào ổ khoá của cửa phía người lái và hành khách và xoay về vị

trí khoá (mở khoá), thì tất cả các cửa đều được khoá (mở).

Khi cửa được khoá (mở khoá) bằng chìa, thì chỉ có cửa đó có thể khoá hoặc mở bằng

hoạt động cơ khí.

- Chức năng mở khoá hai bước:

Hình 2.36. Chức năng mở khóa 2 bước

Đây là chức năng mở khoá bằng chìa. Khi chìa khoá được dùng để mở khoá một cửa, thì chỉ duy nhất cửa đó mới mở được bằng thao tác thứ nhất (bước 1). Còn các cửa khác muốn mở được, thì phải dùng thao tác thứ hai (bước 2).

2.3.2. Cấu tạo

Hệ thống điều khiển khoá cửa được điều khiển bằng relay tổ hợp bao gồm các chi tiết

Hình 2.37. Các bộ phận của hệ thống khóa cửa

1. Relay tổ hợp (ECU điều khiển khoá cửa)

Relay tổ hợp nhận các tín hiệu từ mỗi công tắc và truyền các tín hiệu khoá (mở khóa)

cho mỗi cụm khoá cửa để dẫn động Motor điều khiển khoá cửa cho từng cửa.

2. Cụm khoá cửa

Cụm khoá cửa khoá (mở khóa) từng cửa. Các cửa có thể được khoá (mở) khóa khi

motor điều khiển khoá cửa đặt bên trong được kích hoạt bằng điện.

3. Khoá điện

4. Công tắc cảnh báo mở khoá bằng chìa

Công tắc cảnh báo mở khoá cửa bằng chìa xác định xem chìa khoá điện đã được tra

vào ổ khoá điện chưa.

5. Công tắc cửa của lái xe

6. Công tắc điều khiển khoá cửa (Công tắc chính cửa sổ điện)

- Cụm khoá cửa

Hình 2.38. Cụm khóa cửa

Cửa xe được khoá (mở khóa) khi thay đổi chiều dòng điện cho motor điều khiển khoá cửa. Công tắc vị trí khoá cửa nằm bên trong cụm khoá xác định xem cửa có được khoá (mở khóa) không (công tắc sẽ tắt OFF khi cửa xe được khoá và công tắc bật khi cửa được mở). Trường hợp có công tắc hoạt động nhờ chìa khoá nằm bên trong sẽ được phát hiện và truyền tới relay tổ hợp (chỉ có ở cụm khoá cửa của cửa lái xe và cửa hành khách phía trước)

- Motor điều khiển khoá cửa

Switch base

Locking lever

Door lock position switch

Point plate

Wheel gear

Return spring

Door lock control motor

Worm gear

Hình 2.39. Motor điều khiển khóa cửa

Các Motor điều khiển khoá cửa đóng vai trò như các bộ chấp hành. Khi motor điều khiển khoá cửa quay, thì sự quay của motor sẽ được truyền qua trục vít và bánh vít tới cần khoá hãm, làm cho cửa được khoá hoặc mở khoá. Mỗi khi thao tác khoá (mở khóa) kết thúc, thì bánh vít được quay về vị trí trung gian nhờ lò xo hồi vị.

- Công tắc vị trí khoá cửa

Hình 2.40. Công tắc vị trí khóa cửa

Công tắc này sẽ xác định xem cửa được khoá (mở khóa) chưa. Công tắc vị trí gồm có tấm tiếp điểm và đế công tắc. Khi cần khoá hãm ở vị trí khoá thì công tắc tắt OFF và khi cần khoá hãm ở vị trí mở khoá thì công tắc bật ON.

- Công tắc hoạt động nhờ chìa khoá

Công tắc hoạt động nhờ chìa khoá được lắp ở bên trong cụm khoá cửa. Nó truyền các

tín hiệu khoá (mở khóa) tới relay tổ hợp khi ổ khoá được mở từ bên ngoài.

Hình 2.41. Công tắc hoạt động nhờ chìa khóa

2.3.3. Nguyên lý hoạt động

2.3.3.1. Chức năng điều khiển khoá (mở khóa) bằng công tắc

Khi ấn công tắc điều khiển khoá cửa về phía khoá (mở), tín hiệu khoá (mở khóa) được truyền tới CPU trong relay tổ hợp. Sau khi nhận được tín hiệu này, CPU sẽ bật Tr1 hoặc Tr2 làm bật relay khoá (mở) khoá. Ở trạng thái này relay khoá (mở khóa) tạo thành mạch kín, dòng điện đi từ ắc qui tới mát qua motor và tất cả các motor điều khiển khoá cửa quay theo hướng khoá (mở khóa) để tắt (bật) công tắc vị trí khoá cửa.

Ở một số xe, các công tắc vị trí khoá được lắp đặt cho tất cả các cửa.

Hình 2.42. Sơ đồ mạch điện của hệ thống khóa cửa

* Nguyên lý hoạt động khi khóa cửa:

Hình 2.43. Điều khiển khóa cửa bằng công tắc

Khi bật công tắc khóa cửa, tín hiệu này được gởi tới bộ điều khiển. Bộ điều khiển làm mở Tr1 nối mát cho cuộn dây trong Relay khóa, cung cấp dương vào một đầu của motor khóa cửa làm nó quay đến vị trí khóa cửa.

* Nguyên lý hoạt động khi mở khóa:

Hình 2.44. Điều khiển mở khóa bằng công tắc

Khi bật công tắc mở khóa, tín hiệu này được truyền tới bộ điều khiển. Bộ điều khiển kích hoạt Tr2 dẫn, nối mát cho cuộn dây trong relay mở khóa, cấp dương cho một đầu của motor khóa cửa. Chiều dòng điện qua motor ngược lại so với khi khóa, làm motor đảo chiều quay làm mở khóa cửa.

2.3.3.2. Chức năng khoá (mở khóa) cửa bằng chìa

Khi cắm chìa khoá vào ổ khoá và xoay về phía khoá (mở) khoá, thì công tắc hoạt động nhờ chìa khoá được quay về vị trí khoá (mở khóa) làm quay tất cả các motor điều khiển khoá cửa theo hướng như là công tắc khoá (mở khóa) bằng tay.

* Nguyên lý hoạt động khi khóa cửa:

Hình 2.45. Điều khiển mở khóa bằng chìa

Hình 2.46. Điều khiển mở khóa bằng chìa

* Nguyên lý hoạt động khi mở khóa:

2.3.3.3. Chức năng mở khoá 2 bước (cửa của người lái)

Khi chìa khoá được xoay theo hướng mở thì chỉ có duy nhất cửa đang được mở mới

được mở khoá. Ở giai đoạn này, cực UL3 của relay tổ hợp được nối mát thông qua công tắc hoạt động nhờ chìa khoá, nhưng Tr2 thì không được bật.

Nếu chìa khoá được xoay theo hướng mở khoá 2 lần trong thời gian 3 giây thì cực UL3 được tiếp đất 2 lần và CPU trong relay tổ hợp sẽ bật Tr2. Kết quả là relay mở khoá được bật lên và tất cả các cửa được mở.

Hình 2.47. Mở khóa bằng chìa bước 1

- Khi thao tác mở khoá bằng chìa được thực hiện 1 lần

- Khi thao tác mở khoá bằng chìa được thực hiện hai lần liên tục

Hình 2.49. Mở khóa bằng chìa bước 2

2.3.3.4. Chức năng quên chìa

Khi cửa của người lái được mở và chìa khoá điện vẫn nằm trong ổ khoá điện, CPU trong rơle tổ hợp sẽ bật Tr2 lên khoảng 0.2 giây sau khi núm khoá được xoay về vị trí khoá (với công tắc vị trí khoá cửa tắt OFF).

Kết quả là rơle mở khoá được bật lên và tất cả các cửa được mở khoá. Nếu công tắc điều khiển khoá cửa hoạt động để khoá các cửa trong giai đoạn này, thì tất cả các cửa được khoá ngay và sau đó lại được mở khoá giống như ở trên.

Hình 2.50. Mạch khóa cửa ở vị trí mở khóa

- Khi núm khóa cửa ở vị trí mở khóa:

- Khi núm khóa cửa ở vị trí khóa:

Hình 2.50. Mạch khóa cửa ở vị trí khóa

2.3.4. Hệ thống điều khiển khoá cửa bằng ECU

Hình 2.51. Các bộ phận của hệ thống điều khiển khóa cửa bằng ECU

Hệ thống điều khiển khoá cửa được điều khiển bằng ECU trong MPX gồm các bộ

phận sau đây:

1. ECU thân xe

ECU sẽ xác định trạng thái của xe dựa trên số liệu từ mỗi công tắc, mỗi cảm biến hoặc thông qua MPX và dẫn động tất cả các motor điều khiển khoá cửa có trang bị relay điều khiển ở bên trong.

2. ECU cửa lái xe

ECU cửa người lái xác định trạng thái của công tắc điều khiển cửa xe và công tắc hoạt

động nhờ chìa khoá của người lái và truyền tín hiệu tới ECU thân xe có MPX.

3. ECU cửa hành khách phía trước

ECU cửa hành khách phía trước xác định trạng thái của công tắc điều khiển khoá cửa và công tắc hoạt động nhờ chìa khoá của cửa hành khách phía trước và truyền tín hiệu tới

ECU thân xe có MPX.

4. ECU đo lường

ECU đo lường tính toán tốc độ xe từ tín hiệu xung của ECU điều khiển trượt truyền tới

ECU thân xe.

5. Cụm cảm biến túi khí trung tâm

Khi cụm cảm biến túi khí trung tâm được kích hoạt, nó làm nổ túi khí và truyền thông

tin tới ECU thân xe để mở khoá cửa.

Hệ thống điều khiển khoá cửa được điều khiển bằng ECU thân xe trong MPX có

các chức năng sau:

1. Chức năng mở khoá cửa khi có tai nạn

Khi túi khí nổ, chức năng này tự động mở khoá tất cả các cửa để tạo điều kiện cho việc

thoát thân và cấp cứu trong trường hợp khẩn cấp.

2. Chức năng mở khoá cửa tự động bằng khoá điện

Khi cửa người lái đóng lại, tắt khoá điện từ vị trí ON về vị trí LOCK (khoá) và mở cửa

người lái khoảng 10 giây thì tất cả các cửa xe sẽ tự động mở khoá.

3. Chức năng mở cửa xe tự động liên quan đến cần số (tuỳ chọn)

Khi khoá điện đang ở vị trí ON, việc đẩy cần số về vị trí P từ bất kỳ vị trí nào sẽ tự

động mở khoá tất cả các cửa.

4. Chức năng khoá cửa tự động liên quan đến cần số (Tuỳ chọn)

Khi các điều kiện dưới đây được thoả mãn liên tiếp thì chức này sẽ làm cho tất cả các

cửa được khoá một cách tự động.

(cid:57) Bật khoá điện từ vị trí LOCK hoặc ACC sang vị trí ON

(cid:57) Tất cả các cửa được đóng

(cid:57) Cần số không ở vị trí P

(cid:57) Có ít nhất một cửa đang mở khóa

5. Chức năng khoá cửa xe tự động theo tốc độ

Khi các điều khiện dưới đây được thoả mãn liên tiếp, thì chức năng này sẽ làm cho tất

cả các cửa được khoá một cách tự động.

(cid:57) Tốc độ xe lớn hơn 20 km/h

(cid:57) Tất cả các cửa đều đóng

(cid:57) Cần số không ở vị trí P hoặc N

(cid:57) Có ít nhất một cửa đang mở khóa

2.3.5. Hệ thống điều khiển khóa cửa từ xa

2.3.5.1. Khái quát

Hình 2.52. Các bộ phận trong hệ thống điều khiển từ xa

Hệ thống điều khiển khoá cửa từ xa là một hệ thống gửi các tín hiệu từ bộ điều khiển từ xa được gắn cùng chìa khoá để khoá (mở khóa) các cửa xe ngay cả khi đứng cách xa xe. Khi bộ điều khiển cửa nhận được tín hiệu phát ra từ bộ điều khiển từ xa, nó sẽ gửi tín hiệu điều khiển tới relay tổ hợp. Relay tổ hợp điều khiển các motor khoá cửa dựa trên tín hiệu nhận được. Ngoài chức năng này relay tổ hợp còn có chức năng khoá tự động, chức năng lặp lại, chức năng phản hồi và các chức năng khác. Các chức năng của hệ thống điều khiển khoá cửa xe từ xa khác nhau tuỳ kiểu xe, cấp nội thất và thị trường.

Hệ thống điều khiển khoá cửa từ xa có các chức năng sau:

1. Chức năng khoá (mở khóa) tất cả các cửa

Ấn vào công tắc LOCK hoặc UNLOCK của bộ điều khiển từ xa sẽ khoá hoặc mở khoá

tất cả các cửa xe.

Hình 2.52. Chức năng khóa tất cả các cửa và mở khóa 2 bước

2. Chức năng mở khoá 2 bước

Ấn vào công tắc UNLOCK hai lần trong thời gian 3 giây sẽ mở tất cả các cửa xe sau

khi cửa người lái được mở khoá.

3. Chức năng phản hồi hoặc báo lại

Đèn cảnh báo nguy hiểm sẽ nhấp nháy một lần khi khoá và hai lần khi mở khoá để báo

rằng thao tác khoá (mở khóa) cửa đã hoàn thành.

4. Chức năng kiểm tra hoạt động của bộ điều khiển từ xa

Khi ấn lên công tắc của bộ điều khiển từ xa để khoá (mở khóa) cửa xe hoặc cửa khoang hành lý, thì đèn chỉ báo hoạt động của bộ điều khiển từ xa bật sáng để thông báo rằng hệ thống này đang hoạt động. Tuy nhiên nếu pin hết điện, thì đèn này sẽ không sáng.

Hình 2.53. Chức năng mở cửa khoang hành lý, điều khiển cửa sổ điện và báo động

5. Chức năng mở cửa khoang hành lý

Để mở cửa khoang hành lý phải ấn và giữ công tắc mở cửa khoang hành lý của bộ điều

khiển từ xa trong thời gian khoảng một giây.

6. Chức năng đóng (mở) cửa sổ điện

Nếu ấn vào công tắc khoá (mở khóa) cửa xe khoảng 2,5 giây hoặc lâu hơn mà không có chìa khoá trong ổ khoá điện, thì tất cả kính cửa sổ của xe có thể được đóng hoặc mở. Quá trình mở/đóng cửa sổ điện sẽ tiếp tục khi nào còn giữ công tắc và dừng lại khi thả ra. Một số xe không có chức năng đóng cửa sổ.

7. Chức năng báo động

Nếu giữ công tắc khoá cửa xe của bộ điều khiển từ xa lâu hơn khoảng từ hai đến ba giây, thì sẽ làm kích hoạt hệ thống chống trộm (còi sẽ kêu cũng như đèn pha, đèn hậu và đèn cảnh báo nguy hiểm sẽ nháy).

Loại công tắc đẩy khoá cửa xe không có chức năng đóng cửa sổ điện.

8. Chức năng bật đèn trong xe

Các đèn trong xe sẽ bật sáng khoảng 15 giây cùng thời điểm với khi các cửa được mở

Hình 2.54. Chức năng bật đèn trong xe

khoá bằng công tắc của bộ điều khiển từ xa.

9. Chức năng khoá tự động

Nếu không có cửa xe nào được mở ra trong khoảng thời gian 30 giây sau khi chúng

được mở khoá bằng công tắc bộ điều khiển từ xa, thì tất cả các cửa xe đều được khoá lại.

10. Chức năng lặp lại

Nếu một cửa không được khoá theo sự điều khiển của bộ điều khiển từ xa, thì relay tổ

hợp sẽ phát ra tín hiệu khoá sau 1 giây.

11. Chức năng cảnh báo cửa xe bị hé mở

Nếu bất kỳ một cửa nào của xe bị mở hoặc hé mở thì việc bấm vào công tắc khoá cửa

của bộ điều khiển từ xa sẽ làm cho còi báo khoá cửa kêu khoảng 10 giây.

12. Chức năng bảo vệ

Mã thay đổi theo luật cố định được sử dụng như một phần của sóng radio được truyền từ bộ điều khiển từ xa. Bộ nhận tín hiệu điều khiển cửa xe lưu trữ mã khi nhận tín hiệu từ bộ điều khiển từ xa và sử dụng mã này để so sánh với mã của xe khi nhận sóng radio tiếp theo từ bộ điều khiển từ xa nhờ đó làm tăng khả năng bảo vệ.

13. Chức năng đăng ký mã nhận dạng của bộ điều khiển từ xa

Chức năng này tạo điều kiện cho việc đăng ký (Ghi và lưu trữ) bốn mã nhận dạng của bộ điều khiển từ xa vào EEPROM được thiết kế ngay trong bộ nhận tín hiệu điều khiển cửa xe. Trong trường hợp muốn ghi lại mã nhận dạng, hãy kiểm tra số mã đăng ký hoặc bị mất bộ điều khiển từ xa, thì có thể xoá các mã nhận dạng và chức năng điều khiển khoá cửa từ xa sẽ không còn tác dụng. Một số xe cho phép đăng ký nhiều nhất 8 mã nhận dạng.

2.3.5.2. Cấu tạo

Hệ thống điều khiển khoá cửa từ xa gồm có các bộ phận sau đây:

1. Bộ điều khiển từ xa

Bộ điều khiển từ xa hoạt động nhờ pin lithium. Khi ấn vào công tắc của bộ điều khiển từ xa, tín hiệu được truyền bởi sóng radio tới bộ nhận tín hiệu điều khiển cửa xe. Có hai loại điều khiển từ xa: Loại gắn ngay vào chìa khoá và loại đi kèm với chìa khoá.

Hình 2.55. Vị trí của các bộ phận trong hệ thống điều khiển khóa cửa từ xa

Hình 2.56. Bộ điều khiển từ xa

Dải tần số của sóng radio (tín hiệu) của bộ điều khiển từ xa vào khoảng từ 300 đến 500 MHZ và tần số này khác nhau tuỳ theo mỗi nước (tần số của các loại điều khiển từ xa cũ từ 30 đến 70 MHZ).

2. Bộ nhận tín hiệu điều khiển cửa xe

Bộ nhận tín hiệu điều khiển cửa xe nhận tín hiệu từ bộ điều khiển từ xa và truyền tín

hiệu điều khiển này tới relay tổ hợp.

3. Relay tổ hợp

Relay tổ hợp xác định trạng thái điều khiển bằng cách tuân theo tín hiệu đầu vào từ mỗi công tắc và phát ra tín hiệu khoá (mở khóa) tới cụm khoá cửa bằng cách tuân theo tín hiệu từ bộ nhận tín hiệu điều khiển cửa xe.

4. Công tắc cảnh báo mở khoá bằng chìa

Công tắc cảnh báo mở khoá bằng chìa xác định xem chìa khoá có được tra vào ổ khoá

điện hay không.

5. Khoá điện

6. Công tắc cửa

7. Cụm khoá cửa

2.3.5.3. Nguyên lý hoạt động

a. Thao tác khoá (mở khóa) tất cả các cửa

- Thao tác truyền và đánh giá

Khi ấn vào công tắc khoá (mở khóa) của bộ điều khiển từ xa mà không có chìa khoá trong ổ khoá điện và tất cả các cửa đã đóng thì mã nhận biết của xe và mã chức năng được truyền đi. Khi bộ nhận tín hiệu điều khiển cửa xe nhận được các mã này, CPU trong bộ nhận tín hiệu điều khiển cửa xe bắt đầu kiểm tra và đánh giá. Nếu bộ nhận tín hiệu điều khiển cửa xe nhận thấy rằng mã nhận biết của chính xe đó, nó sẽ phát ra tín hiệu khoá (mở khóa) cửa xe tới relay tổ hợp.

+ Mã nhận biết

Mã nhận biết có 60 số gồm có mã xoay được thay đổi nhờ sự hoạt động công tắc và

mã ID.

+ Mã chức năng

Mã chức năng có 4 số để chỉ thao tác hoạt động.

100

Hình 2.57. Sơ đồ nguyên lý hoạt động của bộ điều khiển từ xa

- Hoạt động ở phía Relay tổ hợp

Khi relay tổ hợp nhận tín hiệu khoá (mở khóa) cửa xe, nó sẽ bật Transistor Tr1 (Tr2), và làm cho relay khoá (mở khóa) được bật lên. Kết quả là các motor điều khiển khoá cửa được bật về vị trí khoá (mở) khoá.

+ Hoạt động khóa

101

Hình 2.58. Hoạt động khóa của bộ điều khiển từ xa

Hình 2.59. Hoạt động mở khóa của bộ điều khiển từ xa

+ Hoạt động mở khóa

b. Hoạt động mở khoá hai bước

Để thực hiện thao tác mở khoá hai bước, một relay mở khoá (D-phía người lái) được thiết kế chuyên dụng cho cửa người lái và Transistor Tr3 điều khiển relay mở khoá (D) được bố trí trong relay tổ hợp.

- Khi ấn vào công tắc mở khoá của bộ phận điều khiển từ xa chỉ một lần, thì relay tổ hợp sẽ bật Transistor Tr3 và relay mở khoá cửa xe của người lái (D) và cuối cùng chỉ quay motor điều khiển khoá cửa của cửa xe phía người lái về phía mở khoá.

102

Hình 2.59. Hoạt động mở cửa người lái

Hình 2.60. Hoạt động mở cửa người lái và hành khách

- Khi ấn lên công tắc mở khoá của bộ điều khiển từ xa hai lần liên tiếp trong thời gian 3 giây, thì relay tổ hợp sẽ bật cả hai Transistor Tr3 và Tr2 đồng thời bật các relay mở khoá (D) và (P) của các cửa phía người lái và hành khách và quay motor khoá các cửa này về phía mở khoá.

2.3.5.4. Thay thế

a. Thay thế bộ điều khiển từ xa và pin của bộ điều khiển từ xa loại chìa khóa và

bộ điều khiển từ xa liền

Chú ý:

103

- Vì tất cả các chi tiết là các chi tiết điện tử chính xác, vì vậy cần phải đặc biệt cẩn

thận.

- Không được thay đổi các đầu cực.

Quy trình:

- Dùng tô vít chính xác đầu dẹt. Để tháo pin của bộ điều khiển từ xa.

- Để cực dương hướng lên trên, lắp pin vào bộ điều khiển từ xa.

- Kiểm tra gioăng chữ O xem có bị xoắn hoặc lệch vị trí không. Sau đó lắp nắp đậy

Hình 2.61. Thay thế pin bộ điều khiển từ xa loại liền

vào bằng tuốc nô vít chính xác đầu dẹt.

Việc thay thế pin của bộ điều khiển từ xa loại gắn cùng chìa khoá giống như loại chìa khoá rời. Truớc hết tháo nắp đậy sau đó tháo pin và gioăng chữ O ra khỏi bộ điều khiển từ xa (gioăng chữ O là một chi tiết không thể dùng lại được đi kèm cùng với pin của bộ điều khiển từ xa), vì vậy khi thay thế pin của bộ điều khiển từ xa cũng phải thay mới gioăng chữ O.

- Sau khi thay thế bộ điều khiển từ xa phải đăng ký mã nhận biết. Việc thay thế mã nhận biết được thực hiện bằng thao tác hoạt động ổ khoá điện và đóng mở cửa xe của người lái.

Phương pháp ghi lại mã nhận biết khác nhau tuỳ theo loại xe. Cần tham khảo Sách

hướng dẫn sửa chữa để có thêm thông tin chi tiết.

b. Thay thế pin của bộ điều khiển từ xa loại rời

Chú ý:

- Vì tất cả các chi tiết là các chi tiết điện tử chính xác nên phải chú ý cẩn thận.

- Không được thay đổi các đầu cực.

Quy trình:

- Dùng tuốc nô vít chính xác để tháo nắp đậy và sau đó tháo pin của bộ điều khiển từ

xa.

104

Hình 2.62. Thay thế pin bộ điều khiển từ xa loại rời

- Để cực dương hướng lên trên rồi lắp pin vào bộ điều khiển từ xa.

2.4. HỆ THỐNG MÃ CHÌA KHÓA VÀ CHỐNG TRỘM

2.4.1. Khái quát

Hình 2.63. Hệ thống mã chìa khóa và chống trộm

Hệ thống mã hoá khoá động cơ là một hệ thống chống trộm cho xe. Hệ thống này ngăn không cho động cơ khởi động bằng cách ngăn cản quá trình đánh lửa và phun nhiên liệu khi bất kỳ một chìa khoá nào không phải là chìa khoá có mã ID* đã được đăng ký trước. Khi đặt chế độ cho hệ thống mã hoá khoá động cơ động, thì đèn chỉ báo an ninh nháy để cho biết hệ thống đã được xác lập.

Hệ thống mã hoá khoá động cơ gồm có một chíp mã chìa khoá, một cuộn dây thu phát

tín hiệu, ECU khoá động cơ và ECU động cơ . v.v.

Có hai loại hệ thống mã hoá khoá động cơ, một loại điều khiển bằng ECU độc lập (ECU khoá động cơ) và loại kia thì điều khiển bằng ECU động cơ có ECU khoá động cơ ở bên trong.

105

2.4.2. Chức năng

Hình 2.64. Chức năng hệ thống mã chìa khóa và chống trộm

2.4.2.1. Chức năng xác lập/bỏ chế độ của hệ thống mã hoá khoá động cơ

- Xác lập chế độ cho hệ thống mã hóa động cơ

Thời điểm rút chìa khoá điện ra khỏi ổ khoá điện hoặc 20 giây sau khi xoay chìa khoá điện về vị trí “ACC” hoặc “LOCK”, hệ thống mã hoá khoá động cơ được xác lập việc đánh lửa khởi động và phun nhiên liệu không thể thực hiện được.

- Bỏ chế độ mã hóa cho động cơ

Khi cắm chìa khoá điện ổ khoá thì ECU khoá động cơ và chíp mã chìa khoá nằm

trong chìa khoá bắt đầu giao tiếp với nhau.

Sau khi được giao tiếp bắt đầu, nếu mã khởi động đăng ký trong ECU khoá động cơ và trong chíp mã chìa của nó trùng hợp nhau hai lần liên tục, thì chế độ của hệ thống mã hoá khoá động cơ được huỷ bỏ làm cho hệ thống đánh lửa bắt đầu làm việc và nhiên liệu được phun vào động cơ. Kết qủa là động cơ có thể khởi động được.

2.4.2.2. Chức năng đăng kí

- Chức năng đăng ký mã khoá gồm có chức năng đăng ký tự động, đăng ký bổ sung

và xoá bỏ má khoá.

- Chức năng đăng ký mã khoá gồm có chức năng đăng ký tự động, đăng ký bổ sung

và xoá bỏ má khoá.

106

Hình 2.65. Đăng kí mã chìa khóa lần đầu

a. Đăng kí mã hóa lần đầu

Đây là một hệ thống để đăng ký tự động mã chìa khóa (mã chìa chính và mã chìa

phụ) khi thay thế ECU khoá động cơ.

Sau khi thay thế ECU khoá động cơ, bật khoá điện lên vị trí ON làm cho đèn chỉ báo nhấp nháy. Trong điều kiện đó, tra chìa khoá chính và chìa khoá phụ vào ổ khoá đánh lửa để tự động đăng ký mã chìa vào ECU.

107

Hình 2.66. Đăng kí mã chìa khóa bổ sung

b. Chức năng mã chìa bổ sung

Đây là chức năng thực hiện việc đăng ký bổ sung mã chìa mới (mã chìa chính và mã

chìa phụ) có mã chìa đã được đăng ký trong ECU.

Hình vẽ bên phải cho ta một ví dụ về phương pháp đăng ký bổ sung đối với loại điều khiển bằng ECU khoá động cơ. Phương pháp đăng ký này được thực hiện nhờ vận hành khoá điện và thao tác đóng/mở cửa xe phía người lái.

108

Chương 3: HỆ THỐNG AN TOÀN KHẨN CẤP

3.1. Chức năng, yêu cầu

3.1.1. Chức năng

Đảm bảo an toàn cho người và hành lý trên xe khi có những tình huống va chạm

bất thường xảy ra.

3.1.2. Yêu cầu

Có hai yêu cầu an toàn đối với ô tô, đó là:

+ Thứ nhất là an toàn chủ động liên quan đến việc ngăn ngừa tai nạn xẩy ra.

+ Thứ hai là an toàn thụ động liên quan đến việc bảo vệ người và hành lý trên xe

tại thời điểm va đập.

Để bảo vệ người và hành lý trên xe khi va đập, điều quan trọng là phải giữ cho ca bin bị hư hỏng ít nhất đồng thời phải giảm thiểu sự xuất hiện các va đập thứ cấp gây ra bởi sự dịch chuyển của người lái và hành lý trong ca bin. Để thực hiện được điều này người ta sử dụng khung xe có cấu trúc hấp thụ được tác động của lực va đập, đai an toàn, túi khí SRS.v.v.

* Thân xe có cấu trúc hấp thụ được tác động của lực va đập (CIAS):

Sự hấp thụ và phân tán lực va đập thông qua biến dạng các phần đằng trước và đằng sau của thân xe sẽ làm giảm lực va đập tới người lái và hành khách. Cấu trúc ca bin cứng vững cũng giúp giảm thiểu được biến dạng của nó

* Đai an toàn:

Đai an toàn là một trong những phương tiện cơ bản bảo vệ người lái và hành khách. Đeo đai an toàn sẽ giúp cho người lái và hành khách không bị văng ra khỏi xe trong quá trình va đập đồng thời cũng giảm thiểu sự xuất hiện va đập thứ cấp trong ca bin

* Túi khí SRS (hệ thống giảm va đập bổ sung):

109

Túi khí SRS được trang bị để bảo vệ bổ sung cho người lái và hành khách khi họ đã được bảo vệ bằng đai an toàn. Đối với những va đập nghiêm trọng ở phía trước hoặc sườn xe, túi khí SRS cùng với đai an toàn sẽ ngăn ngừa hoặc giảm thiểu chấn thương.

Hình 3.1. An toàn khi có và không có túi khí và đai an toàn

3.1.3. Sự cần thiết phải có SRS

Khi xe đâm vào xe khác hoặc vật thể cố định, nó dừng lại rất nhanh nhưng không phải ngay lập tức. Ví dụ nếu khi xe đâm vào Barie cố định với vận tốc 50 km/h, bị đâm ở phía đầu xe, thì xe chỉ dừng lại hoàn toàn sau khoảng 0,1 giây hoặc hơn một chút. Ở thời điểm va đập, ba đờ sốc trước ngừng dịch chuyển nhưng phần còn lại của xe vẫn dịch chuyển với vận tốc 50 km/h. Xe bắt đầu hấp thụ năng lượng va đập và giảm tốc độ vì phần trước của xe bị ép lại.

Trong quá trình va đập, khoang hành khách bắt đầu chuyển động chậm lại hoặc giảm tốc, nhưng hành khách vẫn tiếp tục chuyển động lao về phía trước với vận tốc như vận tốc ban đầu trong khoang xe.

110

Nếu người lái và hành khách không đeo dây an toàn, họ sẽ tiếp tục chuyển động với vận tốc 50 km/h cho đến khi họ va vào các vật thể trong xe. Trong ví dụ cụ thể này hành khách và người lái dịch chuyển nhanh như khi họ rơi từ tầng 3 xuống.

Nếu người lái và hành khách đeo dây an toàn thì tốc độ dịch chuyển của họ sẽ giảm dần và do đó giảm được lực va đập tác động lên cơ thể họ. Tuy nhiên, với các va đập mạnh họ có thể vẫn va đập vào các vật thể trong xe nhưng với một lực nhỏ hơn nhiều so với những người không đeo dây an toàn.

3.2. Hệ thống túi khí

3.2.1. Công dụng, phân loại

* Công dụng:

Các túi khí được thiết kế để bảo vệ lái xe và hành khách ngồi phía trước được tốt hơn ngoài biện pháp bảo vệ chính bằng dây đai an toàn.

Hình 3.2. Công dụng của túi khí và đai an toàn

Trong trường hợp va đập mạnh từ phía trước túi khí làm việc cùng với đai an toàn để tránh hay làm giảm sự chấn thương bằng cách phồng lên, giảm nguy cơ đầu hay mặt của lái xe hay hành khách phía trước đập thẳng vào vành tay lái hay bảng táplô.

* Phân loại:

Túi khí được phân loại dựa trên kiểu hệ thống kích nổ bộ thổi khí, số lượng túi khí và

số lượng cảm biến túi khí.

a. Hệ thống kích nổ bộ thổi khí:

- Loại điện tử (loại E)

- Loại cơ khí hoàn toàn (loại M)

b. Số lượng túi khí:

- Một túi khí: cho lái xe (loại E hay M)

- Hai túi khí: cho lái xe và hành khách trước (chỉ loại E)

c. Số lượng cảm biến túi khí: (chỉ loại E)

111

- Một cảm biến: Cảm biến túi khí.

- Ba cảm biến: Cảm biến trung tâm và hai cảm biến trước.

3.2.2. Cấu trúc cơ bản của hệ thống

Bao gồm: - Cảm biến túi khí trung tâm. - Bộ thổi khí.

Hình 3.3. Cấu trúc hệ thống túi khí

112

- Túi khí.

3.2.3. Nguyên lý hoạt động

Khi va chạm, cảm biến túi khí xác định mức độ va chạm và khi mức độ này vượt quá giá trị qui định của cụm cảm biến túi khí trung tâm (cụm cảm biến túi khí), thì ngòi nổ nằm trong bộ thổi túi khí sẽ bị đánh lửa.

Ngòi nổ đốt chất mồi lửa và hạt tạo khí và tạo ra một lượng khí lớn trong thời gian ngắn.

Hình 3.4. Hoạt động của túi khí

Khí này bơm căng túi khí để giảm tác động lên người trên xe đồng thời ngay lập tức thoát ra ở các lỗ xả phía sau túi khí. Điều này làm giảm lực tác động lên túi khí và cũng đảm bảo cho người lái có một thị trường cần thiết để quan sát.

Túi khí sẽ nổ:

Túi khí được thiết kế để kích hoạt trong trường hợp có va chạm mạnh từ phía trước xảy ra trong vùng gạch chéo giữa các mũi tên như hình vẽ.

Túi khí sẽ phát nổ nếu mức độ nghiêm trọng của va đập lớn hơn một mức định trước, tương ứng với một cú đâm thẳng vào một vật cản cố định không dịch chuyển hay biến dạng ở tốc độ 20- 30km/h. Nếu mức độ nghiêm trọng chưa đến mức độ này, túi khí có thể không nổ.

Một số trường hợp túi khí sẽ nổ:

+ Túi khí SRS phía trước có thể nổ nếu xẩy ra va đập nghiêm trọng ở phía gầm

dưới xe.

113

* Khi nào túi khí sẽ nổ và không nổ:

+ Các túi khí bên và túi khí bên phía trên được thiết kế để hoạt động khi xe bị

đâm mạnh từ bên sườn

+ Các túi khí SRS và túi khí bên phía trên được thiết kế để hoạt động khi phần

khoang xe bị đâm từ bên sườn xe hoặc tai sau của xe

Túi khí sẽ không nổ:

+ Túi khí được thiết kế sẽ không nổ nếu xe bị đâm từ phía sau, hay bên sườn, khi

nó bị lật, đâm từ phía trước với tốc độ thấp.

+ Khi xe bị va đập chéo hoặc trực diện ở bên sườn xe như được chỉ ra ở hình vẽ bên trái nhưng không ở khu vực khoang hành khách, thì túi khí bên và túi khí bên phía trên có thể không nổ.

+ Khi xe bị va đập trực diện vào hoặc chéo vào thành bên như được chỉ ra ở hình vẽ bên trái nhưng không thuộc khu vực khoang hành khách, thì túi khí bên và túi khí bên phía trên có thể không nổ

114

3.2.4. Túi khí RSR loại E

Hình 3.5. Hệ thống túi khí loại E

3.2.4.1. Tổng quan về hệ thống

Hệ thống túi khí loại E bao gồm các phần tử sau: 1. Cảm biến túi khí trước (Trái, phải)

2. Cụm cảm biến túi khí trung tâm (cụm cảm biến túi khí)

3. Cụm túi khí người lái

4. Cụm túi khí hành khách phía trước

5. Cáp xoắn

6. Cụm túi khí bên (trái, phải)

7. Cụm túi khí bên phía trên ( Trái, phải)

8. Bộ căng đai khẩn cấp (Trái, phải)

9. Cảm biến túi khí bên (Trái, phải cảm biến túi khí bên và túi khí bên phía trên)

10. Cảm biến túi khí bên phía trên (Trái, phải)

11. Cảm biến túi khí theo vị trí ghế (với túi khí loại 2 giai đoạn)

12. Đèn cảnh báo SRS

115

13. DLC3.

3.2.4.2. Cấu tạo và hoạt động của từng chi tiết

a. Bộ thổi khí và túi khí

* Đối với người lái:

- Cấu tạo:

Cụm túi khí SRS cho ghế người lái được đặt trong đệm vô lăng. Cụm túi khí SRS

Hình 3.6. Cấu tạo và hoạt động của bộ thổi khí cho lái xe

116

không thể tháo rời ra được. Nó gồm có bộ thổi khí, túi và đệm vô lăng.

- Nguyên lý hoạt động: Cảm biến túi khí được kích hoạt do sự giảm tốc đột ngột khi có va đập mạnh từ phía trước. Dòng điện đi vào ngòi nổ nằm trong bộ thổi khí để kích nổ túi khí. Tia lửa lan nhanh ngay lập tức tới các hạt tạo khí và tạo ra một lượng lớn khí Nitơ. Khí này đi qua bộ lọc và được làm mát trước khi sang túi khí. Sau đó vì khí giãn nở làm xé rách lớp ngoài của mặt vô lăng và túi khí tiếp tục bung ra để làm giảm va đập tác dụng vào đầu nguời lái

Ngoài ra, còn có bộ thổi khí loại kép để điều khiển quá trình bung ra của túi khí theo hai cấp. Theo vị trí trượt của ghế, đai an toàn có được thắt chặt hay không và mức độ va đập, thiết bị này điều khiển tối ưu sự bung ra của túi khí.

* Đối với hành khách phía trước (ở bảng táp lô):

- Cấu tạo:

Bơm gồm có bộ phận ngòi nổ, đầu phóng, đĩa chắn, hạt tạo khí, khí áp suất cao .v.v. Túi khí được bơm căng bởi khí có áp suất cao từ bộ tạo khí. Bộ thổi khí và túi được đặt trong một vỏ và đặt ở trong bảng táp lô phía hành khách.

- Nguyên lý hoạt động:

Hình 3.7. Cấu tạo và hoạt động của bộ thổi khí cho hành khách phía trước

Nếu cảm biến túi khí được bật lên do giảm tốc khi xe bị va đập từ phía trước, dòng điện đi vào ngòi nổ đặt trong bộ thổi khí và kích nổ. Đầu phóng bị đốt bởi ngòi nổ phóng qua đĩa chắn và đập vào piston động làm khởi động ngòi nổ mồi. Tia lửa của ngòi nổ này lan nhanh tới bộ kích thích nổ và các hạt tạo khí. Khí được tạo thành từ các hạt tạo khí bị đốt nở ra và đi vào túi khí qua các lỗ xả khí và làm cho túi khí bung ra. Túi khí đẩy cửa mở ra tiếp tục bung ra giúp giảm va đập tác dụng lên đầu, ngực hành khách phía trước.

117

Ngoài ra, có bội thổi khí loại kép để điều khiển sự bung ra của túi khí theo hai cấp. Và mỗi cấp đều có ngòi nổ và hạt tạo khí tuỳ theo mức độ va đập sẽ có tốc độ bung ra tối ưu của túi khí. Mức độ va đập được xác định bởi hệ thống cảm biến túi khí, khi mức độ va đập lớn thì cả hai ngòi nổ A và B đều được đánh lửa đồng thời. Khi va đập nhỏ, thời điểm đánh lửa ngòi nổ B được làm chậm lại và túi khí được bung ra với vận tốc chậm hơn so với bộ thổi khí loại đơn.

* Đối với túi khí bên:

- Cấu tạo:

Về cơ bản cấu tạo của túi khí bên giống như túi khí hành khách phía trước. Cụm túi khí bên được đặt trong hộp và bố trí ở phía ngoài của lưng ghế. Cụm túi khí bên gồm có ngòi nổ, hạt tạo khí, khí áp suất cao và vách ngăn.

Hình 3.8. Cấu tạo và hoạt động của

- Nguyên lý hoạt động:

túi khí bên

Nếu cảm biến túi khí được kích hoạt do giảm tốc đột ngột khi xe bị va đập bên hông xe, dòng điện đi vào ngòi nổ đặt trong bộ thổi khí và kích nổ. Khí cháy được tạo ra do các hạt tạo khí bị đốt làm rách buồng ngăn làm cho khí cháy tiếp tục giãn nở với áp suất cao sau đó khí này làm rách đĩa chạy để khí có áp suất cao đi vào túi khí và làm cho túi khí bung ra.

* Túi khí bên phía trên (rèm cửa):

- Cấu tạo:

Bộ thổi khí của cụm túi khí bên phía trên được lắp ở trụ xe phía trước và phía sau. Túi khí nén của cụm túi khí bên phía trên được đặt trên trần xe. Cụm túi khí bên phía trên gồm có bộ đánh lửa, giá đỡ, đinh ghim, đệm, túi.v.v.

Hình 3.9. Cấu tạo và hoạt động của

- Nguyên lý hoạt động:

túi khí phía trên

118

Theo tín hiệu đánh lửa được truyền đến từ cụm cảm biến túi khí trung tâm, dòng điện đi vào ngòi nổ và bộ đánh lửa hoạt động. Tia lửa điện đốt cháy hạt tạo khí và nhiệt phá vỡ đệm chặn. Sau khi khí có áp suất cao đi qua cửa ra được thổi vào túi khí nhờ vậy túi khí được thổi phồng lên ngay lập tức.

Hình 3.10. Cảm biến túi khí trung tâm

b. Cụm cảm biến túi khí trung tâm (cụm cảm biến túi khí)

Cụm cảm biến túi khí trung tâm được lắp ở sàn giữa dưới bảng táp lô và gồm có mạch

chuẩn đoán, mạch điều khiển kích nổ, cảm biến giảm tốc, cảm biến an toàn.v.v..

+ Mạch điện của của túi khí phía trước trước và bộ căng đai khẩn cấp.

+ Mạch túi khí bên và túi khí bên phía trên ( khi cảm biến an toàn được đặt trong

cảm biến túi khí bên và túi khí bên phía trên).

Mạch chẩn đoán:

Mạch này chẩn đoán một cách thường xuyên hư hỏng của hệ thống. Khi phát hiện sự

cố nó bật sáng hoặc nhấp nháy đèn cảnh báo SRS để thông báo cho người lái biết.

Mạch điều khiển kích nổ:

119

Mạch điều khiển kích nổ thực hiện việc tính toán được mô tả ở trên dựa trên tín hiệu được phát ra từ cảm biến giảm tốc của cụm cảm biến túi khí và cụm cảm biến túi khí phía trước. Nếu giá trị tính toán này lớn hơn giá trị đã định thì nó sẽ kích hoạt sự hoạt động kích nổ.

Hình 3.11. Mạch cảm biến túi khí trung tâm

120

Cảm biến giảm tốc:

Dựa trên sự giảm tốc của xe trong quá tình va chạm từ phía trước, sự biến dạng của

cảm biến được chuyển thành tín hiệu điện. Tín hiệu này tỷ lệ tuyến tính với tỷ lệ giảm tốc.

Cảm biến an toàn:

Cảm biến an toàn được đặt ngay trong cụm cảm biến túi khí trung tâm. Cảm biến an

toàn bật ON nếu lực giảm tốc tác động lên cảm biến lớn hơn giá trị đặt trước.

Nguồn dự phòng:

Nguồn dự phòng gồm có tụ cấp điện và bộ chuyển đổi DC - DC. Trong trường hợp hệ thống cấp điện bị hỏng do va đập, thì tụ điện sẽ phóng điện và cấp điện cho hệ thống. Bộ chuyển đổi DC - DC là một biến áp tăng cường khi điện áp của ắc quy tụt xuống dưới mức độ nhất định.

Mạch bộ nhớ:

Khi mạch chẩn đoán phát hiện thấy hư hỏng, nó được mã hoá và được lưu trữ vào

mạch bộ nhớ này.

c. Cảm biến túi khí trước Các cảm biến túi khí trước được lắp ở dầm dọc phía trước bên trái và bên phải.

Cảm biến túi khí trước phát hiện va đập từ phía trước và gửi tín hiệu giảm tốc tới cụm cảm biến túi khí trung tâm.

Hình 3.12. Cảm biến túi khí trước

Cảm biến giảm tốc được đặt trong cảm biến túi khí trước.

Có hai loại cảm biến giảm tốc: Loại làm từ chất

bán dẫn và loại cơ khí có rôto lệch tâm.

Thường có loại không có cảm biến túi khí trước và việc điều khiển hệ thống túi khí

trước bằng cụm cảm biến túi khí trung tâm.

d. Cảm biến túi khí bên (cảm biến túi khí bên và túi khí bên phía trên)/ cảm biến túi

121

khí bên phía trên.

Hình 3.13. Cảm biến túi khí bên

Các cảm biến túi khí bên (cảm biến túi khí bên và cảm biến túi khí bên phía trên) được lắp ở các trụ giữa bên trái và bên phải và các cảm biến túi khí bên phía trên được lắp ở trụ xe phía sau bên trái và bên phải

Các cảm biến túi khí bên (Cảm biến túi khí bên và cảm biến túi khí bên phía trên) và cảm biến túi khí bên phía trên gồm có cảm biến giảm tốc, cảm biến an toàn, mạch điều khiển kích nổ và mạch chuẩn đoán.

Các cảm biến túi khí (cảm biến túi khí bên và túi khí bên phía trên) xác định sự va đập bên sườn xe và gửi tín hiệu giảm tốc tới cụm cảm biến túi khí trung tâm. Cụm cảm biến túi khí trung tâm sẽ kích hoạt túi khí bên và túi khí bên phía trên dựa trên tín hiệu giảm tốc được truyền từ cảm biến túi khí bên.

Cảm biến túi khí bên phía trên phát hiện va đập bên sườn xe và gửi tín hiệu giảm tốc tới cụm cảm biến túi khí trung tâm. Cụm cảm biến túi khí trung tâm kích hoạt túi khí bên phía trên dựa trên tín hiệu truyền từ cảm biến túi khí bên phía trên.

Hình 3.14. Cảm biến cửa bên

e. Cảm biến cửa bên

Cảm biến cửa bên chỉ được đặt ở các xe 2 cửa hoặc 3 cửa có cửa hậu được trang bị túi

122

khí bên. Các cảm biến này được lắp bên trong các cửa trước.

Cảm biến cửa bên phát hiện va đập bên sườn xe và gửi tín hiệu giảm tốc tới cụm cảm biến túi khí trung tâm. Dựa trên tín hiệu này, cụm cảm biến túi khí trung tâm sẽ kích hoạt túi khí bên và túi khí bên phía trên.

Hình 3.15. Cảm biến túi khí theo vị trí ghế

f. Cảm biến túi khí theo vị trí ghế

Cảm biến túi khí theo vị trí ghế ngồi được sử dụng vì người ta thường dùng bộ thổi khí loại 2 giai đoạn ở túi khí người lái. Cảm biến túi khí theo vị trí ghế ngồi được lắp ở ray trượt ghế phía dưới ghế của lái xe. Nó xác định tư thế người lái theo vị trí trượt của ghế và gửi tín hiệu này tới cụm cảm biến túi khí trung tâm. Cụm cảm biến túi khí trung tâm sẽ điều khiển túi khí bung ra một cách nhẹ nhàng khi vị trí ghế ở về phía trước và tốc độ giảm tốc thấp

Cảm biến túi khí theo vị trí ghế xác định hai cấp vị trí ở đó đường sức từ bị cắt (ghế lùi về phía sau) và không bị cắt (ghế ở phía trước) bằng một tấm cắt được lắp ở phía sau của ray trượt ghế.

Hình 3.16. Cảm biến phát hiện người ngồi trên ghế

g. Cảm biến phát hiện người ngồi trên ghế

Cảm biến phát hiện người trên ghế được gắn ở đệm ghế của ghế hành khách trước và

được dùng để xác định xem có hành khách ngồi ở ghế không.

123

Cảm biến được chỉ ra trên hình vẽ có cấu tạo gồm hai tấm điện cực. Có đệm ở giữa. Khi có người ngồi lên ghế các tấm điện cực tiếp xúc với nhau qua lỗ trên tấm đệm do đó có

dòng điện đi qua. Kết quả là cụm cảm biến túi khí trung tâm xác định có người ngồi lên ghế. Dùng tín hiệu này, một số loại xe không điều khiển được khi không có người ngồi ở ghế trước. Tín hiệu này cũng được dùng để điều khiển đèn báo thắt đai an toàn hành khách phía trước (khi không có ai ngồi ở ghế hành khách phía trước thì đèn này không sáng).

h. Đèn cảnh báo SRS Đèn cảnh báo SRS được lắp trên bảng đồng hồ táp lô.

Hình 3.17. Đèn cảnh báo SRS Khi cụm cảm biến túi khí trung tâm phát hiện thấy sự cố trong hệ thống túi, khí nó sẽ bật sáng đèn cảnh báo SRS để thông báo cho người lái biết. Trong điều kiện hoạt động bình thường khi công tắc khởi động được bật về vị trí ON, thì đèn này sẽ sáng khoảng 6 giây và sau đó sẽ tắt.

Hình 3.18. Cáp xoắn SRS

k. Cáp xoắn Cáp xoắn được sử dụng như là dây nối điện từ thân xe tới vô lăng. Cáp xoắn gồm có bộ phận quay, vỏ, cáp, cam ngắt.v.v..

Vỏ được lắp cùng với cụm công tắc tổ hợp. lăng. Cơ cấu quay quay cùng với vô Cáp dài 4,8 m* và được đặt trong vỏ và có một độ chùng nhất định. Một đầu cáp được cố định vào vỏ. Đầu kia được cố định vào cơ cấu quay. Khi vô lăng được xoay sang phải hoặc sang trái, nó có thể quay nhờ độ chùng của cáp (2 - 1/2 vòng*).

i. Các giắc nối Tất cả các giắc nối trong túi khí SRS đều có màu vàng để phân biệt với các loại giắc

nối khác.

Các giắc nối có chức năng đặc biệt và được chế tạo riêng cho túi khí SRS được sử dụng ở các vị trí chỉ ra ở hình bên trái để đảm bảo độ tin cậy cao.

124

Các cực của giắc nối này đều được mạ vàng để nâng cao tuổi thọ.

Hình 3.19. Sơ đồ giắc nối SRS

- Cơ cấu khoá cực kép: Mỗi giắc nối có hai bộ phận đó là vỏ và khoá cài. Kết cấu này đảm bảo khoá chắc cực bằng hai thiết bị khoá để ngăn không cho các cực bị tụt ra.

Cơ cấu chống kích hoạt túi khí: Mỗi giắc nối có một lá lò xo nối tắt. Khi giắc nối bị ngắt, lá lò xo nối tắt này nối cực dương với cực âm của ngòi nổ một cách tự động. Hình 3.20. Cơ cấu khóa cực kép SRS

Hình 3.21. Cơ cấu chống kích hoạt túi khí

- Cơ cấu chống kích hoạt túi khí: Mỗi giắc nối có một lá lò xo nối tắt. Khi giắc nối bị ngắt, lá lò xo nối tắt này nối cực dương với cực âm của ngòi nổ một cách tự động.

Hình 3.22. Cơ cấu kiểm tra sự nối điện

125

- Cơ cấu kiểm tra sự nối điện: Cơ cấu này kiểm tra xem các giắc nối đã được nối đúng và chắc chắn chưa. Cơ cấu kiểm tra sự nối điện được thiết kế sao cho chốt phát hiện ngắt điện nối với các cực chẩn đoán khi khoá của vỏ giắc nối đã được khoá.

- Cơ cấu khoá giắc nối kép: Với kết cấu này các giắc nối (giắc đực và giắc cái) được khoá bằng 2 cơ cấu khoá, để tăng độ tin cậy của kết nối. Nếu khoá thứ nhất không đúng thì các gờ sẽ cản trở và ngăn không cho sự khoá thứ hai được thực hiện.

Hình 3.23. Cơ cấu khóa giắc nối kép SRS

Hình 3.24. Cơ cấu ngăn chặn nối nửa vời

- Cơ cấu ngăn chặn nối nửa vời: Nếu các giắc nối không được nối hoàn toàn, thì giắc nối sẽ bị ngắt do các lò xo đẩy ra và do đó mạch bị hở.

Hình 3.25. Cơ cấu khóa giắc nối SRS

- Cơ cấu khoá giắc nối: Việc khoá giắc nối đảm bảo cho sự kết nối được an toàn.

3.2.4.3. Chức năng tự chẩn đoán

Mạch chẩn đoán thường xuyên kiểm tra tất cả các sự cố của hệ thống túi khí theo hai bước như sau

Khoá điện bật lên vị trí ON → 1. Kiểm tra sơ bộ (khoảng 6 giây) → 2. Kiểm tra

Hình 3.26. Sơ đồ các giắc chẩn đoán trên SRS loại E

thường xuyên

126

a. Kiểm tra sơ bộ Khi bật khoá điện lên ON từ vị trí LOCK, thì mạch chẩn đoán bật sáng đèn cảnh báo túi khí khoảng 6 giây để thực hiện kiểm tra sơ bộ ban đầu. Nếu phát hiện thấy sự cố trong quá trình kiểm tra sơ bộ ban đầu, thì đèn chỉ báo túi khí sáng không tắt và vẫn sáng sau 6 giây.

Thường có túi khí SRS loại E thực hiện việc kiểm tra sơ bộ ban đầu khi khoá điện ở vị trí ACC.

Ở những đời xe gần đây nếu túi khí nổ, thì đèn cảnh báo túi khí sẽ tiếp tục sáng ngay cả sau khi kiểm tra sơ bộ ban đầu.

Trong trường này đèn báo túi khí không thể tắt. b. Kiểm tra thường xuyên Nếu không phát hiện được sự cố trong quá trình kiểm tra sơ bộ ban đầu, đèn cảnh báo

túi khí sẽ tắt trong 6 giây để cho phép ngòi nổ sẵn sàng kích nổ.

Mạch chuẩn đoán bắt đầu kiểm tra thường xuyên ở mọi thời điểm đối với các cụm chi tiết của hệ thống, nguồn điện và dây dẫn để tìm sự cố như hở mạch, ngắn mạch.v.v. Nếu phát hiện thấy sự cố trong quá trình kiểm tra thường xuyên, thì đèn cảnh báo túi khí sẽ bật sáng hoặc nhấp nháy để thông báo cho người lái biết.

c. Kiểm tra mã chuẩn đoán Các mã chuẩn đoán có thể phục hồi được như đã mô tả. Số mã chuẩn đoán được chỉ ra

bởi kiểu nhấp nháy của đèn báo SRS

- Sử dụng SST (dây kiểm tra): + Các mã hư hỏng hiện tại Bật khoá điện lên vị trí ON và đợi khoảng 20 hoặc 60 giây tuỳ theo từng loại xe. Dùng SST, nối tắt các cực TC và E1 của DLC1 hoặc DLC2 và các cực TC và CG của DLC3.

SST: 09843-18020 (DLC1, DLC2), 09843-18040 (DLC3) + Mã hư hỏng quá khứ: Dùng SST, nối tắt các cực TC và E1 của DLC1 hoặc DLC2; TC và CG của DLC3. Bật khoá điện lên vị trí ON và đợi khoảng 20 hoặc 60 giây tuỳ theo từng loại xe. - Dùng máy chẩn đoán cầm tay: Nối máy chẩn đoán cầm tay với DLC1, DLC2 hoặc DLC3. Đọc các mã chuẩn đoán bằng cách tuân theo các chỉ dẫn trên màn hình máy chẩn

đoán. d. Xoá các mã chẩn đoán - Thậm chí sau khi hư hỏng đã được sửa chữa, thì đèn báo cũng sẽ không tắt khi khoá điện ở vị trí ON trừ khi các mã lưu trữ đã bị xoá đi. Quy trình xoá các mã đã lưu trữ khác nhau tuỳ theo từng loại bộ nhớ.

Đối với bộ nhớ RAM, các thông tin lưu trữ được xoá khi bị cắt điện. Đối với bộ nhớ EEPROM* thì không thể xoá các thông tin lưu trữ ngay cả khi điện bị cắt. Các xoá mã chuẩn đoán của bộ nhớ EEPROM được giải thích dưới đây trong các phần (2) và (3).

EEPROM có nghĩa là NV-RAM (không phải là bộ nhớ RAM). - Xoá mã chuẩn đoán bằng cách dùng máy chẩn đoán. Nối máy chẩn đoán với DLC1; DLC2 hoặc DLC3 Xoá các mã chuẩn đoán hư hỏng bằng cách tuân theo các chỉ dẫn trên màn hình máy

127

chẩn đoán.

3.2.5. Túi khí RSR loại M (điều khiển bằng cơ khí)

3.2.5.1. Bố trí hệ thống

Túi khí SRS loại M là túi khí bên của người lái kiểu gọn, tất cả các cảm biến túi khí, bộ thổi khí và túi khí đều được đặt mặt vô lăng.

Hình 3.27. Cấu tạo SRS loại M

Bu lông hoặc cần nhả khoá cảm biến ở bên trái của vô lăng. Đây là một thiết bị an toàn để ngăn không cho túi khí bị kích hoạt. Túi khí sẽ không bị kích hoạt ngay cả khi xe va đập mà khi đó bu lông mở khoá cảm biến bị nới lỏng hoặc cần bị kéo ra.

3.2.5.2. Cấu tạo và hoạt động của từng bộ phận

a. Cảm biến túi khí

- Cấu tạo:

128

Cảm biến được đặt bên trong bộ thổi khí bao gồm một vật nặng(viên bi) để phát hiện lực giảm tốc, một kim hoả để kích ngòi nổ… Mặc dù kết cấu thay đổi tuỳ theo kiểu xe nhưng toàn bộ cụm cảm biến được bao kín an toàn. Ngoài ra, một thiết bị an toàn cũng được lắp đặt để ngăn không cho hệ thống túi khí kích nổ khi tháo mặt vành tay lái.

Hình 3.28. Cấu tạo cảm biến túi khí loại M

- Hoạt động:

Truïc kim hoûa

Kim hoûa

Loø xo kim hoaû

Ngoøi noå

Loø xo choát tyø

Giaûm toác

Loø xo xoaén

Khoái löông

Ngoøi noå

Vaáu cam

Kim hoûa

Giaûm toác

Hình 3.29. Sơ đồ hoạt động của cảm biến túi khí loại M

Kim hoả được cài vào trục kim hoả hay vật nặng qua đĩa cam, do đó ngăn không cho kim hoả phóng ra. Khi lực giảm tốc do xe bị đâm từ phía trước lớn hơn một giá trị xác định, chuyển động của vật nặng thắng lực lò xo chốt tỳ hay lò xo xoắn. Kết quả là kim hoả được nhả ra khỏi trục kim hoả hay đĩa cam. Kim hoả sau đó phóng ra bằng lực lò xo kim hoả hay lò xo xoắn để kích nổ ngòi nổ.

129

b. Thiết bị an toàn

Mặc dù cấu tạo thay đổi tuỳ theo kiểu xe, cần khoá bên trong kiểu xe làm ngừng chuyển động của vật nặng khi bulông nhả khoá cảm biến được nới lỏng hay cần nhả khoá cảm biến bị kéo ra.

Do đó, vật nặng không thể di chuyển thậm chí khi có lực giảm tốc mạnh tác dụng lên,

vì vậy không cho kích hoạt túi khí.

Hình 3.30. Cấu tạo của thiết bị an toàn

Sau khi lắp mặt vành tay lái, cần khoá bên trong cảm biến túi khí được trả về vị trí ban đầu của nó bằng cách vặn chặt bulông nhả khoá cảm biến hay đẩy cần vào vị trí ban đầu của nó. Do đó, vật nặng được tự do chuyển động khi cần thiết.

c. Bộ phận thổi khí:

- Cấu tạo:

Túi khí

Cảm biến túi khí

Bộ thổi khí

130

Bộ phận thổi khí bao gồm ngòi nổ, chất này mồi, chầt tạo khí … Chất tạo khí tạo ra khí nitơ để thổi túi khí khi xe bị đâm mạnh từ phía trước. Phần bên trong của bộ thổi khí được bao kín hoàn toàn và kín khí. Túi khí được làm bằng nylông có phủ cao su bên trong. Nó có hai lỗ ở phía sau để xả khí nitơ vào khí quyển sau khi căng phồng lên.

Hình 3.31. Cấu tạo bộ phận thổi khí

- Hoạt động:

Màng

Ngòi nổ

Chất cháy mồi

Chất tạo khí

Hình 3.32. Mô tả hoạt động của bộ thổi khí và túi khí

Cảm biến túi khí bị kích hoạt bởi sự giảm tốc do xe bị đâm từ phía trước, và kích nổ ngòi nổ trong bộ thổi khí. Ngọn lửa lan truyền ngay tức khắc đến chất cháy mồi và chất tạo khí, chất tạo khí sinh ra một lượng lớn khí nitơ. Túi khí sẽ phá vỡ phần mỏng của vành tay lái khi nó phồng lên ở trước mặt người lái xe để làm giảm nguy cơ đầu và mặt của người lái xe đập thẳng vào vành tay lái.

3.3. HỆ THỐNG CĂNG ĐAI KHẨN CẤP

3.3.1. Thế nào là bộ căng đai khẩn cấp

Đai an toàn không cố định người lái hoặc hành khách hoàn toàn vào ghế của họ, vẫn

có một khoảng tự do cần thiết giữa đai an toàn và người trên xe.

131

Kết quả là thậm chí đai an toàn bị mòn thì người lái và hành khách vẫn có thể tiếp xúc với các vật thể trong xe trong quá trình va đập mạnh mặc dù lực va đập nhỏ hơn nhiều so với trường hợp người không đeo dây an toàn.

Hình 3.33. Bộ căng đai khẩn cấp

Bộ căng đai khẩn cấp hoạt động trong quá trình xe va đập mạnh từ phía trước. Kết quả là đai sẽ bị kéo lại một lượng nhất định trước khi người lái hoặc hành khách dịch chuyển khỏi ghế về phía trước, do đó lượng dịch chuyển về phía trước của người lái và hành khách bị giảm đi.

Sự kết hợp giữa túi khí và đai an toàn có bộ căng đai khẩn cấp sẽ làm cho việc bảo vệ người lái và hành khách ở phía trước được tốt hơn.

Bộ căng đai khẩn cấp được thiết kế chỉ để dùng một lần.

3.3.2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

3.3.2.1. Mô tả

Đai an toàn có bộ căng đai và thiết bị hạn chế lực, gồm có cơ cấu khoá ELR, bộ căng đai, cơ cấu cuốn dây đai, cơ cấu hạn chế lực và bộ thổi khí. Trong cơ cấu căng đai, áp lực khí từ bộ thổi khí được truyền qua cơ cấu nối tới trục của bộ cuốn để cuốn đai an toàn vào.

* Bộ căng đai khẩn cấp:

Cơ cấu căng đai là một thiết bị để cuốn đai an toàn ngay tức thì khi va đập vừa xẩy ra và giữ cho người lái và hành khách tránh việc va đập

Hình 3.34.

* Thiết bị hạn chế lực:

Thiết bị hạn chế lực để nới đai nhằm duy trì một khoảng trống nhất định giữa đai và người để giảm lực ép lên ngực khi lực ép của đai đạt tới giá trị qui định trong khi va đập.

3.3.2.2. Cơ cấu căng đai khẩn cấp

132

a. Cấu tạo

Hình 3.35. Cấu tạo cơ cấu căng đai khẩn cấp

- Cơ cấu căng đai gồm có: Trục cơ cấu cuốn, trục cơ cấu căng đai, tang trống, dây, đĩa

dẫn động, píttông, xylanh, bộ thổi khí.v.v.

- Trục cơ cấu căng đai: được lắp trực tiếp trên trục cơ cấu cuốn (để cuốn đai) và được lắp trong trống. Vì có khe hở giữa trục cơ cấu căng đai và trống ở điều kiện bình thường, nên chúng không tiếp xúc với nhau.

- Một phần đàn hồi trên tang trống: Do đó trống được co vào nhờ có lực đàn hồi tạo ra

khi dây cuốn xung quanh tang trống bị kéo ra.

- Đĩa dẫn động: được lắp sao cho nó quay cùng với tang trống.

- Dây thép cuốn xung quanh tang trống một đầu dây được bắt cố định vào đĩa dẫn

động và đầu kia được bắt cố định vào xylanh qua píttông.

133

b. Nguyên lý hoạt động

Hình 3.36. Hoạt động của cơ cấu căng đai khẩn cấp

134

Khi lực va đập vượt quá giá trị qui định, bộ thổi khí được kích nổ theo tín hiệu được truyền từ cảm biến túi khí trung tâm và tạo ra khí có áp lực cao. Khí có áp lực cao này ép mạnh píttông vào trong xylanh. Do đó dây bị kéo. Sau đó tang trống bị co vào theo phương hướng kính của khe hở và được ép vào trục của cơ cấu căng đai thành một cụm. Sau đó, chốt hãm đĩa dẫn động bị cắt làm cho tang trống, đĩa dẫn động và trục cơ cấu căng đai quay theo hướng cuộn đai lại để giữ cho người lái và hành khách tránh được va đập

3.3.2.3. Cơ cấu hạn chế lực

a. Cấu tạo

Cơ cấu cuốn đai, bộ phận hạn chế lực và lõi cuốn được lắp với nhau nói chung chúng

quay cùng nhau.

Hình 3.37. Hoạt động của cơ cấu hạn chế lực

b. Nguyên lý hoạt động

Do sự dịch chuyển của hành khách trong quá trình va đập. Lực căng đai có thể lớn hơn giá trị qui định thì đĩa của cơ cấu hạn chế lực sẽ biến dạng (hấp thụ năng lượng) nhờ lực quay của lõi cuốn và cuốn xung quanh trục. Kết quả là dây đai được nhả ra.

3.3.2.4. Bộ phận tạo khí

a. Bộ tạo khí loại E

Hình 3.38. Cấu tạo bộ phận tạo khí loại E

Bộ phận tạo khí gồm có ngòi nổ và các hạt tạo khí nằm trong hộp kim loại. Khi cảm biến túi khí mở, dòng điện sẽ đi vào ngòi nổ và kích nổ.

Ngay sau đó ngòi nổ làm cho hạt tạo khí cháy rất nhanh trong một thời gian cực ngắn tạo ra khí có áp suất cao.

Lưu ý: Ngòi nổ bị kích nổ thậm chí khi có dòng yếu. Do đó rất nguy hiểm, không bao giờ đo điện trở ngòi nổ bằng vôn/ôm kế ...

b. Bộ tạo khí loại M

Cơ cấu tạo khí (loại M) gồm có một cân khối lượng để phát hiện lực gây giảm tốc và

một chốt cháy để kích nổ ngòi nổ.

135

Các điều kiện để kích hoạt cơ cấu căng đai cũng giống như hệ thống túi khí.

Khoái quaùn tính

Loø xo choát tyø

Kim hoaû

Chaát taïo khí

Truïc quaùn tính

Loø xo kim hoaû

Chaát taïo khí

Ngoøi noå

Loø xo choát tyø

Ngoøi noå

Kim hoaû

Loø xo kim hoaû

Caàn choát caøi

Khoái quaùn tính

Hình 3.39. Kết cấu bộ tạo khí loại M

c. Thiết bị an toàn

136

Để tránh cho bộ căng đai kích hoạt không như mong muốn khi tháo đai an toàn hoặc khi sửa chữa bộ căng đai khẩn cấp, người ta lắp một thiết bị an toàn bộ căng đai khẩn cấp để dừng sự hoạt động của cảm biến.

CHƯƠNG 4

CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN GẦM ÔTÔ

4.1. Vấn đề điều khiển gầm ôtô

Hệ thống gầm trên ô tô hiện nay không chỉ là những hệ thống cơ khí thuần túy mà thay vào đó là những hệ thống Cơ điện tử (hệ thống truyền lực tự động- A/T, hệ thống phanh chống bó cứng- ABS, hệ thống treo khí, hệ thống lái điện từ, ….) được điều khiển trực tiếp từ hộp đen (ECU) động cơ. Chính vì vậy mà quá trình tìm hiểu, nghiên cứu chuyên sâu về từng hệ thống đang trở nên cấp thiết.

Hiện nay vấn đề điều khiển gầm ô tô tập trung vào việc nghiên cứu một số hệ thống chính như sau: hệ thống số tự động, phanh điện tử, lái điện tử, treo điện tử, ….

4.2. Điều khiển hộp số tự động - Automatic Trasmission Control

Với các xe có hộp số tự động thì người lái xe không cần phải suy tính khi nào cần lên số hoặc xuống số. Các bánh răng tự động chuyển số tuỳ thuộc vào tốc độ xe và mức đạp bàn đạp ga.

Một hộp số mà trong đó việc chuyển số bánh răng được điều khiển bằng một ECU (Bộ điều khiển điện tử) được gọi là ECT- Hộp số điều khiển điện tử và một hộp số không sử dụng ECU được gọi là hộp số tự động thuần thuỷ lực.

Hình 6.1. Ưu điểm của hộp số tự động so với hộp số thường. Chính vì thế mà hiện nay hầu hết các xe

đều sử dụng ECT.

Sau đây chúng ta sẽ đi tìm hiểu các thành phần cơ bản của hệ thống điều khiển hộp số

tự động và những điều khiển chính trong hộp số tự động.

4.2.1. Sơ đồ khối

137

Hình 6.2 là sơ đồ khối hệ điều khiển hệ thống hộp số tự động. Đây là một hệ thống Cơ điện tử điển hình trên ô tô, bao gồm các khối đầu vào, đầu ra và hộp đen điều khiển số tự động – PCM.

Hình 4.2. Sơ đồ khối điều khiển hộp số tự động

4.2.2. Cảm biến và thông tin đầu vào

4.2.2.1. Các cảm biến

Trong hệ thống điều khiển hộp số tự động có 3 cảm biến quan trọng, đó là: cảm biến tốc độ đầu vào (PG-A), cảm biến tốc độ đầu ra (PG-B) và cảm biến nhiệt độ dầu động cơ (OTS).

a. Cảm biến tốc độ đầu vào (PG - A)

Nếu một xung tín hiệu từ cảm biến tốc độ đầu vào không được nhận ra thì hộp đen

hộp số tự động cài đặt mã của tín hiệu này, cụ thể là khi tốc độ ô tô ≥ 30 km/h.

b. Cảm biến tốc độ đầu ra (PG - B)

Nếu giá trị tính toán của xung tín hiệu khai báo khác với giá trị tính toán ban đầu thì hộp đen hộp số tự động cài đặt mã của tín hiệu cảm biến tốc độ đầu ra của xe, khi xe chạy với tốc độ chạy quá 30km/h. Hộp đen hộp số tự động sẽ khởi động chức năng an toàn nếu mã này được chấp nhận.

c. Cảm biến nhiệt độ dầu số tự động (OTS)

- Cấu tạo, chức năng:

138

Cảm biến nhiệt độ dầu số tự động có cấu tạo và hoạt động hoàn toàn tương tự cảm biến nhiệt độ nước làm mát động cơ. Nó có chức năng phát hiện nhiệt độ dầu hộp số tự động cao quá mức cho phép để gửi tín hiệu về hộp đen hộp số tự động.

Hình 4.3 là sơ đồ mạch điều khiển của cảm biến nhiệt độ dầu số tự động với các

thông số cho sẵn:

R1 = 3,600 Ω , R2 = 348 Ω

Tr ON: 348 Ω

và OFF: (3,600 + 348) Ω

Hình 6.3. Sơ đồ mạch điều khiển của cảm biến nhiệt độ dầu

Thông số nhiệt độ và điện trở tương ứng của cảm biến nhiệt độ dầu số tự động:

- Hoạt động:

PCM điều khiển hoạt động của Tr ON, OFF theo điều kiện nhiệt độ của 2 cảm biến

(cảm biến nhiệt độ dầu – OTS và cảm biến nhiệt độ nước làm mát động cơ - ECT). Cụ thể:

+ ECT ≤ 500C và OTS ≤ 800C thì điện trở tương ứng là (3,600 + 348) Ω và

Tr OFF.

+ ECT ≥ 500C và OTS ≤ 800C thì Tr ON

Ta có hình dạng xung tín hiệu sau:

+ ECT ≤ 500C và OTS ≥ 800C thì Tr ON ↔ OFF

Ta có hình dạng xung tín hiệu sau:

139

+ Khi ECT ≥ 500C và OTS ≥ 800C thì Tr ON.

4.2.2.2. Các thông tin đầu vào

Ngoài các tín hiệu cảm biến, còn có các tín hiệu khác gửi về hộp đen hộp số tự động, như: tín hiệu IG ON & GND, tín hiệu công tắc vị trí tay số tự động, tín hiệu từ công tắc phanh và tín hiệu từ mạng giao tiếp nội bộ CAN.

…………………………………..

4.2.3. Các điều khiển cụ thể

ECU điều khiển các van điện từ theo tình trạng của động cơ và của xe do các bộ cảm biến xác định, do đó điều khiển áp suất thuỷ lực. Cụ thể ECU động cơ & ECT thực hiện các điều khiển sau đây để tạo cảm giác lái an toàn và thuận tiện:

→ Điều khiển thời điểm chuyển số

→ Điều khiển thời điểm khóa biến mô

→ Điều khiển thời điểm khóa biến mô linh hoạt

→ Và một số điều khiển khác, như: Điều khiển tối ưu áp suất cơ bản, Điều khiển tối ưu áp suất ly hợp, Điều khiển áp suất từ ly hợp tới ly hợp, Điều khiển mômen động cơ, Điều khiển Chống chúi xe khi chuyển từ "N" sang "D", Điều khiển chuyển số khi lên dốc/xuống dốc.

Hình 4.4. Một số điều khiển của ECU động cơ và ECT

4.2.3.1. Điều khiển thời điểm chuyển số

Trước khi nghiên cứu về quá trình điều khiển thời điểm chuyển số của ECU động cơ

và ECT, ta phải nắm được nguyên lý chuyển số cơ bản trên hộp số tự động.

a. Nguyên lý chuyển số

140

Giả sử ta thực hiện chuyển số ở van số 2 – 3.

Trong mỗi hộp số tự động thường có rất nhiều van số hay còn gọi là cặp số, như: van số 1-2, van số 2-3, van số 3-4, … Trên xe nó đóng vai trò như một cái côn để thực hiện đi số này hoặc số kia. Khi xe chạy thì một bơm dầu được bố trí ở ngày sau biến mô sẽ hút dầu từ đáy dầu của hộp số và đẩy lên một van điều áp sơ cấp. Van này sẽ chỉnh áp suất tiêu chuẩn (gọi là áp suất P0). Dòng áp suất P0 này chia thành 3 hướng cơ bản:

+ Hướng 1: P0 đưa đến van ga (van này có thể làm bằng Cơ hoặc bằng điện), tùy vào mức đạp chân ga thì độ mở của van ga sẽ thay đổi và áp suất dòng dầu sau van ga sẽ được gọi là P1 (áp suất này được đưa đến một phía của van số).

+ Hướng 2: P0 được đưa đến van ly tâm (ở cuối hộp số). Van ly tâm được dẫn động bởi một bánh vít ở trục thứ cấp của hộp số (dẫn động dây công tơ mét). Vì vậy, van này sẽ hoạt động theo tốc độ của ô tô: Khi vận tốc xe tăng thì quả văng ở van ly tâm sẽ bung ra (văng ra) đẩy ty van xuống, mở rộng khe dầu để dòng áp suất P0 đi qua tạo thành áp suất P2 (P0 = P2). Dòng P2 lại được đưa đến một phía của van số để so sanh với áp suất P1.

+ Hướng 3: P0 đi qua van ttay số đêt tới các van số tương ứng chờ sẵn.

Nếu P1 > P2 (trường hợp A- xe lên dốc, tải nặng) thì cái côn sẽ nghiêng về phía trái

(P1) để mở dòng P0 đến điều khiển số 2 → thực hiện tự động về số.

141

Nếu P1 < P2 (trường hợp B- xe chạy đường bằng) thì tốc độ ô tô cao nhưng mức đạp chân ga không lớn. Do đó côm sẽ nghiêng về bên phải (P2) để mở dòng P0 đến điều khiển số 3 → thực hiện tự động tăng tốc.

Hình 4.5. Nguyên lý chuyển số trên A/T

b. Phương thức điều khiển thời điểm chuyển số

142

Hình 4.6. Sơ đồ điều khiển thời điểm chuyển số

* Nguyên lý điều khiển:

ECU động cơ & ECT đã lập trình vào trong bộ nhớ của nó về phương thức chuyển số tối ưu cho một vị trí cần số và mỗi chế độ lái. Trên cơ sở phương thức chuyển số, ECU sẽ bật hoặc tắt các van điện từ Solenoid theo tín hiệu tốc độ xe từ cảm biến tốc độ xe, tín hiệu góc mở bướm ga từ cảm biến vị trí bướm ga và các tín hiệu khác của các cảm biến/ công tắc.

Với cách như vậy, ECU vận hành từng van điện từ, mở hoặc đóng các đường dẫn dầu vào các ly hợp và phanh, cho phép hộp số chuyển số lên hoặc xuống.

* Quan hệ giữa tốc độ xe và số của hộp số:

Quan hệ này thay đổi theo góc mở của bàn đạp ga thậm chí trong cùng một số tốc độ của xe. Khi lái, trong khi vẫn giữ độ mở của bàn đạp ga không đổi, tốc độ xe tăng lên và hộp số được chuyển lên số trên.

Khi bàn đạp ga được nhả ra ở điểm A trong hình bên trái và độ mở của bàn đạp ga đạt điểm B, thì hộp số sẽ chuyển từ số 3 lên số O/D.

Ngược lại, nếu tiếp tục đạp ga ở điểm A và độ mở của bàn đạp ga đạt điểm C, thì hộp số sẽ chuyển từ số 3 về số 2.

Hình 4.7. Chuyển số theo tốc độ ô tô và độ mở bướm ga

Lưu ý: Khi nhiệt độ nước làm mát thấp thì hộp số không chuyển lên số O/D.

143

Tốc độ mà ở đó hộp số chuyển lên số cao và tốc độ mà ở đó hộp số chuyển xuống số thấp xảy ra trong một khoảng nhất định bất kể ở số nào. Khoảng này được gọi là độ trễ. Độ trễ là một đặc tính được thiết kế cho mọi hộp số tự động để ngăn không cho hộp số chuyển số lên và xuống quá thường xuyên.

* Điều khiển thời điểm chuyển số:

Quá trình điều khiển thời điểm chuyển số khác nhau tuỳ theo chế độ của công tắc chọn phương thức lái. ECU xác định phương thức áp dụng và điều khiển thời điểm chuyển số. Đối với chế độ tăng tốc, điểm chuyển số và điểm khoá biến mô được đặt ở một tốc độ động cơ cao hơn so với chế độ bình thường, nó cho phép lái xe thể thao với tốc độ động cơ cao hơn

144

Hình 4.8. Điều khiển thời điểm chuyển số theo chế độ tải của động cơ

4.2.3.2. Điều khiển khóa biến mô

a. Nguyên lý

ECU động cơ & ECT đã lặp trình trong bộ nhớ của nó một phương thức vận hành ly hợp khoá biến mô cho từng chế độ lái. Trên cơ sở phương thức khoá biến mô này, ECU sẽ bật hoặc tắt van điện từ tuỳ thuộc vào các tín hiệu tốc độ xe và các tín hiệu mở bướm ga.

Hình 4.9. Sơ đồ điều khiển thời điểm khóa biến mô

ECU sẽ bật van điện từ để vận hành hệ thống khoá biến mô nếu 3 điều kiện sau đây

đồng thời tồn tại:

- Xe đang chạy ở số 2 hoặc số 3 hoặc ở số O/D (dãy ”D”).

- Tốc độ xe bằng hoặc cao hơn tốc độ quy định và góc mở bướm ga bằng hoặc lớn

hơn trị số quy định.

- ECU không nhận được tín hiệu huỷ hệ thống khoá biến mô.

Mục đích:

145

ECU điều khiển thời điểm khoá biến mô nhằm giảm chấn trong khi chuyển số. Nếu hộp số chuyển số lên hoặc xuống trong khi hệ thống khoá biến mô đang hoạt động thì ECU sẽ huỷ tác động của hệ thống khoá biến mô.

Sau khi việc chuyển số lên hoặc xuống được hoàn tất thì ECU sẽ tái kích hoạt hệ thống

khoá. Tuy nhiên, ECU sẽ huỷ sự khoá biến mô trong các điều kiện sau:

- Công tắc đèn phanh chuyển sang “ON” (trong khi phanh).

- Các tiếp điểm IDL của cảm biến vị trí bướm ga đóng.

- Nhiệt độ nước làm mát thấp hơn một nhiệt độ nhất định.

- Tốc độ xe tụt xuống khoảng 10 km/giờ hoặc thấp hơn so với tốc độ đã định trong

khi hệ thống điều khiển chạy xe tự động vẫn đang hoạt động.

4.2.3.3. Điều khiển khóa biến mô linh hoạt

Hệ thống ly hợp khoá biến mô linh hoạt mở rộng phạm vi hoạt động của khoá biến mô bằng cách ổn định và giữ một độ trượt nhẹ của ly hợp khoá biến mô để nâng cao mức tiết kiệm nhiên liệu.

Hình 4.10. Sơ đồ điều khiển thời điểm khóa biến mô linh hoạt

ECU động cơ & ECT quyết định phạm vi hoạt động của khoá biến mô lynh hoạt từ góc mở bướm ga và tốc độ xe và sau đó ECU phát một tín hiệu tới van điện từ tuyến tính (SLU).

Ngoài ra, ECU còn sử dụng tín hiệu cảm biến tốc độ động cơ và tốc độ đầu vào hộp số để phát hiện sự chênh lệch giữa tốc độ bánh bơm bộ biến mô (động cơ) và tốc độ bánh tua-bin (hộp số).

146

Điều này tạo ra sự điều khiển phản hồi để tối ưu hoá việc phân bổ truyền công suất của bộ biến mô (truyền công suất qua dầu) và ly hợp khoá biến mô (truyền công suất cơ học).

4.2.3.4. Điều khiển thay đổi áp suất dầu

a. Điều khiển tối áp suất cơ bản

ECT dùng cảm biến vị trí bướm ga để phát hiện góc mở bàn đạp ga (tải) và điều khiển

áp suất cơ bản.

Hình 4.11. Sơ đồ điều khiển tối ưu áp suất cơ bản

Áp suất cơ bản được điều khiển nhờ một van điện từ tuyến tính (SLT). Thông qua việc sử dụng van điện từ tuyến tính (SLT), áp suất cơ bản được điều khiển một cách tối ưu phù hợp với thông tin về mômen của động cơ, cũng như với các điều kiện vận hành bên trong của bộ biến mô và hộp số.

Theo đó, áp suất cơ bản có thể được điều khiển chính xác theo công suất của động cơ, điều kiện di chuyển và nhiệt độ của ATF, do đó thực hiện các đặc tính chuyển số êm và tối ưu hoá tải trọng làm việc của bơm dầu.

Lưu ý:

Để điều khiển áp suất cơ bản một số kiểu xe sử dụng cáp bướm ga theo cách giống như

hộp số tự động điều khiển thuỷ lực hoàn toàn.

Nếu van điện từ (SLT) hỏng thì van bên trong sẽ được cố định ở phía trên (phía Hi), do

147

đó sẽ có chấn động lớn hơn trong khi chuyển số

b. Điều khiển tối ưu áp suất ly hợp

Van điện từ tuyết tính (SLT) được sử dụng để điều khiển tối ưu áp suất ly hợp. ECU giám sát các tín hiệu từ các loại cảm biến khác nhau như cảm biến tốc độ đầu vào tua-bin, cho phép van điện từ tuyến tính (SLT) điều khiển một cách sát sao áp suất ly hợp theo công suất động cơ và các điều kiện lái. Kết quả là các đặc tính chuyển số êm được thực hiện.

Hình 4.12. Sơ đồ điều khiển tối ưu áp suất ly hợp

c. Điều khiển áp suất từ ly hợp tới ly hợp

Khi hộp số tự động chuyển số thì áp suất thuỷ lực được xả ra từ một phần tử và được

sử dụng cho phần tử khác.

Sự điều khiển áp suất từ ly hợp tới ly hợp được thiết kế để làm cho quá trình này diễn ra được êm. Việc điều khiển này là: ECU phát một tín hiệu tới van điện từ tuyến tính (SLT) và áp suất thuỷ lực tác động lên phía đối áp của bộ tích năng được tối ưu hoá.

4.2.3.5. Điều khiển mômen động cơ

148

Việc ăn khớp của các ly hợp và phanh của bộ truyền bánh răng hành tinh trong hộp số được điều khiển một cách trơn chu bằng cách làm chậm thời điểm đánh lửa của động cơ khi hộp số đang được lên số hoặc xuống số.

Hình 4.13. Sơ đồ điều khiển mô men động cơ

Khi ECU quyết định thời điểm chuyển số theo các tín hiệu từ các cảm biến khác nhau, nó sẽ kích hoạt các van điện từ điều khiển chuyển số để thực hiện chuyển số. Khi việc chuyển số bắt đầu thì ECU làm muộn thời điểm đánh lửa động cơ để giảm mômen động cơ. Kết quả là lực làm ăn khớp các ly hợp và phanh của bộ truyền bánh răng hành tinh bị yếu đi, và việc chuyển số sẽ được êm.

4.2.3.6. Chống chúi xe khi chuyển từ "N" sang "D"

149

Khi hộp số được chuyển từ vị trí “N” sang vị trí “D” thì hệ thống chống chúi xe ngăn không cho nó chuyển trực tiếp chuyển về số 1 bằng cách chuyển sang số 2 hoặc 3, sau đó mới lùi số về số 1. Việc này nhằm giảm chấn động chuyển số và hiện tượng chúi xe.

Hình 4.14. Sơ đồ điều khiển chống chúi đầu khi xe chuyển từ số N sang số D

Chức năng điều khiển chống chúi xe chỉ hoạt động khi tất cả các điều kiện sau đây

đồng thời tồn tại:

- Xe được dừng lại

- Công tắc đèn phanh ở “ON”

- Hộp số được chuyển từ vị trí “N” sang “D”

- Nước làm mát được làm ấm lên

4.2.3.7. Điều khiển chuyển số khi lên dốc/xuống dốc

Trong một hộp số tự động thông thường khi tăng tốc/ giảm tốc trên dốc thì việc chuyển số diễn ra thường xuyên tuỳ thuộc vào các điều kiện ảnh hưởng tới sự lái xe êm dịu. Để thực hiện điều khiển chuyển số khi lái lên dốc/ xuống dốc, thì ECU động cơ & ECT sử dụng cảm biến vị trí bướm ga và các tín hiệu cảm biến tốc độ để chọn vị trí số tối ưu.

150

Khi ECU xác định leo dốc thì việc chuyển lên số O/D bị hạn chế để việc lái được êm.

Hình 4.14. Sơ đồ điều khiển chuyển số khi lên, xuống dốc

151

Ngoài ra, khi ECU xác định xuống dốc và có hoạt động của phanh, hộp số được chuyển xuống số 3 và phanh bằng động cơ hoạt động.

4.3. Hệ thống treo tự động (EMS- hệ thống treo khí điện tử)

4.3.1. Sơ đồ khối

152

Hệ thống treo nhằm cải thiện độ êm và tính năng vận hành xe. EMS (Hệ thống treo điều biến- điện tử) là hệ thống treo khí điều khiển lực giảm chấn của các bộ giảm chấn và lò-xo khí bằng thiết bị điện tử nhằm nâng cao độ êm và tính năng vận hành xe:

Hình 4.15. Hệ thống treo điều khiển điện tử

- EMS “Electronically-Modulated Suspension” (Hệ thống treo điều biến-điện tử).

Kích thước của lỗ tiết lưu trong bộ giảm chấn được thay đổi, nhờ thế mà lưu lượng dầu được điều chỉnh và dẫn đến thay đổi lực giảm chấn. Lực giảm chấn được điều khiển tự động nhờ ECU của EMS tuỳ theo vị trí của công tắc chọn và điều kiện chạy xe.

Nhờ thế mà độ êm và độ ổn định của xe được nâng cao. Hệ thống cũng có các chức năng chẩn đoán và an toàn khi có sự cố.

- Hệ thống treo khí:

Hệ thống treo khí dùng một ECU để điều khiển các lò xo khí tức là những đệm khí nén

có tính đàn hồi. Có những kiểu phối hợp EMS với hệ thống treo khí.

Hệ thống treo khí có các đặc tính sau đây:

+ Lực giảm chấn có thể thay đổi được

+ Độ cứng lò xo và chiều cao xe có thể thay đổi bằng cách điều chỉnh thể tích

không khí

153

+ Có các chức năng chẩn đoán và an toàn khi có sự cố.

4.3.2. Các cảm biến và thông tin đầu vào

Hình 4.16. Đặc tính thay đổi chế độ

154

Hình 4. 16. Đặc tính điều khiển độ cứng lò xo và lực giảm chấn

Hình 4. 17. Đặc tính điều khiển chiều cao xe

4.3.3. Các điều khiển cụ thể

4.3.3.1. Các công tắc

155

Hình 4.18. Vị trí các công tắc của EMS

a. Công tắc chọn chế độ giảm chấn

Công tắc này có thể thay đổi lực giảm chấn của bộ giảm chấn. Vị trí của công tắc và chi tiết cài đặt tuỳ thuộc vào từng kiểu xe, nhưng nhìn chung, khi chuyển từ chế độ COMFORT (hay NORM) sang chế độ SPORT (thể thao) thì đều chuyển đổi lực giảm chấn từ mềm sang cứng.

Hình 4.19. Công tắc chế độ giảm chấn

b. Công tắc điều khiển chiều cao

Công tắc này dùng để thay đổi cài đặt chiều 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) đều làm thay đổi chiều cao xe từ thấp lên cao.

Hình 4.20. Công tắc điều khiển chiều cao

c. Đèn báo chế độ giảm chấn và đèn báo chiều cao xe

156

Hình 4.21. Đèn báo chế độ giảm chấn và 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 chiều cao nào được chọn (bằng công tắc chọn chiều cao) thì đèn báo chế độ chiều 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.

d. Công tắc đèn phanh

e. Công tắc cửa

4.3.3.2. Các cảm biến

Hình 4.22. Vị trí các cảm biến trên EMS

a. Cảm biến góc xoay vô lăng

Các cảm biến góc lái được lắp đặt trong cụm ống trục lái, để phát hiện góc và hướng

quay.

157

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

Hình 4.23. Cảm biến góc xoay vô lăng

b. Cảm biến điều chỉnh chiều cao

Trong mỗi bánh xe đều có lắp một cảm biến điều chỉnh chiều cao. Cảm biến này chuyển đổi các biến động về chiều cao của xe thành những thay đổi về góc quay của thanh liên kết. Khi đó kết quả thay đổi được phát hiện dưới dạng thay đổi điện áp.

158

Khi xe trở nên cao hơn thì điện áp tín hiệu cũng cao hơn; khi xe trở nên thấp hơn thì điện áp tín hiệu cũng tụt xuống.

Hình 4.23. Cảm biến điều chỉnh chiều cao xe

c. Cảm biến giảm tốc

Cảm biến gia tốc phía trước được kết hợp cùng với cảm biến điều chỉnh chiều 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.

159

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.

Hình 4.23. Cảm biến giảm tốc

4.3.3.3. ECU/Bộ chấp hành

160

Hình 4.24. Vị trí ECU và bộ chấp hành của EMS

a. ECU của EMS/hệ thống treo khí

Đóng vai trò xử lý các tín hiệu nhận được từ các cảm biến và từ công tắc chọn, chuyển

đổi những tín hiệu này thành tín hiệu điều khiển các van và bộ chấp hành.

Hình 4.25. ECU của EMS

b. Bộ chấp hành hệ thống treo

Bộ kích hoạt điều 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 điều khiển bằng các tín hiệu từ ECU của EMS/ hệ thống treo khí.

161

Hình 4.26. Bộ chấp hành của EMS

4.4. Điều khiển hệ thống phanh điện tử

4.4.1. Tổng quan về hệ thống phanh điện tử

Hệ thống phanh (Brake System) là cơ cấu an toàn chủ động của ôtô, dùng để giảm tốc độ hay dừng và đỗ ôtô trong những trường hợp cần thiết. Nó là một trong những cụm tổng thành chính và đóng vai trò quan trọng trong việc điều khiển ôtô trên đường.

Chất lượng của một hệ thống phanh trên ôtô được đánh giá thông qua tính hiệu quả phanh (thể hiện qua các chỉ tiêu như quãng đường phanh, gia tốc chậm dần, thời gian phanh và lực phanh), đồng thời đảm bảo tính ổn định chuyển động của ôtô khi phanh.

Theo tiến trình phát triển của khoa học công nghệ, hệ thống phanh đã không ngừng được phát triển theo hướng đảm bảo chất lượng hệ thống phanh, tạo ra các hệ thống phanh điện tử:

* ABS- Anti-lock Brake System: hệ thống phanh chống bó cứng.

Hệ thống này giải quyết được vấn đề khi phanh bánh xe không bị bó cứng và trượt lết

trên đường để tăng hiệu quả phanh và giảm quãng đường phanh.

* ABS + TR (Traction) hoặc ABS + ASR (Automatic Stability Regulation)

(ABS kết hợp với hệ thống điều khiển lực kéo hoặc ABS kết hợp với hệ thống điều

chỉnh ổn định tự động)

Hệ thống này giải quyết được 2 vấn đề: không bị bó cứng khi phanh (ABS) và không

cho bánh xe quay trượt với mặt đường (TR hoặc ASR)

* ABS + EBD (Electronic Brake Force Distribution) hoặc ABS + ESP (Electronic

Stability Program)

Hệ thống phân phối lực phanh điện tử phân phối áp suất dầu phanh đến các bánh xe phù hợp với các chế độ tải trọng và chế độ chạy của xe, giúp cho xe chạy ổn định khi phanh và nâng cao hiệu suất chuyển động của ôtô trong mọi trường hợp.

* ABS kết hợp với hệ thống hỗ trợ phanh khẩn cấp BAS (Brake Assist System)

Hệ thống này làm tăng thêm lực phanh ở các bánh xe để có quãng đường phanh là

ngắn nhất trong trường hợp phanh khẩn cấp.

162

Ngày nay, với sự phát triển vượt bậc và hỗ trợ rất lớn của kỹ thuật điện tử, của ngành điều khiển tự động và các phần mềm tính toán, lập trình cực mạnh đã cho phép nghiên cứu và đưa vào ứng dụng các phương pháp điều khiển mới trong ABS như điều khiển mờ, điều khiển thông minh, tối ưu hóa quá trình điều khiển ABS.

Các công ty như BOSCH, AISIN, DENSO, BENDIX là những công ty đi đầu trong

việc nghiên cứu, cải tiến và chế tạo các hệ thống ABS cho ô tô.

Tất cả các hệ thống phanh điều khiển bằng điện tử đều dựa trên nguyên lý hoạt động của hệ thống ABS.

4.4.2. Sơ đồ khối

4.4.2.1. Tổng quan về ABS

Để tránh cho các lốp không bị bó cứng và làm mất khả năng quay vô lăng trong khi phanh khẩn cấp, nên lặp lại động tác đạp và nhả bàn đạp phanh nhiều lần. Tuy nhiên, không có thời gian để thực hiện việc này trong khi phanh khẩn cấp.

Hệ thống ABS dùng một máy tính để xác định tình trạng quay của 4 bánh xe trong khi

phanh và có thể tự động đạp và nhả phanh.

Sự khác nhau về tỷ lệ giữa tốc độ của xe và tốc độ của các bánh xe được gọi là “hệ số

trượt”.

Khi sự chênh lệch giữa tốc độ của xe và tốc độ của các bánh xe trở nên quá lớn, sự quay trượt sẽ xảy ra giữa các lốp và mặt đường.

Điều này cũng tạo nên ma sát và cuối cùng có thể tác động như một lực phanh và làm chậm tốc độ của xe. Mối quan hệ giữa lực phanh và hệ số trượt có thể hiểu rõ hơn qua đồ thị ở bên trái.

Lực phanh không tỷ lệ với hệ số trượt, và đạt được cực đại khi hệ số trượt nằm trong khoảng 10-30%. Vượt quá 30%, lực phanh sẽ giảm dần. Do đó, để duy trì mức tối đa của lực phanh, cần phải duy trì hệ số trượt trong giới hạn 10-30% ở mọi thời điểm..

Ngoài ra, cũng cần phải giữ lực quay vòng ở mức cao để duy trì sự ổn định về hướng. Để thực hiện điều này, người ta thiết kế hệ thống ABS để tăng hiệu suất phanh tối đa bằng cách sử dụng hệ số trượt là 10-30% bất kể các điều kiện của mặt đường, đồng thời giữ lực quay vòng càng cao càng tốt để duy trì sự ổn định về hướng.

=λ

10 ÷

Như vậy hệ thống ABS được thiết kế sao cho khi hoạt động trên tất cả các loại đường

163

% để tạo ra lực phanh lớn nhất. đều cho hệ số trượt

n − xe

n bánh

%100*

=λ

n

Ngày nay, hệ thống ABS đã giữ một vai trò quan trọng không thể thiếu trong các hệ thống phanh hiện đại, đã trở thành tiêu chuẩn bắt buộc đối với phần lớn các nước trên thế giới.

Hình 4. 27. Xe có ABS và không có ABS

4.4.2.2. Phân loại hệ thống ABS

Ở đây, ABS sẽ được phân loại theo các kiểu điều khiển khác nhau:

a. Điều khiển theo ngưỡng trượt:

(cid:190) Điều khiển theo ngưỡng trượt thấp (slow mode): khi các bánh xe trái và phải chạy trên các phần đường có hệ số bám khác nhau. ECU chọn thời điểm bắt đầu bị hãm cứng của bánh xe có khả năng bám thấp, để điều khiển áp suất phanh chung cho cả cầu xe. Lúc này, lực phanh ở các bánh xe là bằng nhau, bằng chính giá trị lực phanh cực đại của bánh xe có hệ số bám thấp. Bánh xe bên phần đường có hệ số bám cao vẫn còn nằm trong vùng ổn định của đường đặc tính trượt và lực phanh chưa đạt cực đại. Vì vậy, cách này cho tính ổn định cao, nhưng hiệu quả phanh thấp vì lực phanh nhỏ.

(cid:190) Điều khiển theo ngưỡng trượt cao (high mode): ECU chọn thời điểm bánh xe có khả năng bám cao bị hãm cứng để điều khiển chung cho cả cầu xe. Trước đó, bánh xe ở phần đường có hệ số bám thấp đã bị hãm cứng khi phanh. Cách này cho hiệu quả phanh cao vì tận dụng hết khả năng bám của các bánh xe, nhưng tính ổn định kém.

164

b. Điều khiển độc lập hay phụ thuộc:

(cid:190) Trong loại điều khiển độc lập, bánh xe nào đạt tới ngưỡng trượt, tức bắt đầu có

xu hướng bị bó cứng thì điều khiển riêng bánh đó.

(cid:190) Trong loại điều khiển phụ thuộc, ABS điều khiển áp suất phanh chung cho hai bánh xe trên một cầu hay cả xe theo một tín hiệu chung, có thể theo ngưỡng trượt thấp hay ngưỡng trượt cao.

c. Điều khiển theo kênh:

(cid:190) Loại 1 kênh: Hai bánh sau được điều khiển chung (có ở ABS thế hệ đầu, chỉ trang bị ABS cho hai bánh sau vì dễ bị hãm cứng hơn hai bánh trước khi phanh).

(cid:190) Loại 2 kênh: Một kênh điều khiển chung cho hai bánh xe trước, một kênh điều khiển chung cho hai bánh xe sau. Hoặc một kênh điều khiển cho hai bánh chéo nhau.

(cid:190) Loại 3 kênh: Hai kênh điều khiển độc lập cho hai bánh trước, kênh còn lại điều

khiển chung cho hai bánh sau.

(cid:190) Loại 4 kênh: Bốn kênh điều khiển riêng rẽ cho 4 bánh.

Hiện nay loại ABS điều khiển theo 3 và 4 kênh được sử dụng rộng rãi. Ưu và nhược

điểm của từng loại được thể hiện qua các phương án bố trí sau.

4.4.2.3. Các phương án bố trí hệ thống điều khiển của ABS

Việc bố trí sơ đồ điều khiển của ABS phải thỏa mãn đồng thời hai yếu tố:

(cid:190) Tận dụng được khả năng bám cực đại giữa bánh xe với mặt đường trong quá trình phanh, nhờ vậy làm tăng hiêäu quả phanh tức là làm giảm quãng đường phanh.

(cid:190) Duy trì khả năng bám ngang trong vùng có giá trị đủ lớn nhờ vậy làm tăng tính ổn định chuyển động (driving stability) và ổn định quay vòng (steering stability) của xe khi phanh (xét theo quan điểm về độ trượt).

165

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.

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 4.28. Các phương án điều khiển của ABS.

a. Phương án 1: ABS có 4 kênh với các bánh xe được điều khiển độc lập.

166

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

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:

(cid:57) 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.

(cid:57) 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.

167

• 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

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:

(cid:57) 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.

(cid:57) 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.

Khoaù ñieän

Rôle cuoän daây

Ñeøn baùo

ABS ECU

LSP & BV

AM1

Xi-lanh baùnh sau

Caûm bieán gia toác

Boä chaáp haønh

ALT

Caûm bieán toác ñoä

Hoäp cô caáu laùi

Xi-lanh chính

MAIN

Bôm trôï löïc laùi vaø bình chöùa daàu

Một số sơ đồ bố trí thực tế:

168

Hình 4.29. Sơ đồ hệ thống phanh ABS điều khiển các bánh sau

Xi lanh chính

Van 1 chieàu

Boä chaáp haønh ABS

Bôm van 1 chieàu

Van ñieän ba vò trí

Caûm bieán G

ABS ECU

Caûm bieán toác ñoä

Xi lanh baùnh xe tröôùc traùi

Xi lanh baùnh xe tröôùc phaûi

Xi lanh baùnh xe sau traùi

Xi lanh baùnh xe sau phaûi

Hình 4.30. Sơ đồ hệ thống phanh ABS điều khiển tất cả các bánh.

169

Hình 4.31. Sơ đồ hệ thống phanh ABS van điện 2 vị trí

Moâ tô bôm

Van ñieän ba vò trí

Xi lanh baùnh xe tröôùc beân phaûi

Xi lanh baùnh xe tröôùc beân traùi

Xi lanh baùnh xe sau beân phaûi

Caûm bieán toác ñoä baùnh xe

Xi lanh baùnh xe sau beân traùi

Hình 4.32. Sơ đồ hệ thống phanh ABS van 3 vị trí

4.4.3. Cảm biến và thông tin đầu vào

Cấu trúc hệ thống phanh ABS được trình bày trên hình 6.33.

170

Hình 4.33. Sơ đồ hệ thống phanh ABS trên xe

4.4.3.1. 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.

171

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.

4.4.3.2. Nguyên lý điều khiển hệ thống

Lệnh 1

ABS - ECU

(Tín hiệu ở giắc L của đèn báo nạp)

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.

Lệnh 2

(Công tắc đèn phanh)

Lệnh 3

(Tín hiệu từ các cảm biến)

Hình 4.34. Sơ đồ khối thể hiện quá trình điều khiển hệ thống ABS

a. Nguyên lý chung

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

(cid:190) 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.

172

- 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.

- 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.

ϕX

c o d m a b

o s e H

ϕY

g n a g n m a b

ϕY

o s e H

(cid:190) Phạm vi điều khiển của ABS:

Hình 4.35. 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 ),trong khi hệ số bám ngang ϕy đạt được giá trị cực đại của nó là 0,8, quá trình ( 35,0≈xϕ

173

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.

(cid:190) Chu trình điều khiển của ABS:

Hình 4.36. 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:

(cid:190) 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.

(cid:190)

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.

(cid:190) 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.

(cid:190)

174

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.

(cid:190) 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 4.37:

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.

Giaûm aùp

Phanh thöôøng

Giöõ hay taêng, giaûm aùp

Giaûm aùp nhanh

Döøng taùc ñoäng ABS

Giaûm aùp chaäm

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 4.37. Sơ đồ trạng thái không gian biểu diễn hoạt động của ABS.

175

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.

Kieåm tra boä ñieàu khieån vaø heä thoáng

Phaân tích vaø öùng xöû

Baét ñaàu taùc ñoäng

Hình 4.38. 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.

176

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

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.

177

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.

(cid:190) Quá trình điều khiển của ABS:

Đồ thị hình 6.39 biểu diễn quá trình điều khiển điển hình của hệ thống ABS.

Hình 4.39. 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.

178

- 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.

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.

4.4.4. Các điều khiển cụ thể

Hình 4.40. Phân phối lực phanh giữa bánh trước- sau

4.4.4.1. 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

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 4. 41. Phân phối lực phanh giữa bánh trái-phải

4.4.4.2. Hệ thống hỗ trợ khi phanh – BA

179

Hình 4. 42. Sơ đồ hệ thống BA

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 4.43 . 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.

180

Hình 4.44. Quá trình điều khiển của BA

4.4.4.3. 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 4.45 . 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.

181

Hình 4.46. Sơ đồ điều khiển hệ thống Tr

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

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.

4.4.4.4. 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).

182

Hình 4.48. Quá trình điều khiển lực phanh ở VSV

* Điều khiển:

Hình 4.49. Sơ đồ khối quá trình điều khiển và sự thay đổi mức trượt, áp suất thủy lực của VSV

183

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.

4.5. Điều khiển hệ thống lái điện tử

4.5.1. Sơ đồ khối

Hình 4.50. 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.

4.5.1.1. 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 4.51. Một số hệ thống lái điện tử

184

* Hệ thống trợ lực lái điện - thủy lực (EHPS):

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 4.52. 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.

185

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.

a. Hệ thống lái điện với cầu trước chủ động b. Hệ thống lái điện với hai cầu chủ động

4.5.1.2. 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.

4.5.2. Cảm biến và thông tin đầu vào

186

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.

Hình 4.53. 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

Hình 4. 54. Cảm biến mô men lái

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.

187

c. Mô tơ điện một chiều và cơ cấu giảm tốc

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 4. 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

188

Cung cấp năng lượng cho mô tơ DC và ECU ESP.

4.6. ÑIEÀU KHIEÅN CHAÏY TÖÏ ÑOÄNG BAÈNG ÑIEÄN TÖÛ - CRUISE CONTROL SYSTEM (CCS)

4.6.1.KHAÙI QUAÙT VEÀ HEÄ THOÁNG CHAÏY TÖÏ ÑOÄNG

4.6.1.1.Vai troø cuûa heä thoáng ñieàu khieån chaïy töï ñoäng

Heä thoáng ñieàu khieån chaïy töï ñoäng (CCS) duy trì xe chaïy taïi moät toác ñoä do laùi xe ñaët tröôùc baèng caùch ñieàu chænh töï ñoäng goùc môû böôùm ga, do ñoù ngöôøi laùi khoâng caàn phaûi giöõ chaân ga. Heä thoáng CCS ñaëc bieät coù ích khi laùi xe lieân tuïc khoâng nghæ trong nhieàu giôø treân ñöôøng cao toác hay ñöôøng xuyeân quoác gia vaéng ngöôøi, do ngöôøi laùi coù theå thaû chaân ga ñaïp ga vaø xe seõ chaïy ôû moät toác ñoä khoâng ñoåi cho duø laø leân hay xuoáng doác. Nhôø coù CCS nhöõng chuyeán haønh trình daøi seõ ít gaây meät moûi hôn. Heä thoáng CCS ñöôïc aùp duïng nhieàu treân nhöõng oâtoâ Myõ hôn nhöõng oâtoâ Chaâu AÂu, bôûi vì nhöõng con ñöôøng ôû Myõ roäng lôùn hôn vaø noùi chung thaúng hôn.

Vôùi söï phaùt trieån khoâng ngöøng cuûa giao thoâng, heä thoáng CCS ñang trôû thaønh höõu ích hôn, nhöõng oâtoâ ñôøi môùi töông lai seõ ñöôïc trang bò CCS, noù seõ cho pheùp oâtoâ cuûa baïn ñi theo oâtoâ phía tröôùc noù trong moät ñoaøn xe nhôø lieân tuïc ñieàu chænh taêng toác hoaëc giaûm toác ñeå baûo ñaûm moät khoaûng caùch an toaøn. Trong moät vaøi tröôøng hôïp, heä thoáng CCS coù theå goùp phaàn giaûm suaát tieâu hao nhieân lieäu baèng caùch haïn cheá ñoä leäch cuûa böôùm ga.

4.6.1.2. Thaønh phaàn cuûa CCS

Moät heä thoáng CCS bao goàm heä thoáng ñoùng môû böôùm ga vaø moät heä thoáng ñieàu khieån kyõ thuaät soá nhaèm duy trì moät toác ñoä oâtoâ khoâng ñoåi trong nhöõng ñieàu kieän ñöôøng saù khaùc nhau. Theá heä keá tieáp cuûa heä thoáng CCS ñieän töû coù theå seõ tieáp tuïc söû duïng moät moâñun rieâng leõ, töông töï nhö heä thoáng ñang söû duïng hieän nay, nhöng ñöôïc chia seû döõ lieäu töø ñoäng cô, heä thoáng phanh choáng haõm cöùng ABS, vaø heä thoáng ñieàu khieån hoäp soá. Heä thoáng CCS trong töông lai coù theå bao goàm caùc caûm bieán raña ñeå ñaùnh giaù möùc ñoä tieáp caän vôùi caùc xe khaùc vaø ñieàu chænh toác ñoä nhaèm duy trì moät khoaûng caùch khoâng ñoåi tuy nhieân giaù thaønh caàn phaûi giaûm maïnh môùi coù theå öùng duïng roäng raõi.

189

Hình 4.56. Sô ñoà boá trí chung cuûa heä thoáng CCS treân oâtoâ

4.6.2. Caùch söû duïng heä thoáng CCS

Hoaït ñoäng cuûa heä thoáng CCS ñöôïc ñieàu khieån bôûi coâng taéc chính, caùc coâng taéc ñieàu khieån, baøn ñaïp ga vaø baøn ñaïp phanh. Thieát keá cuûa coâng taéc ñieàu khieån khaùc nhau tuøy theo kieån xe. Hoaït ñoäng cuûa coâng taéc ñieàu khieån CCS ñöôïc thieát keá cho xe TOYOTA CRESSIDA nhö sau:

Coâng taéc chính vaø coâng taéc ñieàu khieån treân moãi loaïi xe khaùc nhau. Chuùng coù theå khaùc nhau caû veà thieát keá laãn vò trí laép raùp nhöng veà cô baûn thì nguyeân lyù hoaït ñoäng gioáng nhö treân xe TOYOTA CRESSIDA.

Caùc nuùt chöùc naêng cuûa coâng taéc ñieàu khieån

- ON-OFF: Coâng taéc chính

- SET/COAST: Ñaët toác ñoä

- Phuïc hoài (RESUME): Khi heä thoáng CCS ñang hoaït ñoäng, neáu noù bò taïm ngaét do baïn ñaïp phanh, nuùt RESUME ra leänh cho CCS ñieàu khieån oâtoâ chaïy trôû laïi toác ñoä tröôùc ñoù ñaõ caøi ñaët.

- Taêng toác (SET/ACCEL hay ACC)

- Huûy boû (CANCEL)

- Vieäc aán vaø giöõ nuùt COAST seõ laøm oâtoâ ñeå giaûm toác.

4.6.2.1. Ñaët toác ñoä CCS:

- AÁn vaø nhaû coâng taéc chính, ñeøn baùo seõ saùng leân.

190

- Ñaïp chaân ga ñeå ñaït ñöôïc toác ñoä mong muoán (40-200 Km/h)

- AÁn caàn ñieàu khieån CCS xuoáng vaø nhaû noù ra, thao taùc naøy seõ baät coâng taéc SET/COAST, toác ñoä xe taïi thôøi ñieåm nhaû caàn ñöôïc löu trong boä nhôù vaø CCS ñöôïc ñaët taïi toác ñoä naøy.

4.6.2.2. Taêng toác hoaëc giaûm toác baèng ñieàu khieån CCS

Taêng toác

- Nhaác coâng taéc ñieàu khieån leân, baät RES/ACC cho ñeán khi ñaït toác ñoä

mong muoán.

- Nhaû coâng taéc ñieàu khieån khi ñaõ ñaït ñöôïc toác ñoä mong muoán

Giaûm toác:

- AÁn coâng taéc ñieàu khieån leân, baät RES/ACC cho ñeán khi ñaït toác ñoä mong

muoán.

- Nhaû coâng taéc ñieàu khieån khi ñaõ ñaït ñöôïc toác ñoä mong muoán

4.6.2.3. Huûy chöùc naêng ñieàu khieån chaïy töï ñoäng:

Ñieàu khieån chaïy töï ñoäng seõ huûy theo caùc tröôøng hôïp sau:

1. Caàn ñieàu khieån ñöôïc keùo veà phiaù laùi xe (ñeán CANCEL).

2. Ñaïp baøn ñaïp phanh.

3. Ñaïp baøn ñaïp ly hôïp (xe hoäp soá tay).

4. Chuyeån soá ñeán vò trí N (xe hoäp soá töï ñoäng).

5. Keùo nheï caàn phanh tay leân (chæ aùp duïng vôùi moät soá xe).

6. Toác ñoä xe giaûm xuoáng thaáp hôn 40Km/h.

7. Toác ñoä xe giaûm xuoáng thaáp hôn 16Km/h so vôùi toác ñoä ñaët tröôùc.

4.6.2.4. Phuïc hoài laïi toác ñoä ñaët tröôùc:

Baät coâng taéc RESUME/ACCEL seõ phuïc hoài laïi toác ñoä ñaët tröôùc neáu noù taïm thôøi bò huûy boû nhö caùc tröôøng hôïp 1 – 2 – 3 – 4 - 5 trong khi toác ñoä xe khoâng giaûm xuoáng döôùi 40Km/h. Khi taét coâng taéc chính vaø caùc tröôøng hôïp 6 – 7 thì CCS seõ huûy vónh vieãn toác ñoä ñaët tröôùc. Neáu laùi xe muoán phuïc hoài hoaït ñoäng CCS thì phaûi ñaët laïi toác ñoä trong boä nhôù baèng caùch baät coâng taéc chính vaø laëp laïi thao taùc ñaët toác ñoä nhö moâ taû ôû treân.

191

4.6.3. CAÙC YEÂU CAÀU VEÀ TÍNH NAÊNG CUÛA CCS

Caùc ñaëc tính cuûa moät heä thoáng CCS lyù töôûng bao goàm caùc yeáu toá sau:

• Tính naêng veà toác ñoä: Khoaûng ñieàu chænh toác ñoä cheânh leäch so vôùi toác ñoä

thieát ñaët trong khoaûng ± 0.5 ÷1m/h.

• Ñoä tin caäy: Maïch ñöôïc thieát keá ñeå choáng laïi söï vöôït quaù ñieän aùp töùc

thôøi, ñaûo chieàu ñieän aùp, vaø söï tieâu phí naêng löôïng cuûa thieát bò ñöôïc haïn cheá ôû möùc thaáp nhaát.

• Caùc phieân baûn öùng duïng khaùc nhau: Baèng caùch thay ñoåi EEPROM thoâng qua moät seri döõ lieäu ñôn giaûn hay maïng MUX, phaàn meàm CCS coù theå ñöôïc naâng caáp, vaø toái öu hoùa cho caùc kieåu xe cuï theå. Nhöõng khaû naêng bieán ñoåi naøy thích öùng vôùi nhieàu kieåu caûm bieán, caùc boä trôï löïc vaø nhieàu phaïm vi toác ñoä.

• Söï thích öùng cuûa ngöôùi laùi: Thôøi gian ñaùp öùng cuûa heä thoáng CCS coù theå

ñöôïc ñieàu chænh ñeå phuø hôïp vôùi sôû thích cuûa ngöôøi laùi trong phaïm vi tính naêng cuûa xe.

Khía caïnh an toaøn:

Thieát keá moät heä thoáng CCS caàn phaûi tính ñeán moät soá yeáu toá veà an toaøn. Veà cô baûn phöông phaùp thieát keá nhaém vaøo maïch ñieàu khieån böôùm ga nhaèm ñaûm baûo cô cheá xöû lyù söï coá hoaït ñoäng ngay khi boä ñieàu khieån vi maïch hay cô caáu chaáp haønh hö hoûng. Maïch ñieän töû an toaøn seõ caét caùc boä trôï löïc ñieàu khieån laøm cho caùc tay ñoøn ñieàu khieån böôùm ga maát taùc duïng moät khi coâng taéc phanh hay coâng taéc haønh trình ñöôïc kích hoaït, vôùi moïi tình traïng cuûa boä ECU hay caùc maïch baùn daãn cuûa boä ñieàu khieån (Vôùi giaû ñònh keát caáu cô khí cuûa boä chaáp haønh ôû trong tình traïng toát).

Caùc vaán ñeà khaùc lieân quan ñeán an toaøn bao goàm caùc chöông trình doø tìm tình traïng vaän haønh khoâng bình thöôøng vaø ghi laïi caùc döõ lieäu naøy vaøo boä nhôù ñeå phuïc vuï cho coâng vieäc chaån ñoaùn hö hoûng sau naøy. Tình traïng hoaït ñoäng khoâng bình thöôøng, chaúng haïn nhö toác ñoä xe khoâng oån ñònh hay tín hieäu ñieàu khieån bò ngaét quaõng. Coâng vieäc kieåm tra coù theå ñöôïc tieán haønh trong thôøi kyø chaïy xe laàn ñaàu vaø trong baát kyø thôøi ñieåm naøo luùc xe ñang hoaït ñoäng ñeå xaùc ñònh möùc ñoä hoaøn chænh cuûa heä thoáng ñieàu khieån, tình traïng hoaït ñoäng ñöôïc theå hieän qua caùc maøn hình chæ thò cho ngöôøi laùi. Tình traïng hö hoûng nghieâm troïng nhaát laø söï taêng toác khoâng kieåm soaùt ñöôïc. Theo doõi lieân tuïc tình traïng cuûa boä ECU vaø caùc boä phaän chuû yeáu khaùc seõ giuùp haïn cheá khaû naêng hö hoûng naøy.

4.6.4. HOAÏT ÑOÄNG CUÛA CCS

Heä thoáng CCS bao goàm: Caûm bieán toác ñoä xe, caùc coâng taéc, boä chaáp haønh vaø boä vi xöû lyù (boä CCS ECU ñieàu khieån chaïy töï ñoäng). Boä ñieàu khieån seõ nhaän tín hieäu töø coâng taéc ñieàu khieån chính, boä caûm bieán toác ñoä vaø coâng taéc thaéng. Neáu heä thoáng ñang söû duïng boä caûm bieán vò trí cuïm trôï löïc hoaëc vò trí caùnh böôùm ga, tín

192

hieäu cuûa noù seõ ñöôïc gôûi ñeán boä ñieàu khieån. Moät maïch ñieän ñoàng hoà seõ thay ñoåi tín hieäu xung treân km thaønh tín hieäu xung treân giaây - Hz (bieán ñoåi A/D). Maïch tích hôïp boä kích thích vaø loâgic (IC) ñöôïc chia laøm 2 maïch ñieän: moät maïch seõ löu tröõ taàn soá ñöôïc thieát ñaët, maïch khaùc seõ giaùm saùt taàn soá cuûa boä caûm bieán toác ñoä. Hai taàn soá naøy seõ ñöôïc so saùnh vôùi nhau baèng boä ñieàu khieån. Neáu tìm thaáy söï khaùc nhau giöõa 2 taàn soá, ECU gôûi tín hieäu ñieàu khieån ñeán cô caáu chaáp haønh ñeå ñieàu chænh vò trí caùnh böôùm ga duy trì toác ñoä oâtoâ ôû giaù trò thieát ñaët.

ECU

Ñoäng cô

Coù hai loaïi cô caáu chaáp haønh: Loaïi daãn ñoäng chaân khoâng vaø loaïi moâtô böôùc, ngaøy nay chuû yeáu laø duøng loaïi chaân khoâng, tuy nhieân xu höôùng töông lai seõ söû duïng nhieàu loaïi moâ tô ñeå ñieåu khieån toác ñoä xe chính xaùc hôn.

ECU

Ñoäng cô

Hình 4.57. Sô ñoà CCS daãn ñoäng baèng chaân khoâng

Hình 4.58. Heä thoáng CCS daãn ñoäng baèng moâ tô böôùc

193

4.6.5. NGUYEÂN LYÙ ÑIEÀU KHIEÅN

4.6.5.1. Sô ñoà nguyeân lyù

caáu

trí

Xöû lyù tín hieäu vaøo

Cô daãn ñoäng

caáu Cô chaáp haønh

Vò böôùm ga

Caûm bieán toác ñoä xe

Heä thoáng CCS hoaït ñoäng theo nguyeân lyù ñieàu khieån hoài tieáp (Close-loop control), sô ñoà nguyeân lyù theå hieän nhö sau:

Tín hieäu ñaët tröôùc

Hình 4.59. Sô ñoà ñieàu khieån CCS

Tín hieäu ñaàu vaøo chính yeáu laø toác ñoä theo yù muoán cuûa ngöôøi laùi vaø toác ñoä thöïc cuûa xe. Caùc tín hieäu quan troïng khaùc laø söï ñieàu chænh Faster-accel/Slower-coast cuûa ngöôøi laùi, Resume, On/Off, coâng taéc phanh, vaø tín hieäu ñieàu khieån ñoäng cô. Tín hieäu ñaàu ra chuû yeáu laø trò soá cuûa boä trôï löïc ñieàu khieån böôùm ga, ñeøn baùo ON cuûa CCS, nhöõng chæ baùo phuïc vuï baûo döôõng vaø nhöõng thoâng tin göûi veà boä löu tröõ phuïc vuï chaån ñoaùn hö hoûng.

4.6.5.2. Sô ñoà maïch vaø sô ñoà khoái:

Sô ñoà khoái: BOÄ CHAÁP HAØNH

Khoaù ñieän

Coâng taéc chính

Coâng taéc ñeøn phanh

Caûm bieán toác ñoä

Van ñieàu khieån

Van xaû

Ä

Coâng taéc ñieàu khieån

Ï

Coâng taéc phanh tay

Ï

Coâng taéc ñeøn phanh

Ñeøn baùo

Å

Coâng taéc ly hôïp

ECU ñoäng cô vaø ECT

Van ñieän No.2 ECT

À

Giaéc kieåm tra hay TDCL

Coâng taéc chaân khoâng

Coâng taéc khôûi ñoäng trung gian ECU O/D hay Relay

Van ñieän O/D (A/T)

G N O Ñ Ö T Y A H C N E I H K U E I Ñ U C E

ECU ñoäng cô vaø ECT

Bôm chaân khoâng

Hình 4.60. Sô ñoà heä thoáng CCS

194

Khoaù ñieän

STT

MAIN FL ALT FL AM1 FL

ACC

Caàu chì GAUGE

AÉc quy

Caàu chì STOP

Caàu chì GAUGE

Ñeøn phanh

Ñeøn baùo phanh

Coâng taéc phanh tay

Coâng taéc ñeøn phanh

Boä chaáp haønh

Ñeøn baùo 2

Van xaû

Van Ñ/khieån

Coâng taéc ñieàu khieån

MAIN

Van ñieän soá 2(ECT)

SET/COAST

RES/ACC

CANCEL

ECU hay rô le O/D

ECU ñieàu khieån chaïy töï ñoäng

Van ñieän O/D(A/T)

Coâng taéc ly hôïp

Coâng taéc khôûi ñoäng trung gian

ECU hay rô le O/D

Maùy khôûi ñoäng

Coâng taéc chaân khoâng

Caûm bieán toác ñoä soá 1

Caûm bieán toác ñoä soá 2

Bôm chaân khoâng

Giaéc noái chaån ñoaùn toång (TDCL)

Giaéc noái chaån ñoaùn toång

Hình 4.61. Sô ñoà maïch ñieän heä thoáng CCS treân xe TOYOTA CRESSIDA

Tín hieäu ñaàu vaøo:

Caûm bieán toác ñoä laø boä phaän chính yeáu nhaát cuûa heä thoáng, bôûi vì boä CCS ECU ño ñaït toác ñoä xe töø boä caûm bieán toác ñoä trong phaïm vi 1/32 (m/h). Moïi daây caùp cuûa ñoàng hoà toác ñoä hay söï dao ñoäng ñeàu gaây sai leäch trong tính toaùn toác ñoä. Söï sai leäch trong tính toaùn toác ñoä coù theå ñöôïc giaûm thieåu baèng chu kyø ño ñaït. Caûm bieán toác ñoä daãn ñoäng cho Microcontroller’s Timer Input Capture Line hay Interrupt Line beân ngoaøi. Boä ECU seõ tính toaùn toác ñoä xe töø taàn soá cuûa tín hieäu, boä caûm bieán vaø töø cô sôû thôøi gian beân trong ECU. Trò soá toác ñoä cuûa xe seõ ñöôïc caäp nhaät lieân tuïc vaø ñöôïc löu tröõ trong boä nhôù RAM vaø ñöôïc xöû lyù bôûi chöông trình ñieàu khieån toác ñoä cô sôû. Thoâng thöôøng boä caûm bieán toác ñoä laø moät maùy phaùt xoay chieàu ñôn giaûn ñöôïc boá trí ôû hoäp soá hay caùp truyeàn ñoäng ñoàng hoà toác ñoä. Maùy phaùt xoay chieàu naøy taïo ra moät ñieän aùp xoay chieàu vôùi taàn soá tæ leä vôùi caûm bieán toác ñoä voøng vaø toác ñoä cuûa xe. Caûm bieán quang hoïc taïi ñaàu ñoàng hoà toác ñoä cuõng coù theå ñöôïc söû duïng. Thoâng thöôøng caûm bieán toác ñoä taïo ra moät soá xung hay chu kyø treân moãi Km. Cuøng vôùi vieäc söû duïng phanh choáng tröôït ABS ngaøy caøng nhieàu, trò soá caûm bieán boå sung coù theå nhaän ñöôïc töø boä caûm bieán toác ñoä ñaët taïi boä

195

ABS taïi baùnh xe. Döõ lieäu veà toác ñoä töø heä thoáng ABS coù theå thu ñöôïc thoâng qua maïng MUX. Tín hieäu ñaàu vaøo cuûa heä thoáng CCS coù theå laø töø moãi coâng taéc do ngöôøi laùi thieát ñaët hoaëc nhieàu tín hieäu Analog khaùc ñöôïc chuyeån ñoåi thaønh tín hieäu ñaàu vaøo daïng Digital. Ngoaøi ra coøn caùc thoâng soá khaùc cuõng ñöôïc tham chieáu ñeán, ñoù laø caûm bieán vò trí böôùm ga, tình traïng cuûa ly hôïp hay heä thoáng truyeàn löïc. Caùc tín hieäu ñaàu vaøo khaùc söû duïng trong heä thoáng CCS laø vò trí böôùm ga, hoäp soá, boä ly hôïp, tình traïng boä A/C, chaån ñoaùn boä chaáp haønh, tình traïng ñoäng cô… nhöõng tín hieäu naøy coù theå laáy töø maïng döõ lieäu MUX.

4.6.5.3. Thuaät toaùn ñieàu khieån chaïy töï ñoäng

Chöông trình ñieàu khieån chaïy töï ñoäng ñöôïc thieát laäp döïa vaøo lyù thuyeát ñieàu khieån môø “ Fuzzy Control”, ngöôøi ta coù theå thieát keá thaønh coâng moät heä thoáng ñieàu khieån töï ñoäng cho nhöõng ñoái töôïng coù quaù nhieàu thoâng soá ñaàu vaøo taùc ñoäng maø theo lyù thuyeát ñieàu khieån töï ñoäng coå ñieån tröôùc ñaây khoù loøng giaûi quyeát noåi. Tín hieäu ñaàu ra raát oån ñònh duø cho tín hieäu ñaàu vaøo coù theå bieán ñoåi ña daïng. Söï vaän haønh cuûa chöông trình ñieàu khieån:

+

Proportional gain, Kp

Speed Sensor

+

Actuator Control

-

Intergral Gain, KI

Actual Vehicle Speed Value

Set speed value

Hình 4.63. Thuaät toaùn ñieàu khieån ga töï ñoäng (PI Speed error control)

Boä vi xöû lyù ñöôïc laäp trình ñeå ño ñaït toác ñoä xe vaø ghi laïi möùc ñoä chaïy theo trôùn cuûa xe vaø ôû vaø xu höôùng cuûa noù laø taêng hay giaûm. Phöông phaùp PI tieâu chuaån taïo ra tín hieäu ñaàu ra P tæ leä vôùi vôùi söï khaùc bieät giöõa toác ñoä xe ñaõ ñöôïc caøi ñaët vaø toác ñoä thöïc cuûa xe (ñoä sai leäch) bôûi moät trò soá tæ leä Gain Block KP. Moät tín hieäu KI ñöôïc taïo ra vaø bieán ñoäng leân xuoáng theo moät tæ leä phuï thuoäc vaøo ñoä sai leäch cuûa tín hieäu. Caùc giaù trò thu nhaän KI vaø KP ñöôïc choïn ñeå taïo ra phaûn öùng nhanh, nhöng vôùi moät möùc ñoä khoâng oån ñònh nhoû. Heä thoáng PI coäng vaøo möùc ñoä sai leäch, vì vaäy, neáu toác ñoä döôùi möùc toác ñoä caøi ñaët nhö trong tröôøng hôïp xe leân doác trong thôøi gian daøi, tín hieäu sai leäch seõ baét ñaàu gia taêng maïnh ñeå buø tröø. Trong ñieàu kieän chaïy xe treân ñöôøng baèng phaúng, trò soá block KI coù xu höôùng tieán veà 0 vì ít coù söï sai leäch theo thôøi gian. Troïng löôïng xe, tính naêng ñoäng cô, söùc caûn laên, caùc yeáu toá naøy seõ xaùc ñònh baèng soá PI. Toùm

196

laïi, phöông phaùp PI cho pheùp heä thoáng phaûn öùng nhanh trong tröôøng hôïp leo doác ñoät ngoät hay chaïy xuoáng doác.

Kieåm soaùt tín hieäu ñaàu ra:

Khi tín hieäu sai ñöôïc xöû lyù, moät tín hieäu ñöa ñeán boä chaáp haønh ñöôïc taïo ra ñeå môû lôùn böôùm ga, giöõ ôû vò trí coá ñònh hay giaûm bôùt böôùm ga. Boä trôï löïc ñöôïc caäp nhaät vôùi ñaëc tính cô khí cuûa boä trôï löïc, coù theå ñeán vaøi phaàn ngaøn cuûa giaây. Tín hieäu sai leäch coù theå ñöôïc xöû lyù nhanh hôn, vì vaäy, taïo ra thôøi gian cho vaøi giaù trò trung bình cuûa caûm bieán toác ñoä xe. Ñieàu khieån böôùm ga coù theå laø loaïi trôï löïc chaân khoâng truyeàn thoáng hay moâtô böôùc. ÔÛ loaïi trôï löïc chaân khoâng, chaân khoâng taùc ñoäng vaøo boä chaáp haønh ñöôïc xaû ra theo qui trình xöû lyù söï coá baát cöù khi naøo heä thoáng phanh taùc ñoäng vôùi muïc ñích boå sung cho quaù trình ñoùng cuoän solenoid ñieàu khieån boä chaáp haønh. Boä trôï löïc kieåu moâtô ñieän ñoøi hoûi söï truyeàn ñoäng ñieän töû phöùc taïp hôn vaø moät vaøi cô caáu xöû lyù söï coá cô khí ñöôïc keát noái vaøo heä thoáng phanh.

4.6.6. CAÙC BOÄ PHAÄN CHÍNH CUÛA CCS

4.6.6.1. Caûm bieán toác ñoä (Speed Sensor)

Hình 4.64. Caûm bieán toác ñoä loaïi coâng taéc löôõi gaø Chöùc naêng cuûa caûm bieán toác ñoä xe laø thoâng baùo toác ñoä hieän thôøi cho ECU ñieàu khieån chaïy töï ñoäng. Caûm bieán toác ñoä xe chuû yeáu laø loaïi coâng taéc löôõi gaø, loaïi quang hoïc (diod phaùt quang keát hôïp vôùi moät transitor quang) vaø loaïi MRE (loaïi phaàn töû ñieän trôû töø). Caûm bieán naøy laép trong ñoàng hoà toác ñoä hay hoäp soá. Khi toá ñoä xe taêng, caùp ñoàng hoå toác ñoä xe quay nhanh hôn, baät taéc coâng taéc löôõi gaø hay transitor nhanh hôn, ngöôïc laïi khi chaïy toác ñoä thaáp hôn seõ giaûm taàn soá cuûa tính hieäu toác ñoä.

197

a) Loaïi coâng taéc löôõi gaø: ñöôïc duøng vôùi baûng ñoàng hoà loaïi kim, khi daây coâng tô meùt quay, nam chaâm cuõng quay. Ñieàu naøy baät vaø taét coâng taéc löôõi gaø 4 laàn trong moät voøng quay. Toác ñoä cuûa xe tyû leä vôùi taàn soá cuûa xung ñieän aùp ra. b) Loaïi quang hoïc: ñöôïc duøng vôùi baûng ñoàng hoà kieåu soá, noù cuõng ñöôïc laép trong ñoàng hoà toác ñoä.

Hình 4.65. Caûm bieán toác ñoä loaïi quang Caùp ñoàng hoà toác ñoä laøm cho ñóa xeõ raõnh quay. Khi ñóa xeõ raõnh quay, noù ngaét tia saùng chieáu leâ transitor quang töø diod phaùt quang (LED) laøm cho transitor quang phaùt sinh xung ñieän aùp. AÙnh saùng töø ñeøn LED bò ngaét 20 laàn khi caùp ñoàng hoà toác ñoä quay moät voøng do ñoù taïo 20 xung. Soá löôïng xung naøy ñöôïc giaûm xuoáng 4 xung tröôùc khi tín hieäu ñöôïc gôûi ñeán ECU ñieàu khieån chaïy töï ñoäng, Moät tín hieäu 20 xung treân moät voøng quay cuûa truïc roto do transitor quang vaø ñóa xeõ raõnh taïo ra ñöôïc chuyeån thaønh tín hieäu 4 xung treân moät voøng quay nhôø ECU ñoàng hoà soá vaø chuyeån ñeán ECU chaïy töï ñoäng. c). Loaïi MRE (phaàn töû ñieän trôû töø) Caûm bieán naøy ñöôïc laép treân hoäp soá hay hoäp soá phuï vaø ñöôïc daãn ñoäng baèng baùnh raêng chuû ñoäng cuûa truïc thöù caáp. Caûm bieán naøy bao goàm moät maïch HIC (maïch tích hôïp) gaén trong MRE (phaàn töû ñieän trôû töø) vaø moät vaønh töø. Nguyeân lyù hoaït ñoäng cuûa MRE: Khi höôùng cuûa doøng ñieän chaïy trong MRE song song vôùi höôùng cuûa ñöôøng söùc töø, ñieän trôû seõ trôû neân lôùn (vaø doøng ñieän yeáu), ngöôïc laïi, khi höôùng cuûa doøng ñieän vaø ñöôøng söùc töø caét nhau, ñieän trôû giaûm ñeán möùc toái thieåu (vaø doøng ñieän maïnh). Höôùng cuûa ñöôøng söùc töø thay ñoåi do chuyeån ñoäng quay cuûa nam chaâm laép treân vaønh töø, keát quûa laø ñieän aùp ra cuûa MRE ttôû thaønh daïng soùng xoay chieàu. Boä so saùnh trong caûm bieán toác ñoä chuyeån daïng soùng xoay chieàu thaønh tín hieäu soá, sau ñoù noù ñöôïc ñaûo ngöôïc baèng transitor tröôùc khi ñeán ñoàng hoà. Taàn soá cuûa daïng soùng phuï thuoäc vaøo soá löôïng cöïc cuûa nam chaâm laép treân vaønh töø. Coù 2 loaïi vaønh töø (tuøy theo kieåu xe): Loaïi coù 20 cöïc töø vaø loaïi coù 4 cöïc töø. Loaïi coù 20

198

cöïc töø taïo ra daïng soùng 20 chu kyø (20 xung trong moät voøng quay cuûa vaønh töø), coøn loaïi 4 cöïc taïo ra daïng soùng 4 chu kyø. Trong loaïi 20 cöïc, taàn soá cuûa tín hieäu soá ñöôïc chuyeån thaønh 20 xung trong moãi voøng quay cuûa cuûa vaønh töø thaønh 4 xung baèng maïch chuyeån ñoåi xung trong ñoàng hoà toác ñoä sau ñoù noù ñöôïc göûi ñeán ECU. Maïch ñaàu ra cuûa caûm bieán toác ñoä khaùc nhau tuøy theo kieåu xe. Keát quûa laø tín hieäu phaùt ra cuõng khaùc nhau tuøy theo kieåu xe: coù loaïi ñieän aùp ra vaø ñieän trôû thay ñoåi. Moät soá caûm bieán toác ñoä khoâng ñi qua baûng ñoàng hoà maø göûi tröïc tieáp ñeán ECU.

4.6.6.2. Boä ñieàu khieån

Yeâu caàu kyõ thuaät cuûa boä vi xöû lyù (ECU): Boä ECU söû duïng trong heä thoáng CCS coù yeâu caàu cao veà chöùc naêng. Boä ECU phaûi bao goàm caùc yeâu caàu sau:

• Chuaån thôøi gian phaûi chính xaùc ñeå ño ñaït vaø tính toaùn toác ñoä. • Tín hieäu vaøo A/D • Tín hieäu ra PWM • Ghi nhaän thôøi gian tín hieäu vaøo • Ghi nhaän vaø so saùnh thôøi gian tín hieäu ra • Coång döõ lieäu (coång MUX) • Boä phaän ghi giôø beân trong • EPROM • Coâng ngheä Low-Power CMOS

4.6.6.3. Boä phaän daãn ñoäng (Actuator)

Boä daãn ñoäng baèng chaân khoâng

Hình 4.66. Boä daãn ñoäng baèng chaân khoâng

Van ñieàu khieån: Boä trôï löïc hoaït ñoäng baèng chaân khoâng goàm moät taám maøng hoaït ñoäng baèng loø xo vôùi van cung caáp, van naøy ñöôïc ñieàu khieån baèng solenoid. Khi heä thoáng khoâng söû duïng ñeán, solenoid cuûa van ñieàu khieån seõ laø thöôøng ñoùng trong luùc ñoù, solenoid van thoâng hôi seõ cho khí trôøi ñi vaøo. Maøng cuûa boä trôï löïc vaø loø xo seõ giaõn ra vaø goùc môû caùnh böôùm ga seõ khoâng ñöôïc ñieàu chænh. Vieäc ñoùng vaø môû nhöõng van naøy trong khi hoaït

199

TOÁC ÑOÄ OÂTOÂ TAÊNG

TOÁC ÑOÄ OÂTOÂ GIAÛM

OFF

ñoäng seõ duy trì ñöôïc vieäc thieát laäp toác ñoä di chuyeån cuûa oâtoâ treân ñöôøng nhö mong muoán. Van xaû: Duøng ñeå daãn aùp suaát khí quyeån vaøo trong boä chaáp haønh khi heä thoáng CCS bò huûy boû. Van xaû coøn ñoùng vai troø nhö moät van an toaøn neáu van ñieàu khieån bò coá ñònh taïi vò trí caáp chaân khoâng do hö hoûng. Noù daãn aùp suaát khí quyeån töø van an toaøn ñeå ñoùng böôùm ga, do vaäy coù theå giaûm ñöôïc toác ñoä xe. Van xaû nhö vaäy baûo ñaûm tính an toaøn cao khi laùi xe.

Hình 4.67. Ñaáu daây caùp töø Actuator ñeán böôùm ga

ON OFF

Toác ñoä taêng

Toác ñoä giaûm

ON OFF

Sô ñoà goàm: Boä trôï löïc ñieàu khieån goàm coù maøng vaø caùc solenoid ñieàu khieån chaân khoâng. Heä soá xung vaø ñieàu khieån heä soá xung: ECU gôûi moät doøng ngaét (tính hieäu xung) ñeán van ñieàu khieån vôùi taàn soá khoaûng 20 Hz, baèng caùch thay ñoåi khoaûng thôøi gian doøng ñieän baät vaø taét (ñöôïc goïi laø heä soá xung) seõ laøm taêng hay giaûm ñoä chaân khoâng trong boä chaáp haønh theo toác ñoä xe. Khi doøng ñieän baät trong khoaûng thôøi gian daøi (heä soá xung cao) thì van chaân khoâng seõ môû trong thôøi gian laâu hôn, ñoä chaân khoâng taêng trong boä chaáp haønh, keát quûa laø böôùm ga môû vaø toác ñoä xe taêng leân. Khi doøng ñieän taét trong khoaûng thôøi gian daøi (heä soá xung thaáp) thì van khí quyeån seõ môû trong khoaûng thôøi gian laâu hôn, ñoä chaân khoâng taêng trong boä chaáp haønh, keát quûa laø böôùm ga ñoùng vaø toác ñoä xe giaûm xuoáng.

200

Söï hoaït ñoäng cuûa cô caáu chaáp haønh: Khi xe hoaït ñoäng ôû toác ñoä khoâng thay ñoåi, taêng hay giaûm toác van ñieàu khieån vaø van xaû trong boä chaáp haønh hoaït ñoäng ñeå ñieàu khieån toá ñoä xe. Hoaït ñoäng vaø söï lieân heä cuûa caùc van naøy öùng vôùi töøng ñieàu kieän laùi xe ñöôïc toång keát trong baûng sau:

SÖÏ PHOÁI HÔÏP HOAÏT ÑOÄNG CUÛA VAN ÑIEÀU KHIEÅN VAØ VAN XAÛ

BOÄ CHAÁP HAØNH

Ñieàu kieän VAN ÑIEÀU KHIEÅN Doøng ñieän

COÂNG TAÉC CHÍNH

Van chaân khoâng Van khí quyeån

Taét Taét 1. CCS taét Ñoùng Môû

Taét Baät 2. Chöa ñaët toác ñoä Ñoùng Môû

Baät 3. Ñaët toác ñoä

Baät 4. Chaïy taïi toác ñoä vôùi cheá ñoä CCS

Ñieàu khieån xung Môû ↔ Ñoùng Môû ↔ Ñoùng Ñieàu khieån xung Môû ↔ Ñoùng Môû ↔ Ñoùng Ñieàu khieån xung VAN XAÛ Doøng ñieän Van khí quyeån Taét Môû Taét Môû Baät Ñoùng Baät Ñoùng Baät Baät 5. Taêng toác vôùi coâng taéc ñieàu khieån Môû ↔ Ñoùng Môû ↔ Ñoùng Ñoùng

Taét Baät Ñoùng Môû

Baät

Baät 6. Giaûm toác vôùi coâng taéc ñieàu khieån 7. Taïm thôøi taêng toác baèng baøn ñaïp ga 8. Toác ñoä xe cao hôn toác ñoä ñaët tröôùc 9. Toác ñoä xe thaáp hôn toác ñoä ñaët tröôùc

Ñieàu khieån xung Môû ↔ Ñoùng Môû ↔ Ñoùng Ñieàu khieån xung Môû ↔ Ñoùng Môû ↔ Ñoùng Taét Baät 10. Huûy Ñoùng Môû

Ñieàu khieån xung Taét Môû Taét Môû Baät Ñoùng Baät Ñoùng Taét Môû Baät

Baät Môû ↔ Ñoùng Môû ↔ Ñoùng Ñoùng

11.Phuïc hoài toác ñoä xe baèng coâng taéc ñieàu khieån

201

HUÛY

PHUÏC HOÀI

TOÁC ÑOÄ XE

ON OFF

VAN ÑK

ON OFF

VAN XAÛ

Sô ñoà phoái hôïp toác ñoä xe vôùi caùc traïng thaùi cuûa van ñieàu khieån vaø van xaû b) Boä daãn ñoäng baèng motor: Boä chaáp haønh goàm moät moâ tô, ly hôïp töø vaø bieán trôû, thöïc hieän nhieäm vuï truyeàn taùc ñoäng ñieàu khieàn töø ECU ñeán böôùm ga töông töï nhö boä daãn ñoäng baèng chaân khoâng.

202