ỦY BAN NHÂN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG CAO ĐẲNG GIAO THÔNG VẬN TẢI BÀI GIẢNG HỆ THỐNG TREO ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ

Bản ghi

1 ỦY BAN NHÂN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG CAO ĐẲNG GIAO THÔNG VẬN TẢI BÀI GIẢNG HỆ THỐNG TREO ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG Chủ biên: ThS. Nguyễn Trường An Lưu hành nội bộ - Tháng 9 năm 2016

2 ỦY BAN NHÂN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG CAO ĐẲNG GIAO THÔNG VẬN TẢI BÀI GIẢNG HỆ THỐNG TREO ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG Chủ biên: ThS. Nguyễn Trường An Thành viên: ThS. Đinh Văn Cường ThS. Ngô Thị Kim Uyển KS. Cù Duy Cao Vỹ Lưu hành nội bộ - Tháng 9 năm 2016

3 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình, lưu hành nội bộ trong trường Cao Đẳng Giao Thông Vận Tải, không kinh doanh thương mại. Cho phép dùng nguyên bản hoặc trích dẫn tài liệu này cho các mục đích về đào tạo và tham khảo mà không cần xin phép tác giả. Nghiêm cấm sử dụng tài liệu này với mục đích kinh doanh hoặc với mục đích khác mang tính lệch lạc, trái pháp luật.

4 LỜI NÓI ĐẦU Môn học Hệ thống treo điều khiển điện tử là môn học chiếm vị trí quan trọng trong chương trình đào tạo đội ngũ kỹ thuật trong ngành kỹ thuật ô tô tại Trường Cao Đẳng Giao Thông Vận Tải. Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử đề cập đến những vấn đề cơ bản về hệ thống treo cũng như cấu và nguyên lý hoạt động liên quan đến hệ thống treo hiện đại hiện nay Giáo trình này biên soạn về phần lý thuyết nhằm phục vụ cho ngành đào tạo, chúng tôi cố gắng biên soạn để làm tài liệu học tập cho sinh viên ngành kỹ thuật ô tô hệ chính quy đồng thời làm tài liệu tham khảo cho sinh viên cùng ngành hệ liên thông. Giáo trình được biên soạn với nội dung chính sau: Chương 1: Tổng quan hệ thống treo điều khiển điện tử Chương 2: Hệ thống treo khí nén điều khiển điện tử Chương 3: Hệ thống treo thủy lực điều khiển điện tử Trong giáo trình không tránh khỏi sai sót, mong các bạn đồng nghiệp và đọc giả góp ý kiến để hoàn thiện hơn. Nhóm Tác giả

5 MỤC TIÊU MÔN HỌC Mục tiêu môn học Hệ thống treo điều khiển điện tử như sau: Về kiến thức: Môn học này cung cấp kiến thức về hệ thống treo điều khiển điện tử trên ô tô. Trình bày, phân tích được cấu tạo và nguyên lý của hệ thống thống treo khí nén điều khiển điện tử, hệ thống thống treo khí thủy lực điều khiển điện tử. Hiểu được các thuật ngữ chuyên ngành dùng cho hệ thống treo điều khiển điện tử. Có kiến thức chung về bảo dưỡng và sửa chữa hệ thống treo điều khiển điện tử. Về kỹ năng: Trình bày được phương pháp điều khiển hệ thống thống treo điều khiển điện tử. Xác định được đặc điểm bảo dưỡng và sửa chữa hệ thống treo điều khiển điện tử. Có kỹ năng phân tích, giải thích và lập luận giải quyết các vấn đề kỹ thuật ô tô. Kỹ năng làm việc nhóm, giao tiếp và khả năng đọc hiểu các tài liệu kỹ thuật, hoàn thành tốt nhiệm vụ được giao. Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: Có đạo đức nghề nghiệp, ý thức tổ chức kỷ luật lao động và tôn trọng nội quy của cơ quan, doanh nghiệp. Ý thức cộng đồng và tác phong công nghiệp, trách nhiệm công dân, có thể làm việc theo nhóm và làm việc độc lập. Có tinh thần cầu tiến, hợp tác và giúp đỡ đồng nghiệp. Có lối sống lành mạnh, chân thành, khiêm tốn giản dị; Cẩn thận và trách nhiệm trong công việc;

6 BẢNG THUẬT NGỮ TIẾNG ANH TEMS (Toyota Electronically Modulated Suspension) NORM (Normal) SPORT HIGH COMFORT SOFT HARD ACITVE SUSPENTION FLUID AHC Hệ thống treo điều khiển điện tử chế độ bình thường chế độ thể thao chế độ cao chế độ thoải mái chế độ êm dịu chế độ cứng Dầu trong hệ thống treo thủy lực

7 MỤC LỤC TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN 1 LỜI NÓI ĐẦU 4 MỤC TIÊU MÔN HỌC 5 BẢNG THUẬT NGỮ TIẾNG ANH 6 DANH MỤC BẢNG 11 DANH MỤC HÌNH 12 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN HỆ THỐNG TREO ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ Các chỉ tiêu về độ êm dịu chuyển động của ôtô Tần số dao động thích hợp: Gia tốc thích hợp Công dụng, yêu cầu và phân loại hệ thống treo Ưu điểm hệ thống treo điều khiển điện tử Phân loại hệ thống treo điều khiển điện tử Nguyên lý điền khiển hệ thống treo điện tử 9 CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG TREO KHÍ NÉN ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ Cấu tạo Sơ đồ bố trí chung Cấu tạo và hoạt động của các phần tử Nguyên lý hoạt động Sơ đồ mạch điện điều khiển Điều khiển chống chúi đuôi xe: Điều khiển chống nghiêng ngang: Điều khiển chống chúi đầu xe: Điều khiển tốc độ cao Chống chúi đuôi xe khi chuyển số (xe có hộp số tự động): Điều khiển trên đường xóc,chống lắc dọc và chống nhún Điều khiển độ cao xe Tự động điều khiển độ cao xe Điều khiển tốc độ cao Điều khiển khi tắt khoá điện 46

8 2.3. Lựa chọn chế độ bằng tay Công tắc lực chọn Công tắc điều khiển độ cao Tự động điều khiển các chế độ Điều khiển lực giảm chấn và lực đàn hồi Điều khiển độ cao gầm xe Các chức năng kiểm tra hệ thống Chức năng kiểm tra cảm biến Chức năng báo hiệu hư hỏng Chức năng báo mã chẩn đoán 49 CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG TREO THỦY LỰC ĐIỀU KHIỂN TỬ Tổng quát Giới thiệu chung hệ thống treo thủy lực điều khiển điện tử Bố trí chung của hệ thống treo thủy lực điều khiển điện tử Mạch thủy lực Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các cụm trên mô hình hệ thống treo thủy lực điều khiển điện tử Đèn báo điều khiển độ cao Công tắc điều khiển AHC Cảm biến điều khiển độ cao Cảm biến góc xoay vô lăng Bơm và Motor Bơm giảm tốc Máy nén điều khiển độ cao Van điều khiển độ cao Túi khí và bộ điều khiển lực giảm xóc Lò xo Bộ phận giảm xóc Rơle chính AHC Rơle AHC Chất lỏng ECU của hệ thống treo thủy lực điều khiển điện tử. 75

9 3.3. Nguyên lý hoạt động của mô hình hệ thống treo thủy lực điều khiển điện tử Thay đổi lực giảm xóc Lựa chọn độ cao Tự động điều khiển độ cao xe Hủy điều khiển độ cao tự động Điều khiển khi tắt khoá điện Kiểm tra các bộ phận 90 Chương 4: HỆ THỐNG TREO TỪ TRƯỜNG MAGNERIDE 93 ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ Cấu tạo cơ cấu treo từ trường MagneRide điều khiển điện tử Bộ chấp hành hệ thống treo từ trường MagneRide điều khiển điện tử Xi lanh thủy lực MagneRide Van điện từ trường Các cảm biến Cảm biến góc xoay vô lăng Cảm biến điều chỉnh chiều cao Cảm biến vị trí bàn đạp ga 100 CHƯƠNG 5: 102 QUY TRÌNH KIỂM TRA, SỬA CHỮA HƯ HỎNG CỦA 102 HỆ THỐNG TREO KHÍ ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ Các chức năng kiểm tra Chức năng kiểm tra cảm biến Chức năng báo hiệu hư hỏng Chức năng báo mã chẩn đoán Hư hỏng và cách khắc phục Kiểm tra sơ bộ Kiểm tra sơ bộ chức năng điều khiển độ cao xe Kiểm tra độ cao xe kiểm tra độ cao xe bắng công tắc điều khiển độ cao Kiểm tra rò khí Kiểm tra các bộ phận 113

10 Công tắc RLC Cảm biến lái Công tắc đèn phanh Cảm biến vị trí bướm ga Bộ chấp hành điều khiển hệ thống treo đèn báo LRC Giắc kiểm tra và TLDC các chi tiết điều khiển lự giảm chấn, độ cứng hệ thống treo và độ cao gầm xe các chi tiết kiểm tra điều khiển độ cao gầm xe Công tắc điều khiển độ cao công tắc ON/OFF điều khiển độ cao công tắc cửa Mạch tiết chế rơ le điều khiển độ cao số rơ le điều khiển độ cao số máy nén khi điều khiển độ cao Van điều khiển độ cao số Van điều khiển độ cao số Van xả Các cảm biến điều khiển độ cao ECU hệ thống treo Kiểm tra mạch và mạch hệ thống Kiểm tra hoạt động của ECU hệ thống treo 133 TÀI LIỆU THAM KHẢO 134

11 DANH MỤC BẢNG Bảng 3.1: Thông số kỹ thuật bơm giảm tốc 65 Bảng 3.2: Thông số kỹ thuật máy nén 66 Bảng 3.3: Bảng thông số túi khí 69 Bảng 3.4: Lực giảm chấn khi điều khiển chống nghiêng ngang 79 Bảng 3.5: Lựa chọn độ cao xe 82 Bảng 3.6: Hoạt động của các van 84 Bảng 3.7: Hoạt động của các van 86

12 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Đồ thị đặc trưng mức êm dịu chuyển động của ôtô. 5 Hình 1.2: Hệ thống treo thông thường 6 Hình 1.3: Ưu điểm hệ thống treo điều khiển điện tử 9 Hình 1.4: Sơ đồ dao động tương đương của ôtô theo lý thuyết SKyhook. 10 Hình 2.1-1: Bố trí chung hệ thống TEMS 12 Hình 2.1-2: Bố trí chung hệ thống TEMS 13 Hình 2.2: Sơ đồ mạch điện công tắc chuyển chế độ giảm chấn 14 Hình 2.3: Cấu tạo cảm biến góc xoay vô lăng 15 Hình 2.4: Cảm biến góc xoay vô lăng kiểu quang 16 Hình 2.5: Xung tín hiệu của cảm biến góc xoay vô lăng 16 Hình 2.6: Cấu tạo và sơ đồ mạch điện công tắc đèn phanh 17 Hình 2.7: Cảm biến tốc độ xe 17 Hình 2.8: Cảm biến vị trí bướm ga 18 Hình 2.9: Sơ đồ mạch điện cảm biến vị trí bướm ga 18 Hình 2.10: Công tắc khởi động số trung gian 19 Hình 2.11: Cấu tạo của bộ chấp hành 20 Hình 2.12: Sơ đồ mạch điện của bộ chấp hành 21 Hình 2.13: Sơ đồ điều khiển hệ thống treo 22 Hình 2.14: Chiều dòng điện, sự phân cực của lõi stator và hoạt động của bộ chấp hành. 22 Hình : Lực giảm chấn trung bình 23 Hình : Lực giảm chấn mềm 23 Hình : Lực giảm chấn cứng 24 Hình 2.16: Cấu tạo của giảm chấn 25 Hình 2.17: Lực giảm chấn nhẹ 26 Hình 2.18: Lực giảm chấn trung bình 26 Hình 2.19: Lực giảm chấn cứng 27 Hình 2.20: Cấu tạo buồng khí và van khí 27

13 Hình 2.21: Vị trí van khí ở chế độ lực đàn hồi mềm 28 Hình 2.22: Vị trí van khí ở chế độ lực giảm chấn cứng 28 Hình 2.23: Sơ đồ đèn báo 29 Hình 2.24: Vị trí các ống khí nén 29 Hình 2.25: Vị trí cảm biến độ cao giảm chấn 30 Hình 2.26: Cảm biến độ cao kiểu quang 31 Hình 2.27: Hoạt động của cảm biến độ cao kiểu quang 32 Hình 2.28: Vị trí và sơ đồ công tắc cửa 32 Hình 2.29: Rơ le điều khiển độ cao số 2 33 Hình 2.30: Rơ le điều khiển độ cao số 1 33 Hình 2.31: Máy nén điều khiển độ cao 34 Hình 2.32: Van xả và bộ hút ẩm 34 Hình 2.33: Van điều khiển độ cao 35 Hình 2.34: Sơ đồ mạch điện điều khiển 36 Hình 2.35: Điều khiển chống chúi đuôi xe 37 Hình 2.36: Điều khiển chống nghiêng ngang 38 Hình 2.37: Lựa chọn chế độ lực giảm chấn 39 Hình 2.38: Điều khiển chống chúi đầu xe 39 Hình 2.39: Điều khiển tốc độ cao 40 Hình 2.40: Điều khiển khi chuyển số 41 Hình 2.41: Điều khiển chống lắc dọc và chống nhún 42 Hình 2.42: Điều khiển độ cao xe 43 Hình 2.43: Sơ đồ mạch điện điều khiển độ cao xe 44 Hình 2.44: Điều khiển ở tốc độ cao 45 Hình 2.45: Điều khiển khi tắt khóa điện 46 Hình 2.46: Công tắc lựa chọn chế độ 47 Hình 2.47: Công tắc lựa chọn độ cao 48 Hình 2.48: Đèn led nháy báo lỗi 49 Hình 2.49: Nối cực E1 và TC 50 Hình 2.50: Đèn báo ở chế độ bình thường 50

14 Hình 3.1: Bố trí chung của hệ thống treo thủy lực điều khiển điện tử trên xe 52 Hình 3.2: Mạch thủy lực hệ thống treo thủy lực điều khiển điện tử 53 Hình 3.3: Đèn báo điều khiển tốc độ cao 54 Hình 3.4: Công tắc điều khiển AHC. 54 Hình 3.5: Sơ đồ công tắc điều khiển AHC 55 Hình 3.6-1: Công tắc chọn độ cao 56 Hình 3.6-2: Công tắc điều khiển độ cao 56 Hình 3.7: Công tắc chuyển đổi vị trí 57 Hình 3.8: Công tắc chọn chế độ giảm xóc 57 Hình 3.9: Sơ đồ mạch điện của cảm biến điều khiển độ cao 58 Hình 3.10: Vị trí cảm biến độ cao giảm chấn 59 Hình 3.11: Cảm biến độ cao kiểu quang 59 Hình 3.12: Hoạt động của cảm biến độ cao kiểu quang 60 Hình 3.13 : Cấu tạo cảm biến góc xoay vô lăng 61 Hình 3.14: Cảm biến góc xoay vô lăng 61 Hình 3.15: Bơm và motor 62 Hình 3.16: Cấu tạo của bơm 62 Hình 3.17: Motor của bơm 63 Hình 3.18: Van hồi lưu 63 Hình 3.19: Cảm biến nhiệt độ 64 Hình 3.20: Cảm biến áp suất 64 Hình 3.21: Bơm giảm tốc 65 Hình 3.22: Máy nén điều khiển độ cao 65 Hình 3.23: Van điện từ 66 Hình 3.24: Van điều khiển độ cao 68 Hình 3.25: Van cân bằng 68 Hình 3.26: Van xả 68 Hình 3.27: Túi khí và bộ truyền động điều khiển lực giảm xóc 69 Hình 3.28: Túi khí 69

15 Hình 3.29: Bộ truyền động điều khiển giảm xóc 70 Hình 3.31: Lò xo 72 Hình 3.32: Cấu tạo của bộ giảm xóc 72 Hình 3.33: Bộ phận giảm xóc 73 Hình 3.34: Rơ le chính AHC 74 Hình 3.35: Rơ le AHC 75 Hình 3.36: Active Suspension Fluid AHC 75 Hình 3.37: ECU của hệ thống treo 76 Hình 3.38: Các chế độ điều khiển 78 Hình 3.39: Lựa chọn chế độ lực giảm chấn 79 Hình 3.40: Điều khiển chống nghiêng ngang 80 Hình 3.41: Điều khiển chống lắc dọc và chống nhún 81 Hình 3.42: Lựa chọn độ cao. 83 Hình 3.43: Xe đang chuyển động 85 Hình 3.44: Tốc độ xe trên 5 km / h (3 dặm / giờ) 85 Hình 3.45: Tự động điều khiển độ cao xe 87 Hình 3.46: Hủy điều khiển độ cao tự động. 88 Hình 3.47: Điều khiển khi tắt khoá điện 90

16 Chương 1: Tổng quan hệ thống treo điều khiển điện tử CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN HỆ THỐNG TREO ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ Mục tiêu: Học xong bài này, người học có khả năng: Trình bày được nhiệm vụ và phân loại của hệ thống treo thông thường và điều khiển điện tử. tử. Trình bày được cấu tạo chung của hệ thống treo điều khiển điện tử; Phân tích được nguyên lý hoạt động của hệ thống treo điều khiển điện 1.1. Các chỉ tiêu về độ êm dịu chuyển động của ôtô Khi ôtô chuyển động trên đường không bằng phẳng thường chịu những dao động do bề mặt đường mấp mô sinh ra. Những dao động này ảnh hưởng xấu đến hàng hóa, tuổi thọ của xe và nhất là ảnh hưởng tới hành khách. Như vậy độ êm dịu chuyển động của ôtô là khả năng xe chuyển động trên đường ở những tốc độ xác định mà không xảy ra va đập cứng, có thể ảnh hưởng tới sức khỏe của người, của lái xe, hàng hóa và các chi tiết của xe. Do hệ thống treo đàn hồi nên thùng xe dao động trong quá trình xe chuyển động. Dao động luôn thay đổi sẽ ảnh hưởng đến sức khỏe của con người và ở những điều kiện cụ thể có thể gây nên các căn bệnh thần kinh và não cho con người. Ngoài ra bản thân các thông số đặc trưng cho dao động cũng có thể vượt qua giới hạn cho phép. Mặt khác do độ đàn hồi, hệ thống treo có thể không đủ để tiếp nhận các xung va đập tác động lên các bánh xe khi ôtô chuyển động trên đường không bằng phẳng hoặc tác dụng lên thùng xe khi ôtô chuyển động không đều. Khi đó sẽ xảy ra va đập cứng giữa các chi tiết của phần không được treo với các chi tiết của phần được treo. Va đập cứng xảy ra do tốc độ chuyển động của xe tăng. Để tránh xảy ra va đập cứng phải giảm tốc độ chuyển động của xe, nếu lựa chọn các thông số của hệ thống treo không đúng có thể gây nên hiện tượng cộng hưởng ở một số vùng tốc độ, điều đó sẽ làm tăng dao động của thùng xe. Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 3

17 Chương 1: Tổng quan hệ thống treo điều khiển điện tử Để tránh va đập buộc lái xe phải giảm tốc độ khi đi trên đường xấu. Điều đó làm giảm tốc độ trung bình của xe, giảm cả khả năng chất tải và sẽ làm tăng nhiên liệu tiêu thụ. Ngoài ra nhiên liệu cũng bị tiêu tốn cho việc hấp thụ các tải trọng động và dập tắt các dao động. Tải trọng tác dụng lên bánh xe dẫn hướng luôn bị thay đổi khi có dao động sẽ có ảnh hưởng xấu đến điều kiện chuyển động ổn định và tính dẫn hướng của xe. xe. Vì vậy, độ êm dịu chuyển động của ôtô là một chỉ tiêu rất quan trọng của Tính êm dịu chuyển động phụ thuộc vào kết cấu của xe và hệ thống treo, phụ thuộc vào đặc điểm và cường độ lực kích động từ mặt đường và cuối cùng phụ thuộc vào kỹ thuật lái xe. Dao động của ôtô thường được đặc trưng bằng các thông số như: chu kỳ hay tần số dao động, biên độ dao động, gia tốc và tốc độ tăng trưởng gia tốc. Vì vậy các thông số kể trên được sử dụng làm chỉ tiêu đánh giá độ êm dịu chuyển động của ôtô. Tác động của từng thông số (chỉ tiêu) riêng biệt đến cảm giác con người rất khác nhau, vì vậy cho đến nay vẫn chưa xác định chỉ tiêu duy nhất nào để đánh giá độ êm dịu chuyển động mà thường phải dùng vài chỉ tiêu trong các chỉ tiêu nói trên để đánh giá chính xác độ êm dịu chuyển động của ôtô. Sau đây là một số thông số thường được dùng để đánh giá tính êm dịu chuyển động của ôtô Tần số dao động thích hợp: Con người ngay từ nhỏ đã quen với nhịp điệu của bước đi. Ở mỗi người do thói quen và vóc dáng thì việc thực hiện bước đi có khác nhau: có người có bước đi dài nhưng chậm, có người có bước đi vừa phải, khoan thai. Vì vậy trong một đơn vị thời gian số bước chân của mỗi người có sự khác nhau, trung bình cứ một phút con người thực hiện được bước đi. Người ta quan niệm rằng khi thực hiện một bước đi là con người thực hiện một dao động, như vậy có thể nói rằng con người có thói quen với tần số dao động lần/phút. Ôtô có chuyển động êm dịu là khi xe chạy trên mọi địa hình thì dao động phát sinh có tần số Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 4

18 Chương 1: Tổng quan hệ thống treo điều khiển điện tử nằm trong khoảng lần/phút. Trong thực tế khi tiến hành thiết kế hệ thống treo người ta thường lấy giá trị tần số dao động thích hợp là lần/phút đối với xe du lịch và dao động/phút đối với xe tải Gia tốc thích hợp Chỉ tiêu đánh giá êm dịu chuyển động dựa vào giá trị gia tốc thẳng đứng và số lần va đập do độ không bằng phẳng của bề mặt đường gây ra trên một km đường chạy. Muốn xác định được xe có tính êm dịu chuyển động hay không người ta cho ôtô chạy trên một đoạn đường nhất định rồi dùng dụng cụ đo ghi lại số lần va đập i tính trung bình trên một km đường và gia tốc thẳng đứng của xe. Dựa vào hai thông số này, người ta so sánh với đồ thị chuẩn xem xe thí nghiệm đạt được độ êm dịu chuyển động ở thang bậc nào. Ví dụ cho xe chạy trên một loại đường nào đó ta đo được i = 10 lần va đập/km và j = 2 m/s 2. ở đồ thị ta xác định được điểm A. Từ đó ta có kết luận xe thử nghiệm có độ êm dịu tốt trên loại đường đó. Hình 1.1: Đồ thị đặc trưng mức êm dịu chuyển động của ôtô Chỉ tiêu tính êm dịu chuyển động dựa vào gia tốc dao động và thời gian tác động của chúng: Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 5

19 Chương 1: Tổng quan hệ thống treo điều khiển điện tử Khi ngồi lâu trên ôtô, dao động làm cho con người mệt mỏi dẫn đến giảm năng suất làm việc hoặc ảnh hưởng lâu dài đến sức khỏe. Các thí nghiệm cho thấy khi thí nghiệm trong 8 giờ liền thì nhạy cảm hơn cả đối với là dãy tần số từ 4 8Hz sau:. Trong dãy tần số này các giá trị cho phép của toàn phương gia tốc như Dễ chịu: 0,1 m/s 2. Gây mệt mỏi: 0,315 m/s 2. Gây ảnh hưởng đến sức khỏe: 0,63 m/s Công dụng, yêu cầu và phân loại hệ thống treo Công dụng Các bộ phận của hệ thống treo dùng để nối khung hay thân xe với các cầu (bánh xe) ôtô và từng bộ phận thực hiện các nhiệm vụ sau đây: Hình 1.2: Hệ thống treo thông thường - Bộ phận đàn hồi làm giảm nhẹ các tải trọng động tác dụng từ bánh xe lên khung xe, đảm bảo độ êm dịu cần thiết khi di chuyển và truyền lực, mômen từ đường lên khung xe. - Bộ phận dẫn hướng để truyền lực dọc, ngang và mômen từ đường lên khung xe. Động học của bộ phận dẫn hướng xác định tính chất dịch chuyển tương đối của bánh xe đối với khung. Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 6

20 Chương 1: Tổng quan hệ thống treo điều khiển điện tử - Bộ phận giảm chấn để dập tắt các dao động của phần được treo và không được treo của ôtô Yêu cầu - Độ võng tĩnh f t (độ võng sinh ra do tác dụng của tải trọng tĩnh) phải nằm trong giới hạn đủ đảm bảo được các tần số dao động riêng của vỏ xe và độ võng động f đ (độ võng sinh ra khi ôtô chuyển động) phải đủ đảm bảo vận tốc chuyển động của ôtô nằm trên đường xấu nằm trong giới hạn cho phép. Ở giới hạn này không có sự va đập lên bộ phận hạn chế. - Động học của bánh xe dẫn hướng vẫn giữ đúng khi các bánh xe dẫn hướng dịch chuyển trong mặt phẳng thẳng đứng (nghĩa là khoảng cách hai vết bánh trước và các góc đặt trụ đứng và bánh dẫn hướng không thay đổi). - Dập tắt nhanh các dao động của thân xe và các bánh xe. - Giảm tải trọng động khi ôtô qua những đường gồ ghề Phân loại: * Theo bộ phận đàn hồi chia ra: - Loại bằng kim loại (gồm có nhíp lá, lò xo xoắn ốc, thanh xoắn) - Loại khí (gồm loại bọc bằng cao su sợi, loại bọc bằng màng, loại ống) - Loại thủy lực (loại ống) - Loại cao su (gồm loại chịu nén và loại chịu xoắn) * Theo sơ đồ bộ phận dẫn hướng chia ra: - Loại phụ thuộc với cầu liền (gồm có loại riêng, loại thăng bằng) - Loại độc lập với cầu cắt (gồm loại chuyển bánh xe trong mặt phẳng dọc, loại dịch chuyển bánh xe trong mặt phẳng ngang, loại nến với bánh xe dịch chuyển trong mặt phẳng thẳng đứng). * Theo phương pháp dập tắt chấn động chia ra: - Loại giảm chấn thủy (gồm loại tác dụng một chiều và loại tác dụng hai chiều) Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 7

21 Chương 1: Tổng quan hệ thống treo điều khiển điện tử - Loại ma sát cơ (gồm ma sát trong bộ phận đàn hồi và trong bộ phận dẫn hướng) 1.3. Ưu điểm hệ thống treo điều khiển điện tử Hệ thống treo điều khiển điện tử là một loại hệ thống trên treo ô tô, nó sử dụng một ECU để điều khiển chuyển động thẳng đứng của bánh xe so với sắt-xi hoặc thân xe chứ không phải là hệ thống treo thụ động sử dụng lò xo, nhíp, thanh xoắn, nơi dao động được xác định hoàn toàn bởi mặt đường. Hệ thống treo điều khiển điện tử được chia thành hai loại: Hệ thống treo điều khiển điện tử chủ động và bán chủ động. Trong khi hệ thống treo tích cực chỉ thay đổi độ cứng của bộ giảm xóc để phù hợp với điều kiện đường xá hoặc điều kiện động học, hệ thống treo chủ động sử dụng một số loại cơ cấu truyền động để nâng và hạ khung xe một cách độc lập ở mỗi bánh xe. Những công nghệ này cho phép các nhà sản xuất xe hơi đạt được chất lượng xe và khả năng xử lý xe tốt hơn bằng cách giữ cho lốp xe vuông góc với đường ở các góc cua, cho phép kiểm soát và bám đường tốt hơn. Hệ thống điều khiển điện tử phát hiện chuyển động của thân xe từ các cảm biến trên khắp xe và sử dụng dữ liệu đó, điều khiển hoạt động của hệ thống treo chủ động và bán chủ động. Hệ thống này hầu như loại bỏ sự thay đổi độ cuộn của thân xe và cao độ của thân xe trong nhiều tình huống lái xe bao gồm quay vòng, tăng tốc và phanh. Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 8

22 Chương 1: Tổng quan hệ thống treo điều khiển điện tử Hình 1.3: Ưu điểm hệ thống treo điều khiển điện tử 1.4. Phân loại hệ thống treo điều khiển điện tử - Hệ thống treo có điều chỉnh độ cao gầm xe tự động Hệ thống treo thủy khí điều khiển độ cao gầm xe bằng cơ khí Hệ thống treo khí điều khiển độ cao gầm xe bằng cơ khí Hệ thống treo khí điều khiển độ cao gầm xe bằng điện tử - Hệ thống treo với bộ giảm chấn có điều khiển - Kiểu bộ giảm chấn thay đổi được đặc tính giảm chấn vô cấp - Hệ thống treo bán tích cực (self-active suspension system) - Hệ thống treo tích cực (active suspension system) - Hệ thống treo bán tích cực có điều khiển chống nghiêng thùng xe 1.5. Nguyên lý điền khiển hệ thống treo điện tử Nguyên tắc: Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 9

23 Chương 1: Tổng quan hệ thống treo điều khiển điện tử Lý thuyết Skyhook cho rằng hệ thống treo lý tưởng sẽ cho phép chiếc xe duy trì tư thế ổn định như thể được treo bởi một cái móc tưởng tượng trên không trung, không bị ảnh hưởng bởi điều kiện đường xá. Vì Skyhook không thực tế, các hệ thống treo chủ động thực sự dựa trên hoạt động của cơ cấu truyền động. Đường tưởng tượng (của gia tốc thẳng đứng bằng không) được tính toán dựa trên giá trị được cung cấp bởi một cảm biến gia tốc được lắp trên thân xe. Các phần tử động chỉ gồm lò xo tuyến tính và van điều tiết tuyến tính; do đó, không cần tính toán phức tạp. Hình 1.4: Sơ đồ dao động tương đương của ôtô theo lý thuyết SKyhook. Trong đó: M Khối lượng được treo toàn bộ của ôtô M1, M2 Khối lượng được treo được phân ra cầu trước và cầu sau m1, m2 Khối lượng không được treo của cầu trước và cầu sau C1, C2 Hệ số cứng của thành phần đàn hồi của hệ thống treo trước và sau C11, C12 Hệ số cứng của lốp trước và sau K1, K2 Hệ số cản của thành phần cản của hệ thống treo trước và sau Hoạt động: Hệ thống treo chủ động, lần đầu tiên được giới thiệu, sử dụng các bộ truyền động riêng biệt có thể tác động một lực độc lập lên hệ thống treo để cải thiện các đặc tính lái. Hạn chế của thiết kế này là chi phí cao, phức tạp hơn và khối lượng của toàn hệ thống, và cần phải bảo trì thường xuyên đối với một số Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 10

24 Chương 1: Tổng quan hệ thống treo điều khiển điện tử thiết bị. Việc bảo trì có thể yêu cầu các công cụ chuyên dụng và một số vấn đề có thể khó chẩn đoán. Hệ thống treo thủy lực điều khiển điện tử được kiểm soát bằng việc sử dụng thủy lực. Áp suất thủy lực được cung cấp bởi một bơm thủy lực piston hướng tâm áp suất cao. Các cảm biến liên tục theo dõi chuyển động của thân xe và mức độ cao xe của xe, liên tục cung cấp dữ liệu mới cho bộ chỉnh độ cao thủy lực. Trong một vài giây, hệ thống treo tạo ra các lực ngược để nâng hoặc hạ thân xe. Trong các thao tác lái xe, ni-tơ áp suất cao, mang lại khả năng nén gấp sáu lần so với lò xo thép được sử dụng bởi các phương tiện đến thời điểm này. Trong thực tế, hệ thống luôn kết hợp hệ thống treo tự cân bằng mong muốn và hệ thống treo có thể điều chỉnh độ cao, với tính năng sau này được gắn với tốc độ của xe để cải thiện hiệu suất khí động học khi xe tự hạ thấp ở tốc độ cao. Hệ thống này hoạt động rất tốt khi lái xe thẳng về phía trước, kể cả trên các bề mặt không bằng phẳng, nhưng có rất ít khả năng kiểm soát độ cứng cuộn. CÂU HỎI ÔN TẬP 1. Trình bày các chỉ tiêu về độ êm dịu chuyển động của ôtô. 2. Trình bày công dụng, yêu cầu hệ thống treo. 3. Trình bày ưu điểm hệ thống treo điều khiển điện tử. 4. Trình bày nguyên lý điền khiển hệ thống treo điện tử. Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 11

25 Chương 2: Hệ thống treo khí nén điều khiển điện tử CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG TREO KHÍ NÉN ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ Mục tiêu: Học xong bài này, người học có khả năng: Trình bày được cấu tạo của hệ thống treo khí nén điều khiển điện tử; Xác định được các tín hiệu và cảm biến của hệ thống treo khí nén điều khiển điện tử; Phân tích được hoạt động của hệ thống treo khí nén điều khiển điện tử Cấu tạo Sơ đồ bố trí chung Hình 2.1-1: Bố trí chung hệ thống TEMS Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 12

26 Chương 2: Hệ thống treo khí nén điều khiển điện tử Hình 2.1-2: Bố trí chung hệ thống TEMS Cấu tạo và hoạt động của các phần tử Công tắc lựa chọn Công tắc lựa chọn được lắp ở gần cần số và được điều khiển bởi người lái để lựa chọn các chế độ lực giảm chấn, bình thường hay thể thao. Điện áp 12V tác dụng lên cực SW-S của TEMS ECU khi nó ở chế độ thể thao và 0V khi nó ở chế độ bình thường. Căn cứ vào giá trị điện áp mà TEMS ECU nhận biết được chế độ giảm chấn đã được chọn. Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 13

27 Chương 2: Hệ thống treo khí nén điều khiển điện tử Hình 2.2: Sơ đồ mạch điện công tắc chuyển chế độ giảm chấn Cảm biến góc xoay vô lăng A. Cấu tạo Cảm biến này phát hiện góc và hướng quay của vô lăng gửi tín hiệu đến TEMS ECU. Nó bao gồm môt cụm cảm biến góc xoay vô lăng và một đĩa có xẻ rãnh. Cảm biến góc xoay vô lăng được gắn vào ống trục lái, nó có hai đèn LED và hai transitor quang. Đĩa có rãnh được gắn vào trục lái chính và quay cùng với nó. Đĩa có 20 rãnh được xẻ xung quanh chu vi của nó và quay giữa hai đèn LED và hai Transistor quang của cụm cảm biến góc xoay vô lăng. Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 14

28 Chương 2: Hệ thống treo khí nén điều khiển điện tử Hình 2.3: Cấu tạo cảm biến góc xoay vô lăng B. Nguyên lý hoạt động Khi vô lăng quay, đĩa xẻ rãnh quay theo. Hai đèn LED phát sáng do dòng điện từ cực Vs của TEMS ECU chạy qua. Ánh sáng từ đèn LED chiếu qua đĩa rãnh đến các transitor bị chắn một cách gián đoạn do các lỗ trên đĩa xẻ rãnh đặt giữa transitor và đèn LED. Transitor quang bật tắt liên tục do ánh sáng của đèn LED. Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 15

29 Chương 2: Hệ thống treo khí nén điều khiển điện tử Hình 2.4: Cảm biến góc xoay vô lăng kiểu quang Các transitor Tr1 và Tr2 sinh ra các tín hiệu tắt mở theo tín hiệu tắt mở của transitor quang. Vì vậy, dòng điện từ cực SS1 và SS2 của TEMS ECU chạy qua Tr1 và Tr2 phụ thuộc vào tín hiệu tắt mở này từ transitor quang. Nếu quy ước thời gian dòng điện chạy qua là 1 và không chạy qua là 0 thì sẽ có các tín hiệu như hình 2.5. TEMS ECU nhận biết góc và hướng quay của vô lăng theo sự thay đổi những tín hiệu này. Hình 2.5: Xung tín hiệu của cảm biến góc xoay vô lăng Công tắc đèn phanh Công tắc này được gắn trên giá đỡ bàn đạp phanh, khi phanh công tắc này cho điện áp 12V tác dụng lên cực STP của TEMS ECU. Tín hiệu này được ECU nhận biết hệ thống phanh hoạt động hay không hoạt động. Khi không đạp phanh thì tại cực STP là 0V. Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 16

30 Chương 2: Hệ thống treo khí nén điều khiển điện tử Hình 2.6: Cấu tạo và sơ đồ mạch điện công tắc đèn phanh Cảm biến tốc độ Hình 2.7: Cảm biến tốc độ xe Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 17

31 Chương 2: Hệ thống treo khí nén điều khiển điện tử Cảm biến này gắn trong công tơ mét, bao gồm một nam châm và một công tắc lưỡi gà. Tín hiệu từ cảm biến này được gửi đến cực SPD của TEMS ECU để báo cho ECU biết tốc độ chuyển động của xe. Cảm biến tốc độ sinh ra 20 tín hiệu trong một vòng quay của trục rôto, trục này được dẫn động bởi trục ra của hộp số qua bánh răng bị động. Tần số của các tín hiệu được biến thành 4 tín hiệu trong một vòng quay của trục rôto bởi mạch biến đổi xung trong bảng đồng hồ và gửi đến ECU Cảm biến vị trí bướm ga Hình 2.8: Cảm biến vị trí bướm ga Hình 2.9: Sơ đồ mạch điện cảm biến vị trí bướm ga Cảm biến này được gắn ở họng hút để cảm nhận độ mở của bướm ga và gửi các tín hiệu này đến TEMS ECU qua ECU động cơ dưới dạng tín hiệu điện áp. Một điện áp không đổi 5V từ ECU động cơ được cấp lên cực Vc của cảm biến Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 18

32 Chương 2: Hệ thống treo khí nén điều khiển điện tử này. Khi độ mở bướm ga thay đổi, tiếp điểm trượt dọc theo biến trở làm giá trị điện áp tác dụng lên cực VTA thay đổi theo. ECU động cơ biến đổi điện áp VTA này thành một trong tám tín hiệu bướm ga khác nhau để báo cho TEMS ECU biết độ mở bướm ga. Hình 2.10 chỉ ra điện áp của cực L1, L2 và L3 theo sự thay đổi góc mở bướm ga Công tắc khởi động số trung gian Hình 2.10: Công tắc khởi động số trung gian Công tắc này được gắn trên hộp số tự động và được sử dụng để biết vị trí cần số. Khi cần số ở vị trí N hay P, công tắc này bật điện áp tại cực NSW (hoặc NTR) của TEMS ECU bằng 0V. Vì vậy ECU biết được tay số đang ở vị trí tay số P hay N Bộ chấp hành A. Cấu tạo Bộ chấp hành được đặt ở đỉnh của mỗi xi lanh giảm chấn. Bộ chấp hành dẫn động van quay của giảm chấn để thay đổi tiết diện các lỗ tiết lưu, từ đó thay đổi lực giảm chấn. Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 19

33 Chương 2: Hệ thống treo khí nén điều khiển điện tử Bộ chấp hành được điều khiển bằng điện tử nên nó có thể đáp ứng một cách nhanh chóng và chính xác với các điều kiện hoạt động thay đổi liên tục. Nam châm điện từ gồm 4 lõi stator và 2 cặp cuộn dây stator. Dòng điện qua mỗi cặp cuộn dây stator làm quay nam châm vĩnh cửu, nam châm gắn với cần điều khiển giảm chấn. TEMS ECU thay đổi cực của các lõi stator từ N sang S hay ngược lại, hay ở trạng thái không phân cực. Nam châm vĩnh cửu quay bởi sức hút của lực điện từ do các cuộn dây stator tạo ra. Hình 2.11: Cấu tạo của bộ chấp hành B. Nguyên lý hoạt động Bộ chấp hành được chia làm 2 nhóm: một nhóm cho phía trước và một nhóm cho phía sau kết nối giữa ECU và bộ chấp hành (hình 2.13). Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 20

34 Chương 2: Hệ thống treo khí nén điều khiển điện tử Khi cần thay đổi từ vị trí cứng hay mềm sang trung bình, dòng điện chạy từ cực FCH của ECU đến bộ chấp hành. Khi cần thay đổi từ vị trí mềm hay trung bình sang cứng, dòng điện từ cực FS+ đến cực FS- của ECU qua bộ chấp hành. Hình 2.12: Sơ đồ mạch điện của bộ chấp hành F L : Phía trước bên trái R L : Phía sau bên trái F R : Phía trước bên phải R R : Phía sau bên phải Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 21

35 Chương 2: Hệ thống treo khí nén điều khiển điện tử Hình 2.13: Sơ đồ điều khiển hệ thống treo Hình 2.14: Chiều dòng điện, sự phân cực của lõi stator và hoạt động của bộ chấp hành. Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 22

36 Chương 2: Hệ thống treo khí nén điều khiển điện tử Bốn bộ chấp hành lắp ở 4 giảm chấn được nối song song và cả 4 bộ đều hoạt động đồng thời. Nam châm điện được ECU kích thích khoảng 0,15 giây mỗi lần. Điện áp tại các cực ECU khi lực giảm chấn thay đổi được chỉ ra như hình B.1. Lực giảm chấn trung bình: Khi lực giảm chấn chuyển từ chế độ cứng hay mềm sang trung bình, dòng điện từ cực S+ đến S- của ECU rồi đến nam châm điện, làm nam châm vĩnh cửu quay theo chiều kim đồng hồ đến vị trí trung bình. Tại đây các lỗ tiết lưu giảm chấn tạo ra lực cản trung bình. Hình : Lực giảm chấn trung bình B.2. Lực giảm chấn mềm: Hình : Lực giảm chấn mềm Khi lực giảm chấn chuyển từ chế độ cứng hay trung bình sang mềm, dòng điện đi từ cực S- qua S+ của ECU đến nam châm điện làm nam châm vĩnh cửu Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 23

37 Chương 2: Hệ thống treo khí nén điều khiển điện tử quay ngược chiều kim đồng hồ đến vị trí mềm. Tại đây các lỗ tiết lưu giảm chấn tạo ra lực cản mềm. B.3. Lực giảm chấn cứng: Khi lực giảm chấn chuyển từ chế độ mềm hay trung bình sang cứng, dòng điện từ cực SOL của ECU đến nam châm điện làm nam châm vĩnh cửu quay ngược hoặc theo chiều kim đồng hồ đến vị trí cứng. Tại đây các lỗ tiết lưu giảm chấn tạo ra lực cản cứng. Hình : Lực giảm chấn cứng C. Giảm chấn Về cơ bản thì cấu tạo và hoạt động của giảm chấn giống như kiểu thông thường. Tuy nhiên, khác ở chỗ lực giảm chấn có thể điều chỉnh bằng cách mở và đóng các lỗ tiết lưu phụ. Cần piston và van quay có các lỗ tiết lưu ở 3 mức như hình vẽ dưới. Khi van quay quay, các lỗ tiết lưu A, B, C được mở hoặc đóng làm lực giảm chấn thay đổi theo ba chế độ. Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 24

38 Chương 2: Hệ thống treo khí nén điều khiển điện tử Hình 2.16: Cấu tạo của giảm chấn + Hoạt động Lực giảm chấn mềm: Khi nam châm quay về vị trí mềm, tất cả các lỗ tiết lưu A,B,C đều mở, dòng dầu đi qua các lỗ tiết lưu ở hành trình nén và hành trình giãn như hình 2.17 Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 25

39 Chương 2: Hệ thống treo khí nén điều khiển điện tử Hình 2.17: Lực giảm chấn nhẹ Lực giảm chấn trung bình: Khi nam châm quay về vị trí trung bình lỗ tiết lưu B mở, A và C đóng, dòng dầu qua các lỗ tiết lưu như hình Hình 2.18: Lực giảm chấn trung bình Lực giảm chấn cứng: Khi nam châm quay về vị trí cứng tất cả các lỗ tiết lưu A,B,C đều đóng, dòng dầu dầu như hình Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 26

40 Chương 2: Hệ thống treo khí nén điều khiển điện tử Hình 2.19: Lực giảm chấn cứng D. Phần tử đàn hồi + Cấu tạo: Các buồng khí và van khí đóng vai trò là phần tử đàn hồi. Buồng khí của xi lanh khí được chia thành buồng khí chính và buồng khí phụ. Một van khí được gắn ở phần gối đỡ trên của xi lanh khí. Van khí quay bởi bộ chấp hành điều khiển hệ thống treo qua cần điều khiển van khí để mở hay đóng đường khí thông giữa buồng khí chính và buồng khí phụ. Vì vậy độ cứng hệ thống treo được điều khiển theo hai chế độ: cứng hoặc mềm. Hình 2.20: Cấu tạo buồng khí và van khí + Hoạt động Phần tử đàn hồi ở chế độ mềm: Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 27

41 Chương 2: Hệ thống treo khí nén điều khiển điện tử Hình 2.21: Vị trí van khí ở chế độ lực đàn hồi mềm Khi van mở, buồng khí chính và buồng khí phụ đóng vai trò như một lò xo, chúng được kết nối với nhau như hình Kết quả là thể tích buồng khí tăng đặt độ cứng hệ thống treo ở chế độ mềm. Phần tử đàn hồi ở chế độ cứng: Hình 2.22: Vị trí van khí ở chế độ lực giảm chấn cứng Khi van đóng, đường khí thông giữa buồng khí chính và buồng khí phụ bị bịt kín. Kết quả là chỉ buồng khí chính đóng vai trò như một lò xo, đặt độ cứng hệ thống treo ở chế độ cứng Đèn báo TEMS Các đèn này báo cho người lái biết lực giảm chấn hiện tại, chúng được gắn trong bảng đồng hồ. TEMS ECU phát dòng điện từ cực SL, ML, hay FL tùy theo lực giảm chấn để bật sáng các đèn như hình vẽ Chúng cũng được sử dụng làm các đèn báo cho chức năng chẩn đoán cũng như dự phòng. Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 28

42 Chương 2: Hệ thống treo khí nén điều khiển điện tử Hình 2.23: Sơ đồ đèn báo Các ống khí Hệ thống sử dụng hai loại ống khí, ống thép và ống nhựa mềm. Ống thép được dùng để nối van điều khiển độ cao số 1 và van số 2 và nó được gắn vào trong thân xe. Ống nhựa mềm được dùng để nối các chi tiết chuyển động, chẳng hạn như các van điều khiển độ cao và các xi lanh khí. Hình 2.24: Vị trí các ống khí nén Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 29

43 Chương 2: Hệ thống treo khí nén điều khiển điện tử Các đầu nối nhanh được sử dụng cho ống nhựa mềm nhằm mục đích dễ tháo lắp và bao kín tốt Cảm biến điều khiển độ cao Hình 2.25: Vị trí cảm biến độ cao giảm chấn Cảm biến điều khiển độ cao trước được gắn vào thân xe còn đầu thanh điều khiển được nối với giá đỡ giảm chấn dưới. Với hệ thống treo sau, các cảm biến được gắn vào thân xe và đầu thanh điều khiển được nối với đòn treo dưới số 1. Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 30

44 Chương 2: Hệ thống treo khí nén điều khiển điện tử Những cảm biến này liên tục theo dõi khoảng cách giữa thân xe và các đòn treo để phát hiện độ cao gầm xe do đó quyết định lượng khí trong mỗi xi lanh. + Cấu tạo Mỗi cảm biến bao gồm một đĩa đục lỗ và 4 cặp công tắc quang học. Đĩa đục lỗ quay giữa đèn LED và transitor quang của mỗi công tắc quang học theo chuyển động của thanh điều khiển. Hình 2.26: Cảm biến độ cao kiểu quang + Hoạt động Các thay đổi về độ cao của xe làm cảm biến nâng hạ trong khoảng L như trên hình Nó làm đĩa đục lỗ quay, mở hay che ánh sáng giữa 4 cặp đèn LED transitor quang. Từ đó độ cao xe phân biệt theo 16 bước nhờ vào sự kết hợp của các tín hiệu ON, OFF từ 4 transitor quang. Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 31

45 Chương 2: Hệ thống treo khí nén điều khiển điện tử Hình 2.27: Hoạt động của cảm biến độ cao kiểu quang Công tắc cửa Những công tắc này được lắp cạnh khung cửa sao cho nó tiếp xúc với cánh cửa khi đóng lại. Khi tất cả các cánh cửa đều đóng, điện áp acqui tác dụng lên cực DOOR của ECU. Khi có bất kỳ cửa nào mở, điện áp cực DOOR giảm xuống 0V, vì vậy ECU biết được cửa có mở hay không. Hình 2.28: Vị trí và sơ đồ công tắc cửa Rơle điều khiển độ cao số 2 Rơle này được gắn gần ECU hệ thống treo trong khoang hành lý. Khi khoá điện bật ON, một tín hiệu từ cực MRLY của ECU làm dòng điện chạy đến các cảm biến điều khiển độ cao và cực IGB của ECU động cơ. Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 32

46 Chương 2: Hệ thống treo khí nén điều khiển điện tử Hình 2.29: Rơ le điều khiển độ cao số Rơle điều khiển độ cao số 1 Rơle này đựơc gắn ở hộp rơle số 6 dưới đèn pha trái. Khi nó hoạt động bởi tín hiệu từ cực RCMP của ECU, nó gửi dòng điện đến mô tơ máy nén điều khiển độ cao để cung cấp khí nén cho các xi lanh khí. Hình 2.30: Rơ le điều khiển độ cao số Máy nén điều khiển độ cao Máy nén này cung cấp khí nén để tăng độ cao xe. Máy nén dùng piston tịnh tiến và một thanh truyền để nén không khí. Mô tơ hoạt động nhờ dòng điện cấp qua rơle điều khiển độ cao số 1. ECU biết được tình trạng hoạt động của mô tơ bằng cách đo điện áp tại cực RM+ và RM- của ECU và dừng việc điều khiển độ cao khi phát hiện thấy sự khác thường. Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 33

47 Chương 2: Hệ thống treo khí nén điều khiển điện tử Hình 2.31: Máy nén điều khiển độ cao Van xả và bộ hút ẩm khí điều khiển độ cao Hình 2.32: Van xả và bộ hút ẩm Bộ hút ẩm hút hơi nước ra khỏi khí nén bởi máy nén. Hơi nước trong không khí được hút bởi một quá chất hút ẩm (keo ôxit silic) được chứa trong bộ làm khô. Hơi ẩm bị giữ lại sẽ được xả vào trong khí quyển khi độ cao gầm xe giảm (tức là khi van xả mở). Van xả điều khiển độ cao được gắn ở đầu bộ hút ẩm. Khi nó nhận tín hiệu từ cực SLEX của ECU để giảm độ cao gầm xe, nó xả khí nén từ xi lanh khí vào khí quyển. Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 34

48 Chương 2: Hệ thống treo khí nén điều khiển điện tử Van điều khiển độ cao số 1 và số 2 Van điều khiển độ cao điều khiển lưu lượng khí nén đến và ra khỏi xi lanh khí phụ thuộc vào các tín hiệu từ ECU. Van điều khiển độ cao số 1 được sử dụng cho hệ thống treo trước. Nó có 2 van từ điều khiển 2 xi lanh khí bên trái và bên phải một cách riêng rẽ. Van điều khiển độ cao số 2 được sử dụng cho hệ thống treo sau và bao gồm 2 van điện từ. Không giống như van điện từ số 1, chúng không hoạt động riêng rẽ. Trong van điều khiển độ cao số 2, có 1 van an toàn để tránh áp suất tăng quá cao bên trong ống khí. Hình 2.33: Van điều khiển độ cao Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 35

49 Chương 2: Hệ thống treo khí nén điều khiển điện tử 2.2. Nguyên lý hoạt động Sơ đồ mạch điện điều khiển Hình 2.34: Sơ đồ mạch điện điều khiển Điều khiển chống chúi đuôi xe: TEMS ECU hạn chế sự chúi đuôi xe khi khởi hành hay khi tăng tốc đột ngột. ECU phát ra dòng điện từ cực SOL, đặt bộ chấp hành ở vị trí cứng dưới các điều kiện sau: đột ngột. ECU nhận thấy rằng tốc độ xe nhỏ hơn 20 km/h; ECU nhận được tín hiệu của cảm biến vị trí bướm ga mở rộng hay mở Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 36

50 Chương 2: Hệ thống treo khí nén điều khiển điện tử Khoảng 3 giây sau khi điều này xảy ra, hay sau khi tốc độ xe đạt đến 50 km/h, chức năng chống chúi đuôi xe không hoạt động nữa. Dòng điện từ cực S+ hay S- đến bộ chấp hành như trước khi TEMS được đặt ở chế độ cứng. Nó thay đổi lực giảm chấn trở về giá trị ban đầu. Hình 2.35: Điều khiển chống chúi đuôi xe Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 37

51 Chương 2: Hệ thống treo khí nén điều khiển điện tử Điều khiển chống nghiêng ngang: Hình 2.36: Điều khiển chống nghiêng ngang TEMS ECU hạn chế sự nghiêng ngang của thân xe khi quay vòng hay chuyển động trên đường cong hình chữ S. Các tín hiệu của cảm biến tốc độ được gửi đến cực SPD, các tín hiệu của cảm biến lái được gửi đến cực SS1 và SS2 của ECU cho phép ECU biết được tốc độ và góc lái hiện tại. Sau đó ECU phát ra dòng điện từ cực SOL để đặt bộ chấp hành ở vị trí cứng, do đó hạn chế sự nghiêng ngang của thân xe. Khi bộ chấp hành được đặt ở vị trí cứng, mối liên hệ giữa tốc độ xe và góc lái được chỉ ra ở đồ thị hình Chức năng chống nghiêng ngang kích hoạt, sau thời gian ngắn dòng điện từ cực S+ hay cực S- đến bộ chấp hành như trước khi TEMS được đặt ở vị trí cứng. Nó thay đổi lực giảm chấn trở về chế độ ban đầu. Tuy nhiên, thời gian điều khiển sẽ kéo dài nếu vô lăng được điều khiển theo kiểu chạy zic-zăc hay khi vô lăng được xoay hơn nữa trong quá trình quay vòng khi lực giảm chấn đã được đặt sẵn ở chế độ cứng. Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 38

52 Chương 2: Hệ thống treo khí nén điều khiển điện tử Hình 2.37: Lựa chọn chế độ lực giảm chấn Điều khiển chống chúi đầu xe: Hình 2.38: Điều khiển chống chúi đầu xe TEMS ECU hạn chế hiện tượng chúi đầu xe khi phanh. Khi ECU phát hiện tốc độ lớn hơn hoặc bằng 60 km/h và nếu nhận được tín hiệu từ hệ thống phanh Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 39

53 Chương 2: Hệ thống treo khí nén điều khiển điện tử đang hoạt động từ công tắc đèn phanh, ECU sẽ phát một dòng điện từ cực SOL, đặt bộ chấp hành ở vị trí cứng, vì vậy hạn chế hiện tượng chúi đầu xe. Điều khiển chống hiện tượng chúi đầu xe mất tác dụng khoảng 2 giây sau khi công tắc đèn phanh tắt và dòng điện đi từ cực S+ hay cực S- đến bộ chấp hành như trước khi TEMS được đặt ở vị trí cứng. Nó thay đổi lực giảm chấn về chế độ được đặt ban đầu Điều khiển tốc độ cao Nó cải thiện khả năng ổn định lái ở tốc độ cao. Khi ECU nhận biết tốc độ xe lớn hơn hoặc bằng 140 km/h, nó phát dòng điện từ cực S+ qua bộ chấp hành đến cực S-, thay đổi bộ chấp hành từ vị trí mềm sang vị trí trung bình để tăng lực giảm chấn. Vì vậy cải thiện được khả năng ổn định lái ở tốc độ cao. Điều khiển tốc độ cao kết thúc khi tốc độ giảm xuống dưới 100 km/h và dòng điện lại bắt đầu chạy từ cực S- đến bộ chấp hành như trước khi TEMS được đặt ở vị trí trung bình. Điều này thay đổi lực giảm chấn ban đầu về chế độ mềm. Hình 2.39: Điều khiển tốc độ cao Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 40

54 Chương 2: Hệ thống treo khí nén điều khiển điện tử Chống chúi đuôi xe khi chuyển số (xe có hộp số tự động): động. Hình 2.40: Điều khiển khi chuyển số TEMS ECU hạn chế sự chúi đuôi xe khi khởi hành trên xe có hộp số tự Khi ECU phát hiện tốc độ xe nhỏ hơn 10 km/h và nó cũng đồng thời phát hiện cần số ở vị trí R hay D, ECU phát dòng điện từ cực SOL, đặt giảm chấn ở vị trí cứng, vì vậy hạn chế sự chúi đuôi xe khi chuyển số. Điều khiển chống chúi đuối chấm dứt khoảng 5 giây sau khi cần số chuyển từ vị trí khác hay sau khi xe đạt tốc độ lớn hơn hoặc bằng 15 km/h, dòng điện từ cực S+ hay cực S- đến bộ chấp hành giống như trước khi TEMS được đặt ở chế độ cứng. Nó thay đổi lực giảm chấn trở về chế độ được đặt ban đầu. Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 41

55 Chương 2: Hệ thống treo khí nén điều khiển điện tử Điều khiển trên đường xóc,chống lắc dọc và chống nhún Chức năng điều khiển này hạn chế sự lắc dọc và sự nhún xảy ra khi xe chạy trên đường xóc. Tuỳ thuộc vào sự thay đổi độ cao xe phía trước và phía sau, ECU thực hiện việc điều chỉnh này một cách độc lập cho phía trước và phía sau. Hình 2.41: Điều khiển chống lắc dọc và chống nhún Phía trước: khi cảm biến điều khiển độ cao phía trước bên trái hay bên phải phát hiện ra mặt đường hơi không bằng phẳng, ECU điều khiển bộ chấp hành để đặt lực giảm chấn về chế độ trung bình và độ cứng hệ thống treo về chế độ cứng (đối với vị trí NORM của công tắc) bằng cách phát ra một dòng điện từ cực FCH của nó. Đối với vị trí SPORT (thề thao), ECU điều khiển bộ chấp hành để đặt lực giảm chấn ở chế độ cứng và độ cứng hệ thống treo ở chế độ cứng bằng cách phát ra một dòng điện từ cực FS+ của nó. Khi mặt đường gồ ghề nhiều, ECU đặt bộ chấp hành ở vị trí cứng. Phía sau: chức năng điều khiển này kết thúc khi các cảm biến điều khiển độ cao không phát hiện thấy sự nhấp nhô của mặt đường. Việc điều khiển này không được thực hiện khi tốc độ xe nhỏ hơn 8km/h. Nếu tốc độ giảm xuống nhỏ Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 42

56 Chương 2: Hệ thống treo khí nén điều khiển điện tử hơn 8km/h trong quá trình điều khiển này, điều khiển bị cắt để giữ vị trí bộ chấp hành cố định đến khi tốc độ xe tăng lên lớn hơn hoặc bằng 8km/h Điều khiển độ cao xe Hình 2.42: Điều khiển độ cao xe Độ cao xe được điều khiển bằng cách thay đổi thể tích khí nén trong xi lanh khí. Độ cao tăng hay giảm khi thể tích khí nén tăng hay giảm Tự động điều khiển độ cao xe Chức năng này giữ độ cao xe ở giá trị không đổi ngay cả khi tải tác dụng lên xe thay đổi do thay đổi số lượng hành khách hay khi có hàng hoá hay không. Khi ECU phát hiện sự thay đổi độ cao xe, nó điều chỉnh thể tích khí nén trong xi lanh khí để giữ độ cao xe ở giá trị không đổi bằng cách cung cấp hay cắt dòng điện đến rơle điều khiển độ cao số 1 và số 2. Chức năng điều khiển này phản ứng nhanh hơn khi bất kỳ cửa nào mở so với khi tất cả các cửa đều đóng. Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 43

57 Chương 2: Hệ thống treo khí nén điều khiển điện tử Hình 2.43: Sơ đồ mạch điện điều khiển độ cao xe Điều khiển tốc độ cao Chức năng điều khiển này hạ thấp độ cao xe khi xe đang chạy ở tốc độ cao nhằm cải thiện tính ổn định chuyển động. Khi tốc độ xe lớn hơn 140km/h, độ cao xe được hạ xuống giá trị bình thường. Đèn NORM (bình thường) sẽ bật sáng ngay cả khi công tắt điều khiển độ cao ở vị trí HIGH. Chức năng điều khiển này chấm dứt trả xe về độ cao ban đầu khi tốc độ xe giảm xuống dưới 120km/h. Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 44

58 Chương 2: Hệ thống treo khí nén điều khiển điện tử Hình 2.44: Điều khiển ở tốc độ cao Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 45

59 Chương 2: Hệ thống treo khí nén điều khiển điện tử Điều khiển khi tắt khoá điện Hình 2.45: Điều khiển khi tắt khóa điện Chức năng điều khiển này tự động giảm độ cao xe để cải thiện tính ổn định và hình thức của xe khi đỗ với khóa điện tắt OFF. Điều khiển này chỉ hoạt động dưới điều kiện sau: độ cao xe đã tăng quá mức nhất định do hàng hoá đã được lấy ra hoặc hành khách đã ra khỏi xe sau khi xe đỗ. Khi khoá điện tắt, không có dòng điện đến cực IG và +B của ECU. Nếu cả bốn cảm biến điều khiển độ cao phát hiện thấy độ cao xe quá mức ở trạng thái này, ECU sẽ hạ thấp độ cao xe. Điều khiển này chỉ có hiệu lực trong khoảng 3 phút sau khi khoá điện tắt. Tuy nhiên nếu có bất kỳ cửa nào mở, ECU biết rằng có người rời khỏi xe và nó sẽ tạm dừng việc điều khiển. Việc điều khiển lại tiếp tục sau khi tất cả các cửa đều đóng. Điều khiển sẽ tự động chấm dứt khoảng 30 phút sau khi khoá điện tắt. Nếu độ cao xe vẫn quá cao ngay cả khi sau khi tiếp tục việc điều khiển hạ thấp ở một bánh, ECU cho rằng xe đang được kích lên và điều khiển môtơ nén khí và van điều khiển để nâng độ cao xe phía bánh xe đó trong khoảng 1 phút. Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 46

60 Chương 2: Hệ thống treo khí nén điều khiển điện tử 2.3. Lựa chọn chế độ bằng tay Lực giảm chấn và lực đàn hồi được điều khiển phù hợp với các điều kiện hoạt động khác nhau của xe dựa trên các chế độ lựa chọn bởi công tắc LRC. Độ cao gầm xe được điều khiển phù hợp với các điều kiện hoạt động khác nhau của xe dựa trên các chế độ lựa chọn bởi công tắc điều khiển độ cao Công tắc lực chọn Hình 2.46: Công tắc lựa chọn chế độ Công tắc lựa chọn có 2 vị trí: NORM (bình thường) và SPORT (thể thao). Chế độ NORM chú trọng tới tính êm dịu chuyển động và thường được sử dụng khi xe hoạt động ở điều kiện bình thường. Chế độ SPORT cải thiện tính ổn định của xe khi xe qua vòng ngoặt, giá trị lực giảm chấn và lực đàn hồi ứng với mỗi vị trí công tắc LRC Công tắc điều khiển độ cao Công tắc điều khiển độ cao cho phép lựa chọn giữa 2 vị trí NORM (bình thường) và HIGH (cao). Chọn vị trí NORM khi lái xe trên những đoạn đường bằng phẳng và HIGH khi lái xe trên những đoạn đường không bằng phẳng. Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 47

61 Chương 2: Hệ thống treo khí nén điều khiển điện tử Hình 2.47: Công tắc lựa chọn độ cao 2.4. Tự động điều khiển các chế độ Điều khiển lực giảm chấn và lực đàn hồi Lực giảm chấn và lực đàn hồi được điều khiển bằng điện thích hợp với các điều kiện chuyển động trên các loại đường khác nhau, mặt khác nó còn chống lại những hiện tượng ảnh hưởng xấu đến chuyển động của xe như: nghiêng ngang, chúi đầu và đuôi xe, vì vậy mà đảm bảo xe luôn chuyển động êm dịu và cải thiện khả năng điều khiển Điều khiển độ cao gầm xe Độ cao của gầm xe được điều khiển bằng điện tử ổn định trạng thái thân xe khi chạy ở tốc độ cao và bù lại sự thay đổi trong việc phân bố tải trọng Các chức năng kiểm tra hệ thống Chức năng kiểm tra cảm biến Chức năng cảm biến được tiến hành khi khoá điện bật ON. Các cực T s và E 1 của giắc kiểm tra trong khoang động cơ được nối với nhau và vô-lăng, chân phanh ở trong các điều kiện như tiêu chuẩn ở bảng dưới. Nhờ chức năng này, các tín hiệu từ các cảm biến tương ứng gửi về ECU được kiểm tra. Kết quả kiểm tra cảm biến được bảo bởi đèn vị trí bình thường Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 48

62 Chương 2: Hệ thống treo khí nén điều khiển điện tử A và B ở bên dưới cột điều khiển động cơ báo trạng thái của đèn báo vị trí NORM khi kết của kiểm tra là bình thường (khi các tín hiệu được gửi một cách bình thường đến ECU) A có nghĩa là đèn nháy 2 lần một giây, và B có nghĩa là đèn sáng mãi. Trong quá trình kiểm tra cảm biến, có lực giảm chấn và độ cứng hệ thống treo được cố định ở chế độ cứng điều khiển độ cao xe hoạt động bình thường. Ngay cả nếu nối cực T 3 với cực E 1 của giắc kiểm tra và T C và E 1 của giắc kiểm tra cùng một lúc, ECU xẽ thực hiện chức năng kiểm tra cảm biến, nếu không có mã chẩn đoán như mô tả phần sau: Chức năng báo hiệu hư hỏng Khi ECU phát hiện thấy có trục trặc trong hệ thống điều khiển hệ thống treo, nó xẽ báo cho người lái biết bằng cách nháy đèn NORM 2 giây 1 lần. Hình 2.48: Đèn led nháy báo lỗi Chức năng báo mã chẩn đoán Mã chẩn đoán được báo khi thoả mãn các điều kiện sau: - Khoá điện bật ON - Cực T C và E 1 của giắc kiểm tra hay giắc chẩn đoán TDCL được nối với nhau. Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 49

63 Chương 2: Hệ thống treo khí nén điều khiển điện tử Hình 2.49: Nối cực E1 và TC Báo trạng thái bình thường Đèn báo độ cao xe NORM xẽ nhảy 0,5 giây một làn như hình dưới Hình 2.50: Đèn báo ở chế độ bình thường CÂU HỎI ÔN TẬP 1. Trình bày cấu tạo và nguyên lý hoạt động của cảm biến lái 2. Trình bày cấu tạo và nguyên lý cảm biến độ cao xe 3. Trình bày cấu tạo và nguyên lý cảm biến tốc độ xe 4. Trình bày chế độ điều khiển chống chúi đuôi xe 5. Trình bày chế độ điều khiển chống nghiêng ngang 6. Trình bày chế độ điều khiển chống chúi đầu xe 7. Trình bày chế độ điều khiển khi tắt khoá điện 8. Phân tích sơ đồ mạch điện chế độ điều khiển khi tắt khoá điện Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 50

64 Chương 3: Hệ thống treo thủy lực điều khiển điện tử CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG TREO THỦY LỰC ĐIỀU KHIỂN TỬ Mục tiêu: Học xong bài này, người học có khả năng: Trình bày được cấu tạo của hệ thống treo thủy lực điều khiển điện tử; Xác định được các tín hiệu và cảm biến của hệ thống treo thủy lực điều khiển điện tử; Phân tích được hoạt động của hệ thống treo thủy lực điều khiển điện tử Tổng quát Giới thiệu chung hệ thống treo thủy lực điều khiển điện tử. Hiện nay, phần tử đàn hồi của hệ thống treo như lò xo trụ, thanh xoắn, nhíp lá được sử dụng hầu hết ở các xe du lịch. Hệ thống treo thủy lực điều khiển bằng điện tử với những ưu điểm và hiệu quả giảm chấn của thủy lực, nó có thể hấp thụ những rung động nhỏ hơn do đó tạo ra tính êm dịu chuyển động tốt hơn lò xo kim loại. Hệ thống treo thủy lực cũng có những ưu điểm như có thể điều khiển được độ cao xe và độ cứng của phần tử đàn hồi. Với hệ thống này, người lái xe có thể dùng công tắc để lựa chọn một trong hai chế độ lực cản của giảm chấn: bình thường hay thể thao. Lực giảm chấn sau đó sẽ tự động điều chỉnh đến một trong ba chế độ (mềm, trung bình, cứng) nhờ bộ điều khiển điện tử ECU tùy theo chế độ chuyển động trên các điều kiện khác nhau làm tăng độ êm dịu và độ an toàn chuyển động. Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 51

65 Chương 3: Hệ thống treo thủy lực điều khiển điện tử Bố trí chung của hệ thống treo thủy lực điều khiển điện tử Hình 3.1: Bố trí chung của hệ thống treo thủy lực điều khiển điện tử trên xe TÍN HIỆU VÀO TÍN HIỆU RA Cảm biến điều khiển độ cao bên phải Cảm biến điều khiển độ cao bên trái Cảm biến kiểm soát độ cao phía sau Cảm biến góc xoay vô lăng Cảm biến áp suất dầu Cảm biến nhiệt độ dầu ECU Bơm và motor Bộ điều khiển lực giảm chấn phía trước Bộ điều khiển lực giảm chấn phía trước bên trái Bộ điều khiển lực giảm chấn phía sau Bộ điều khiển lực giảm chấn phía sau bên trái Van điện từ điều khiển độ cao Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 52

66 Chương 3: Hệ thống treo thủy lực điều khiển điện tử Công tắc chọn độ cao Công tắc điều khiển độ cao Công tắc chọn chế độ giảm xóc Mạch thủy lực Van cân bằng phía trước Van xả phía trước Van cân bằng phía sau Van xả phía sau Đèn báo OFF điều khiển độ cao DLC3 Hình 3.2: Mạch thủy lực hệ thống treo thủy lực điều khiển điện tử 3.2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các cụm trên mô hình hệ thống treo thủy lực điều khiển điện tử Đèn báo điều khiển độ cao Các đèn này báo cho người lái biết lực giảm chấn hiện tại, chúng được gắn trong bảng đồng hồ. ECU phát dòng điện từ cực OFF, N, LO hay HI tùy Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 53

67 Chương 3: Hệ thống treo thủy lực điều khiển điện tử theo lực giảm chấn để bật sáng các đèn như hình vẽ 3.3. Chúng cũng được sử dụng làm các đèn báo cho chức năng chẩn đoán cũng như dự phòng. Hình 3.3: Đèn báo điều khiển tốc độ cao Công tắc điều khiển AHC. Hình 3.4: Công tắc điều khiển AHC. Công tắc chọn độ cao, công tắc điều khiển độ cao và công tắc chọn chế độ giảm xóc được đặt ở phía trước cần số. Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 54

68 Chương 3: Hệ thống treo thủy lực điều khiển điện tử Hình 3.5: Sơ đồ công tắc điều khiển AHC Công tắc chọn độ cao. Ở vị trí NORM, điện áp 12V tác dụng lên cực VPSW và DNSW của ECU hệ thống treo. Ở vị trí HIGH, cực VPSW được nối với đất và điện áp bằng 0V. ECU xác định độ cao gầm xe theo điện áp cực VPSW. Ở vị trí LOW, cực DNSW được nối với đất và điện áp bằng 0V. ECU xác định độ cao gầm xe theo điện áp cực DNSW. Khi công tắc ở vị trí NORM, độ cao xe là bình thường. Khi công tắc ở HIGH, độ cao xe là cao. Khi công tắc ở LOW, độ cao xe là thấp. Chức năng điều khiển này không được thực hiện nếu động cơ không hoạt động, trừ trường hợp điều khiển khi khoá điện tắt. Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 55

69 Chương 3: Hệ thống treo thủy lực điều khiển điện tử Hình 3.6-1: Công tắc chọn độ cao Công tắc điều khiển độ cao Nó ngăn không cho điều khiển độ cao gầm xe trong khi đang nâng xe, khi đang kéo rơmoóc hay khi đang đỗ trên đường gồ ghề. Việc này được thực hiện bằng cách ngăn không cho thủy lực trong xi lanh thủy lực xả ra ngoài để không làm giảm độ cao xe. Khi công tắc bật đến vị trí OFF, cực NSW được nối mass, chấm dứt điều khiển độ cao gầm xe bằng ECU. Hình 3.6-2: Công tắc điều khiển độ cao Công tắc chọn chế độ giảm xóc Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 56

70 Chương 3: Hệ thống treo thủy lực điều khiển điện tử Hình 3.7: Công tắc chuyển đổi vị trí Công tắc điều khiển này cho phép người lái chọn một lực giảm xóc mong muốn từ 4 chế độ. Điện áp 12V tác dụng lên cực TSW1 và TSW2 của ECU khi nó ở chế độ SPORT và 0V khi nó ở chế độ COMFORT. Căn cứ vào giá trị điện áp mà ECU nhận biết được chế độ giảm chấn đã được chọn. Hình 3.8: Công tắc chọn chế độ giảm xóc Cảm biến điều khiển độ cao Cảm biến điều khiển độ cao loại IC Hall đã được cung cấp. IC Hall chuyển đổi những thay đổi từ thông xảy ra tại thời điểm đó thành tín hiệu điện và xuất chúng dưới dạng lực cảm biến điều khiển độ cao tới ECU điều khiển hệ thống treo. Có hai cảm biến kiểm soát độ cao phía trước, một cho bên phải và một cho bên trái. Chúng được gắn thông qua các liên kết điều khiển với các tay đòn phía trên của hệ thống treo trước và thân xe. Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 57

71 Chương 3: Hệ thống treo thủy lực điều khiển điện tử Ngoài ra còn có hai cảm biến kiểm soát độ cao phía sau, một cho bên phải và một cho bên trái. Nó được gắn thông qua các liên kết điều khiển với các tay điều khiển phía trên của hệ thống treo sau và thân xe. Hình 3.9: Sơ đồ mạch điện của cảm biến điều khiển độ cao Thông qua việc sử dụng liên kết cảm biến điều khiển độ cao và trục, mỗi cảm biến điều khiển độ cao chuyển đổi chuyển động trực tuyến của liên kết điều khiển thành chuyển động quay và kết quả được phát hiện dưới dạng của một góc quay. Cảm biến điều khiển độ cao trước được gắn vào thân xe còn đầu thanh điều khiển được nối với giá đỡ giảm chấn dưới. Với hệ thống treo sau, các cảm biến được gắn vào thân xe và đầu thanh điều khiển được nối với đòn treo dưới số 1. Những cảm biến này liên tục theo dõi khoảng cách giữa thân xe và các đòn treo để phát hiện độ cao gầm xe do đó quyết định lượng khí trong mỗi xi lanh. Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 58

72 Chương 3: Hệ thống treo thủy lực điều khiển điện tử Hình 3.10: Vị trí cảm biến độ cao giảm chấn Cấu tạo Mỗi cảm biến bao gồm một đĩa đục lỗ và 4 cặp công tắc quang học. Đĩa đục lỗ quay giữa đèn LED và transitor quang của mỗi công tắc quang học theo chuyển động của thanh điều khiển. Hình 3.11: Cảm biến độ cao kiểu quang Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 59

73 Chương 3: Hệ thống treo thủy lực điều khiển điện tử Hình 3.12: Hoạt động của cảm biến độ cao kiểu quang Hoạt động Các thay đổi về độ cao của xe làm cảm biến nâng hạ trong khoảng L như trên hình Nó làm đĩa đục lỗ quay, mở hay che ánh sáng giữa 4 cặp đèn LED transitor quang. Từ đó độ cao xe phân biệt theo 16 bước nhờ vào sự kết hợp của các tín hiệu ON, OFF từ 4 transitor quang Cảm biến góc xoay vô lăng Cảm biến lái được gắn vào cụm công tắc đèn xi nhan, nó phát hiện góc và hướng quay của tay lái. Cấu tạo Cảm biến này phát hiện góc và hướng quay của vô lăng gửi tín hiệu đến TEMS ECU. Nó bao gồm môt cụm cảm biến góc xoay vô lăng và một đĩa có xẻ rãnh. Cảm biến góc xoay vô lăng được gắn vào ống trục lái, nó có hai đèn LED và hai transitor quang. Đĩa có rãnh được gắn vào trục lái chính và quay cùng với nó. Đĩa có 20 rãnh được xẻ xung quanh chu vi của nó và quay giữa hai đèn LED và hai Transistor quang của cụm cảm biến góc xoay vô lăng. Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 60

74 Chương 3: Hệ thống treo thủy lực điều khiển điện tử Hình 3.13 : Cấu tạo cảm biến góc xoay vô lăng Nguyên lý hoạt động: Góc và hướng quay của vô lăng được phát hiện bởi các tín hiệu bật - tắt gửi đến SS1 và SS2 của ECU. Hình 3.14: Cảm biến góc xoay vô lăng Bơm và Motor Một hệ thống trong đó: máy bơm, motor bơm, bình chứa, van hồi lưu, cảm biến áp suất và cảm biến nhiệt độ được tích hợp đã được áp dụng. Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 61

75 Chương 3: Hệ thống treo thủy lực điều khiển điện tử Bơm Van kiểm tra Cảm biến áp suất Đến van cân bằng Cảm biến nhiệt độ Van hồi Bể chứa Hình 3.15: Bơm và motor Bơm Bơm bánh răng ăn khớp ngoài đơn giản và độ bền cao hơn được sử dụng. Ngoài ra, máy bơm là loại bơm áp suất, trong đó áp suất đầu ra của nó để hút dầu vào thông qua vỏ cacte để đẩy về phía bánh răng bơm để giảm rò rỉ bên trong, do đó tạo ra áp suất cao phù hợp. Vỏ Vỏ Áp suất cao Bánh răng bơm Cửa ra Bánh răng bơm Hình 3.16: Cấu tạo của bơm Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 62

76 Chương 3: Hệ thống treo thủy lực điều khiển điện tử Motor xoắn cao. Sử dụng động cơ điện một chiều với 4 chổi than, độ bền cao và mô-men Chổi than Hình 3.17: Motor của bơm Van hồi lưu Van hồi lưu đóng, mở đường dẫn dầu giữa cụm van điều khiển và bể chứa. Van hồi lưu đã được đơn giản hóa bằng cách sử dụng một cơ trúc trong đó van được đóng lại bởi lưu lượng thải của chất lỏng. Hình 3.18: Van hồi lưu Thông thường, một lực lò xo được áp dụng cho van hồi lưu để duy trì đường dẫn dầu giữa cụm van điều khiển và bể chứa mở. Khi bơm hoạt động để tăng chiều cao xe, áp suất của chất lỏng được bơm ra bởi bơm làm cho van quay trở lại bên trái của sơ đồ như minh họa. Theo đó, đường dẫn dầu giữa cụm van điều khiển và bình chứa đóng lại, và chất lỏng được xả ra từ bơm chảy về phía cụm van điều khiển. Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 63

77 Chương 3: Hệ thống treo thủy lực điều khiển điện tử Cảm biến nhiệt độ Cảm biến nhiệt độ dùng để đo nhiệt độ dầu thủy lực trong quá trình bơm để cảnh báo, thay đổi tốc độ bơm phù hợp hoặc ngắt bơm khi cần thiết. Hình 3.19: Cảm biến nhiệt độ Cảm biến áp suất Cảm biến áp suất với kết cấu cảm biến dạng Ceramic sử dụng trong việc đo áp suất dầu thủy lực. Hình 3.20: Cảm biến áp suất Cảm biến áp suất chính là bảo vệ bơm khi quá áp hoặc cảnh báo áp suất vượt ngưỡng, tín hiệu của cảm biến áp suất được truyền về bộ điều khiển ECU Bơm giảm tốc Bộ bơm giảm tốc làm giảm lưu lượng bơm ra bởi máy bơm. Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 64

78 Chương 3: Hệ thống treo thủy lực điều khiển điện tử Hình 3.21: Bơm giảm tốc Một loại ống thổi được làm bằng thép không gỉ, mang lại khả năng chống thâm nhập khí tuyệt vời và hiệu suất hấp thụ xung tốt, được sử dụng. Khí nén Bảng 3.1:Thông số kỹ thuật bơm giảm tốc Khí ni tơ Khối lượng túi khí cc (cu in.) 2 (0.12) Áp suất khí nén MPa (kgf/ cm2, psi) 1.96 (20, 284) Máy nén điều khiển độ cao Hình 3.22: Máy nén điều khiển độ cao Một loại piston tự do, cung cấp công suất nén lớn đã được sử dụng cho máy nén điều khiển độ cao. Bộ máy nén điều khiển độ cao bao gồm một xi lanh, pít-tông tự do và van điện từ. Khi tăng chiều cao xe, máy nén cung cấp thủy lực để tăng tốc độ nâng. Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 65

79 Chương 3: Hệ thống treo thủy lực điều khiển điện tử Bảng 3.2:Thông số kỹ thuật máy nén Khí nén Khí ni-tơ Khối lượng túi khí cc (cu in.) 945 (57.7) Áp suất khí nén MPa (kgf/ cm2, psi) 5.9 (60, 853) Thông thường, van điện từ vẫn đóng. Khi chiều cao xe đang được nâng lên hoặc chất lỏng đang được giữ trong máy nén, van điện từ sẽ mở theo tín hiệu nhận được từ ECU điều khiển hệ thống treo. * Van điện từ Cấu tạo van điện từ gồm 2 bộ phận chính: Thân van và cuộn điện - Thân van có cấu tạo hoạt toàn bằng: van điện từ đồng, van điện từ inox, van điện từ nhựa. Các loại chất liệu khá phong để cho phù hợp với hệ thống. Hệ thống nước, hệ thống hơi nóng, hệ thống hóa chất, hệ thống áp suất cao. Các môi trường sẽ liên kết với chất liệu để van có thể chống ăn mòn, chống cũng nhưng tác động không khí. Đầu van được thiết kế có 2 cửa vào và ra, 2 kiểu kết nối như lắp ren trong cho hệ thông bé và lắp mặt bích cho hệ thống lớn hơn. Phần cuộn điện hầu như bên trong dây 100% là đồng, bên ngoài là vỏ nhựa cao cấp, chông thấm và cách điện. Để phù với từng môi trường lớp vỏ ngoài của các hãng cũng khác nhau. Hình 3.23: Van điện từ Nguyên lý hoạt động van điện từ Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 66

80 Chương 3: Hệ thống treo thủy lực điều khiển điện tử Van điện từ khi đang ở trạng thái bình thường không cấp điện, cơ cấu cửa van sẽ luôn luôn đóng, kể cả khi hệ thống đang hoạt động. Chỉ khi được nhận nguồn điện từ trường lúc này sẽ được sinh ra tạo thành lực tác dụng lên trục Piston và từ đó sinh ra lực làm trục chuyển động lên xuống, hiện tượng mở/đóng xảy ra Van điều khiển độ cao Tổ hợp van điều khiển bao gồm các van cân bằng để điều chỉnh chiều cao xe và các van cổng để điều khiển chức năng giao tiếp bánh xe bên trái. Có 4 van cho mỗi phía trước và phía sau. Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 67

81 Chương 3: Hệ thống treo thủy lực điều khiển điện tử Hình 3.24: Van điều khiển độ cao Van cân bằng Van này đóng, mở đường dẫn dầu giữa bơm và buồng khí đặt ở mỗi bánh xe. Thông thường, đường dẫn dầu vẫn đóng trong quá trình điều khiển độ cao xe, đường dẫn dầu sẽ mở ra với tín hiệu nhận được từ ECU điều khiển hệ thống treo. Bánh xe Bơm Bánh xe Bơm Van xả Đóng Hình 3.25: Van cân bằng Mở Hình 3.26: Van xả Van này đóng, mở đường dẫn dầu giữa giảm xóc bên phải và bên trái. Thông thường, đường dẫn dầu vẫn mở, liên kết giảm xóc bên phải và bên trái. Khi ECU điều khiển hệ thống treo xác định rằng đường dẫn dầu giữa giảm xóc bên phải và bên trái phải được đóng lại, van xả sẽ kích hoạt để đóng đường dẫn dầu. Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 68

82 Chương 3: Hệ thống treo thủy lực điều khiển điện tử Túi khí và bộ điều khiển lực giảm xóc Một buồng chứa khí (thay thế cho buồng khí trong bộ giảm xóc thông thường) và một bộ điều khiển để chuyển đổi lực giảm xóc đã được tích hợp.vỏ được gắn các vây tản nhiệt để cải thiện sự tản nhiệt do bộ truyền động tạo ra. Bộ điều khiển lực giảm xóc Vây tản nhiệt Hình 3.27: Túi khí và bộ truyền động điều khiển lực giảm xóc Túi khí Hình 3.28: Túi khí Túi khí sử dụng bình tích áp loại bàng quang. Một màng nhựa được kẹp giữa các lớp cao su để chống sự rò rỉ. Áp suất bên trong túi khí được thay đổi bằng cách để chất lỏng chảy vào và ra khỏi khoang khí này để tăng hoặc giảm chiều cao xe. Bảng 3.3: Bảng thông số túi khí Trước Sau Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 69

83 Chương 3: Hệ thống treo thủy lực điều khiển điện tử Khí nén Khí ni-tơ Khối lượng túi khí cc (cu in.) 400 (24.4) 500 (30.5) Áp suất khí nén MPa (kgf/ cm2, 2.26 (23, 327) 2.65 (27,38) psi) Bộ điều khiển lực giảm xóc Bộ truyền động này bao gồm motor bước có 16 bước (motor bước là một loại động cơ điện có nguyên lý và ứng dụng khác biệt với đa số các động cơ điện thông thường. Chúng thực chất là một động cơ đồng bộ dùng để biến đổi các tín hiệu điều khiển dưới dạng các xung điện rời rạc kế tiếp nhau thành các chuyển động góc quay hoặc các chuyển động của rôto có khả năng cố định rôto vào các vị trí cần thiết), cơ cấu trục vít (chuyển đổi chuyển động quay thành chuyển động tuyến tính), van ống chỉ, van giảm chấn mềm và van giảm chấn cứng. Hình 3.29: Bộ truyền động điều khiển giảm xóc Tín hiệu từ hệ thống treo điều khiển ECU kích hoạt bộ truyền động làm cho van ống chỉ chuyển đổi đường dẫn dầu. Do đó, thể tích dầu đi qua mỗi van được thay đổi để kiểm soát lực giảm xóc trong 16 bước. Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 70

84 Chương 3: Hệ thống treo thủy lực điều khiển điện tử Hình 3.30: Cấu tạo truyền động điều khiển giảm xóc Lò xo Các lò xo được làm bằng thanh thép lò xo đặc biệt. Khi đặt tải trọng lên một lò xo, toàn bộ thanh thép bị xoắn khi lò xo co lại. Nhờ vậy năng lượng của ngoại lực được tích lại, và chấn động được giảm bớt. + Đặc điểm của lò xo trụ: - Tỷ lệ hấp thu năng lượng tính cho một đơn vị khối lượng cao hơn so với loại lò xo lá (nhíp). - Có thể chế tạo các lò xo mềm. - Vì không có ma sát giữa các lá như ở nhíp nên cũng không có khả năng tự khống chế dao động, vì vậy phải sử dụng thêm bộ giảm chấn. Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 71

85 Chương 3: Hệ thống treo thủy lực điều khiển điện tử - Vì không chịu được lực theo phương nằm ngang nên cần phải có các cơ cấu liên kết để đỡ trục bánh xe (đòn treo, thanh giằng ngang...). Hình 3.31: Lò xo Bộ phận giảm xóc. Cấu tạo Trong xy lanh, buồng nạp khí và buồng chất lỏng được ngăn cách bằng một pittông tự do (nó có thể chuyển động lên xuống tự do). Bộ giảm xóc đã sử dụng cấu trúc kép sử dụng con phớt chính cao áp làm bằng nhựa fluoroetylen và phớt dầu cao áp làm bằng cao su nitrile và được cung cấp vòng dự phòng để đảm bảo không bị rò rỉ và giảm ma sát. Hình 3.32: Cấu tạo của bộ giảm xóc Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 72

86 Chương 3: Hệ thống treo thủy lực điều khiển điện tử Hình 3.33: Bộ phận giảm xóc Nguyên lý hoạt động Hành trình ép (nén) Trong hành trình nén, cần pittông chuyển động xuống làm cho áp suất trong buồng dưới cao hơn áp suất trong buồng trên. Vì vậy chất lỏng trong buồng dưới bị ép lên buồng trên qua van pittông. Lúc này lực giảm chấn được sinh ra do sức cản dòng chảy của van. Khí cao áp tạo ra một sức ép rất lớn lên chất lỏng trong buồng dưới và buộc nó phải chảy nhanh và êm lên buồng trên trong hành trình nén. Điều này đảm bảo duy trì ổn định lực giảm chấn. Hành trình trả (giãn) Trong hành trình giãn, cần pittông chuyển động lên làm cho áp suất trong buồng trên cao hơn áp suất trong buồng dưới. Vì vậy chất lỏng trong buồng trên bị ép xuống buồng dưới qua van pittông, và sức cản dòng chảy của van có tác dụng như lực giảm chấn. Vì cần pittông chuyển động lên, một phần cần dịch chuyển ra khỏi xylanh nên thể tích choán chỗ trong chất lỏng của nó giảm xuống. Để bù cho khoảng hụt này, pittông tự do được đẩy lên (nhờ có khí cao áp ở dưới nó) một khoảng tương đương với phàn hụt thể tích. Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 73

87 Chương 3: Hệ thống treo thủy lực điều khiển điện tử Các bộ giảm chấn có cấu tạo kiểu ống đơn không cho phép ống này bị biến dạng, vì biến dạng sẽ làm cho pittông và pittông tự do không thể chuyển động tự do được. Bộ giảm chấn này thường được trang bị một vỏ bảo vệ để ngăn đá bắn vào; khi lắp ráp bộ giảm chấn phải đặt cho vỏ bảo vệ hướng về phía trước của xe Rơle chính AHC. Rơle này được gắn gần ECU hệ thống treo trong khoang hành lý. Khi khoá điện bật ON, dòng điện chạy qua chân IG của khóa điện vào chân IG của ECU làm cho dòng điện chạy qua cực MRLY về âm nguồn làm rơle chính AHC đóng cung cấp điện cho ECU qua cực B. Hình 3.34: Rơ le chính AHC Rơle AHC Rơle này đựơc gắn ở hộp rơle số 6 dưới đèn pha trái. Khi nó hoạt động bởi tín hiệu từ cực RC của ECU, nó gửi dòng điện đến mô tơ bơm điều khiển độ cao để cung cấp dầu thủy lực cho các hệ thống treo thủy lực điều khiển điện tử. Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 74

88 Chương 3: Hệ thống treo thủy lực điều khiển điện tử Hình 3.35: Rơ le AHC Chất lỏng Hệ thống này sử dụng một chất lỏng có tên là Active Suspension Fluid AHC. Hình 3.36: Active Suspension Fluid AHC ECU của hệ thống treo thủy lực điều khiển điện tử Tổng quát. điều khiển. ECU điều khiển hệ thống treo được đặt trong bảng điều khiển bên công cụ Dựa trên các tín hiệu nhận được từ các cảm biến và công tắc, ECU điều khiển hệ thống treo phát hiện chiều cao và điều kiện xe và đưa tín hiệu điều khiển đến các bộ truyền động và bơm. Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 75

89 Chương 3: Hệ thống treo thủy lực điều khiển điện tử Hình 3.37: ECU của hệ thống treo Tín hiệu Tín hiệu cảm biến điều khiển độ cao Chiều cao xe và khoảng cách giữa lốp và khung thân xe được phát hiện, và là đầu vào SHFL, SHFR, SHRR để kiểm soát hệ thống treo ECU. Tín hiệu cảm biến áp suất chất lỏng Áp suất thủy lực được phát hiện và tín hiệu là đầu vào PACC để điều khiển hệ thống treo ECU. Tín hiệu cảm biến nhiệt độ Nhiệt độ chất lỏng được phát hiện và tín hiệu là đầu vào (TOIL) để điều khiển hệ thống treo ECU. Tín hiệu SW điều khiển chiều cao Phát hiện các thay đổi về chiều cao xe mục tiêu và tín hiệu được đưa vào DNSW, VPSW để kiểm soát hệ thống treo ECU. Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 76

90 Chương 3: Hệ thống treo thủy lực điều khiển điện tử Phát hiện các thay đổi trong điều khiển chiều cao xe và tín hiệu được đưa vào NSW để kiểm soát hệ thống treo ECU. Tín hiệu cảm biến lái Phát hiện số vòng quay của vô lăng và tín hiệu là đầu vào SS1, SS2 để điều khiển hệ thống treo ECU. Chế độ giảm xóc chọn tín hiệu SW Phát hiện xem chế độ giảm xóc có được chọn hay không và tín hiệu được đưa vào TSW1, TSW2 để điều khiển hệ thống treo ECU. Tín hiệu chẩn đoán Tín hiệu yêu cầu chẩn đoán được gửi đến SIL điều khiển hệ thống treo ECU. ECU điều khiển hệ thống treo cũng gửi lại tín hiệu cho người kiểm tra Nguyên lý hoạt động của mô hình hệ thống treo thủy lực điều khiển điện tử. ECU hệ thống treo điều khiển lực giảm chấn, độ cứng hệ thống treo, độ cao xe, dựa trên các tín hiệu từ các cảm biến khác nhau, vị trí của công tắc điều khiển AHC Thay đổi lực giảm xóc. Lực giảm xóc và độ cứng hệ thống treo được xác định theo vị trí công tắc chọn chế độ giảm xóc. Khi công tắc ở vị trí H2, chức năng thay đổi lực giảm xóc tắt. Khi công tắc ở vị trí S của chế độ COMFORT, lực giảm xóc và độ cứng hệ thống treo là mềm. Khi công tắc ở vị trí M của chế độ SPORT lực giảm xóc là trung bình và độ cứng hệ thống treo là cứng. Khi công tắc ở vị trí H1 của chế độ SPORT lực giảm xóc và độ cứng hệ thống treo là cứng. Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 77

91 Chương 3: Hệ thống treo thủy lực điều khiển điện tử Hình 3.38: Các chế độ điều khiển Điều khiển chống nghiêng ngang Hệ thống hạn chế sự nghiêng ngang xe khi quay vòng hay đi trên đường ngoằn nghèo. Dựa trên góc vô lăng, ECU đặt bộ chấp hành ở vị trí cứng bằng cách gửi một dòng điện từ cực FB+, FA+ và RB+, RA+ của nó. Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 78

92 Chương 3: Hệ thống treo thủy lực điều khiển điện tử Bảng 3.4: Lực giảm chấn khi điều khiển chống nghiêng ngang Công tắc lựa chọn BÌNH THỂ THAO Lực giảm chấn THƯỜNG Cứng Mềm Mềm Cứng Hình 3.39: Lựa chọn chế độ lực giảm chấn Việc điều khiển này chấm dứt khoảng 2 giây sau khi vô lăng trở về vị trí chạy thẳng. Dòng điện từ cực FB-,FA-, RB- và RA- để đặt bộ chấp hành về lại lực giảm chấn và độ cứng hệ thống treo như ban đầu. Nếu vô lăng quay liên tục theo cả hai hướng hay nó quay nhiều hơn so với lúc quay vòng bình thường, khoảng thời gian điều khiển sẽ được kéo dài. Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 79

93 Chương 3: Hệ thống treo thủy lực điều khiển điện tử Hình 3.40: Điều khiển chống nghiêng ngang Điều khiển trên đường xóc,chống lắc dọc và chống nhún Chức năng điều khiển này hạn chế sự lắc dọc và sự nhún xảy ra khi xe chạy trên đường xóc. Tuỳ thuộc vào sự thay đổi độ cao xe phía trước và phía sau, ECU thực hiện việc điều chỉnh này một cách độc lập cho phía trước và phía sau. Phía trước: khi cảm biến điều khiển độ cao phía trước bên trái hay bên phải phát hiện ra mặt đường hơi không bằng phẳng, ECU điều khiển bộ chấp hành để đặt lực giảm chấn về chế độ trung bình và độ cứng hệ thống treo về chế độ cứng (đối với vị trí COMFORT của công tắc chọn chế độ giảm xóc) bằng Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 80

94 Chương 3: Hệ thống treo thủy lực điều khiển điện tử cách phát ra một dòng điện từ cực FB-,FA- của nó. Đối với vị trí SPORT, ECU điều khiển bộ chấp hành để đặt lực giảm chấn ở chế độ cứng và độ cứng hệ thống treo ở chế độ cứng bằng cách phát ra một dòng điện từ cực FB+,FA+ của nó. Khi mặt đường gồ ghề nhiều, ECU đặt bộ chấp hành ở vị trí cứng. Phía sau: chức năng điều khiển này kết thúc khi các cảm biến điều khiển độ cao không phát hiện thấy sự nhấp nhô của mặt đường Lựa chọn độ cao. Hình 3.41: Điều khiển chống lắc dọc và chống nhún Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 81

95 Chương 3: Hệ thống treo thủy lực điều khiển điện tử Có thể chọn ba loại chiều cao xe sau đây bằng công tắc: chiều cao xe bình thường (N), chiều cao xe thấp (Lo) và chiều cao xe cao (Hi). Bảng 3.5: Lựa chọn độ cao xe Vị trí chiều cao được chọn Lo N Hi Chiều cao Xấp xỉ Xấp xỉ Phía trước xe tiêu 50 mm ( 2.0 in.) +40 mm (+1.6 in.) chuẩn Chiều cao xe Chiều cao Xấp xỉ Xấp xỉ Phía sau xe tiêu 40 mm ( 1.6 in.) +50 mm (+2.0 in.) chuẩn Tốc độ điều chỉnh chiều cao xe Trên Lo đến N hoặc N để Hi Khoảng 10 đến 15 giây * Dưới Hi đến N hoặc N đến Lo Khoảng 3 đến 8 giây * *: Tốc độ điều khiển chiều cao xe khác nhau tùy thuộc vào điều kiện được tải. Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 82

96 Chương 3: Hệ thống treo thủy lực điều khiển điện tử Hình 3.42: Lựa chọn độ cao. a. Tăng chiều cao xe (Công tắc chọn độ cao) Khi công tắc chọn độ cao được vận hành để tăng chiều cao xe, ECU điều khiển hệ thống treo sẽ mở các van cân bằng cho từng bánh xe được bố trí bên trong van điều khiển chiều cao. Điều này cho phép chất lỏng chảy từ máy bơm vào giảm xóc và buồng khí và dẫn đến tăng chiều cao xe. Đồng thời, van hồi lưu mở ra, dẫn chất lỏng vào chúng từ bơm giảm tốc để điều khiển hệ thống treo, từ đó nâng chiều cao xe. Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 83

97 Chương 3: Hệ thống treo thủy lực điều khiển điện tử Bảng 3.6: Hoạt động của các van Điều kiện Xe dừng Sử dụng Không sử thủy lực dụng thủy điều khiển lực điều độ cao khiển độ cao Xe đang chuyển động 25 km / h (16 dặm / > 25 km/h giờ) hoặc ít (16 dặm/ hơn và tại giờ) và thời điểm không sử đó sử dụng dụng thủy bộ thủy lực lực điều điều khiển khiển độ độ cao cao Trước Van cân bằng Mở Mở và đóng Mở Mở và đóng Van Van cổng Mở Mở Mở Mở điều khiển Sau Van cân bằng Mở Mở và đóng Mở Mở và đóng Van cổng Mở Mở Mở Mở Van điện từ Mở Close Mở Đóng Bơm Hoạt động Hoạt động Hoạt động Hoạt động Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 84

98 Chương 3: Hệ thống treo thủy lực điều khiển điện tử Hình 3.43: Xe đang chuyển động b. Hạ chiều cao xe Khi công tắc chọn độ cao được vận hành để hạ thấp chiều cao xe từ vị trí HI xuống vị trí Norm hoặc từ vị trí Norm sang vị trí LO, ECU điều khiển hệ thống treo sẽ mở các van cân bằng phía trước và phía sau. Do đó, chất lỏng trong các buồng khí và bộ giảm xóc được bố trí cho mỗi bánh xe quay trở lại bể chứa, do đó làm giảm chiều cao của hệ thống treo. Tuy nhiên, nếu phía sau thấp hơn phía trước thì van cân bằng phía sau đóng lại để điều chỉnh chiều cao xe cao hơn ở phía trước. Tính năng này ngăn đèn pha hướng lên trên. Hình 3.44: Tốc độ xe trên 5 km / h (3 dặm / giờ) Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 85

99 Chương 3: Hệ thống treo thủy lực điều khiển điện tử Bảng 3.7: Hoạt động của các van Dưới 5 km/ h (3 mph) Không hạ 4 Điều kiện Khi hạ 4 bánh bánh cùng một cùng một lúc lúc Trên 5 km/h (3 mph) Van cân bằng Mở Mở và đóng Mở và đóng Trước Van cổng Mở Mở Mở Van điều Van cân bằng Mở Mở và đóng Mở và đóng khiển Sau Van cổng Mở Mở Mở Van điện từ Đóng Đóng Đóng Bơm Dừng Dừng Dừng Tự động điều khiển độ cao xe Chức năng này giữ độ cao xe ở giá trị không đổi ngay cả khi tải tác dụng lên xe thay đổi do thay đổi số lượng hành khách hay khi có hàng hoá hay không. Khi ECU phát hiện sự thay đổi độ cao xe, nó điều chỉnh thể tích khí nén trong xi lanh khí để giữ độ cao xe ở giá trị không đổi bằng cách cung cấp hay cắt dòng điện đến rơle chính AHC và rơle AHC. Chức năng điều khiển này phản ứng nhanh hơn khi bất kỳ cửa nào mở so với khi tất cả các cửa đều đóng. Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 86

100 Chương 3: Hệ thống treo thủy lực điều khiển điện tử Hình 3.45: Tự động điều khiển độ cao xe Hủy điều khiển độ cao tự động. Nó ngăn không cho điều khiển độ cao gầm xe trong khi đang nâng xe, khi đang kéo rơmoóc hay khi đang đỗ trên đường gồ ghề. Việc này được thực hiện Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 87

101 Chương 3: Hệ thống treo thủy lực điều khiển điện tử bằng cách ngăn không cho dầu thủy lực trong xi lanh thủy lực xả ra ngoài để không làm giảm độ cao xe. Khi công tắc bật đến vị trí OFF, cực NSW được nối mass, chấm dứt điều khiển độ cao gầm xe bằng ECU. Hình 3.46: Hủy điều khiển độ cao tự động Điều khiển khi tắt khoá điện Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 88

102 Chương 3: Hệ thống treo thủy lực điều khiển điện tử Chức năng điều khiển này tự động giảm độ cao xe để cải thiện tính ổn định và hình thức của xe khi đỗ với khóa điện tắt OFF. Điều khiển này chỉ hoạt động dưới điều kiện sau: độ cao xe đã tăng quá mức nhất định do hàng hoá đã được lấy ra hoặc hành khách đã ra khỏi xe sau khi xe đỗ. Khi khoá điện tắt, không có dòng điện đến cực IG và +B của ECU. Nếu cả bốn cảm biến điều khiển độ cao phát hiện thấy độ cao xe quá mức ở trạng thái này, ECU sẽ hạ thấp độ cao xe. Điều khiển này chỉ có hiệu lực trong khoảng 3 phút sau khi khoá điện tắt. Tuy nhiên nếu có bất kỳ cửa nào mở, ECU biết rằng có người rời khỏi xe và nó sẽ tạm dừng việc điều khiển. Việc điều khiển lại tiếp tục sau khi tất cả các cửa đều đóng. Điều khiển sẽ tự động chấm dứt khoảng 30 phút sau khi khoá điện tắt. Nếu độ cao xe vẫn quá cao ngay cả khi sau khi tiếp tục việc điều khiển hạ thấp ở một bánh, ECU cho rằng xe đang được kích lên và điều khiển môtơ nén khí và van điều khiển để nâng độ cao xe phía bánh xe đó trong khoảng 1 phút. Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 89

103 Chương 3: Hệ thống treo thủy lực điều khiển điện tử Hình 3.47: Điều khiển khi tắt khoá điện Kiểm tra các bộ phận Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 90

104 Chương 3: Hệ thống treo thủy lực điều khiển điện tử Bước 1: Lái thử xe ô tô. Hãy lái thử xe 1 lần và chú ý tập trung cao độ nhất có thể để phát hiện ra lỗi. Hạ cửa sổ xe xuống và cố gắng chú ý vào bất kỳ tiếng ồn nào phát ra từ xe. Nếu lái xe nghe thấy bất kỳ một âm thanh nào đó, hãy tập trung tìm kiếm nơi chúng phát ra. Một số âm thanh lạ phát ra từ hệ thống treo của ô tô như: Âm thanh Âm thanh như tiếng gõ cửa (cộc cộc) Nguyên nhân Âm thanh này xảy ra khi có va chạm mạnh và báo hiệu thanh chống hoặc đinh tán thanh chống, hoặc khớp bi có vấn đề. Âm thanh liên tục Âm thanh ổn định và càng ngày càng to khi xe di chuyển nhanh hơn. Điều này xảy ra khi vòng bi bánh xe trục trặc hoặc nguyên nhân xuất phát từ lốp xe. Âm thanh huyên náo (leng keng) Âm thanh nghe như có va chạm mạnh giữa các thanh kim loại, có thể xuất phát do trục trặc từ bu lông hoặc các chi tiết đầu nối bị hỏng. Bước 2: Kiểm tra bên ngoài xe. Khi thu thập đủ thông tin, lái xe nên đánh xe vào chỗ vắng nào đó và thiết lập hệ thống phanh tay. Hãy chắc chắn để động cơ xe nguội hẳn, tầm 30 phút sau khi lái thử là đủ, trước khi bắt đầu kiểm tra xe. Đeo gang tay và chuẩn bị các vật dụng cần thiết. Bước 3: Nhún mạnh xe ô tô. Cẩn thận đặt chắc tay vào chỗ giao nhau của mui xe và chắn bùn, ấn mạnh vào hệ thống treo đến khi xe nảy mạnh lên. Trong lúc đó, nếu lái xe quan sát thấy xe nảy đều thì đây là tín hiệu tốt báo hiệu thanh chống vẫn hoạt động tốt. Bằng cách này, lái xe nên cố gắng kiểm tra thanh chống tại 4 góc xe để xem chúng có trục trặc nào không. Bước 4: Nâng xe ô tô lên. Sử dùng kích nâng góc xe lên tầm vừa đủ để lốp xe không chạm đất nhưng vẫn đảm bảo xe đứng an toàn. Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 91

105 Chương 3: Hệ thống treo thủy lực điều khiển điện tử Bước 5: Kiểm tra độ rung của bánh xe. Giữ chặt lốp xe và bắt đầu lắc mạnh bánh xe tay đặt theo hướng 9h-3h và 12h-6h. Nếu thấy có bất cứ chuyển động nào khác thường từ bánh, có thể một số chi tiết nào đó của xe đã bị bào mòn. Chú ý: Các chuyển động khác thường có thể xuất phát từ nhiều nguyên nhân khác nhau, nên lái xe cần kiểm tra và có các phán đoán chính xác. CÂU HỎI ÔN TẬP 1. Trình bày cấu tạo, tín hiệu công tắc điều khiển AHC. 2. Trình bày cấu tạo, nguyên lý Bơm và motor. 3. Trình bày cấu tạo, nguyên lý Bơm giảm tốc. 4. Trình bày cấu tạo, nguyên lý máy nén điều khiển độ cao. 5. Trình bày cấu tạo, nguyên lý van điều khiển độ cao. 6. Trình bày cấu tạo, nguyên lý túi khí và bộ điều khiển lực giảm xóc. 7. Trình bày cách thay đổi lực giảm xóc. 8. Trình bày cách điều khiển khi tắt khoá điện. Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 92

106 Chương 4: Hệ thống treo từ trường Magneride điều khiển điện tử Chương 4: HỆ THỐNG TREO TỪ TRƯỜNG MAGNERIDE ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ 4.1.Cấu tạo cơ cấu treo từ trường MagneRide điều khiển điện tử Hệ thống treo này không sử dụng van điện cơ mà thay vào đó là một loạt chất lỏng có tên gọi Magneto Fluid Automatic (MR). Chất lỏng MR là dung dịch chứa đầy các hạt từ có kích thước siêu nhỏ tính bằng micromet. Khi được kích hoạt nhờ cảm biến truyền từ ECU (Electronic Control Unit), các hạt từ bên trong sẽ tăng độ nhớt của chất lỏng để biến nó thành chất rắn đàn hồi, từ đó điều khiển sự cứng mềm của giảm chấn để phù hợp với điều kiện đường xá hiện tại. Công nghệ này không chỉ giúp cải thiện độ bền của giảm chấn, giảm tiêu hao nhiên liệu mà còn đem lại cảm giác thoải mái nhất cho người lái. Tuy nhiên, vì giá thành khá cao nên MagneRide Control hiện chỉ mới được ứng dụng trên các mẫu xe thể thao và siêu xe như Acura MDX, Audi TT, Audi R8, Cadillac DTS, SRX, STS, Chevrolet Corvette, Ferrari 599 GTB, FF.. Hình 4.1: Cấu tạo tổng quát hệ thống Magne Ride trên Audi TT Bộ chấp hành hệ thống treo từ trường MagneRide điều khiển điện tử Bộ chấp hành hệ thống treo từ trường là các nam châm điện được đặt bên trong giảm chấn có tác dụng kích thích các hạt điện từ khiến chất lỏng MR có thể đặc lại hay loãng ra, từ đó điều tiết sự lưu thông, sự cứng mềm của giảm chấn để phù hợp với điều kiện chuyển động của ô tô. Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 93

107 Chương 4: Hệ thống treo từ trường Magneride điều khiển điện tử Hình 4.2: Bộ chấp hành treo MagneRide Xi lanh thủy lực MagneRide Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 94

108 Chương 4: Hệ thống treo từ trường Magneride điều khiển điện tử Hình 4.3: Xilanh thủy lực MagneRide Xilanh thủy lực của hệ thống treo Magne Ride về cơ bản cũng giống như xilanh thủy lực của hệ thống treo thủy lực thông thường. Tuy nhiên, bên trong xilanh người ta bố trí một cơ cấu chấp hành là các cuộn dây để tạo ra từ tính khi có dòng điện chạy qua nó, dòng điện này được cung cấp từ ECU của hệ thống treo dựa vào tín hiệu từ các cảm biến. Từ đó, làm cho chất lỏng đặc biệt bên trong ( MR) có thể thay đổi được độ đặc, lỏng tùy theo điều kiện lái xe và địa hình, kết quả là thay đổi được lực giảm chấn Van điện từ trường Hình 4.4: Van điện từ trường Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 95

109 Chương 4: Hệ thống treo từ trường Magneride điều khiển điện tử Van điều khiển độ cao điều khiển lưu lượng dầu đến và ra khỏi xi lanh thủy lực phụ thuộc vào các tín hiệu từ ECU. Van điều khiển độ cao số 1 được sử dụng cho hệ thống treo trước. Nó có 2 van từ điều khiển 2 xi lanh khí bên trái và bên phải 1 cách riêng rẽ Các cảm biến Cảm biến góc xoay vô lăng Cảm biến góc lái được lắp đặt trong cụm ống trục lái, để phát hiện góc và hướng quay. Cảm biến bao gồm 3 bộ ngắt quang điện với các pha, và mỗi đĩa xẻ rảnh đẻ. Góc và hướng quay của vô lăng được phát hiện bởi các tín hiệu bật- tắt gửi đến các cực của ECU Hình 4.5: Cảm biến góc xoay vô lăng Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 96

110 Chương 4: Hệ thống treo từ trường Magneride điều khiển điện tử Hình 4.6: Các chế độ hoạt động của cảm biến góc xoay vô lăng Hình 4.7: Mạch điện cảm biến góc xoay vô lăng Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 97

111 Chương 4: Hệ thống treo từ trường Magneride điều khiển điện tử Cảm biến điều chỉnh chiều cao Cảm biến điều khiển độ cao được gắn ở thân xe ở đầu thanh điều khiển được nối với giá đỡ giảm chấn dưới. Với hệ thống treo sau, các cảm biến được gắn vào đầu thanh điều khiển được nối với đòn treo dưới. Những cảm biến này liên tục theo dõi khoảng cách giữa thân xe và các đòn treo để phát hiện độ cao gầm xe do đó quyết định dòng điện qua các cuộn dây điện từ trong xilanh thủy lực Magneride. Hình 4.8: Cảm biến điều chỉnh chiều cao Hình 4.9: Vị trí cảm biến điều chỉnh chiều cao xe trước và sau Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 98

112 Chương 4: Hệ thống treo từ trường Magneride điều khiển điện tử Hình 4.10: Cấu tạo cảm biến điều chỉnh chiều cao xe Mỗi cảm biến bao gồm 1 đĩa đục lỗ và 4 cặp công tắc quang học. Đĩa đục lỗ quay giữa đèn LED và Transitor quang của mỗi công tắc quang học theo chuyển động của thanh điều khiển.các thay đổi về độ cao của xe làm cảm biến nâng hạ trong khoảng L. Nó làm đĩa đục lỗ (gắn vào 1 cần) quay, mở hay che ánh sang giữa 4 cặp đèn LED và transistor quang. Hình 4.11: Hoạt động của cảm biến độ cao xe Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 99

113 Chương 4: Hệ thống treo từ trường Magneride điều khiển điện tử Bảng 1: Độ cao xe và đầu ra cảm biến Cảm biến vị trí bàn đạp ga Cảm biến này được gắn ở họng hút và cảm nhận bằng điện tử độ mở bướm ga gửi tín hiệu này về ECU hệ thống treo thông qua ECU động cơ, từ đó điều khiển lực giảm chấn thích hợp bằng cách điều khiển dòng điện đến các cuộn dây điện từ bên trong xilanh thủy lực. Hình 4.12: Cảm biến vị trí bàn đạp ga 4.4. Bộ điều khiển điện tử: Bộ điều khiển điện tử theo dõi trạng thái chuyển động của xe thông qua việc nhận tín hiệu từ các cảm biến khác nhau như: cảm biến góc xoay vô lăng, cảm biến vị trí bàn đạp ga, cảm biến chiều cao xe, công tắc chọn chế độ... từ đó đưa dòng điện đến Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 100

114 Chương 4: Hệ thống treo từ trường Magneride điều khiển điện tử các cuộn dây điện từ bên trong giảm chấn thủy lực để điều chỉnh lực giảm chấn phù hợp với chế độ lái xe. Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử Trang 101