Đang tải... (xem toàn văn)
Hệ thống túi khí tự động trên xe ô tô Full Tài liệu, Mô hình (Cơ điện tử Việt Nam) Ngành công nghiệp ô tô tập trung vào các công nghệ an toàn chủ động, chẳng hạn như hệ thống chống bó cứng phanh (ABS), kiểm soát ổn định điện tử (ESC) và hệ thống kiểm soát lực kéo (TCS), đã tăng lên đáng kể trong hai thập kỷ qua. Các nhà sản xuất ô tô cũng đang cung cấp các loại xe mới với ngày càng nhiều hệ thống hỗ trợ người lái tiên tiến (ADAS) như điều khiển hành trình thích ứng (ACC), cảnh báo chệch làn đường (LDW), phát hiện điểm mù (BSD) và phanh khẩn cấp tự động (AEB), giúp người lái trong việc giảm khả năng xảy ra tai nạn. Một số công nghệ này, chẳng hạn như AEB, thậm chí có thể thực hiện hành động khắc phục như áp dụng phanh nếu người lái không phản ứng kịp thời để tránh tai nạn. Trong khi các hệ thống an toàn chủ động và ADAS có thể giúp giảm thiểu tai nạn, chúng không thể loại bỏ hoàn toàn khả năng xảy ra tai nạn. Trong trường hợp không thể tránh khỏi tai nạn, các hệ thống an toàn thụ động như túi khí và dây an toàn tiếp tục đóng vai trò quan trọng trong việc giảm tác động của những tai nạn đó.
CHƯƠNG I NGUYÊN LÝ TỔNG QUÁT 1.1 Nhiệm vụ túi khí Cơng dụng túi khí hệ thống kèm giữ bổ sung (SRS) kết làm giảm chấn thương mảnh kính vỡ , lực va đập với phận bên xe giảm chấn thương vùng đầu, cổ bả vai Túi khí SRS trang bị để bảo vệ bổ sung cho người lái hành khách họ bảo vệ đai an tồn Đối với va đập nghiêm trọng phía trước sườn xe, túi khí SRS với đai an toàn ngăn ngừa giảm thiểu chấn thương 1.2 Phân loại túi khí: Các túi khí phân loại dựa kiểu hệ thống kích nổ thổi khí, số lượng túi khí số lượng cảm biến túi khí a Hệ thống kích nổ thổi khí: - Loại điện tử (loại E) - Loại khí hồn tồn (loại M) b Số lượng túi khí: - Một túi khí: cho lái xe (loại E hay M) - Hai túi khí: cho lái xe hành khách trước (chỉ loại E) c Số lượng cảm biến túi khí: (chỉ loại E) - Một cảm biến: Cảm biến túi khí - Ba cảm biến: Cảm biến túi khí trung tâm hai cảm biến trước 1.3 Cấu trúc : - Cảm biến túi khí trung tâm - Bộ thổi khí - Túi khí Hình1.1 : Sơ đồ hệ thống túi khí loại M Hình1.2 : Sơ đồ hệ thống túi khí loại E 1.4 Nguyên lý hoạt động: - Nguyên lý hoạt động túi khí đơn giản: Bộ điều khiển điện tử nhận tín hiệu từ cảm biến để xác định gia tốc giảm dần xe Khi điều khiển nhận tín hiệu gia tốc giảm dần đủ lớn (bị va chạm) cung cấp dòng điện kích nổ túi khí tương ứng Tốc độ nổ túi khí nhanh (khoảng từ 10 đến 40 phần nghìn giây) nên tạo túi đệm khí tránh cho phần đầu ngực cửa hành khách va đập trực tiếp vào phần cứng xe Sau đỡ hành khách khỏi va chạm, túi khí tự động xả nhanh chóng để khơng làm kẹt hành khách xe Sự kích nổ túi khí phụ thuộc vào yếu tố sau: - Lực va đập xe ( gây nên gia tốc giảm dần xe) - Vùng hướng va đập (điểm hướng va chạm xuất phát đầu tiên) - Khi va chạm, cảm biến túi khí xác định mức độ va chạm mức độ vượt giá trị qui định cụm cảm biến túi khí trung tâm, ngịi nổ nằm thổi túi khí bị đánh lửa - Ngịi nổ đốt chất mồi lửa hạt tạo khí tạo lượng khí lớn thời gian ngắn Khí bơm căng túi khí để giảm tác động lên người xe đồng thời thoát lỗ xả phía sau túi khí Điều làm giảm lực tác động lên túi khí đảm bảo cho người lái có khơng gian cần thiết để quan sát - Hệ thống túi khí SRS phía trước thiết kế để kích hoạt nhằm đáp ứng với va đập nghiêm trọng phía trước khu vực mầu đỏ giới hạn mũi tên hình vẽ Hình 1.3 : Cung tác dụng phía trước hệ thống SRS - Túi khí SRS phía trước nổ mức độ va đập phía trước vượt giới hạn thiết kế Tương đương với vận tốc va đập khoảng 20 - 25 km/h va đập trực diện vào vật thể cố định không biến dạng - Nếu mức độ va đập thấp giới hạn thiết kế túi khí SRS phía trước khơng nổ - Tuy nhiên, tốc độ ngưỡng cao đáng kể xe đâm vào vật thể xe đỗ, cột mốc tức vật thể dịch chuyển biến dạng va đập xe va đập vào vật thể nằm mũi xe sàn xe xe đâm vào gầm xe tải - Túi khí SRS phía trước khơng nổ, xe va đập bên sườn phía sau, xe bị lật, va đập phía trước với tốc độ thấp Trường hợp (1) hình 1.4 - Túi khí SRS phía trước nổ xảy va đập nghiêm trọng phía gầm xe hình vẽ Trường hợp (2) hình 1.4 Hình : Sự hoạt động hệ thống SRS va chạm (1): Túi khí SRS phía trước khơng nổ; (2): Túi khí SRS phía trước nổ Các túi khí SRS túi khí bên phía thiết kế để hoạt động phần khoang xe bị đâm từ bên sườn xe tai sau xe Khi xe bị va đập trực diện chéo vào thành bên hình vẽ bên trái không thuộc khu vực khoang hành khách, túi khí bên túi khí bên phía khơng nổ Túi khí bên túi khí bên phía khơng nổ, va đập từ phía trước phía sau, bị lật,hoặc va đập bên với tốc độ thấp CHƯƠNG II CẤU TẠO CÁC CHI TIẾT VÀ HOẠT ĐỘNG 2.1.Túi khí - Túi khí làm vật liệu sợi tổng hợp phủ lớp silicon để chịu khí nóng Sau túi có nhiều lỗ cho phép khí sau bơm đầy Túi gấp thật chặt hộp bao lại - Phần lớn túi khí giấu panel với đường cắt định trước, cho phép túi khí bung xuyên qua q trình bơm căng mà khơng làm vỡ khu vực khác (Hình 2.1) Hình 2.1: Túi khí giấu panel - Nắp che túi khí nhìn bên khó phát có dạng giống bề ngồi chụp vành tay lái hay bề panel trước mặt hành khách nhận diện nhờ vào kí hiệu “airbag” “SRS” đúc nắp (Hình 2.1) Hình 2.2: Hình loại túi khí 2.2 Bộ sinh khí đánh lửa - Bộ sinh khí hộp thép nạp đầy nhiên liệu rắn hỗn hợp sodium azide(NaNO3) Potassium Nitrate (KNO3) lắp với kích hỏa Khi nhiên liệu kích hỏa sản sinh lượng khí (Nitrogen Cacbonic), khí qua lưới lọc bơm căng túi khí - Bộ phận kích hỏa thơng thường kích hoạt tín hiệu điện từ modun điều khiển cịn số xe sử dụng túi khí kích hoạt khí Hình 2.3: Cấu tạo sinh khí đánh lửa Hình 2.4: Ngun lí hoạt động sinh khí đánh lửa 2.3.Túi khí trước - Túi khí bên lái xe lắp cứng trung tâm vành lái Túi khí bên hành khách lắp panel đồng hồ điều khiển - Túi khí thiết kế kích hoạt với lực va dập cực lớn, tác dụng trước đầu xe - Khi cảm biến phát giảm tốc đột ngột xe, tín hiệu điều khiển đưa đến đánh lửa để kích hoạt đốt cháy nhiên liệu sinh khí - Một hỗn hợp Nitrogen Cacbondioxide sinh nhanh chóng bơm căng túi khí Áp suất tăng làm tách vỡ nắp che panel túi khí bung trước mặt lái xe hay hành khách Túi khí nhanh chóng xuống khí từ lỗ túi khí - Khí qua lọc giảm nhiệt độ bơm đầy túi khí Sau bơm phồng túi khí có nhiều bột trắng vô hại văn Bột dùng bôi trơn giúp cho túi khí gấp chặt bung dễ dàng - Túi khí cho hành khách thường có kích thước lớn túi khí cho tài xế từ hai đến ba lần khoảng cách từ hành khách đến panel lớn nhiều so với khoảng cách lái xe đến vành tay lái (hình 2.5) Hình 2.5: Hình dạng túi khí trước - Trên số loại xe cịn trang bị thêm túi khí bảo vệ đầu gối lái xe đặt panel trục lái Hình 2.6: Cấu tạo cụm chi tiết SRS túi khí lái xe 2.4 Túi khí bên túi khí cửa - Túi khí bên lắp bên cạnh phần tựa lưng ghế ngồi túi khí cửa lắp sau ốp cửa Do khoảng cách người ngồi vách xe hạn chế nên thời gian từ bắt đầu kích hoạt đến túi khí bơm căng ngắn (khoảng 10ms) - Túi khí bên kích hoạt đồng thời với túi khí đầu hay túi khí rèm Hình 2.7: Túi khí bên 2.5 Túi khí đầu túi khí rèm - Túi khí đầu túi khí rèm có chức nhau, khác kích thước Túi khí đầu bao phủ khu vực hẹp túi khí rèm thơng thường kéo dài từ khung kính chắn gió đến hết cửa sau - Túi khí rèm trải xuống che phủ hết phần kính cửa - Túi khí kích hoạt cảm biến va chạm đặt bên hơng xe - Túi khí bảo vệ đầu túi khí rèm có thời gian giữ lâu túi khí khác túi khí có tác dụng bảo vệ trường hợp xe lật ngang nhiều vịng Hình 2.8: Túi khí rèm 2.6 Cổ góp điện cáp cuộn - Vòng dẫn điện hay cáp cuộn dùng để dẫn truyền điện vành tay lái ( túi khí) dây dẫn cố định từ vành tay có chuyển động quay vịng Cáp dẫn nối cơng tắc điều khiển khác vành tay lái cịi, cơng tắc kiểm sốt hành trình… Vịng dẫn điện khơng giới hạn chuyển động quay vịng, cáp cuộn có giới hạn quay vòng dây điện dẹp nằm giới hạn hộp chứa - Cáp cuộn bao gồm dây dẫn dẹp, roto stator, dây dẫn dẹp cuộn chung hộp stator rotor, đầu dây lắp chặc với stator đầu lắp với rotor Khi quay vành tay lái, rotor quay trục tay lái dây dẫn cuộn chặt lại hay nới lỏng tùy thuộc chiều quay vành tay lái Cáp cuộn phải điều chỉnh vị trí lắp ráp với vành tay lái Hình 2.9: Cấu tạo cáp cuộn 2.7 Cảm biến va chạm 5.5 Chương trình điều khiển Arduino IDE //===================================================== #include #include LiquidCrystal_I2C lcd(0x27,16,2); int Hethong = 8, value = 100; int CBnguoi = 9; int CBantoan = 11; int Conquay = 10; int TKtruoc = 2; int TKphu = 3; int TKrem = 4; int TKben = 5; int SRS = 6; int Cangdai = 7; int CBantoan2 = 12; int dem = 1, dem1 = 1, dem2 = 1; int dem3 = 1, dem4 = 1; int hethong0 = 0, connguoi0 = 0; int conquay0 = 0, antoan10 = 0, antoan20 = 0; //===================================================== void setup() { Serial.begin(9600); pinMode(Hethong, INPUT); pinMode(CBnguoi, INPUT); pinMode(CBantoan, INPUT); pinMode(Conquay, INPUT); pinMode(CBantoan2, INPUT); pinMode(TKtruoc, OUTPUT); pinMode(TKphu, OUTPUT); pinMode(TKrem, OUTPUT); pinMode(TKben, OUTPUT); pinMode(SRS, OUTPUT); pinMode(Cangdai, OUTPUT); lcd.init(); lcd.backlight(); } //===================================================== void reset() { digitalWrite(Cangdai, LOW); delay(50); digitalWrite(TKtruoc, LOW); delay(50); digitalWrite(TKphu, LOW); delay(50); digitalWrite(TKben, LOW); delay(50); digitalWrite(TKrem, LOW); delay(50); } void tuikhidau() { digitalWrite(Cangdai, HIGH); delay(50); digitalWrite(TKtruoc, HIGH); delay(50); digitalWrite(TKphu, HIGH); delay(50); } void tuikhiben() { digitalWrite(TKben, HIGH); delay(50); digitalWrite(TKrem, HIGH); delay(50); } //===================================================== void loop() { float CBtruoc0, CBben0, CBvantoc0; float CBtruoc, CBben, CBvantoc; CBvantoc0 = analogRead(A0); CBtruoc0 = analogRead(A1); CBben0 = analogRead(A2); CBvantoc = map(CBvantoc0,0,1023,0,100); CBtruoc = map(CBtruoc0,0,1023,0,100); CBben = map(CBben0,0,1023,0,100); int TTHethong = digitalRead(Hethong); int TTCBnguoi = digitalRead(CBnguoi); int TTCBantoan = digitalRead(CBantoan); int TTConquay = digitalRead(Conquay); int TTCBantoan2 = digitalRead(CBantoan2); /*Serial.print("He thong : "); Serial.println(hethong0); delay(100); Serial.print("Nguoi : "); Serial.println(connguoi0); delay(100); Serial.print("Con quay : "); Serial.println(conquay0); delay(100); Serial.print("An toan truoc : "); Serial.println(antoan10); delay(100); Serial.print("An toan sau : "); Serial.println(antoan20); delay(100); Serial.print("Van toc : "); Serial.println(CBvantoc); delay(100); Serial.print("CB truoc : "); Serial.println(CBtruoc); delay(100); Serial.print("CB ben : "); Serial.println(CBben); delay(100); */ //=============================================== if (TTHethong == 1) { dem++; delay(120); } if (dem % == 0) { hethong0 = 1; Serial.print("a"); delay(60); } else {hethong0 = 0; Serial.println("A"); delay(60);} //=============================================== //=============================================== if (TTCBnguoi == 1) { dem1++; delay(120); } if (dem1 % == 0) { connguoi0 = 1; Serial.println("b"); delay(60); } else {connguoi0 = 0; Serial.println("B"); delay(60);} //================================================ ========= //================================================ ========= if (TTConquay == 1) { dem2++; delay(120); } if (dem2 % == 0) { conquay0 = 1; Serial.println("c"); delay(60); } else {conquay0 = 0; Serial.println("C"); delay(60);} //=============================================== //=============================================== if (TTCBantoan == 1) { dem3++; delay(120); } if (dem3 % == 0) { antoan10 = 1; Serial.println("d"); delay(60); } else {antoan10 = 0; Serial.println("D"); delay(60);} //=============================================== if (TTCBantoan2 == 1) { dem4++; delay(120); } if (dem4 % == 0) { antoan20 = 1; Serial.println("e"); delay(60); } else {antoan20 = 0; Serial.println("E"); delay(60);} //================================================ ========= if (hethong0 == 0) { digitalWrite(SRS, HIGH); reset(); } else if (hethong0 == 1) { digitalWrite(SRS, LOW); if (connguoi0 == && CBvantoc >= 25) { if ( antoan10 == && CBtruoc >= 50 ) { tuikhidau(); delay(20); if ( conquay0 == 0) { tuikhiben(); delay(20); } else if (conquay0 == && CBben >= 50 && antoan20 == 1) { tuikhiben(); delay(20); } } else if (antoan20 == && CBben >=50 ) { tuikhiben(); delay(20); if (CBvantoc >= 25 & antoan10 == && CBtruoc >=50 ) { tuikhidau(); delay(20); } } } else if (connguoi0 == && CBvantoc =50 ) { tuikhiben(); delay(20); if (CBvantoc >= 25 & antoan10 == && CBtruoc >= 50) { tuikhidau(); delay(20); } } } } lcd.backlight(); lcd.setCursor(0,0); lcd.print("VT:"); lcd.setCursor(0,1); lcd.print(CBvantoc); lcd.setCursor(6,0); lcd.print("CbT:"); lcd.setCursor(6,1); lcd.print(CBtruoc); lcd.setCursor(12,0); lcd.print("CbB:"); lcd.setCursor(12,1); lcd.print(CBben); } CHƯƠNG VI CÁCH KIỂM TRA 6.1.Kiểm tra sơ bộ: Khi khóa điện từ vị trí LOCK bật đến vị trí ON hay ACC, mạch chuẩn đoán bật đèn báo túi khí khoảng giây để tiến hành kiểm tra sơ Nếu phát thấy hư hỏng kiểm tra sơ bộ, đèn báo túi khí khơng tắt mà sáng chí giây trơi qua 6.2.Kiểm tra thường xuyên: Nếu không thấy hư hỏng kiểm tra sơ bộ, đèn báo túi khí tắt sau giây phép ngòi nổ sẵn sàng kích nổ Mạch chuẩn đốn bắt đầu chế độ kiểm tra thường xuyên để kiểm tra chi tiết, hệ thống cấp nguồn dây điện xem có hư hỏng, hở hay ngắt mạch khơng Nếu thấy có hư hỏng đèn báo bật sáng lại cho lái xe biết 6.3.Kiểm tra mã chuẩn đoán: Chúng ta đọc mã lỗi hệ thống SRS cách quan sát đèn báo nháy Đa số cách kiểm tra mã lỗi xe khơng khác nhiều Mã bình thường: đèn chớp giây hai lần Hình: 5.1 mã chuẩn đốn bình thường Mã chuẩn đốn: Hình 5.2: Xe Toyota Hi-Ace/PowerVan(1995-2007) Hình 5.3 giắc kiểm tra (DCL) 23 chân: Để kiểm tra hoạt động mã lỗi, ta bật công tắc đánh lửa vị trí ON chờ khoảng 20 giây Nối chân E1 với TC giắc kiểm tra Hình Đếm số lần chớp sáng đèn báo hệ thống SRS Ghi chép lại mã lỗi (chú ý số lần đèn sáng thời gian đèn sáng lại) Hình Trong hình ta có mã 31 So sánh mã lỗi với bảng mã lỗi nhà sản xuất Ngắt cơng tắc đánh lửa (vị trí OFF) Sửa chữa cần thiết Hình 5.4 giắc kiểm tra (DCL) 16 chân: Để kiểm tra hoạt động mã lỗi, ta bật công tắc đánh lửa vị trí ON chờ khoảng 60 giây Nối chân CG với TC giắc kiểm tra (Hình 3) Đếm số lần chớp sáng đèn báo hệ thống SRS Ghi chép lại mã lỗi So sánh với bảng mã lỗi nhà sản xuất Nếu đèn chớp giây lần ( sáng 0,5 giây tắt 0,5 giây tiếp tục vậy) : Khơng tìm thấy mã lỗi (bình thường) Nếu đèn chớp hai giây lần: Có lỗi Trong trường hợp có lỗi hệ thống ta tắt cơng tắc máy ( vị trí OFF) Sau đó, bật lên lại (vị trí ON) Đợi khoảng 60 giây Thực tương tự giắc cắm 23 chân Đếm số lần chớp sáng đèn báo hệ thống SRS Ghi chép lại mã lỗi So sánh mã lỗi với bảng mã lỗi nhà sản xuất Ngắt công tắc đánh lửa (vị trí OFF) Sửa chữa cần thiết 6.4.Xóa mã chuẩn đốn: Sau sửa chữa xong hư hỏng hệ thống SRS, đèn báo sáng trừ mã lưu lại xóa Qui trình xóa mã lưu lại tùy theo loại mạch nhớ Đối với mạch nhớ loại RAM thông thường nội dung nhớ bị xóa ngắt nguồn điện Đối với mạch nhớ loại EEPROM, loại ghi xóa Bộ nhớ khơng bị xóa ngắt nguồn điện RAM thường xun khơng có nguồn dự phịng Mã ghi lại bị xóa cách bật khóa điện đến vị trí LOCK (OFF) EEPROM xóa cách nhập tín hiệu đặc biệt vào cảm biến túi khí trung tâm Ví dụ: Xe Toyota Hi-Ace/PowerVan(1995-2007) Đối với giắc kiểm tra (DCL) 23 chân: Nên xóa mã lỗi cơng tắc vị trí OFF Nếu khơng, ta nối chân A/B TC.(Hình 4) Bật cơng tắc vị trí ON, đợi giây Nối mass chân A/B trước, chân TC nối mass sau Thao tác nối mass chân liên tiếp tối đa vòng giây Đợi vài giây, đèn báo SRS chớp xóa mã lỗi Nếu không được: lặp lại bước mã lỗi xóa Chú ý: Khi nối dây phải thực nhanh ( vòng 0.2 giây) * Tài liệu tham khảo Đỗ Văn Dũng Hệ thống thân xe điều khiên tự động ô tô Năm 2007 Thi Hồng Xuân Hệ thống điều hịa khơng khí hệ thống túi khí tơ Đại học Nơng Lâm TP.HCM, năm 2009 Đỗ Văn Dũng Trang bị điện điện tử ô tô đại hệ thống điện động Nhà xuất đại học quốc qua TP.HCM, năm 2004 Tài liệu đào tạo TOYOTA Kỹ thuật viên chuẩn đốn điện 2: túi khí SRS cà căng đai khẩn cấp TOYOTA SRS Toyota Yaris: SUPPLEMENTAL RESTRAINT SYSTEM AIRBAG SYSTEM – Service Manual Trucks Group 88 SRS Airbag, Safety Belts and Bunk Restraints Volvo Trucks North America, Inc Greensboro, NC USA Auto data 3.18 Năm 2007 ... hoạt đến túi khí bơm căng ngắn (khoảng 10ms) - Túi khí bên kích hoạt đồng thời với túi khí đầu hay túi khí rèm Hình 2.7: Túi khí bên 2.5 Túi khí đầu túi khí rèm - Túi khí đầu túi khí rèm có chức... điều hịa khơng khí hệ thống túi khí ô tô Đại học Nông Lâm TP.HCM, năm 2009 Đỗ Văn Dũng Trang bị điện điện tử ô tô đại hệ thống điện động Nhà xuất đại học quốc qua TP.HCM, năm 2004 Tài liệu đào tạo... SRS 6 .Túi khí hành khách 7 .Túi khí lái xe 8 .Túi khí rèm 9.Bộ kích hỏa 10 .Túi khí bên Hình 3.4: Bố trí chung hệ thống SRS xe Ford Focus 1.Cảm biến va chạm trước 2.Công tắc ngắt hoạt động túi khí