Nghiên cứu hệ thống truyền lực, hệ thống trợ lực lái chủ động và các hệ thống an toàn ổn định trên xe BMW activehybrid x6 đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ kỹ thuật ô tô

MỤC LỤC Lời cảm ơn i Tóm tắt ii Mục lục iii Danh mục chữ viết tắt ký hiệu .ix Danh mục hình ảnh x Danh mục bảng xiv Chương TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 1.1 Lý chọn đề tài 1.2 Các vấn đề cần nghiên cứu 1.3 Tính cấp thiết đề tài 1.4 Phương pháp nghiên cứu Chương HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC TRÊN XE BMW ACTIVEHYBRID X6 2.1 Tổng quan dòng xe BMW ActiveHybrid X6 .3 2.2 Tổng quan hộp số truyền lực Active Transmission hệ thống dẫn động bốn bánh xDrive 2.2.1 Giới thiệu tổng quan hộp số truyền lực Active Transmission 2.2.1.1 Cấu tạo hộp số truyền lực Active Transmission .5 2.2.1.1.1 Bộ ly hợp nhiều đĩa 2.2.1.1.2 Các máy điện 2.2.1.1.3 Bộ bánh hành tinh 11 2.2.1.1.4 Parking lock and Direct Shift Module 12 2.2.1.1.5 Bộ xử lý điều khiển hybrid 14 2.2.1.1.6 Môđun điều khiển hộp số 14 iii 2.2.1.2 Các chế độ hoạt động 15 2.2.1.2.1 Chế độ số vô cấp điện tử (ECVT 1) .15 2.2.1.2.2 Chế độ số vô cấp điện tử (ECVT 2) .18 2.2.1.2.3 Các chế độ tay số cố định 19 2.2.1.2.4 Chế độ không truyền lực 22 2.2.1.2.5 Chế độ lùi .22 2.2.1.2.6 Chế độ tự khởi động tự ngắt ICE 23 2.2.1.3 Hệ thống cung cấp dầu bôi trơn hộp số 24 2.2.2 Hệ thống dẫn động bốn bánh xDrive BMW 26 2.2.2.1 Tổng quan hệ thống xDrive BMW 26 2.2.2.2 Mục đích hệ thống xDrive .27 2.2.2.3 Cấu tạo hệ thống xDrive 27 2.2.2.3.1 Hộp số phụ ATC 500 .27 2.2.2.3.2 Đường truyền công suất 28 2.2.2.3.3 Các đòn bẩy điều chỉnh 29 2.2.2.3.4 Mơ-tơ servo tích hợp cảm biến vị trí mơ-tơ 30 2.2.2.3.5 Điện trở mã hoá .30 2.2.2.3.6 Các điều khiển điện tử hộp số phụ 31 2.2.2.4 Nguyên lý hoạt động hệ thống xDrive .33 2.2.2.4.1 Hoạt động điều khiển hộp số phụ (VGSG) 33 2.2.2.4.2 Hoạt động ly hợp hộp số phụ (TCC) 33 2.2.2.4.3 Điều khiển sơ cấp 34 2.2.2.4.4 Điều khiển lực kéo/điều khiển động học xe 36 iv 2.2.2.4.5 Lơ-gic tính tốn giới hạn lốp xe 37 Chương CÁC HỆ THỐNG AN TOÀN TRÊN XE BMW ACTIVEHYBRID X6…38 3.1 Sự cần thiết hệ thống an toàn ô tô 38 3.2 Phân loại hệ thống an toàn ô tô 38 3.3 Hệ thống Dynamic Stability Control III BMW ActiveHybrid X6 .39 3.3.1 Tổng quan hệ thống DSC III BMW ActiveHybrid X6 39 3.3.2 Mục đích hệ thống DSC III 39 3.3.3 Các phận hệ thống DSC III 40 3.3.3.1 Môđun điều khiển DSC III tích hợp hệ thống thuỷ lực 40 3.3.3.2 Cảm biến áp suất phanh .42 3.3.3.3 Công tắc đèn phanh (BLS) 43 3.3.3.4 Bơm TRC (Traction Control) 43 3.3.3.5 Công tắc phanh tay 44 3.3.3.6 Cảm biến góc quay vịng/gia tốc ngang 44 3.3.3.7 Công tắc DSC .45 3.3.3.8 Công tắc HDC .46 3.3.3.9 Cảm biến tốc độ bánh xe .46 3.3.3.10 Cảm biến góc đánh lái (SAS) 47 3.3.3.11 Công tắc cảnh báo mức dầu phanh 48 3.3.3.12 Bảng đèn tín hiệu DSC 49 3.3.3.13 Mạng giao tiếp CAN 50 3.4 Nguyên lý hoạt động .51 3.4.1 Hệ thống chống bó cứng phanh ABS tính phụ trợ 52 v 3.4.1.1 Hệ thống chống bó cứng phanh ABS 52 3.4.1.2 Các tính phụ ABS 54 3.4.1.2.1 Phân phối lực phanh điện tử (EBV) 54 3.4.1.2.2 Điều khiển phanh vào góc cua (CBC) .56 3.4.2 Điều khiển cân động học (DSC) 57 3.4.2.1 Tình trạng xe quay vòng thiếu .57 3.4.2.2 Tình trạng xe quay vịng thừa 59 3.4.2.3 Các tính phụ DSC 60 3.4.2.3.1 Hệ thống phanh động lực (DBS) 60 3.4.2.3.1.1 Điều khiển lực động phanh (DBC) 60 3.4.3 Điều khiển cân tự động (ASC+T) 61 3.4.3.1 Giảm mômen kéo lê động (MSR) .62 3.4.4 Các tính hệ thống DSC III 63 3.4.4.1 Điều khiển xuống dốc (HDC) 63 3.4.4.2 Khoá vi sai tự động (ABD) 64 3.4.4.3 Điều khiển lực kéo (Traction Control) 66 3.4.4.4 Lập trình mơđun điều khiển phanh ABS chạy địa hình 67 Chương BỘ TRỢ LỰC LÁI ĐIỆN TỬ TRÊN XE BMW ACTIVEHYBRID X6…68 4.1 Tổng quan trợ lực lái điện tử EPS .68 4.2 Các đặc trưng riêng biệt trợ lực lái điện tử EPS 70 4.3 Cấu tạo trợ lực lái điện tử EPS .71 4.3.1 Cấu tạo khí trợ lực lái EPS 71 4.3.2 Các phận trợ lực lái điện tử EPS 73 vi 4.3.2.1 Cảm biến mômen đánh lái .73 4.3.2.2 Bộ điều khiển EPS 74 4.3.2.3 Mơ-tơ điện tích hợp cảm biến vị trí .75 4.3.2.4 Bánh giảm tốc .77 4.3.2.5 Thanh lái .79 4.4 Sơ đồ mạch điện hệ thống EPS 80 4.5 Nguyên lý hoạt động trợ lực lái điện tử EPS 81 4.5.1 Tổng quan chức trợ lực lái điện tử EPS 81 4.5.2 Các tín hiệu đầu vào EPS .82 4.5.3 Các tín hiệu đầu EPS .83 4.6 Các tính DME tích hợp EPS 83 4.6.1 Trợ lực lái phụ thuộc vào tốc độ 84 4.6.2 Tự động thu hồi vô lăng .84 4.6.4 Khả giảm xóc chủ động .86 4.6.4.1 Giảm rung xóc từ mặt đường .86 4.6.4.2 Giảm rung xóc từ việc điều khiển tài xế 86 4.6.5 Chủ động phản hồi tình trạng mặt đường 88 4.6.6 Giám sát điều chỉnh tình trạng EPS 88 4.6.6.1 Ngừng hoạt động hệ thống có lỗi 88 4.6.7 Khả kết hợp với thiết lập riêng biệt 89 4.6.8 Các tính phụ đặc biệt 89 4.6.7.1 Bảo vệ tránh nhiệt 89 4.6.7.2 Ngắt dần hoạt động EPS xe dừng 90 vii Chương KẾT LUẬN 91 5.1 Kết luận 91 5.1.1 Những kết đạt .91 5.1.2 Những mặt hạn chế 91 5.2 Đề xuất phát triển đề tài 92 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO .93 viii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU Chữ viết tắt EPS ABS AWD CVT ECVT DC P N R D S M AHS-C ICE DSC EBD ESC HDC DBC MBC Nghĩa tiếng Anh Electronic Power Steering Antilock Braking System All-wheel Drive Continuosly Variable Transmission Electrical Continuosly Variable Transmission Direct Current Parking Neutral Reverse Drive Sport Manual Advance Hybrid System – Car Internal Combustion Engine Dynamic Stability Control Electronic Brake Distribution Electronic Stability Control Hill Decent Control Differential Braking Control Maximum Braking Control EBV Electronic Brake Proportioning CAN TSC BLS ASC Control Area Network Traction Control Brake Light Switch Automatic Stability Control ETC Engine Torque Control SAS DIS ID CBC DBS ADB DME SZL CAS Steering Angle Sensor Diagnosis Internal System Identification number Corner Brake Control Dynamic Brake System Automatic Differential Braking Digital Motors Electronic Steering Column Switch Cluster Car Access System IGR Intelligent Alternator Control BRHT Nghĩa tiếng Việt Bộ trợ lực lái điện tử Hệ thống chống bó cứng phanh Hệ thống dẫn động bốn bánh Hộp số vô cấp Hộp số vơ cấp điện tử Dịng điện chiều Chế độ đỗ xe Chế độ không truyền lực Chế độ lùi xe Chế độ lái thông thường Chế độ thể thao Chế độ thủ công Hệ thống xe lai tiên tiến Động đốt Điều khiển cân động học Phân phối lực phanh điện tử Điều khiển cân điện tử Điều khiển xuống dốc Điều khiển khoá vi sai Điều khiển lực phanh tối đa Điều khiển phân phối lực phanh điện tử Mạng điều khiển cục Kiểm sốt lực kéo Cơng tắc đèn phanh Điều khiển cân tự động Điều khiển phân phối mơmen xoắn từ động Cảm biến góc đánh lái Hệ thống chẩn đoán xe Mã số nhận diện Điều khiển phanh vào góc cua Hệ thống phanh động lực Điều khiển khoá vi sai tự động Hệ thống điều khiển điện tử Cụm công tắc vơ lăng Hệ thống kiểm sốt vào tơ Điều khiển máy phát điện thông minh Bánh hành tinh ix DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 2.1 Hộp số truyền lực xe BMW ActiveHybrid X6 Hình 2.2 Bộ ly hợp nhiều đĩa Hình 2.3 Vị trí lắp đặt ly hợp nhiều đĩa Hình 2.4 Các phận ly hợp nhiều đĩa Hình 2.5 Dịng điện xuất trọng cuộn dây cuộn dây thành nam châm điện Hình 2.6 Trước ngắt ly hợp nhiều đĩa Hình 2.7 Sau ngắt ly hợp nhiều đĩa Hình 2.8 Vị trí máy điện hộp số chủ động .10 Hình 2.9 Vị trí bánh hành tinh 12 Hình 2.10 Hộp chứa điều khiển chuyển số trực tiếp (hình cắt ngang) .12 Hình 2.11 Đường truyền cơng suất xe chế độ điện chế độ ECVT 16 Hình 2.12 Đường truyền cơng suất xe chế độ kết hợp động đốt máy điện chế độ ECVT 17 Hình 2.13 Đường truyền công suất chế độ ECVT 18 Hình 2.14 Đường truyền cơng suất tay số 19 Hình 2.15 Đường truyền cơng suất tay số 20 Hình 2.16 Đường truyền cơng suất tay số 20 Hình 2.17 Đường truyền công suất tay số 21 Hình 2.18 Đường truyền cơng suất q trình tự khởi động động đốt 23 Hình 2.19 Mơ-tơ điện dùng để dẫn bơm dầu 25 Hình 2.20 Vị trí hộp số phụ hệ thống dẫn động xDrive 26 Hình 2.21 Các phận hộp số phụ ATC 500 .27 x Hình 2.22 Đường truyền cơng suất hộp số phụ ATC 500 .29 Hình 2.23 Địn bẩy điều chỉnh .29 Hình 2.24 Mơ-tơ servo có tích hợp cảm biến vị trí mơ-tơ 30 Hình 2.25 Điện trở mã hố 30 Hình 2.26 Bộ điều khiển điện điện tử hộp số phụ (VGSG) 31 Hình 2.27 Tổng quan mạng giao tiếp 31 Hình 2.28 Sơ đồ giao tiếp VGSG DSC III 32 Hình 2.29 Đồ thị hình minh hoạ so sánh mơmen lái cầu trước hai xe có trang bị vi sai (xanh) hệ thống xDrive (đỏ) .35 Hình 2.30 Trường hợp xe quay vòng thừa .36 Hình 2.31 Trường hợp xe quay vịng thiếu 37 Hình 3.1 Sơ đồ chức điều khiển hệ thống DSC III .40 Hình 3.2 Mơđun điều khiển DSC III tích hợp hệ thống thuỷ lực 42 Hình 3.3 Cảm biến áp suất phanh 42 Hình 3.4 Cơng tắc đèn phanh 43 Hình 3.5 Bơm TRC .43 Hình 3.6 Công tắc phanh tay 44 Hình 3.7 Cảm biến góc quay vịng/gia tốc ngang 45 Hình 3.8 Cơng tắc DSC .45 Hình 3.9 Cơng tắc HDC 46 Hình 3.10 Cảm biến tốc độ bánh xe 46 Hình 3.11 Cảm biến góc đánh lái 47 Hình 3.12 Cơng tắc cảnh báo mức dầu phanh 48 xi Hình 3.13 Bảng đèn tín hiệu DSC 49 Hình 3.14 Giao tiếp DSC III với thiết bị khác thơng qua mạng CAN bus 50 Hình 3.15 Sơ đồ phạm vi hoạt động hệ thống DSC III 51 Hình 3.16 Cấu trúc điều khiển hệ thống chống bó cứng phanh ABS .52 Hình 3.17 Sơ đồ điều khiển chống bó cứng phanh ABS cầu trước .53 Hình 3.18 Tải trọng tác dụng lên bánh xe trường hợp cụ thể 54 Hình 3.19 Lực phanh bánh xe xe quay vòng 56 Hình 3.20 Minh hoạ xe vào khúc cua 56 Hình 3.21 Trường hợp xe quay vịng thiếu 58 Hình 3.22 Sơ đồ hoạt động hệ thống thuỷ lực trường hợp xe quay vịng 59 Hình 3.23 Trường hợp xe quay vòng thừa .60 Hình 3.24 Minh hoạ tính HDC hỗ trợ xe xuống dốc 64 Hình 3.25 Mơ hình xe có bánh bị quay trơn 65 Hình 3.26 Mơ hình xe có hai bánh chéo góc bị quay trơn .65 Hình 3.27 Mơ hình xe có hai bánh cầu bị quay trơn .66 Hình 4.1 Hệ thống trợ lực lái điện tử EPS .69 Hình 4.2 Hệ thống trợ lực lái thuỷ lực 71 Hình 4.3 Hệ thống trợ lực lái điện tử có mơ-tơ điện lắp song song 72 Hình 4.4 Hộp EPS với cấu lái răng-bánh mô-tơ điện song song 72 Hình 4.5 Vị trí cảm biến mômen đánh lái .73 Hình 4.6 Bộ điều khiển EPS vị trí lắp mơ-tơ điện .74 Hình 4.7 Biểu đồ đặc tính mơmen xoắn tương ứng với mức độ thay đổi góc đánh lái (hệ thống EPS hệ thống thuỷ lực) 76 xii Mặc dù vậy, trợ lực từ hệ thống EPS cung cấp đầy đủ kể xe gặp trường hợp nêu Nhằm hạn chế lượng nước đọng lại bánh lái (ví dụ lái qua vũng nước sâu), nhà sản xuất tạo van xả nước nằm điểm thấp bánh giảm tốc 4.3.2.5 Thanh lái[5] Thanh lái hệ thống EPS có chức với hệ thống trợ lực lái thuỷ lực Thanh giúp chuyển lực đánh lái tạo tài xế kết hợp với trợ lực từ hệ thống EPS thành hợp lực để tác dụng lên rơ-tuyn Từ tạo nên chuyển động đánh lái tới bánh xe cầu trước Cấu tạo kích thước lái tương đồng với loại sử dụng dòng xe khác, nhiên điều chỉnh mép để phù hợp sử dụng hệ thống trợ lực lái điện tử Nhìn chung, cấu nối với bánh xe thông qua rô-tuyn trục lái tương đồng với loại sử dụng trợ lực lái thuỷ lực Các rơ-tuyn có tỷ số truyền bánh Như vậy, tỷ số truyền bánh toàn hệ thống lái giống sử dụng hệ thống trợ lực Ở hệ thống trợ lực thuỷ lực, có điều chỉnh khoảng ăn khớp điểm nối bánh với Nó giúp dẫn hướng đóng vai trị điều chỉnh hệ thống Miếng điều chỉnh hệ thống EPS đóng vai trị cấu lị xo mà khơng cần biến mô thuỷ lực 79 4.4 Sơ đồ mạch điện hệ thống EPS[5] Hình 4.9 Sơ đồ mạch điện hệ thống EPS[5] Bảng 4.9 Chú thích kí hiệu sơ đồ mạch điện hệ thống EPS STT Chú thích Mơđun điều khiển DSC Cảm biến mơmen đánh lái cảm biến phụ Mô-tơ điện Cảm biến vị trí mơ-tơ Bộ điều khiển EPS Bộ điều khiển DME Hộp chứa đầu nối Hộp cầu chì (cung cấp điện cho EPS) Cụm cơng tắc vơ lăng với cảm biến góc đánh lái 10 Bảng đèn tín hiệu xe 11 Bộ điều khiển CAS 80 4.5 Nguyên lý hoạt động trợ lực lái điện tử EPS [5] 4.5.1 Tổng quan chức trợ lực lái điện tử EPS[5] Hình 4.10 Sơ đồ mối quan hệ chức hệ thống EPS[5] Bảng 4.10 Chú thích kí hiệu sơ đồ hình (4.10) Ký hiệu S1 S2 F1 F2 F3 F4 F5 F6 Chú thích Đầu vào Bộ điều khiển EPS Đầu Các tín hiệu đầu vào cho điều khiển EPS chức điều chỉnh - Lực đánh lái từ tài xế - Tốc độ xe biến số khác để miêu tả tình trạng lái - Góc đánh lái, tỷ lệ thay đổi góc đánh lái Các tín hiệu đầu vào cho điều khiển trạng thái EPS - Tín hiệu đóng/mở cổng 15 - Tín hiệu khởi động/ngừng hoạt động động Chức “trợ lực lái phụ thuộc tốc độ” Chức “tự động thu hồi vô lăng” Chức “giảm xóc chủ động” Chức “tự động phản hồi tình trạng bánh xe” Chức “điều khiển trạng thái xe” Chức “kết hợp với thiết lập riêng biệt” 81 S3 S4 Tín hiệu đầu điều khiển EPS chức điều chỉnh: tín hiệu điều khiển mơ-tơ điện Tín hiệu đầu điều khiển trạng thái EPS: - Điều khiển yêu cầu tăng sức chứa nước làm mát - Điều khiển đèn cảnh báo đèn hiển thị 4.5.2 Các tín hiệu đầu vào EPS[5] Cụm công tắc vô lăng (SZL) Bộ phát tín hiệu Cụm cơng tắc vơ lăng cảm biến góc đánh lái Loại tín hiệu Góc đánh lái từ tài xế Đường truyền tín hiệu Mạng PT-CAN Bộ nhận tín hiệu Bộ điều khiển EPS Chức Tự động thu hồi vô lăng Hệ thống cân động học (DSC) Bộ phát tín hiệu Bộ điều khiển cân động học cảm biến DSC Loại tín hiệu Tốc độ xe biến số khác miêu tả tình trạng lái Đường truyền tín hiệu Mạng PT-CAN Bộ nhận tín hiệu Bộ điều khiển EPS Chức Trợ lực lái, tự động phản hồi tình trạng bánh xe Hệ thống điều khiển điện tử (DME) Bộ phát tín hiệu Hộp điều khiển điện tử Loại tín hiệu Hoạt động động Đường truyền tín hiệu Mạng PT-CAN Bộ nhận tín hiệu Bộ điều khiển EPS Chức Điều khiển trạng thái Hệ thống kiểm soát vào tơ (CAS) Bộ phát tín hiệu Hệ thống kiểm sốt vào tơ Loại tín hiệu Tình trạng cổng 15 Đường truyền tín hiệu Mạng PT-CAN Bộ nhận tín hiệu Bộ điều khiển EPS Chức Điều khiển trạng thái 82 4.5.3 Các tín hiệu đầu hệ thống EPS[5] Hệ thống điều khiển điện tử (DME) Bộ phát tín hiệu Bộ điều khiển EPS Loại tín hiệu Yêu cầu tăng sức chứa nước làm mát Đường truyền tín hiệu Mạng PT-CAN Bộ nhận tín hiệu Hộp điều khiển điện tử Chức Điều khiển quạt điện Cụm đèn báo táp-lơ (Kombi) Bộ phát tín hiệu Bộ điều khiển EPS Loại tín hiệu Các cảnh báo hư hỏng Đường truyền tín hiệu Mạng PT-CAN Bộ nhận tín hiệu Cụm đèn báo táp-lơ Chức Điều khiển đèn cảnh báo đèn thị 4.6 Các tính DME sử dụng tích hợp EPS[5] 4.6.1 Trợ lực lái phụ thuộc vào tốc độ[5] Tính servo trước thực nhờ vào hệ thống phụ trợ phức tạp hệ thống trợ lực lái thuỷ lực, tích hợp thành phần mềm bên trợ lực lái điện tử nói chung trợ lực lái EPS nói riêng Dựa theo tín hiệu tốc độ xe mômen đánh lái từ tài xế, hệ thống EPS cung cấp lượng lớn trợ lực lái xe tốc độ thấp đứng yên (đảm bảo tiện nghi tối đa) Mặt khác, xe tốc độ cao, hệ thống EPS cần tài xế tác động lực đánh lái lớn cách giảm lượng trợ lực lái cung cấp Điều giúp tài xế tập trung giữ cho xe theo đường thẳng định Theo biểu đồ đây, mức độ trợ lực hệ thống tính tốn dựa liệu tốc độ xe lẫn mômen đánh lái từ tài xế Nếu tài xế tác động lượng lực đánh lái nhỏ lên vô lăng, trợ lực sinh từ hệ thống EPS ban đầu nhỏ Điều tạo đặc tính cân hồn hảo, có ích vấn đề giữ vơ lăng lái khơng q nhạy, vượt khỏi vị trí giữ xe thẳng hàng 83 Nếu tài xế tác động lực lớn lên vô lăng, đường dốc biểu đồ chuyển mượt Kết tài xế hỗ trợ lượng trợ lực lớn tình cần thiết đánh lái đột ngột quay vịng góc hẹp Khúc chuyển đường cong khơng bị ngắt quãng mà lại Điều cho thấy hệ thống EPS tính tốn mức độ chuyển đổi phù hợp trường hợp khác nhau.[5] Bảng 4.11 Chú thích biểu đồ hình (4.11) STT Chú thích Mơmen đánh lái từ tài xế Mômen xoắn trợ lực từ hệ thống EPS Tốc độ xe đường Tốc độ xe đường tăng Tốc độ xe tối đa Hình 4.11 Biểu đồ mối quan hệ độ lớn trợ lực lái mômen đánh lái từ tài xế 4.6.2 Tự động thu hồi vơ lăng[5] Nhằm bổ sung cho tính thu hồi vơ lăng vốn có hệ thống lái hệ thống treo, chức tích hợp để hỗ trợ cho việc tự động thu hồi vô lăng thông qua hoạt động chuẩn xác mô-tơ điện Các tín hiệu yêu cầu để kích hoạt chức bao gồm: • Vận tốc xe đường • Mơmen đánh lái từ tài xế • Góc đánh lái • Tỷ lệ thay đổi góc đánh lái Tuy nhiên, tín hiệu góc đánh lái cần thiết phải điều chỉnh cảm biến vị trí mơ-tơ điện, qua xác định vị trí mong muốn cho chức (góc đánh lái 0) Từ đó, chức tự động thu hồi vị trí vơ lăng sử dụng liệu có độ phân giải cao từ cảm biến vị trí mơ-tơ nhằm điều khiển xác Nếu khơng có tín hiệu từ cảm biến góc đánh lái, ví dụ có lỗi cụm cơng tắc vơ lăng, chức hoạt động Các chức khác hệ thống EPS 84 hoạt động bình thường Tài xế lúc gặp tình trạng “xe bị kéo phía” vơ lăng khơng thể trở vị trí thẳng hàng xác ban đầu Tầm quan trọng việc kích hoạt tính tự thu hồi vơ lăng tăng trường hợp cấp thiết, ví dụ tài xế cần phải cho vô lăng tự quay điều khiển xe khỏi góc hẹp Các liệu tín hiệu cần truyền đến để hệ thống EPS nhận diện tình bao gồm: • Góc đánh lái chưa • Mơmen đánh lái từ tài xế đạt xấp xỉ Mô-tơ điện lúc điều khiển EPS để tạo lực phản hồi hỗ trợ việc thu hồi vị trí vơ lăng mượt tới vị trí gần với vị trí thẳng hàng Cải tiến dễ nhận thấy so với tính thu hồi vị trí vơ lăng hệ thống trợ lực thuỷ lực thể biểu đồ Hệ thống trợ lực điện tử giúp thu hồi vị trí vơ lăng cách xác nhanh chóng Tất dòng xe sử dụng hệ thống trợ lực lái điện tử có tích hợp chức hữu ích Khả thu hồi vị trí vơ lăng mà khơng có chức hỗ trợ tự thu hồi biểu đồ nhằm mục đích so sánh Chúng có giá trị tương đối thấp so với khả hệ thống thuỷ lực Nguyên nhân qn tính lớn mơ-tơ điện bánh giảm tốc Tuy nhiên, tất hệ thống EPS dịng xe có tích hợp chức tự thu hồi vị trí vơ lăng nên có lợi ích nêu Hình 4.12 Biểu đồ biểu diễn khả thu hồi lái hệ thống lái khác 85 Bảng 4.12 Chú thích biểu đồ hình (4.12) STT Chú thích Thời gian Góc đánh lái Tài xế giữ trạng thái đánh lái liên tục (khi xe quay vòng) Tài xế thả cho vô lăng tự quay (khi xe hết quay vịng) Khả thu hồi vị trí vơ lăng hệ thống trợ lực thuỷ lực Khả thu hồi vị trí vơ lăng hệ thống EPS khơng tích hợp chức tự động thu hồi vị trí vô lăng (theo lý thuyết) Khả thu hồi vị trí vơ lăng hệ thống EPS có tích hợp chức tự động thu hồi vị trí vơ lăng 4.6.4 Khả giảm xóc chủ động[5] Lượng chuyển động từ bánh lái gây nên rung xóc khơng mong muốn cần phải giảm sinh từ tín hiệu đánh lái đầu vào khơng chủ đích từ tài xế phản hồi từ bánh xe/mặt đường 4.6.4.1 Giảm rung xóc từ mặt đường[5] Các bánh giảm tốc có tỷ số truyền thấp mơ-tơ điện lúc nối trực tiếp với lái, qn tính mơ-tơ điện tạo hiệu ứng giảm rung xóc lên lực chuyển động truyền từ bánh xe lên vô lăng Các hiệu ứng giảm xóc khí bổ sung nhờ vào tính giảm xóc điện tử, phần hệ thống EPS Nó phân tích chuyển động (thơng qua tín hiệu từ cảm biến vị trí mơ-tơ) từ vận hành mơ-tơ điện tương ứng Nhờ mà phản hồi ngoại lực tác động truyền tải thành lượng vừa phải đến vơ lăng Vì tài xế nhận đầy đủ thơng tin tình trạng mặt đường, ngăn chặn rung động mạnh không mong muốn tới từ vô lăng 4.6.4.2 Giảm rung xóc từ việc điều khiển tài xế[5] Thơng thường di chuyển tốc độ cao, chuyển động giật lắc không mong muốn vô lăng tài xế điều khiển gây tác động xấu đến khả điều khiển ổn định xe Ở số tình cịn khiến xe bắt đầu rung lắc, dẫn đến xe bị trượt tài xế khả điều khiển xe tài xế không nhanh chóng xử lý.Bộ EPS phát 86 tín hiệu điều khiển mơ-tơ điện để liên tục cắt giảm rung động, di chuyển tốc độ cao Kết xe tránh gặp tình trạng rung lắc Hình 4.13 Biểu đồ thể mức độ giảm xóc từ tín hiệu lái đầu vào EPS Bảng 4.13 Chú thích biểu đồ hình (4.13) STT Chú thích Thời gian Góc đánh lái Đường góc đánh lái (tín hiệu lái từ tài xế) Gia tốc ngang Phản hồi theo lý thuyết xe khơng có giảm xóc chủ động: hoạt động đánh lái sau bắt đầu chạy tăng dần tốc độ cao Đường phản hồi mong muốn xe có giảm xóc chủ động: hoạt động đánh lái giảm tối đa tốc độ cao 87 4.6.5 Chủ động phản hồi tình trạng mặt đường[5] Một phần ảnh hưởng khả giảm xóc từ qn tính mơ-tơ điện, EPS tạm thời khơng cung cấp phản hồi tình trạng mặt đường giống trợ lực thuỷ lực Để có tính phản hồi tình trạng mặt đường tương đồng dịng xe có trang bị EPS, hệ thống EPS phân tích liệu mơ tả tình trạng điều khiển động học xe Từ liệu này, hệ thống EPS tính tốn thêm “dữ liệu tình trạng mặt đường EPS” Kết tài xế nhận liệu phản hồi tình trạng mặt đường tương tự dòng xe sử dụng hệ thống trợ lực thuỷ lực 4.6.6 Giám sát điều chỉnh tình trạng EPS[5] Chức giám sát tình trạng EPS tự động đưa lệnh can thiệp vào việc có tiếp tục vận hành mơ-tơ điện hay khơng Tính truyền tín hiệu đến tính khác EPS có tích hợp thiết lập điều khiển điều biến chun biệt Các điều kiện để kích hoạt quy trình bao gồm: • Hệ thống đánh lửa khởi động • Động hoạt động • Khơng có tín hiệu lỗi đầu vào EPS mã lỗi hệ thống EPS Tuy nhiên, phản hồi để phát lỗi mô tả xem ngoại lệ: 4.6.6.1 Ngừng hoạt động hệ thống có lỗi[5] Mục tiêu phát triển hệ thống EPS nhằm đảm bảo tài xế ln kiểm sốt xe kể trường hợp có lỗi hệ thống Vì vậy,trong trường hợp không để xuất lượng lực lái lớn bất ngờ hướng xe Bộ EPS tích hợp nhiều chức để giám sát phát lỗi từ cảm biến, chấp hành hệ thống liên quan đến hoạt động EPS Mọi trạng thái lỗi ảnh hưởng đến hoạt động mô-tơ điện dẫn đến việc vơ hiệu hố chức mô-tơ, cuối ngắt hoạt động EPS 88 Kết việc ngắt hoạt động tài xế khơng cịn nhận trợ giúp từ hệ thống hỗ trợ đánh lái xe Nhưng quan trọng lỗi điều khiển mô-tơ điện ngăn chặn từ sớm Việc ngắt hoạt động hệ thống trợ lực lái hệ thống gặp lỗi xảy trợ lực điện tử hay thuỷ lực Cả hai trợ lực thiết kế phản ứng gặp lỗi Trong trường hợp có lỗi, đèn cảnh báo màu vàng hiển thị bảng đèn tín hiệu Người lái nhận trợ lực lái ngừng hoạt động thơng qua tín hiệu Check Control xe thông báo kèm theo 4.6.7 Khả kết hợp với thiết lập riêng biệt[5] Các thiết lập chuyên biệt cho tính điều khiển điều biến để vận hành mô-tơ điện tập trung khu vực trung tâm phần mềm EPS Khi có tín hiệu từ tính điều chỉnh tình trạng EPS, thiết lập riêng biệt gộp chung phản hồi thành giá trị chung Trong số tình đặc biệt, thiết lập riêng sàng lọc trước truyền đến hệ thống trung tâm Các ví dụ tình sau: • Bộ EPS bắt đầu hoạt động động vừa khởi động Lượng mômen xoắn trợ lực lái tăng dần đến mức mong muốn • Bộ EPS phải giảm lượng trợ lực nguyên nhân liên quan đến đảm bảo hoạt động toàn hệ thống Nếu hệ thống có lỗi, tín hiệu điều khiển đến mơ-tơ điện bị ngắt quãng liên tục thay lọc nhằm ngăn chặn tín hiệu điều khiển lỗi nhanh tốt 4.6.8 Các tính phụ đặc biệt 4.6.8.1 Bảo vệ tránh nhiệt[5] Hệ thống EPS giảm lượng trợ lực lái nhiệt độ phận hệ thống EPS trở nên cao Bằng cách hạn chế hoạt động mô-tơ, lượng nhiệt sinh từ EPS kiểm soát, từ bảo vệ phận hệ thống khơng bị nhiệt 89 Chức kích hoạt nhiệt độ đạt xấp xỉ 100oC tăng dần đến mức nhiệt độ mà lượng trợ lực lái 115oC Nếu nhiệt độ vượt giới hạn hoạt động hệ thống, đèn cảnh báo bảng đèn tín hiệu bật (trong mục “Ngừng hoạt động xảy lỗi”) mã lỗi ghi lại nhớ lỗi hệ thống Ngồi ra, hệ thống EPS cịn u cầu quạt điện từ DME hoạt động nhiều để giải nhiệt cho hệ thống Tình trạng q nhiệt xảy nhiệt độ môi trường cao, kết hợp với việc đánh lái liên tục thời gian dài, xe trạng thái đứng yên Các tình gây nhiệt khác xảy tài xế cố gắng xoay bánh xe gặp vật cản cứng (ví dụ đá lát đường) Nếu tình trạng xảy liên tục thời gian ngắn, lượng trợ lực lái từ từ giảm Việc trước tiên bảo vệ chi tiết bên EPS không bị tải, thứ hai cảnh báo cho tài xế phía trước có vật cản ngăn không cho bánh xe xoay Hệ thống EPS xác định tình việc so sánh tín hiệu điều khiển đến mơ-tơ điện với chuyển động mô-tơ 4.6.8.2 Ngắt dần hoạt động EPS xe dừng [5] Mặc dù các bánh lái EPS có tính ngắt hệ thống xe dừng hẵn, EPS có tính nhằm giảm dần lượng trợ lực lái trước phận khí ngừng hoạt động hẳn Mặc dù tài xế cảm thấy lúc xe tăng lượng phản lực lái, nhiên giúp xoay bánh xe vị trí khố chặt mượt bình thường Ngồi ra, chức giúp giảm ứng suất tác động lên phận khí điện tử hệ thống lái, giúp kéo dài khả vận hành tuổi thọ hoạt động toàn hệ thống 90 Chương KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 5.1 Kết luận 5.1.1 Những kết đạt Sau khoảng thời gian tháng tìm hiểu nghiên cứu với giúp đỡ tận tình thầy Dương Tuấn Tùng nhóm đạt kết sau: Đề tài đưa nhìn tổng quát hệ thống truyền động hệ thống an toàn ổn định dòng xe E72 hãng BMW từ góp phần tư hiệu học tập nghiên cứu cho bạn sinh viên sau Hiểu hệ thống truyền lực điểm đặc trưng dịng xe BMW Activehybrid X6 từ đánh giá ưu việt mặt động lực học vấn đề tiêu hao nhiên liệu so với dịng xe BMW tiền nhiệm nói riêng hãng tơ nói chung Tìm hiểu, phân tích chế nguyên lý hoạt động hệ thống cân điện tử, an toàn chủ động xe thông qua nghiên cứu lý thuyết thực nghiệm hãng Đánh giá tính bật, tối ưu mà hệ thống trợ lực lái điện tử mang lại cho người dùng trang bị xe 5.1.2 Những mặt hạn chế Trong suốt trình thực đồ án nghiên cứu, có hạn mặt thời gian, lượng kiến thức khó khăn việc tìm nguồn tài liệu nghiên cứu khó tránh khỏi sai sót đề tài nghiên cứu nhóm Rất mong nhận ý kiến đóng góp q giá từ phía thầy (cơ) để góp phần xây dựng đề tài ngày hồn thiện Nhóm dừng lại việc nghiên cứu thơng qua kiến thức học với tài liệu chuyên môn Chưa đưa minh chứng đánh giá xác thực mặt thực nghiệm thực tế lý sở vật chất thiết bị cịn hạn chế nhóm nghiên cứu 91 Chưa thể sâu nghiên cứu toàn hệ thống dịng xe E72 lý thời gian số giới hạn chun mơn nên nhóm dừng lại việc tìm hiểu nghiên cứu số hệ thống đặc trưng xe 5.2 Đề xuất phát triển đề tài Trong trình thực hồn thành đề tài, nhóm em xin có đề xuất kiến nghị sau: Nếu có điều kiện sở vật chất thiết bị để tiến hành thực nghiệm có kết mang tính khách quan nhất, đạt tính thuyết phục cao q trình nghiên cứu Hy vọng tương lai có nhóm thực điều Từ kết nhóm nghiên cứu mong tương lai giúp ích cho bạn sinh viên có nguồn tài liệu tham khảo đáng quý khắc phục hạn chế cịn tồn tại, thực nghiên cứu đánh giá tồn hệ thống dịng xe BMW Active Hybrid X6 92 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Tài liệu chuyên ngành hãng BMW: BMW ActiveHybrid X6 Model E72, năm 2009 [2] https://www.youtube.com/watch?v=x5GAjIRQu4g [3] Tài liệu chuyên ngành hãng BMW: E83/53 xDrive with DSC8, năm 2009 [4] Tài liệu chuyên ngành hãng BMW: X5 Dynamic Stability Control 93 ... thống trợ lực lái chủ động hệ thống an toàn ổn định xe BMW ActiveHybrid X6? ?? 1.2 Các vấn đề cần nghiên cứu Với mong muốn mang đến tài liệu tham khảo có tính tổng qt hệ thống truyền lực hybrid, hệ thống. .. trước phanh đĩa hay phanh tang trống Tuy nhiên, với tiến ngành kỹ thuật ô tô số lượng trang thiết bị an toàn xe gia tăng cách đáng kể Hiện nay, ô tô đời nhà sản xuất trang bị nhiều hệ thống an tồn... thống động tân tiến, dòng xe BMW ActiveHybrid X6 sở hữu hệ thống truyền lực mạnh mẽ hệ thống an toàn đại phanh tái sinh, hệ thống trợ lực lái điện tử EPS, hệ thống phanh chống bó cứng ABS, Những