Microsoft PowerPoint H Me DH 2013 CƠ ĐIỆN TỬ Ô TÔ CƠ BẢNCƠ ỆN Ử Ô Ô CƠ N Chương 1Chương 1 HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ VÀ CÁC À Ầ Ứ ĂTHÀNH PHẦN CHỨC NĂNG Khái niệm hệ thống cơ điện tửệ ệ g ệ Các thành phần của hệ thống cơ điện tử Quá trình phát triển của hệ thống cơ điện tử trên ô tô 1 1 KHÁI NIỆM HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ Hệ thống cơ điện tử là thiết bị công nghệ cơ khí điều khiển tự động bởi thiết bị điện tử => Thiết bị công nghệ cơ khí + bộ điều khiển tự ằđộng bằng điện tử 1 1 KHÁI NIỆM HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ.
CƠ ĐIỆN ỆN TỬ Ử Ô TÔ Ô CƠ BẢN N Chương HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ VÀ CÁC THÀNH À PHẦN Ầ CHỨC Ứ NĂNG Ă Khái niệm ệ hệ ệ thống g điện ệ tử Các thành phần hệ thống điện tử Quá trình phát triển hệ thống điện tử ô tô 1.1 KHÁI NIỆM HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ Hệ thống điện tử thiết bị công nghệ khí điều khiển tự động thiết bị điện tử => Thiết bị cơng nghệ khí + điều khiển tự động ằ điện tử 1.1 KHÁI NIỆM HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ Thiết bị công nghệ khí + điều khiển tự động 1.1 KHÁI NIỆM HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ Thiết bị công nghệ khí + điều khiển tự động 1.1 KHÁI NIỆM HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ Sơ đồ khối chức hệ thống điện tử 1.1 KHÁI NIỆM HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ Cơ điện tử kỹ thuật tích hợp đa lĩnh vực Cơ khí + điều khiển tự động + điện tử công nghệ thông tin 1.2 CÁC THÀNH PHẦN CỦA HT CƠ ĐIỆN TỬ Thiết bị cơng nghệ hệ khí khí: Đây cấu máy cơng tác, thực thao tác q trình ì h cơng ô nghệ hệ ( ) Cảm biến (sensor) Là thiết bị chuyển đổi lượng từ dạng qua dạng khác, ợ dùng g để xác định ị giá g trịị đại lượng ợ g vật ậ lý ý Ví dụ ụ cảm biến vận tốc, cảm biến gia tốc, cảm biến ứng suất, cảm biến áp suất, cảm biến lưu lượng… Cơ cấu chấp hành (actuator) Đây thiết bị nhận nguồn lượng từ bên ngồi tác động vào thiết bị cơng nghệ sở tín hiệu điều khiển từ điều khiển Trong hệ thống điện tử thường gặp ba loại cấu chấp hấ hành hà h công ô tắ tắc, động độ (điện) (điệ ) tịnh tị h tiế tiến động độ (điện) (điệ ) quay 1.2 CÁC THÀNH PHẦN CỦA HT CƠ ĐIỆN TỬ Bộ vi xử lý (microprocessor) Dùng ù g làm lõi õ điều đ ều khiển ể Cấu trúc úc ó gồ gồm thành phần p ầ chính: tính tốn số học lơ gíc, điều khiển, ghi bus truyền thông Phần mềm điều khiển Phần mềm điều khiển thể thuật tốn điều khiển, có tác dụng ệ thống g hoạt động ộ g cách thức hệ 1.3 QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN CỦA HT CƠ ĐIỆN TỬ Ô TÔ 1.3 QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN CỦA HT CƠ ĐIỆN TỬ Ơ TƠ Các phương tiện giao thơng vận tải thí dụ điển hình hệ thống điện tử 1.3 QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN CỦA HT CƠ ĐIỆN TỬ Ô TÔ Antilock Braking (ABS) y ((TCS)) Traction Control Systems Vehicle Dynamics Control (VDC) Electronic Stability Program (ESP) Electronically Controlled Suspension (ECS) Electric Parking Brake (EPB) Tyre Pressure Monitoring System (TPMS) 1.3 QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN CỦA HT CƠ ĐIỆN TỬ Ô TÔ - Vào đầu ầ năm 1960, thiết ế bị điện tử ô tô thiết ế bị radio Các thiết bị chức khác túy khí điện từ Đai an toàn lúc túy khí khí Hệ thống cung cấp điện túy hệ thống điện từ Hệ thống đánh lửa thường dùng tiếp điểm khí… - Hệ thống điện tử ứng dụng ô tô hệ thống đánh lửa điện tử vào cuối năm 1970 Hệ thống gồm cảm biến vị trí trục khuỷu, khuỷu cảm biến vị trí trục cam, cam cảm biến vị trí bớm ga, cảm biến tốc độ mở bướm ga… vi xử lý để xác định thời điểm đánh lửa - Cũng vào năm cuối 1970, hệ thống chống bó cứng bánh g dụng g ô tô Hệ thống g y dùng g xe phanh ABS ứng cảm biến tốc độ bánh xe để cảm nhận bó cứng bánh xe vi xử lý phát tín hiệu điều khiển cấu chấp hành thực điều chỉnh áp suất dầu hệ thống phanh để bánh xe không bị hãm cứng trượt lết 1.3 Q TRÌNH PHÁT TRIỂN CỦA HT CƠ ĐIỆN TỬ Ơ TÔ - Hệ thống điều khiển chống trượt quay TCS (traction control system) phát triển ô tô vào năm 1990 Các cảm biến xác định trượt quay bánh xe trình tăng tốc điều khiển (vi xử lý) điều khiển giảm công suất động truyền đến bánh xe phanh bánh xe bị trượt quay quay Trên đường trơn trượt, tải động ảnh hưởng lớn đến quay thân thâ xe tă tăng tố tốc Khi bá bánh h xe bị ttrượtt dọc, d khả bám ngang giảm nhiều, tức khả điều g khiển hướng TCS giúp ô tơ có trì khả điều khiển hướng ô tô tăng tốc giúp tăng khả động lực học trì độ trượt phạm vi tốt (đặc biết với loại xe có tính động lực học cao xe đua) có tác dụng vi sai hạn chế trượt 1.3 QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN CỦA HT CƠ ĐIỆN TỬ Ô TÔ - Hệ thống điều khiển q trình động lực học tơ VDC (Vehicle Dynamics Control) giới thiệu ô tô vào cuối năm 1990 Lúc giờ, hệ thống làm việc tương tự TCS có thêm cảm biến quay thân xe cảm biến gia tốc ngang Hệ thống thố thực th hiệ điề điều chỉnh hỉ h llực kéo ké ttạii bá bánh h xe tốc độ tơ để tối thiểu hóa sai lệch hướng chuyển động g bánh xe dẫn hướng g ô tô hướng - Hiện ô tô sử dụng hệ thống điều khiển ổn định ô tô ESC (electronic stability control) Nó thực điều ề chỉnh lực kéo lực phanh bánh xe để tránh tượng quay vòng thừa quay vòng thiếu thiếu 1.3 QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN CỦA HT CƠ ĐIỆN TỬ Ơ TƠ - Trên ô tô nay, vi xử lý 8, 16 32 bít sử dụng để thực chức điều khiển khác Các vi điều khiển với nhớ EEPROM/EPROM nhiều thiết bị chức khác ADC, ADC PWM PWM, Timer Timer,… tích hợp chip dần ứng dụng ô tô Các ộ vi điều khiển loại 32 bit dùng g cho điều khiển động ộ g cơ,, hệ ệ thống truyền lực, túi khí; loại 16 bit dùng cho ABS, TCS, VDC, hệ thống điều hịa khơng khí… loại bit dùng để điều khiển ghế ghế, cửa, cửa gương gương… 1.3 QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN CỦA HT CƠ ĐIỆN TỬ Ơ TƠ Hệ thống điều khiển trì khoảng cách an tồn với tơ phía trước 1.3 Q TRÌNH PHÁT TRIỂN CỦA HT CƠ ĐIỆN TỬ Ơ TƠ Các hệ thống điện tử tơ phát triển theo hướng hoàn toàn tự động nhằm ằ nâng cao tính an tồn, tính thân thiện với mơi trường, tính tiện nghi Các hệ thống điều khiển điện hệ thống mạng không dây để truyền thông ô tô với trung tâm điều độ giao thông với ô tô khác nghiên cứu ứng dụng dụng 1.3 Q TRÌNH PHÁT TRIỂN CỦA HT CƠ ĐIỆN TỬ Ơ TÔ Các hệ thống vi điện MEMS (Micro ElectroMechanical System), rada sóng ngắn nghiên cứu ứng dụng ô tô hệ thống điện tử ô tô ngày tinh tế với nhiều chức ưu việt Ứng dụng hệ thống định vị toàn cầu GPS nghiên hiê cứu ứ t ê ô tô ô tô đ dự d đốn đ ẽ hồn h tồn t ttự động vịng vài thập kỷ tới 1.3 QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN CỦA HT CƠ ĐIỆN TỬ Ô TÔ Hệ thống thố điều điề khiển khiể ô tô gồm nhiều hiề nội ội d dung điều điề khiển khiể khác Tuy nhiên, kể đến nội dung điều khiển gồm điều khiển hệ thống động lực, hệ thống treo, hệ thống phanh hệ thống lái nhằm: - Tăng Tă tính tí h ổn ổ định đị h an ttồn - Tăng tính tiện nghi thân thiện - Tăng hiệu suất sử dụng lượng 6.1 ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG TREO 6.1 ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG TREO 6.1 ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG TREO Thanh ổn định 6.1 ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG TREO Anti rolling system ARS: Nguyên tắc Anti-rolling 6.1 ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG TREO Anti rolling system ARS: Anti-rolling 6.1 ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG TREO zs ms bs ks Fa zs mu kt zr 6.1 ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG TREO 6.1 ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG TREO Anti rolling system ARS: Lexus Anti-rolling 6.2 ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG PHANH Hệ thống phanh dùng để tạo mô men phanh, chống lại quay bánh xe để tận dụng lực bám tạo lực cản chuyển động nhằm giảm tốc độ xe, dừng xe, hay để đảm bảo hướng chuyển động xe Hệ thống phanh có hệ thống điều khiển ABS, TCS (kết hợp với hệ thống điều khiển động cơ) cơ), Active Braking System, BBW (kết hợp với hệ thống lái ESP) 6.2 ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG PHANH ABS 6.2 ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG PHANH ABS 6.2 ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG PHANH ABS 6.2 ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG PHANH ABS 6.2 ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG PHANH TCS 6.2 ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG PHANH TCS 6.2 ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG PHANH Hệ thống phanh tích cực: ⇒ Tạo lực phanh khác bánh xe, tạo mô men xoay thân xe chống xoay thân xe theo yêu cầu ⇒ Thường bao gồm tín hiệu vào (cảm biến): xe, - tốc độ góc bánh xe - vận tốc xoay thân xe (yaw rate sensor), - góc quay vành lái, - gia tốc bên thân xe - áp suất phanh xi lanh bánh xe 6.2 ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG PHANH BBW 6.3 ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG LÁI Thông số hệ thống lái tỷ số truyền => lực hành trình điều khiển lái Trong T trình t ì h quay vịng, ị xe có ó thể quay vịng ị thiế thiếu hay h thừ thừa, ất nguy hiểm Để hạn chế tình ổn định hướng, hệ thống lái tích cực (đặc biệt hệ thống lái dây) nghiên cứu phát triển ể g y tắc hệ ệ thống g lái tích cực ự thể ệ chỗ: phương p g pháp p p Ngun quay vịng tơ tạo lực cản chuyển động cách quay bánh xe dẫn hướng góc thích hợp Tuy nhiên, trường hợp cần thiết, tạo lực tác động hợp lý bánh xe để tăng cường khả quay vòng ổn định xe 6.3 ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG LÁI Hệ thống lái tích cực 6.3 ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG LÁI Hệ thống lái tích cực 6.3 ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG LÁI Hệ thống lái tích cực 6.3 ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG LÁI Hệ thống lái tích cực 6.3 ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG LÁI Hệ thống lái tích cực δF – Góc quay bánh xe dẫn hướng FSG thể quan hệ cấu lái iV – tỷ số truyền toàn cấu lái 6.3 ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG LÁI Hệ thống lái tích cực 6.3 ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG LÁI Hệ thống lái dây: 6.3 ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG LÁI Hệ thống lái dây: đòi hỏi độ tin cậy cao 6.3 ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG LÁI Hệ thống lái dây: tổng quan sách lược điều khiển ... CỦA HT CƠ ĐIỆN TỬ Ơ TƠ 1.3 QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN CỦA HT CƠ ĐIỆN TỬ Ô TÔ 1.4 LINH KIỆNĐIỆN, ĐIỆN TỬ Điệ ttrở Điện Điện trở cản trở dòng điện qua biến đổi điện thành nhiệt hiệ ă Ứng dụng điện trở:... khiển điện hệ thống mạng không dây để truyền thông ô tô với trung tâm điều độ giao thông với ô tô khác nghiên cứu ứng dụng dụng 1.3 QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN CỦA HT CƠ ĐIỆN TỬ Ô TÔ Các hệ thống vi điện. .. TRÌNH PHÁT TRIỂN CỦA HT CƠ ĐIỆN TỬ Ô TÔ Hệ thống điều khiển trì khoảng cách an tồn với tơ phía trước 1.3 Q TRÌNH PHÁT TRIỂN CỦA HT CƠ ĐIỆN TỬ Ô TÔ Các hệ thống điện tử ô tô phát triển theo hướng