(Đồ án tốt nghiệp) Nghiên cứu các loại hệ thống lái điều khiển bằng điện tử trên ô tô

(Đồ án tốt nghiệp) Nghiên cứu các loại hệ thống lái điều khiển bằng điện tử trên ô tô(Đồ án tốt nghiệp) Nghiên cứu các loại hệ thống lái điều khiển bằng điện tử trên ô tô(Đồ án tốt nghiệp) Nghiên cứu các loại hệ thống lái điều khiển bằng điện tử trên ô tô(Đồ án tốt nghiệp) Nghiên cứu các loại hệ thống lái điều khiển bằng điện tử trên ô tô(Đồ án tốt nghiệp) Nghiên cứu các loại hệ thống lái điều khiển bằng điện tử trên ô tô(Đồ án tốt nghiệp) Nghiên cứu các loại hệ thống lái điều khiển bằng điện tử trên ô tô(Đồ án tốt nghiệp) Nghiên cứu các loại hệ thống lái điều khiển bằng điện tử trên ô tô(Đồ án tốt nghiệp) Nghiên cứu các loại hệ thống lái điều khiển bằng điện tử trên ô tô(Đồ án tốt nghiệp) Nghiên cứu các loại hệ thống lái điều khiển bằng điện tử trên ô tô(Đồ án tốt nghiệp) Nghiên cứu các loại hệ thống lái điều khiển bằng điện tử trên ô tô(Đồ án tốt nghiệp) Nghiên cứu các loại hệ thống lái điều khiển bằng điện tử trên ô tô(Đồ án tốt nghiệp) Nghiên cứu các loại hệ thống lái điều khiển bằng điện tử trên ô tô(Đồ án tốt nghiệp) Nghiên cứu các loại hệ thống lái điều khiển bằng điện tử trên ô tô(Đồ án tốt nghiệp) Nghiên cứu các loại hệ thống lái điều khiển bằng điện tử trên ô tô(Đồ án tốt nghiệp) Nghiên cứu các loại hệ thống lái điều khiển bằng điện tử trên ô tô

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU CÁC LOẠI HỆ THỐNG LÁI ĐIỀU KHIỂN BẰNG ĐIỆN TỬ TRÊN Ô TÔ SVTH: TRẦN PHI HÙNG MSSV: 13145103 SVTH: NGÔ QUỐC HUY MSSV: 13145109 GVHD: GVC.ThS NGUYỄN NGỌC BÍCH Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2017 LỜI CẢM ƠN Tốt nghiệp Đại học bước ngoặc quan trọng đời người, thời khắc chắp cánh bao ước mơ, hoài bão bay cao, bay xa Trong suốt bốn năm gắn bó, chúng em cảm thấy vinh dự, tự hào sinh viên trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh thân u Với lịng biết ơn sâu sắc nhất, chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến tất quý Thầy Cô, gia đình bạn bè quan tâm, giúp đỡ chúng em cách tận tâm, nhiệt tình Chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến quý Thầy Cơ khoa Cơ khí Động lực – Trường Đại học Sư phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh dùng tri thức tâm huyết để truyền đạt cho chúng em kiến thức quý báu kỹ cần thiết suốt trình chúng em học tập trường Đặc biệt, học kỳ này, Khoa Cơ khí Động lực tạo điều kiện cho chúng em hoàn thành Đồ Án Tốt Nghiệp Chúng em xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc đến GVC.ThS Nguyễn Ngọc Bích tận tâm, nhiệt tình hướng dẫn chúng em suốt trình làm Đồ Án Tốt Nghiệp Nếu khơng có bảo, hướng dẫn nhiệt tình Thầy chúng em khó hồn thành Đồ Án Tốt Nghiệp mong đợi Một lần nữa, chúng em xin chân thành cảm ơn Thầy Quá trình thực Đồ Án Tốt Nghiệp kéo dài khoảng tháng, nhiên khó tránh khỏi thiếu sót Chính vậy, chúng em mong nhận ý kiến đóng góp q báu q Thầy Cơ để chúng em hồn thiện Đồ Án Tốt Nghiệp cách trọn vẹn Chúng em xin chân thành cảm ơn! TĨM TẮT Nội dung Đồ Án Tốt Nghiệp tập trung nghiên cứu lý thuyết hệ thống lái trợ lực điện Bao gồm cấu tạo, nguyên lý hoạt động, hư hỏng thường gặp, cách bảo dưỡng, sửa chữa Hướng tiếp cận tài liệu hãng xe, tài liệu hệ thống lái Bộ môn, Thầy, Cơ thuộc khoa Cơ Khí Động Lực, anh chị khóa trước Nguồn tài liệu Internet hình ảnh trực quan Cơng ty tơ, garage vơ quan trọng hữu ích Trên sở tìm hiểu, phân tích, chọn lọc kỹ hướng dẫn nhiệt tình GVC.Ths Nguyễn Ngọc Bích, chúng em thu số kết khả quan Đó thơng tin xác hệ thống lái số hãng xe ô tơ đời Những tư liệu hình ảnh rõ nét chụp garage, công ty ô tô hãng xe Qua bổ sung, hồn chỉnh cách tốt để hồn thành báo cáo Trên sở đó, Đồ Án Tốt Nghiệp gồm phần là: Tổng quan; Nghiên cứu lý thuyết; Cách bảo dưỡng, kiểm tra, sửa chữa; So sánh loại hệ thống lái; Bàn luận kết quả; Kết luận đề nghị Với nội dung đó, hiểu rõ hệ thống lái trợ lực điện ô tô đời để tiếp thu phát triển không riêng hệ thống lái mà hệ thống khác ô tô tương lai MỤC LỤC Trang Lời cảm ơn Tóm tắt Mục lục Danh mục chữ viết tắt ký hiệu Danh mục hình Danh mục bảng Chương Tổng quan 10 1.1 Tổng quan chung lĩnh vực nghiên cứu 10 1.2 Tình hình nghiên cứu nước 11 1.2.1 Tình hình nghiên cứu hệ thống lái giới 11 1.2.2 Tình hình nghiên cứu vùng ASEAN nước 12 1.3 Mục tiêu đối tượng nghiên cứu 13 1.3.1 Mục tiêu nghiên cứu 13 1.3.2 Đối tượng nghiên cứu 13 1.4 Phạm vi phương pháp nghiên cứu 13 1.4.1 Phạm vi nghiên cứu 13 1.4.2 Phương pháp nghiên cứu 13 Chương Cơ sở lý thuyết 15 2.1 Tổng quan hệ thống lái trợ lực 15 2.1.1 Công dụng hệ thống lái trợ lực 15 2.1.2 Phân loại hệ thống lái trợ lực 15 2.2 Sơ lược hệ thống lái trợ lực điều khiển điện tử 17 2.3 Hệ thống lái trợ lực điện xe ô tô đời 20 2.3.1 Hệ thống lái trợ lực điện xe Ford Escape 20 2.3.1.1 Cấu tạo 20 2.3.1.2 Nguyên lý hoạt động 25 2.3.2 Hệ thống lái trợ lực điện xe Hyundai i30 27 2.3.2.1 Cấu tạo 27 2.3.2.2 Nguyên lý làm việc 30 2.3.2.3 Cấu tạo hoạt động phận 33 2.3.3 Hệ thống lái trợ lực điện xe Toyota Camry 2012 45 2.3.3.1 Tổng quan 45 2.3.3.2 Nguyên lý hoạt động chức hệ thống 47 2.3.3.3 Các trình điều khiển EPS 49 2.3.3.4 Cấu tạo hoạt động chi tiết phận 50 2.3.4 Hệ thống lái trợ lực điện xe Mazda CX – 57 2.3.4.1 Tổng quan 57 2.3.4.2 Nguyên lý hoạt động chức hệ thống 58 2.3.4.3 Cấu tạo hoạt động chi tiết phận 61 Chương Quy trình bảo dưỡng, kiểm tra, sửa chữa loại hệ thống lái 66 3.1 Xe Ford Escape 66 3.1.1 Bảo dưỡng 66 3.1.2 Kiểm tra 67 3.1.3 Sửa chữa 70 3.2 Xe Hyundai i30 80 3.2.1 Bảo dưỡng 80 3.2.2 Kiểm tra 80 3.2.3 Sửa chữa 81 3.3 Xe Toyota Camry 2012 82 3.3.1 Bảo dưỡng 82 3.3.2 Kiểm tra 82 3.3.3 Sửa chữa 84 3.4 Xe Mazda CX – 90 3.4.1 Bảo dưỡng 90 3.4.2 Kiểm tra 90 3.4.3 Sửa chữa 92 Chương So sánh đặc tính kỹ thuật hệ thống lái 94 Chương Trình bày, dánh giá, bàn luận kết 95 Chương Kết luận đề nghị 96 Danh mục tài liệu tham khảo 97 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU - EPS (Electronic Power Steering): Hệ thống lái trợ lực điện - HPS (Hydraulic Power Steering): Hệ thống lái trợ lực thủy lực - ECU (Electronic Control Unit): Bộ điều khiển điện tử - HTL: Hệ thống lái - HTP: Hệ thống phanh - 4WD (4 Wheel Driver): bánh xe chủ động - 4WS (4 Wheel Steering): Hệ thống lái bánh xe - EHPS (Electronic Hydraulic Power Steering): Hệ thống lái trợ lực thủy lực - điện - ABS (Anti-lock Brake System): Hệ thống phanh chống hãm cứng - DC (Direct Current): Dòng điện chiều - CCL: Cơ cấu lái - CAN (Controller Area Network): Vùng mạng điều khiển - MDPSCM (Motor Driven Power Steering Control Module): Bộ điều khiển motor trợ lực lái - DTC (Diagnostic Trouble Code): Mã chẩn đoán hư hỏng - DLC (Data Link Connector): Giắc cắm kết nối liệu DANH MỤC CÁC HÌNH HÌNH TRANG Hình 2.1: Hệ thống lái trợ lực điện – điện tử với motor trợ lực bố trí trục lái 18 Hình 2.2: Hệ thống lái trợ lực điện – điện tử với motor trợ lực bố trí cấu lái thiết kế rời 18 Hình 2.3: Hệ thống lái trợ lực điện – điện tử với motor trợ lực bố trí cấu lái thiết kế liền 19 Hình 2.4: Xe Ford Escape 2013 20 Hình 2.5: Hệ thống lái trợ lực điện xe Ford Escape 20 Hình 2.6: Sơ đồ điện hệ thống lái xe Ford Escape 21 Hình 2.7: Bộ trợ lực điện 22 Hình 2.8: Cấu tạo động điện chiều 23 Hình 2.9: Cấu tạo cảm biến moment quay trục lái 24 Hình 2.10: Sơ đồ dẫn động lái kết hợp 25 Hình 2.11: Xe Hyundai i30 27 Hình 2.12: Cấu tạo cụm trợ lực lái điện 27 Hình 2.13: Motor điện xoay chiều pha không sử dụng chổi than 28 Hình 2.14: Vị trí cảm biến 29 Hình 2.15: Motor giảm tốc 29 Hình 2.16: ECM 30 Hình 2.17: Sơ đồ nguyên lý làm việc HTL trợ lực điện Hyundai i30 31 Hình 2.18: Cơ cấu nghiêng trục lái 33 Hình 2.19: Hoạt động cấu nghiêng trục lái 33 Hình 2.20: Cấu tạo motor 35 Hình 2.21: Vị trí cảm biến 36 Hình 2.22: Hình ảnh thực tế cảm biến 37 Hình 2.23: Vị trí cảm biến thực tế 37 Hình 2.24: Thanh xoắn 39 Hình 2.25: Hoạt động xoắn 40 Hình 2.26: Hình ảnh thực tế MDPSCM 41 Hình 2.27: Sơ đồ hoạt động dịng tín hiệu CAN 43 Hình 2.28: Xe Toyota Camry 2012 45 Hình 2.29: Hệ thống lái trợ lực điện xe Toyota Camry 2012 46 Hình 2.30: Sơ đồ nguyên lý hoạt động EPS 47 Hình 2.31: Trục lái 50 Hình 2.32: Các phận trục lái 51 Hình 2.33: Cảm biến moment xoắn 52 Hình 2.34: Hoạt động cảm biến moment chưa đánh lái 53 Hình 2.35: Hoạt động cảm biến moment đánh lái 54 Hình 2.36: Đặc điểm đầu cảm biến moment xoắn 55 Hình 2.37: Motor trợ lực 56 Hình 2.38: Xe Mazda CX – 57 Hình 2.39: Sơ đồ nguyên lý hoạt động EPS Mazda CX – 58 Hình 2.40: Sơ đồ khối chức phận rong EPS CM 61 Hình 2.41: Motor trợ lực 62 Hình 2.42: Cảm biến moment xoắn 63 Hình 2.43: Hoạt động cảm biến moment xoắn 64 Hình 2.44: Bộ giảm tốc 65 DANH MỤC CÁC BẢNG BẢNG TRANG Bảng 2.1: Các cố chế độ dự phòng 42 Bảng 2.2: Chức cấu EPS 48 Bảng 2.3: Các trình điều khiển hoạt động trình EPS 49 Bảng 2.4: Chức phận EPS CM 60 Bảng 3.1 Chẩn đoán dựa vào máy chẩn đoán 68 Bảng 3.2: Chẩn đoán dựa vào triệu chứng hư hỏng 69 Bảng 3.3 Cách kiểm tra EPS ECU 83 Bảng 3.4: Tổng hợp hư hỏng thường gặp hệ thống lái 93 Bảng 4.1 So sánh đặc tính kỹ thuật hệ thống lái nghiên cứu 94 3.3.3 Sửa chữa Tương tự xe trên, bổ sung thêm phần tháo ECU trợ lực lái xe Toyota Camry 2012:  Tháo cụm trục lái phía với giá bắt cơng tắc - Dùng đột tâm, đánh dấu tâm bu lông đầu côn - Hãy dùng mũi khoan đường kính 3mm đến 4mm, khoan vào bu lơng đầu - Dùng mũi khoan vít, tháo bu lơng đầu cơn, sau tháo ốp phía trục lái với giá bắt khóa điện khỏi trục lái  Tháo bảo vệ ECU trợ lực lái - Nhả khớp vấu hãm để tháo vỏ bảo vệ ECU trợ lực lái khỏi cụm ECU motor 84  Ngắt điện ECU - Ngắt giắc nối khỏi ECU trợ lực lái  Tháo cụm ECU trợ lực lái motor - Kẹp trục lái ê tơ có dùng lót nhơm hình vẽ 85  Chú ý: Khơng vặn ê tơ q chặt, việc làm biến dạng trục lái Đỡ cụm trục lái khúc gỗ vật tương tự để tránh làm rơi - Rút giắc nối khỏi ECU trợ lực lái với motor 86 - Tháo bulông ECU trợ lực lái với cụm motor khỏi cụm trục lái trợ lực điện - Tháo gioăng chữ O khỏi ECU trợ lực lái với motor 87  Tháo ECU trợ lực lái: - Nhả khớp vấu hãm để tháo bảo vệ - Tháo bu lông 88 - Tháo bulông để tháo ECU trợ lực khỏi motor trợ lực 89 3.4 Xe Mazda CX – 3.4.1 Bảo dưỡng Tương tự xe 3.4.2 Kiểm tra  Kiểm tra cảm biến moment xoắn Kết nối M – MDS với DLC – - Cơng tắc đánh lửa vị trí ON ( động không nổ ) - Truy cập “STR_TRQ_S_M” and “STR_TRQ_S_S” - Xác định giá trị liệu hình thay đổi quay vơ lăng - Quay sang trái > - Quay sang phải < - Nếu hình khơng hiển thị giá trị khơng đề cập bị sai lệch bị hỏng cần thay 90  Kiểm tra tay lái bị rung Nếu thay lái bị rung di chuyển đường gồ ghề động bị rung thực bước sau đây:  Có số lý xe động bị rung thường gây vấn đề điện thực bước kiểm tra sau: - Các giắc cắm có chắn hay khơng - Các dây nối có bị đứt khơng - Dây nối có nằm phận chuyển động rung hay khơng - Các dây nối có nằm q gần phận q nóng khơng - Mọi vị trí nằm khơng đúng, kẹp khơng cách giắc nối bị lỏng làm dây điện bị hỏng - Các khớp nối, điểm rung, vị trí qua phận có nhiệt độ cao nơi cần kiểm tra  Kiểm tra dây kết nối cảm biến Kết nối M- MDS với DLC – - Công tắc đánh lửa vị trí ON ( động khơng nổ ) 91 - Truy cập đến phận cần kiểm tra - Cầm giắc nối tay, lắc nhẹ đầu giắc theo chiều dọc ngang kiểm tra giá trị hình Nếu giá trị hiển thị hình khơng ổn định kiểm tra giắc nối 3.4.3 Sửa chữa Tương tự xe 92 Bảng 3.4: Tổng hợp hư hỏng thường gặp hệ thống lái Hiện tượng Vị trí xảy hư hỏng Camry Mazda Ford Hyundai 2012 CX5 escape I30 ECU trợ lực x x x x Góc đặt bánh trước x x x x Trục lái x x x x Tay lái Cảm biến tốc độ x x x x nặng ECU kiểm soát trượt x Cảm biến tốc độ x x x x Cụm cấu lái x x x x Cảm biến góc motor x x Cơ cấu lái x x x x Trải lái Moay cầu trước x x x x độ rơ lớn Góc đặt bánh trước x x x x Cụm cấu lái x x x x Trục trung gian, x x x x hư hỏng x khớp đằng Có tiếng Hệ thống treo trước x x x x kêu lái Trục trung gian lái x x x x ECU trợ lực x x x x Motor trợ lực x Ma sát lớn Motor trợ lực x x x x tốc độ thấp Trục lái x x x x Cơ cấu lái x x x x x x Đèn cảnh báo sáng EPS x bình thường Vơ lăng bị rung đường x x gồ ghề 93 Chương 4: SO SÁNH ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT CỦA CÁC HỆ THỐNG LÁI Bảng 4.1 So sánh đặc tính kỹ thuật hệ thống lái nghiên cứu Ford Escape Hyundai i30 Toyota Camry 2012 Mazda CX - Trợ lực điện x x x x Cảm biến x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x moment góc đánh lái Motor điện x chiều Motor điện pha khơng chổi than Cảm biến vị trí góc quay motor Tín hiệu tốc độ xe Tín hiệu tốc độ động Cảm biến moment lái loại lõi thép xoay Cảm biến moment lái loại IC Hall 94 Chương 5: TRÌNH BÀY, ĐÁNH GIÁ, BÀN LUẬN VỀ CÁC KẾT QUẢ Q trình thực đề tài nhóm diễn khoảng thời gian tháng với công việc chủ yếu thực là: tìm hiểu, sưu tầm tài liệu tác giả uy tín chun nghiên cứu hệ thống lái nói chung hệ thống lái trợ lực điện ô tô nói riêng, tham khảo đồ án tốt nghiệp Đại học luận văn Thạc sĩ anh chị khóa trước chuyên đề hệ thống lái trợ lực điện Nhóm tới cơng ty tô garage ô tô địa bàn thành phố Hồ Chí Minh để thu thập nguồn tài liệu chuyên ngành hình ảnh chân thực hệ thống lái trợ lực điện xe ô tô đề cập đề tài Dựa kết phân tích đề tài, nhóm nhận ưu điểm vượt bậc hệ thống lái trợ lực điện so với hệ thống lái thông thường hệ thống lái trợ lực thủy lực trước Đó là:  So với hệ thống lái thường: - Hệ thống trợ lực cho người lái, giảm nhẹ sức lao động cho người lái - Làm giảm va đập từ bánh xe truyền lên vành lái, tăng tính tiện nghi - Tăng tính an tồn chuyển động, lưu thông đường  So với hệ thống lái trợ lực thủy lưc: - Tốt hơn, giảm mức tiêu thụ nhiên liệu động không tốn nhiên liệu để quay bơm hệ thống trợ lực thủy lực - Thân thiện với môi trường hơn, tránh tượng rò rỉ dầu - Hiệu suất đạo nhanh hơn, đáp ứng cao - Trọng lượng - Dễ dàng lắp đặt Do đó, hệ thống lái trợ lực điện sử dụng hầu hết ô tô đời 95 Chương KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 6.1 Kết luận Sau thời gian thực dựa theo mục tiêu đề đề Nhiệm vụ Đồ án Mơn học điều chỉnh q trình thực đề tài Các công việc làm gồm có: - Đồ án Tốt nghiệp hồn chỉnh với chun đề “Nghiên cứu hệ thống lái trợ lực điện ô tô đời mới” - đĩa CD lưu trữ toàn nội dung Đồ án tốt nghiệp  Kết đạt được: - Đồ án Tốt nghiệp thiết kế hoàn chỉnh theo đề cương đề - Nội dung Đồ án phù hợp với tình hình thực tế mang lại hữu ích cho người đọc Tuy nhiên, trình thực đề tài gặp nhiều khó khăn thời gian, kinh phí tài liệu đa phần Tiếng Anh Vì vậy, đề tài số hạn chế: chưa kiểm nghiệm khả trợ lực motor trợ lực trạng thái hoạt động với thay đổi vận tốc ô tô; số chi tiết phận chưa có hình ảnh trực quan 6.2 Hướng phát triển đề tài Do hạn chế tồn đề tài đề cập phần 5.1 Vì vậy, hướng phát triển đề tài tập trung giải vấn đề hồn thiện Đồng thời cập nhật thêm hệ thống lái trợ lực tương lai 96 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO PGS.TS Đỗ Văn Dũng, Trang bị điện điện tử ô tô hiên đại, NXB Đại học quốc gia thành phố Hồ Chí Minh, 2004 Đặng Quý, Giáo trình tơ 2, Đại học sư phạm kỹ thuật, 2010 Đặng Qúy, Giáo trình tơ 1, Đại học sư phạm kỹ thuật, 2006 Luận văn Thạc sĩ Trịnh Thái Ln, Mơ hình hệ thống lái trợ lực điện giao tiếp máy tính thơng qua Labview, 2011 https://www.oto-hui.com/threads/tro-luc-lai-dien-trw-trang-bi-tren-xe-hyundaii30.83258/ 97 ... việc giảng dạy nghiên cứu thực hồn thành đánh giá tốt Trong cơng tác nghiên cứu, năm gần có số cán khoa học công nghệ sâu nghiên cứu hệ thống ô tô đặc biệt HTL HTP Nhóm cán nghiên cứu trường Đại... tiêu nghiên cứu Vận dụng kiến thức lý thuyết hệ thống lái ô tô, lý thuyết động lực học quay vịng tơ để tìm hiểu rõ hệ thống lái trợ lực điện ô tô đời 1.3.2 Đối tượng nghiên cứu Tập trung nghiên cứu. .. trợ lực 15 2.2 Sơ lược hệ thống lái trợ lực điều khiển điện tử 17 2.3 Hệ thống lái trợ lực điện xe ô tô đời 20 2.3.1 Hệ thống lái trợ lực điện xe Ford Escape 20 2.3.1.1