Hệ thống treo predictive active suspension của audicấu tạo, nguyên lý, điều kiện vận hành

Hệ thống treo Predictive Active Suspension Audi: Cấu tạo, nguyên lý, điều kiện vận hành? (News.oto-hui.com) – Perdictive Active Suspension hệ thống treo thông minh trang bị dòng xe cao cấp Audi A8 Audi S8 Với khả dự đốn trước tình xảy đường di chuyển, Perdictive Active Suspension tự điều chỉnh hoạt động hệ thống treo cho phù hợp Đem lại cảm giác lái thoải mái tốt cho người ngồi xe Hệ thống treo Predictive Active Suspension Audi có đặc biệt? Hệ thống treo chủ động khái niệm – thương hiệu xe thử nghiệm ý tưởng nhiều thập kỷ, sử dụng cơng nghệ khí nén, hệ thống treo khí dùng phận, thiết bị để quét mặt đường nhằm giảm thiểu va chạm tăng thoải mái cho người ngồi xe Predictive Active Suspension hệ thống treo khí nén thơng minh trang bị dịng xe cao cấp Audi A8 S8 Tuy nhiên, khác với hệ thống treo sử dụng giảm chấn khí nén tích hợp cơng nghệ điều khiển Ý tưởng việc phát triển hệ thống giảm thiểu độ cuộn thể người phanh vào cua, giảm bớt phần lực G người ngồi xe, giữ cho họ gần trạng thái cân (nhân tạo) • • Cấu tạo hệ thống treo Predictive Active Suspension Audi: Tổng quan hệ thống treo Predictive Active Suspension Audi có thành phần chính, bao gồm: Electronic Suspension platform (EFP): Nền tảng khung gầm điện tử; Active Suspension Actuators (4 bộ): Bộ chấp hành điều khiển hệ thống treo chủ động thích ứng; Four Ride Height Sensors: cảm biến độ cao góc Central Driver Assistance Controller (zFAS): Bộ điều khiển trung tâm hỗ trợ cho việc lái xe; Front Camera ADAS: Camera phía trước; a Electronic Suspension Platform (EFP): Vai trò nhà sản xuất xe nhà cung cấp linh kiện ngày có liên kết chặt chẽ xu hướng sản xuất xe Các nhà sản xuất ngày tham gia nhiều vào việc phát triển phần mềm để tạo tương tác tất chức năng, nhà cung cấp hệ thống cung cấp hệ thống đơn lẻ tiêu chuẩn hóa với “trình điều khiển phần mềm” cho chức xe Để hỗ trợ xu hướng này, cần phải cung cấp đơn vị điều khiển điện tử (ECU) có độ tinh vi cao làm tảng cho việc tích hợp phần mềm chức Audi chọn phát triển đơn vị điều khiển trung tâm cho phần mềm chức xe phận khung gầm Nó đặt tên EFP, viết tắt chữ “Elektronische Fahrwerkplattform” Electronic Suspension platform (Tạm dịch: Nền tảng khung gầm điện tử) Nền tảng khung gầm điện tử EFP phận điều khiển điện tử tích hợp cao phận khung gầm Tập đoàn Volkswagen, có vai trị: • Đo gia tốc thẳng đứng tốc độ lăn (Roll Rate) tốc độ bước (Pitch Rate/ Angular Rate) xe • Xử lý mức chiều cao bên ngồi dịng van điều tiết giảm chấn • Kích hoạt lị xo khí nén giảm chấn thơng qua trình điều khiển riêng cổng • Điều khiển máy nén khí hệ thống treo thơng minh qua mạng CAN • Có vi điều khiển TC1791 với tính sau: 240 MHz, 4MB Flash, 300kB RAM • Có thể tích hợp phần mềm chức kiểm sốt liên quan đến an toàn lên đến cấp độ toàn vẹn an tồn ASIL C • Có thể điều chỉnh với đế khác tuỳ theo độ nghiêng đường truyền dẫn để đạt vị trí lắp đặt nằm ngang (cần thiết cho cảm biến) • Có thể tùy chỉnh với biến thể thiết bị khác cho hệ thống kiểm soát khung gầm cài đặt; mở rộng từ thiết bị điều khiển vi mô đến thiết bị có kích thước đầy đủ với cảm biến điều khiển cổng • Vận hành cấu hình cài đặt khác hệ thống điều khiển khung gầm cách kích hoạt hủy kích hoạt thành phần phần mềm liên quan (khái niệm mã hóa) • Xử lý tồn phạm vi mơ hình biến thể khung gầm phần mềm đơn vị cách điều chỉnh liệu cụ thể xe • Được bảo vệ khỏi thao tác chế bảo mật liệu flash cho phần mềm tập liệu có chữ ký liệu bảo vệ thành phần để ngăn chặn việc trao đổi đơn vị điều khiển • Có thể cập nhật với thành phần phần mềm đơn lẻ mà không ảnh hưởng đến thành phần phần mềm khác • Được kích hoạt để kích hoạt thành phần phần mềm thông qua SWAP Nền tảng khung gầm điện tử Audi (EFP) tích hợp số đơn vị điều khiển cảm biến trang bị riêng mẫu Audi trước EFP kết hợp phần cứng để vận hành giảm chấn hệ thống treo khí nén Nó có đầu vào cho cảm biến kiểm soát mức (PWM) bốn đầu vào PSI5 kết nối với hệ thống liên lạc xe qua mạng FlexRay EFP có cổng mạng CAN sử dụng để điều khiển máy nén khí hệ thống treo thích ứng EFP chứa cảm biến MEMS (Hệ thống vi điện) ba trục đo tốc độ lăn cao độ gia tốc thẳng đứng xe gần với trọng tâm Các cảm biến khung gầm thiết yếu khác tích hợp vào trình điều khiển ECU, phận điều khiển túi khí nâng cấp b Active Suspension Actuators: Hệ thống treo chủ động nâng hạ thân xe lên đến 85 mm (3,3 inch) từ vị trí trung tâm bốn góc vịng 0,5 giây nhờ chấp hành hệ thống treo chủ động Active Suspension Actuators Bên chấp hành hệ thống treo chủ động, có Động điện (motor) nhỏ gọn đặt gần bánh xe Audi A8 chạy từ hệ thống điện 48V xe điều chỉnh ECU Bộ truyền động dây đai truyền động điều hòa nhỏ gọn nằm bên giúp nâng mô-men xoắn motor điện lên gần gấp 200 lần, 1.100 N.m • • Sau khuếch đại, momen xoắn truyền đến nâng làm titan (Titan Torsion Bar) có khả quay 20 độ Thông qua ống khớp nối (Steel Torque Tube), đầu lại nâng liên kết với chống giảm chấn (Lever) phần cầu trước liên kết ngang phần cầu sau c Four Ride Height Sensors: Cảm biến độ cao hệ thống treo thiết bị điện tử đo khoảng cách đường điểm cụ thể hệ thống treo, khung thân xe Cảm biến độ cao cung cấp cho ECU thông tin vị trí độ cao thân xe Bên cạnh việc hỗ trợ hệ thống treo khí nén để kiểm soát mức độ tự động, cảm biến độ cao xe sử dụng làm đầu vào cho hệ thống cân đèn pha tự động Bản thân thân cảm biến độ cao xe gắn vào khung xe, truyền liên kết với xương đòn (wishbone) chữ A (control arm) • • Nó gọi cảm biến góc, có nghĩa cảm biến di chuyển, tín hiệu đầu (điện áp) tạo tỷ lệ với góc quay Tín hiệu sau truyền đến ECU để xử lý tiếp Ngồi ra, có tín hiệu truyền ECU từ cảm biến độ cao, máy nén khí treo kích hoạt áp suất bổ sung cung cấp (thơng qua khối van) cho lị xo khơng khí thích hợp d Central Driver Assistance Controller (zFAS): Trước có số đơn vị điều khiển hệ cũ mà Audi phát triển, đơn vị đánh giá thông tin chúng thu thập cho chức xác định Nhưng lần đầu tiên, điều khiển hỗ trợ lái xe trung tâm (zFAS) tạo hình ảnh tồn diện mơi trường xung quanh, từ liệu cảm biến – cho loạt chức hỗ trợ Các tính liên quan đến chức hỗ trợ lái xe thường liên quan đến nhiều đơn vị điều khiển, đơn vị có nhiệm vụ đánh giá thơng tin mà chúng phát cho chức cụ thể chúng Nhà sản xuất ô tô Audi cung cấp điều khiển hỗ trợ lái xe trung tâm (zFAS) mẫu A8 Bộ điều khiển sử dụng liệu cảm biến để tạo hình ảnh mơi trường xung quanh cho loạt chức hỗ trợ, chẳng hạn hỗ trợ lái xe thích ứng, hệ thống treo chủ động, hỗ trợ đỗ xe hỗ trợ tắc nghẽn giao thơng • • • • • • • Điều tạo hệ thống cảm biến bổ sung, cộng với kết hợp liệu dự phịng zFAS điều khiển radar zFAS có nhiệm vụ “tổng hợp” thông tin liệu từ cảm biến, radar, camera để đưa đến cho ECU Ngoài ra, zFAS cịn có chứa liệu từ biển báo giao thông kết hợp với liệu từ đồ số; hỗ trợ qua đường dựa lĩnh vực hoạt động toàn diện, chức phanh khẩn cấp, tối ưu hóa chất lượng hiệu thiết kế dự phịng,… • • • • • Thành phần • SoC FPGA, Cyclone V SX, Dual-Core 925MHz ARM Cortex-A9 CPU, 110000 Logic Elements, 41509 ALMs, 288I/Os, 28 nm — Nhà sản xuất: Intel Corp • Apps Processor, Tegra K1, Quad-Core ARM Cortex-A15 2.3GHz CPU, Low-Power Companion Cortex-A15 Core, 192 Nvidia CUDA Cores GPU, 28 nm — Nhà sản xuất: Nvidia Corp • MCU, Triple-Core 32-Bit 300 MHz CPU, MB Flash, 128 KB EEPROM, 2776 KB SRAM, Automotive — Nhà sản xuất: Infineon Technologies AG • SDRAM, DDR3L-1866, Gb — Nhà sản xuất: Micron Technology • Mobileye EyeQ3 SoC, Quad 32-Bit RISC MIPS 1004K 500 MHz CPU, Quad Custom Vector Microcode Processors, 40 nm – Nhà sản xuất: ST Microelectronics • Flash, eMMC NAND, SEMICONDUCTOR INC • Deserializer, Quad, GMSL, 1.5 Gbps – Nhà sản xuất: Maxim Integrated Products • SDRAM, LPDDR2-1066, Gb – Nhà sản xuất: Micron Technology Inc GB, MLC – MFR: SAMSUNG • Flash, NOR, 512 Mb, 133 MHz, SPI – Nhà sản xuất: Cypress Semiconductor Corp • Giá bán OTO-HUI tổng hợp: $365.75 e Front Camera ADAS: Tại chế độ Comfort Plus, xe lướt với êm vô loại va chạm bề mặt đường, dù ổ gà, hay gờ giảm tốc Vậy máy ảnh để làm hệ thống có cảm biến radar xung quanh xe? Hệ thống treo chủ động hoạt động đồng thời với camera ADAS trước Nhờ camera xác định bề mặt không phẳng trước bánh xe tiếp cận với điều chỉnh phù hợp theo chế độ Quá trình phức tạp diễn vài mili giây: máy ảnh tạo thơng tin đặc tính bề mặt đường quét 18 lần giây Cách hệ thống phản ứng với gờ giảm tốc tốt; chiều cao xe tăng nhanh 50mm hệ thống camera ‘nhìn thấy’ gờ giảm tốc (bề mặt khơng phẳng) Việc tăng chiều cao xe cho phép buồng treo khí nén nén lại giảm thiểu tác động va chạm người bên Nguyên lý hoạt động hệ thống treo Predictive Active Suspension: Predictive Active Suspension Audi sử dụng thêm mơ tơ điện đặt góc để hỗ trợ việc điều khiển hệ thống treo Các phận hệ thống treo Predictive Active Suspension Ảnh: Hồng Anh Các mơ tơ điện hoạt động mạng điện 48V Momen xoắn từ mô tơ điện khuếch đại lên gấp nhiều lần (khoảng 200 lần) bánh truyền động đặt cạnh mô tơ Sau khuếch đại, momen xoắn truyền đến nâng làm titan (Titan Torsion Bar) Thông qua ống khớp nối (Steel Torque Tube), đầu lại nâng liên kết với chống giảm chấn (Lever) phần cầu trước liên kết ngang phần cầu sau Khi nâng chuyển động quay tác động vào liên kết bánh xe Qua điều chỉnh tăng giảm khoảng cách bánh xe với thân xe cách điều khiển hướng quay nâng Ở cầu trước, nâng tác động lên chống giảm chấn Ảnh: Hoàng Anh Ở cầu sau, nâng tác động lên liên kết ngang Ảnh: Hoàng Anh Các phận hệ thống thu thập thông tin camera cảm biến liên tục gửi tín hiệu hộp điều khiển Sau thơng tin xử lí, ECU điều khiển hoạt động hệ thống treo cho phù hợp Predictive Active Suspension Audi hoạt động điều kiện nào? Với việc sử dụng mô tơ điện hoạt động độc lập bánh xe Predictive Active Suspension điều chỉnh cân dao động theo trục ngang trục dọc thân xe Ví dụ trường hợp xe tăng tốc, ECU điều khiển mô tơ điện cầu sau hạ bánh xe xuống, mô tơ điện cầu trước nâng bánh xe lên Qua loại bỏ tượng đầu xe bị nâng giúp cân thân xe Ngược lại, xe phanh gấp, ECU điều khiển mô tơ điện nâng cao bánh xe cầu trước hạ thấp bánh xe cầu sau để cân thân xe, loại bỏ tượng thân xe bị dồn phía trước (xe bị dúi phía trước phanh gấp) Đối với trường hợp xe vào cua: Lực ly tâm làm thân xe nghiên phía bên ngồi góc cua Khi mô tơ điện điều chỉnh nâng bánh xe phía lên cao để gần với thân xe đẩy bánh xe phía bên ngồi xa thân xe, giúp cân lại thân xe lúc vào cua (thân xe điều chỉnh nghiêng theo trục dọc lên tới độ để cân vào cua) • Tính đặc biệt hiệu khoảng vận tốc từ 80 đến 130 km/h Bộ phận camera hệ thống thu thập thông tin liên tục quan sát bề mặt đường phạm vi 15m phía trước xe gửi tín hiệu xử lí Nếu phát mặt đường phía trước có bề mặt mấp mơ ổ gà, gờ giảm tốc, …: ECU dựa vào thông tin đưa từ camera phía trước cảm biến vận tốc, gia tốc,… để tính tốn khoảng cách thời gian xe đến vị trí bề mặt mấp mô Các mô tơ điều khiển chủ động nâng hạ bánh xe cho phù hợp với bề mặt đường xe di chuyển qua khu vực đấy, giúp cho xe vượt qua chướng ngại vật cách êm dịu Sự khác xe khơng có hệ thống treo chủ động có hệ thống treo chủ động Ảnh: Hoàng Anh Thân xe nâng cao 50mm vượt chướng ngại vật có hành khách vào xe Trước lúc xe bắt đầu di chuyển qua bề mặt đường xấu: Thân xe mô tơ điều khiển nâng cao lên thêm 50mm Khoảng cách bánh xe thân xe tăng lên giúp cho xe vượt qua bề mặt đường có độ mấp mơ cao cách êm dịu • • • Ngồi ra, cửa xe mở: Thân xe mô tơ điều chỉnh nâng lên cao 50mm để người lái hành khách bước vào xe cách dễ dàng Khi cửa xe đóng lại, thân xe tự động hạ xuống độ cao ban đầu để xe di chuyển Phần hông xe nâng lên cao xảy va chạm Predictive Active Suspension có khả giúp tăng độ an tồn cho người ngồi xe xảy va chạm Cụ thể trường hợp va chạm xảy phía bên hơng xe: Các mơ tơ điều khiển nâng phần thân xe bên phía xảy va chạm lên cao 80mm 0,5 giây Điều làm thay đổi vị trí điểm va chạm đến nơi có kết cấu cứng thân xe khung gầm,… giúp giảm lực tác động đến người ngồi xe Qua tăng thêm độ an toàn trường hợp xảy va chạm khơng đáng có  ... bên Nguyên lý hoạt động hệ thống treo Predictive Active Suspension: Predictive Active Suspension Audi sử dụng thêm mô tơ điện đặt góc để hỗ trợ việc điều khiển hệ thống treo Các phận hệ thống treo. ..• • Cấu tạo hệ thống treo Predictive Active Suspension Audi: Tổng quan hệ thống treo Predictive Active Suspension Audi có thành phần chính, bao gồm: Electronic Suspension platform (EFP):... nhờ chấp hành hệ thống treo chủ động Active Suspension Actuators Bên chấp hành hệ thống treo chủ động, có Động điện (motor) nhỏ gọn đặt gần bánh xe Audi A8 chạy từ hệ thống điện 48V xe điều chỉnh