Nghiên cứu về hệ thống truyền lực, hệ thống trợ lực lái chủ động và các hệ thống an toàn ổn định trên xe BMW activehybrid x6 (tt)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chuyên ngành: Công nghệ Kỹ thuật ô tô Tên đề tài: NGHIÊN CỨU VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC, HỆ THỐNG TRỢ LỰC LÁI CHỦ ĐỘNG VÀ CÁC HỆ THỐNG AN TOÀN ỔN ĐỊNH TRÊN XE BMW ACTIVEHYBRID X6 SVTH: HUỲNH TẤN SỸ MSSV: 16145508 SVTH: HỒ ĐĂNG HOÀNG MSSV: 16145391 GVHD: Thầy DƯƠNG TUẤN TÙNG Tp.Hồ Chí Minh, tháng năm 2020 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 1.1 Lý chọn đề tài Việc nghiên cứu phát triển mẫu ô tô lai điện thực chất xuất từ lâu Các ghi chép việc đời mẫu xe ô tô điện vào năm 1832-1834 Tuy nhiên, hạn chế công nghệ ắc quy tiến vượt bậc động đốt mà ô tô điện dần bị thay biến Đến vấn đề an ninh lượng ô nhiễm môi trường nguồn lượng hoá thạch ngày trở nên nghiêm trọng, người bắt đầu chuyển hướng dần ô tô điện giải pháp khả thi hiệu cho vấn đề Trong công chạy đua phát triển cho đời dòng xe điện – xe lai điện, hãng BMW ngày bị bỏ xa với đối thủ cạnh tranh Mercedes Benz, Tesla,… Để kịp thích ứng với thay đổi thị trường lấy lại vị mình, BMW cho mắt dịng xe điện riêng mình, bật số dịng xe lai điện BMW ActiveHybrid X6 Được mắt lần Frankfurt Motor Show 2009, nhận định trở thành dòng xe lai mạnh mẽ thị trường ô tô Với cơng nghệ BMW EfficientDynamics, BMW tự hào đứa họ vừa cho hiệu hoạt động mạnh mẽ, đồng thời giảm mức tiêu thụ nhiên liệu nhiều 20% so với dòng xe sử dụng động đốt hành Ngồi hệ thống động tân tiến, dịng 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 điều ưu điểm giúp nâng cao vị dòng xe thị trường xe lai điện Nhận thấy cấp thiết việc nghiên cứu công nghệ hybrid tương lai nhằm hướng tới việc thay dòng xe sử dụng nhiên liệu truyền thống dòng xe lai để giải vấn đề môi trường, cạn kiệt tài nguyên đảm bảo yêu cầu động lực học cách tốt Cùng với kiến thức học được, cộng với hướng dẫn tận tình giảng viên hướng dẫn (Ths Dương Tuấn Tùng), chúng em định thực đề tài :”Nghiên cứu hệ thống truyền lực, hệ 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 lái chủ động hệ thống an toàn chủ động, nội dung đề tài nghiên cứu nhóm bao gồm: • Đối tượng nghiên cứu: mẫu xe BMW ActiveHybrid X6 đời năm 2009 • Phạm vi nghiên cứu: ➢ Hộp số truyền lực Active Transmission ➢ Hệ thống dẫn động bốn bánh toàn thời gian xDrive ➢ Hệ thống trợ lực lái điện tử Electric Power Steering ➢ Hệ thống an toàn chủ động DSC III 1.3 Tính cấp thiết đề tài Trong năm gần đây, hãng xe giới cho mắt khơng ngừng dịng xe hybrid đại thị trường giới Việt Nam Do đó, việc nghiên cứu, tìm hiểu chun sâu nhằm tăng cường hiểu biết xe hybrid ngày tăng người dân Việt Nam nói chung với người hoạt động ngành tơ nói riêng Chính nên đề tài nghiên cứu, đồ án tốt nghiệp liên quan đến kỹ sư, giảng viên sinh viên ngành ô tô quan tâm đến Tuy nhiên, số lượng đề tài nghiên cứu hạn chế, chưa đáp ứng nhu cầu tìm hiểu ngày lớn Vì vậy, việc nghiên cứu, tìm hiểu nhóm cơng nghệ hybrid cần thiết để nâng cao hiểu biết việc cần thiết cấp bách 1.4 Phương pháp nghiên cứu Vì điều kiện thời gian sở vật chất nghiên cứu có giới hạn, nhóm chúng em thực đề tài thông qua phương pháp: nghiên cứu sở lý thuyết CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC TRÊN XE BMW ACTIVEHYBRID X6 2.1 Tổng quan dòng xe BMW ActiveHybrid X6 Dòng xe BMW Active Hybrid X6 (E72) mắt với giới truyền thông Frankfurt Motor Show 2009, sản phẩm đại diện cho tham vọng dẫn đầu lĩnh vực xe điện – xe hybrid BMW Dòng xe đánh dấu cho kết hợp lần ý tưởng dòng xe Coupe - “Sport Activity Coupe” với thiết kế hệ thống truyền lực full hybrid, tạo nên dòng xe lai điện mạnh mẽ ngành cơng nghiệp tơ Dịng xe tổ hợp động đốt mạnh mẽ với máy điện đại nhằm tạo hệ thống truyền lực hoàn hảo mặt sức mạnh hiệu suất hoạt động [1] BMW ActiveHybrid X6 thiết kế quan trọng giai đoạn chiến lược nghiên cứu phát triển ý tưởng BMW EfficientDynamic Chiến lược trọng vào việc tăng cường hiệu suất cho mẫu xe hãng Dòng xe ActiveHybrid X6 phát triển dựa khái niệm “Best of Hybrid” – kết hợp phận tốt hạng mục với Qua đó, dịng xe đạt hai tiêu quan trọng mà hãng BMW đặt Một là, hiệu suất hoạt động tăng đáng kể, đồng thời giảm lượng nhiên liệu tiêu thụ 20% (theo báo cáo thử nghiệm BMW) mà đáp ứng tiêu chuẩn pháp lý giảm lượng CO2 sinh so với mẫu xe trước Chỉ tiêu lại đưa thị trường dịng xe hybrid có tính cạnh tranh mạnh mẽ so với đối thủ BMW Toàn hệ thống động dòng xe BMW ActiveHybrid X6 bao gồm động xăng V8 400 hp tích hợp cơng nghệ BMW tăng áp kép, hệ thống phun xăng điện tử hai máy điện hoạt động luân phiên với công suất 91 hp 86 hp Nhờ vậy, tổng công suất dịng xe BMW ActiveHybrid X6 đạt tới 480 hp, mômen xoắn cực đại xấp xỉ 780 Nm Sự phối hợp hoàn hảo ba phận cung cấp cơng suất giúp tối đa hố hiệu suất dòng BMW ActiveHybrid X6 dải tốc độ, với khả tăng tốc từ đến 100 km/h vòng 5,4s Tốc độ tối đa xe BMW ActiveHybrid X6 giới hạn điện tử khoảng 209 km/h, với lượng tiêu thụ nhiên liệu theo tiêu chuẩn EU vào khoảng 20%, lượng khí thải CO2 vào khoảng 232 gr/km (so với chuẩn động V8 tiêu chuẩn) Chế độ full hybrid cho phép xe chạy hồn tồn điện – hồn tồn khơng có khí thải CO2 – với vận tốc lên đến 60 km/h, động đốt tự khởi động cần thiết.[1] Bên cạnh đó, xe cịn trang bị tính an tồn chủ động lẫn bị động nhằm đem đến cho khách hàng trải nghiệm tốt Các tính kể đến hệ thống chống bó cứng phanh ABS, hệ thống cân điện tử DSC, Ngồi ra, dịng xe BMW Active Hybrid X6 sở hữu thiết kế nội thất sang trọng, hệ thống giải trí tối tân nhằm mang lại trải nghiệm tuyệt vời cho khách hàng 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[1] Hộp số Active Tranmission thành hợp tác chung hãng General Motors, BMW Daimler Chrysler (nay Daimler) Tương tự loại hộp số truyền thống, hộp số tạo tỷ số truyền lực khác trục sơ cấp trục thứ cấp hộp số Các thông số hoạt động hoàn hảo xe nhờ vào chế tận dụng việc truyền lực chủ động chế độ Qua đó, kết hợp lý tưởng hai hệ thống cung cấp công suất tự động điều chỉnh để gia tăng hiệu suất làm việc hiệu suất động học chế độ truyền lực Hộp số truyền lực chủ động bao gồm cấp số tiến, bao gồm tay số cố định chế độ tỷ số truyền biến thiên Trong tay số cố định bản, tốc độ động đốt liên hệ mật thiết với tốc độ quay trục thứ cấp hộp số Tuy nhiên, chế độ tỷ số truyền biến thiên, tỷ số tốc độ động đốt tốc độ trục thứ cấp thay đổi liên tục; chế độ cịn có tên viết tắt “CVT” (Continuosly Variable Transmission – truyền lực vô cấp) Ở chế độ CVT, tỷ số truyền lực điều chỉnh điện tử hai máy điện nối với hộp số chủ động Vì chế độ cịn có tên gọi chế độ “ECVT” (Electrical Continuosly Variable Transmission – truyền lực vơ cấp điện tử) Đóng vai trò quan trọng việc truyền lực hybrid máy điện, giúp hỗ trợ cho động đốt đồng thời phận hỗ trợ thu hồi lượng phanh Bốn tay số tiến hai chế độ ECVT hoạt động chuyển đổi cho nhờ bánh hành tinh ly hợp nhiều đĩa Xe có chế độ hoạt động ECVT riêng biệt: chế độ ECVT hoạt động chế độ chạy thông thường sau dừng tạm thời chạy tốc độ thấp, chế độ ECVT thứ hai hoạt động xe chạy tốc độ cao.[1] 2.2.1.1 Cấu tạo hộp số truyền lực Active Transmission[1] Hình 2.1 Hộp số truyền lực xe BMW ActiveHybrid Ngoài ra, hộp số hệ thống truyền lực ActiveHybrid X6 sử dụng bánh đà kép để truyền công suất từ động sang hộp số, bên cạnh cịn có vai trị giảm chấn nhằm dập tắt dao động từ động truyền sang hộp số Bánh đà kép đặt động hộp số chủ động Nó có cấu tạo tương tự bánh đà sử dụng động truyền thống Tuy nhiên, bánh bao bánh đà kép lắp đặt cảm biến tốc độ động Bên cạnh đó, khơng có ly hợp thuỷ lực nên phận hộp số bơi trơn tự nhiên Vì lý để vận hành ly hợp nhiều đĩa, hộp số sử dụng bơm dầu điều khiển động máy điện Mạch dầu hộp số cịn có tác dụng làm mát phận hộp số Hộp số chủ động không sử dụng ly hợp tự hành loại hộp số sàn truyền thống Thay vào đó, máy điện bù đắp cách tạo tốc độ khác trục sơ cấp trục thứ cấp hộp số Khi xe chạy động đốt trong, hai máy điện cung cấp công suất Máy điện tiếp tục tạo lượng điện để khởi động máy điện lại tạo mơmen xoắn trục thứ cấp Qua mà xe di chuyển 2.2.1.1.1 Bộ ly hợp nhiều đĩa[2] Hình 2.2 Bộ ly hợp nhiều đĩa[2] Bộ ly hợp nhiều đĩa phận sử dụng để truyền mômen xoắn lớn không gian nhỏ, trì khả đóng cắt ly hợp xe hoạt động Ly hợp nhiều đĩa thường có hai loại: ly hợp ướt ly hợp khơ; ly hợp ướt trợ giúp việc giải nhiệt ma sát sinh trình vận hành Ly hợp nhiều đĩa sử dụng phổ biến loại máy gia công công nghiệp, máy gặt lúa, hộp số phương tiện hàng hải,v.v [2] Hình 2.4 Các phận ly hợp nhiều đĩa[2] 2.2.1.1.2 Các máy điện[1] Máy điện phận cấu thành nên phần điện hộp số truyền lực hybrid xe BMW ActiveHybrid X6 Chúng lắp đặt bên hộp số chủ động thường che chắn cẩn thận, khơng dễ tiếp cận Ở dịng xe E72, máy điện đóng nhiều vai trị tuỳ thuộc vào trạng thái hoạt động xe Năng lượng cung cấp máy điện lấy từ pin điện chất lượng cao NiMH nằm sàn phía xe Ngồi ra, xe trang bị hệ thống phanh tái sinh để chuyển đổi động phanh trở lại thành điện năng, máy điện lúc đóng vai trị máy phát sạc lại lượng cho pin điện Hình 2.8 Vị trí máy điện hộp số chủ động[1] 2.2.1.1.3 Bộ bánh hành tinh[1] Chức bánh hành tinh hộp số chủ động hỗ trợ tạo thành tay số lái chế độ hoạt động bên hộp số Hình 2.9 Vị trí bánh hành tinh [1] 2.2.1.1.4 Khoá đỗ xe điều khiển chuyển số trực tiếp [1] Hình 2.10 Hộp chứa điều khiển chuyển số trực tiếp (hình cắt ngang) [1] Hộp số dịng xe BMW ActiveHybrid X6 có khố đỗ xe hybrid hoạt động mơ-tơ điện, thay thuỷ lực Mô-tơ điều khiển gộp chung hộp riêng gọi hộp “Direct Shift Module” (DSM) Hộp thường lắp phía ngồi vỏ hộp số Cơ chế khố đỗ xe tương tự chế truyền lực tự động xe BMW: khoá đỗ xe chặn chuyển động trục thứ cấp hộp số thông qua chốt hãm ăn khớp với hệ thống bánh bánh khoá đỗ xe Ở hộp số tự động truyền thống, khoá đỗ xe hoạt động lực lò xo nhả tự động thuỷ lực Tuy nhiên chế áp dụng cho hộp số chủ động, chế hoạt động khố đỗ xe hộp số truyền thống khơng phù hợp Thay vào đó, hộp số chủ động dòng xe E72 sử dụng chấp hành điện tử để đóng nhả khoá Bộ chấp hành điều khiển liên quan đặt chung vào hộp chứa Và hộp gọi hộp “Direct Shift Module” (DSM) [1] Môđun chuyển số trực tiếp, lắp vỏ hộp số truyền lực, kết nối với chế khoá đỗ xe qua trục Nhờ vào trục này, mơđun chuyển số trực tiếp xoay đĩa có khấc bên hộp số chủ động, tương tự hộp số tự động có cần gạt chuyển số khí Đối với hộp số chủ động E72 chi tiết dùng để phân biệt trạng thái hoạt động khoá đỗ xe Theo đó, dùng chế độ “đỗ xe” (P, đóng khố đỗ xe) “số trung gian” (N, nhả khố đỗ xe) Chuyển động quay đĩa có khấc lúc kéo cần đẩy khoá đỗ xe theo chiều dọc Khi đóng khố đỗ xe, cần gạt khoá đẩy chốt hãm phanh vào bánh phanh thơng qua đường ống hình nón Khi nhả khố đỗ xe, cần đẩy gạt khoá thu lại chốt hãm phanh thả Cùng lúc lò xo kéo chốt hãm khỏi bánh khoá đỗ xe [1] 2.2.1.1.5 Bộ xử lý điều khiển hybrid[1] Như tên nêu, xử lý điều khiển hybrid (Hybrid Controller Processor, HCP) đóng vai trị chủ đạo việc điều khiển chế độ lái hybrid điều khiển hộp số chủ động Dưới chức điều khiển xử lý hybrid liên quan với hộp số chủ động: [1] • • • • • • Đánh giá lựa chọn tài xế định chế độ lái (P, R, N, D, S, M) Lựa chọn chương trình chuyển số Xác định tay số phù hợp Điều khiển truyền lực tự thích ứng Tính tốn mơmen xoắn cần thiết cho ly hợp nhiều đĩa bên Tính tốn mức mômen xoắn đầu hộp số 2.2.1.1.6 Môđun điều khiển hộp số [1] Môđun điều khiển hộp số (Transmission Control Module) não đằng sau hoạt động hộp số tự động Tuy có kích thước nhỏ phận khơng thể thiếu để hộp số hoạt động hiệu Để xe chạy được, động phải truyền công suất đến bánh xe, môđun phận điều khiển việc truyền tải công suất Môđun thường đặt phía sau động Một số chức điều khiển hộp số hybrid: • • • • Điều khiển mạch dầu hộp số Vận hành giám sát hoạt động ly hợp nhiều đĩa Đảm bảo giải nhiệt máy điện Đọc tín hiệu cảm biến (như tốc độ đầu ra, nhiệt độ dầu hộp số vị trí phanh đỗ xe) • Giám sát tình trạng hộp số kích hoạt chương trình khẩn cấp cần thiết • Khoá động điện tử ABS, EBD, DSC… Ngồi ra, tích hợp chung hệ thống Dynamic Stability Control III (DSC III) hệ thống an tồn mặc định khác, góp phần hỗ trợ nhằm đảm bảo hệ thống an toàn chủ lực hoạt động cách xác hiệu 3.3.2 Mục đích hệ thống DSC III[4] Tương tự dịng xe đời trước đó, dịng xe E72 trang bị hệ thống DSC III nhằm tăng cường cho hệ thống điều khiển ổn định chuyển động Các phận hệ thống tương tự hệ thống DSC III lắp đặt dòng xe E38/E39 Tuy nhiên, phần mềm chương trình điều khiển thay đổi nhằm tương thích với hệ thống dẫn động bốn bánh toàn thời gian xDrive khả chạy địa hình xe.[4] Các tính mới/được thay đổi hệ thống DSC III bao gồm: • Tính điều khiển xuống dốc (Hill Decent Control/HDC) • Tính kiểm sốt phanh vi sai (Differential Brake Control/ABD) • Tính kiểm sốt lực kéo (Traction control) • Tính chống bó cứng phanh cải tiến (Anti-lock Braking System/ABS) Hệ thống DSC cung cấp cho người sử dụng dịng xe ActiveHybrid X6 tồn tính hệ thống DSC III có dịng xe E38/E39 Bao gồm: • Duy trì lực kéo điều kiện đường sá • Kiểm sốt ổn định hướng lái (Longitudinal Stability - ổn định dọc) • Duy trì độ ổn định ngang xe (Lateral Stability) • Điều khiển phanh góc hẹp (Corner Braking Control) • Cung cấp tính ổn định lực phanh (Dynamic Braking Control/DBC) kiểm soát lực phanh tối đa (Maximum Braking Control/MBC) • Kiểm soát phân phối lực phanh điện tử (Electronic Brake Proportioning) 3.3.3 Các phận hệ thống DSC III[4] Các phận hệ thống DSC III dịng xe ActiveHybrid X6 bao gồm: • Mơđun điều khiển DSC III tích hợp hệ thống thuỷ lực có giao tiếp mạng CAN • Bơm TRC (Traction Control) 22 • Xylanh tầng hệ thống phanh • Cảm biến tốc độ bốn bánh xe (cảm biến Hall chủ động) • Cảm biến góc đánh lái • Cảm biến tích hợp góc quay vịng/gia tốc ngang • Cảm biến áp suất phanh • Cơng tắc điều chỉnh dịng dầu phanh • Cơng tắc điều khiển đèn phanh • Công tắc phanh tay • Nút bấm DSC • Bảng đèn tín hiệu DSC • Mạng giao tiếp CAN (DME/AGS) • Cơng tắc HDC (Hill Decent Control) 3.4 Ngun lý hoạt động[4] Phạm vi hoạt động chủ yếu hệ thống DSC III gói gọn ba hệ thống chính: • ABS (Antilock Braking System) • ASC+T (Automatic Stability Control) • DSC (Dynamic Stability Control) Hình 3.15 Sơ đồ phạm vi hoạt động hệ thống DSC III[4] 23 3.4.1 Hệ thống chống bó cứng phanh ABS tính phụ trợ [4] Hệ thống chống bó cứng phanh ABS giúp ngăn tình trạng khố cứng bánh xe phanh cách so sánh bốn số cảm biến tốc độ bánh xe để tính tốn tốc độ trung bình xe Nếu có bánh xe bị khoá cứng phanh, tốc độ bánh xe rơi xuống ngưỡng tối thiểu quy định điều khiển hệ thống ABS, hệ thống phanh bắt đầu hoạt động Hệ thống ABS hoạt động hiệu tốc độ xe vào khoảng 12 km/h Tính hệ thống ABS hệ thống dẫn động bốn bánh (All-wheel drive) cịn có nhiệm vụ khác Khi phanh bề mặt trơn, hiệu ứng nêm – “wedge” xuất Bùn đất tích tụ phía trước bánh xe bánh xe bị khoá, tăng cường hiệu ứng phanh Hệ thống cho phép giữ hai bánh xe cầu trước quay mức tốc độ tới 20 km/h Hoạt động hệ thống chống bó cứng phanh ABS bao gồm ba giai đoạn: • Giai đoạn tăng áp suất phanh • Giai đoạn trì áp suất phanh • Giai đoạn giảm áp suất phanh 3.4.1.2 Các tính phụ ABS[4] 3.4.1.2.1 Phân phối lực phanh điện tử (EBV) Bộ điều khiển trung tâm DSC III liên tục nhận thông tin từ cảm biến để đánh giá trường hợp tải trọng phân bố bánh xe Từ số liệu nhận từ cảm biến DSC III nhận thấy xe bị lái, dù người lái chưa đạp phanh hệ thống EBV chủ động can thiệp giảm tốc bánh xe qua việc mở van dầu thắng Trong trường hợp EBV tăng lực phanh lên bánh phía phải nhiều hơn, trọng lượng xe dồn phía Nếu xe khơng có EBV, bánh nhận lực phanh khiến bánh phía trái nhận nhiều phanh cần thiết, việc dẫn đến xe bị trượt hai bánh (do lực phanh lớn lực bám) làm xe cân trượt khỏi đường 3.4.1.2.2 Điều khiển phanh vào góc cua (CBC)[4] 24 Tính CBC xuất bánh xe qua khúc cua hệ thống ABS không hoạt động Nếu điều khiển phát gia tốc ngang vượt 0,6g phanh tác dụng lên xe, CBC ngăn việc tăng áp suất phanh tới bánh xe phía cầu sau Điều giúp xe tránh khỏi tình trạng xe quay vịng thừa 3.4.2 Điều khiển cân động học (DSC)[4] Khi điều khiển xác định xe tình trạng khơng ổn định, đồng thời xác định xe có trạng thái quay vịng thừa quay vòng thiếu Việc phân biệt quan trọng nhằm xác định việc điều chỉnh xác để lấy lại cân cho xe Việc điều chỉnh DSC bao gồm: • Can thiệp động • Can thiệp phanh động (ở bánh xe nào) • Can thiệp phanh 3.4.2.3 Các tính phụ DSC[4] 3.4.2.3.1.1 Điều khiển lực động phanh (DBC)[4] Chức DBC thiết kế nhằm cung cấp lượng áp suất phanh tăng cường tới hạn mức ABS trường hợp phanh khẩn cấp Bộ điều khiển DSC III giám sát lượng tín hiệu đầu vào từ công tắc đèn phanh cảm biến áp suất phanh Điều kiện để kích hoạt chức DBC gia tăng nhanh chóng áp suất phanh tài xế tác dụng lên chân phanh Các điều kiện kích hoạt bao gồm: • • • • • Công tắc đèn báo phanh bật Áp suất phanh xylanh vượt ngưỡng cho phép Tốc độ tăng áp suất phanh vượt ngưỡng cho phép Tốc độ xe vượt km/h Tính tự kiểm tra cảm biến áp suất hoạt động xác nhận cảm biến khơng có lỗi • Xe di chuyển phía trước • Hầu hết bánh xe khơng chịu tác động phanh ABS Nếu đạt đến mức cho phép, chức DBC tự khởi động điều khiển DSC III kích hoạt q trình can thiệp tăng áp suất phanh cách mở bơm TRC bơm hồi tiếp Áp suất tất bánh xe tăng tới hạn mức ABS Việc đảm bảo xe cung cấp lực phanh tối đa 3.4.3 Điều khiển cân tự động (ASC+T)[4] Tính ASC ngăn việc trượt bất ngờ bánh chủ động tình Bộ điều khiển DSC III xác định xe lực kéo dư thừa lực trượt dọc bánh 25 xe thông qua liệu từ cảm biến tốc độ bánh xe Quá trình điều chỉnh ASC bắt đầu giá trị trượt bánh xe vượt mức cho phép Hệ thống DSC III kiểm soát độ trượt dọc bánh xe hai cách: • Điều khiển cân tự động (ASC Engine Intervention) Mômen xoắn động giảm cách: - Giảm góc mở bướm ga Hạn chế việc đánh lửa Ngắt hoạt động xylanh cách cắt giảm việc tiếp nhiên liệu Bộ điều khiển DSC III định lượng giảm mômen xoắn cần thiết gửi yêu cầu điều chỉnh đến DME thông qua mạng CAN bus • Điều khiển khoá vi sai tự động (ADB Brake Intervention) Bộ ADB (Automatic Differential Brake) khoá vi sai tự động giúp tăng lực kéo Bánh bị trượt phanh lại nhờ áp suất phanh tích luỹ hệ thống thuỷ lực Mômen truyền động truyền đến bánh xe với lực kéo lớn hơn, từ giúp tăng mơmen lái xe Tính hoạt động tương tự vi sai giới hạn trượt 3.4.3.1 Giảm mômen kéo lê động (MSR)[4] Nếu xe chạy tay số thấp đổ dốc, chuyển số đột ngột xuống tay số thấp, tốc độ bánh xe giảm nhanh hiệu ứng phanh động Bộ điều khiển DSC III phát tín hiệu đến DME thông qua mạng CAN bus để tăng mômen xoắn động DME ngừng việc giảm tiếp nhiên liệu cho phép tăng tốc độ động cơ, giúp bánh xe chủ động tăng tốc độ quay đến mức phù hợp với vận tốc bánh xe bị động 3.4.4 Các tính hệ thống DSC III[4] 3.4.4.1 Điều khiển xuống dốc (HDC)[4] Chức điều khiển xuống dốc (HDC) dùng điều kiện xe chạy địa hình, đảm bảo việc tự động giảm tốc độ xe trì tốc độ ổn định bề mặt dốc Chức cho phép tài xế tập trung việc điều khiển xe mà không cần phải quan tâm tới vấn đề phanh 26 3.4.4.2 Khoá vi sai tự động (ADB)[4] Trên mặt đường khô, không trơn trượt, mômen xoắn xe chia thành 60% cho cầu sau 40% cho cầu trước thông qua bánh hành tinh vi sai.[4] Nếu nhiều bánh xe xoay nhanh trượt, hệ thống DSC kích hoạt quy trình tự xử lý kéo phanh bánh xe bị ảnh hưởng Mômen lái phân bố qua vi sai tới bánh xe cịn lại có hệ số ma sát ổn định Mômen lái phân bố đến bánh qua vi sai tình khác sau: • Ba bánh – với bánh quay nhanh (hình 3.25) • Trên hai bánh đối xứng chéo quay nhanh hai cầu khác (hình 3.26) • Trên cầu với hai bánh quay nhanh cầu (hình 3.27) Ngay bánh xe hết gặp tình trạng quay trơn bị trượt, mômen xoắn phân phối lại bánh xe 3.4.3.3 Điều khiển lực kéo (Traction Control) [4] Tính kiểm sốt lực kéo cần thiết trường hợp để cung cấp khả điều khiển chống xoay vòng nhanh bánh xe, đặc biệt xe không chạy đường trường 3.4.4.4 Lập trình mơđun điều khiển phanh ABS chạy địa hình[4] Việc lập trình để điều chỉnh mơđun điều khiển phanh ABS thay đổi nhằm nâng ngưỡng kích hoạt chức ABS cao xe chạy địa hình đất mềm đất sỏi đá Một bánh xe bị khoá cứng hiệu việc giảm tốc nhờ vào lớp đất chắn tạo nên trước bánh xe 27 Chương BỘ TRỢ LỰC LÁI ĐIỆN TỬ TRÊN XE BMW ACTIVEHYBRID X6 4.1 Tổng quan trợ lực lái điện tử EPS[1] Các đặc trưng trợ lực lái điện tử E72 bao gồm:[1] • Giảm đáng kể dao động từ mặt đường (tăng độ êm dịu) • Hỗ trợ thu hồi lại vô lăng (tăng độ êm dịu) • Cơ chế đánh lái servo phụ thuộc tốc độ “Servotronic” (tăng độ êm dịu độ an tồn lái) • Khơng có mạch dầu thuỷ lực (đơn giản hoá việc lắp ráp giảm nguy rị rỉ dầu) • Hoạt động mơ-tơ điện dựa theo yêu cầu hoạt động xe (giảm tiêu thụ nhiên liệu) • Cơ chế đánh lái servo hoạt động độc lập với tốc độ động đốt Bộ trợ lực lái điện tử EPS bao gồm phận: • Cảm biến mơmen lái • Bộ điều khiển EPS • Mơ-tơ điện tích hợp cảm biến vị trí mơ-tơ • Bộ phận giảm tốc • Hộp cấu lái răng-bánh Hình 4.1.Hệ thống trợ lực lái điện tử EPS 28 4.3 Cấu tạo trợ lực lái điện tử EPS[5] 4.3.1 Cấu tạo khí trợ lực lái EPS[5] Bảng 4.1 Chú thích phận hệ thống trợ lực lái điện tử STT Chú thích Thanh lái Cảm biến mơmen đánh lái Trục lái Rô-tuyn Bộ điều khiển EPS Mô-tơ điện cảm biến vị trí Bánh giảm tốc Hình 4.3 Hệ thống trợ lực lái điện tử có mơ-tơ điện lắp song song[5] Hình 4.4 Hộp EPS với cấu lái răng–bánh mơ-tơ điện song song Hình 4.5 Vị trí cảm biến mơmen đánh lái[5] 29 Hình 4.6 Bộ điều khiển EPS vị trí lắp mơ-tơ điện[5] Hình 4.8 Bánh giảm tốc hệ thống EPS [5] 4.5 Nguyên lý hoạt động trợ lực lái điện tử EPS [5] Hình 4.10 Sơ đồ mối quan hệ chức hệ thống EPS[5] 30 4.6 Các tính DME sử dụng tích hợp EPS[5] 4.6.1 Trợ lực lái phụ thuộc vào tốc độ[5] 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 4.6.2 Tự động thu hồi vô 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 mơ-tơ điện Các tín hiệu u 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 Tầm quan trọng việc kích hoạt tính tự thu hồi vô 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 • Mômen đánh lái từ tài xế đạt xấp xỉ 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 Hệ thống EPS tích hợp hai chế giảm rung xóc là: Giảm rung xóc từ mặt đường giảm rung xóc điều khiển tài xế 31 4.6.5 Chủ động phản hồi tình trạng mặt đường[5] 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 chuyên 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 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 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 sốt, từ bảo vệ phận hệ thống không bị nhiệt Chức kích hoạt nhiệt độ đạt xấp xỉ 100oC tăng dần đến mức nhiệt độ mà lượng trợ lực lái 115oC 32 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 q 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 khơng 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 33 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 tồn ổn định dịng 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 thông 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 34 Chưa thể sâu nghiên cứu toàn hệ thống dịng xe E72 lý thời gian số giới hạn chuyên môn 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 toàn hệ thống dòng xe BMW Active Hybrid X6 35 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 36 ... 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 quát hệ thống truyền lực hybrid, hệ thống lái chủ. .. pháp: nghiên cứu sở lý thuyết CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC TRÊN XE BMW ACTIVEHYBRID X6 2.1 Tổng quan dòng xe BMW ActiveHybrid X6 Dòng xe BMW Active Hybrid X6 (E72) mắt với giới truyền thông Frankfurt... tổng quát hệ thống truyền động hệ thống an toàn ổn định dịng 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