Đồ án nghiên cứu và thi công mô hình hệ thống chiếu sáng tự động trên ô tô

TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI

Lý do chọn đề tài

Quá trình phát triển của công nghệ chiếu sáng và tín hiệu trên xe ô tô gắn liền với sự ra đời và phát triển từ những năm cuối thế kỷ 19 cho đến nay của ngành công nghiệp ô tô Theo số liệu của Cục Quản lý An toàn Giao thông Quốc gia Hoa Kỳ (NHTSA) và Ủy ban châu Âu (EC) chỉ có 25% du lịch bằng xe hơi diễn ra vào ban đêm, nhưng hơn 40% các vụ tai nạn gây tử vong hoặc thương tích nghiêm trọng xảy ra trong thời gian này Hệ thống chịếu sáng được ví như đôi mắt của người lái xe khi trời tối và đôi mắt đó yêu cầu phải ngày càng sáng rõ Điều này đã thúc đẩy các nhà sản xuất ô tô không ngừng nghiên cứu phát triển, tìm ra các giải pháp khả thi cho cuộc cách mạng chiếu sáng trên xe.

Trong bối cảnh ngành ô tô thế giới nói chung và ngành ô tô Việt Nam nói riêng, sự phát triển mạnh mẽ với việc ứng dụng ngày càng nhiều những thành tựu công nghệ trên ô tô và việc trang bị các thiết bị điện tử hiện đại trên ô tô là tiêu chí chính để đánh giá một chiếc xe thuộc phân khúc cao cấp.

Với những yêu cầu về đào tạo những xe đời mới nhưng với lượng mô hình hiện có của bộ môn Điện ô tô chưa đủ để đáp ứng Nhận thấy hệ thống điện thân xe hiện nay được điều khiển hoàn toàn bằng hộp BCM với nhiều ưu việt nhưng chưa được cập nhật trong chương trình thực tập cho sinh viên tại khoa, chúng em quyết định chọn đề tài “Nghiên cứu và thi công mô hình hệ thống chiếu sáng và tín hiệu trên ô tô” dùng trên dòng xe Chevrolet Cruze và Camaro 2013 Mô hình hệ thống này giúp cho các buổi học thực tập của sinh viên thêm phần trực quan, thực tế.Đồng thời mô hình sẽ giúp sinh viên hiểu thêm về hệ thống chiếu sáng và tín hiệu trên xe hiện đại ngày nay, khắc sâu thêm về kiến thức về đào tạo, nguyên lý làm việc của từng hệ thống Mô hình được điều khiển toàn bộ bằng hộp BCM là công cụ đắc lực phục vụ cho công việc dạy học trong nhà trường, mang lại nhiều thế mạnh cho việc tìm hiểu của sinh viên thế hệ tiếp theo.

Mục tiêu nghiên cứu

Từ mục đích chính của đề tài đặt ra, ta sẽ có những mục tiêu nhỏ sau:

– Thực hiện nghiên cứu lý thuyết tổng quan về hệ thống chiếu sáng – tín hiệu trên xe, các hệ thống chiếu sáng mới trên các dòng xe hiện nay. – Tìm ra phương án thiết kế mô hình và thiết lập các bước thiết kế một cách khoa học.

– Thực hiện việc thiết kế mô hình hệ thống chiếu sáng tự động theo phương án đã chọn.

– Với mục đích thiết kế mô hình phục vụ cho việc giảng dạy nên mô hình phải thể hiện được tính thực tế còn phải có tính sư phạm và thẩm mỹ.– Biên soạn tập thuyết minh một cách có hệ thống, khoa học về cơ sở lý thuyết, nguyên tắc hoạt động, cấu tạo và hoạt động của mô hình hệ thống chiếu sáng tự động.

Đối tượng nghiên cứu

Công nghệ chiếu sáng trên xe hiện nay rất rộng và vẫn còn tiếp tục được các nhà nghiên cứu cải tiến và phát triển Trong phạm vi nghiên cứu của đề tài vì giới hạn về thời gian, kinh phí và khả năng nên trên lý thuyết đề tài sẽ tổng hợp một số hệ thống chiếu sáng và tín hiệu trên xe Chevrolet Cruze 2013, trên cơ sở nghiên cứu và tìm hiểu thì sẽ chỉ tập trung vào hệ thống chiếu sáng tự động trên xe ô tô.

Phạm vi nghiên cứu

Do giới hạn về thời gian, kinh phí và điều kiện thực tế trên mô hình nên đề tài chỉ tập trung nghiên cứu các hệ thống điện cơ bản như: hệ thống đèn đầu, đèn sương mù, đèn xi nhan, đèn đuôi, đèn phanh, đèn biển số Vì khó khăn trong vấn đề đáp ứng các yêu cầu của hệ thống trên mô hình nên đề tài sẽ không nghiên cứu hệ thống đèn lùi xe.

Phương pháp nghiên cứu

Với hai nhiệm vụ trọng yếu của đề tài là tìm hiểu các hệ thống chiếu sáng và tín hiệu trên xe và thiết kế, chế tạo mô hình chiếu sáng tự động, hai phương pháp nghiên cứu chính đó là phương pháp thực nghiệm kết hợp với nghiên cứu lý thuyết để tổng hợp kiến thức, chọn ra phương án khả thi nhất để có thể hoàn thành sản phẩm đáp ứng được mục tiêu ban đầu đề ra.

Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Nghiên cứu các tài liệu cấu tạo, nguyên lý hoạt động của hệ thống của hệ thống điện thân xe; nghiên cứu các sơ đồ mạch điện của các hãng xe sử dụng hộp BCM.

Phương pháp thực nghiệm: Thiết kế, chế tạo mô hình hệ thống điện thân xe điều khiển bằng BCM.

Tính ứng dụng của đề tài

Mô hình được sử dụng trong việc dạy và học Sinh viên các lớp thực tập có thể cho mô hình hoạt động, kết hợp với hướng dẫn của giảng viên có thể hiểu rõ nguyên lý hoạt động của hệ thống chiếu sáng và tín hiệu điều khiển bằng BCM.

CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Yêu cầu kỹ thuật với các hệ thống điện

Nhiệt độ trong môi trường hoạt động: Tùy theo vùng khí hậu, thiết bị điện của ôtô được chia ra làm nhiều loại: Vùng lạnh và cực lạnh như: Nga, Canada; Vùng ôn đới như: Nhật Bản, Mỹ, châu Âu; Nhiệt đới (Việt Nam, các nước Đông Nam Á, châu Phi ); Loại đặc biệt thường dùng cho những xe quân sự (sử dụng cho tất cả mọi vùng). Ngoài ra, nhiệt độ làm việc cũng liên quan đến vị trí lắp đặt của các bộ phận điện, điện tử trên xe Vùng khoang động cơ có nhiệt độ khá cao trong khi nhiệt độ tương đối ôn hòa bên trong xe [2] Độ ẩm: Các thiết bị điện phải chịu độ ẩm cao thường được dùng ở các nước nhiệt đới Độ ẩm cao cộng với không khí ô nhiễm sẽ tạo ra hỗn hợp axit loãng, gây, oxi hoá, chập mạch hoặc hư hỏng chân các linh kiện và làm tăng điện trở tiếp xúc giữa các giắc nối [2]

Sự rung xóc: Các bộ phận điện – điện tử trên ô tô phải chịu sự rung xóc với tần số từ 50 - 250 Hz, chịu được với gia tốc 150 m/s 2 [2] Điện áp: Các thiết bị trên ô tô phải chịu được điện áp cao với biên độ lên đến vài trăm volt, xuất phát từ các cuộn cảm khi có sự chuyển mạch [2] Độ bền: Tất cả các hệ thống điện ô tô phải hoạt động tốt trong khoảng 0.9 – 1.25 U định mức (U đm = 14 V hoặc 28 V) ít nhất trong thời gian bảo hành của xe.

Nhiễu điện từ: Các thiết bị điện và điện tử và chịu được nhiễu điện từ xuất phát từ hệ thống đánh lửa và các nguồn khác [2]

Tĩnh điện: Các hạt mang điện tích (âm và dương) sẽ hình thành trong quá trình ma sát (giữa lốp xe với mặt đường, giữa quần áo với ghế ngồi ) Các điện tích trái dấu sẽ tạo ra một điện tích khá lớn, khi phóng qua các chi tiết sẽ gây hư hỏng [2]

Các thành phần cơ bản trong mạch điện trên ô tô

Nguồn điện trên ô tô là nguồn điện một chiều được cung cấp bởi ắc quy (12V hoặc 24V) nếu động cơ chưa làm việc hoặc bởi máy phát điện (14V hoặc 28V) nếu động cơ đang làm việc.

Hình 2 1: Ắc quy và máy phát điện trên ô tô 2.2.2 Cầu chì

Nên sử dụng cầu chì trong mọi mạch điện để bảo vệ hệ thống dây điện khỏi bị quá nóng và hư hỏng do dòng điện quá mức gây ra do đoản mạch hoặc sự cố khác.

Cầu chì được cấu tạo bằng một dây dẫn chì bên trong vỏ bằng thủy tinh, nhựa hoặc gốm Dây chì được thiết kế để làm chảy và hở mạch nếu dòng điện quá lớn chạy qua cầu chì Mỗi cầu chì được đánh giá theo khả năng mang dòng điện tối đa của nó. Điểm kiểm tra

Cầu chì kiểu lưỡi có màu còn được gọi là cầu chì ATO và đã được sử dụng từ năm 1977 Màu nhựa của cầu chì có lưỡi cho biết cường độ dòng điện tối đa, được đo bằng A [10]

Bảng 2 1: Giá trị dòng điện và màu sắc của cầu chì lưỡi được tiêu chuẩn hoá [10]

Giá trị dòng điện Màu sắc

1 Xanh lá đậm (Dark green)

Công tắc là linh kiện phổ biến nhất để cung cấp khả năng kiểm soát dòng điện cho một thiết bị Công tắc có thể điều khiển hoạt động bật/tắt của một mạch hoặc điều khiển dòng điện chạy qua các mạch khác nhau Các tiếp điểm bên trong cụm công tắc mang dòng điện khi chúng được đóng lại Khi chúng mở, dòng điện bị dừng.

Công tắc thường mở (NO) sẽ không cho phép dòng điện chạy qua khi nó ở vị trí nghỉ Các tiếp điểm mở cho đến khi chúng bị tác động bởi một lực bên ngoài đóng chúng lại để hoàn thành mạch điện Công tắc thường đóng (NC) sẽ cho phép dòng điện chạy qua khi nó ở vị trí nghỉ Các tiếp điểm được đóng lại cho đến khi chúng bị tác động bởi một lực bên ngoài làm chúng mở ra để ngăn dòng điện chạy qua [9]

Hình 2 3: Các loại công tắc phổ biến dùng trên ô tô [9]

Hình 2 4: Các dạng tiếp điểm của công tắc [8]

Giờ đây, các công tắc chức năng chính được vận hành bằng cần gạt gắn trên cột lái đã trở thành tiêu chuẩn Các chức năng này thường bao gồm; đèn, đèn flash, còi, vòng đệm và cần gạt nước Các công tắc điều khiển khác được gắn trong tầm với của người lái trên hoặc gần bảng điều khiển thiết bị Cũng như tất cả các ràng buộc thiết kế đã được đề cập, độ tin cậy của công tắc là rất quan trọng.

2.2.4 Điện trở Điện trở là sự đối lập với dòng điện Điện trở đại diện cho tải điện đối với dòng điện Hầu hết các thiết bị điện và điện tử sử dụng điện trở có giá trị cụ thể để hạn chế và kiểm soát dòng điện Điện trở có thể được làm từ carbon hoặc từ các vật liệu khác hạn chế dòng điện và có nhiều kích cỡ và giá trị điện trở khác nhau.

Hình 2 5: Ký hiệu điện trở

Tất cả các mạch yêu cầu điện trở để hoạt động Nếu điện trở thực hiện một chức năng hữu ích, thì nó được gọi là thiết bị tải Tuy nhiên, điện trở cũng có thể được sử dụng để kiểm soát dòng điện và làm thiết bị cảm biến cho hệ thống máy tính Có một số loại nếu điện trở có thể được sử dụng trong một mạch Chúng bao gồm điện trở cố định, điện trở bước và điện trở thay đổi.

Một điện trở bước (Stepped Resistor ) có hai hoặc nhiều giá trị điện trở cố định Điện trở bước có thể được dùng trong một công tắc tích hợp Bằng cách thay đổi vị trí của công tắc, điện trở được tăng hoặc giảm trong mạch [10]

Trung bình cao Ắc quy

Hình 2 6: Ứng dụng điện trở bước trong điều khiển tốc độ motor [10]

Chiết áp là một biến trở ba dây hoạt động như một bộ chia điện áp để tạo ra tín hiệu đầu ra biến đổi liên tục tỷ lệ với vị trí cơ học Khi một chiết áp được lắp vào mạch, một chân được nối với nguồn điện Chân thứ hai được nối mass, là chân đối diện với chân thứ nhất Chân thứ ba được nối với tiếp điểm gạt (chân quét) Chân quét cảm nhận được sự sụt giảm điện áp thay đổi khi nó di chuyển qua điện trở Bởi vì dòng điện luôn chạy qua cùng một lượng điện trở nên tổng điện áp rơi đo được bằng chiết áp rất ổn định Vì lý do này, chiết áp là một loại cảm biến đầu vào phổ biến cho các máy tính trên xe. Điện áp tham chiếu

Hình 2 7: Một chiếc áp đươc sử dụng để gửi tín hiệu điện áp [10]

Một tụ điện bao gồm hai tấm dẫn điện với vật liệu cách điện giữa chúng Vật liệu cách điện thường được gọi là chất điện môi Chất này dẫn điện kém và có thể bao gồm không khí, mica, gốm, thủy tinh, giấy, nhựa hoặc bất kỳ vật liệu không dẫn điện tương tự nào [8]

Hình 2 8: Ký hiệu tụ điện

Tụ điện là linh kiện điện tử thụ động được sử dụng rất rộng rãi trong các mạch điện tử, chúng được sử dụng trong các mạch lọc nguồn, lọc nhiễu, mạch truyền tín hiệu xoay chiều, mạch tạo dao động vv

Chức năng của tụ điện:

Cuộn cảm là một linh kiện điện tử thụ động được sử dụng trong mạch điện để tạo ra một từ trường Nó được cấu tạo bởi một cuộn dây dẫn quấn thành nhiều vòng, lõi cuộn dây có thể là không khí hoặc là vật liệu dẫn từ hay lõi thép kỹ thuật [8]

Hình 2 9: Ký hiệu cuộn cảm

Chức năng của cuộn cảm:

– Dẫn dòng điện một chiều

– Chặn dòng điện cao tần

– Ghép nối tiếp hoặc song song với tụ để thành mạch cộng cưởng

– Tạo ra từ trường ứng dụng trong các thiết bị điện từ

Một số mạch sử dụng công tắc điện từ gọi là relay (rơ le) Cuộn dây trong relay có điện trở rất cao, do đó nó sẽ tiêu thụ dòng điện thấp Dòng điện thấp này được sử dụng để tạo ra từ trường sẽ đóng các tiếp điểm Relay thường mở có các điểm được đóng bởi trường điện từ và các relay thường đóng có các điểm được mở bởi từ trường Các tiếp điểm được thiết kế để dẫn dòng điện lớn cần thiết để vận hành thành phần tải điện.

Hệ thống cung cấp điện trên ô tô

Xe ô tô được trang bị rất nhiều thiết bị điện để người lái xe được an toàn và thuận tiện Hoạt động tiêu thụ điện của những phụ tải không chỉ khi xe đang chạy mà cả khi dừng hoạt động Vì vậy, xe có trang bị thêm bình ắc quy để nguồn điện và hệ thống nạp để tạo ra nguồn cung cấp điện khi động cơ đang hoạt động Hệ thống sạc cung cấp điện cho tất cả các thiết bị điện và sạc cho ắc quy [2]

Hệ thống cung cấp điện trên xe ô tô gồm các thiết bị chính sau: Ắc quy, máy phát điện, bộ chỉnh lưu (được đặt trong máy phát diện), bộ tiết chế vi mạch (được đặt trong máy phát điện), đèn báo sạc, công tắc máy.

Khi động cơ không làm việc, ắc quy được dùng để cung cấp điện cho các phụ tải điện trên xe hoạt động Khi xe vận hành, ắc quy có chức năng lưu trữ điện được sinh ra trong quá trình máy phát điện (động cơ) làm việc.

Hình 2 24: Sơ đồ hệ thống cung cấp điện tổng quát [2]

Các phụ tải điện trên ô tô

Phụ tải làm việc liên tục: gồm bơm nhiên liệu (50 - 70W), hệ thống đánh lửa (20W), kim phun (70 -100W) [2]

Phụ tải làm việc không liên tục: gồm các đèn pha (mỗi đèn 60W), cốt (mỗi đèn 55W), đèn kích thước (mỗi đèn 10W), radio (10 - 15W), các đèn báo trên bảng tableau (mỗi đèn 2W) [2]

Phụ tải làm việc trong khoảng thời gian ngắn: gồm đèn báo rẽ (4 đèn mỗi đèn 21W và 2 đèn mỗi đèn 2W), đèn thắng (2 đèn mỗi đèn 21W), motor điều khiển kính (150W), quạt làm mát động cơ (200W), quạt điều hòa nhiệt độ (2 quạt mỗi quạt 80W), motor gạt nước (30 - 65W), còi (25 - 40W), đèn sương mù (mỗi đèn 35 - 50 W), còi lùi (21W), máy khởi động (800 - 3.000W), mồi thuốc trong xe (100W), anten (dùng motor kéo 60W), hệ thống xông máy cho động cơ diesel (100 - 150W), ly hợp điện từ của máy nén trong hệ thống lạnh (60W) Ngoài ra, người ta cũng phân biệt phụ tải điện trên ô tô theo công suất và điện áp làm việc [2]

Tổng quan về hệ thống chiếu sáng và tín hiệu

2.5.1 Nhiệm vụ, yêu cầu và phân loại hệ thống đèn chiếu sáng

Nhiệm vụ: Hệ thống chiếu sáng phải đảm bảo điều kiện cho người lái ô tô khi di chuyển vào ban đêm, trong điều kiện tầm nhìn thấp và không đảm bảo an toàn [1]

Yêu cầu: Tất cả hệ thống chiếu sáng trên xe ô tô phải đảm bảo hai yếu tố cơ bản: đủ sáng tuỳ vào điều kiện bên ngoài; không làm chói mắt tài xế các phương tiện đi đối diện [1]

Phân loại: hệ thống chiếu sáng kiểu châu Âu và kiểu Mỹ [1]

Hệ thống đèn chiếu sáng bao gồm các đèn đầu: gồm đèn chiếu gần và đèn chiếu xa, được sử dụng chiếu sáng vào ban đêm đáp ứng khả năng quan sát của người lái xe Các yêu cầu về chiếu sáng của đèn đầu như: cường độ chiếu sáng, vùng chiếu sáng, góc chiếu sáng, giới hạn chiếu sáng sẽ được nói rõ phần sau Để báo tín hiệu cho người lái xe ngược chiều ta có chế độ flash (đá pha) ở đèn đầu Bên cạnh đó ta có đèn sương mù để chiếu sáng khi thời tiết có nhiều sương mù.

Hệ thống đèn chiếu sáng tín hiệu bao gồm các đèn xi nhan sử dụng khi báo rẽ hoặc báo nguy, đèn kích thước để báo kích thước xe, đèn phanh báo khi đạp phanh,…

2.5.2.1 Đèn đầu (Headlamp) Đây là hệ thống đèn được đặt ở đầu xe làm nhiệm vụ chiếu sáng đường đi phía trước trong điều kiện trời tối, giúp người lái có thể quan sát được tình trạng giao thông, chướng ngại vật để xử lý Hệ thống đèn chiếu sáng này được chia làm hai phần, bao gồm đèn cốt (Low beam) làm nhiệm vụ chiếu sáng ở khoảng gần trước đầu xe (50 – 75 m) và đèn pha (High beam) làm nhiệm vụ chiếu sáng ở khoảng cách xa hơn (180 – 250 m) [4]

2.5.2.2 Đèn sương mù (Fog Lamp) Đèn sương mù làm nhiệm vụ tăng khả năng nhận biết cho các phương tiện phía trước và phía sau trong điều kiện trời nhiều sương hoặc bụi làm giảm khả năng quan sát của người lái Đèn sương mù thường được trang bị ánh sáng vàng để tạo đặc trưng nhận diện Vị trí đèn sương mù thường đặt thấp phía dưới trước đầu xe để tránh làm chói mắt người lái chạy đối diện [4]

2.5.2.3 Đèn tín hiệu rẽ (Turn signal) và đèn khẩn cấp (Hazard) Đèn tín hiệu rẽ trên các loại phương tiện đều được quy định nằm lệch về hai bên thân xe và có màu sắc nhận biết là màu cam Tác dụng của đèn này là để người lái xe báo hiệu hướng di chuyển của mình cho các phương tiện khác thông qua việc bật/tắt đèn tín hiệu rẽ theo hướng mà mình muốn đi tiếp Đèn tín hiệu rẽ còn có nhiệm vụ làm đèn cảnh báo nguy hiểm (hazard light) khi đồng thời cùng bật tắt liên tục thông qua nút bấm hình công tắc hazard trên bảng điều khiển [4]

2.5.2.4 Đèn hậu (Tail/Stop lamp) Đèn hậu phía sau đuôi xe được quy định sử dụng màu đỏ để cảnh báo cho các phương tiện lưu thông phía sau Chức năng của đèn hậu khá đa dạng như vừa để tăng khả năng nhận biết cho các phương tiện đi phía sau, vừa làm nhiệm vụ sáng lên để cảnh báo mỗi khi người lái đạp phanh [4]

2.5.2.5 Đèn bảng số (Licence plate lamp) Đèn này phải có ánh sáng trắng nhằm soi rõ bảng số xe, được bật sáng cùng lúc với đèn pha hay cốt và đèn kích thước [4]

2.5.2.6 Đèn lùi (Back – up lamp) Đèn này được chiếu sáng khi xe ở tay số lùi (R), nhằm báo hiệu cho các xe khác và người đi đường [4]

2.5.2.7 Đèn trong xe (Interior lamp)

Gồm nhiều đèn có công suất nhỏ, ở các vị trí khác nhau trong xe với mục đích tăng tính tiện nghi và thẩm mỹ cho nội thất của xe [4]

2.5.3 Các loại bóng đèn sử dụng trên ô tô

Cấu tạo bóng đèn dây tóc gồm vỏ bóng đèn làm bằng thủy tinh, bên trong có chứa dây điện trở volfram Dây volfram khi được đặt vào một mức điện áp nhất định và được nung nóng lên đến nhiệt độ 2300 o C sẽ sinh ra luồng ánh sáng trắng Ở nhiệt độ thấp hơn ánh sáng sinh ra sẽ yếu hơn, và ngược lại nhưng nếu cung cấp điện áp đặt vào hai đầu dây volfram lớn quá điện áp định mức, nhiệt độ điện trở volfram quá lớn làm cho dây volfram bốc hơi nhanh gây hiện tượng đen bóng đèn và đốt cháy dây tóc, dây tóc bị đứt Trong bóng đèn người ta hút hết không khí ra để tạo môi trường chân không hạn chế hiện tượng oxy hóa dây điện trở volfram làm dây volfram dễ bị đốt cháy Để dây tóc bóng đèn đầu có thể phát sáng ở nhiệt độ cao hơn, có thể đặt vào bóng đèn một điện áp cao hơn, người ta bơm vào bóng đèn khí trơ Argon với áp suất thấp Với cách này cường độ chiếu sáng của bóng đèn đầu sẽ tăng thêm được khoảng 40% Với sự phát triển của bóng đèn sợi tóc và sự ra đời các loại máy phát điện gọn nhẹ có thể lắp đặt trên xe hơi thì vào năm 1910 các loại bóng đèn sợi tóc đầu tiên được sử dụng để chiếu sáng trên xe hơi [1]

Hình 2 25: Cấu tạo bóng đèn sợi đốt [1]

Năm 1913, công ty điện Bosch, Đức, đã có cách tiếp cận hợp lý đối với vấn đề này và đưa ra sản phẩm "Bosch Light" Đây là hệ thống tích hợp đèn pha, máy phát điện một chiều và bộ điều chỉnh để tránh gây phiền phức cho khách hàng nếu mua các phần tử rời rạc Tuy nhiên, vẫn xuất hiện những tranh cãi xung quanh đèn pha sử dụng điện hiện đại và các đèn pha thế hệ cũ sử dụng gas Một giải pháp mới là kết hợp đèn pha chạy bằng nhiên liệu với đèn pha điện Các loại đèn pha này cùng tồn tại cho đến sau chiến tranh thế giới lần thứ nhất Năm 1920, điện chiếm ưu thế không chỉ trong đèn pha mà còn trong cả công nghệ chế tạo xe hơi [1]

Chỉ một vài năm sau, ngành công nghiệp ô tô chứng kiến sự xâm nhập và chiếm ưu thế của đèn sử dụng khí halogen (gồm các khí Flo, Clo) Với sự ra đời của bóng đèn halogen sẽ khắc phục được hiện tượng bay hơi của dây volfram làm đen bóng thủy tinh và nâng cao tuổi thọ nhờ dây Volfram không bị bay hơi Đèn halogen chứa khí halogen như iode hoặc brôm Các chất khí này là chất xúc tác cho quá trình thăng hoa ở dây volfram Khí halogen kết hợp với volfram bay hơi ở dạng khí thành iodur volfram Hỗn hợp khí này không bám vào thủy tinh như đèn dây tóc bình thường khi bị nung nóng đến nhiệt độ bay hơi mà sự thăng hoa sẽ mang hỗn hợp iodur volfram trở về vùng khí nhiệt độ cao xung quanh tim đèn (ở nhiệt độ cao trên 1450 o C) Lúc đó, nó sẽ tách lại thành 2 chất: Volfram bám trở lại tim đèn và các phần tử khí halogen được giải phóng trở về dạng khí Khi nhiệt độ dây volfram lại được nung đến nhiệt độ bay hơi nó sẽ tiếp tục kết hợp với halogen thăng hoa và sau đó volfram lại trở lại tim đèn, quá trình này lặp lại liên tục Điều này không chỉ ngăn chặn sự đổi màu bóng đèn mà còn giữ cho tim đèn luôn hoạt động ở điều kiện tốt trong một thời gian dài Ngoài ra, nó cũng giúp đốt nóng sợi đốt một cách mạnh mẽ và cho nguồn ánh sáng tốt hơn [1]

Vỏ bóng đèn halogen được làm từ thuỷ tinh thạch anh và nhờ vậy, nó có thể chịu được nhiệt độ cao và áp suất cao từ 5 – 7 bar, nhiệt độ vỏ bóng đèn halogen phải hoạt động được ở nhiệt độ cao hơn 2500 o C Ở nhiệt độ này, khí halogen mới bốc hơi.

Sử dụng đèn halogen có độ sáng, tuổi thọ cao bóng đèn dây tóc thường và dây tóc bóng đèn halogen có thể được chế tạo có đường kính nhỏ hơn so với các bóng đèn dây tóc Vì vậy, nó giúp việc điều chỉnh tiêu cự bóng đèn dễ dàng chính xác hơn [4]

Năm 1991 đèn pha Xenon ra đời Nguồn sáng của đèn này gồm khí Xenon và một lượng nhỏ muối kim loại Bằng cách sử dụng bộ tăng áp (Ballast) tạo ra những xung ngắn với điện áp lên đến 28.000 Volt, các quầng plasma sẽ xuất hiện giữa các cực của đèn Những tia sét phóng điện giữa những đám mây tích điện và bề mặt trái đất sinh ra những luồng ánh sáng cường độ cao trong không trung Đây là ý tưởng của những nhà chế tạo nảy ra ý tưởng sản xuất ra đèn Xenon có thể sinh ra ánh sáng cường độ cao thay thế cho những thế hệ đèn dây tóc và halogen ngày càng trở nên già cỗi [1]

Hệ thống giao tiếp giữa các ECU của GM - GMLAN

Có nhiều thành phần trong xe dựa vào thông tin từ các nguồn khác nhau, truyền thông tin đến các nguồn khác nhau hoặc cả hai Các mạng truyền thông dữ liệu nối tiếp cung cấp một cách đáng tin cậy, tiết kiệm chi phí để các bộ phận khác nhau của phương tiện "nói chuyện" với nhau và chia sẻ thông tin.

GM sử dụng nhiều đường truyền thông tin khác nhau để đảm bảo việc trao đổi thông tin kịp thời và hiệu quả Khi so sánh với nhau, một số đường truyền khác nhau về bản chất như tốc độ, số lượng dây dẫn, đặc điểm tín hiệu Mặt khác, khi các đường truyền được so sánh với nhau, chúng có các đặc điểm tương tự và chỉ đơn giản là hoạt động song song Trong trường hợp này, chúng dùng để nhóm các thành phần có tính tương tác cao lại với nhau Ví dụ như: High Speed GMLAN, Chassis Expansion Điều này cho phép chúng liên lạc với nhau trên đường truyền với việc giảm tắc nghẽn thông tin, đảm bảo thông tin được trao đổi nhanh hơn và kịp thời hơn so với việc tất cả các thiết bị trên xe đều nằm trên một đường truyền.

Phần lớn thông tin tồn tại trong một mạng nhất định thường là cục bộ; tuy nhiên một số thông tin sẽ phải được chia sẽ đến các mạng khác Các mô-đun điều khiển được chỉ định là “Gateway” thực hiện chức năng truyền thông tin giữa các mạng khác nhau Một mô-đun Gateway được kết nối với ít nhất 2 mạng và sẽ tương tác với từng mạng theo chiến lược thông báo và mô hình truyền tải của nó [12]

GMLAN cung cấp khả năng cho thiết bị nhận giám sát việc truyền tin nhắn từ các thiết bị khác để xác định xem có nhận được tin nhắn quan tâm hay không. Mục đích chính là cho phép thay thế các giá trị mặc định hợp lý cho thông tin không còn được nhận nữa Ngoài ra, một thiết bị có thể đặt Mã lỗi để cho biết rằng thiết bị đó đang không còn giao tiếp nữa [12]

Hình 2 39: High Speed GMLAN Block Diagram [12]

High Speed GMLAN được sử dụng khi dữ liệu cần được trao đổi ở tốc độ đủ cao để giảm thiểu độ trễ giữa thời điểm xảy ra thay đổi giá trị cảm biến và việc nhận thông tin này bởi thiết bị điều khiển sử dụng thông tin để điều chỉnh hiệu suất hệ thống xe.

High Speed GMLAN serial data network bao gồm hai dây xoắn Một mạch tín hiệu được xác định là GMLAN-High và mạch tín hiệu kia được xác định làGMLAN-Low Ở mỗi đầu của bus dữ liệu có một điện trở đầu cuối 120 ohms giữa các mạch GMLAN-High và GMLAN-Low [11]

Hình 2 40: Mức điện áp hoạt động của mạng High Speed GMLAN [11]

Các ký hiệu dữ liệu (“1” – Recessive và “0” - Dominant) được truyền tuần tự với tốc độ 500 Kbit/s Dữ liệu được truyền qua mạng được biểu thị bằng hiệu điện thế giữa điện áp tín hiệu GMLAN-High và điện áp tín hiệu GMLAN-Low Khi hai dây ở trạng thái nghỉ, các mạch tín hiệu GMLAN-High và GMLAN-Low sẽ không được điều khiển và điều này thể hiện logic "1" – Recessive Ở trạng thái này, cả hai mạch tín hiệu đều có cùng điện áp 2,5 V Điện áp chênh lệch xấp xỉ 0 V Khi logic

"0" – Dominant được truyền đi, tín hiệu GMLAN-High được điều khiển cao hơn đến khoảng 3,5 V và mạch GMLAN-Low được điều khiển thấp hơn đến khoảng 1,5

V Điện áp chênh lệch trở thành khoảng 2,0 (+/- 0,5) v.v [12]

GMLAN Chassis Expansion Bus cơ bản là một bản sao của High SpeedGMLAN ngoại trừ việc sử dụng nó được dành riêng cho các thành phần khung gầm.Việc triển khai này phân chia tắc nghẽn thông tin giữa hai đường truyền song song giúp đảm bảo việc truyền và nhận thông tin kịp thời Đôi khi cần có sự giao tiếp giữa GMLAN Chassis Expansion Bus và High Speed GMLAN Điều này được thực hiện bằng cách sử dụng Mô-đun Kiểm soát Phanh Điện tử (EBCM) làm mô-đunGateway Do 2 mạng này hoạt động theo cùng một cách, nên chẩn đoán cho từng loại là tương tự nhau [12]

Low Speed GMLAN Bus được sử dụng trong các ứng dụng không yêu cầu tốc độ dữ liệu cao, cho phép sử dụng các thành phần ít phức tạp hơn Low Speed GMLAN Serial Data Network bao gồm một dây đơn, mạng tham chiếu mass với điện áp cao Các ký hiệu dữ liệu (“1” – Recessive và “0” - Dominant) được truyền tuần tự với tốc độ 33,3 Kbit/s Chỉ dành cho lập trình thành phần, có thể sử dụng chế độ dữ liệu tốc độ cao đặc biệt 83,3 Kbit/s [12]

Không giống như mạng dây đôi tốc độ cao, mạng dây đơn tốc độ thấp không sử dụng điện trở đầu cuối ở hai đầu của mạng.

Các ký hiệu dữ liệu được truyền qua mạng được thể hiện bằng các tín hiệu điện áp khác nhau trên bus Khi Bus GMLAN tốc độ thấp ở trạng thái nghỉ và không được điều khiển, sẽ có điện áp tín hiệu thấp khoảng 0,2 V Điều này thể hiện logic

"1" - Recessive Khi logic "0" - Dominant được truyền đi, điện áp tín hiệu được điều khiển cao hơn đến khoảng 4,0 V hoặc cao hơn [12]

Local Interconnect Network bao gồm một dây đơn với tốc độ truyền là 10,417 Kbit/s Mạng này được sử dụng để trao đổi thông tin giữa mô-đun điều khiển chính và các thiết bị thông minh khác cung cấp chức năng hỗ trợ Loại mạng này không yêu cầu dung lượng hoặc tốc độ của High Speed GMLAN hoặc Low Speed GMLAN và do đó tương đối đơn giản hơn [12]

Các ký hiệu dữ liệu (“1” - Recessive và “0” - Dominant) được truyền đi được thể hiện bằng các mức điện áp khác nhau trên đường truyền Khi mạng LIN ở trạng thái nghỉ và không được điều khiển, tín hiệu ở trạng thái điện áp cao xấp xỉ điện áp nguồn Điều này đại diện cho logic "1" Khi logic "0" được truyền đi, điện áp tín hiệu được điều khiển ở mức thấp gần chạm mass (0,0 V) [12]

 Chân 1: Low Speed GMLAN Serial Data

 Chân 6: High Speed GMLAN Serial Data (+) (1)

 Chân 12: Chassis high speed GMLAN serial bus (+)

 Chân 13: Chassis high speed GMLAN serial bus (-)

 Chân 14: High speed GMLAN serial data bus (-)

Hộp điều khiển thân xe (BCM)

BCM là viết tắt của Body Control Module nghĩa là hộp điều khiển điện thân xe Một số đầu vào, đầu ra và thông báo yêu cầu các mô-đun khác tương tác với BCM BCM cũng có các đầu vào và đầu ra rời rạc để điều khiển các chức năng điện thân xe của xe BCM được nối với đường truyền dữ liệu High Speed GMLAN, Low Speed GMLAN và nhiều đường truyền LIN và hoạt động như một Gateway kết nối giữa chúng [12]

Hình 2 45: Sơ đồ khối BCM

BCM hoạt động như chế độ chủ chế độ năng lượng (Power Mode Master – PMM) Công tắc máy là một công tắc dòng điện thấp với nhiều tín hiệu công tắc máy rời rạc đến PMM để xác định chế độ nguồn sẽ được gửi qua các đường truyền dữ liệu đến các mô-đun khác cần thông tin này; PMM sẽ kích hoạt relay và các đầu ra trực tiếp khác của PMM khi cần [12]

BCM có vai trò quan trọng trọng hệ thống điện và điện tử trên xe BCM nhận tín hiệu từ các cảm biến, các mô đun điều khiển khác đặc biệt là tín hiệu từ công tắc điều khiển từ người dùng Từ đó vận hành các hệ thống như: Hệ thống an toàn hệ thống báo động, hệ thống khóa chống trộm, điều chỉnh các bộ phận như ghế chỉnh điện, nâng hạ kính, khóa cửa, các hệ thống chiếu sáng như đèn cốt pha, đèn tín hiệu,gạt mưa rửa kính Bên cạnh đó việc giao tiếp dữ liệu chẩn đoán liên tục do BCM thực hiện cho phép phát hiện nhanh sự cố và thông báo cho người lái về việc cần thiết đến garage để thực hiện kiểm tra sửa chữa.

Hệ thống chiếu sáng và tín hiệu trên xe Chevrolet Cruze 2013

2.8.1 Các ký hiệu trên sơ đồ mạch điện xe Chevrolet Cruze 2013

Bảng 2 5: Ký hiệu nguồn điện trên sơ đồ mạch điện [12]

Ký hiệu Mô tả Điện áp ắc quy Công tắc máy ở vị trí OFF Công tắc máy ở vị trí ACC Công tắc máy ở vị trí RUN Công tắc máy ở vị trí START

Bảng 2 6: Biểu tượng chức năng mạch module trong sơ đồ mạch điện [12]

Ký hiệu Mô tả Điện trở kéo xuống Điện trở kéo lênCông tắc ngắt dương

Công tắc đóng ngắt 2 chiều

IGN Điện áp công tắc máy 5V Điện áp tham chiếu 5V AC Điện áp xoay chiều

Tham chiếu mức thấp Mass

Truyền dữ liệu kiểu nối tiếp

Bảng 2 7: Các bộ phận của bối dây điện trong sơ đồ mạch điện [12]

Cầu chì được cung cấp bởi 1 relay

Ngắt mạch Cầu chì tổng mass

Kết nối kiểu thẳng hàng

Kết nối kiểu bím tóc

Kết nối tạm thời hoặc kết nối chẩn đoán

Mối nối vật lý không hoàn chỉnh

Mối nối vật lý hoàn chỉnh 2 dây

Mối nối vật lý hoàn chỉnh 3 dây trở lên

2 dây xoắn lại với nhau

Dây dẫn được che chắn

Tham khảo mạch Đầu mũi tên tiếp tục mạch Điểm ngắt tuỳ chọn

Clip rút ngắn đầu nối

Bảng 2 8: Các công tắc và relay trong sơ đồ mạch điện [12]

Công tắc 2 vị trí thường mở Công tắc 2 vị trí thường đóng Công tắc dạng ON – OFF – ON Công tắc dạng tấm tiếp điểm (1 dây) Công tắc dạng tấm tiếp điểm (2 dây) Công tắc 3 vị trí

Công tắc 4 vị tríCông tắc 5 vị tríCông tắc 6 vị tríCông tắc – nhấn (tạm thời)Công tắc – nhấn (giữ)Công tắc – kéo (tạm thời)Công tắc – kéo (giữ)Công tắc – xoay (tạm thời)Công tắc – xoay (giữ)Công tắc – trượt (tạm thời)

Công tắc – trượt (giữ) Công tắc áp suất (tạm thời) Công tắc nhiệt độ (tạm thời) Công tắc thể tích (tạm thời) Relay 4 chân

Bảng 2 9: Thiết bị và cảm biến trong sơ đồ mạch điện [12]

Ký hiệu Mô tả Ắc quy Đèn 1 dây tóc Đèn 2 dây tóc Đèn LED Photo sensor Đồng hồ đo Diode

Biến trở NTC (hệ số âm)

Dây có thể ngắt ra Phần tử tạo nhiệt Cảm biến vị trí dạng biến trở Motor

Motor với biến trở PTC (hệ số dương) Anten

2.8.2 Sơ đồ mạch điện và các chế độ hoạt động của hệ thống chiếu sáng tín hiệu trên xe Chevrolet Cruze 2013

Chế độ LOW BEAM: chiếu gần (cốt)

BCM giám sát ba mạch tín hiệu từ công tắc đèn (Headlamp switch) Khi công tắc đèn ở vị trí AUTO, cả ba tín hiệu đều hở Khi được đặt ở vị trí AUTO, BCM giám sát đầu vào từ cảm biến ánh sáng xung quanh để xác định xem có cần đèn đầu hay không dựa trên điều kiện ánh sáng bên ngoài Khi công tắc đèn được đặt ở vị trí OFF,mạch tín hiệu OFF của công tắc đèn được nối mass, cho BCM biết rằng các đèn bên ngoài phải TẮT Với công tắc đèn ở vị trí PARK, mạch tín hiệu PARK của công tắc đèn được nối mass, cho biết rằng đèn kích thước đã được yêu cầu bật Khi công tắc đèn được đặt ở vị trí HEAD, cả tín hiệu PARK và HAED công tắc đèn được nối mass BCM phản hồi bằng cách chiếu sáng đèn kích thước và đèn cốt.

Hình 2 46: Sơ đồ mạch điện hệ thống đèn đầu [12]

Chế độ HIGH BEAM: chiếu xa (pha)

Khi đèn cốt ở trạng thái bật và công tắc đa chức năng (Multi-Function switch) ởvị trí HIGH, mạch tín hiệu HIGH của công tắc đa chức năng được nối mass BCM bật đèn pha bằng cách nối mass vào mạch điều khiển relay đèn pha để cung cấp điện cho relay đèn pha Khi relay đèn pha được cấp điện, các tiếp điểm đóng lại cho phép điện áp ắc quy chạy qua cầu chì đèn chiếu xa bên trái và bên phải tới mạch điều khiển đèn chiếu xa chiếu sáng đèn pha bên trái và bên phải.

Chế độ Daytime Running Lamps (DRL): đèn chạy ban ngày Đèn chạy ban ngày (DRL) sẽ chiếu sáng liên tục bật đèn cốt bên phải và bên trái DRL sẽ hoạt động khi đáp ứng các điều kiện sau:

– Công tắc máy ở trạng thái RUN hoặc CRANK.

– Cần số ở vị trí P (nếu hộp số tự động) hoặc nhả phanh tay (nếu hộp số thường).

– Đèn cốt và pha đều tắt.

Chế độ Flash to Pass: đá pha

Khi công tắc đa chức năng tạm thời ở vị trí FTP, tín hiệu FTP được nối mass. BCM bật đèn pha bằng cách nối mass vào mạch điều khiển relay đèn pha để cung cấp điện cho relay đèn pha Khi relay đèn pha được cấp điện, các tiếp điểm đóng lại cho phép điện áp ắc quy chạy qua cầu chì đèn chiếu xa bên trái và bên phải tới mạch điều khiển đèn chiếu xa chiếu sáng đèn pha bên trái và bên phải Điều này gây ra đèn pha chiếu sáng ở độ sáng tối đa trong giây lát.

Hình 2 47: Sơ đồ mạch điện hệ thống đèn sương mù [12]

Công tắc đèn sương mù phía trước là đầu vào của BCM và nằm trong cụm công tắc đèn (Headlamp switch) BCM cung cấp điện áp cho công tắc đèn sương mù phía trước qua mạch đèn sương mù phía trước và mạch B+ của công tắc điều chỉnh độ sáng I/P (nằm trong công tắc đèn) Khi nhấn công tắc đèn sương mù phía trước, điện áp từ mạch B+ được kéo xuống thông qua điện trở công tắc đèn sương mù phía trước Điện trở đèn sương mù phía trước là một phần của thang điện trở cũng cung cấp tín hiệu điều chỉnh độ sáng cho công tắc điều chỉnh độ sáng I/P BCM nhận tín hiệu điện áp thông qua đèn sương mù phía trước và mạch tín hiệu công tắc điều chỉnh độ sáng I/P.

Relay đèn sương mù phía trước luôn được cung cấp điện áp từ ắc quy BCM cấp điện cho relay đèn sương mù phía trước bằng cách nối mass vào mạch điều khiển relay đèn sương mù phía trước Khi relay đèn sương mù phía trước được cấp điện, các tiếp điểm của relay đóng lại và điện áp ắc quy được cấp qua cầu chì đèn sương mù phía trước đến mạch điều khiển đèn sương mù phía trước để chiếu sáng đèn sương mù phía trước.

2.8.3.3 Đèn kích thước và đèn biển số

Hình 2 48: Sơ đồ mạch điện hệ thống đèn kích thước và đèn biển số [12]

Khi công tắc đèn (Headlamp switch) được đặt ở vị trí HEAD hoặc PARK, tín hiệu PARK và HEAD được nối mass BCM phản hồi bằng cách đặt điện áp vào đèn kích thước, đèn biển số làm sáng đèn kích thước và đèn biển số.

Hệ thống đèn phanh không sử dụng công tắc phanh, công tắc đèn dừng hoặc công tắc đèn phanh Hệ thống sử dụng cảm biến vị trí bàn đạp phanh để điều khiển các chức năng này.

Cảm biến vị trí bàn đạp phanh được sử dụng để cảm nhận hành động đạp phanh của người lái Cảm biến BPP cung cấp tín hiệu điện áp tương tự sẽ tăng lên khi đạp phanh BCM cung cấp điện áp tham chiếu thấp và điện áp tham chiếu 5V cho cảm biến BPP Khi tín hiệu thay đổi đạt đến ngưỡng điện áp cho biết phanh đã được áp dụng, BCM sẽ cấp điện áp ắc quy cho mạch điều khiển đèn phanh bên trái và bên phải cũng như mạch điều khiển đèn phanh gắn trên cao ở giữa (CHMSL) chiếu sáng đèn phanh bên trái và bên phải đèn và CHMSL.

Hình 2 49: Sơ đồ mạch điện đèn phanh [12]

2.8.3.5 Đèn xi nhan và đèn khẩn cấp Đèn xi nhan: Đèn xi nhan chỉ có thể hoạt động khi công tắc máy ở vị trí ON hoặc START Khi gạt công tắc đa chức năng sang vị trí TURN LEFT hoặc TURN

RIGHT, tín hiệu đó sẽ được nối mass và chuyển đến BCM BCM đặt một điện áp dao động lên đèn xi nhan trước, sau thông qua mạch điều khiển tương ứng. Đèn khẩn cấp (Hazard): Đèn Hazard có thể được kích hoạt ở bất kỳ chế độ nguồn nào Mạch tín hiệu của công tắc Hazard tạm thời được nối mass khi nhấn công tắc BCM phản hồi đầu vào tín hiệu công tắc bằng cách cung cấp điện áp dao động cho cả bốn đèn xi nhan.

Hình 2 50: Sơ đồ mạch điện hệ thống đèn xi nhan và khẩn cấp [12]

Với hộp số tự động: Khi động cơ nổ và hộp số ở vị trí R, ECU điều khiển hộp số (TCM) gửi thông báo thông qua mạng giao tiếp GMLAN Thông báo cho biết rằng cần số ở R BCM áp dụng điện áp ắc quy cho mạch điều khiển đèn lùi chiếu sáng các đèn lùi Sau khi người lái di chuyển cần số ra khỏi vị trí R, một thông báo sẽ được gửi bởi TCM thông qua GMLAN yêu cầu BCM loại bỏ điện áp ắc quy khỏi mạch điều khiển đèn lùi Động cơ phải nổ để đèn dự phòng hoạt động.

THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG TỰ ĐỘNG TRÊN Ô TÔ

Thiết kế mô hình

3.1.1 Các chi tiết của hệ thống

 Ắc quy: Sử dụng loại ắc quy 12V để cấp nguồn cho mô hình.

 Cầu chì tổng và các cầu chì hệ thống: Sử dụng loại cầu chì lưỡi thường dùng cho ô tô Các loại cầu dùng cho mô hình gồm 30A, 15A và 10A.

Hình 3 1: Cầu chì sử dụng trên mô hình

 Công tắc máy: Sử dụng công tắc máy loại 3 chân kết hợp với relay trung gian để giả lập công tắc máy thực tế trên xe.

Hình 3 2: Sơ đồ mạch điện công tắc máy xe Chevrolet Cruze 2013 [12]

Hình 3 3: Sơ đồ giả lập công tắc máy trên mô hình

Khi bật công tắc máy sang vị trí IG, cuộn dây relay trung gian được cấp điện, hút 2 cặp tiếp điểm 5-3 và 6-4 lại với nhau Chân X3-5 được cấp điện dương 12V, chân X3-22 và X3-15 được nối lại với nhau, giả lập được công tắc máy thực tế trên xe.

Hình 3 4: Công tắc máy và relay trung gian sử dụng trên mô hình

 Hộp điều khiển thân xe: Mô hình sử dụng hộp BCM của xe Chevrolet Cruze 2013 Hộp BCM kết nối điện với các chi tiết, bộ phận khác qua các giắc được ký hiệu là K9 Body Control Module X1, X2, … X7 và được phân biệt bằng màu sắc: o X1: màu trắng o X2: màu xanh dương o X3: màu xanh lục o X4: màu đen o X5: màu nâu o X6: màu hồng o X7: màu xám

Hình 3 5: Hộp BCM sử dụng trên mô hình

Hình 3 6: Công tắc đèn đầu sử dụng trên mô hình và sơ đồ chân trên giắc

Công tắc đèn đầu (Headlamp Switch) trên xe Chevrolet Cruze:

– Chức năng điều khiển đèn đầu là dạng công tắc - xoay (giữ), có 3 vị trí làAUTO, PARK và HEAD Chế độ OFF là dạng công tắc – xoay (tạm thời)

– Chức năng điều khiển đèn sương mù trước là dạng công tắc - nhấn (tạm thời).

– Các nút nhấn chức năng như đèn sương mù sau, chỉnh độ cao đèn và độ sáng màn hình taplo không được sử dụng trong mô hình nên nhóm em xin phép không đề cập đến.

Bảng 3 1: Sơ đồ chân công tắc đèn đầu

Chân Chức năng (theo tài liệu) Ý nghĩa

1 Lighting Control Switch Reference Cấp điện áp tham chiếu cho mạch analog

3 Headlamp Switch Park Lamp Signal Tín hiệu bật đèn kích thước

4 Headlamp Switch On Signal Tín hiệu bật đèn đầu

5 Headlamp Switch Headlamps Off Signal Tín hiệu tắt đèn đầu

6 Ground Mass của công tắc

12 Lighting Control Switch Signal Tín hiệu từ mạch analog

 Công tắc đa chức năng:

Hình 3 7: Công tắc đa chức năng sử dụng trên mô hình và sơ đồ chân trên giắc

Công tắc đa chức năng (Multifunction Switch) trên xe Chevrolet Cruze:– Chức năng bật pha (High) và đá pha (Flash to Pass) là dạng công tắc – nhấn (tạm thời) ON – OFF – ON.

– Chức năng điều khiển đèn xi nhan là dạng công tắc – nhấn (giữ) ON

– Các nút nhấn chức năng Menu (chọn chế độ hiển thị trên màn hình taplo), các chức năng của hệ thống Cruise control trên công tắc không sử dụng trên mô hình nên nhóm em xin phép không đề cấp đến.

Bảng 3 2: Sơ đồ chân công tắc đa chức năng

Chân Chức năng (theo tài liệu) Ý nghĩa

1 Hazard Switch Left Turn Signal Tín hiệu đèn xi nhan trái

2 Headlamp Dimmer Switch High Beam Signal Tín hiệu bật đèn đầu

4 Headlamp Switch Flash To Pass Signal Tín hiệu đá pha

7 Hazard Switch Right Turn Signal Tín hiệu đèn xi nhan phải

 Công tắc đèn khẩn cấp: Do công tắc Hazard của xe đang khảo sát nhóm chúng em không tìm được, nên nhóm chúng em chọn công tắc Hazard trên một xe khác để thay thế.

Hình 3 8: Công tắc Hazard sử dụng trên mô hình

 Cảm biến ánh sáng: Cảm biến ánh sáng sử dụng trên mô hình là dạng cảm biến sử dụng photodiode, chính hãng của GM.

Hình 3 9: Cảm biến ánh sáng sử dụng trên mô hình

Cảm biến có 2 dây trong đó 1 dây nối với X2-10 (BCM) và dây còn lại nối mass Cảm biến gửi tín hiệu điện áp về hộp BCM với các giá trị từ 1,4 – 4,5V tuỳ vào điều kiện ánh sáng Với giá trị điện áp < 3,6V thì hộp BCM sẽ xác định là trời tối (night) và ngược lại BCM sẽ xác định là trời sáng nếu điện áp ≥ 3,6V.

Hình 3 10: Phân tích sự hoạt động của cảm biến ánh sáng bằng máy chẩn đoán

 Cảm biến vị trí bàn đạp phanh: Cảm biến vị trí bàn đạp phanh được thay thế bằng biến trở xoay, giả lập được tín hiệu từ cảm biến thực tế.

Hình 3 11: Biến trở dùng để thay cảm biến trên mô hình

Hệ thống phanh của xe Chevrolet Cruze 2013 không sử dụng công tắc bàn đạp phanh mà sử dụng cảm biến vị trí bàn đạp phanh để xác định vị trí bàn đạp phanh, từ đó hộp BCM quyết định có bật đèn phanh hay không Cảm biến có 3 dây, trong đó có 2 dây nhận nguồn 5V và mass còn 1 dây gửi tín hiệu điện áp về hộp BCM.

Hình 3 12: Phân tích cảm biến vị trí bàn đạp phanh trên máy chẩn đoán

Mô hình nhóm em sử dụng biến trở xoay có sẵn trên thị trường để giả lập tín hiệu của cảm biến vị trí bàn đạp phanh.

Các bóng đèn chiếu sáng và tín hiệu sử dụng trên mô hình:

– Đèn cốt và đèn pha: sử dụng bóng đèn hai bóng đèn riêng biệt loại halogen Đèn cốt có công suất 55W, đèn pha có công suất 60W.

Hình 3 13: Bóng đèn Halogen sử dụng làm đèn cốt và đèn pha trên mô hình

– Đèn đuôi: sử dụng bóng đèn hai dây tóc, một dây tóc cho đèn kích thước và một dây tóc cho đèn phanh Bóng đèn có công suất 21W/5W, trong đó 5W cho đèn kích thước và 21W cho đèn phanh.

Hình 3 14: Bóng đèn hai dây tóc dùng làm đèn hậu trên mô hình

– Các đèn còn lại: sử dụng đèn một dây tóc, gồm đèn xi nhan và đèn sương mù.

Hình 3 15: Bóng đèn xi nhan sử dụng trên mô hình

 Đèn hiển thị: Sử dụng đèn LED, gồm đèn báo nguồn, đèn báo pha và đèn báo sương mù.

Hình 3 16: Các bóng đèn LED hiển thị trên mô hình

 Relay đèn pha và đèn sương mù: Sử dụng relay 4 chân Denso 12V 20A.

Hình 3 17: Relay sử dụng trên mô hình

3.1.2 Thiết kế khung và mặt trình bày cho mô hình

3.1.2.1 Chọn vật liệu làm khung

Vật liệu được nhóm lựa chọn làm khung cho mô hình đó là thép hộp mạ kẽm 10x20mm và độ dày 1mm. Ưu điểm:

 Thép hộp chữ nhật bền, nhẹ, đẹp.

 Vững chắc, tính chịu nhiệt, chịu ăn mòn khá cao, giúp mô hình bền bĩ.

3.1.2.2 Chọn vật liệu làm mặt trình bày mô hình

Nhằm tạo sự thẫm mĩ cao cho mô hình, nên nhóm lựa chọn nhựa mica làm vật liệu mặt khung mô hình Đối với các mô hình dạy học, nhóm lựa chọn tấm mica là loại 5mm để đảm bảo được việc nâng đỡ chắn chắn các chi tiết. Đặc điểm mica:

 Mica tính chất bóng đều óng ánh, bề mặt phẳng mịn, sáng bóng.

 Mica có đặc tính dẻo nên dễ dàng gia công lắp ghép, uốn, ép theo ý muốn.

 Không dẫn điện, nhiệt Không thấm nước.

3.1.2.3 Thiết kế khung cho mô hình

Khung mô hình cần thiết kế cần có kết cấu chắc chắn và phù hợp với kích thước bảng của mô hình Phần thiết kế khung cho mô hình được thực hiện trên phần mềm Solidworks.

Hình 3 18: Bản thiết kế khung cho mô hình

3.1.2.4 Thiết kế mặt trình bày cho mô hình

Bố cục chính của mặt trình bày bao gồm: Vị trí thiết bị, ký hiệu và tên gọi các thiết bị, bảng chân các chế độ của hộp BCM và công tắc điều khiển, hình dạng phần cắt để gắn các thiết bị và chân giắc Phần thiết kế mặt trình bày được thực hiện trên phần mềm Corel Draw.

Hình 3 19: Bản thiết kế mặt trình bày cho mô hình 3.1.3 Thiết kế mạch điện cho mô hình

Mô hình nhóm chúng em thi công dựa vào hệ thống đèn đầu, hệ thống đèn bên ngoài và hệ thống đèn tín hiệu và khẩn cấp trên xe Chevrolet Cruze 2013 sử dụng hộp BCM để điều khiển Mô hình sẽ tập trung khai thác các chức năng điều khiển của hộp BCM theo tài liệu của hãng Chevrolet. không liên quan nhóm chúng em xin phép không trình bày Các chân giắc kết nối của hộp BCM cũng chỉ dùng các chân liên quan đến các hệ thống nghiên cứu.

Sơ đồ giắc và chức năng các chân của hộp BCM Chevrolet Cruze 2013 Các chân không được liệt kê trong các bảng là các chân không được sử dụng.

Hình 3 20: Sơ đồ các chân giắc hộp BCM Bảng 3 3: Các chân giắc của BCM được sử dụng cho mô hình

Giắc Chân Chức năng (theo tài liệu) Ý nghĩa

2 Battery Positive Voltage Nguồn dương ắc quy

9 Lighting Control Switch Tín hiệu điều khiển đèn từ

Signal công tắc đèn đầu

X1 11 Headlamp Switch Headlamps Tín hiệu Off/Auto từ công tắc

Off/Auto Signal Control đèn đầu

16 Headlamp Switch On Signal Tín hiệu bật đèn đầu từ công tắc đèn đầu

19 Brake Apply Sensor Low Chân âm của cảm biến vị trí

22 Headlamp Switch Park Lamp Tín hiệu đèn kích thước từ

Signal công tắc đèn đầu

X2 1 Battery Positive Voltage Nguồn dương ắc quy

7 Brake Apply Sensor Tín hiệu cảm biến vị trí bàn

10 Ambient Light Sensor Signal Tín hiệu từ cảm biến ánh sáng

13 Brake Apply Sensor Supply Cấp nguồn cho cảm biến vị

Voltage trí bàn đạp phanh

23 High Speed GMLAN serial High Speed GMLAN (-) data (-) (1)

24 High Speed GMLAN serial High Speed GMLAN (+) data (+) (1)

26 Hazard Switch Signal Tín hiệu công tắc đèn khẩn cấp

4 Lighting Control Switch Cấp nguồn tham chiếu cho

Reference công tắc đèn đầu

5 Ignition Voltage Tín hiệu công tắc máy (ON)

11 Headlamp Dimmer Switch Tín hiệu bật pha từ công tắc

High Beam Signal đa chức năng

X3 12 Hazard Switch Left Turn Tín hiệu rẽ trái từ công tắc đa

15 Ignition Voltage Tín hiệu công tắc máy

17 Headlamp Switch Flash To Tín hiệu đá pha từ công tắc

Pass Signal đa chức năng

22 5V Reference Điện áp tham chiếu 5V

24 Hazard Switch Right Turn Tín hiệu rẽ phải từ công tắc

1 Right Headlamp Low BeamControl Điều khiển đèn cốt phải

2 Left Headlamp Low Beam Điều khiển đèn cốt trái Control

3 Right Front Turn Signal Điều khiển đèn xi nhan phải

X4 4 Right Rear Turn Signal Điều khiển đèn xi nhan phải

5 Right Park Lamp Control Điều khiển đèn kích thước phải

6 Left Park Lamp Control Điều khiển đèn kích thước trái

7 Left Rear Stop Lamp Supply Điều khiển đèn phanh trái Voltage

13 Rear License Lamp Control Điều khiển đèn biển số

1 Left Rear Turn Signal Lamp Điều khiển đèn xi nhan trái

2 Left Front Turn Signal Lamp Điều khiển đèn xi nhan trái

3 Battery Positive Voltage Nguồn dương ắc quy X5 4 Battery Positive Voltage Nguồn dương ắc quy

7 Right Rear Stop Lamp Điều khiển đèn phanh phải Supply Voltage

13 Fog Lamp Relay Control Điều khiển relay đèn sương mù

18 Headlamp High Beam RelayControl Điều khiển relay đèn pha

18 High Speed GMLAN Serial High Speed GMLAN (+) Data (+) (1)

X6 19 High Speed GMLAN Serial High Speed GMLAN (-)

Thi công mô hình

Các bộ phận của mô hình được gá lên khung và mặt trình bày.

Hình 3 27: Tổng quan mô hình Hệ Thống Chiếu Sáng Tự Động Trên Ô Tô Bảng 3 4: Các bộ phận trên mô hình

Ký hiệu Tên chi tiết

1 INDICATOR – Các đèn hiển thị

2 BODY CONTROL MODULE – Hộp điều khiển thân xe

3 LEFT HIGH – Đèn pha trái

4 LEFT LOW – Đèn cốt trái

5 LF SIGNAL – Đèn xi nhan trái trước

6 LEFT FOG – Đèn sương mù trái

7 RIGHT HIGH – Đèn pha phải

8 RIGHT LOW – Đèn cốt phải

9 RF SIGNAL – Đèn xi nhan phải trước

10 RIGHT FOG – Đèn sương mù phải

11 FOG LAMP RL – Relay đèn sương mù

12 HIGH BEAM RL – Relay đèn pha

13 LIGHT SENSOR – Cảm biến ánh sáng

14 BPP SENSOR – Cảm biến vị trí bàn đạp phanh

15 HEADLAMP SWITCH – Công tắc đèn đầu

16 MULTI-FUNCTION SWITCH – Công tắc đa chức năng

17 HAZARD SWITCH – Công tắc đèn khẩn cấp

18 LH LAMP FUSE – Cầu chì đèn pha bên trái

19 RH LAMP FUSE – Cầu chì đèn pha bên phải

20 FOG LAMP FUSE – Cầu chì đèn sương mù

21 BATT FUSE – Cầu chì tổng

22 IG SW – Công tắc máy

23 LR SIGNAL – Đèn xi nhan trái sau

24 LEFT TAIL – Đèn đuôi trái

25 LICENSE LAMP – Đèn biển số sau

26 RR SIGNAL – Đèn xi nhan phải sau

27 RIGHT TAIL – Đèn đuôi phải

28 TROUBLE SWITCHES – Các công tắc tạo Pan

29 BATTERY – Điện áp ắc quy

Hướng dẫn sử dụng mô hình

Hoạt động của hệ thống:

– Chế độ OFF: Mặc định công tắc đèn đầu ở vị trí AUTO và hệ thống hoạt động ở chế độ đèn tự động Nếu muốn tắt đèn thì xoay công tắc đèn đầu về vị trí OFF một lần.

– Đèn kích thước (Park lamp): Xoay công tắc đèn đầu sang vị trí PARK ( ) – Đèn sương mù (Fog lamp): Công tắc máy ở vị trí ON, xoay công tắc đèn đầu sang PARK hoặc HEAD ( ), nhấn nút đèn sương mù trước( ); để tắt đèn sương mù thì nhấn nút đèn sương mù thêm một lần nữa.

– Đèn đầu – cốt (Low beam): Xoay công tắc đèn đầu sang vị trí HEAD

– Đèn tự động (Auto): Xoay công tắc đèn đầu về vị trí AUTO, BCM sẽ dựa vào điều kiện ánh sáng bên ngoài xe thông qua cảm biến ánh sáng và điều khiển hệ thống đèn cốt phù hợp.

– Đèn đầu – pha (High beam): Xoay công tắc đèn đầu sang vị trí HEAD và đẩy công tắc đa chức năng tới vị trí HIGH ( ) Để tắt chế độ pha thì đẩy công tắc đa chức năng về phía sau một lần nữa.

– Đá pha (Flash)): Kéo công tắc đa chức năng tới vị trí FTP, thả công tắc ra để ngưng đá pha.

– Đèn phanh (Stop lamp): Trên mô hình sử dụng biến trở để giả lập cảm biến vị trí bàn đạp phanh Xoay biến trở ngược chiều kim đồng hồ đèn phanh sáng; xoay ngược biến trở về vị trí đã vạch sẵn, đèn phanh tắt

– Đèn xi nhan (Turn signal lamp): Bật công tắt máy sang ON, gạt công tắt đa chức năng sang trái hoặc phải để bật xi nhan trái hoặc phải; để tắt xi nhan thì gạt công tắt lại vị trí ban đầu

– Đèn khẩn cấp (Hazard): Nhấn công tắc, tất cả đèn xi nhan đều hoạt động; nhấn công tắc thêm lần nữa, tất cả đèn xi nhan đều tắt.

CHẨN ĐOÁN VÀ SỬA CHỮA HỆ THỐNG

Các dạng hư hỏng thường gặp trên hệ thống điện ô tô

Nếu mạch điện bị hở mạch, không có dòng điện chạy qua mạch nên không gây sụt áp Có thể cho rằng lỗi hở mạch là khi ta không quan sát được dấu hiệu hoạt động của mạch Hở mạch chủ yếu là đứt dây, hở mối nối, đứt cầu chì, hư công tắc, kết nối đầu giắc không tốt. Để tìm vị trí bị hở mạch, ta có thể dùng một số dụng cụ như: Vôn kế, Ohm kế, dây nối tắt:

Vôn kế: Trước khi đo kiểm cần đảm bảo công tắc/ relay ở trạng thái đóng

(nếu có), nối que đen vôn kế với mass, que đỏ nối tại điểm cần đo, sử dụng kiến thức về mạch điện để xác định điện áp tại vị trí đo là bao nhiêu để có thể kết luận tình trạng mạch bị hở.

Ohm kế: Có thể sử dụng để kiểm tra sự thông mạch trong bất kỳ đoạn mạch nào, phải đảm bảo mạch đã được ngắt điện và ngắt các nhánh mạch song song trước khi đo kiểm Đặt 2 đầu của Ohm kế vào hai đầu mạch cần kiểm tra, sử dụng kiến thức về điện để xác định điện trở tại vị trí đó là bao nhiêu để kết luận tình trạng (thông mạch, hở mạch, tiếp xúc kém, điện trở cao…)

Dây nối tắt: Sử dụng một đoạn dây để nối tắt những phần của mạch điện, dòng điện sẽ chạy qua dây nối mà không chạy qua nhánh mạch bị nối tắt, cho phép xác định nhánh mạch nối tắt có bị hở mạch hay không Sử dụng sơ đồ mạch điện để xác định phần nào của mạch điện có thể nối tắt, đầu dây nối tắt nên nối vào phía sau của các giắc, không được phép dùng dây nối tắt qua các phụ tải.

4.1.2 Điện trở cao (High resistance)

Lỗi điện trở cao có nguyên lý tương tự như thêm một điện trở nối tiếp vào mạch điện làm ngăn cản dòng điện chạy qua Sự cản trở này có thể làm các tải trong mạch: làm việc thất thường, chỉ làm việc một phần (bóng đèn sáng mờ), hầu như không làm việc (không đủ dòng/điện áp) Trạng thái làm việc của các mối nối và vật dẫn điện là một trong những nguyên nhân của vấn đề điện trở cao: sự ăn mòn tại các mối nối, dây bị cắt hoạt xước, nối mass kém…

Bằng cách đo điện thế nơi nghi ngờ có sụt áp và so sánh chúng với điện áp ắc quy, chúng ta sẽ biết độ sụt áp do điện trở của mạch Hầu hết mạch điện thân xe thì giới hạn sụt áp cho phép sẽ vào 0,2V cho một điểm nối, 0,5V cho toàn mạch, 0,1V trong dây dẫn hoặc mối nối trong các mạch cảm biến hoặc mạch liên hệ với ECU.

Sự sụt áp xuất hiện tại tải, xác nhận rằng có dòng điện chạy qua tải Đo độ sụt áp bằng cách nối Vôn kế song song tại cực dương và mass của tải, khi công tắc máy vị trí ON.

Bất kỳ một điện trở nào trong mạch nối tiếp đều có thể gây ra sụt áp Để tách phần lỗi, chúng ta cần tìm nơi xảy ra sụt áp bằng cách:

Kiểm tra sụt áp tại phần nối mass của tải: đặt một đầu đo của vôn kế tại điểm mass của tải, đầu đo còn lại tại vị trí mass trên sườn xe, khi cấp nguồn cho mạch, nếu sự sụt áp vượt quá 0,5V (khoảng 0,2V cho một mối nối), lỗi xảy ra thường ở phần nối mass của mạch (tiếp mass kém) Nếu sự sụt áp nằm trong giới hạn cho phép, lỗi xảy ra ở phần dương của tải.

Kiểm tra sụt áp trên phần cấp nguồn dương của mạch: nối đầu que đo vôn kế vào cực dương của tải, đầu còn lại tới một cầu chì hoặc sợi dây nối cực dương của ắc quy.

Khi biết phần nào mạch điện có lỗi, sử dụng sơ đồ mạch điện để xác định điểm cần kiểm tra trong mạch điện (mối nối giữa 2 bó dây, khối giắc cắm, relay,…) đó là những nơi chúng ta tiếp tục đo sự sụt áp để phát hiện chính xác vị trí lỗi.

4.1.3 Điện trở ký sinh không mong muốn

Một tải ký sinh sẽ tiếp tục sử dụng dòng điện từ ắc quy ngay khi công tắc máy đã tắt (các hệ thống chống trộm, hệ thống định vị…) Tải ký sinh tiêu thụ dòng điện có thể chỉ nhỏ khoảng 50mA được xem xét là có thể chấp nhận được Cường độ dòng trung bình của tải ký sinh xấp xỉ 20mA hoặc nhỏ hơn phụ thuộc vào từng loại xe Tình trạng người lái xe mô tả về chuyện ắc quy bị “chết” sau khi đậu xe 1 đến 2 ngày thì nguyên nhân có thể là tải ký sinh Tải ký sinh xuất hiện thông thường do một trường hợp ngắn mạch, thường ở phần điều khiển của mạch bị nối tắt, lý do khiến tải luôn làm việc. Để chuẩn đoán mạch điện có tải ký sinh ta cần: Ngắt cầu chì cung cấp điện cho tải ký sinh, xác định phần mạch xảy ra lỗi bằng cách tháo giắc nối được cấp điện thông qua cầu chì.

Xác định lỗi và cầu chì:

– Xác định tất cả đèn và hệ thống phụ trên xe đều đã tắt.

– Dùng Ampe kế mắc nối tiếp giữa cực âm bình và cực âm tải, nếu có dòng trên 50mA thì có vấn đề điện trở ký sinh.

– Ngắt lần lượt từng cầu chì cho tới khi tải ký sinh quay về mức cho phép.

Hiện tượng ngắn mạch xuất hiện khi một phần của mạch điện bị chạm mass trước khi dòng điện đến tải Điều này làm cường độ dòng điện trong mạch tăng cao làm cầu chì bị chảy, mạch điện bị ngắt nhằm bảo vệ cho các thiết bị trong hệ thống. Để chẩn đoán lỗi ngắn mạch, ta có chút khác biệt so với tải ký sinh:

– Đã biết chính xác cầu chì nào nối với mạch bị chạm mass.

– Cần nối một tải (đèn thử, bóng đèn) ở vị trí của cầu chì khi chuẩn đoán điểm chạm mass, thông thường khi kiểm tra ta sử dụng một bóng đèn thử 12V hoặc LED thử.

– Sự ngắn mạch sẽ nằm trong bản thân tải hoặc trong dây dẫn nguồn trước tải.

Xác định vị trí cầu chì bị chảy và kiểm trạng thái cầu chì bị chảy:

– Nếu cầu chì bị nổ sạch hoặc bị cháy hết thì có thể mạch điện bị chạm mass trực tiếp, điện trở mạch điện gần như bằng 0.

– Nếu cầu chì bị chảy, dòng điện cường độ vừa phải, kiểm tra tình trạng quá tải, có thể do các thiết bị phụ gắn thêm.

– Nếu cầu chì bị nứt, có thể do khuyết điểm của cầu chì, thay thế cầu chì và kiểm tra lại hệ thống

Nếu lỗi xảy ra trên bó dây, ta cần sử dụng kỹ thuật vẽ lại đường đi của dòng điện qua các hộp nối dây: Sử dụng Ampe kềm để tách biệt sợi dây chạm mass trong khối giắc cắm theo trình tự sau:

– Xác định những giắc cắm trong hộp nối dây được cung cấp điện từ cầu chì bị hỏng.

Tạo Pan lỗi

Trên mô hình được thiết kế 9 Pan lỗi để phục vụ việc thực tập chẩn đoán hệ thống thông qua 9 công tắc Các Pan lỗi trên mô hình là Pan lỗi dạng On-Off, được thiết ké như sau:

Pan 1: Ngắt dây tín hiệu công tắc Hazard

Hình 4 1: Sơ đồ nguyên lý tạo Pan 1

Triệu chứng: không thể bật/tắt đèn Hazard

Pan 2: Ngắt mass công tắc đèn đầu

Triệu chứng: đèn AUTO bật và không thể chuyển sang chế độ PARK hay HEAD bằng công tắc đèn đầu.

Pan 3: Ngắt tín hiệu PARK công tắc đèn đầu

Triệu chứng: Không thể bật được đèn xi nhan phải.

Pan 4: Ngắt tín hiệu HIGH công tắc đa chức năng

Triệu chứng: không bật được đèn pha

Pan 5: Ngắt nguồn dương cuộn dây relay đèn sương mù

Triệu chứng: không bật được đèn sương mù

Pan 6: Ngắt tín hiệu đèn xi nhan trái sau

Triệu chứng: đèn xi nhan trái sau không hoạt động khi bật xi nhan trái hoặc bật đèn Hazard, và đèn xi nhan trái trước chớp nhanh hơn bình thường Pan 7: Ngắt mass đèn cốt trái

Triệu chứng: đèn cốt trái không sáng ở chế độ HEAD và AUTO.

Pan 8: Ngắt tín hiệu cảm biến ánh sáng

Triệu chứng: khi bật đèn ở chế độ AUTO thì đèn cốt và đèn kích thước luôn sáng dù có ánh sáng chiếu vào cảm biến ánh sáng.

Pan 9: Ngắt mass đèn đuôi phải

Triệu chứng: đèn kích thước sau phải và đèn phanh không hoạt động

Chẩn đoán và sửa chữa

Quy trình 6 bước chẩn đoán và sửa chữa hư hỏng:

Hình 4 10: Quy trình 6 bước xử lý hư hỏng [7]

Bước 1: Xác minh lời phàn nàn của khách hàng

– Xác minh lỗi mà khách hàng đề cập tới.

– Xác định có tồn tại hư hỏng hay không?

– Lỗi xảy ra ngắt quãng hay liên tục?

Bước 2: Xác định các triệu chứng có liên quan

– Xác định mức độ ảnh hưởng của mạch điện.

– Tìm ra manh mối vị trí xảy ra lỗi bằng sự hoạt động của các mạch có liên quan hoặc có liên kết với “vùng” xảy ra hư hỏng.

– Xác định chính xác những thiết bị, những mạch bị ảnh hưởng (theo lời phàn nàn của khách và bất kỳ triệu chứng nào có liên quan)

– Xác định những loại lỗi cần tìm (hở mạch, chạm mass, điện trở cao,…) – Khi nào các hư hỏng xảy ra (trong điều kiện hoạt động: công tắc máy

ON, cửa tài xế mở,…)

– Dựa trên sơ đồ mạch điện, xác định những vùng có khả năng xảy ra hư hỏng

– Xác định vị trí các phần tử cần kiểm tra

– Sửa chữa và thay thế thiết bị

– Sửa chữa một mối nối của mạch điện (các giắc nối, các cực, các điểm nối mass)

– Xác định xem lỗi đã được khắc phục hay chưa

– Chắc chắn tất cả các chức năng và đặc điểm của mạch điện đều hoạt động chính xác

 Quy ước khi tiến hành chẩn đoán trên mô hình:

+ Khi đo điện áp trên mô hình, do tính sai số đồng hồ và sụt áp điện trở tiếp xúc nên kết quả đo < 1V được hiểu như 0V.

+ Khi đo điện trở trên mô hình phải ngắt nguồn điện để tránh việc sai kết quả và hư hỏng thiết bị đo.

+ Kết quả đo điện trở được quy ước dựa vào tài liệu sửa chữa:

 Mức < 2Ω được hiểu như thông mạch.

 Mức điện trở vô cùng (hiển thị OL trên đồng hồ VOM) hoặc giá trị điện trở lớn ( > 100k Ω) được hiểu như hở mạch.

+ Khi chẩn đoán, nếu cần kiểm tra cả điện áp và điện trở thì nên kiểm tra điện áp trước.

+ Đối với các bóng đèn dây tóc, sử dụng phương pháp đo điện trở để kiểm tra, nếu đo ra một giá trị điện trở xác định thì bóng đèn còn tốt, nếu giá trị điện trở ởvô cùng thì chứng tỏ bóng đèn bị đứt.

 Do dây tóc bóng đèn làm bằng vonfram nên giá trị điện trở sẽ tăng nếu nhiệt độ tăng, nên nếu đo ở trạng thái bình thường và đo ngay sau khi đèn vừa hoạt động xong thì sẽ ra kết quả khác nhau.

 Các bóng đèn có công suất khác nhau, giá trị điện trở cũng khác nhau.

4.3.1 Chẩn đoán hư hỏng gây ra bởi Pan 1 trên mô hình

Bước 1: Xác minh hư hỏng

– Mô tả hư hỏng: Không thể bật đèn Hazard.

– Hư hỏng xảy ra là liên tục.

– Quan sát, kiểm tra các bộ phận trong hệ thống nghi ngờ có hoạt động bình thường hay không:

+ Khi bật công tắc Hazard: cả 4 đèn xi nhan đều không chớp.

+ Khi bật công tắc xi nhan trái: 2 đèn xi nhan trái chớp.

+ Khi bật công tắc xi nhan phải: 2 đèn xi nhan phải chớp.

– Từ triệu chứng quan sát đươc chúng ta có thể phán đoán được hư hỏng này nằm ở hệ thống đèn xi nhan và khẩn cấp.

– Dạng hư hỏng: hở mạch.

– Chỉ xảy ra khi bật công tắc Hazard, chế độ đèn xi nhan hoạt động bình thường.

– Đọc sơ đồ mạch điện và xác định nguyên lý hoạt động của hệ thống xảy ra hư hỏng.

– Khoanh vùng những khu vực có thể hư hỏng trên sơ đồ mạch điện

– Liệt kê các bộ phận nghi ngờ.

– Lập bảng các thông số kỹ thuật, kết quả đo được và chẩn đoán hư hỏng.

Hình 4 11: Sơ đồ mạch điện phục vụ chẩn đoán Pan 1

1: Dây tín hiệu từ BCM đến công tắc Hazard

3: Dây nối mass của công tắc Hazard

Bảng 4 3: Bảng phân tích chẩn đoán Pan 1

Kết quả Đánh kiểmtra kiểm trathức Vị trí đo đo thườngbình đo giá

1 Điện áp (HAZ) công công tắc 12V < 1V hỏngHư tắc Hazard Hazard

2 Điện trở công tắc công tắc > 100kΩ > 100kΩ Bình thường

3 Điện trở tắc Hazardvà mass điện < 2 Ω < 2 Ω thường

– Vị trí hư hỏng: Hở mạch giữa chân X2-26 (BCM) và chân tín hiệu công tắc Hazard.

– Khắc phục hư hỏng: Đưa công tắc Pan 1 về trạng thái ON.

Bước 6: Kiểm tra lại hệ thống: Hệ thống vận hành bình thường

– Mô tả hư hỏng: Đèn AUTO luôn bật, không thể chuyển sang chế độ

PARK, HEAD, OFF bằng công tắc đèn đầu.

+ Xoay công tắc đèn đầu ở vị trí PARK, đèn kích thước không sáng; bật công tắc sương mù, đèn sương mù không sáng.

+ Xoay công tắc đèn đầu ở vị trí HEAD, đèn kích thước và đèn cốt không sáng; bật công tắc đa chức năng ở vị trí HIGH, đèn pha không sáng. + Bật công tắc đa chức năng ở vị trí FTP, đèn pha nháy.

+ Khi đèn ở AUTO, xoay công tắc sang OFF, đèn không tắt.

– Từ triệu chứng quan sát đươc chúng ta có thể phán đoán được hư hỏng này nằm ở hệ thống đèn đầu.

– Dạng hư hỏng: Hở mạch

– Hư hỏng luôn xảy ra.

2: Dây dẫn từ công tắc đèn đầu tới mass.

Chân 3 công Công tắc < 2Ω < 2Ω tắc ở PARK

1 Điện trở Chân 4 công Công tắc < 2Ω < 2Ω Bình tắc ở HEAD thường

2 Điện trở Chân 6 công < 2 Ω > 100 kΩ Hư tắc và mass hỏng

Bước 5: Sửa chữa hư hỏng

– Vị trí hư hỏng: Hở mạch giữa chân 6 (công tắc đèn đầu) và mass.

– Khắc phục hư hỏng: Đưa công tắc Pan 2 về trạng thái ON

Bước 6: Kiểm tra lại hệ thống: Hệ thống hoạt động bình thường

– Mô tả hư hỏng: Không bật được đèn xi nhan phải.

+ Bật công tắc xi nhan phải, 2 đèn xi nhan không chớp.

+ Bật công tắc xi nhan trái, 2 đèn xi nhan trái chớp.

+ Bật công tắc Hazard, 4 đèn xi nhan chớp bình thường.

– Hư hỏng xảy ra khi bật công tắc xi nhan phải.

1: Dây dẫn từ chân 7 công tắc đa chức năng đến chân X2-24 (BCM)

2: Công tắc đa chức năng.

1 Điện áp Chân 7 Không bật xi 12V < 1V Hư công tắc nhan phải hỏng

2 Điện trở Chân 7 và < 2 Ω < 2 Ω Bình

– Vị trí hư hỏng: Hở mạch giữa chân X2-24 (BCM) và chân 7 (công tắc dâ chức năng).

Bước 6: Kiểm tra lại hệ thống: Hệ thống hoạt động bình thường.

– Mô tả hư hỏng: Không bật được đèn pha.

+ Xoay công tắc đèn đầu ở vị trí HEAD, đèn kích thước và đèn cốt sáng; bật công tắc đa chức năng ở vị trí HIGH, đèn pha không sáng.

+ Bật công tắc đa chức năng ở vị trí FTP, đèn pha nháy.

– Hư hỏng xảy ra khi công tắc đa chức năng ở vị trí HIGH.

1: Dây dẫn từ chân 2 (công tắc đa chức năng) đến chân X3-11 (BCM)

2: Công tắc đa chức năng.

1 Điện áp Chân 2 Không bật

12V < 1V Hư công tắc HIGH hỏng

2 Điện trở Chân 2 và Bật HIGH < 2Ω < 2Ω Bình

– Vị trí hư hỏng: Hở mạch giữa chân 2 (công tắc đa chức năng) và chân X3-

– Mô tả hư hỏng: Không thể bật đèn sương mù.

+ Công tắc đèn đầu ở vị trí PARK, đèn kích thước sáng.

+ Bật công tắc sương mù, cả 2 đèn sương mù không sáng.

– Từ triệu chứng quan sát đươc chúng ta có thể phán đoán được hư hỏng này nằm ở hệ thống đèn sương mù.

– Hư hỏng xảy ra khi công tắc đa chức năng ở vị trí HIGH.

1: Dây cấp nguồn dương cho relay đèn sương mù

3: Dây nối từ cuộn dây relay đến BCM

4: Cầu chì đèn sương mù

5: Dây cấp nguồn tham chiếu cho công tắc đèn đầu

6: Dây tín hiệu từ công tắc đèn đầu tới BCM

7: Mạch analog (mạch điện trở thang) trong công tắc đèn đầu

Kết Đánh kiểm thức Vị trí đo đo bình quả đo giá tra kiểm tra thường

Chân cuộn dây Không nhấn

Chân tiếp điểm Không nhấn 12V 12V hỏng relay công tắc

Chân 1 công tắc Không nhấn 12V 12V thường đèn đầu công tắc

Chân X1-9(BCM) Nhấn côngtắc < 12V < 12V Bình

< 12V < 12V thường tắc đèn đầu tắc

2 Điện trở 2 chân cuộn dây 170Ω 170Ω Bình thường

3 Điện trở relay (-) và X5- < 2Ω < 2Ω thường

4 Điện trở 2 cực cầu chì < 2Ω < 2Ω Bình thường

7 Điện trở Chân 1 và 12 Nhấn công 2,9kΩ 2,9kΩ Bình công tắc đèn đầu tắc thường

– Vị trí hư hỏng: Hở mạch giữa nguồn dương và cuộn dây relay đèn sương mù.

– Mô tả hư hỏng: Đèn xi nhan trái sau không hoạt động.

+ Khi bật công tắc Hazard: đèn xi nhan trái sau không chớp, 3 đèn xi nhan còn lại chớp nhanh hơn bình thường.

+ Khi bật công tắc xi nhan phải: 2 đèn xi nhan phải chớp bình thường + Khi bật công tắc xi nhan trái: đèn xi nhan trái trước chớp nhanh, đèn xi nhan trái sau không chớp

– Hư hỏng xảy ra khi công tắc Hazard, và xi nhan trái.

1: Dây tín hiệu từ chân X5-1 (BCM) đến đèn xi nhan trái sau

2: Bóng đèn xi nhan trái sau

3: Dây nối từ đèn xi nhan trái sau tới mass

1 Điện áp Chân tín hiệu Bật công 12V < 1V Hư đèn xi nhan tắc Hazard hỏng

2 Điện trở 2 cực bóng Giá trị Giá trị Bình đèn xác định xác định thường

3 Điện trở Chân âm bóng đèn và mass

– Vị trí hư hỏng: Hở mạch giữa chân X5-1 (BCM) và đèn xi nhan trái sau. – Khắc phục hư hỏng: Đưa công tắc Pan 6 về trạng thái ON

– Mô tả hư hỏng: Đèn cốt bên trái không sáng.

Bước 2: Xác nhận triệu chứng có liên quan

+ Xoay công tắc đèn đầu ở vị trí HEAD, đèn kích thước sáng, đèn cốt bên phải sáng còn đèn cốt bên trái không sáng; bật công tắc đa chức năng ở vị trí HIGH, đèn pha sáng bình thường.

+ Xoay công tắc đèn ở AUTO, đèn cốt trái không sáng khi trời tối, đèn cốt phải sáng bình thường.

Bước 3: Phân tích triệu chứng

– Hư hỏng luôn xảy ra khi bật đèn cốt.

– Đọc sơ đồ mạch điện và tìm hiểu nguyên lý hoạt động của hệ thống xảy ra hư hỏng Do Pan 7 được thiết kế dựa vào sơ đồ nguyên lý thiết kế của mô hình, nên phần nghiên cứu cũng dựa vào sơ đồ này Sự khác nhau là sơ đồ mạch điện trên xe sử dụng bóng đèn đầu là bóng 2 dây tóc cho chế độ cốt và pha, còn trên mô hình là sử dụng 2 bóng đèn 1 dây tóc.

Bước 4: Phân vùng hư hỏng

– Khoanh vùng những khu vực có thể hư hỏng trên sơ đồ nguyên lý.

Hình 4 17: Sơ đồ nguyên lý phục vụ chẩn đoán Pan 7

1: Dây dẫn từ chân X4-2 (BCM) tới bóng đèn.

3: Dây dẫn từ bóng đèn tới mass

Vùng Hình Điều kiện Giá trị

Kết quả Đánh kiểm thức Vị trí đo bình đo đo giá tra kiểm tra thường

1 Điện áp của bóng Bật đèn cốt 12V 12V thườngBình đèn

2 Điện trở 2 cực bóng Giá trị Giá trị Bình đèn xác định xác định thường

3 Điện trở của bóng < 2Ω > 100kΩ hỏngHư đèn và mass

– Vị trí hư hỏng: Hở mạch giữa bóng đèn cốt trái và mass.

– Mô tả hư hỏng: Đèn ở chế độ AUTO không tắt khi trời sáng.

+ Xoay công tắc đèn ở PARK, đèn kích thước sáng, đèn đầu không sáng + Xoay công tắc đèn ở AUTO, đèn hoạt động bình thường khi trời tối; xoay công tắc về OFF, đèn tắt.

+ Xoay công tắc đèn ở AUTO, chiếu sáng vào cảm biến, đèn vẫn sáng.

Bước 3: Phân tích triệu chứng

– Dạng hư hỏng: Hở mạch.

– Hư hỏng xảy ra khi công tắc đèn đầu ở vị trí AUTO.

Hình 4 18 Sơ đồ mạch điện phục vụ chẩn đoán Pan 8

1: Dây dẫn từ chân X2-10 (BCM) tới chân 5 cảm biến ánh sáng.

3: Dây dẫn từ chân 6 cảm biến ánh sáng tới mass.

Kết quả Đánh kiểm thức Vị trí đo đo bình đo giá tra kiểm tra thường

1 Điện trở (BCM) và chân < 2 Ω > 100 kΩ

< 2 Ω < 2 Ω Bình tắc và mass thường

Trường hợp kiểm tra thấy rằng vùng 1 và vùng 3 bình thường thì ta dùng phép loại trừ để xác định hư hỏng ở vùng 2.

– Vị trí hư hỏng: Hở mạch giữa chân X2-10 (BCM) và chân 5 (cảm biến ánh sáng)

Bước 6: Kiểm tra lại hệ thống: Hệ thống hoạt động bình thường.

– Mô tả hư hỏng: Đèn kích thước và đèn phanh bên phải không sáng.

+ Xoay công tắc đèn ở PARK, đèn kích bên trái sáng, bên phải không sáng Triệu chứng tương tự khi công tắc đèn ở HEAD và AUTO. + Đạp bàn đạp phanh, đèn phanh trái sáng, bên phải không sáng.

– Từ triệu chứng quan sát đươc chúng ta có thể phán đoán được hư hỏng này nằm ở hệ thống đèn kích thước và đèn phanh.

– Hư hỏng xảy ra khi công tắc đèn đầu ở vị trí PARK, HEAD, AUTO và khi đạp bàn đạp phanh.

– Đọc sơ đồ mạch điện và tìm hiểu nguyên lý hoạt động của hệ thống xảy ra hư hỏng Mạch đèn kích thước và đèn phanh được thể hiện chung trong một sơ đồ nguyên lý thiết kế của mô hình Nên để dễ dàng chẩn đoán thì nên lựa chọn sơ đồ nguyên lý thiết kế mô hình.

Bước 4: Phân vùng hư hỏng

Hình 4 19: Sơ đồ nguyên lý phục vụ chẩn đoán Pan 9

1: Bóng đèn hậu bên phải.

2: Dây dẫn từ bóng đèn tới mass.

Vùng Hình Điều kiện Giá trị

Cực PARK và Giá trị Giá trị Bình

1 Điện trở cực âm bóng xác định xác định thường đèn

Giá trị Giá trị cực âm bóng xác định xác định đèn

3 Điện trở Cực âm bóng < 2 Ω > 100 Bình đèn tới và mass kΩ thường

– Vị trí hư hỏng: Hở mạch giữa chân âm bóng đèn hậu bên phải và mass. – Khắc phục hư hỏng: Đưa công tắc Pan 9 về trạng thái ON

Các phiếu thực hành trên mô hình

4.4.1 Bài thực hành 1: Vận hành hệ thống chiếu sáng

KIỂM TRA VẬN HÀNH ĐO KIỂM

Bắt đầu : Kết thúc: Điểm Nhận xét của giảng viên

Nhận diện các thiết bị trong hệ thống chiếu sáng.

Vận hành hệ thống, đo kiểm và tìm hiểu nguyên lý hoạt động.

Liệt kê các hư hỏng có thể xảy ra, nguyên nhân và cách khắc phục.

Giúp cho sinh viên hiểu về nguyên lý hoạt động cơ bản của hệ thống chiếu sáng. Giúp sinh viên nắm vững cách sử dụng đồng hồ đo VOM, đo các chân công tắc, đọc hiểu sơ đồ mạch điện, cảm biến ánh sáng …

Chuẩn bị mô hình Đồng hồ đo VOM Ắc quy

Kiểm tra trước khi cấp nguồn, cấp đúng cực.

Không thực hiện bất kì thao tác cấp nguồn, đấu nối nào khác trên mô hình. Đối với các bóng đèn cốt và pha không hoạt động quá lâu (tốt nhất nên hoạt động trong 10 giây)

Bước 1: Tiếp nhận mô hình từ giảng viên.

Bước 2: Nhận diện các các thiết bị, kiểm tra bất thường (nếu có).

Bước 3: Kiểm tra điện áp ắc quy (12V) và cấp nguồn cho mô hình.

Bước 4: Vận hành hệ thống, đo kiểm (điện áp) và xác nhận nguyên lý hoạt động.

Hệ thống Điều kiện đo Vị trí đo Kết quả Ghi chú Đèn cốt (HEAD

Công tắc đèn: HEAD – LOW BEAM) Đèn pha (HEAD Công tắc đèn: HEAD

Công tắc đa chức – HIGH BEAM) năng: HIGH Đèn tự động Công tắc máy: ON

(AUTO) Công tắc đèn: AUTO

Công tắc máy: ON Đèn sương mù Công tắc đèn: PARK

(FOG LAMP) Nhấn công tắc sương mù trước một lần

Bước 5: Liệt kê các hư hỏng có thể xảy ra trên hệ thống chiếu sáng và các nguyên nhân có thể có:

6 Kết luận, đánh giá, kiến nghị (nếu có):

4.4.2 Bài thực hành 2: Vận hành hệ thống tín hiệu

Mã lớp HP: Bài thực hành:

Nhóm: KIỂM TRA VẬN HÀNH ĐO KIỂM

GVHD: HỆ THỐNG TÍN HIỆU

Thành viên 4: Điểm Nhận xét của giảng viên

Nhận diện các thiết bị trong hệ thống tín hiệu.

Vận hành hệ thống, đo kiểm và xác nhận nguyên lý hoạt động.

Liệt kê các hư hỏng có thể xảy ra, nguyên nhân và cách khắc phục.

Giúp cho sinh viên hiểu về nguyên lý hoạt động cơ bản của hệ thống tín hiệu Giúp sinh viên nắm vững cách sử dụng đồng hồ đo VOM, đọc sơ đồ mạch điện, cảm biến bàn đạp phanh, …

3 Chuẩn bị 4 Lưu ý an toàn

Chuẩn bị mô hình Kiểm tra trước khi cấp nguồn, cấp đúng cực. Đồng hồ đo VOM Không thực hiện bất kì thao tác cấp nguồn, đấu nối nào Ắc quy khác trên mô hình.

Bước 2: Nhận diện các các thiết bị, kiểm tra bất thường (nếu có).

Bước 4: Vận hành hệ thống, đo kiểm (điện áp) và xác nhận nguyên lý hoạt động.

Hệ thống Điều kiện đo Vị trí đo Kết quả Ghi chú Đèn kích thước Công tắc đèn:

(PARK LAMP) PARK Đèn phanh Công tắc máy: ON

Vặn cảm biến theo (STOP LAMP) hướng đạp phanh Đèn xi nhan trái Công tắc máy: ON

(LF SIGNAL, Công tắc đa chức

LR SIGNAL) năng: LEFT Đèn xi nhan

Công tắc máy: ON phải (RF

Công tắc đa chức SIGNAL, RR năng: RIGHT SIGNAL) Đèn khẩn cấp Công tắc máy: OFF

Bước 5: Liệt kê các hư hỏng có thể xảy ra trên hệ thống chiếu sáng và các nguyên nhân có thể có:

4.4.3 Bài thực hành 3: Thực hiện công tác chẩn đoán các Pan lỗi

Mã lớp HP: Bài thực hành:

Nhóm: CHẨN ĐOÁN HƯ HỎNG GÂY RA

Thành viên 4: Điểm Nhận xét của giảng viên

Xác định triệu chứng hư hỏng.

Thực hiện chẩn đoán theo quy trình.

Giúp cho sinh viên nắm được các phương pháp đo kiểm và tìm hiểu các hư hỏng đã được thiết kế của hệ thống từ đó xác định phương án sửa chữa để giúp cho sinh viên nắm vững kiến thức về hệ thống hơn.

3 Chuẩn bị 4 Lưu ý an toàn

Chuẩn bị mô hình Kiểm tra trước khi cấp nguồn, cấp đúng cực. Đồng hồ đo VOM Không thực hiện bất kì thao tác cấp nguồn, đấu nối nào khác Ắc quy trên mô hình. Đối với các bóng đèn cốt và pha không hoạt động quá lâu (tốt nhất nên hoạt động trong 10 giây)

Khi đo điện trở phải ngắt nguồn điện.

Bước 3: Đưa công tắc Pan … về trạng thái OFF.

Bước 4: Vận hành hệ thống, xác định triệu chứng:

Bước 5: Xác định hư hỏng nằm ở hệ thống nào:

Bước 6: Tìm sơ đồ mạch điện của hệ thống xảy ra hư hỏng và xác nhận nguyên lý hoạt động của hệ thống:

+Vẽ đường đi của dòng điện trên sơ đồ

+ Khoanh vùng bộ phận xảy ra hư hỏng trên sơ đồ

Bước 7: Xác định loại hư hỏng:

Bước 8: Liệt kê các bộ phận có thể gây ra hư hỏng và đánh dấu trên sơ đồ.

Bước 9: Xác định các điểm nghi ngờ cần kiểm tra, đo kiểm và liệt kê các thông số, kết quả đo được để tiến hành chẩn đoán:

Bước 10: Xác định nguyên nhân hư hỏng là:

Bước 11: Khắc phục hư hỏng bằng cách đưa công tắc Pan … về trạng thái ON. Tiến hành đo lại kết quả tại vị trí hư hỏng để so sánh:

Định dạng
Số trang	130
Dung lượng	10,54 MB