81 Trang 6 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮTABS: Hệ thống chống bó cứng bánh xe khi phanh EBD: Hệ thống phân phối lực phanh điện tửTRC: Hệ thống kiểm soát lực kéo AYC: Hệ thống điều
LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN HỆ THỐNG ESP
Hệ thống ABS lần đầu tiên được lắp trên ô tô vào năm 1978 Trên thế giới nhiều hãng đã đi sâu nghiên cứu để trang bị cho ô tô của mình như: Ford, GM, Bendix, Fiat, Toyota, Hệ thống ABS có hiệu quả rất cao trong việc chống hãm cứng bánh xe khi phanh Tuy nhiên hệ thống ABS thông thường chỉ có tác dụng trong việc hãm cứng bánh xe mà không có hiệu quả trong việc phân bố lực phanh cho các bánh xe khi trọng tải trên các cầu thay đổi, vì thế mà hiệu quả phanh đạt được là không cao nhất Chỉ một vài năm sau đó nó đã trở thành hệ thống chống trượt quay ASR (đã phổ biến vào năm 1987), một phát triển tiên tiến của ABS được thiết kế kiểm soát sự tác động lẫn nhau của các lực theo chiều dọc giữa những lốp xe và mặt đường không chỉ trong suốt quá trình phanh, mà còn cho thời điểm đầu tiên trong khoảng thời gian tăng tốc Sau đó nó trở thành khóa vi sai tự động ASD (năm 1985)
Nhằm nâng cao tính ổn định và an toàn của xe trong mọi chế độ hoạt động như khi xe khởi hành hay tăng tốc, khi vào đường vòng với tốc độ cao, hay phanh trong những trường hợp khẩn cấp hệ thống ABS đã được tích hợp thêm với nhiều hệ thống khác:
Hệ thống ABS kết hợp với hệ thống phân phối lực phanh điện tử EBD (Electronic Brake force Distribution) E- BD là một công nghệ cho phép tăng lực phanh của xe hoặc ứng dụng một cách tự động tùy theo điều kiện đường, tốc độ của xe, tải trọng của xe EBD theo dõi quá một cách tự động thông qua các cảm biến những điều kiện của đường theo dõi áp suất của bàn đạp phanh, tải trọng của xe để xác định thời điểm áp dụng lực ép tới các xy lanh bánh xe Các cảm biến được thiết kế để theo dõi sự chuyển động của các bánh xe và xác định dựa trên cơ sở tải trọng, thông số mà các bánh xe phải sử dụng lực tác dụng nhiều nhất ứng với từng điều kiện Nhờ sự phân phối lực phanh một cách chính xác tự động kết hợp với hệ thống
ABS sẽ làm tăng khả năng chống bó cứng bánh xe trong các điều kiện chuyển động khác nhau như khi quay vòng Nhờ đó tăng tính ổn định hướng chuyển động của xe
Hệ thống ABS kết hợp với hệ thống kiểm soát lực kéo TRC ( Traction Control System) Hệ thống này thiết kế dựa trên cơ sở của hệ thống ABS Khi có hiện tượng trượt quay của bánh xe, hệ thống TRC sẽ có đồng thời hai tác dụng: làm giảm mô men xoắn của động cơ bằng cách đóng bớt bướm ga mà không phụ thuộc vào ý định của người lái và cùng lúc đó kết hợp với hệ thống ABS điều khiển hệ thống phanh tác dụng lên các bánh xe chủ động,vì vậy làm giảm mô men kéo truyền tới mặt đường tới một giá trị phù hợp Nhờ đó xe có thể khởi động và tăng tốc một cách nhanh chóng và ổn định
Trên một số xe hiện nay trong trường hợp phanh khẩn cấp như gặp chương ngại vật độ ngột người lái xe đặc biệt là người thiếu kinh nghiệm thường hoang mang và phản ứng không kịp thời nên đạp c ân lên bàn phanh không đủ mạnhh , do đó không đủ lục phanh để dừng xe Lực phanh tác dụng lên bàn đạp cũng yếu dần đi trong quá trình phanh làm giảm tác dụng phanh.Bằng cách nhận biết tốc độ và lực tác dụng lên bàn đạp phanh của người lái xe, một hệ thống trợ lực phanh khẩn cấp BAS – Brake Assist System sẽ tự động cung cấp thêm một lực phanh lớn hơn nhiều so với lực phanh do người lái tạo ra để dừng hẳn xe.
Do sự phát triển, ngày nay ESP là kết hợp của tất cả các hệ thống trên ESP ngày càng được tích hợp nhiều hệ thống đi cùng để nhằm tăng tính an toàn cho xe ESP là tên viết tắt của (Electronic Stability Program) ESP có tác dụng hạn chế việc xe bị trượt khi chạy trên mặt đường trơn, nhiều sỏi đá hoặc trong thao tác bẻ lái một góc quá lớn và đột ngột của tài xế Nó tự động chuyển hướng hoặc dừng xe, giúp người lái kiểm soát được những tình huống nguy hiểm
Tóm lại: ESP là hệ thống hỗ trợ, làm tăng thêm hiệu quả của hệ thống chống bó cứng (ABS anti lock braking system) và hệ thống điều khiển sức kéo (điều khiển - mô men xoắn) Trong quá trình xe chạy trên đường xấu khi phanh gấp chuyển hướng hoặc bó cua đột ngột, điều khiển của các xế có thể không thích hợp với tốc trượt, văng đi theo quán tính hoặc lật xe Trong trường hợp này các cảm biến của ESP sẽ ghi nhận dữ liệu, bộ xử lý (The automatic reaction) sẽ so sánh trên cơ sở những dữ liệu được lập trình sẵn (tùy theo từng hãng sản xuất), đưa ra giải pháp tối ưu điều khiển các cơ cấu tự động khiến cho xe lấy lại tính cân bằng Đặc biệt ESP có tác dụng lấy lại sự cân bằng cho xe trong trường hợp đầu xe bám đường ít hơn (under-steering) khiến cho xe có xu hướng không ôm vào cua (gọi là xuống ruộng) hoặc khi mông xe bám đường ít hơn (over-steering) Một vài hệ thống ESP còn đưọc kết nối với hệ thống Powertrain Controller (hệ thống điều khiển đồng bộ hóa động cơ) ESP được thiết kế trên cơ sở hệ thồng ABS với những thuộc tình được nâng cao hơn Nó tham gia vào cả việc điều khiển biên độ những xung tín hiệu từ
Bộ xử lý trung tâm (ECU) đến các bộ phận điều khiển khác trong trường hợp sensor cảm biến nhận thấy sự mất trọng tâm xe Các hệ thống sẽ tự động điều chỉnh để mang lại tính câm bằng tối đa có thể cho xe
Sự phát triển của hệ thống ESP:
Tháng 3 năm 1994, tại thị trấn Arjeplog, Bắc Thụy Điển, hai chiếc xe được thử nghiệm của Mercedes Benz chạy vòng quanh hồ Hornovan với mặt hồ động cứng - vì giá lạnh Trong khi một chiếc duy trì sự định hướng ổn định theo hướng hình oval quanh hồ, tài xế của chiếc xe thứ hai đã gặp vấn đề để giữ vững chiếc xe trên đường thử Phía đuôi của chiếc xe bị đảo qua đảo lại nhiều lần trên đường vòng có đóng băng, bắt buộc người tài xế phải đánh ngược tay lái và tăng tốc lại một lần nữa Những diễn biến này được theo dõi chặt chẽ từ lề đường bởi các nhà báo từ khắp nơi trên thế giới Họ đang làm chứng cho một mốc lịch sử quan trọng trong công nghệ ô tô được phát triển chung bởi Mercedes-Benz và Robert Bosch GmbH – chiếc xe thử nghiệm với khả năng duy trì sự ổn định tốt đã được trang bị hệ thống an toàn chủ động ESP Trong tình huống này, hệ thống chống bó cứng phanh (ABS) đã hoạt động mượt mà cùng ESP
Hình 1.1: Thử nghiệm hệ thống ESP trên xe Mercedes với chiếc bên phải có ESP
Có hệ thống ABS khá sớm nhưng các kỹ sư của Mercedes Benz đã không - dừng lại Mục tiêu kế tiếp của họ là cải thiện sự an toàn chủ động cho mọi hoàn cảnh trên góc cua, khi chuyển hướng để tránh chướng ngại vật hay sự tác động – của bất kỳ chiếc xe nào khác kéo theo lực tạt ngang và với một rủi ro cao của sự trượt bánh xe Vì lý do này công ty đã trình làng một dự án phát triển đầy tham vọng Làm việc với chủ đề “Kiểm soát trượt ngang” các kỹ sư đã khảo sát những khả năng kỹ thuật để tính toán những hành động trượt bánh của chiếc xe và giảm điều này bằng phương pháp can thiệp có lựa chọn vào bánh răng, động cơ và bộ truyền động Sau các mô phỏng và những kiểm tra sơ bộ bằng máy tính trên phạm vi rộng, các nguyên mẫu đầu tiên được trang bị với một hệ thống đã được thử nghiệm vào năm 1987 và trong các năm sau đó, nó đã được theo dõi sát sao trên nhiều ngàn km đường thử nghiệm Trong cùng thời điểm, chương trình lái mô phỏng ở Berlin đã đã chứng tỏ khả năng làm việc của hệ thống này Tại đây các kỹ sư của Mercedes-Benz đã yêu cầu 80 người chơi xe ô tô lái với vận tốc 100 km/h dọc theo một con đường ảo trong thành phố mà trên đó những nguy hiểm từ lớp băng phủ trên mặt đường và bị che khuất trong bốn góc đường Tình huống này làm khả năng bám đường của các chiếc xe giảm hơn 30% so với điều kiện thường Những kết quả của thử nghiệm cho thấy rằng nếu không có ESP, 78% tài xế thực hiện bài thử nghiệm không có cơ hội giữ cho chiếc xe vào cua an toàn, dẫn đầu là rủi ro trượt ngang liên tiếp Tuy nhiên, khi sử dụng hệ thống lái an toàn chủ động, tất cả những tài xế thực hiện bài kiểm tra đã không gặp rủi ro và trượt bánh xe Không còn gì thắc mắc, những kỹ sư đã không cho thời gian lãng phí để đưa ESP vào thử nghiệm trên đường thật Hàng loạt phát triển đã bắt đầu vào năm 1992 Hơn 40 kỹ sư từ Mercedes Benz và Bosch đã làm việc cùng nhau trên một dự án - tiên phong, mà cuối cùng đã lên đến đỉnh điểm trong sự trình làng liên tiếp vào năm
Năm 1997, Cadillac công bố hệ thống cân bằng điện tử của mình với cái tên STS (StabiliTrak stability) Giống như hệ thống của BMW và Mercedes, Cadillac sử dụng 3 vị trí cảm biến, đó là cảm biến góc lái, cảm biến hướng của xe và cảm biến tốc độ bánh xe Năm 1998, Lexus đưa ra cái tên VSC (Vehicle Stability Control) cho hệ thống cân bằng điện tử của mình Ngoài việc trang bị các cảm biến như Cadillac hay Mercedes, Lexus lắp thêm cảm biến đo áp suất phanh nhằm phối hợp với hệ thống phân bổ lực phanh EBD, giúp xe đạt trạng thái ổn định nhất.
Có thể nói ESP là hệ thống còn rất mới mẻ đối với nước ta nhưng trên thế giới thì ESP đã trở thành một hệ thống khá quen thuộc đối với ngành công nghiệp ô tô nói riêng và với người sử dụng ô tô nói chung Sự phổ biến của hệ thống này có thể thấy rõ qua những số liệu sau: ESP là tiêu chuẩn trên 40% xe khách năm 2006 và tuỳ chọn trên 15% với các loại xe khác tại Đức Nó là tiêu chuẩn trên mọi xe: Audi
2006, BMW, Infiniti, Mercedes-Benz, Porsche Tám hãng chế tạo ô tô khác là: Cadillac , Jaguard, Randrover, Lexus, Mini, Toyota, Volkswagen, Volvo cũng đã đưa ra ít nhất là tùy chọn trên tất cả các mẫu xe.
Sau những nghiên cứu trong năm 2004 của cục an toàn giao thông quốc gia Mỹ, một số nhà sản xuất thông báo kế hoạch chế tạo chuẩn ESP trên tất cả các mẫu xe SUV Tỷ lệ những xe SUV có trang bị ESP như một thiết bị chuẩn đã và đang phát triển nhanh trên thị trường ô tô Hiện tại khoảng 70% số xe thể thao đa dụng SUV và 40% xe du lịch tại Mỹ được trang bị ESP như một thiết bị tiêu chuẩn Mới đây viện nghiên cứu bảo hiểm an toàn giao thông quốc gia Mỹ(IIHS) tuyên bố “Hệ
CẤU TRÚC VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA CÁC LOẠI ESP
Các nguyên nhân gây mất ổn định của xe và cách khắc phục
Trước hết chúng ta cần hiểu thế nào là tính ổn định của ô tô Nói một cách khái quát, tính ổn định của ô tô là khả năng đảm bảo giữ được quỹ đạo chuyển động theo yêu cầu trong mọi điều kiện chuyển động khác nhau Tùy thuộc điều kiện sử dụng, ô tô có thể đứng yên, chuyển động trên đường dốc (đường có góc nghiêng dọc hoặc nghiêng ngang), có thể quay vòng hoặc phanh ở các loại đường khác nhau (đường tốt, đường xấu, đường trơn trượt ) Trong những điều kiện chuyển động phức tạp như vậy, ô tô phải giữ được quỹ đạo chuyển động của nó sao cho không bị lật đổ, không bị trượt hoăc xe không bị nghiêng, cầu xe bị quay lệch trong giới hạn cho phép để đảm bảo cho xe chuyển động an toàn Như vậy sự mất ổn định của ô tô xẩy xa trong các quá trình phanh, quay vòng và tăng tốc Nghiên cứu các quá trình này sẽ cho ta các biện pháp nhằm đảm bảo cho xe làm việc ổn định, giữ được quỹ đạo chuyển động như mong muốn.
2.1.1 Động lực học của ô tô khi phanh
• Quan hệ giữa lốp và mặt đường :
Lực phanh sinh ra ở mỗi bánh của ô tô trong suốt quá trình phanh là một hàm của phản lực từ mặt đường tác dụng vuông góc lên bánh xe và hệ số bám giữa lốp và mặt đường
Ta có sơ đồ động lực học của ô tô như sau :
Hình 2.1 Sơ đồ lực tác dụng lên ô tô khi chuyển động trên đường bằng
Quan hệ giữa trọng lượng đặt lên bánh xe và lực phanh được biểu diễn bởi công thức (1-1): td x G
Trong đó : Fx - Lực phanh ϕ - Hệ số bám giữa lốp và mặt đường
G td- Tải trọng tĩnh và động đặt lên bánh xe Mối quan hệ giữa lực phanh và hệ số trượt có thể hiểu rõ hơn qua đồ thị hình 2.2
Hình 2.2: Quan hệ giữa lực phanh với độ trượt trêncác mặt đường khác nhau
Xem xét đồ thị trên ta có một số kết luận sau:
+ Lực phanh sinh ra phụ thuộc vào mức độ trượt bánh xe Nếu bánh xe trượt hoàn toàn, không có lực phanh Mối quan hệ này là nguyên tắc cơ bản để hiểu quá trình phanh và không dễ quan sát khi độ trượt gần 100% (bánh xe trượt lết hoàn toàn) khó nhận thấy khi không có thiết bị chuyên dùng.
+ Lực phanh cao nhất có được khi mức độ trượt nằm trong khoảng 10 ÷ 30% Khi cung cấp lực phanh quá lớn sẽ gây ra trượt 100 % và như thế sẽ không sinh ra lực phanh cực đại, vì vậy cần điều khiển áp suất phanh cung cấp bằng kỹ năng của
+ Lực phanh sinh ra biến đổi nhiều theo bề mặt đường Quãng đường phanh và gia tốc phanh rất dễ nhận ra khi phanh trên đường asphalt khô so sánh với phanh trên đường đóng băng.
+ Khi vượt qua điểm có hệ số bám lớn nhất đường cong ϕ ( ) ( - λ λ độ trượt) sẽ đi xuống Điều này nói lên rằng, khi lực phanh bằng với lực bám cực đại thì tăng thêm lực phanh cũng không có kết quả và giải thích được vì sao một người lái có kinh nghiệm có thể đạt được quãng đường phanh ngắn hơn đáng kể hơn một người lái xe thiếu kinh nghiệm
+ Một đặc điểm khác quan trọng của lốp ôtô trong khi phanh sinh ra lực bên chống lại sự trượt bên Phản lực bên là lực giữ cho lốp xe khỏi trượt theo phương vuông góc với phương chuyển động của xe Công thức lực bên được viết như sau: td y y G
Trong đó : Fy - lực bên ϕ y - hệ số bám ngang giữa lốp và mặt đường.
+ Hệ số bám ngang giảm nhanh khi một bánh xe bắt đầu trượt dọc Khi bánh sau trượt quá lớn dẫn đến mất lực bên sẽ góp phần làm không ổn định phần đuôi xe dẫn đến sự trượt ngang khi có lực bên nhỏ tác động vào xe Bánh xe trượt quá lớn dẫn đến mất lực bên tác động lên các bánh trước của xe làm tăng khả năng mất lái, hiện tượng mất lái này thường xảy ra khi phanh gấp trên đường có hệ số bám thấp như đường đóng băng, tác dụng lực phanh quá lớn làm cho lốp ở trạng thái trượt 100%. + Trong quá trình phanh ô tô thường xảy ra sự trượt tương đối của bánh xe với mặt đường, mà hệ số bám của bánh xe và mắt đường lại phụ thuộc rất nhiều vào độ trượt này, do đó làm ảnh hưởng đến chất lượng phanh Sự thay đổi của lực bám theo độ trượt được chỉ rõ trên đồ thị thực nghiệm sau:
Hình 2.3:Đồ thị thay đổi hệ số bám dọc và ngang theo độ trượt tương đối của bánh xe khi phanh
-Độ trượt tương đối λ được xác định theo công thức sau:
Trong đó : V: vận tốc của xe ωbx: vận tốc của bánh xe khi phanh rbx: bán kính làm việc của bánh xe;
+ Từ đồ thi trên ta thấy hệ số bám dọc đạt giá trị cực đại ở giá trị độ trượt tối ưu Thực nghiệm chứng tỏ rằng giá tri hệ số bám dọc đạt được cực đại, khi độ trượt nằm trong khoảng (10 30)%, ở giá trị độ trượt λ- o tối ưu này không những đảm bảo cho hệ số bám dọc có giá trị cực đại mà còn cho giá trị hệ số bám ngang khá cao.Như vậy giữ cho quá trình phanh xảy ra ở vùng trượt tối ưu của bánh xe λ o thì sẽ đạt có được điều đó thì lái xe trong quá trình phanh phải thực hiện thao tác đạp nhả- - đạp liên tục trong khoảng thời gian vô cùng nhỏ Tuy nhiên trong thời gian phanh gấp lái xe không thể đủ thời gian để thực hiện những thao tác đó, Do vậy khi phanh trong tình trạng khẩn cấp, lực phạnh tạo ra do lái xe thường lớn hơn lực phanh tối ưu, điều này dẫn đến bó cứng bánh xe, làm mất khả năng kiểm soát của lái xe cả về hướng và khả năng điều khiển phanh dẫn đến gây ra tai nạn Để giúp cho lái xe có thể phanh với hiệu quả phanh tối ưu, tức là phanh trong trạng thái gấp với hệ số trượt tối ưu thì các ô tô hiện đại ngày nay đã được trang bị hệ thống chống bố cứng phanh ABS Hệ thống này dùng một bộ vi xử lý để xác định tình trạng quay của 4 bánh xe trong khi phanh và có thể tự động điều khiển tăng giảm lực phanh để đảm bảo cho quá trình phanh không xảy ra hiện tượng bó cứng bánh xe. Để đánh giá tính ổn định dẫn hướng của ôtô khi phanh người ta dùng một số chỉ tiêu sau:
- Góc lệch βcủa ôtô khi phanh, về mặt lý thuyết góc này xác định được.
- Hành lang cho phép mà ôtô không được vượt ra ngoài ở cuối quá trình phanh.
- Hệ số không đồng đều lực phanh.
2.1.2 Động lực học ô tô khi khởi hành và tăng tốc Ở đường có hệ số bám thấp, chẳng hạn như đường băng, tuyết hay đường ướt, bánh xe chủ động sẽ bị quay tại chỗ nếu xe khởi hành hay tăng tốc nhanh, làm mất mát mômen chủ động và có thể làm trượt xe Mômen cực đại có thể truyền đến các bánh xe được quyết định bởi hệ số ma sát giữa lốp xe và mặt đường Nếu cố truyền mômen đến các bánh xe vượt quá mức này, nó sẽ làm bánh xe dễ bị trượt quay Việc đảm bảo mômen phù hợp với hệ số ma sát trong các trường hợp này đôi khi không dễ dàng với cả người lái Ở phần lớn các trường hợp, khi khởi hành xe đột ngột, người lái đạp chân ga quá mạnh và làm bánh xe bị trượt quay, mất mát lực kéo và mômen Hệ thống điều khiển lực kéo (TRC) giảm mômen xoắn của động cơ khi bánh xe bắt đầu trượt quay không phụ thuộc vào ý định của người lái, cùng lúc đó nó điều khiển hệ thống phanh vì vậy giảm mômen truyền đến mặt đường tới một giá trị phù hợp Vì vậy có thể khởi hành và tăng tốc một cách nhanh chóng và ổn định Trên hình 2.1 là sơ đồ khối của hệ thống TRC:
Hình 2.4: Sơ đồ khối hệ thống điều khiển lực kéo
Yêu cầu thiết yếu của các hệ thống điều khiển lực kéo là tối ưu hóa tính ổn định của xe (với cầu sau chủ động) và điều khiển tính dẫn hướng (với cầu trước chủ động) duy trì khả năng bám bên thích hợp Phương thức cơ bản nhất đạt được bằng điều khiển riêng mô men động cơ Tất cả các bánh xe chủ động được truyền lực kéo như nhau, tương ứng với khả năng bám ở bánh xe có lực bám thấp và vì vậy khả năng bám bên ở các bánh xe có độ bám dọc lớn sẽ lớn hơn Khi khả năng bám xấp xỉ ở tất cả các bánh chủ động, hệ thống làm tăng tính ổn định của xe (điều khiển tính dẫn hướng) Khi tăng lực kéo, các bánh xe trượt lết nên có thể không điều khiển được xe Hệ thống điều khiển lực kéo kết hợp chặt chẽ với bộ điều khiển mô men động cơ và bổ sung thêm phanh (hoặc điều khiển vi sai) có thể áp dụng đồng thời để đảm bảo tính ổn định của xe (điều khiển tính dẫn hướng) và tối ưu sự tăng tốc Bộ điều khiển mômen động cơ là phương pháp được ưu tiên trên các mặt đường có đủ điều kiện bám đồng nhất, trong khi tác dụng lực phanh (hoặc điều khiển vi sai) cung cấp sự tăng tốc tối ưu ở tất cả các bánh xe chủ động.
Bộ điều khiển thuỷ Chẩn đoán Đánh lửaBướm gaXylanh phanh
Hình 2.5: Các lực tác dụng lên hai bánh xe khi tăng tốc trên đường có hệ số bám không đồng nhất
Lực kéo cực đại có thể đươc tính như sau:
FH:Lực kéo ở bánh có hệ số bám cao.
FL: Lực kéo ở bánh có hệ số bám thấp.
FB:Lực phanh. ϕL: Hệ số bám thấp. ϕ H: Hệ số bám cao.
Lực tăng tốc được truyền khi xe đi thẳng cũng như khi quay vòng về nguyên tắc là như nhau cũng tương tự như trong quá trình phanh Độ trượt khi phanh là:
- Độ trượt khi tăng tốc rV V
Trong đó: λA và λ B lần lượt là độ trượt khi tăng tốc và khi phanh. Độ trượt khi tăng tốc có thể nằm trong khoảng từ 0 tới rất cao và thường được sử dụng để mô tả các điều kiện có thể xảy ra khi các bánh chủ động trượt quay khi tăng tốc lúc khởi hành Hình 2.6 tới hình 2 mô tả quá trình tăng tốc và hệ số bám bên là 9 một hàm của độ trượt khi tăng tốc
Hình dưới đây cung cấp mối quan hệ giữa hệ số bám dọc và độ trượt khi tăng tốc trên đường thẳng Yêu cầu duy trì độ bám bên nhỏ ở những điều kiện này (ví dụ sự bù gió bên), sự duy trì lực kéo mới là nhân tố chính.
Hình 2.6: Quan hệ giữa hệ số bám dọc với độ trượt khi tăng tốc
Hình 2.7: Đồ thị hệ số bám ngang theo góc trượt
Hình 2.7 là đồ thị quan hệ giữa hệ số bám ngang với góc trượt Góc trượt ngang α tới hạn nằm trong khoảng 12- 15 0 Để điều khiển phanh, cần phải xem xét đến cả lực bên.
0.2 Đường đóng băng Đường nhiều tuyết Đường cát xốp, sỏi Đường khô
Hệ số lực tăng tốc
Hệ số bám ngang à x Độ trượt khi tăng tốc
Trên những mặt đường khô, lực tăng tốc cực đại có thể đạt được ở độ trượt từ 10-30
%, khi lực kéo tăng khoảng 5 10 % có thể dẫn đến trượt các bánh xe chủ động.-
Hình 2.8: Hệ số bám dọc và hệ số bám ngang ở các góc trượt khác nhau trên đường khô.
Các hệ thống điều khiển ổn định
Hệ thống ESP gồm các khác nhau, loại điều khiển 2 kênh phía trước kiểm soát trượt ngang chỉ sử dụng phanh bánh trước và loại điều khiển 4 kênh sử dụng các phanh ở cả bốn bánh xe Loại hệ thống sử dụng được chỉ định liên quan đến kiểu xe đang thảo luận và sự khác nhau tồn tại trong các bộ phận và vận hành tương ứng
Lưu ý rằng loại điều khiển 2 kênh và loại điều khiển 4 kênh thể hiện sự khác nhau về cấu hình.
2.2.1 Hệ thống ESP điều khiển 2 kênh
Hệ thống ESP điều khiển 2 kênh bao gồm các bộ phận chính sau:
+ Bộ mô đun (hoặc bộ thủy lực) - ESP
+ Cảm biến tốc độ bánh xe (x4)
+ Cảm biến góc hệ thống lái
+ Cảm biến gia tốc ngang
Hình 2.11: Sơ đồ hệ thống ESP điều khiển 2 kênh
Hệ thống ESP điều khiển 4 kênh bao gồm các bộ phận chính sau:
+ Bộ điều khiển mô đun - ESP
+ Cảm biến tốc độ bánh xe
+ Cảm biến góc hệ thống lái
+ Cảm biến gia tốc ngang/trượt ngang
+ Đèn báo và đèn cảnh báo
+ Xi-lanh phanh chính tương thích của hệ thống ESP
Hình 2.12: Sơ đồ hệ thống ESP điều khiển 4 kênh
2.2.3 Nguyên lý làm việc chung của hệ thống ESP
ESP-ECU nhận các tín hiệu liên quan đến tỷ lệ bánh xe, tốc độ trượt ngang, gia tốc ngang, góc hệ thống lái, tốc độ động cơ và chuyển đổi phanh Nếu bất kì tín hiệu nào tronh những tín hiệu này được xác định là lệch so với điều kiện lái xe tiêu chuẩn à do đó, xe sắp trở nên bất ổn mức độ điều khiển cần thiết cho động cơ và v phanh được tính toán và do đó ESP được thực hiện tương ứng Cụ thể, điều khiển động cơ được thực hiện nhờ điều chỉnh phun nhiên liệu và van bướm đôi và đồng thời do làm trễ góc đánh lửa Điều khiển phanh được thực hiện nhờ thay đổi áp suất thủy lực của mối bộ ngàm phanh riêng rẽ ESP sử dụng phanh trên hai bánh xe phía trước trong cấu hình điều khiển 2 kênh và sử dụng phanh trên tất cả 4 bánh xe trong cấu hình điều khiển 4 kênh.
Các phần tử cơ bản của hệ thống ESP
Sơ đồ bố trí chung của hệ thốngESP:
Hình 2.13: Sơ đồ cấu tạo chung của hệ thống ESP
2 Cảm biến tốc độ bánh xe
3 Cảm biến góc xoay vô lăng
4 Cảm biến độ lệch ngang thân xe
2.3.1 Cảm biến tốc độ góc bánh xe
Hình 2.14: Cảm biến tốc độ góc bánh xe
Trên xe sử dụng 4 cảm biến tốc độ: Hai cảm biến cho cầu trước và 2 cảm biến cho cầu sau Nguyên lý hoạt động của các cảm biến tốc độ dựa trên hiện tượng cảm ứng từ Vành răng chế tạo từ thép từ, trên phủ một lớp đồng mỏng, đặt trên moay ơ bánh xe Vành răng liên kết chặt và cùng quay với bánh xe.
Cấu tạo của cảm biến bao gồm các bộ phận chính: Nam châm vĩnh cửu và cuộn dây, đặt trong một vỏ bảo vệ chắc chắn và cáp tín hiệu Khe hở từ giữa cảm biến và vành răng nhỏ 0,2mm Khi vành răng quay, các đỉnh răng khép kín mạch từ và trong cuộn dây xuất hiện sức điện động xoay chiều, có tần số biến thiên theo tốc độ quay bánh xe Tín hiệu được chuyển về ECU dưới dạng đếm xung và xác định tốc độ quay của bánh xe theo thời gian.
2.3.2 Cảm biến góc xoay vô lăng
Cảm biến góc hệ thống lái được sử dụng để phát hiện chuyển động quay của trục lái và để tính toán góc hệ thống lái Cảm biến này cung cấp thông tin cần thiết cho hệ thống ESP để giảm thiểu hiện tượng quay vòng thừa và quay vòng thiếu Đầu ra cảm biến được xử lý thành các tín hiệu và truyền đến bộ điều khiển.
Hình 2.16 Cấu tạo cảm biến góc quay vô lăng
Bộ cảm biến góc xoay vô lăng gồm một đĩa có rãnh, một máy tính và ba bộ ngắt quang học (SS1, SS2, SS3) Các tín hiệu do các bộ ngắt quang học SS1, SS2, SS3 phát hiện được máy tính biến đổi thành tín hiệu chuỗi để đưa vào ECU ECU sẽ phát hiện một vị trí trung gian của vô lăng, chiều quay hoặc góc quay của vô lăng bằng sự tổ hợp của các tín hiệu này.
Hình 2.17: Tín hiệu xung cảm biến góc quay vô lăng
2.3.3 Cảm biến độ lệch ngang thân xe.
Cảm biến độ lệch được lắp ở mặt cắt ngang bên phải của dầm ngang trong khoang hành lý Cảm biến độ lệch của xe dùng một con quay kiểu rung hình âm thoa Mỗi cái cộng hưởng gồm một phần rung và một phần phát hiện được dịch chuyển 90 0 để hình thành một bộ phận Một miếng gốm áp điện được lắp vào cả phần rung và phần phát điện Đặc tính của miếng gốm áp điện này là bị biến dạng khi có điện áp đặt vào và sinh ra điện áp khi có ngoại lực tác động làm biến dạng miếng gốm.
Hình 2.18 Cảm biến độ lệch ngang thân xe Để phát hiện độ lệch hướng, người ta đặt điện áp xoay chiều vào phần rung, điện áp này làm cho nó rung Sau đó, mức lệch hướng được phát hiện từ phần phát hiện theo mức lệch và hướng lệch của miếng gốm áp điện, do tác động của lực coriolis được tạo ra quanh cái cộng hưởng
+ Bộ phận chấp hành của phanh gồm van điện từ giữ áp suất, van điện từ giảm áp suất, bơm, mô tơ, bình chứa Khi bộ chấp hành nhận lệnh từ ECU điều khiển trượt, van điện từ đóng hoặt ngắt và áp suất thủy lực của xi lanh ở các bánh xe tăng lên, giảm xuống hoặc được giữ để tối ưu hóa mức trượt cho mỗi bánh xe Ngoài ra, mạch thủy lực còn thay đổi để đáp ứng yêu cầu của mỗi loại điều khiển.
Hoạt động của hệ thống ESP
2.4.1 Hoạt động của hệ thống ESP khi phanh
2.4.1.1 Trạng thái phanh bình thường
Trong khi hệ thống không hoạt động(phanh bình thường) tín hiệu từ ECU không được đưa đến bộ phận chấp hành vì vậy các van điện từ giữu và giảm áp ngắt, cửa (a) ở bên van điện từ giữ áp suất mở, của (b) ở phía van điện từ giảm áp suất đóng Khi đạp bàn đạp phanh, dầu từ xi lanh chính chảy qua cửa (a) ở phái van điện từ giữ và được truyền trực tiếp đến xi lanh bánh xe Lúc này hoạt động của van 1 chiều (2) ngăn cản dầu phanh truyền đến bơm.
Hình 2.20: Hoạt động của ESP khi phanh bình thường 2.4.1.2 Trạng thái phanh khẩn cấp (khi ABS hoạt động)
+ Chế độ giảm áp: Tín hiệu điều khiển ECU điều khiển trượt đóng mạch van mở cửa (b) ở phía van điện từ giảm áp suất Việc này làm cho dầu phanh chảy qua cửa (b) đến bình chứa để giảm áp suất thủy lực trong xi lanh ở các bánh xe Lúc đó cửa (e) đóng lại do dầu phanh chảy xuống bình chữa Bơm tiếp tục chạy trong khi ABS đang hoạt động, vì vậy dầu phanh chảy vào bình chứa được bơm hút trở về xi lanh chính
+ Chế độ giảm áp: Tín hiệu điều khiển ECU điều khiển trượt đóng mạch van điện từ giữ áp suất và ngắt mạch van điện từ giảm áp suất bằng cách đóng kín của (a) và của (b) Điều này ngắt áp suất thủy lực ở cả hai phía của xi lanh chính và bình chứa để giữu áp suất thủy lực của xi lanh bánh xe không đổi
+ Chế độ giảm áp: Tín hiệu điều khiển ECU điều khiển trượt ngắt các van điện từ giữ và giảm áp suất bằng cách đóng cửa (a) ở phía van điện từ giữ áp suất và đóng cửa (b) ở phía van điện từ giảm áp giống như khi phanh bình thường Việc này làm cho áp suất thủy lực trong xi lanh chính tác động vào xi lanh bánh xe, làm choáp suất thủy lực trong xi lanh bánh xe tăng lên.
2.4.2 Hoạt động của ESP điều khiển sự ổn định của ô tô khi chuyển động
Khi ô tô chuyển động trên đường, quỹ đạo chuyển động của nó là rất phức tạp Trong những trường hợp chuyển động trên đường vòng với tốc độ cao có thể xảy ra các trường hợp quay vòng thiếu hay quay vòng thừa Khi các hiện tượng này xảy ra sẽ làm cho ô tô chuyển động mất ổn định có thể dẫn tới những tai nạn đáng tiếc Hệ thống ổn định điện tử (ESP) sẽ giải quyết vấn đề này.
Bằng các tín hiệu đầu vào như tốc độ, góc đánh lái và gia tốc lệch bên, bộ điều khiển quyết định góc quay mong muốn khi quay vòng Giá trị phản hồi được cung cấp bởi cảm biến tốc độ quay vòng Máy tính sau đó sẽ so sánh giá trị thực tế với giá trị mong muốn Nếu thấy chúng có sựsai khác lớn so với ngưỡng điều chỉnh ghi trong bộ điều khiển, ESP sẽ điều chỉnh lại Kếtquảquyết định trong cách này cũng cho biết xe quay vòng thiếu hay thừa Sự sai khác này là rất quan trọng trong chiến lược điều chỉnh của hệ thống.
Nét đặc trưng mới về giải pháp công nghệ là ESP truyền tải dữ liệu bằng mạng khiển DME, EML và hộp số tự động (ECT) bằng mạng điều khiển nội bộ CAN Cảm biến góc lái cũng được nối với mạng nội bộ.
Bộ điều khiển hộp số, tự động thông báo cho ESP biết đang chạy ở tay số nào, vì vậy mô men chủ động có thể được tính toán và điều chỉnh hợp lý.
ABS - Điều khiển chống hãm cứng bánh xe.
MSR- Điều khiển mô men của động cơ.
ASC- Tự động điều khiển tính ổn định
EML- Bộ điều khiển tín hiệu đầu ra điện tử.
DME- Bộ điều khiển điện tử mô tơ kỹ thuật số.
ESP - Hệ thống điều khiển tính ổn định.
Các tín hiệu truyền trong CAN được mã hoá với các mã khác nhau Khi ESP truyền các tín hiệu điều khiển đến các cơ cấu chấp hành của các bộ điều khiển thì tín hiệu điều khiển của cơ cấu chấp hành nào thì cơ cấu chấp hành đó sẽ giải mã điều khiển đó.
Hình 2.22: ESP kết nối qua mạng điều khiển nội bộ
Hệ thống thuỷ lực của ESP bao gồm:
+ Xylanh phanh chính (có trợ lực).
+Cụm piston sơ cấp cùng với cảm biến áp suất.
+ Các xylanh phanh bánh xe
Bơm sơ cấp có nhiệm vụ cung cấp áp suất cho piston nạp, nó luôn phải bảo đảm áp suất cho piston nạp để piston nạp luôn sẵn sàng cung cấp áp suất cho bộ phận thủy lực.
Piston nạp có nhiệm vụ cung cấp áp suất cho các phần tử thủy lực Trong quá trình ASC hay ESP điều khiển quá trình phanh piston nạp cung cấp cho các phần tử thủy lực áp suất ban đầu khoảng 15 bar.
Các van cấp có nhiệm vụ cấp dầu hoặc cắt dầu tới các xylanh phanh bánh xe Còn các van hồi có nhiệm vụ cản dầu hồi từ xylanh bánh xe hoặc xả dầu từ xylanh bánh xe Các trạng thái đóng, mở của van cấp hay van hồi do ECU gửi các tín hiệu đến
Hình 2.23: Sơ đồ mạch thủy lực của ESP
1 Xylanh phanh chính (có trợ lực) 12 Van hồi bánh sau trái
2 Bơm sơ cấp 13 Van hồi bánh sau phải
3.Piston sơ cấp 14 Van hồi bánh trước trái
4,7 Van sơ cấp 15 Van hồi bánh trước phải
5,6.Van chuyển đổi 16 Bơm hồi
8 Van cấp sau trái RL Sau trái
9 Van cấp sau phải RR Sau phải
10 Van cấp trước trái FL Trước trái
11 Van cấp trước phải FR Trước trái
2.4.2.1 Hoạt động của ESP khi xe quay vòng thừa.
Quay vòng thừa có thể xảy ra khi xe đang quay vòng Khi hiện tượng quay vòng thừa xảy ra, phần đuôi của xe có xu hướng văng ra phía bên ngoài và các bánh sau có xu hướng bị trượt bên Hiện tượng này càng tăng khi mô men dẫn động quá lớn và lực bên của xe không đủ để cân bằng với lực ly tâm sinh ra khi xe quay vòng Hiện tượng này thường xuyên xảy ra Tuy nhiên, nhiều lái xe bị bất ngờ hay thiếu hoạt động điều khiển Xe được ổn định bằng cách tăng lực bên ở các bánh sau Điều này thực hiện được bằng cách giảm mô men động cơ ESP gửi các tín hiệu đến DME và EML để giảm mô men động cơ Thêm vào đó có thể phanh bánh sau phía bên ngoài để nhanh chóng giảm mô men kéo ở bánh xe Hiệu quả của việc tăng lực bên của xe tạo ra mô men ngược chiều với mô men gây ra quay vòng thừa Nếu hiện tượng quay vòng thừa không được khử bằng các điều khiển này, một áp suất phanh chính xác được cung cấp tới xylanh phanh bánh xe trước bên ngoài Mô men quay vòng ở bánh xe được phanh tăng sẽ khử mô men quay vòng thừa Lực phanh tác dụng lên bánh xe phía trước cũng làm giảm tốc độ của xe, vì thế tính ổn định của xe được đảm bảo.
Áp suất tăng ở bánh sau/trước phải khi xe quay vòng thừa
+ Trong trường hợp này là quay vòng trái Nếu ESP nhận thấy có xu hướng quay vòng thừa thì nó giảm mô men động cơ và tác dụng phanh Đầu tiên áp suất được sinh ra ở bánh xe sau phía ngoài Điều này được thực hiện nhờ hoạt động của bơm sơ cấp và piston sơ cấp Vì vậy, áp suất phanh ban đầu khoảng 15 bar được giữ lại.
+ Để ngăn không cho áp suất ban đầu này tới các xylanh bánh xe sau trái, trước phải và trước trái các van cấp cho các bánh này đóng lại Van chuyển đổi của mạch phanh cầu sau cũng đóng lại Van nạp cho mạch phanh được mở Bơm hồi sau đó có thể cấp lượng dầu phanh tới xylanh bánh sau trái qua van cấp lúc này mở
CÔNG NGHỆ CHUẨN ĐOÁN VÀ BẢO DƯỠNG, SỬA CHỮA HỆ THỐNG ESP
Sử dụng hệ thống ESP
ESP là hệ thống rất quan trọng và là một tính năng cao cấp được trang bị trên xe, việc vận hành hệ thống đúng cách sẽ giúp cho xe hoạt động ổn định và an toàn Khi ESP hoạt động, đèn báo sẽ sáng trên cụm đồng hồ Nếu đèn báo nháy sáng trên cụm đồng hồ, bạn phải:
- Không được ngưng kích hoạtESP trongbấtkỳ tình hu ng ố nào.
- C hỉ đạp ga vừa đủ khi xe lăn bánh.
- Điều chỉnh cách lái tùy vào xe điều kiện mặt đường và khí hậu Nếu không xe cóthể sẽ bịt r ượt
Lưuý: ESP không t hể giả thiểum r ủi ro tai n nạn ếu chúng ta lái xe quá nhanh ESP cũng không thể thắng được các quy luật và gi ới hạn vật lý Nếu xe b ịkéo đi với t rục trướ hoặc rụcc t sau được nâng lên (k éobằng 2 bánh), chúng ta phải t công ắt tắc điện (chìa khóa ở vị trí 0 hoặc của công tắc đ 1 iện) Nếu không vi c phanh xe ệ vớiESP có thể làm ng thhỏ hệ ống phanh tr c hay sau của xe ướ
Ngưng kích ho t/Kích ho t ạ ạ ESP: Để tắt/ kích ho cạt hức năng: hấnn nút Đèn báo trên cụm đồng ồ sẽ sáng h lên hoặc tắt đi.
Hình 3.1: Vị trí nút kích hoạt ESP
- Trên mặt đường cát và sỏi Đồng thời nên kích ho ạt lại hệ thống ESP ng khi ay các tình huống nêu trên k ết thúc Nếu không ESP sẽ không có tác dụng gi ữ thăng bằng k hi xe bị trượt.
Tắt/ kích hoạt chức năngESP
Nếu ESP b ịngưng kích ho t ạ và một hoặc nhiều bánh xe b ị trượt, đèn báo trên cụm đồng ồ sẽ h nháy sáng Trong trường ợp h này ESP sẽ không úp xe gi giữđược thăng ằ b ng
3.2 Chẩn đoán, bảo dưỡng, sửa chữa hệ thống ESP.
Thông thường mỗi hệ thống ESP c năm đó è án b o như sau: th á c ó s b á è á í ù
Khi hệ ống ph t hiện một sự ố, n ẽ ật c c đ n b o th ch hợp T y theo s cự ố, bộ điều khiển mô đun ESP x c địá nh những đè á àn b o n o được bật Khi hệ thống hoạt động tốt, mỗi đè án b o bật lên trong khoảng 2 giây sau khi khóa điện
Mỗi đè án b o sẽ ắ t t sau khi hết sự ố, nhưng c thời gian bộ điều khiển mô đun ESP tắt các đèn báo là khác nhau gi a các DTC: ữ
Cá èn bác đ o tự độ ng t t khi h th ng tr v tr ng thái bìắ ệ ố ở ề ạ nh thường
134, 137, ho c 138: Cặ á èc đ n b o v n b t cho t i khi khá ẫ ậ ớ óa điện T T cho dẮ ù h ệ th ng có tr v tr ng thái bìố ở ề ạ nh thường hay không
*: Trong m t sộ ố trường h p, cợ á èc đ n b o v n s ng cho t i khi xe ch y sau khi há ẫ á ớ ạ ệ
- è áĐ n b o hệ ố th ng phanh
- è áo kích hoĐ n b ạt ESP
- è áo TSA (v i h th ng TSA) Đ n b ớ ệ ố
**: Trong m t sộ ố trường h p, cợ á èc đ n báo tự động t t khi hắ ệ ố th ng trở ề ạ v tr ng thái bình thường
- DTC 12, 14, 16, 18, 51, 52, hoặc 53: Cá è ác đ n b o vẫn bật cho tới khi xe chạy sau khi h th ng quay tr v tr ng thái bìệ ố ở ề ạ nh thường
3.2.1 Mã chẩn đoán sự ố c (DTC)
+ B nh có th ộ ớ ể lưu 10 DTC Tuy nhiên, khi phát hiện c ng mù ột DTC nhiều hơn m t l n, DTC mộ ầ ới hơn sẽ được ghi è lên DTC c đ ũ hơn Bởi vậy, khi cùng m t s c ộ ự ố b phát hi n lị ệ ặp đi lặ ạp l i, nó s ẽ được lưu như một DTC đơn
+ Các DTC hi n th theo tr nh tể ị ì ự úch ng x y ra Cả ác DTC được lưu trong EEPROM B i v y, không thở ậ ể ỏ b các DTC đã được lưu bằng c ch ngá ắ ắt c quy
Th c hi n quy trìự ệ nh riêng để xó ác DTC a c
T ựchẩn đoán có th ể được chia thành hai lo i: ạ
- Chẩn đo n ban đầá u: Thự ệ hi n ngay sau khi khóa điện (II) BẬT v cho tà ới khi cá èn bác đ o ABS, ESP và TSA (v i h th ng TSA) t t ớ ệ ố ắ
- Chẩn đo n thườá ng xuyên: Thực hiện ngay sau chẩn đo n ban đầá u cho tới khi
TẮT khóa điện Khi hệ thống ph t hiá ện một sự ố c , bộ điều khiển mô-đun ESP chuy n sang ch aể ế độ n toàn
3.2.3 Cách xử lý s c các DTC ự ố
Các quy tr nh xì ử lý s c ự ố cho rằng nguyên nhân sự ố ẫ c v n c n tò ồn tại và cá èc đ n báo ABS, ESP và/hoặc TSA (với hệ ố th ng TSA) vẫn đang bật L m theo quy trà ình x lý s c ử ự ố cho mã ã b xoá và đ ị không thiết lập lại được có th ể gây ra chẩn đoán không đúng
+ Hãy hỏi kh ch h ng vá à ề những điều kiện khi sự ố ả c x y ra, và c gố ắng t i tá ạo điều kiện tương tự để ử x lý s c Phát hi n thự ố ệ ời điểm đè áo n b ABS, ESP và/hoặc TSA (với hệ ố th ng TSA) s ng, vá í d ụ như trong khi điều khiển, sau khi điều khiển, khi xe đang chạ ở ộ ốc độy m t t nhất định v.v
+ Khi đè án b o ABS, ESP và/hoặc TSA (v i hớ ệ th ng TSA) không s ng trong ố á kiểm tra các đầu nối bị ỏ l ng, các đầu nối tiếp x c kú ém vv, trước khi bắt đầu xử lý s c ự ố
+ Sau khi xử lý s cự ố, hoặc s a chử ữa, xó áa c c DTC, và lái thử xe dưới điều ki n ệ tương tự như khi đặt các DTC ban đầu Đảm bá áo c c đè án b o ABS, ESP v TSA à (v i h th ng TSA) không sáng ớ ệ ố
Kiểm tra c c DTC tá ừ ộ điề b u khiển khác được nối qua F CAN N- ếu có các DTC liên quan tới F-CAN, nguyên nhân chính là khoá điện (II) được BẬT khi đầu nối của bộ điều khiển mô-đun ESP bị ngắt kết nối X a c c DTC Kió á ểm tra PGM FI v- à các mã ESP, và x lý cáử c sự ố đ trướ c ó c
Thuật ngữ ‘‘s c giáự ố n đoạn'' có ngh à h ĩa l ệthống có th ã tể đ ừng gặp sự ố, nhưng c hiện giờ ệ h thống hoạt động bình thường Nếu(các) đè án b o của hệ thống không sáng, kiểm tra xem các đầu nối và đầu nối liên quan tới mạch bạn đang ử x lý s c ự ố có b lị ỏng hoặc tiếp x c k m không Nú é ếu cá è ác đ n b o bật nhưng sau đ ắó t t, sự ố c ban đầu có th là giáể n đoạn
3.2.5 Cách sử ụ d ng hệ thống chẩn đoán HDS (hệ thống chẩn đoán của honda)
+ Nếu các đè áo h n b ệthống vẫn bật, nối HDS với đầu nối kết nối dữ ệ li u (DLC) (A) nằm dưới bảng đồng h phíồ ở a người lái c a xe ủ
+ Đảm b o HDS liên lả ạc được với xe và b ộ ềđi u khi n mô-ể đun ESP Nếu không, x lý s c mử ự ố ạch DLC:
Kiểm tra m chã ẩn đoán sự ố c (DTC) v chà ú ý mã này Đồng thời kiểm tra dữ ệ li u chụp nhanh trên b ng và t i xu ng b t k d li u n o t m thả ả ố ấ ỳ ữ ệ à ì ấy Sau đó tham kh o ả ph n x lý s c cầ ử ự ố ủa DTC đã hiển thị, và bắt đầu quy trình x lý s c thích h p ử ự ố ợ
B1: Khi khóa điện T T, h y n i HDS vẮ ã ố ới đầu n i k t n i dố ế ố ữ ệ li u (DLC) nằm dướ ảng đồi b ng h íồph a người lái
B3: Đảm bảo HDS kết nối được với xe và b ộ điều khiển mô-đun ESP Nếu không, x lý s c m ch DLC ử ự ố ạ
B4: Làm theo chỉ ẫn trên HDS để d hiển thị á(c c) DTC trên m n h nh Sau khi à ì xác định DTC, tham kh o ph n x lý s c DTC ả ầ ử ự ố
B1: Khi khóa điện TẮT, h y nã ối HDS với đầu nối kết nối dữ ệ li u (DLC) nằm dướ ảng đồi b ng h íồph a người lái
B3: Đảm bảo HDS liên lạc được với xe và b ộ điều khiển mô đun ESP Nếu không, x lý s c m ch DLC ử ự ố ạ
B4: Xóa (các) DTC b ng cách làm theo ch d n trên HDS ằ ỉ ẫ
3.2.8 Bảng mã lỗi hệ thống ESP và cách sửa chữa
3.2.8.1 Bảng mã lỗi hệ thống ESP
Sau đây là bảng mã lỗi và cách xử lý các mã lỗi liên quan đến hệ thống ESP:
TT Mã lỗi Các sự cố trong hệ thống ESP
Cảm biến b nh xe (Há ở ạch/Đoả m n mạch tiếp mát/Đoản mạch ngu n) ồ
- ía sau bên ph i Ph ả
Cảm biến b nh xe (tiá ếng ồn điện/ngắt gi n á đoạn)
- ía sau bên ph i Ph
3 DTC 25 C m bi n tr ch hả ế ệ ướng (Bộ ả c m bi n) ế
4 DTC 26 C m bi n gia t c biên (B c m bi n) ả ế ố ộ ả ế
5 DTC 27 C m bi n gó áả ế c l i (Phần cứng)
7 DTC 51 Mô-tơ đã khoá
9 DTC 61 Điện áp IG1 th p ấ
10 DTC 62 Điện áp IG1 cao
11 DTC 64 C m bi n gó ái (cả ế c l ấp nguồn)
12 DTC 66 C m bi n áp suả ế ất (Phần c ng) ứ
13 DTC 81 B X lý Trung tâm (CPU) ộ ử
16 DTC 88 Chênh l ch trong Tệ ốc độ Bánh xe
18 DTC 113 C m bi n gia tả ế ốc lệch biên (C p ngu n) ấ ồ
19 DTC 114 S c lự ố ắp đặ ảt c m bi n gia tế ốc lệch biên
20 DTC 121, 122, 123, 124 Xô-lê-noi ESP
21 DTC 131 C m bi n l ch biên (Ph n m m) ả ế ệ ầ ề
22 DTC 132 C m bi n gia t c biên (Ph n m m) ả ế ố ầ ề
23 DTC 133 C m bi n gia t c biên (S c kh p n i) ả ế ố ự ố ớ ố
24 DTC 134 C m bi n gó áả ế c l i (Phần mềm)
3.2.8.2 Sửa chữa mã lỗi hệ thống ESP
Công việc tìm và sửa chữa các mã lỗi được thực hiện trên máy chuẩn đoán HDS Sau đây là các tìm và sửa chữa các mã lỗi đã nêu
X lý ử DTC: 11, 13, 15, 17 Cảm biến b nh xe (Há ở ạch/đoả m n mạch tiếp má ot/đ ản m ch ngu n) ạ ồ
B2: Ki m tra DTC b ng HDS xem DTC 87 cể ằ ó được hi n thể ị cùng lúc với DTC 11,
B4: T T khóẮ a điện, sau đó B T (II) l i l n n a Ậ ạ ầ ữ
B5: Ki m tra DTC b ng HDS xem DTC 11, 13, 15 vể ằ à/hoặc 17 có được hi n thể ị không?
XÂY DỰNG MÔ ĐUN BÀI GIẢNG ĐIỆN TỬ VỀ
Yêu cầu của bài giảng điện tử
Thực tế hiện nay việc ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học đôi lúc cho hiệu quả chưa cao do quan niệm rằng công nghệ thông tinchỉ để trình chiếu, minh họa kiến thức Điều này làm cho “giờ học” trở thành “giờ xem” Sinh viên ít được tương tác, hoạt động Có hai xu hướng, hoặc lạm dụng quá về công nghệ thông tin hoặc ngại dùng công nghệ thông tin vì còn lúng túng không biết sử dụng thế nào cho có hiệu quả Đặc biệt là việc ứng dụng công nghệ thông tin trong việc giảng dạy những kiến thức mới lại càng gặp nhiều khó khăn Một thuật ngữ được sử dụng nhiều hiện nay là bài giảng điện tử, vậy bài giảng điện tử là gì? và yêu cầu đạt ra đối với một bài giảng điện tử như thế nào?
Bài giảng điện tử: là bài giảng được xây dựng, thiết kế trên máy tính qua việc tích hợp các ứng dụng công nghệ thông tin nhằm hỗ trợ dạy học một cách có hiệu quả.
Yêu cầu đối với một bài giảng điện tử
Yêu cầu của một Bài giảng điện tử là tích hợp các ứng dụng công nghệ thông tin sao cho phù hợp với nội dung, mục đích dạy học, đảm bảo đặc trưng bộ môn góp phần tích cực hóa hoạt động học tập của sinh viên làm tăng hiệu quả dạy học Có thể cụ thể hóa thành các yêu cầu sau:
+ Yêu cầu về nội dung Cần trình bày nội dung với lý thuyết cô đọng được minh : họa sinh động và có tính tương tác cao rõ nét mà phương pháp giảng dạy bằng lời khó diễn tả Để thực hiện yêu cầu này giáo viên phải hiểu rất rõ vấn đề cần trình bày, phải thể hiện các phương pháp sư phạm truyền thống và đồng thời phải có kỹ năng về tin học để thực hiện các minh họa, mô phỏng hoặc tận dụng chọn lọc từ tư liệu điện tử có sẵn.
+ Yêu cầu về phần câu hỏi giải đáp–
- Gợi mở, dẫn dắt người học xây dựng bài học tự tìm ra tri thức mới.
- Kiểm tra đánh giá người học có hiểu nội dung (từng phần, toàn bài) vừa trình bày không
- Liên kết một chủ đề đã dạy trước với chủ đề hiện tại hay kế tiếp Câu hỏi cần được thiết kế sử dụng tính đa phương tiện để kích thích người học vận động trí não để tìm câu trả lời.
+ Yêu cầu phần thể hiện khi thiết kế: Các nội dung chuẩn bị của hai phần trên khi thể hiện trình bày, cần được bảo đảm các yêu cầu:
- Đầy đủ: có đủ yêu cầu nội dung bài học.
- Chính xác: đảm bảo không có thông tin sai sót.
- Trực quan: hình vẽ, âm thanh, bảng biểu trực quan, sinh động, hấp dẫn người học Các trang trình chiếu phải mang tính thẩm mĩ để kích thích sự hứng thú học tập, vừa giáo dục được học sinh Cố gắng tận dụng kĩ thuật trong phần mềm (nhưng không cần thiết cầu kì) để thể hiện tính sư phạm của bài giảng Từ đó đặt ra vấn đề, vậy thì phần mềm công cụ hỗ trợ giáo viên thiết kế bài giảng điện tử đạt được những yêu cầu nào, phải có chức năng gì để có thể tạo ra bài giảng điện tử đạt được những yêu cầu nói trên.
Các công cụ xây dựng bài giảng điện tử
Phần mềm Violet đã được nhận giải thưởng Sao khuê 2007 Phần mề này đã m được phát triển qua nhiêu phiên bản với những tính năng mới hấp dẫn, như tạo siêu liên kết, cho phép giáo viên vẽ lên màn hình lúc trình diễn, khả năng tích hợp với các phần m m khác ề như (Powerpoint, Photoshop, Corel Draw và đặc biệt là Macromedia Flash), vẽ hình, vẽ đồ thị hàm số, hỗ trợ nhiều định dạng video, ảnh, flash, các hiệu ứng phong phú,…Với Violet, giáo viên có th d dàng t o cây thể ễ ạ ư mục cho bài giảng, thông quacác chủ đề và các mục nhỏ trong chủ đề Violet sử d ng h thôụ ệ ng menu tiếng Vi tvà tích hệ ợp sẵn công c ụgõ tiếng Việt Phần mềm cho phép ng i dùng thay ườ đổi giaodiện bài giảng cho phù h p, hợ ỗ ợ tr biên soạn các dạng câu hỏi, bài tập Tuy nhiên do Violet tích hợp sẵn công cụ soạn thảo tiếng việt tránh xung đột Việc này sẽ gây phiền hà cho người sử dụng khi dùng cùng lúc phần mềm Violet và cá phần mềm soạn thảo khác.c
Một số tiện ích của Violet còn nghèo nàn và kém linh hoạt không đáp ứng được nhu cầu thực tế.
4.2.2 Phần mềm Flash Đây là phần mềm đồ họa nổi bật được ứng dụng rất nhiều trong thiết kế Web Ưu điểmlớnnhất của Flash - với đồ họa dạng vecto - là kích thước file rấtnhỏ
- Thuận tiện cho việc truyền tải dữ liệu qua Internet
- Cho phép ghi thanh, hình âm ảnh, video đưa lên bài giảng
- Cho phép xuất bài giảng ra nhiều tài liệu khác nhau như website, CD và có thể dạy học trực tuyến, có làm thể được mô các phỏng sống động như thật
Tuy nhiên flash là phần ềm m còn rất mới mẻ, dao diện làm việc rất phức tạp và việc ứng dụng vào thiết kế bài giảng điện tử đòi hỏi người sử dụng phải trình có độ tin họccao đặc biệt làkhả năng xử lý phần mềm Do vậy flash thích chỉ hợp với đối tượng là sinh viên, giáo viên hoạt động trong lĩnh vực công nghệ thông tin
4.2.3 Phần mềm MicrosoftPowerPoint Đây là phần mềm soạn thảo bài giảng điện tử phổ biến nhất của hãng Microsoft Phần mềm PowerPoint có những ưu điểm nổi trội sau:
- Các hiệu ứng, màu sắc, kiểu chữ rất tiện lợi cho một xử lí một bài giảng linh hoạt, hấp dẫn và sư phạm.
- Khả năng sử dụng hiệu quả các hình ảnh, phim, các tư liệu dạy học nhanh chóng và chất lượng.
- Tiết kiệm nhiều thời gian viết, vẽ trên lớp
- Thuận lợi cho việc sử dụng các phương pháp dạy học tích cực.
Ngoài những phần mềm soạn thảo bài giảng điện tử nói trên thì trong thực tế còn rất nhiều những phần mềm khác như E – Learning, LectureMaker Mỗi phần mềm có ưu nhược điểm riêng Nhờ những tính năng ưu việt của PowerPoint, luận văn này sử dụng phần mềm này để xây dựng mô đun bài giảng điện tử về hệ thống ESP.
Ứng dụng phần mềm PowerPoint xây dựng mô đun bài giảng điện tử hệ thống
4.3.1 Xác định mục tiêu gbài iảng hệ thống ESP
Xây dựng mô đun bài giảng điện tử về hệ thống ESP nhằm giúp sinh viên đạt được những kiến thức, kỹ năng sau:
- Trình bày được lịch sử phát triển của hệ thống ESP.
- Trình bày được nhiệm vụ của hệ thống ESP
- Nêu được cấu trúc và giải thích được sự khác nhau của các hệ thống ESP
- Trình bày được nhiện vụ của các cảm biến của hệ thống ESP.
- Trình bày được cấu tạo và nguyên lý làm việc của các cảm biến lắp trên hệ thống ESP.
- Giải thích được nguyên lý làm việc của hệ thống trong các trường hợp cụ thể
- Trình bày được phương pháp sử dụng bảo dưỡng hệ thống ESP,
- Nêu được phương pháp kiểm tra, chuẩn đoán và sửa chữa các hư hỏng của hệ thống ESP
4.3.2 Lựa chọn nội dung cho bài giảng điện tử
Bài giảng điện tử hệ thống ESP là những nội dung cơ bản nhất, được trình bày ngắn gọn súc tích nhưng vẫn nêu bật được trọng tâm của hệ thống giúp sinh viên lĩnh hội một cách dễ dàng Cụ thể bài giảng điện tử hệ thống ESP gồm những phần sau:
Chương I: Lịch sử phát triển hệ thống ESP
Chương II: Cấu trúc và hoạt động của các loại ESP
2.1 Các nguyên nhân gây mất ổn định của xe và cách khắc phục
2.2 Các hệ thống điều khiển ổn định
2.2.1 Hệ thống ESP điều khiển 2 kênh
2.2.2 Hệ thống ESP điều khiển 4 kênh
2.2.3 Nguyên lý làm việc chung của hệ thống ESP
2.3 Các phần tử cơ bản của hệ thống ESP
2.3.2 Cảm biến góc xoay vô lăng
2.3.3 Cảm biến độ lệch ngang thân xe
2.4 Hoạt động của hệ thống ESP
2.4.1.Hoạt động của ESP khi phanh
2.4.1.1 Trạng thái phanh bình thường
2.4.1.2 Trạng thái phanh khẩn cấp
2.4.2 Hoạt động của ESP điều khiển sự ổn định của ô tô khi chuyển động 2.4.2.1 Hoạt động của ESP khi xe quay vòng thừa
2.4.2.2 Hoạt động của ESP khi xe quay vòng thiếu
2.4.2.3 Điều khiển phanh khi chuyển động trên đường vòng
Chương III Công nghệ chẩn đoán và bảo dưỡng, sửa chữa hệ thống ESP. 3.1 Sử dụng hệ thống ESP
3.2 Chẩn đoán, bảo dưỡng, sửa chữa hệ thống ESP.
3.2.5 Cách s dử ụng hệ ố th ng chẩn đoán HDS
3.2.8 Bảng mã lỗi hệ thống ESP và cách sửa chữa
3.2.8.1 Bảng mã lỗi hệ thống ESP
3.2.8.2 Sửa chữa mã lỗi hệ thống ESP
GIÁO ÁN SỐ: Thời gian thực hiện
Lớp thực hiện Thực hiện ngày
Chương II: Cấu trúc và hoạt động của các loại ESP 2.3 Các phần tử cơ bản của hệ thống ESP
Sau khi học xong bài này người học có khả năng:
- Trình bày được nhiện vụ của các cảm biến của hệ thống ESP.
- Trình bày được cấu tạo và nguyên lý làm việc của các cảm biến lắp trên hệ thống ESP
- Thể hiện thái độ học tập nghiêm túc và sáng tạo. ĐỒ DÙNG VÀ TRANG THIẾT BỊ DẠY HỌC:
Bảng , phấn, đề cương, giáo án, sổ tay giáo viên, máy chiếu Projecter
I ỔN ĐỊNH LỚP: Thời gian: 2 phút
II THỰC HIỆN BÀI HỌC: Thời gian: 43 phút
Hoạt động của giáo viên
Hoạt động của học sinh
Trình chiếu sơ đồ hệ thống ESP trên xe
- Phát vấn Vị trí lắp : cảm biến tốc độ góc bánh xe và nhiệm vụ của cảm biến này?
- Nghiên cứu trả lờicâu hỏi 10’
Hoạt động của giáo viên
Hoạt động của học sinh
- Nhận xét, bổ sung và dẫn dắt vào bài mới
Chương II: Cấu trúc và hoạt động của các loại ESP
2.3 Các phần tử cơ bản của hệ thống ESP
2.3.1 Cảm biến tốc độ góc bánh xe
2.3.1.1 Cấu tạo của cảm biến tốc độ góc bánh xe
- Trình chiếu hình vẽ cảm biến tốc độ bánh xe
- Chia nhóm, nêu vấn đề thảo luận: Cấu tạo của các loại cảm biến
- Gọi các nhóm báo cáo
- Nhận xét và bổ sung
- Nghe giảng và ghi chép bài đầy đủ
- Lăng nghe 2.3.1.2 Nguyên lý làm việc của cảm biến tốc độ góc bánh xe
Phát vấn: Nguyên lý làm việc của cảm biến tốc độ góc bánh xe?
Nguồn tài liệu tham khảo
III RÚT KINH NGHIỆM TỔ CHỨC THỰC HIỆN
TRƯỞNG BAN/TRƯỞNG TỔ MÔN
4.3.4 Giao diện bài giảng điện tử
Hình 4.1: Giao diện nội dung bài giảng điện tử
Tiêu đề chính của bài giảng điện tử Tiêu đề chương 2 của bài giảng điện ử
Các mục của chương 2 Sơ đồ bố trí chung của hệ thống ESP
4.3.5 Nội dung bài giảng điện tử
Sau đây là nội dung một số slides được soạn thảo:
Hệ thống ESP sử dụng những cảm biến nào? Vị trí lắp đặt của các cảm biến đó?
- Học sinh trả lời: Hệ thống ESP sử dụng những cảm biến sau:
+ ảm biến tốc độ bánh xe, vị trí lắp ở vành tay lái
+ Cảm biến góc xoay vô lăng, vị trí lắp ở moay ơ bánh xe thân xe
+ Cảm biến vận tốc xoay , vị trí lắp ở khung xe
- Giáo viên nhận xét và bổ sung:
Lý thuyết: Cảm biến độ lệch ngang thân xe lắp ở ọng tr tâm xe Thực tế, lắp gần trọng tâm, trên mặt cắt ngang bên phải của dầm ngang trong khoang hành lý.
Cấu tạo của cảm biến tốc độ bánh xe?
Cấu tạo của cảm biến bao gồm các bộ phận chính: Nam châm vĩnh cửu và cuộn dây, đặt trong một vỏ bảo vệ chắc chắn và cáp tín hiệu.
- Giáo viên nhận xét và bổ sung: Câu trả lời của học sinh đúng nhưng cần lưu ý thêm: Vành răng chế tạo từ thép từ, trên phủ một lớp đồng mỏng, đặt trên moay ơ bánh xe Vành răng liên kết chặt và cùng quay với bánh xe Khe hở từ giữa cảm biến và vành răng nhỏ 0,2mm
Nguyên lý làm việc của cảm biến tốc độ bánh xe?
Nguyên lý hoạt động của các cảm biến tốc độ dựa trên hiện tượng cảm ứng từ.
- Giáo viên nhận xét và bổ sung:
Câu trả lời chưa cụ thể, chưa đầy đủ Cần phải nêu rõ khi vành răng quay (ô tô chuyển động), các đỉnh răng khép kín mạch từ và trong cuộn dây xuất hiện sức điện động xoay chiều, có tần số biến thiên theo tốc độ quay bánh xe Tín hiệu được chuyển về ECU dưới dạng đếm xung và xác định tốc độ quay của bánh xe theo thời gian
Nhắc lại nhiện vụ của cảm biến góc quay vô lăng và nêu cấu tạo của cảm biến này? Cảm biến góc quay vô lăng
Cảm biến góc hệ thống lái được sử dụng để phát hiện chuyển động quay của trục lái và để tính toán góc hệ thống lái Cảm biến này cung cấp thông tin cần thiết cho hệ thống ESP để giảm thiểu lái quá đà và thiếu lái
- Giáo viên nhận xét và bổ sung:
Thuật ngữ chuẩn: quay vòng thừa và quay vòng thiếu
Về nhiệm vụ học sinh trả lời đúng nhưng chưa nêu được cấu tạo của cảm biến Cấu tạo của cảm biến như sau: Bộ cảm biến góc xoay vô lăng gồm một đĩa có rãnh, một máy tính và ba bộ ngắt quang học (SS1, SS2, SS3)
Giáo viên thuyết trình: Các tín hiệu do các bộ ngắt quang học SS1, SS2, SS3 phát hi ện được máy tính biến đổi thành tín hiệu chuỗi để đưa vào ECU ECU sẽ phát hiện một vị trí trung gian của vô lăng, chiều quay hoặc góc quay của vô lăng bằng sự tổ hợp của các tín hiệu này.
Bộ phân thủy lực có cấu tạo như thế nào? Van điện từ có nhiệm vụ gì?
Bộ phận thủy lực gồm van điện từ giữ áp suất, van điện từ giảm áp suất, bơm, mô tơ, bình chứa an điện từ có nhiệm vụ đóng mở các cửa dầu V
- Giáo viên nhận xét và bổ sung:
Về cấu tạo học sinh trả lời đúng nhưng về nhiệm vụ của van điện từ thì chưa cụ thể Khi bộ chấp hành nhận lệnh từ ECU điều khiển trượt,van điện từ sẽ đóng hoặt ngắt và áp suất thủy lực của xi lanh ở các bánh xe tăng lên, giảm xuống hoặc được giữ để tối ưu hóa mức trượt cho mỗi bánh xe Ngoài ra, mạch thủy lực còn thay đổi để đáp ứng yêu cầu của mỗi loại điều khiển.
Nhìn vào sơ đồ trên em có nhận định gì? Tại sao lại đưa ra nhận định đó?
Hệ thống ESP điều khiển hoạt động của ba trạng thái chuyển động của ô tô: phanh
+ Điều khiển ổn định của ô tô khi chuyển động
+ Điều khiển phanh khi chuyển động trên đường vòng
- Giáo viên nhận xét và bổ sung:
Học sinh trả lời đúng nhưng không đưa ra được lý do: Sở dĩ hệ thống ESP điều khiển hoạt động của ba trạng thái chuyển động trên là do các trạng thái này thường gây ra sự mất ổn định của ô tô.
Luận văn này đã hoàn thành được các nội dung cũng như mục tiêu yêu cầu đã đề ra
- Nghiên cứu lịch sử phát triển hệ thống ESP
- Nghiên cứu ấu trúc và hoạt động của hệ thống ESP c
- Xây dựng được các chẩn đoán và bảo dưỡng, sửa chữa hệ thống ESP.
- Nghiên cứu ứng dụng phần mềm PowerPoin xây dựng mô đun phần mềm giảng dạy hệ thống ESP
Trong luận văn đã trình bày được lịch sử phát triển của hệ thống ESP, cấu trúc, sơ đồ và nguyên lý hoạt động của các hệ thống ESP ESP là một hệ thống rất quan trong ô tô, hiện nay tài liệu nghiên cứu, cũng như giáo trình, giáo án để phục vụ cho quá trình nghiên cứu cũng như giảng dạy, học tập ở các trường Đại học và cao đẳng còn thiếu và sơ sài Luận văn đã sưu tầm tài liệu trong nước, nước ngoài thông qua nhiều kênh tìm kiếm, đúc rút và tổng hợp để đưa vào trong luận văn do vậy luận này này sẽ là cơ sở hữu ích cho giáo viên, cũng như sinh viên ở các trường cao đẳng và đại học ngành công nghệ ô tôtham khảo và sử dụng Đặc biệt trong đề tài có phần thiết kế bài giảng điện tử phù hợp với phương pháp giảng dạy mới đang được áp dụng rộng rãi ở các trường Đại học và Cao đẳng hiện nay
Tuy nhiên luận văn cũng còn một số hạn chế:
- Đây là đề tài mới, có những phần nội dung đang được nghiên cứu, thí nghiệm, thực nghiệm của các hãng xe lớn trên thế giới Do vậy nội dung các phần trong luận văn chủ yếu là phân tích sơ đồ kết cấu, nguyên lý….Còn thiếu các số liệu, ví dụ thực tế cụ thể để minh họa… làm cho nội dung của luận văn chưa thực sự phong phú
- Nội dung của đề tài là nguồn tài liệu cần thiết cho sinh viên, giáo viên của các trường Cao đẳng và Đại học Nhưng hiện nay các mô hình, thiết bị, phương tiện của hệ thống ESP ở các trường Đại học và cao đẳng còn quá sơ sài, hoặc không có Do vậy đây cũng là hạn chế của đề tài khi đưa nội dung bài giảng vào giảng dạy ở các
Hướng phát triển của luận văn:
- Thường xuyên cập nhật tài liệu chuyên ngành công nghệ ô tô cũng như các chuyên ngành liên quan khác (lĩnh vực cơ điện tử, cơ khí chính xác, công nghệ vật liệu, công nghệ thông tin…) của các nước tiên tiến trên thế giới để chọn lọc và bổ sung vào một cách có khoa học để nội dung của luận văn ngày càng hoàn thiện hơn.