Kỹ thuật sữa chữa hệ thống điện trên ô tô chương 9

Tuy nhiên, chúng đã bắt đầu quay về hướng sử dụng hệ thống treo chủ động, hay là hệ thống mà có thể tổ hợp sự giảm chán bằng lò xo, sự điều khiển giảm xóc và độ cao di chuyển trong một

Chương 9 ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG TREO, TAY LAIVA

HOP SO BẰNG ĐIỆN TỪ GIGI THIEU VA MUC DICH

Hệ thống treo, hệ thống tay lái và hộp số của ötô điểu khiển bằng điện tử phát triển một cách nhanh chóng và được sử dụng trên hầu hết các xe ôtô vào giữa những năm 1990 Việc sử dụng điều khiển bằng điện tử kết hợp với các hệ thống trên ôtô giúp tài xế kiểm soát được toàn diện hơn đối với ôtô

của họ Làm cho phương tiện trở nên an toàn hơn, tiện nghi hơn và làm việc đáng tin cây hơn Điều này không có nghĩa la người kỹ thuật viên ngành ôtô sẽ không có việc gì để làm Mà lúc này

nghành ôtõ sẽ yêu cầu những kỹ thuật viên có nhiều kiến thức, được đào tạo tốt hơn là ở quá khứ,

để có sửa chữa một cách chính xác những hệ thông phức hơn nhiều

Việc ứng dụng điện tử vào các hệ thống tay lái bắt đầu vào cuối những năm 1980, cùng với sự điều khiển bằng điện tử để chuyển đổi trong hộp số tự động Những hệ thống mới này bất ngờ đẩy

những kỹ thuật viên sửa chữa hộp số, và hệ thống treo vào thế giới của điện tử Những kỹ thuật viên đã cảm thấy thích nghi với hệ thống thủy lực và điện bình thường, bây giờ chính họ đã đương đầu với một thế giới không quen thuộc - lĩnh vực điện tử

Trọng phần này chúng ta sẽ được giới thiệu về những hệ thống điều khiển điện tử được ứng dụng trong hệ thống giảm xóc, hệ thống treo, hệ thống tay lái và hộp số ở xe ôtô Nếu chúng ta hiểu biết những nguyên lý hoạt động của các hoạt động của hệ thống này, chúng ta sẽ có thể sửa chữa các

hệ thống không một chút khó khăn

Sau khi nghiên cứu, học hỏi ở chương này, chúng ta sẽ đạt được những điều sau:

1- Giải thích sự khác nhau giữa hệ thống treo chủ động và hệ thống treo thụ động

2 Miêu tả những ưu điểm của việc điều khiển bằng điện tử,

a- Cơ cấu lái trợ lực

b- Cơ cấu lái của 4 bánh xe

3- Giải thích mối quan hệ của điều khiển bằng điện tử vả hoạt động của ôtô ở:

a- Bộ biến đối momen khóa

b- Điều khiển tốc độ ở Transaxle hoặc là ở hộp số

® Lập danh sách các bộ cảm biến và cơ cấu dẫn động, và miêu tả sự hoạt động của từng

thiết bị trong những hệ thống sau:

a- Điều khiển hành trình theo chương trình

b- Hệ thống treo bằng không khí

c- Hệ thống treo phía sau cân bằng - tải trọng

d- Cơ cấu lái trợ lực

e- Cơ cấu lái 4 bánh xe

†-_ Bộ biến đổi mô men khóa

g- Điều khiển đổi tốc transaxle hay hộp số bằng điện tử

GIGI THIEU SO LUGC VE HE THONG TREO ĐIỆN TỬ

Cho đến gần đây, sự điều khiển ôtô trên đường đã tin cậy vào hệ thống treo thụ động với loại lỏ xo

cố định và hệ thống van trong bộ giảm xóc Sự thật là các xe hơi sang trọng đã sử dụng các bộ giảm xóc bằng không khí nén được điều khiển bằng bộ cảm biến độ cao như là một thiết bị cân bằng tải trọng trong nhiều năm Tuy nhiên điều này là một dạng tĩnh của sự điều khiển di động: ở ôtô, bởi vì độ cao khi di chuyển ở hệ thống phụ thuộc vào trọng lượng đặt vào đằng sau ôtô và vẫn giữ như nhau cho đến khi tải trọng của ôtô thay đổi

Hệ thống treo điện tử được gọi là hệ thống treo “thông minh” bởi vì nó có thể biến đổi phủ hợp một cách tức thì để thay đổi theo tình trạng đường xá mà không cần sự điều khiển của người tài xế hệ thống treo thông minh đầu tiên xuất hiện vào giữa những năm 1980 trên những xe hơi của Nhật Chúng có dạng giảm xóc được điều khiển bằng điện tử với kiểu giảm chấn có thể thay đổi được Người tải xế có thể điều khiển chúng ở trạng thải di chuyển mềm (dịu nhẹ), trung bình hoặc cứng vững Tuy nhiên, chúng đã bắt đầu quay về hướng sử dụng hệ thống treo chủ động, hay là hệ thống

mà có thể tổ hợp sự giảm chán bằng lò xo, sự điều khiển giảm xóc và độ cao di chuyển trong một

hệ thống đơn, mà hệ thống này sẽ hoạt động tủy theo tinh trang của mặt đường

Hãng Lotus International được công nhận là đã phát triển trước nhất hệ thống treo chủ động điều khiển bằng điện tử vào những năm 1980 Cơ cấu tác động thủy lực áp suất cao được thay cho loại

lò xo lả, lò xo cuộn hay lò xo không khí như thưởng lệ để chuyên chở tải trọng của ôtô Bằng việc điều khiển và lưu thông bằng áp suất dung dịch bên trong cơ cấu dẫn động (khá giống vớiáp suất dụng dịch điều khiển ở hệ thống chống kẹt thắng ABS), từ đó chúng thực hiện những nhiệm vụ của

lò xo và của bộ giảm xóc Độ cao di chuyển, tư thế nằm và độ cứng vững của hệ thống treo tất cả các nhân tố đó của ôtô được điều khiển bằng bộ điều khiển điện tử dựa trên cơ sở những dữ liệu nhập vào từ các bộ cảm biến khác nhau

Một hệ thống treo chủ động có thể được chương trình hoá để phản ứng lại một cách tức thời đối với điều kiện mặt đường, mà hệ thống treo thụ động không làm được Thí dụ, ôtô có thể thực hiện được

độ nghiêng khi qua một khúc quanh giống như một xe môtô, bằng cách lập chương trình làm cho phía bên ngoài hệ thống treo tăng lên, phia trong hệ thống treo thấp xuống khi ôtô di chuyển vòng qua một khúc quanh Khuynh hướng tự nhiên của xe ôtô là bị nghiêng đi làm cho phía bên ngoài bị mất tác dụng (không bám vào mặt đường) với hệ thống treo chủ động, kết qủa là khúc quẹo ngắn hơn và trọng lực tác dụng lên tài xế và hành khách ít hơn

Bây giờ chúng ta sẽ tìm hiểu về những ví dụ điển hình của những phương pháp khác nhau để phát triển hệ thống treo chủ động Tất cả chúng hiện nay được sản suất để sử dụng trên các ôtô

HE THONG GIAM CHAN BIEN BOI

Hệ thống giảm chấn biến đổi đầu tiên xuất hiện trên các xe ôtô của Nhật Bản Những hệ ' thống cơ sở nay sti dung bộ giảm xóc chứa đây khí ở mỗi bánh xe Mỗi bộ giảm xóc có một động cơ dẫn động nhỏ được gắn ở trên hay ở phía trong đầu của nó, Một công tắc điều khiển trên bằng thiết bị do hay bang điều khiển sẽ cho phép người tài xế chọn chế độ chuyển động SOFT, MEDIUM hoặc là FIRM Sự vận hành công tắc sẽ gởi tín hiệu điện áp đến bộ điều khiển Bộ điều khiển sẽ phát tín hiệu đến mỗi động

cơ dẫn động để quay một thanh điều khiển được nối với van quay bên trong của bộ giảm xóc Thanh điều khiển sẽ xác định lại vị trí của van quay, để thay đối kích thước của lỗ định lượng Điều này sẽ làm thay đổi tỷ lệ va đập do đó đạt được hiệu qủa giảm chấn như mong muốn Hệ thống treo sẽ tiếp tục nhiệm vụ ở trạng thái này cho đến khi người tài xế tác động lại công tắc điều khiển

Bộ vì xủ lý sẽ nhận những tín hiệu nhập vào ở âm biến tốc độ ô tô, góc độ tay lái và cơ cấu thắng Dựa trên cơ sở những dữ liệu này, bộ vi xử lý sẽ chọn mức độ giảm chẩn thích hợp và sẽ điều biến các bộ giảm sóc như đã miêu tả ở trên tùy theo tốc độ ö tô và tình trạng mặt đưởng

BO CAM BIEN

Tất cả các hệ thống PRC (Progammed Ride Control) đều sử dụng các bộ cảm biến góc độ quay tay lái thắng và tốc độ Một vài hệ thống cũng sử dụng thêm tín hiệu vào từ bộ cảm biến van tiết Lưu

24

BO CAM BIEN TOC 80

Bộ cầm biến tốc độ ở đây giống như bộ cắm biến tốc độ sử dụng cho đồng hồ tốc độ và cho hoạt động của điều khiển tốc độ Ở chương 7 đã giải thích chức năng của nó trong hệ thống điều khiển

tốc độ, Tín hiệu điện áp được tạo ra nhờ bộ cảm biến sẽ được gởi đến bộ vi xử lý PRC để xử lý và

so sánh với những dữ liệu ở đầu vào của những bộ cảm biến khác để xác định là mức độ giảm va

đập có nên được thay đổi hay không

BO CAM BIEN CO CAU THANG

Gông tắc đèn STOP hoặc là công tắc áp suất thắng sẽ

hoạt động như là bộ cảm biến cơ cấu thắng nếu công tắc

đèn Stop được sử dụng như là bộ cảm biến, nó sẽ phát tín

hiệu đến bộ vi xử lý khi cơ cấu thắng được ứng dụng Bộ vi

xử lý sẽ xử lý tía hiệu này củng với tín hiệu ở bộ cảm biến Đến phiay

tốc độ để xác định là sự giảm chấn ở bộ giảm sóc yêu cầu : trude oto ©

được thực hiện Nếu công tắc áp suất thắng được sử dụng, ` -—

một công tắc thường mở sẽ được lắp đặt trong đường ống

dầu thắng để đo áp suất ở cơ cấu thắng đằng trước, hình 9 Vòng đệm chữO _ Van điều khiển thắng

- 1 Khi áp suất vượt quá giới hạn đặc trưng, công tắc sẽ

đóng tại Điều này sẽ làm phát tín hiệu đến bộ vi xử lý, để

báo rằng sự thắng khẩn cấp đang thực hiện và nó sẽ thay

đổi mức độ giảm chấn ở bộ giảm xóc, để làm giảm đến

mức độ tối thiểu sự bẹp xuống của hệ thống treo phía trước

làm bổ nhào mũi ô tô Hầu hết hệ thống PRC sẽ trở lại mức

độ giảm chấn nguyên thủy của nó nhiều giây sau đó,sau

khi bộ ví xử lý ngừng việc nhận tín hiệu ở bộ cảm biến cơ

cấu thắng

BO CAM BIEN TOC BỘ TAY LAI

Một bộ cảm biến quang học được gắn trên trục tay lái, hình 9.2, sẽ thông thông báo đến bộ vi xử lý

về sự thay đổi hướng chuyển động của ôtô Bộcảm biến gồm một cửa chớp hình dĩa quay được và một điết quang học, hình 9.3 tương tự như những cam biến chúng †a đã nghiên cứu ở chương 7 Dĩa quay có khe hở sẽ cho qua và ngắt chùm tia sáng của điết quang học khi nó quay, làm phát sinh ra tín hiệu điện áp Số lượng và tốc độ của tín hiệu do bộ cảm biến cung cấp cho phép bộ vi xử lý xác

định được góc quay của ôtô Bộ vị xử lý sẽ so sánh dữ liệu này với tốc độ ôtô để tính toán sự tăng tốc ở bộ phận bên Nếu sự gia tốc ở bộ phận bên vượt quá giới hạn cho phép, bộ vi xử lý sẽ thay đổi

mức độ giảm chấn; Hệ thống sẽ quay trở lại mức độ giảm chấn nguyên thủy của nó nhiều giây sau

khi bộ tăng tốc bộ phận bên trở lại trang giới hạn thấp hơn

Hình 9 - 1 Công tắc cảm biến áp suất được sử dụng ở một số hệ thống PRC

để giảm áp suất ở thắng trước (Ford)

Bộ câm biến

tay lái

Đầu nối hệ thống điện

Hình 9.2, Góc quay tay lái ôtô được đo bằng bộ cảm biến gắn ở trục tay lái (Ford)

244

Đến đầu nối điện

Hình 9.3 86 cam biến góc quay tay lái sẽ quay màn chắn có khe hở giữa các điết có khe hở để tạo ra tín

hiệu điện áp cung cấp cho bộ điều khiển

BO CAM BIEN VI TRI VAN TIET LƯU

Một vài hệ thống theo dõi vị trí van tiết lưu để nhận ra sự gia tốc của ôtô và tốc độ của nó Tín hiệu này được sử dụng cho bộ ví xử lý để xác định là phẩcó y thay đổi mức độ giảm chấn để giới hạn

đến mức tối thiểu sự chìm hoặc là bẹp ở hai bánh sau và sự nhấc lên ở hai bánh trước khi ötô tăng

tốc ở tốc độ thấp

BO DIEU KHIỂN

Các bộ điều khiên vi xử lý sử dụng trong hệ thống PRC có khả năng tự chuẩn lỗi tương tự như là ở những bộ điều khiển khác mà chúng ta đã nghiên cứu Một vài bộ điều khiển thể hiện chức năng của hệ thống bằng việc nhấp nháy các đèn chỉ báo tương tự như là việc kiếm tra bằng việc nhấp nháy theo thứ tự đèn sử dụng ở hệ thống chống kẹt thắng ABS Một loại bộ điểu khiển khác gồm

chương trình tự chuẩn đoản lỗi và sẽ thiết đặt các mã hồng hóc khi có sự cố xảy ra Tủy thuộc vào

cấu tạo của hệ thống, cá mã hư hồng có thể được truy tlm thông qua sự nhấp nháy đèn chỉ báo, bằng vôn - kế tương tự, hoặc là bằng bộ kiểm tra đặc biệt

co cau DAN DONG

Một bộ giảm xóc có cơ cấu dẫn động của chính nó để thay đổi các van ở bên trong của giảm xóc

khi bộ điều khiển phát tín hiệu đến Nói chung cơ cấu dẫn động được định vị trực tiếp trên đỉnh của

bộ giảm xóc, hình 9.4, mặc dù có một vài loại được thết đặt ở bên cạnh tại đầu của bộ giảm xóc

Có một loại cơ cấu dẫn động gồm có một phần ứng cực đơn nhỏ hai nam châm vĩnh cửu, và một công tắc vị tri, hình 9.5 Một mạch phản hồi hay là mạch vị trí bộ cảm biến sẽ cho phép bộ điều khiển giám sát cơ cấu dẫn động để bảo đảm rằng nó xoay đến đúng vị trí yêu cầu Chính điều này

sẽ chọ phép bộ điều khiển xác định được khi nào cơ cấu dẫn động có sự cố bất thường và nhận ra

được hư hỏng của cơ cấu dẫn động Bộ điều khiển sẽ đặt một dòng điện vào phần ứng thông qua mộttrong hai rơle Từ trường tạo ra sẽ làm cho phần ứng quay cho đến khi nó vươn đến điểm dừng bên trong Điều này sẽ làm cho lò xo lá bên trong mạch vị trí cảm biến mở ra hoặc là đóng lại

245

Hình 9.5 Cơ cấu dẫn động bằng từ tính sử dụng hai nam châm và một phần ứng hai cực để tạo ra chuyển

động Công tắc lò xo lá sẽ gởi tín hiệu phản hồi đến bộ điều khiển (Ford)

(Phụ thuộc vào chiều quay) và sẽ ngắt tín hiệu phản hồi đến bộ điều khiển Điều này sẽ báo cho bộ điều khiển biết rằng cơ cấu dẫn động đã hòan thành công việc của nó

Một loại khác của cơ cấu dẫn động sử dụng một động cơ một chiều DC nhỏ và một bộ giảm tốc

bánh răng, hình 9.6, được thiết đặt trên đỉnh của bộ giảm xóc Khi bộ điều khiển phát tín hiệu đến

cơ cấu dẫn động, động cơ DC sẽ quay bánh răng giảm tốc và làm quay thanh điều khiển Solenoid

sẽ được kích hoạt cùng thời điểm để gắn cái hãm khóa thích hợp vào Bằng sự điều biến tín hiệu đến cơ cấu dẫn động và cụm Solenoid, bộ điều khiển sẽ đạt được chế độ giảm chấn phù hợp theo tốc độ ôtô và tình trạng mặt đường

246

NHONG HỆ THỐNG ĐIỂN HÌNH

Hệ thống điều khiển sự di chuyển của ôtô được

lập trình (PRC) đã giới thiệu trên loại ôtô hai cửa

Thunderbird và hệ thống treo được điều biến bằng

điện tử Toyota (TEMS) được sử dụng vào năm

1988 và những kiểu sau này sẽ minh họa hai

phương pháp cơ bản đối với những hệ thống giảm

chấn biến đổi được điều khiển bằng điện tử

Vò

Bong co D.C Solenoid

Ở mỗi hệ thống giảm chấn biến đổi điều khiển

bằng điện tử được thiết kế ra để cải thiện độ ổn Bánh răng

định tổng thể của ôtô bằng việc giảm đến mức độ giảm tốc

Cần piston bộ

giảm xóc

Sự bổ nhào ở đầu trước và sự nhấc lên ở

phía sau trong lúc thắng gấp

Sự nhấc đều trước lên và nhấn chìm phía

sau xe xuống trong khi tăng tốc nhanh _ nình 9-6 Cơ cấu dẫn động dùng bánh răng giảm

w Sườn xe và thân xe bị cuộn lại trong khi tốc định vị các van soe giam xốc " theo vị trí

PROGRAMMED RIDE CONTROL

Hãng Ford sử dụng hai hệ thống PRC tương tự nhau: một hệ thống giới thiệu trên Thunderbird năm

1987 và một hệ thống khác đã giới thiệu trên Probe năm 1989 Hệ thống sử dụng trên ôtô Pròbe

cũng đã được sử dụng một vài kiểu ôtô Mazda Cả hai hệ thống sẽ điều chỉnh hoạt động giảm chấn của bộ giảm xóc theo sự thay đổi của tình trạng mặt đường

Hệ thống ở ôtô Thunderbird sử dụng một bộ vi xử lý, hai rơle bộ giảm xóc, một cảm biến tay lái, một

cảm biến áp suất thắng, một cảm biến tốc độ, một cơ cấu dẫn động ở mỗi bộ giảm xóc và một công

tắc điều khiển chế độ, hình 9.7

Rơle bộ điều Công tắc Bộ điều khiển

chỉnh độ sáng chọn chế độ

dẫn động Thanh chống xiên điều khiển được

Hình 9.7 Các thiết bị của hệ thống PRC sử dụng trên ôtô Thunderbird (Ford)

247

Đặt công tác điều khiển chế độ ở vị trí AUTO sẽ kích hoạt rơle di chuyển - êm dịu (soft - ride) Ôtô

sẽ dì chuyển trong chế độ này trừ phi tín hiệu nhập vào tử bộ cảm biến đến bộ vi xử lý thể hiện một

trong những tình trạng sau đây:

= Thắng gấp làm cho áp suất ở bánh trước vượt qua 40 psi

= Van tiết lưu mổ rộng hơn 90%

« Quẹo ở khúc quanh gấp

= Tốc độ của ôtô trên 83 mph

Nếu có những thay đổi như thế xảy ra, bộ ví xử lý sẽ khử khích hoạtrơle SOFT-RIDE và sẽ kích hoạt

rơle EIRM - RIDE để cung cấp sự điều hưởng hệ thống treo thể thao (giống như chế độ cho các xe

ôtô thể thao, ôtô dua) Điều này sẽ làm chuyển hệ thống một cách tựđộng sang chế độ FIRM RIDE cho đến khi đầu vào của bộ cẩm biến biểu thị rằng tình trạng gây nên thay đổi đã qua di

o> 8g 066—————<&€| Phtssune WITCH

Đặt công tắc điều khiển chế độ ở vị trí FIRM sẽ kích hoạt rơle di chuyển cứng vững (Firm - ride) Hệ

thống sẽ vẫn giữ ở chế độ FIRM RIDE không đếm xỉa đến tín hiệu nhập vào của bộ cảm biến gởi

đến bộ vi xử lý

Một đèn chỉ báo FIRM RIDE đặt trên bảng nhóm thiết bị đo sẽ sáng lên bất kỳ khi nào hệ thống

đang hoạt động ở chế độ hệ thống treo cứng vững Nếu bộ điều khiển phát hiện ra một sự bất thường ở hệ thống, đèn chỉ báo sẽ nhấp nháy lên Khi trường hợp này xảy ra, người tài xế sẽ được hướng dẫn để vận hành công tắc điều khiển chế độ nhiều lần Nếu đèn chỉ bào tiếp tục nhấp nháy,

hệ thống phải được đưa ra sửa chữa để xác định rõ và sửa chữa hư hồng đã xảy ra

Hình 9.8 là sơ đồ cấu tạo mạch điện tử của hệ thống PRC với công tắc đánh lửa ở vị trí vận hành,

dòng điện ở bình ắc quy sẽ đi qua cầu chì số 5 đến bộ điều khiển và cả hai rơle Khi công tắc điều khiển chế độ ở vị trí FIRM, dòng điện sẽ đi qua Rơle FIRM đã được kích hoạt đến cơ cấu dẫn động, làm quay cơ cấu dẫn động đến vị tri FIRM Việc bật công tắc điều khiển chế độ đến vị trí AUTO sẽ

khử kích hoạt ở rơle FIRM và sẽ kích hoạt rơle SOFT Hoạt động này sẽ đặt điện áp ắc quy vào một

đầu nhập vào khác của cơ cấu dẫn động, làm cho cơ cấu dẫn động quay đến vị trí SOFT

Hệ thống điều khiển ở ôtô Probe cũng sử dụng những thiết bị tương tự, nhưng cho phép người tài xế lựa chọn một trong ba chế độ vận chuyển : êm dịu - mềm, bình thường và thể thao (soft - normal - sport) Phụ thuộc vào chế độ được chọn kựa và điều khiện đường xá, mà bộ điều khiển ứng dụng

sự kết hợp thay đổi của giảm chấn: êm dịu, cứng, hoặc là rất cứng lên đằng trước ôtô, và ở cụm thanh dần phía sau xe Ví dụ, trong trường hợp công tắc điều khiển chế độ được thiết đặt ở chế độ

bình thường (normail) và ôtô đang ở trên hành trình chạy thẳng, các cơ cấu dẫn động phía trước và

phía sau vẫn duy trì chế độ êm dịu ở tốc độ dưới 50 mph Khi ôtô di chuyển với tốc độ trên 50 mph,

các cơ cấu dẫn động phía trước sẽ chuyển mạch một cách tự động đến chế độ cứng vững, trong lúc

đó các cơ cấu dẫn động ở phía sau vẫn duy trì ở chế độ êm dịu Khi đến một khúc quanh gấp hoặc

là có một tác động thắng ở tốc độ này, sẽ làm chuyển mạch một cách tự động các cơ cấu dẫn động

ở phía sau ở chế độ cứng vững Một khi tình huống hoặc là sự tác động đã qua đi, bộ điều khiển sẽ

hòan bộ giảm xóc trở lại vị trí phù hợp (phía sau ở chế độ êm dịu, bánh trước là chế độ êm dịu khi

tốc độ dưới 50 mph hoặc là ở chế độ cứng khi tốc độ trên 50 mph) ke 2 aa a

HE THONG TREO ĐIỀU KHIEN BANG ĐIỆN TU TOYOTA

Hệ thống TEMS sử dụng một bộ vi xử lý, các cảm biến tốc độ và tay lái, công tắc đèn stop, cơ cấu dẫn động ở mỗi bộ giảm xóc, và một công tắc điều khiển chế độ làm việc, hình 9.9 Bộ vi xử lý cũng

nhận và xử lý tín hiệu vào từ bộ cảm biến vị trí van tiết lưu

Cảm biến tay lái Hình 9.9 Các thiết của hệ thống TEMS Toyota

249

Với hai chế độ điều hành (được chọn bằng ông tắc) và ba chế độ giảm chấn (được chọn bằng máy

tính), sự hoạt động của hệ thống TEMS tương tự như hệ thống PRC của ôtô Ford Thunderbird Khi

chế độ normai được chọn, bộ vi xử lý sẽ chuyển mạch để thay đổi giữa ba chế độ giảm chấn tùy

thuộc vào tốc độ ôtô và điều kiện mặt đường Nếu người tài xế chọn chế độ SPORT, bộ vi xử lý

TEMS sẽ khóa hệ thống 6 trang thái đó, và chỉ cung cấp hai chế độ giảm chấn bất chấp các tin

hiệu nhập vào từ bộ cảm biến

SU CAN BANG TY BONG (DIEU KHIỂN BỘ PA0 - DI CHUYỂN)

Hệ thống cân bằng tự động là một phiên bản điều khiển điện tử của hệ thống cân bằng - tải trọng

ổn định sử dụng cho nhiều ôtô sang trọng trong nhiều năm qua Chúng có thể điều khiển tải trọng

độ cao cân bằng ở tất cả 4 bánh xe hoặc là chỉ tại các bảnh xe sau Một hệ thống điều khiển cả 4

bánh sẽ sử dụng 3 bộ cảm biến độ cao (phía trước bên trái, phía trước bên phải, và phía sau) để tạo thành ba-hệ thống con Bộ điều khiển sẽ nhận những tín hiệu nhập vào từ ba bộ cảm biến độ cao,

công tắc đánh lửa, công tắc thắng và các công tắc của Những tín hiệu này sẽ được sử dụng để

duy trì độ cao can bang trong tải một cách chính xác Loại hệ thống điều khiển hai bánh sau sẽ sử

dụng bộ cảm biến đơn để cụng cấp tín hiệu điều khiển đến bộ điểu khiển mạch rắn Nếu bộ điểu khiển nhận những dữ liệu nhập vào từ các bộ cảm biến biểu thị rằng việc điều chỉnh hệ thống là cần thiết, bộ điều khiển sẽ hoạt động cơ cấu dẫn động của hệ t ống (thông thường là một máy nén khí)

để nâng lên hoặc là hạ xuống độ cao cân bằng tải của ôtô bằng cách thêm không khí vào hay là xả

không khí ra khỏi bộ giảm xóc không khí hoặc lò xo đệm khi

Hấu hết những hệ thống phức tạp sẽ kết hợp giảm xóc điện tử và sự điều khiển độ cao - di chuyển với hệ số độ cứng lò xo thay đổi được Có nhiều wu điểm trong sự thay đổi hệ số độ cứng của lò xo

Việc tăng hệ sổ độ cứng của lò xo sẽ làm cho hệ thống treo cứng vững hơn, giảm đến mức tối thiểu

sự uốn của thân xe trong gia tốc, qua khúc quanh và khi ứng dụng cơ cấu thắng Việc giảm số độ

cứng lò xo sẽ tạo ra sự vận chuyển êm dịu hơn cho ôtô, Sự thay đổi độ cao của lò xo sẽ làm thay đổi độ cao của ôtô khi di chuyển Điều này sẽ giúp cho sự điều khiển ôtô bao quát hơn, tạo khả năng mang tải và ảnh hưởng ngay cả đến yếu tố khí động lực học của ôtô

Hãng Ford đã giới thiệu một bộ điều khiển vi xử lý hệ thống treo bằng đệm khí 4 bánh trên ôtô Mark

VII va Continental sản xuất năm 1984 Một hệ thống cân bằng tự động chỉ ở hai bánh sau đơn giản

hơn được đề cập đến như là một chọn lựa cho cáo kiểu xe Ford, Lincoln và Mercury 1985 Một hệ

thống điều khiển độ cao điện tử tương tự khác đã xuất hiện trên một số kiểu xe truyền động bánh trước của Chrysler 1986 Hãng Ford đã kết hợp các đặc điểm của hệ thống treo bằng đệm khí với

hệ thống PRC của Thunderbird để sản xuất ra hệ thống treo đệm khí và hệ thống treo tự động trên mặt đường (ASARC) giới thiệu trên 6t6 Continental 1988 Mỗi hệ thống này đều khác nhau ở

phương pháp vận hành Chúng ta sẽ xem xét các thiết bị của các hệ thống này, sau đó sẽ nghiên

cứu nguyên lý hoạt động của hệ thống

« Cảm biến quang học xoay

Cảm biển hiệu ứng Hall xoay

= Cam biến tử trường tính tuyến

BO CAM BIEN QUANG HOC XOAY

Bộ cảm biến được gắn trên xà ngang của khung xe, trên một dầm cơ cấu dẫn động của bộ cảm

biến với thanh sắt chữ I, tay đòn ngang hoặc là trên những điểm cố định vững chắc khác Một thanh

truyền ngắn sẽ nối cánh tay đòn điều khiển trên phia sau, hoặc là một bộ phận chuyển động rào

đó của hệ thống treo, hình 9.10 Một cái màng chắn bên trong vỏ của bộ cảm biến được gắn vào cơ cấu dẫn động và được điều khiển quay bằng cơ khí khi thanh chuyền ở cơ cấu dẫn động gịch

250

chuyển Sự xoay của màng chắn sẽ nối hoặc là ngắt một mạch quang điện , từ đó sẽ gởi tín hiệu

đến bộ điều khiển để vận hành máy nén khí hoặc là vận hành solenoid thoát khí

Một vài bộ cảm biến chứa lôgie

nó hoạt động giống như một bộ

hệ thống và những mạch điện cần thiết để xử lý tín hiệu của chính

điều khiển kết hợp với bộ cảm biến Những bộ cảm biến khác sẽ

truyền các tín hiệu của chúng trực tiếp đến bộ vi xử lý riêng biệt, nơi đây các tín hiệu sẽ được xử lý

BO CAM BIEN HIEU UNG - HALL KOAY

Bộ cảm biến xoay này gồm có hai công tắc hiệu ứng - Hall là một rôto từ tính,

hiệu ứng Hall sẽ cùng cấp tín hiệu điều chỉnh ở trên và một công tắc sẽ cung

dưới.Hiệu Ung Hall la kha nang tạo ra một điện áp nhỏ trên vật liệu ban dan,

nó vào trong một từ trường vuông góc với bề mặt

và nhân tố Hall, nó sẽ tạo ra một shun từ

Một bộ phát sinh điệ

sẽ chuyển đổi nó thành xung

BO CAM BIEN TU - TUYEN TINH

Hình 9.11 Một loại cảm biến độ cao xoay sl dung hi

ay là ở dudi muc cai

hệ thống không hoạt động ở điểu kiện vận chuyển bình thường

Đến đầu nối điện

n bằng tải Chức năng trễ thời gian của bộ

Cảm biển độ cao

kiểu xoay

Thanh noi Lỗ điều chỉnh

Chốt cầu

Cánh tay đòn của cơ cấu dẫn động được nối với

những bộ phạn chuyển động của hệ thống treo

hình 9.11, Một công tắn

cấp tín hiệu điều chỉnh ở

khi cho dòng điện đi qua

- Khi có một tấm chắn đi vào khe hở giữa roto từ tính

tính làm cho thay đổi cường độ từ trường qua nhân tố Hall

áp ở đầu ra sẽ nhận tín hi éu điện áp từ mạch điện tích hợp Hall (IC - Hall) va

Cong tac Hall B

ai công tắc hiệu ứng Hall và một rôto từ tính để phát tín

hiệu độ cao ôtô đến bộ điều khiển (Ford)

251

Bộ câm biến tuyến tính được gắn giữa thân xe noặc là xà ngang khung xe và cánh tay đón điều khiển hệ thốn treo, hình 9.12 Đầu hoạt động của bộ cảm biến gồm các nam châm trượt, hình 9.13,

và được gắn trên cánh tay đòn điều khiển Sự di chuyển được gây ra do sự thay đổi dộ cao của ôtô

sẽ tạo ra tín hiệu và được truyền đến bộ điều khiển bằng hai mạch điện tử hoạt động như những công tắc điều chỉnh trên và công tắc điều chỉnh - dưới Với ôtô ở tại độ cao - điều chỉnh, cả hai công tắc đều đóng Điều này sẽ được giải thích nhờ bộ điều khiển như là một tín hiệu - điều chỉnh Sự di chuyển lên phía trên của nam châm sẽ mổ công tắc điều chỉnh - phía trên; Sự chuyển động về phía dưới sẽ đóng công tắc điều chỉnh - phía trên và mở công tắc điều chỉnh - bên dưới Bộ điều chỉnh

sẽ xác định những sự thay đổi theo độ cao điều chỉnh bằng việc giảm sát sự hoạt động của công tắc này

`

Nối với cánh tay đòn

điều khiển hệ thống treo

Hầu hết các bộ ví xử lý và bộ điều khiển được sử dụng trong hệ thống điều khiển độ cao di chuyển

đều có khả năng chuẩn đoán lổi tương tự như những bộ điều khiển khác mà chúng ta đã nghiên

cưú Bộ điều khiển kết hợp và bộ cảm biến độ cao được sử dụng trong hệ thống của ôtô Chrysler

sẽ là một ngoại lệ

Các bộ điều khiển sẽ có mạch điện trễ - thời gian để ngăn cần tác dụng liên miên không ngởi của

hệ thống treo đối với sự gap ghénh nhất thời của tình trạng mặt đường, mà điều này sẽ tạo ra tần

số làm việc quá mức của máy nén khí Một mạch điện của bộ định thời thứ hai sẽ ngăn cần sự hoạt

động liên tục của máy nén khí nếu hệ thống bộc lộ sự rò rỉ hoặc là van thoát hay van thông hơi bị

hư hồng ở trạng thái mở

Mội vài bộ điều khiển biểu thị sự vận hành của hệ thống bằng việc nhấp nháy các đèn chỉ báo

Những bộ điều khiển khác chứa chương trình tự chuẩn đoản - lỗi và sẽ thiết đặt các mã lỗi khi có ự

cố xảy ra Phụ thuộc vào cẩu tạo của hệ thống, các mã hồng hóc có thể được truy tìm thông qua

việc nhấp nháy thông báo của các đèn cảnh báo, nhờ vôn kế tương tự hoặc là nhờ một bộ kiểm tra

đặc biệt

22

CO CAU DAN DONG

Sự cân bằng tự động hoặc là hệ thống điều khiển độ cao khi di chuyển sẽ sử dụng các cơ cấu dẫn

động sau đây:

~ Máy nén khí

~ Van thông hơi hoặc là van Solenoid thoát

= Van Solenoid lò xo đệm khí (ở một vài hệ thống)

Hình 9.14 Mặt cắt ngang của một hệ thống nén khí điển hình với bộ sấy khô được sử dụng trong hệ thống

cân bằng tải tự động ( Ford)

Cơ cấu dẫn động cơ bản đầu tiên trong hệ thống cân bằng tự động hay là hệ thống điều khiển độ cao là máy nén khi, hình 9.14 Khi bộ điều khiển xác định độ cao cân bằng phải được tăng lên, nó

sẽ vận hành máy nén khí bằng cách kích hoạt rơle máy nén Nếu hệ thống sử dụng lò xo đệm khế,

bộ điều khiển cũng sẽ mở van Solenoid ở lò xo, Jinh 9.15 Máy nén khí sẽ gởi không khí nén qua

bộ sấy khô có chứa chất keo silioa để tách hơi ẩm Sau đó không khí nén sẽ được truyền đến bộ giảm xóc hoặc là lò xo đệm khí thông qua các ống nilon Khi tín hiệu của bộ cảm biến độ cao thông báo đến bộ điều khiển rằng độ cao cân bằng là chính xác, bộ điều khiển sẽ khử khích hoạt rơle máy nén khí để tắt mảy nén khí Và nó cũng sẽ đóng luôn van Solenoid của lò xo đệm khí

Khi bộ điều khiển”quyết định" lâm cho độ cao cân bằng thấp hơn, nỏ sẽ mở van thông hơi thường

đóng hoặc là van Solenoid xả

Trên hệ thống lò xo đệm khí, bộ điều khiển cũng mở van Solenoid ở lò xo này, hình 9.15 Không khí

sẽ đi ra khổi bộ giảm xóc hay lò xo đệm khí và chuyển trở lại bộ sấy khô, nơi đó nó sẽ tập hợp hơi

ẩm lại, và được hấp thụ nhờ loại keo silica trước khi rời khỏi van cửa nạp - không khí của máy nén khi Cảm biến độ cao sẽ phát tín hiệu đến bộ điều khiển là độ cao cân bằng chính xác như yêu cầu,

và bộ điều khiển sẽ đóng Solenoid thông hơi hoặc là Solenoid xả lại

12 th Ga

Đầu nối điện Cuốn dây

Hình 9.15 Mặt cắt ngang của Solenoid lò xo đệm khidién hình và vị trí của nó tại đỉnh của lò xo đệm khí

(Ford)

MỘT $Ố Ví IỤ VỀ HỆ THONG

Một số ôtô sử dụng hệ thống cân bằng tự động chỉ vận hành trên các bánh sau và điều chỉnh độ cao cân bằng của ôtô tùy theo tải trọng Hệ thống treo bằng không khí thay thế hệ thống treo sử dụng lò xo xoắn thông thường, bằng các lò xo đệm khí để cung cấp sự cân bằng tải trọng ở 4 bánh

xe Hệ thống treo bằng không khí và hệ thống điều khiển theo tình trạng mặt đường tự động (ASARC) được giới thiệu trên 6t6Continental 1988 hợp nhất giữa điều khiển giảm chấn bằng lò xo

và độ cao vận chuyển Chúng †a sẽ xem xét cá ví dụ điển hình của hệ thống ở ôtô Ford va Chrysler

HE THONG BIEU KHIEN 80 CAO BANG BIEN TH CHRYSLER

Hệ thống điều khiển độ cao bằng điện tử là một bộ phận phụ trợ không phải bắt buộc đối với những

ôtô truyền động bằng bánh trước của Chrysler Hệ thống nầy gồm có bộ điều khiển và cảm biến độ cao kết hợp lại với nhau ,máy nén khí với solenoid xâ, giảm xóc không khí , các đường ống dẫn và

hệ thống dây điện , hình 9.16, Bộ giảm xóc đệm khí điều khiển được là những bộ giảm xóc thông thường được đặt trên những buồng không khi dễ thích ứng Khí tăng áp suất trong buồng không khí

sẽ làm duỗi dài bộ giảm xóc; việc giảm áp suất ở buồng không khí sẽ cho phép trọng lượng ôtô gập

ngắn bộ giảm xóc lại

Khi hệ thống đáng lửa được bật mở, nguồn điện được cung cấp đến bộ cảm biến độ cao và một bên của cuộn dây rơle máy nén khí thông qua công tắc đánh lủa, hình 9.17 Mạch điện của bộ cảm biến

độ cao sẽ thực hiện trình tự làm trễ - thời gian (42 + 4 giây) trong túc bộ điều khiển xác định tình

trạnng ôtô là bình thường hay là đang chịu tải

Nếu bộ cảm biến xác nhận điều kiện tải trọng của ôtô là binh thường; nó sẽ đưa vào trạng

thái cung cấp thêm và sẽ vận hành máy nén khí thông qua rơle trong vòng 3 đến 5 giây

cần thiết để duy trì áp suất không khí ở bộ giảm xóc giữa 14 và 21 PSI

«Nếu bộ cảm biến xác nhận đều kiện ôtô là đang chịu tải, nó sẽ bổ qua trạng thái cung cấp thêm và sẽ hoạt động máy nén khí thông qua rơle cho đến khi bộ cảm biến cảm nhận

được tình trạng ôtô đã cân bằng

254

ym may nén khiS Thanh chống xiên

phía sau bên phải Cảm biến độ cao Đường ống áp suất

Hình 9.17 Sơ đồ mạch điện của hệ thống điều khiển độ cao điện tử Chrysler

Khi độ cao của ôtô thay đổi hơn độ đao mà lôgic của bộ điều khiển chấp nhận trong khi

hệ thống đang vận hành, nó sẽ đưa vào trình tự trễ - thời gian 13 đến 27 giây trước khi vận hành máy nén

khí

để điều chỉnh chính xác độ cao cân bằng - thấp, hoặc là sẽ mở Solenoid xả khí để điều chỉnh độ

255

cao cân bằng - cao Solenoid xả khí cũng vẫn hoạt động khi công tắc đánh lửa bật tắt và ôtô không

chịu tải trọng Điều này sẽ ngăn càn việc cân bằng ở độ cao - cao của ôtô

Những sự điều chỉnh nhỏ có thể thực hiện đối với độ cao kiểm soát của ôtô bằng việc điều chỉnh lại

vị trí tay đòn cảm biến độ cao Khi đặt ôtô không tải trên một bề mặt bằng phẳng, tay đòn có thể

được nới lỏng và di chuyển lên hoặc xuống với tổng cộng lượng điều chỉnh 1 inch Nếu sự điều

chỉnh này không làm cho độ cao cân bằng ở trong vòng đặc điểm kỹ thuật cho phép, nó có thể gây

ra hư hại đối với các bộ phận của hệ thống treo

HE THONG CAN BANG TU BONG FORD

Hệ thống cân bằng tự động của Ford gồm có : bộ giảm xóc sau có thể điều chỉnh được bằng không

khí, một máy nén khí với các Solenoid xả khí, cụm bộ sấy khô với van duy trì, một rơle máy nén khí, một bộ cảm biến độ cao kiểu xoay, một bộ điều khiển, các đường ống nối và hệ thống dây điện, hình 9.18

Hình 9.18 Các bộ phận của hệ thống cân bằng tải tự động ở ôtô Ford

Sơ đồ mạch điện của hệ thống thể hiện ở hình 9.19 Sự hoạt động của hệ thống tương tự như là điều

khiển độ cao điện tử Chrysler vừa mới mô tả xong, tuy nhiên có những sự khác nhau như sau :

« Một van - duy trì bên trong cụm bộ sấy khô có thể duy trì một áp suất tối thiểu từ 10 đến

22 PSI đến các bộ giảm xóc phía sau dưới tất cả mọi điều kiện làm việc Điều này sẽ loại

ra được nhu cầu đối với trình tự trể - thời gian ban đầu kéo dài và trạng thái cung cấp thêm

= Bộ điều khiển sẽ không vận hành hệ thống trong thời gian 10 giây đầu tiên sau khi hệ

thống đánh lửa bật mở

« Bộ điều khiển sẽ làm chậm lại sự hoạt động của máy nén khí hoặc là Solenoid xả khí trong thời gian 7 đến 13 giây giữa các chu kỳ làm việc để ngăn cản sự làm việc liên tục của máy nén khí hoặc là sự hoạt động liên tục của Solenoid trong lúc di chuyển bình thường

Bộ điều khiển có trạng thái tự chuẩn đóan hư hỏng sử dụng đèn kiểm tra và vôn kế tương