CHƯƠNG 6 ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG AN TOÀN TRÊN Ô TÔ

PGS-TS Đỗ Văn Dũng CHƯƠNG 6: ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG AN TOÀN 6.1 PHÂN LOẠI VÀ CẤU TRÚC CƠ BẢN 6.1.1 Hệ thống túi khí (SRS) 6.1.1.1 Nhiệm vụ túi khí Các túi khí thiết kế để bảo vệ lái xe hành khách ngồi phía trước tốt biện pháp bảo vệ dây an toàn Trong trường hợp va đập mạnh từ phía trước túi khí làm việc với đai an toàn để tránh hay làm giảm chấn thương cách phồng lên, nằm làm giảm nguy đầu hay mặt lái xe hay hành khách phía trước đập thẳng vào vành tay lái hay bảng táplô Hình 6.1: Công dụng dây an toàn túi khí xảy tai nạn 6.1.1.2 Phân loại túi khí Các túi khí phân loại dựa kiểu hệ thống kích nổ thổi khí, số lượng túi khí số lượng cảm biến túi khí a Hệ thống kích nổ thổi khí: - Loại điện tử (loại E) - Loại khí hoàn toàn (loại M) Hệ thống điện thân xe & điều khiền tự động Ôtô Trang 165 PGS-TS Đỗ Văn Dũng b c Số lượng túi khí: - Một túi khí: cho lái xe (loại E hay M) - Hai túi khí: cho lái xe hành khách trước (chỉ loại E) Số lượng cảm biến túi khí: (chỉ loại E) - Một cảm biến: Cảm biến túi khí - Ba cảm biến: Cảm biến túi khí trung tâm hai cảm biến trước 6.1.1.3 Cấu trúc - Cảm biến túi khí trung tâm - Bộ thổi khí - Túi khí Hình 6.2: Sơ đồ hệ thống túi khí loại M B o ä t h o åi k h í N g o øi n o å C a ûm b i e án tu ùi k h í t r u n g t a âm N g u o àn C a ûm b ie án t u ùi k h í tr u n g t a âm v a øE C U C a ûm b i e án d ï p h o øn g C h o át ta ïo k h í T u ùi k h í ( c h o l a ùi x e ) B o ä t h o åi k h í C a ûm b ie án t u ùi k h í tr ùc N g o øi n o å C h o át ta ïo k h í T u ùi k h í ( c h o h a øn h k h a ùc h ) Hình 6.3: Sơ đồ hệ thống túi khí loại E Hệ thống điện thân xe & điều khiền tự động Ôtô Trang 166 PGS-TS Đỗ Văn Dũng 6.1.2 Hệ thống điều khiển dây an toàn Đai an toàn biện pháp để bảo vệ hành khách Việc đeo đai an toàn tránh cho hành khách khỏi văng khỏi xe có tai nạn, đồng thời giảm phát sinh va đập thứ cấp cabin a Phân loại: Điều khiển dây an toàn loại điện (loại E) kết hợp với hệ thống túi khí SRS kích hoạt cảm biến túi khí trung tâm Điều khiển dây an toàn loại khí (loại M) có cảm biến riêng b Cấu trúc bản: Cơ cấu căng đai khẩn cấp Cơ cấu Cơ cấu khoá ELG Mặc dù cấu điều khiển dây an toàn thay đổi tùy theo nhà sản xuất, cấu trúc chúng giống loại M loại E, khác cách kích nổ chất tạo khí Loại M lắp cảm biến căng đai khẩn cấp, kích nổ tạo khí dựa lực giảm tốc thiết bò an toàn để khoá cảm biến Cơ cấu khóa ELG Cơ cấu quấn dây đai ÛThiết bò an toàn (chỉ loại M) ûCảm biến căng đai (chỉ loại M) Cơ cấu căng đai khẩn cấp Phía trướ c Bộ tạo ngòi nổ Bên phải Hệ thống điện thân xe & điều khiền tự động Ôtô Trang 167 PGS-TS Đỗ Văn Dũng Hình 6.4: Kết cấu hệ thống điều khiển đai an toàn 6.2 SƠ ĐỒ, CẤU TẠO VÀ HOẠT ĐỘNG CÁC PHẦN TỬ VÀ HỆ THỐNG 6.2.1 Sơ đồ, cấu tạo hoạt động phần tử hệ thống túi khí loại E 6.2.1.1 Sơ đồ bố trí chức phận túi khí loại E a Sơ đồ Hình 6.5: Sơ đồ bố trí chi tiết Ghi chú: trước  : Chỉ số xe có : Nếu xe có lắp căng đai khẩn cấp loại E, cảm biến túi khí kích hoạt túi khí với căng đai khẩn cấp   b : Chỉ xe có túi khí cho hành khách Chức phận - Bộ thổi khí: Tạo khí Nitơ khoảnh khắc thổi phồng túi Hệ thống điện thân xe & điều khiền tự động Ôtô Trang 168 PGS-TS Đỗ Văn Dũng - Túi: Phồng lên khí từ thổi khí sau phồng lên, khí thoát từ lỗ bên túi Hấp thụ đập trực tiếp vào lái xe hành khách trước - Bộ cảm biến túi khí trước2: Cảm nhận mức độ giảm tốc xe - Bộ cảm biến túi khí trung tâm3: Quyết đònh xem có cần cho nổ túi khí hay không tùy theo lực giảm tốc va chạm từ phía trước Khi chuyển sang chế độ chẩn đoán, có tác dụng chẩn đoán xem có hư hỏng hệ thống hay không - Đèn báo: Bật sáng lái xe trạng thái không bình thường hệ thống - Cáp xoắn: Truyền dòng kích nổ cảm biến túi khí trung tâm đến thổi khí 6.2.1.2 Cấu tạo hoạt động chi tiết a Bộ thổi khí túi Cấu tạo: - Cho lái xe: (Trong mặt vành tay lái) Bộ thổi khí túi đặt vành tay lái tháo rời Bộ thổi khí chứa ngòi nổ, chất cháy mồi, chất tạo khí, …và thổi căng túi khí xe bò đâm mạnh từ phía trước Túi khí làm ny lông có phủ lớp chất dẽo bề mặt bên Túi khí có hai lỗ thoát khí bên để nhanh chóng xả khí Nitơ sau túi khí bò nổ Hệ thống điện thân xe & điều khiền tự động Ôtô Trang 169 PGS-TS Đỗ Văn Dũng a.Cho lái xe b.Cho hành khách trước Hình 6.6: Cấu tạo phận thổi khí - Cho hành khách trước: (Trong bảng táplô phía hành khách) Bộ thổi khí bao gồm ngòi nổ, chất cháy mồi chất tạo khí Các chi tiết bọc kín hoàn toàn hộp kim loại Túi khí làm từ vải ny lông bền thổi phồng lên khí nitơ thổi khí sinh Bộ thổi khí túi khí gắn bên vỏ cửa túi khí, đặt vào bảng táplô phía hành khách Thể tích túi khí phía hành khách lớn gấp đôi so với túi khí cho lái xe Hoạt động: Hoạt động thổi khí túi khí cho lái xe hành khách phía trước giống Khi cảm biến túi khí bật lực giảm tốc tạo xe bò đâm Hệ thống điện thân xe & điều khiền tự động Ôtô Trang 170 PGS-TS Đỗ Văn Dũng mạnh từ phía trước, dòng điện chạy đến ngòi nổ nóng lên Kết nhiệt làm bắt cháy chất cháy (chứa ngòi nổ) làm lửa lan truyền đến chất mồi chất tạo khí Chất tạo khí tạo lượng lớn khí nitơ, khí qua màng lọc, làm mát sau vào túi Túi phồng lên khí Nó xé rách mặt vành tay lái hay cửa túi khí phồng lên khoang hành khách Túi khí xẹp nhanh xuống sau nổ khí thoát qua lỗ khí xả khí Nó làm giảm lực va đập vào túi khí bảo đảm tầm nhìn rộng Hình 6.7: Sơ đồ hoạt động phận thổi khí b Bộ cảm biến túi khí trung tâm Bộ cảm biến túi khí trung tâm lắp sàn xe Nó bao gồm cảm biến túi khí trung tâm, cảm biến dự phòng mạch chẩn đoán … Hệ thống điện thân xe & điều khiền tự động Ôtô Trang 171 PGS-TS Đỗ Văn Dũng Nó nhận tín hiệu từ cảm biến túi khí, đánh giá xem có cần kích hoạt túi khí hay không chẩn đoán hư hỏng hệ thống Cảm biến gọi “cảm biến túi khí trung tâm” xe có lắp cảm biến túi khí trước gọi “Cảm biến túi khí” cảm biến túi khí trước Bộ cảm biến túi khí trung tâm Mạch nguồn dự phòng Công tắc máy Mạch nhớ RAM EEPROM Đèn báo SRS Giắc kiểm tra Cả m biến túi khí TDC L *1 *2 *3 *4 : : : : Cảm biến dự phòng Cáp xoắn Ngòi nổ Mạch chẩn đoán Ngòi nổ *1 Mạch dẫn động điều khiển kích nổ Cảm biến túi khí trung tâm Ngòi nổ Các cảm biến túi khí trước Cho túi khí hành khách trước Cho cảm biến túi khí trung tâm loại khí Cho căng đai khẩn cấp loại điện tử Cho số kiểu xe Hình 6.8: Sơ đồ mạch điện cảm biến túi khí trung tâm - Cảm biến dự phòng, ngòi nổ cảm biến túi khí trung tâm mắc nối tiếp - Cảm biến túi khí trước cảm biến túi khí trung tâm mắc song song Hệ thống điện thân xe & điều khiền tự động Ôtô Trang 172 PGS-TS Đỗ Văn Dũng - (Chỉ số xe có) - Các ngòi nổ mắc song song Cảm biến túi khí trung tâm: Có hai loại cảm biến túi khí trung tâm: loại bán dẫn dùng thước thẳng loại khí Loại bán dẫn: - Trong loại bán dẫn, cảm biến phát mức độ giảm tốc Một mạch điều khiển kích nổ dẫn động đánh giá xem có cần kích hoạt túi khí hay không kích hoạt túi khí dựa tín hiệu cảm biến túi khí trung tâm L ïc g i a ûm t o ác P h í a t r ùc V a ät n a ën g T h ùc t h a ún g M a ïc h t í c h h ïp Hình 6.9: Cảm biến túi khí trung tâm loại bán dẫn Cảm biến loại bán dẫn bao gồm thước thẳng mạch tích hợp Cảm biến đo chuyển đổi lực giảm tốc thành tín hiệu điện Điện áp tín hiệu phát thay đổi tuyến tính theo mức độ giảm tốc Tín hiệu sau gửi đến mạch điều khiển kích nổ dùng để đánh giá xem có cần kích hoạt túi khí hay không Loại khí: Hệ thống điện thân xe & điều khiền tự động Ôtô Trang 173 PGS-TS Đỗ Văn Dũng Đối với loại khí, cảm biến kích hoạt túi khí cách phát mức độ giảm tốc Các tiếp điểm cảm biến tiếp xúc kích hoạt túi khí cảm biến chòu lực giảm tốc lớn mức xác đònh bò đâm từ phía trước Cảm biến dự phòng: Có số loại cảm biến dự phòng, loại khí có tiếp điểm đóng vật nặng, loại công tắc thủy ngân… loại cảm biến chế tạo cho túi khí không bò kích hoạt nhầm không cần thiết Cảm biến bò kích hoạt lực giảm tốc nhỏ chút so với lực kích hoạt túi khí Hình 6.10: Cấu tạo cảm biến dự phòng Mạch dẫn động điều khiển kích nổ: (Cho cảm biến túi khí trung tâm loại bán dẫn) Mạch dẫn động điều khiển kích nổ tính toán tín hiệu từ cảm biến túi khí trung tâm Nếu giá trò tính toán lớn giá trò đònh, kích hoạt ngòi nổ làm nổ túi khí Nguồn dự phòng: Nguồn dự phòng bao gồm tụ điện dự phòng chuyển đổi DC – DC Trong trường hợp hệ thống nguồn bò hỏng tai nạn, tụ dự phòng phóng điện cấp nguồn cho hệ thống Bộ chuyển Hệ thống điện thân xe & điều khiền tự động Ôtô Trang 174 PGS-TS Đỗ Văn Dũng đổi DC – DC truyền tăng cường dòng điện áp ắc qui thấp mức đònh Mạch chẩn đoán: Mạch liên tục chẩn đoán hệ thống để tìm hư hỏng Khi phát thấy hư hỏng, bật sáng đèn báo túi khí để báo cho lái xe Mạch nhớ: Khi mạch chẩn đoán phát tháy có hư hỏng, đánh mã lưu vào mạch nhớ Sau đọc mã để xác đònh vò trí hư hỏng nhằm khắc phục cố nhanh Tùy theo kiểu xe, mạch nhớ hoạt loại bò xóa nguồn điện loại lưu lại chí ngắt nguồn điện Cảm biến túi khí trước: (Chỉ số kiểu xe) Cảm biến túi khí trước lắp bên hai sườn trước (tùy theo loại xe) Bộ cảm biến loại khí Khi cảm biến phát lực giảm tốc vượt giới hạn đònh cho xe bò đâm từ phía trước, tiếp điểm cảm biến chạm vào nhau, gửi tín hiệu đến cảm biến túi khí trung tâm Cảm biến tháo rời Hệ thống túi khí SRS cảm biến túi khí trước sử dụng phổ biến kiểu xe Chú ý: Cảm biến túi khí trước dùng lại túi khí bò nổ Đó có dòng điện lớn chạy qua tiếp điểm túi khí nổ, làm ăn mòn bề mặt tiếp xúc tiếp điểm, kết qủa tạo điện trở lớn Cấu tạo: Bộ cảm biến bao gồm vỏ, rôto lệch tâm, khối lượng lệch tâm, tiếp điểm cố đònh tiếp điểm quay Một điện trở lắp bên cảm biến Nó dùng để chẩn đoán hở mạch hay ngắn mạch mạch cảm biến túi khí trước Hệ thống điện thân xe & điều khiền tự động Ôtô Trang 175 PGS-TS Đỗ Văn Dũng Hình 6.11: Cấu tạo cảm biến túi khí trước Hoạt động: Thông thường, rô to lệch tâm trạng thái hình vẽ (ở trạng thái bình thường) lưc lò xo Do tiếp điểm cố đònh tiếp điểm quay không tiếp xúc Khi có tai nạn, mức độ giảm tốc tác dụng lên khối lượng lệch tâm vượt giá trò xác đònh, khối lượng lệch tâm, rô to lệch tâm tiếp điểm quay quay sang bên trái, tạo nên trạng thái hình (trạng thái kích hoạt) Nó làm cho tiếp điểm quay tiếp xúc với tiếp điểm cố đònh cảm biến túi khí bật Hình 6.12: Sơ đồ hoạt động cảm biến túi khí trước d Cáp xoắn Hệ thống điện thân xe & điều khiền tự động Ôtô Trang 176 PGS-TS Đỗ Văn Dũng Cáp xoắn dùng để nối điện từ phía thân xe (cố đònh) đến vành tay lái (chuyển động quay) Cáp xoắn cấu tạo từ ôtô, vỏ, cáp, cam hủy … Vỏ lắp cụm công tắc tổng Rôto quay với vành tay lái Cáp có chiều dài 4,8 m đặt bên vỏ cho bò chùng Một đầu cáp gắn vào vỏ, đầu gắn vào rôto Khi vành tay lái quay sang phải hay trái, quay độ chùng cáp (2 ½ vòng) Bộ công Phần tắc quay Trục Cálái p Cam huỷ Giắc nối đến ngòi nổ Vỏ Hình 6.13: Cấu tạo cáp xoắn e Các giắc nối: Tất giắc nối hệ thống túi khí SCRS làm màu vàng để phân biệt với giắc nối khác Các giắc có chức đặc biệt thiết kế đặc biệt dùng cho túi khiở vò trí nhằm đảm bảo độ tin cậy cao Các giắc nối mạ vàng có độ bền cao Hệ thống điện thân xe & điều khiền tự động Ôtô Trang 177 PGS-TS Đỗ Văn Dũng Hình 6.14:Vò trí giắc nối Tên p dụng Cơ cấu khoá cực kép Giắc ,,,,,, Cơ cấu chống hoạt túi khí Giắc ,,, kích Cơ cấu kiểm tra nối Giắc ,, điện Cơcấu khoá giắc nối Giắc ,,, kép  Chỉ số kiểu xe Cơ cấu khoá cực kép: Mỗi giắc nối kết cấu hai mảnh bao gồm vỏ miếng cách Thiết kế đảm bảo hãm chặc cực hai thiết bò khoá (vòng kẹp mũi kẹp) dể ngăn không cho cực tuột Hình 6.15: Cơ cấu khoá cực kép Cơ cấu chống kích hoạt túi khí: Hệ thống điện thân xe & điều khiền tự động Ôtô Trang 178 PGS-TS Đỗ Văn Dũng Mỗi giắc nối đực lò xo nối tắt Khi tháo giắc ra, lò xo nối tắt tự độngnối cực ngòi nổ để tạo thành mạch kín Giắc Giắc tháo nối Lò xo nối tắt Lò xo tiếp xúc với cực đực Vỏ Vỏ G i a éc t h a ùo r a G i a éc đ a õ n o L o ø x o n g a én m a ïc h n o C a ùc c ïc N g o øi n o å N g o øi n o å L o ø x o g i a éc n o M a ïc h đ o ùn g Hình 6.16: Cơ cấu chống kích hoạt túi khí Cơ cấu kiểm tra nối điện: C h a ân p h a ùt e än n xem o Cơ cấu thiết kế để kiểmh itra giắc nối nối chặt chưa Cơ cấu kiểm tra nối điện thiết kế cho chân phát nối điện nối với cực chân đoán khoá vỏ giắc vò trí khoá C ïc c h a ån đ o a ùn Cơ cấu dùng cho giắc nối cảm biến túi khí Nối nửa hoàn trước cảm biến túi khí trungNối tâm Cực chẩn chừng đoán toàn Chân phát Hệ thống điện thânphát xe & điều khiền tự động Ôtô Trang 179 Chân nối nối tiếp xúc PGS-TS Đỗ Văn Dũng Hình 6.17: Cơ cấu kiểm tra nối điện Cơ cấu khoá giắc nối kép: Với cấu này, giắc khoá hai thiết bò khoá để tăng độ tin cậy giắc nối Nếu khoá không khoá hết, phần gân chạm vào không cho khoá phụ Khoá phụ Gân Khoá Khoá Khoá Khoá khoá Khoá chưa khoá Cả hai khoá hẳn hẳn hẳn (không cho khoá phụ ( cho phép khoá phụ Hình 6.18: Cơ cấu khoá khoá) khoá)giắc kép Hệ thống điện thân xe & điều khiền tự động Ôtô Trang 180 PGS-TS Đỗ Văn Dũng Hệ thống điện thân xe & điều khiền tự động Ôtô Trang 181 ... thân xe & điều khiền tự động Ôtô Trang 16 6 PGS-TS Đỗ Văn Dũng 6 .1. 2 Hệ thống điều khiển dây an toàn Đai an toàn biện pháp để bảo vệ hành khách Việc đeo đai an toàn tránh cho hành khách khỏi văng... khoá phụ Hình 6 .18 : Cơ cấu khoá khoá) khoá)giắc kép Hệ thống điện thân xe & điều khiền tự động Ôtô Trang 18 0 PGS-TS Đỗ Văn Dũng Hệ thống điện thân xe & điều khiền tự động Ôtô Trang 18 1 ... mạch mạch cảm biến túi khí trước Hệ thống điện thân xe & điều khiền tự động Ôtô Trang 17 5 PGS-TS Đỗ Văn Dũng Hình 6 .11 : Cấu tạo cảm biến túi khí trước Hoạt động: Thông thường, rô to lệch tâm trạng