Chuyên đề hệ thống treo điện tử

Chương 4: A HỆ THỐNG TREO ĐIỆN TỬ THẾ NÀO LÀ TEMS Tems viết tắt cụm từ “Toyota Electronically Modulated Suspension” tức hệ thống treo điều khiển điện tử Toyota Với hệ thống này, người lái xe dùng công tắc lựa chọn hai chế độ lực giảm chấn giảm chấn, bình thường hay thể thao, mà người tài xế thích Lực giảm chấn sau tự động điều chỉnh đến ba chế độ ( mềm, trung bình, cứng ) nhờ TEMS ECU ( điều khiển điện tử ) dựa chế độ lựa chọn điều kiện lái xe Nó làm tăng tính êm dòu chuyển động cải thiện tính ổn đònh lái  ĐẶC ĐIỂM Thay đổi chế độ giảm chấn Người lái lựa chọn chế độ bình thường hay thể thao công tắc lựa chọn chế độ Khi xe chạy chế độ bình thường, phải đảm bảo cho việc trì tính êm dòu chuyển động, nên ECU đặt lực giảm chấn chế độ mềm Ở chế độ thể thao, lực giảm chấn đặt chế độ trung bình VỊ TRÍ CÔNG TẮC LỰA CHỌN BÌNH THƯỜNG THỂ THAO LỰC GIẢM CHẤN Mềm Trung bình Điều khiển chống chúi đuôi xe Nó hạn chế đuôi xe chúi xuống khởi hành tăng tốc đột ngột Lúc ECU đặt lực giảm chấn chế độ cứng làm ổn đònh chuyển động xe Điều khiển chống nghiêng ngang Nó giới hạn độ nghiêng ngang thân xe quay vòng Lúc lực giảm chấn đặt chế độ cứng làm ổn đònh chuyển động xe 159 Chống chúi mũi Nó hạn chế chúi xuống phanh Lúc lực giảm chấn đặt chế độ cứng , làm ổn đònh chuyển động xe Điều khiển tốc độ cao Khi xe chuyển động tốc độ cao lực giảm chấn đặt chế độ trung bình, cải thiện khả điều khiển Chống chúi đuôi chuyển số Nó hạn chế chúi đuôi xe có hộp số tự động khởi hành Khi tay số chuyển đến vò trí khác từ số N hay P, lực giảm chấn đặt chế độ cứng 160 B CÁC BỘ PHẬN CHÍNH I Vò Trí : II Cấu Tạo Hoạt Động : Công tắc lựa chọn : Công tắc lựa chọn lắp dầm công xôn ( cạnh cần số) điều khiển người lái để lựa chọn chế độ lực giảm chấn, bình thường hay thể thao Điện áp 12V tác dụng lên cực SW-S TEMS ECU chế độ thể thao 0V chế độ bình thường Đó cách ECU biết người lái chế độ 161 Chế độ Bình thường Thể thao Điện cực SW-S 0V 12V Cảm biến tay lái:  Cấu tạo Cảm biến phát góc hướng quay vô lăng Nó bao gồm môt cụm cảm biến tay lái đóa có đục rãnh Cảm biến tay lái gắn vào ống trục lái, có hai đèn led hai transitor quang Đóa có rãnh gắn vào trục lái quay với Đóa rãnh có 20 rãnh đục xung quanh chu vi quay hai đèn LED hai Transistor quang cụm cảm biến tay lái  Hoạt động Khi vô lăng quay, đóa rãnh đục lỗ quay theo Hai đèn LED phát sáng dòng điện từ cực Vs TEMS ECU chạy qua Ánh sáng từ đèn LED chiếu qua đóa rãnh đén transitor bò chắn cách gián đoạn lỗ đóa rãnh đặt transitor đèn LED Transitor quang bật tắt liên tục ánh sáng đèn LED 162 Các transitor ( Tr1 Tr2 ) sinh tín hiệu tắt mở theo tín hiệu tắt mở transitor quang Vì vậy, dòng điện từ cực SS1 SS2 TEMS ECU chạy qua Tr1 Tr2 phụ thuộc tín hòêu tắt mở từ transitor quang Nếu quy ước thời gian dòng điện chạy qua không chạy qua có tín hiệu hình vẽ TEMS ECU nhận biết góc hướng quay vô lăng theo thay đổi tín hiệu Công tắc đèn phanh: Công tắc gắn giá đỡ bàn đạp phanh làm dòng điện 12V tác dụng lên cực STP TEMS ECU Tín hiệu ECU nhận biết phanh có đạp hay không Khi không đạp phanh cực STP 0V Cảm biến tốc độ: Cảm biến gắn công tơ mét, bao gồm nam châm công tắc lưỡi gà Những tín hiệu gửi đến cực SPD TEMS ECU để báo cho ECU biết tốc độ xe Cảm biến vò trí bướm ga: 163 Cảm biến gắn họng hút để cảm nhận độ mở bướm ga Nó gửi tín hiêu đến TEMS ECU qua ECU động dạng tín hiệu điện áp Một điện áp không đổi 5V từ ECU động cấp lên cực Vc cảm biến Khi tiếp điểm trượt dọc biến trở theo độ mở bướm ga, điện áp tác dụng lên cực VTA tỷ lệ với độ mở bướm ga ECU động biến đổi điện áp VTA thành tín hiệu bướm ga khác để báo cho TEMS ECU biết độ mở bướm ga Bảng bên điện áp cực L1, L2 L3 theo thay đổi góc mở bướm ga, ô trắng thò điện áp cao ( 5V ), ô đậm thò điện áp thấp ( 0V ) Công tắc khởi động số trung gian (chỉ có xe có hộp số tự động) Công tắc gắn hộp số tự động sử dụng để biết vò trí cần số Khi cần số vò trí N hay P, công tắc bật điện áp cực NTR TEMS ECU 0V Vì ECU biết tay số vò trí tay số P hay N Vò trí cần Điện áp 164 chuyển số P hay N L, 2, D hay R cực NTR 0V 12V Bộ chấp hành:  Cấu tạo Bộ chấp hành đặt đỉnh xy lanh khí Bộ chấp hành dẫn động van quay giảm chấn để thay đổi lực giảm chấn Bộ chấp hành dẫn động điện tử nên đáp ứng cách xác với điều kiện hoạt động thay đổi liên tục Nam châm điện từ gồm lõi stator cặp cuộn dây stator Dòng điện qua cặp cuộn dây stator làm quay nam châm vónh cữu gắn với cần điều khiển giảm chấn Ecu thay đổi cực lõi stator từ Nø sang S hay ngược lại, hay trạng thái không phân cực Nam châm vónh cữu quay sức hút lực điện từ cuộn dây stator tạo  Hoạt động Bốn chấp hành lắp giảm chấn nối song song hoạt động đồng thời Nam châm điện ECU kích thích khoảng 0,15 giây lần Điện áp cực ECU lực giảm chấn thay đổi bảng 165  Lực giảm chấn trung bình Khi lực giảm chấn chuyển từ chế độ cứng hay mềm sang trung bình, dòng điện từ cực S+ đến S- ECU đến nam châm điện, làm nam châm vónh cửu quay theo chiều kim đồng hồ đến vò trí trung bình  Lực giảm chấn mềm Khi lực giảm chấn chuyển từ chế độ cứng hay trung bình sang mềm, dòng điện từ cực S- qua S+ ECU đến nam châm điện làm nam châm vónh cửu quay ngược chiều kim đồng hồ đến vò trí mềm 166  Lực giảm chấn cứng Khi lực giảm chấn chuyển từ chế độ mềm hay trung bình sang cứng, dòng điện từ cực SOL ECU đến nam châm điện làm nam châm vónh cửu quay ngược theo chiều kim đồng hồ đến vò trí cứng Giảm chấn:  Cấu tạo Về cấu tạo hoạt động giảm chấn giống kiểu thông thường Tuy nhiên khác chỗ lực giảm chấn điều chỉnh cách mở đóng lỗ tiết lưu phụ Cần piston van quay có lỗ tiết lưu mức hình vẽ Khi van quay quay, lỗ tiết lưu mở đóng bảng bên phải lực giảm chấn thay đổi theo giai đoạn 167  Hoạt động  Lực giảm chấn nhẹ Tất lỗ tiết lưu mở, dòng dầu hình vẽ dưới:  Lực giảm chấn trung bình Lỗ B mở, lỗ A C đóng, dòng dầu hình vẽ dưới: 168 Mỗi cảm biến bao gồm đóa đục lỗ cặp công tắc quang học Đóa đục lỗ quay đèn LED transitor quang công tắc quang học theo chuyển động điều khiển  Hoạt động Các thay đổi độ cao xe làm cảm biến nâng hạ khoảng L Nó làm đóa đục lỗ quay, mở hay che ánh sáng cặp đèn led transitor quang Độ cao xe phân biệt theo 16 bước nhờ vào kết hợp tín hiệu ON, OFF từ transitor quang d) Công tắc ON/OFF điều khiển độ cao 186 Công tắc gắn khoang chứa hành lý Nó ngăn không cho điều khiển độ cao gầm xe nâng xe, kéo rơmoóc hay đỗ đường gồ ghề Việc thực cách ngăn không cho khí nén xylanh khí nén xả để không làm giảm độ cao xe Khi công tắc bật đến vò trí OFF, cực NSW nối mass, chấm dứt điều khiển độ cao gầm xe ECU e) Công tắc cửa Những công tắc lắp cạnh khung cửa cho tiếp xúc với cánh cửa đóng lại Khi tất cánh cửa đóng, điện áp acqui tác dụng lên cực DOOR ECU Khi có cửa mở, điện áp cực DOOR giảm xuống 0V, ECU biết cửa có mở hay không f) Tiết chế IC Tiết chế IC gắn máy phát Cực L phát điện áp ắc qui động hoạt động, điện áp 1,5V hay 187 nhỏ động không hoạt động Cực L nối với cực REG ecu để báo cho ECU biết động có hoạt động hay không Tín hiệu phát sử dụng cho cức kiểm tra cảm biến cho chức dự phòng g) Rơle điều khiển độ cao số Rơle gắn gần ECU hệ thống treo khoang hành lý Khi khoá điện bật ON, tín hiệu từ cực MRLY ecu làm dòng điện chạy đến cảm biến điều khiển độ cao cực IGB ECU động h) Rơle điều khiển độ cao số Rơle đựơc gắn hộp rơle số đèn pha trái Khi hoạt động tín hiệu từ cực RCMP ECU, gửi dòng điện đến môtơ máy nén điều khiển độ cao để cung cấp khí nén cho xylanh khí i) Máy nén điều khiển độ cao 188 Máy nén cung cấp khí nén để tăng độ cao xe Máy nén dùng piston tònh tiến truyền đển nén không khí Mô tơ hoạt động nhờ dòng điện cấp qua rơle điều khiển độ cao số ECU biết tình trạng hoạt động môtơ cách đo điện áp cực RM+ RM- ECU dừng việc điều khiển độ cao phát thấy khác thường j) Van xả hút ẩm khí điều khiển độ cao Bộ hút ẩm hút nước khỏi khí nén máy nén Hơi nước không khí hút chất hút ẩm ( keo ôxit silic ) đổ làm khô Hơi ẩm 189 bò giữ lại xả vào khí độ cao gầm xe giảm ( tức van xả mở ) Van xả điều khiển độ cao gắn đầu hút ẩm Khi nhận tín hiệu từ cực SLEX ecu để giảm độ cao gầm xe, xả khí nén từ xylanh khí vào khí k) Van điều khiển độ cao số số -Van điều khiển độ cao điều khiển lưu lượng khí nén đến khỏi xylanh khí phụ thuộc vào tín hiệu từ ECU -Van điều khiển độ cao số sử dụng cho hệ thống treo trước Nó có van từ điều khiển xylanh khí bên trái bên phải cách riêng rẽ -Van điều khiển độ cao số sử dụng cho hệ thống treo sau bao gồm van từ Không giống van từ số 1, chúng không hoạt động riêng rẽ Trong van điều khiển độ cao số 2, có van an toàn để tránh áp suất tăng cao bên ống khí ( 10kgf/cm hay lớn lơn ) l) Xy lanh khí Mỗi xylanh khí bao gồm giảm chấn có lực giảm chấn thay đổi, giảm chấn chứa khí nitơ áp suất thấp, buồng phụ chứa khí 190 nén Buồng khí buồng tích thay đổi có màng đáy Lượng khí nén buồng khí tăng hay giảm để điều chỉnh độ cao xe m)Giắc điều khiển độ cao Giắc đặt gần ECU hệ thống treo bên khoang hành lý Nó cho phép kiểm tra dễ dàng hệ thống điều khiển độ cao xe cách nối cực tương ứng, không cần qua ECU Trong giắc có cực để xoá mã chẩn đoán chứa nhớ C.HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN I Sơ Đồ Mạch Điện : 191 II Hệ Thống Điều Khiển : ECU hệ thống treo điều khiển lực giảm chấn,độ cứng hệ thống treo, độ cao xe, dựa tín hiệu từ cảm biến khác nhau, vò trí công tắc LRC công tắc điều khiển độ cao 192 Điều khiển lực giảm chấn độ cứng hệ thống treo: a) Các chế độ hệ thống treo Lực giảm chấn độ cứng hệ thống treo xác đònh theo vò trí công tắc LRC Khi công tắc vò trí NORM, lực giảm chấn độ cứng hệ thống treo mềm Khi công tắc vò trí SPORT lực giảm chấn trung bình độ cứng hệ thống treo cứng b) Điều khiển hạn chế chúi đuôi xe Nó hạn chế chúi đuôi xe xe bắt đầu khởi hành hay tăng ga đột ngột Nếu tốc độ xe nhỏ 20 km/h bướm ga mở rộng đột ngột, ECU đặt chấp hành vò trí cứng cách gửi dòng điện qua cực FS+ RS+ Việc điều khiển kết thúc sau bắt đầu khoảng giây tốc độ xe 8km/h hay lớn Nó kết thúc tốc độ xe đạt đến 30km/h hay lớn hớn Dòng điện từ cực FSvà RS- hay từ cực FCH RCH để đặt lại lực giảm chấn độ cứng hệ thống treo ban đầu c) Điều khiển chống nghiêng ngang 193 Nó hạn chế nghiêng ngang xe quay vòng hay đường ngoằn nghèo Hệ thống điều khiển tương tự hệ thống điều khiển chống nghiêng ngang TEMS Dựa tốc độ xe góc vô lăng, ECU đặt chấp hành vò trí cứng cách gửi dòng điện từ cực FS+ cực RS+ Khi tốc độ xe nhỏ 30km/h, chấp hành không đặt vò trí cứng cho dù có quay vành tay lái Việc điều khiển chấm dứt khoảng giây sau vô lăng trở vò trí chạy thẳng Dòng điện từ cực FS- RShay cực FCH RCH để đặt chấp hành lại lực giảm chấn độ cứng hệ thống treo ban đầu Nếu vô lăng quay liên tục theo hai hướng hay quay nhiều so với lúc quay vòng binh thường, khoảng thời gian điều khiển kéo dài d) Điều khiển chống chúi mũi Nó điều khiển chống chúi mũi phanh ECU hạn chế việc chúi mũi cách cấp dòng điện từ cực FS+ RS+ ECU đặt chấp hành đến vò trí cứng điều kiện sau:  Khi đạp phanh với tốc độ xe lớn 60km/h 194  Khi đạp phanh trình giảm tốc tín hiệu đến cực SHFL ECU báo độ cao xe phía trước nhỏ Việc điều khiển chấm dứt khoảng giây sau đặt vò trí cứng trường hợp đầu trên, hay khoảng giây sau nhả chân phanh tốc độ xe hay độ cao xe ổn đònh trường hợp thứ hai Dòng điện chạy từ cực FS- RS- hay từ cực FCH RCH để chấp hành đặt lực giảm chấn độ cứng hệ thống treo vò trí ban đầu e) Điều khiển tốc độ cao ( vò trí NORM ) Chức điều khiển có xe cho thò trường Mỹ để cải thiện tính ổn đònh chuyển động xe chạy tốc độ cao Khi tốc độ xe lớn 140km/h, ECU đặt chấp hành đến vò trí trung bình để cải tính ổn đònh chuyển động cách phát dòng điện từ cực FCH RCH Chức điều khiển kết thúc tốc độ xe giảm xuống 120km/h dòng điện từ cựcFS- RS- để đặt lại chấp hành cho lực giảm chấn độ cứng hệ thống treo vò trí mềm ban đầu 195 f) Điều khiển đường xóc,chống lắc dọc chống nhún: Chức điều khiển hạn chế lắc dọc nhún xảy xe chạy đường xóc Tuỳ thuộc vào thay đổi độ cao xe phía trước phía sau, ECU thực việc điều chỉnh cách độc lập cho phía trước phía sau  Phía trước 196 Khi cảm biến điều khiển độ cao phía trước bên trái hay bên phải phát hiệ mặt đường không phẳng, ECU điều khiển chấp hành để đặt lực giảm chấn chế độ trung bình độ cứng hệ thống treo chế độ cứng ( vò trí NORM công tắc LRC ) cách phát dòng điện từ cực FCH Đối với vò trí SPORT, ECU điều khiển chấp hành để đặt lực giảm chấn chế độ cứng độ cứng hệ thống treo chế độ cứng cách phát dòng điện từ cực FS+ Khi mặt đường gồ ghề nhiều, ECU đặt chấp hành vò trí cứng  Phía sau Chức điều khiển kết thúc cảm biến điều khiển độ cao không phát thấy nhấp nhô mặt đường Việc điều khiển không thực tốc độ xe nhỏ 8km/h Nếu tốc độ giảm xuống nhỏ 8km/h trình điều khiển này, điều khiển bò cắt để giữ vò trí chấp hành cố đònh đến tốc độ xe tăng lên lớn 8km/h 2.Điều khiển độ cao xe: a) Các vò trí công tắc điều khiển độ cao Khi công tắc vò trí NORM, độ cao xe bình thường Khi công tắc HIGH, độ cao xe cao Chức điều khiển không thực động không hoạt động, trừ trường hợp điều khiển khoá điện tắt b) Tự động điều khiển độ cao xe 197 Chức giữ độ cao xe giá trò không đổi tải tác dụng lên xe thay đổi thay đổi số lượng hành khách hay có hàng hoá hay không Khi ECU phát thay đổi độ cao xe, điều chỉnh thể tích khí nén xylanh khí để giữ độ cao xe giá trò không đổi cách cung cấp hay cắt dòng điện đến rơle điều khiển độ cao số số Chức điều khiển phản ứng nhanh cửa mở so với tất cửa đóng c) Điều khiển tốc độ cao 198 Chức điều khiển hạ thấp đô cao xe xe chạy tốc độ cao nhằm cải thiện tính ổn đònh chuyển động Khi tốc độ xe lớn 140km/h, độ cao xe hạ xuống giá trò bình thường Đèn NORM bật sáng công tắt điều khiển độ cao vò trí HIGH Chức điều khiển chấm dứt trả xe độ cao ban đầu tốc độ xe giảm xuống 120km/h d) Điều khiển tắt khoá điện Chức điều khiển tự động giảm độ cao xe để cải thiện tính ổn đònh hình thức xe đỗ với khóa điện tắt OFF Điều khiển hoạt động điều kiện sau: độ cao xe tăng mức đònh hàng hoá lấy hành khách khỏi xe sau xe đỗ Khi khoá điện tắt, dòng điện đến cực IG +B ECU Nếu bốn cảm biến điều khiển độ cao phát thấy độ cao xe mức trạng thái này, ECU hạ thấp độ cao xe chút Điều khiển có hiệu lực khoảng phút sau khoá điện tắt Tuy nhiên có cửa mở, 199 ECU biết có người rời khỏi xe tạm dừng việc điều khiển Việc điều khiển lại tiếp tục sau tất cửa đóng Điều khiển tự động chấm dứt khoảng 30 phút sau khoá điện tắt Nếu độ cao xe cao sau tiếp tục việc điều khiển hạ thấp bánh, ECU cho xe kích lên điều khiển môtơ nén van điều khiển để nâng độ cao xe phía bánh xe khoảng phút 200 ... cứng lò xo Hệ thống treo khí mô tả tài liệu đào tạo cho phép điều khiển lực giảm chấn độ cứng 175 lò xo độ cao xe, có chức dự phòng chuẩn đoán Hệ thống gọi “ hệ thống treo khí điện tử (EMAS)... nhíp sử dụng hệ thống treo hầu hết xe du lòch Hệ thống treo khí với ưu điểm hiệu giảm chấn khí nén, hấp thụ rung động nhỏ tạo tính êm dòu chuyển động tốt lò xo kim loại Hệ thống treo khí có ưu... khiển hệ thống treo qua cần điều khiển van khí để mở hay đóng đường khí thông buồng khí buồng khí phụ Vì độ cứng hệ thống treo điều khiển theo hai chế độ  Hoạt động - Độ cứng hệ thống treo mềm