2.2.1. Sơ đồ nguyên lý hệ thống
Hình 2. 21: Sơ đồ nguyên lý hệ thống Nguyên lý làm việc:
ECU hệ thống phát hiện chiều cao xe thông qua cảm biến chiều cao lắp ở mỗi bánh xe. Ngoài ra còn nhận tín hiệu từ remote điều khiển. ECU xử lý và điều khiển đóng mở các van điện từ phù hợp cho từng chế độ vận hành. Độ cao xe được điều khiển bằng cách thay đổi thể tích khí nén trong bầu hơi. Độ cao tăng hay giảm tương ứng với thể tích khí nén tăng hoặc giảm.
2.2.2. Sơ đồ mạch điện điều khiển
Hình 2. 22: Sơ đồ nguyên lý hệ thống Accuair 1. Cảm biến chiều cao trước – trái;
2. Bầu hơi bánh trước – trái; 3. Remote điều khiển; 4. Công tắc nguồn;
5. Bầu hơi bánh trước – phải; 6. Cảm biến chiều cao trước – phải; 7. Cảm biến chiều cao sau – phải; 8. Bầu hơi bánh sau – phải;
9. Bình chứa;
10. Bầu hơi bánh sau – phải; 11. Cảm biến chiều cao sau – trái; 12. Van VU4;
13. ECU hệ thống; 14. Ắc quy
15. Máy nén khí; 16. Rơ le máy nén.
Hình 2. 23: Sơ đồ nguyên lý hệ thống Accuair sử dụng ENDO – CVT 1. Cảm biến chiều cao trước – trái;
2. Bầu hơi bánh trước – trái; 3. Remote điều khiển; 4. Công tắc nguồn;
5. Bầu hơi bánh trước – phải; 6. Cảm biến chiều cao trước – phải; 7. Cảm biến chiều cao sau – phải; 8. Bầu hơi bánh sau – phải; 9. ENDO – CVT;
10. Bầu hơi bánh sau – trái; 11. Cảm biến chiều cao sau – trái; 12. Bộ chuyển đổi CVT; 13. ECU hệ thống; 14. Cầu chì; 15. Ắc quy; 16. Cầu chì ENDO – CVT; 17. Lọc khí; 18. Mass ENDO – CVT .
2.2.3. Tự động điều khiển độ cao xe
Chức năng này giữ độ cao xe ở giá trị không đổi ngay cả khi tải trọng tác dụng lên xe thay đổi do thay đổi số lượng hành khách hoặc hàng hóa. Khi ECU phát hiện sự thay đổi độ cao xe, nó điều chỉnh thể tích khí nén trong bầu hơi để giữ độ cao xe ở giá trị không đổi bằng cách đóng mở các van điện từ thích hợp.
Hình 2. 24: Sơ đồ mạch điện tự động điều khiển độ cao
2.2.4. Điều khiển độ cao xe bằng tay
Để tối ưu hóa chức năng, Accuair cho phép lựa chọn ba chiều cao riêng biệt thông qua remote điều khiển.
Chọn nút “3” để nâng chiều cao xe. Đèn led sẽ nhấp nháy đến khi hệ thống được nâng hoàn toàn. Độ cao ở chế độ này thường được đặt ở mức 90% tổng hành trình của hệ thống.
Chọn nút “2” để thiết lập chiều cao thường sử dụng của hệ thống. Đèn led sẽ nhấp nháy đến khi hẹ thống thiết lập hoàn tất.
Chọn nút “1” để hạ độ cao xe. Đèn led sẽ nhấp nháy đến khi hệ thống hạ hoàn tất. Độ cao ở chế độ này thường được đặt ở mức 10% tổng hành trình của hệ thống.
Trong khi đỗ, có thể chọn hạ độ cao tất cả các bầu hơi xuống bằng không bằng các nhấn nút “All down” trong 3 giây. Đèn led sẽ nhấp nháy đến khi hệ thống hạ hoàn toàn.
Chương 3: Khai thác hệ thống treo khí nén điện tử Accuair 3.1. Hư hỏng và cách khắc phục
Quy trình khắc phục hư hỏng được thực hiện theo trình tự sơ đồ dưới đây:
Hình 3. 1: Quy trình khắc phục hư hỏng hệ thống Bảng 3. 1: Bảng đèn báo lỗi
Trong trường hợp xảy ra lỗi các thành phần hệ thống trong quá trình hoạt động, các nút báo vị trí sẽ nhấp nháy đồng thời và tuần tự để chỉ ra các mã sự cố.
Số lần nhấp nháy trong
2s Lỗi chẩn đoán
2
Áp suất bình chứa không tăng sau khi ECU đã bật máy nén
Kiểm tra giắc cắm máy nén.
Kiểm tra cầu chì máy nén.
Kiểm tra các đường ống dẫn khí.
Kiểm tra rơ le máy nén.
Kiểm tra cảm biến áp suất.
3
Hành trình của cảm biến chiều cao quá nhỏ
Kiểm tra vị trí lắp đặt cảm biến.
4
Không đọc được cảm biến áp suất
Kiểm tra đường dây dẫn đến cảm biến.
Kiểm tra cảm biến
5
Lỗi kết nối cảm biến chiều cao
Kiểm tra vị trí các đường dây tại mỗi cảm biến
Trong trường hợp xảy ra sự cố ở các cảm biến chiều cao khi vận hành, các nút mũi tên điều khiển lên xuống sẽ chuyển sang màu đỏ tương ứng với góc bị lỗi.
Không đọc được cảm biến chiều cao #1
Không đọc được cảm biến chiều cao #2
Không đọc được cảm biến chiều cao #3
Không đọc được cảm biến chiều cao #4
Trong trường hợp xảy ra lỗi ở van điện từ trong quá trình vận hành, các nút mũi tên điều khiển lên xuống sẽ nhấp nháy màu đỏ liên tục tương ứng với góc và
hướng bị lỗi.
Van nạp #1 không phản hồi
Van nạp #2 không phản hồi
Van xả #1 không phản hồi Van xả #2 không phản hồi Van nạp #3 không phản hồi Van nạp #4 không phản hồi Van xả #3 không phản hồi Van xả #4 không phản hồi
Trong trường hợp điện áp giảm dưới 10,5V, hệ thống sẽ ngắt hoạt động của máy nén và hiển thị chỉ báo sự cố. Hệ thống sẽ hoạt động lại bình thường khi điện áp đủ 12,5V. Trường hợp hiếm gặp là điện áp tăng quá 16V thì hệ thống vẫn hoạt
động bình thường và hiển thị chỉ báo sự cố, nhưng nếu duy trì trong thời gian dài sẽ gây hư hỏng các thành phần hệ thống.
Điện áp thấp Điện áp cao
Điện áp hệ thống dưới 10,5V Điện áp hệ thống trên 16V Các đèn led sẽ nhấp nháy theo tuần tự từ trên xuống Các đèn led sẽ nhấp nháy theo tuần tự từ dưới lên
3.2. Kiểm tra sơ bộ
3.2.1. Kiểm tra sơ bộ chức năng điều khiển độ cao xe 3.2.1.1. Kiểm tra độ cao xe 3.2.1.1. Kiểm tra độ cao xe
Bước 1: Nhả phanh tay. Khởi động máy.
Bước 4: Điều khiển độ cao xe đến vị trí cao nhất, 1 phút sau khi xe đã được nâng. Hạ xe về vị trí thấp nhất. Đợi khoảng 1 phút, lập lại thao tác một lần nữa để mọi chi tiết của hệ thống treo ổn định.
Hình 3. 2: Chênh lệch độ cao khi nâng hạ
Khoảng sáng gầm xe được đo từ mặt đường đến tâm bu lông bắt đòn treo dưới. Khoảng sáng gầm xe giữa các loại xe khác nhau sẽ có độ lớn nhỏ khác nhau. Tại Việt Nam, khoảng sáng gầm xe được quy định không nhỏ hơn 120mm (trừ xe chuyên dụng), ngoài ra không còn quy định nào khác. Nếu độ cao gầm xe không nằm trong tiêu chuẩn, có thể điều chỉnh bằng cách xoay cần nối với cảm biến chiều cao.
Bước 1: Nổ máy và nhấn nút “3” để nâng xe lên cao nhất. Đèn sẽ nhấp nháy đến khi xe được nâng hoàn toàn. Từ lúc nhấn nút điều khiển đến khi nâng hoàn toàn mất khoảng 10 đến 30 giây. Lượng thay đổi độ cao tùy thuộc vào vị trí đã lưu trước đó.
Bước 2: Từ vị trí cao nhất, nhấn nút “1” trên remote để hạ xe đến vị trí thấp nhất. Từ lúc nhấn nút đến khi việc hiệu chỉnh hoàn tất mất khoảng 10 đến 30 giây.
Bước 3: Kiểm tra hoạt động độc lập của từng bầu hơi bằng các nút điều khiển bên phải remote. Nếu hệ thống không thay đổi được chiều cao, tiến hành kiểm tra hệ thống.
3.2.1.3. Kiểm tra rò khí
Kiểm tra rò khí ở các ống nối:
Bước 1: Nâng độ cao xe đến vị trí cao nhất để các máy nén hoạt động.
Bước 2: Bôi nước xà phồng lên các chỗ nối của ống khí nén để kiểm tra xem có rò rỉ hay không.
3.2.3. Kiểm tra các bộ phận 3.2.3.1. Cụm van VU4 3.2.3.1. Cụm van VU4
Bước 2: Tháo các đai ốc trên đầu để kiểm tra các cuộn dây điện từ.
Bước 3: Dùng kìm tháo các lõi van để kiểm tra.
Bước 4: Lắp đặt lại.
Bước 5: Dùng đồng ho đo điện trở (9÷15Ω) của từng van ở giắc cắm (Bảng 2.2).
3.2.3.2. Máy nén khí
Kiểm tra hoạt động của mô tơ máy nén khí: Bước 1: Tháo giắc cắm mô tơ máy nén.
Hình 3. 4: Kiểm tra hoạt động máy nén.
3.2.3.3. Rơ le máy nén
Bước 1: Tháo rơ le máy nén.
Bước 2: Kiểm tra thông mạch giữa các chân rơ le. Chân 87, 30 hở, chân 85, 86 thông mạch.
Hình 3. 5: Kiểm tra hoạt động rơ le máy nén
3.3. Kiểm tra ECU của hệ thống
Hình 3. 6: Sơ đồ chân ECU hệ thống Bảng 3. 2: Bảng kiểm tra hoạt động ECU hệ thống
Cực Điều kiện đo Kết quả đo Ý nghĩa
Chân 6 (+12V) - Mass Cấp nguồn 12V cho chân 16 (BATT 12V) và chân 1 (MAIN GND) 12V Nguồn cấp cho bộ điều khiển Chân 11 (Comp out
fuse) - Mass 12V Nguồn cấp cho máy nén Chân 1 (UP 4) - Mass 12V Nguồn cấp cho cụm van điện từ Chân 2 (UP 3) - Mass 12V Chân 3 (UP 2) - Mass 12V Chân 4 (UP 1) - Mass 12V
Chân 5 (DOWN 4) - Mass 12V Chân 6 (DOWN 3) - Mass 12V Chân 7 (DOWN 2) - Mass 12V Chân 8 (DOWN 1) - Mass 12V Chân 9 (+5V
SENS) - Mass Cấp nguồn 12V cho chân 16 (BATT 12V) và chân 1 (MAIN GND). Nối chân 5 (+5V) với Chân 12 (+5V SENS). 5V Nguồn cấp cho cảm biến chiều cao Chân 10 (+5V SENS) - Mass 5V Chân 11 (+5V SENS) - Mass 5V Chân 12 (+5V SENS) - Mass 5V
3.4. Quy trình lắp đặt Accuair cho Audi B8 3.4.1. Lắp đặt hệ thống treo trước Audi B8 3.4.1. Lắp đặt hệ thống treo trước Audi B8
Hình 3. 7: Cấu tạo bầu hơi phía trước Audi B8 1. Đai ốc trên.
2. Vòng đệm trên. 3. Cao su ngăn cách. 4. Giá đỡ thanh chống trên. 5. Bu lông trên bầu hơi. 6. Tấm đệm nhôm.
7. Bàu hơi.
8. Tấm đệm nhôm dưới. 9. Tấm ngăn.
10. Mặt bích dưới.
11. Bu lông dưới bầu hơi. 12. Bu lông mặt bích. 13. Khớp nối ống dẫn khí. 14. Thanh chống.
Bước 1: Lắp khớp nối ống dẫn khí cho bầu hơi.
Bước 3: Thay bầu hơi khí nén vào.
3.4.2. Lắp đặt hệ thống treo sau Audi B8
Hình 3. 8: Cấu tạo bầu hơi phía sau Audi B8 1. Bu lông mặt bích.
2. Mặt bích. 3. Vòng ngăn. 4. Đoạn chống.
5. Bu lông trên bầu hơi. 6. Khớp nối ống khí nén. 7. Tấm đệm dưới. 8. Bu lông tấm đệm dưới. 9. Bầu hơi khí nén. 10. Tấm đệm trên. 11. Cam định vị. 12. Bu lông tấm đệm. 13. Bu lông bầu hơi. 14. Bu lông cam.
3.4.3. Lắp đặt cảm biến chiều cao phía trước
3.4.4. Lắp đặt cảm biến chiều cao phía sau
Bước 2: Lắp cảm biến lên xe.
3.4.5. Lắp bình chứa khí nén
3.4.6. Lắp máy nén khí
3.4.7. Lắp remote điều khiển
Chương 4: Thiết kế mô hình mô phỏng hệ thống treo điện tử 4.1. Ý tưởng thiết kế
Mục đích để xây dựng một mô hình mô phỏng các tính năng cơ bản của hệ thống treo khí nén điện tử đã được đề cập ở các phần trên. Hệ thống cung cấp sự ổn định và khả năng kiểm soát độ cao của phương tiện trong quá trình làm việc, giúp tăng sự an tòan và thoải mái cho hành khách trên xe. Dựa vào định luật Biot – Savart dòng điện không đổi chạy qua dây dẫn sẽ tạo ra từ trường, bằng cách thay đổi cường độ dòng điện qua cuộn dây làm thay đổi từ trường dẫn đến sự thay đổi khoảng cách giữa hai nam châm đặt trong xy lanh mô phỏng hệ thống treo của ô tô.
Hình 4. 1: Mô tả ý tưởng thiết kế
Chế tạo một mô hình xe thử nghiệm để chứng minh hiệu quả của hệ thống, với nam châm làm bộ phận giảm chấn. Đầu trên của ống giảm chấn sử dụng nam châm điện để thay đổi từ trường. Mỗi nam châm sẽ được điều khiển riêng biệt thông qua chương trình điều khiển do mạch Arduino xử lý.
4.2. Chuẩn bị tài nguyên thiết kế
Bảng 4. 1: Bảng các phần tử mô hình
Tên Số lượng Hình ảnh
Arduino Mega 2560 1
Module Bluetooth HC06 1
Module điều khiển động
cơ L298N 2
Module điều khiển động
cơ L298P 1
Motor DC 5V 4
Dây đồng cách điện 2
4.3. Triển khai mô hình
4.3.1. Các phần mềm thiết kế
4.3.1.1. Arduino IDE
Arduino là môi trường phát triển tích hợp mã nguồn mở, cho phép người dùng dễ dàng viết code và tải nó lên board mạch.
Hình 4. 2: Phần mềm Arduino IDE
Khi người dùng viết mã và biên dịch, Arduino IDE sẽ tạo file .hex cho mã. File .hex là các file thập phân Hexa được Arduino hiểu và gửi nó đến các bo mạch bằng cáp USB. Mỗi bo mạch Arduino đều được tích hợp một vi điều khiển, bộ vi điều khiển sẽ nhận file .hex và chạy theo mã được viết.
Arduino IDE sử dụng ngôn ngữ lập trình C/C++ rất phổ biến, tích hợp hơn 700 thư viện được viết và chia sẻ bởi nhà phát hành Arduino Software và cộng đồng Arduino toàn thế giới.
4.3.1.2. Proteus 8 Professional
Hình 4. 3: Proteus 8 Professional
Proteus là phần mềm mô phỏng mạch điện tử của Labcenter Electronics, mô phỏng cho hầu hết các linh kiện điện tử thông dụng. Phần mềm bao gồm hai mảng chính là ISIS cho phép mô phỏng mạch điện tử và ARES dùng để vẽ mạch in.
4.3.2. Nguyên lý hoạt động
Khi được cấp nguồn mạch sẽ hoạt động theo chương trình được thiết lập trên Arduino.
Hình 4. 5: Sơ đồ nguyên lý hoạt động
Mạch bắt đầu hoạt động khi nhận được tính hiệu từ chương trình điều khiển. Các tín hiệu được trung tâm xử lý và truyền các lệnh tương ứng cho mô tơ và nam châm điện thực hiện đúng yêu cầu.
Ở trạng thái “Suspension mode” ON, Arduino Mega chỉ điều khiển các nam châm điện hoạt động, lúc này xe không thể di chuyển. Các nam châm điện sẽ được điều khiển đồng bộ hoặc độc lập tùy theo tín hiệu nhận được từ chương trình điều khiển. Tốc độ và chiều của nam châm được điều khiển bằng các chân “ENA”, “ENB”, “PWM” của mạch L298N thông qua quá trình điều chế độ rộng xung.
Khi cường độ và chiều dòng điện qua nam châm thay đổi sẽ làm thay đổi độ lớn và chiều lực từ tác dụng lên nam châm vĩnh cửu cố định ở pít tông, nam châm vĩnh cửu sẽ bị đẩy hoặc hút kéo theo pít tông di chuyển tương ứng với quá trình nâng hoặc hạ hệ thống
Hình 4. 6: Mô hình
Sau khi điều chỉnh chiều cao hệ thống treo thích hợp, tắt trạng thái “Suspension mode” để điều khiển xe di chuyển. Các mô tơ bánh xe cũng được điều khiển bằng mạch L298N. Mô hình chủ yếu mô phỏng hệ thống treo, nên các mô tơ bánh xe chỉ thực hiện các nhiệm vụ cơ bản là tiến, lùi, rẻ trái, rẻ phải.
4.3.3. Lưu đồ giải thuật
4.3.4. Chương trình điều khiển
#include <SoftwareSerial.h> #include <AFMotor.h> // PINS