Hệ thống điều khiển mô phỏng hoạt động mô hình:

- Sơ dồ khối hệ thống:

Tín hiệu vào Tín hiệu ra

Hình 3.18: Sơ đồ khối hệ thống mô phỏng hoạt động.

- Motor dẫn động vòng răng cảm biến:

Hai vòng răng cảm biến được nối với trục của motor, nhằm mô phỏng hoạt động của 4 bánh xe. Motor được sử dụng là loại 12V DC.

Arduino Công tắ c máy Công tắ c motor Công tắ c đạ p phanh Motor Mạ ch cầ u H IR 2814

37

Hình 3.19: Motor và vòng răng cảm biến.

- Mạch cầu H IR2184.

Module này được thiết kế dành cho các ứng dụng điều khiển tốc độ và vị trí dùng DC Motor (motion control).

Hình 3.20: Mạch cầu H IR 2184.

o Đặc tính kỹ thuật:

38

 Dòng đỉnh 30A (200 ms).

 Điện áp cấp từ +24V.

 Có Led báo nguồn cho mạch.

 Có Led báo chiều động cơ.

 Bảo vệ ngắn mạch.

 Board được thiết kế nhỏ gọn.

 Dùng ic kích FET chuyên dụng IR2184. o Hướng dẫn sử dụng board IR2184

Cấp nguồn cho Board theo sơ đồ hình vẽ trên bao gồm:

Hình 3.21: Sơ đồ mắc dây

Nguồn: 12V cho động cơ. GND.

o Có hai cách điều khiển như sau:

- Nếu ta cấp MASS của Board VDK cho chân DIR- và chân PWM- thì lúc đó

39  Độ rộng xung mức 1 của PWM càng lớn thì tốc độ động cơ càng nhanh.và đạt maximum khi PWM=Max, ngược lại độ rộng xung mức 1 càng nhỏ thì tốc độ động cơ càng châm và dừng hẳn khi PWM=Min.

 Chân PWM+ lúc này nối với chân PWM của VDK.

 Chân DIR+ lúc này cấp mức 1 thì động cơ quay thuận, cấp mức 0 thì động cơ quay nghịch.

- Nếu ta cấp +5V của Board VDK cho chân DIR+ và chân PWM+ thì lúc đó:

 Ta sẽ điều khiển tốc độ bằng PWM âm, nghĩa là:

 Độ rộng xung mức 0 của PWM càng lớn thì tốc độ động cơ càng nhanh.và đạt maximum khi PWM=Min, ngược lại độ rộng xung mức 0 càng nhỏ thì tốc độ động cơ càng châm và dừng hẳn khi PWM=Max.

 Chân PWM- lúc này nối với chân PWM của VDK.

 Chân DIR- lúc này cấp mức 1 thì động cơ quay thuận, cấp mức 0 thì động cơ quay nghịch.

- Arduino:

Arduino là một board mạch vi xử lý, nhằm xây dựng các ứng dụng tương tác với nhau hoặc với môi trường được thuận lợi hơn. Phần cứng bao gồm một board mạch nguồn mở được thiết kế trên nền tảng vi xử lý AVR Atmel 8bit, hoặc ARM Atmel 32- bit. Những Model hiện tại được trang bị gồm 1 cổng giao tiếp USB, 6 chân đầu vào analog, 14 chân I/O kỹ thuật số tương thích với nhiều board mở rộng khác nhau.

40

Hình 3.22: Mạch arduino Uno

Bảng 3: Thông số arduino.

Vi điều khiển ATmega 328 họ 8 bit

Điện áp hoạt động 5V DC (chỉ được cấp qua cổng USB)

Tần số hoạt động 16MHz

Dòng tiêu thụ Khoảng 30mA

Điện áp khuyên dùng 7 – 12V DC

Điện áp vào giới hạn 6 – 20V DC

Số chân Digital I/O 14 (6 chân hardware PWM)

Số chân Analog 6 (độ phân giải 10 bit)

Dòng tối đa trên mỗi chân I/O 30 mA

Dòng ra tối đa (5V) 500mA

Dòng ra tối đa (3.3V) 50mA

Bộ nhớ flash 32 KB (ATmega328) với 0.5KB dùng bởi bootloader

SRAM 2 KB (ATmega 328)

41

Chương 4

THI CÔNG VÀ THỰC NGHIỆM 4.1Thi công

4.1.1 Khung mô hình

- Dựa trên bản vẽ thiết kế thì nhóm tiến hành làm dựa trên nó. - Sau khi hoàn thành và sơn màu (xanh dương).

Hình 4.1 Khung mô hình.

4.1.2 Bảng đặt cụm chi tiết

Thực hiện:

- Dựa trên bản thiết kế. - Sơn lại các cụm chi tiết.

42

Hình 4.2: Mặt bố trí các cụm chi tiết.

4.1.3 Thiết kế, thi công lại đường dây điện

43 - Cụm đèn báo

Bao gồm: đèn IG/SW (màu vàng), đèn ABS (màu đỏ), đèn phanh (màu đỏ), đèn bơm (màu xanh).

Hình 4.4: Bố trí hệ thống đèn báo.

- Cụm Motor, cảm biến.

 Mắc 2 dây motor vào 2 mạch cầu H IR2814.

 2 chân PWM + và DIR + của mạch cầu lần lợt mắc vào các chân 3 4 5 6 của Arduino.

 Chân PWM - và DIR - của mạch cầu nối vào chân GND của Arduino.  Tín hiệu đạp phanh nối với chân 11 của Arduino.

44 - Giắc đo và công tắc tạo pan

Hình 4.6 Bảng pan và giắc đo

45

Hình 4.8: Tổng quan mô hình.

4.2Thực nghiệm

4.2.1 Hoạt động mô hình

Cấp nguồn ắc quy 12v cho toàn hệ thống

Cấp nguồn ắc quy cho mô hình. Lưu ý phải cấp đúng âm dương cho mạch, đỏ vào dương và đen vào âm ắc quy.

 Chế độ tự kiểm tra và chẩn đoán của ABS:

Bật công tắc nguốn IG/SW, đèn báo IG/SW sáng báo hiệu nguồn 12V cấp cho mô hình. Đèn báo ABS sáng và có tiếng kêu phát ra từ rơ le và van điện trong bộ chấp hành đèn led sáng sau đó tắc. Đèn báo phanh sáng trong 3 giây sau đó tắc. Đó là hệ thống bắt đầu quá trình tự kiểm tra và chẩn đoán ban đầu.

Nếu hệ thống ở trạng thái bình thường thì đèn ABS sẽ tắt trong vòng 3 giây, báo hiệu hệ thống sẵn sàng làm việc, đạp phanh thì đèn báo phanh sáng.

Nếu đèn ABS không tắc sau 3 giây, báo hiệu cho biết trong hệ thống có hư hỏng ở bộ phận nào đó, khi đó hệ thống ABS không làm việc khi phanh, tức phanh ở chế độ bình thường. Muốn hệ thống ABS hoạt động, phải tiến hành đọc mã lỗi hư hỏng và kiểm tra, sửa chữa. Chỉ khi nào đèn ABS tắt sau 3 giây kể từ lúc bật công tắc nguồn IG/SW thì hệ thống mới hoạt động hoàn chỉnh.

Chế độ đọc và xóa mã lỗi:

Chú ý: Khi bật công tắc phải chắc chắn đèn báo ABS sáng, nếu không phải kiểm tra mạch đèn báo ABS.

- Đọc mã lỗi

o Khi không nối TC với Mass.

 Bật công tắc sang vị trí IG

 Nếu hệ thống ABS bình thường đèn báo ABS sáng lên khoảng 3s rồi tắt.

 Nếu hệ thống ABS có sự cố (hư hỏng) thì đèn báo ABS sáng để cảnh báo có sự cố hệ thống.

46

 Nếu có hư hỏng xảy ra thì chúng ta kiểm tra mạch nguồn, mạch đèn ABS, bóng đèn,…

o Khi nối TC với E1 trên giắc chẩn đoán.

 Nối chân TC với Mass.

 Bật công tắc sang vị trí IG.

 Nếu hệ thống ABS bình thường thì đèn báo ABS nháy đều với chu kì 0.25s.

 Nếu hệ thống ABS có sự cố (hư hỏng) thì đèn báo ABS nháy báo mã lỗi.

Hình 4.9 ABS hoạt động bình thường

Hình 4.10 ABS báo lỗi

Bảng 4: Mã lỗi của các hư hỏng trong hệ thống ABS

Mã lỗi Chuẩn đoán Vùng hư hỏng

11 Hở mạch trong relay van điện. Mạch bên trong của bộ chấp hành. 12 Chập mạch trong relay van điện.

47 Role điều khiển. Dây điện, giắc nối của role

van điện.

13 Hở mạch trong mạch relay van motor bơm. Mạch bên trong của bộ chấp hành. Role điều khiển. Dây điện, giắc nối của role

van điện. 14

21 Hở hay ngắn mạch van điện 3 vị trí của bánh xe trước phải.

Van điện bộ chấp hành. Dây điện, giắc nối của mạch điện bộ chấp hành. 22 Hở hay ngắn mạch van điện 3 vị trí của

bánh xe trước trái.

23 Hở hay ngắn mạch van điện 3 vị trí của bánh xe sau phải.

24 Hở hay ngắn mạch van điện 3 vị trí của bánh xe sau trái.

31 Cảm biến tốc độ bánh xe trước phải hỏng.

Cảm biến tốc độ bánh xe. Vòng răng cảm biến tốc độ

bánh xe.

Dây dẫn và giắc nối của cảm biến tốc độ bánh xe. 32 Cảm biến tốc độ bánh xe trước trái hỏng.

33 Cảm biến tốc độ bánh xe sau phải hỏng. 34 Cảm biến tốc độ bánh xe sau trái hỏng. 35 Hở mạch cảm biến tốc độ bánh xe sau phải

hay trước trái.

36 Hở mạch cảm biến tốc độ bánh xe trước phải hay sau trái.

37 Hỏng cả 2 roto cảm biến tốc độ Vòng răng cảm biến tốc độ bánh xe.

41 Điện áp ác qui không bình thường (nhỏ hơn 9,5V hay lớn hơn 16,2V).

Ac qui. Bộ tiết chế. 51 Motor bơm của bộ chấp hành bị kẹt hay hở

mạch motor bơm của bộ chấp hành.

Motor bơm, ac qui và role Dây điện, giắc nối và bu

48 lông tiếp mass hay hở mạch motor bơm của bộ

chấp hành.

Luôn sáng ABS ECU hỏng. ECU.

- Xóa mã lỗi

Để xóa mã lỗi ta còn có thể tháo cực ắc quy để xóa hoàn toàn tất cả mã lỗi trong ECU.

4.2.2 Thực nghiệm

Khi đạp phanh, quan sát mô hình sẽ thấy đèn phanh sáng, guốc phanh bung ra, bám vào thành trống phanh, thể hiện sự di chuyển chậm dần của xe. Motor dừng quay, bơm hoạt động, đèn bơm (màu xanh) sáng, phát ra tiếng kêu nhỏ và có áp lực đẩy về bàn đạp phanh và đèn ABS sẽ nháy sáng. Chứng tỏ ABS hoạt động bình thường.

- ABS hoạt động

49

Hình 4.11: Tổng phanh. Hình 4.12: 2 bánh trước.

Hình 4.13: Bánh sau trái. Hình 4.14: Bánh sau phải

- Vận dụng mô hình:

Kiểm tra hoạt động của hệ thống 

Yêu cầu:

- Nhận biết các tình huống mà hệ thống ABS không hoạt động. - Xác định trạng thái của hệ thống phanh khi ABS không hoạt động.

 Thực hiện:

1.Đạp phanh khi bánh xe chưa quay ( ứng với trường hợp xe đỗ) hay đang chạy ở tốc độ thấp (<20km/h).

- Bật IG/SW ở vị trí ON. - Chờ 3s để đèn báo ABS tắt. - Đạp phanh.

- Quan sát đèn LED Bơm và các đồng hồ báo áp suất dầu phanh.

- Đèn LED không sáng, tức ABS ECU không điều khiển các van điện từ trong bộ chấp hành thủy lực hoạt động.

50 - Áp suất dầu phanh ở các bánh xe dao động iên tục ở giá trị thấp, khi ABS hết hoạt động áp suất dầu phanh lại tăng cao.

- Hiện tượng rung và kêu xảy ra ở bàn đạp phanh. 2. Đạp nhẹ phanh, rà phanh:

- Bật IG/SW, công tắc mô tơ điện bật vị trí ON. - Chờ 3 giây để đèn báo ABS tắt.

- Đạp phanh nhẹ hay rà phanh.

- Quan sát đèn LED bơm trên bảng điều khiển và các đông hồ báo áp suất dầu phanh.

- Hệ thống ABS không hoạt động.

3. Đạp phanh trong trường hợp ABS có lỗi. - Đèn báo ABS vẫn sáng sau 3 giây

- Hệ thống ABS không hoạt động. Chẩn đoán, đọc và xóa mã lỗi



Yêu cầu:

- Biết phương pháp đọc mã lỗi.

- Xem bảng mã lỗi, xác định phạm vi hư hỏng.

 Thực hiện:

1. Kiểm tra điện áp ắc quy khoảng 12V. - Bật IG/SW sang vị trí ON.

- Đèn báo ABS sáng.

Nếu đèn báo ABS tắt sau 3 giây: hệ thống hoạt động bình thường, không có hư hỏng.

51  Nếu đèn báo ABS không tắt: hệ thống có hư hỏng.

- Dùng dây điện nối chân TC và chân E1 của giắc chuẩn đoán.

 Nếu hệ thống hoạt động bình thường, đèn báo sẽ nháy đề trong 0.5 giấy/ lần Trường hợp có hư hỏng thì đèn ABS sẽ nhấp nháy khác thường. Đếm số lần nháy của đèn để xác định mã lỗi hư hỏng.

Mã chuẩn đoán có 2 chữ số, số lần nhấp nhay đầu tiên sẽ bằng chữ số đầu của mã chẩn đoán. Sau khi tạm dừng 1.5 giây, đèn lại nháy tiếp. Số lần nháy ở lần thứ 2 sẽ bằng chữ số sau của mã chẩn đoán. Nếu có hai hay nhiều mã hơn, sẽ có khoảng 2.5 giây giữa hai mã và việc phát lặp lại từ đầu sau 4 giây tạm dừng. Các mã sẽ phát theo thứ tự tăng dần từ mã nhỏ nhất đến mã lớn nhất.

- Tra bảng mã lỗi 2. Xóa mã lỗi

a) Xóa mã lỗi bằng giắc chẩn đoán. - Bật khóa điện ON

- Mở nắp giắc chẩn đoán.

- Dùng dây điện nối chân TC và chân E1 của giắc chẩn đoán. - Đạp phanh hơn 8 lần trong vòng 3 giây.

- Kiểm tra đèn ABS nháy bình thường 0.5 giây/ lần - Tháo dây điện nối cực TC và E1 của giắc chẩn đoán. - Đóng giắc chẩn đoán.

- Kiểm tra thấy đèn ABS tắt.

Nếu đèn báo ABS không nháy đều sau khi đạp phanh và vẫn luôn sáng sau khi tháp dây điện ra khỏi giắc chẩn đoán thì do hệ thống vẫn còn lỗi chứ khắc phục xong.

52 - Tháo cực (-) bình ắc quy, chờ khoảng 10 giây lắp lại.

- Bật khóa điện ON.

53

4.2.3 Các bài tập vận dụng mô hình

BÀI TẬP 1: CẤU TẠO CỦA HỆ THỐNG ABS  Yêu cầu:

Xác định được vị trí và chức năng của các bộ phận trong hệ thống. Đọc hiểu và đối chiếu mạch điều khiển so với mô hình.

Giải thích nguyên lý hoạt động của hệ thống.  Thực hiện:

1. Xác định các cụm bộ phận trên mô hình và trên mạch điều khiển, liên hệ với cách bố trí trên xe.

- Các cảm biến tốc độ bánh xe, vành răng. - Hệ thống đèn báo.

- Hộp ECU.

- Bộ chấp hành thủy lực. - Công tắc báo phanh.

2. Đọc sơ đồ mạch thủy lực và mạch điện của hệ thống. Xem mạch sơ đồ mạch điện.

54 3. Mô tả hoạt động của hệ thống.

- Khởi động mô hình - Điều khiển phanh - Xóa mã lỗi.

Câu hỏi:

1/ Hệ thống ABS có các cụm bộ phận chính nào? Chức năng của từng bộ phận. 2/ Mô hình bố trí theo kiểu nào? Đặc điểm của cách bố trí đó.

3/ Các loại cảm biến tốc độ? Vị trí bố trí trên xe?

4/ Các phương thức điều khiển của các hệ thống ABS đang sử dụng hiện nay?

5/ Hệ thống ABS còn được kết hợp với những hệ thống nào trên các hệ thống phanh hiện đại.

BÀI TẬP 2: HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG ABS  Yêu cầu:

- Nhận biết các tình huống mà hệ thống ABS không hoạt động. - Xác định trạng thái của hệ thống phanh khi ABS không hoạt động.  Thực hiện:

1.Đạp phanh khi bánh xe chưa quay ( ứng với trường hợp xe đỗ) hay đang chạy ở tốc độ thấp (<20km/h).

- Bật IG/SW ở vị trí ON. - Chờ 3s để đèn báo ABS tắt. - Đạp phanh.

- Quan sát đèn LED Bơm và các đồng hồ báo áp suất dầu phanh.

- Đèn LED không sáng, tức ABS ECU không điều khiển các van điện từ trong bộ chấp hành thủy lực hoạt động.

55 - Áp suất dầu phanh ở các bánh xe dao động iên tục ở giá trị thấp, khi ABS hết hoạt động áp suất dầu phanh lại tăng cao.

- Hiện tượng rung và kêu xảy ra ở bàn đạp phanh. 2. Đạp nhẹ phanh, rà phanh:

- Bật IG/SW, công tắc mô tơ điện bật vị trí ON. - Chờ 3 giây để đèn báo ABS tắt.

- Đạp phanh nhẹ hay rà phanh.

- Quan sát đèn LED bơm trên bảng điều khiển và các đông hồ báo áp suất dầu phanh.

- Hệ thống ABS không hoạt động.

3. Đạp phanh trong trường hợp ABS có lỗi. - Đèn báo ABS vẫn sáng sau 3 giây

- Hệ thống ABS không hoạt động.

BÀI TẬP 3: CHUẨN ĐOÁN VÀ XÓA MÃ LỖI  Yêu cầu:

- Biết phương pháp đọc mã lỗi.

- Xem bảng mã lỗi, xác định phạm vi hư hỏng.  Thực hiện:

1. Kiểm tra điện áp ắc quy khoảng 12V. - Bật IG/SW sang vị trí ON.

- Đèn báo ABS sáng.

• Nếu đèn báo ABS tắt sau 3 giây: hệ thống hoạt động bình thường, không có hư