Giáo trình Điện thân xe và trang thiết bị tiện nghi

ên bản hoặc trích dùng cho các mục đich về đào tạo và tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm LỜI GIỚI THIỆU Trong nhiều năm gần đây tốc độ gia tăng số lượng và chủng loại ơ tơ ở nước ta khá nhanh.Nhiều kết cấu hiện đại đã trang bị cho ơ tơ nhằm thỏa mãn càng nhiều nhu cầu của giao thơng vận tải. Trong đĩ cĩ sự cải tiến đáng chú ý nhất trong hệ thống điện thân xe trên ơ tơ đời mới với những ứng dụng khoa học cơng nghệ của ngành điện tử để điều khiển các hệ thống phức tạp trên ơ tơ. Để phục vụ cho sinh viên học nghề và thợ sửa chữa ơ tơ tiếp cận được các cơng nghệ mới về cả lý thuyết và kỹ năng thực hành kiểm tra sửa chữa hệ thống điện thân xe và trang thiết bị tiện nghi Với mong muốn đĩ giáo trình được biên soạn, nội dung giáo trình bao gồm : Bài 1 : Tổng quan về hệ thống điện thân xe Bài 2 : Hệ thống thơng tin trên ơ tơ Bài 3 : Hệ thống chiếu sáng trên ơ tơ Bài 4 : Các hệ thống tiện nghi trên ơ tơ Kiến thức của giáo trình được biên soạn theo chương trình Tổng cục giáo giáo nghề nghiệp, sắp xêp logic từ cấu tạo, nguyên lý hoạt động, phương pháp kiểm tra, quy trình sửa chữa. Do đĩ người học cĩ thể hiểu một cách dễ dàng Xin trân trọng cảm ơn Tổng cục giáo dục nghề nghiệp, khoa Động Lực trường Cao Đẳng Cơ Điện Hà Nội cũng như sự giúp đỡ quý báu của đồng nghiệp đã giúp tác giả hồn thành giáo trình này Mặc dù đã rất cố gắng nhưng chắc chắn khơng tránh khỏi sai xĩt, tác giả rất mong nhận được ý kiến đĩng gĩp của người đọc để lần xuất bản sau giáo trình được hồn thiện hơn Hà nội, ngày thángnăm Tham gia biện soạn Chủ biên : Nguyễn Văn Tam Khoa Động lực 2 MỤC LỤC BÀI 1: TỔNG QUAN HỆ THỐNG ĐIỆN THÂN XE ..................................... 4 BÀI 2. HỆ THỐNG THƠNG TIN TRÊN Ơ TƠ ............................................ 25 BÀI 3. HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG VÀ TÍN HIỆU ....................................... 55 BÀI 4. CÁC HỆ THỐNG TIỆN NGHI TRÊN Ơ TƠ .................................. 107 Khoa Động lực 3 CHƯƠNG TRÌNH MƠĐUN Tên mơ đun: HỆ THỐNG ĐIỆN THÂN XE Mã số mơ đun: MĐ Thời gian mơ đun: 135 giờ (Lý thuyết: 53 giờ; Thực hành: 76 giờ; Kiểm tra: 6 giờ) I. Vị trí tính chất mơ đun: - Vị trí: cĩ thể bố trí dạy sau các mơn học và MĐ 20, MĐ 21, MĐ 22, MĐ 23, MĐ 24, MĐ 25, MĐ 26, MĐ 27. - Tính chất: là mơ đun chuyên mơn nghề. II. Mục tiêu mơ đun: - Kiến thức: + Trình bày đầy đủ các nhiệm vụ, yêu cầu và phân loại các hệ thống điện thân xe trên ơtơ + Giải thích được sơ đồ và nguyên lý làm việc chung của mạch điện hệ thống điện thân xe + Trình bày được cấu tạo, hiện tượng, nguyên nhân hư hỏng của các bộ phận cơ bản trong hệ thống điện thân xe trên ơtơ - Kỹ năng: + Tháo lắp, kiểm tra và bảo dưỡng, sửa chữa các chi tiết, bộ phận đúng quy trình, quy phạm và đúng các tiêu chuẩn kỹ thuật trong sửa chữa + Sử dụng đúng các dụng cụ, thiết bị kiểm tra, bảo dưỡng và sửa chữa đúng yêu cầu kỹ thuật. - Thái độ + Chấp hành đúng quy trình, quy phạm trong nghề cơng nghệ ơtơ + Rèn luyện tính kỷ luật, cẩn thận, tỉ mỉ của học viên Khoa Động lực 4 BÀI 1: TỔNG QUAN HỆ THỐNG ĐIỆN THÂN XE 1.1. TỔNG QUÁT VỀ HỆ THỐNG Hệ thống điện thân xe áp dụng rất nhanh những tiến bộ của khoa học kỹ thuật cho hệ thống an tồn hơn và tạo ra nhiều tiện ích cho người sử dụng. Hệ thống điện thân xe bao gồm các hệ thống chia nhỏ sau đây:  Hệ thống thơng tin và chẩn đốn: + Các loại đồng hồ chỉ báo + Các đèn cảnh báo + Các cảm biến cho đồng hồ và cảm biến báo nguy + Các giắc chẩn đốn và giắc kết nối dữ liệu  Hệ thống chiếu sáng và tín hiệu: + Các đèn chiếu sáng + Các cơng tắc và rơle điều khiển + Các ECU đèn + Các cảm biến  Hệ thống gạt nước rửa kính: + Các mơtơ gạt nước + Cơng tắc và rơle điều khiển + Các ECU điều khiển + Các cảm biến  Hệ thống khĩa cửa, chống trộm: + Các mơtơ điều khiển khĩa cửa + Các bộ phận phát, nhận tín hiệu điều khiển cửa + Các cơng tắc rơle điều khiển + Các ECU điều khiển + Các cảm biến  Hệ thống nâng hạ kính: + Các mơtơ cửa sổ điện + Các cơng tắc cửa sổ điện + Các IC diều khiển và cảm biến tốc độ  Hệ thống điều khiển gương chiếu hậu: + Cụm gương và các mơtơ + Các cơng tắc điều khiển và ECU  Hệ thống điều hịa khơng khí: Khoa Động lực 5 + Các cảm biến + ECU điều khiển + Các cơng tắc điều khiển + Các bộ phận chấp hành  Hệ thống túi khí, dây đai: + Bộ túi khí + Bộ dây đai + Các cảm biến + Bộ kiểm sốt CPU  Hệ thống mạng CAN: + Các IC CAN + Các ECU + Cáp nối Các bộ phận cơ bản của hệ thống điện thân xe: Trước khi tìm hiểu các bộ phận cơ bản của hệ thống điện thân xe ta tìm hiểu khái niệm Mát thân xe. Trên ơ tơ, các cực âm của tất cả các thiết bị điện và âm ắc quy đều được nối với các tấm thép của thân xe nhằm tạo nên một mạch điện. Chỗ nối các cực âm vào thân xe gọi là Mát thân xe. Mát thân xe làm giảm số lượng dây điện cần sử dụng. 1.1.1. Bối dây Dây điện cĩ chức năng nối các bộ phận điện của ơ tơ với nhau. Bối dây được chia thành các nhĩm như sau: - Dây điện được mã màu - Các chi tiết nối: Hộp nối, hộp rơle, giắc nối, bulơng nối Mát a. Dây điện Dây điện và cáp cĩ 3 loại: Dây thấp áp (dây bình thường) loại này được dùng phổ biến trên ơ tơ bao gồm cĩ lõi dẫn điện và vỏ bọc cách điện. Dây cao áp (dây cao áp trong hệ thống đánh lửa) và cáp bao gồm lõi dẫn điện phủ lớp cao su cách điện dày nhằm ngăn khơng cho điện cao áp bị rị rỉ. Dây cáp được thiết kế để bảo vệ nĩ khỏi những nhiễu điện bên ngồi. Nĩ sử dụng làm cáp ăng ten radio, cáp mạng CAN Khoa Động lực 6 Hình 1.1: Sơ đồ dây điện trên xe b. Các chi tiết nối Để hỗ trợ việc nối các chi tiết, dây điện được tập trung tại một số phần trên xe ơtơ. a. Hộp nối là một chi tiết mà ở đĩ các giắc nối của mạch điện được nhĩm lại với nhau. Thơng thường nĩ bao gồm bảng mạch in liên kết các cầu chì, rơle với các bối dây b. Các giắc nối (3) , giắc nối dây (4) và bulơng nối Mát (5) hình 1.2 Hình 1.2: Các chi tiết nối - Giắc nối được sử dụng giữa dây điện với dây điện hoặc giữa dây điện với bộ phận điện để tạo ra các kết nối. Cĩ 2 loại giắc kết nối là kết nối dây điện với Khoa Động lực 7 dây điện và dây điện với bộ phận điện. Các giắc nối được chia thành giắc đực và giắc cái tùy theo hình dạng các cực của chúng. Giắc kết nối cĩ nhiều màu khác nhau. - Giắc nối dây cĩ chức năng là nối các cực của cùng một nhĩm. - Bulơng nối Mát được sử dụng nối Mát dây điện hoặc các bộ phận điện với thân xe, khơng giống như bulơng thơng thường bề mặt của bulơng nối Mát được sơn chống ơ xy hĩa màu xanh lá cây. 1.1.2. Các chi tiết bảo vệ Các chi tiết bảo vệ, bảo vệ mạch khỏi dịng điện lớn quá mức cho phép chạy trong dây dẫn hay các bộ phận điện, điện tử khi bị ngắn mạch. Các chi tiết bảo vệ bao gồm: các loại cầu chì. Cầu chì được lắp giữa nguồn điện với các thiết bị điện, khi dịng điện vượt qua một cường độ nhất định chạy qua mạch điện của thiết bị nào đĩ cầu chì sẽ nĩng chảy để bảo vệ mạch đĩ. Cĩ 2 loại cầu chì là cầu chì dẹt và cầu chì hộp. Cầu chì dịng cao (thanh cầu chì): một cầu chì dịng cao được lắp trong đường dây giữa nguồn điện và thiết bị điện, dịng điện cĩ cường độ lớn sẽ chạy qua cầu chì này, nếu dây điện bị chập thân xe cầu chì sẽ chảy để bảo vệ dây điện. Bộ ngắt mạch (cầu chì tự nhảy) được sử dụng bảo vệ mạch điện với tải cĩ cường độ dịng lớn mà khơng thể bảo vệ bằng cầu chì như cửa sổ điện, mạch sấy kính, quạt giĩ Khi dịng điện chạy qua vượt quá cường độ hoạt động một thanh lưỡng kim trong bộ ngắt mạch sẽ tạo ra nhiệt và giãn nở để ngắt mạch. Thậm chí trong một số mạch nếu dịng điện thấp hơn cường độ hoạt động nhưng dịng lại hoạt động trong thời gian dài thì nhiệt độ thanh lưỡng kim cũng tăng lên và ngắt mạch. Khơng giống như cầu chì bộ ngắt mạch được sử dụng lại sau khi thanh lưỡng kim khơi phục. Bộ ngắt mạch cĩ 2 loại là tự khơi phục và khơi phục bằng tay (Hình 1.4) Khoa Động lực 8 Hình 1.3: Các loại cầu chì Hình 1.4: Bộ tự ngắt 1.1.3. Cơng tắc và Rơ le Hình 1.5: vị trí cơng tắc và rơle trên ơ tơ Cơng tắc và rơle mở và đĩng mạch điện nhằm tắt bật đèn cũng như vận hành các hệ thống điều khiển. Nhĩm cơng tắc và rơle được chia như trong hình 1.6: Khoa Động lực 9 Hình 1.6: Các loại cơng tắc và rơ le 1. Cơng tắc vận hành trực tiếp bằng tay cĩ - Cơng tắc xoay: khĩa điện (a. hình 1.6) - Cơng tắc ấn: cơng tắc cảnh báo nguy hiểm (b. hình 1.6) - Cơng tắc bập bênh: cơng tắc khĩa cửa (c. hình 1.6) - Cơng tắc cần: cơng tắc tổ hợp (d. hình 1.6) 2. Cơng tắc vận hành bằng cách thay đổi nhiệt độ hay cường độ dịng điện - Cơng tắc phát hiện nhiệt độ (e. hình 1.6) - Cơng tắc phát hiện dịng điện (f. hình 1.6) 3. Cơng tắc vận hành bằng sự thay đổi mức dầu 4. Rơle - Rơle điện từ (rơle 4 chân) (g. hình 1.6) - Rơle bản lề (rơle 5 chân) (h. hình 1.6) 1.2. BỘ ĐIỀU KHIỂN TRUNG TÂM VÀ CƠ CẤU CHẤP HÀNH Hiện nay bộ điều khiển trung tâm (ECU) xuất hiện ngày càng nhiều trên các hệ thống Điện thân xe và hệ thống gầm ơ tơ. Nĩ cĩ chức năng thu thập các tín hiệu đầu vào (là tín hiệu của các loại cảm biến) sau đĩ tính tốn, xử lý và đưa ra các tín hiệu điều khiển đến các cơ cấu chấp hành. Khoa Động lực 10 Hình 1.7. Mối quan hệ giữa tín hiệu đầu vào, đầu ra và ECU Cấu trúc tổng thể: Hình 1.8. Sơ đồ khối điều khiển của hệ thống điện thân xe dịng KIA Bố trí ECU thân xe trên một số dịng xe: Khoa Động lực 11 Hình 1.9. ECU trên S- class Hình 1.10. ECU trên xe tải MB (Actros) 1.3. MẠNG CAN VÀ MÃ CHÌA KHĨA CHỐNG TRỘM 1.3.1. Mạng CAN 1.3.1.1.Tổng quan CAN (Controller Area Network) xuất phát là một phát triển chung cua hai hãng Bosch và Intel phục vụ cho việc nối mạng trong các phương tiện giao thơng cơ giới để thay thế cách nối điểm cổ điển sau đĩ được chuẩn hĩa quốc tế trong ISO 11898. 1.3.1.2. Kiến trúc giao thức Đối chiếu với mơ hình ISO/OSI, CAN định nghĩa lớp liên kết dữ liệu gồm hai lớp con (LLC và MAC) cũng như phần chính của lớp vật lý. Khoa Động lực 12 - Lớp vật lý đề cập tới việc truyền tín hiệu, vì thế định nghĩa cụ thể phương thức định thời, tạo nhịp bít (bit timing), phương pháp mã hĩa bít và đồng bộ hĩa. Tuy nhiên, chuẩn CAN khơng quy định các đặc tính của các bộ thu phát với mục đích cho phép lựa chọn mơi trường truyền cũng như mức tín hiệu thích hợp cho từng lĩnh vực ứng dụng. - Lớp điều khiển truy nhập mơi trường (MAC) là phần cốt lõi trong kiến trúc giao thức CAN. Lớp MAC cĩ trách nhiệm tạo khung thơng báo, điều khiển truy nhập mơi trường, xác nhận thơng báo và kiểm sốt lỗi. Hình 1.11. Phạm vi định nghĩa của CAN trong mơ hình OSI - Lớp điều khiển liên kết logic (LLC) đề cập tới các dịch vụ gửi dữ liệu và yêu cầu dữ liệu từ xa, thanh lọc thơng báo, báo cáo tình trạng quá tải và hồi phục trạng thái. 1.3.1.3. Cấu trúc mạng và kỹ thuật truyền dẫn CAN thực chất chỉ là chuẩn giao thức từ phần trên của lớp vật lý cho tới hết lớp liên kết dữ liệu, vì vậy khơng quy định cụ thể về chuẩn truyền dẫn cũng như mơi trường truyền thơng. Thực tế cáp đơi dây xoắn kết hợp với chuẩn RS-485 cũng như cáp quang được sử dụng rộng rãi. Đối với cáp đơi dây xoắn, cấu trúc mạng thích hợp nhất là cấu trúc đường thẳng, mắc theo kiểu đường trục đường nhánh, trong đĩ chiều dài đường nhánh hạn chế dưới 0.3m. Tốc độ truyền cĩ thể lựa chọn ở nhiều mức khác nhau, tuy nhiên phải thống nhất và cố định trong tồn bộ mạng. Do cĩ sự ràng buộc giữa tốc độ truyền và chiều dài dây dẫn trong phương pháp truy nhập bus CSMA/CA. Tốc độ truyền tối đa là 1Mbit/s ở khoảng cách 40m và 50 kbit/s ở khoảng cách 1000m. Số trạm phụ thuộc nhiều vào cấu trúc mạng, cáp truyền và đặc tính điện học của các bộ thu phát thơng thường hạn chế ở con số 64 đối với cấu trúc đường thẳng và sử dụng cáp đơi dây xoắn. CAN phân biệt hai trạng thái logic của tín hiệu là mức Khoa Động lực 13 trội (dominant) và mức lặn (recessive), tuy nhiên khơng quy định rõ giá trị bít nào ứng với mức tín hiệu nào. Trong trường hợp cả bít trội và bít lặn được phát đồng thời thì bít trội sẽ lấn át tín hiệu trên bus sẽ cĩ mức trội. Trong thực tế nếu sử dụng mạch AND thì mức trội tương ứng với bít 0 và mức lặn tương ứng với bít 1. 1.3.1.4 Cơ chế giao tiếp Đặc trưng của CAN là phương pháp định địa chỉ và giao tiếp hướng đối tượng, trong khi hầu hết các hệ thống bus trường khác đều giao tiếp dựa vào địa chỉ các trạm. Mỗi thơng tin trao đổi trong mạng được coi như một đối tượng, được gán một số mã căn cước. Thơng tin được gửi đi trên bus theo kiểu truyền thơng báo với độ dài cĩ thể khác nhau. Các thơng báo khơng được gửi tới một địa chỉ nhất định mà bất cứ trạm nào cũng cĩ thể nhận theo nhu cầu. Nội dung mỗi thơng báo được các trạm phân biệt qua một mã căn cước (IDENTIFIER). Mã căn cước khơng nĩi lên địa chỉ đích của thơng báo, mà chỉ biểu diễn ý nghĩa của dữ liệu trong thơng báo. Vì thế, mỗi trạm trên mạng cĩ thể tự quyết định tiếp nhận và xử lý thơng báo hay khơng tiếp nhận thơng báo qua phương thức lọc thơng báo (message filtering). Cũng nhờ sử dụng phương thức lọc thơng báo, nhiều trạm cĩ thể đồng thời cùng nhận một thơng báo và cĩ các phản ứng khác nhau. Một trạm cĩ thể yêu cầu một trạm khác gửi dữ liệu bằng cách gửi một khung REMOTE FRAME. Trạm cĩ khả năng cung cấp nội dung thơng tin đĩ sẽ gửi trả lại một khung dữ liệu DATA FRAME cĩ cùng mã căn cước với khung yêu cầu. Cùng với tính năng đơn giản, cơ chế giao tiếp hướng đối tượng ở CAN cịn mang lại tính linh hoạt và tính nhất quán dữ liệu của hệ thống. Một trạm CAN khơng cần biết thơng tin cấu hình hệ thống (ví dụ địa chỉ trạm). Nên việc bổ xung hay bỏ đi một trạm trong mạng khơng địi hỏi bất cứ một sự thay đổi nào về phần cứng hay phần mềm ở các trạm khác. Trong mạng CAN, cĩ thể chắc chắn rằng một thơng báo hoặc được tất cả các trạm quan tâm tiếp nhận đồng thời, hoặc khơng được trạm nào tiếp nhận. Tính nhất quán dữ liệu được đảm bảo qua các phương pháp gửi đồng loạt và xử lý lỗi. Khoa Động lực 14 1.3.1.5. Cấu trúc bức điện CAN sử dụng phương thức định địa chỉ theo đối tượng. Các đối tượng được hiểu ở đây chính là đại diện cho các thơng báo mang dữ liệu quan tâm như giá trị đo, giá trị điều khiển, thơng tin trạng thái. Mỗi đối tượng thơng báo cĩ một tên riêng biệt, hay nĩi cách khác là là một căn cước (IDENTIFIER) được sử dụng để truy cập trên bus. Mỗi bức điện sẽ cĩ một ơ chứa căn cước của đối tượng với chiều dài 11 bít (dạng khung chuẩn theo CAN2.0A) hoặc 29 bít (khung mở rộng CAN2.0B). CAN định nghĩa 4 kiểu bức điện sau: - Khung dữ liệu (DATA FRAME) mang dữ liệu từ một trạm truyền tới các trạm nhận. - Khung yêu cầu dữ liệu (REMOTE FRAME) được gửi từ một trạm yêu cầu truyền khung dữ liệu với cùng mã căn cước. - Khung lỗi (ERROR FRAME) được gửi từ bất kỳ trạm nào phát hiện lỗi bus. - Khung quá tải (OVERLOAD FRAME) được sử dụng nhằm tạo một khoảng cách thời gian bổ sung giữa hai khung dữ liệu hoặc yêu cầu dữ liệu trong trường hợp một trạm bị quá tải Hình 1.12. Cấu trúc khung dữ liệu ở CAN Các khung dữ liệu và yêu cầu dữ liệu cĩ thể sử dụng ở cả dạng khung chuẩn và dạng khung mở rộng. Giữa hai khung dữ liệu hoặc yêu cầu dữ liệu cần một khoảng cách ít nhất là 3 bít lặn để phân biệt được gọi là INTERFRAME SPACE. Trong trường hợp quá tải khoảng cách này sẽ lớn hơn bình thường. Khung dữ liệu/Yêu cầu dữ liệu Khoa Động lực 15 Mỗi khung dữ liệu cĩ thể mang từ 0 đến 8 byte dữ liệu sử dụng. Chuẩn CAN khơng quy định giao thức và các dịch vụ trên lớp 2, do đĩ việc diễn giải vùng dữ liệu này như thế nào thuộc tồn quyền người sử dụng. Các bức điện nhỏ cĩ thể khơng thích hợp với một số lĩnh vực ứng dụng nhất định, nhưng tạo lợi thế về tính năng thời gian thực. Cụ thể, tình trạng một thành viên chiếm giữ bus trong một thời gian dài nhờ vậy sẽ khơng xảy ra. Khung yêu cầu dữ liệu cũng cĩ cấu trúc tương tự như khung dữ liệu, nhưng khơng mang dữ liệu và khác với khung dữ liệu ở bít cuối của ơ phân xử. - Khởi đầu khung là một bít trội và đánh dấu khởi đầu của một khung dữ liệu hoặc khung yêu cầu dữ liệu. Tất cả các trạm sẽ phải đồng bộ hĩa dựa vào bít khởi đầu này. - Ơ phân xử được sử dụng là mức ưu tiên của bức điện. Quyết định quyền truy nhập bus khi cĩ nhiều thơng báo được gửi đi đồng thời. - Ơ phân xử cĩ chiều dài 12 bít đối với dạng khung chuẩn và 32 bít đối với dạng khung mở rộng trong đĩ mã căn cước dài 11 bít hoặc 29 bít. Bít cuối cùng của ơ phân xử được gọi là bít RTR (Remote Transmission Request), dùng để phân biệt giữa khung dữ liệu (bít trội) và khung yêu cầu dữ liệu (bít lặn). - Ơ điều khiển chiều dài 6 bít, trong đĩ 4 bít cuối mã hĩa chiều dài dữ liệu (bít trội bằng 0 bít lặn bằng 1). Tùy theo dạng khung chuẩn hay mở rộng mà ý nghĩa của hai bít cịn lại khác nhau một chút. - Ơ dữ liệu cĩ chiều dài từ 0 đến 8 byte, trong đĩ mỗi byte được truyền đi theo thứ tự từ bít cĩ giá trị cao nhất (MSB) đến bít cĩ giá trị thấp nhất (LSB). - Ơ kiểm sốt lỗi CRC bao gồm 15 bít được tính theo phương pháp CRC và một bít lặn phân cách. Dãy bít đầu vào để tính bao gồm bít khởi đầu khung, ơ phân xử, ơ điều khiển và ơ dữ liệu, với đa thức phát - Ơ xác nhận ACK (Acknowlegment) gồm 2 bít được phát đi là các bít lặn. Mỗi trạm nhận được bức điện phải kiểm tra mã CRC. Nếu đúng sẽ phát chồng một bít trội trong thời gian nhận được bít ARC đầu tiên (ARC slot). Như vậy, một bức điện được truyền chính xác sẽ cĩ một bít ARC trội nằm giữa hai bít lặn phân cách (một bít phân cách CRC và một bít phân cách ARC). - Kết thúc chung được đánh dấu bằng 7 bít lặn. Khoa Động lực 16 a. Khung lỗi Hình 1.13. Cấu trúc khung lỗi ở CAN Một khung lỗi được gửi từ bất kỳ trạm nào phát hiện lỗi trên bus. Khung lỗi bào gồm cờ lỗi (Error Flag) và phân cách lỗi (Error Delimiter). CAN phân biệt hai loại lỗi là lỗi chủ động (Active Error) và lỗi bị động (Passive Error). Tương ứng với chúng là hai dạng cờ lỗi: - Dạng cờ lỗi chủ động bao gồm 6 bít trội liền nhau. - Dạng cờ lỗi bị động bao gồm 6 bít lặn liền nhau, trừ trường hợp nĩ bị ghi đè lên bởi các bít trội từ trạm khác. Một trạm lỗi chủ động khi phát hiện lỗi sẽ báo hiệu bằng cách gửi một cờ lỗi chủ động. Cờ lỗi chủ động vi phạm luật nhồi bít hoặc phá bỏ dạng cố định của ơ ACK hay ơ kết thúc khung. Chính vì vậy, tất cả các trạm khác cũng phát hiện ra lỗi và bắt đầu gửi cờ lỗi. Cuối cùng, dãy bít trội quan sát được trên bus thực tế là kết quả của sự xếp chồng nhiều cờ lỗi khác nhau phát riêng từ các trạm. Tổng chiều dài của dãy này dao động trong khoảng từ 6 đến 12 bít. Phân cách lỗi được đánh dấu bằng 8 bít lặn liên tục. Sau khi gửi xong một cờ lỗi, mỗi trạm phải gửi tiếp một số bít lặn và đồng thời quan sát bus. Cho đến khi phát hiện ra một bít lặn (tức là khi các trạm khác đã gửi xong cờ lỗi chủ động), chúng sẽ phát tiếp bảy bít lặn. b. Khung quá tải Một khung quá tải cĩ cấu trúc tương tự như ở khung lỗi bao gồm cờ quá tải (Overload flag) và phân cách quá tải (Overload Delimiter). Cờ quá tải gồm sáu bít trội tương tự như cờ lỗi chủ động. Cờ quá tải xĩa bỏ dạng cố định của ơ INTERMISSION ở khoảng trống giữa hai khung. Chính vì vậy, tất cả các trạm khác cũng phát hiện tình trạng quá tải và bắt đầu gửi cờ quá Khoa Động lực 17 tải. Cuối cùng, dãy bít trội quan sát được trên bus thực tế là sự xếp chồng nhiều cờ lỗi khác nhau phát riêng từ các trạm. Cũng giống như khung lỗi, phân cách quá tải được đánh dấu bằng tám bít lặn liên tục. Sau khi gửi xong một cờ lỗi, mỗi trạm phải quan sát bus cho đến khi phát hiện ra một bít lặn. Tại thời điểm đĩ tất cả các trạm khác đã gửi xong cờ quá tải, chúng sẽ phát tiếp 7 bít lặn. Tối đa là hai khung quá tải cĩ thể sử dụng nhằm tạo thời gian trễ giữa hai khung dữ liệu hoặc khung yêu cầu dữ liệu. Hình 1.14. Cấu trúc khung quá tải ở CAN 1.3.1.6. Truy nhập bus CAN sử dụng phương pháp truy nhập mơi trường CSMA/CA, tức điều khiển phân kênh theo từng bít. Phương pháp phân mức ưu tiên truy nhập bus dựa theo tính cấp thiết của nội dung thơng báo. Mức ưu tiên này phải được đặt cố định, trước khi hệ thống đi vào vận hành. Thực tế, mã căn cước khơng những mang ý nghĩa của dữ liệu trong thơng báo, mà cịn đồng thời được sử dụng là mức ưu tiên. Khoa Động lực 18 Hình 1.15. Minh họa hoạt động của CAN Bất cứ một trạm nào trong mạng cũng cĩ thể bắt đầu gửi thơng báo, mỗi khi đường truyền rỗi. Mỗi bức điện đều bắt đầu bằng một bít khởi điểm và mã căn cước, vì thế nếu hai hoặc nhiều trạm cùng đồng thời bắt đầu gửi thơng báo, việc xung đột trên đường truyền sẽ được phân xử dựa theo từng bít của mã căn cước. Mỗi bộ thu phát đều phải so sánh mức tín hiệu của mỗi bít gửi đi với mức tín hiệu quan sát được trên bus. Nếu hai mức tín hiệu cĩ trạng thái logic giống nhau thì trạm cĩ quyền phát bit tiếp theo, trường hợp ngược lại sẽ phải dừng ngay lập tức. Trong trường hợp thực hiện bít giá trị 0 ứng với mức trội và bít giá trị 1 ứng với mức lặn, bít 0 sẽ lấn át. Vì vậy, một thơng báo cĩ mã căn cước nhỏ nhất sẽ được tiếp tục phát hay nĩi cách khác, thơng báo nào cĩ mã căn cước càng bé thì mức ưu tiên càng cao. Trong trường hợp xảy ra va chạm giữa một thơng báo mang dữ liệu (DATA FRAME) và một thơng báo yêu cầu gửi dữ liệu (REMOTE FRAME) với cùng mã căn cước, thơng báo mang dữ liệu sẽ được ưu tiên. Phương thức phân xử này khơng những đảm bảo thơng tin khơng bị mất Mát, mà cịn nâng cao hiệu quả sử dụng đường truyền. 1.3.1.7. Bảo tồn dữ liệu Nhằm đảm bảo mức an tồn tối đa trong truyền dẫn dữ liệu, mỗi trạm CAN đều sử dụng kết hợp nhiều biện pháp để tự kiểm tra, phát hiện và báo hiệu lỗi. Các biện pháp kiểm sốt lỗi sau đây được áp dụng: Khoa Động lực 19 - Theo dõi mức tín hiệu của mỗi bít truyền đi và so sánh với tín hiệu nhận được trên bus. - Kiểm sốt qua mã CRC. - Thực hiện nhồi bít (nhồi một bít nghịch đảo sau năm bít giống nhau). - Kiểm sốt khung thơng báo. Với các biện pháp trên, thì hiệu quả phát hiện lỗi: - Phát hiện được tất cả các lỗi tồn cục - Phát hiện được tất cả các lỗi cục bộ tại bộ phát. - Phát hiện được tới năm bít lỗi phân bố ngẫu nhiên trong một bức điện. - Phát hiện được các lỗi đột ngột cĩ chiều dài nhỏ hơn 15 bít trong một thơng báo. - Phát hiện được các lỗi cĩ số bít lỗi là chẵn. - Tỷ lệ lỗi cịn lại (xác suất một thơng báo cịn bị lỗi khơng phát hiện) nhỏ hơn 4.7*10-11. Tất cả các trạm nhận thơng báo phải kiểm tra sự nguyên vẹn của thơng tin và xác nhận thơng báo. Khi phát hiện ra sự sai lệnh trong một thơng báo, các trạm đều cĩ trách nhiệm truyền khung lỗi. Các thơng báo bị lỗi đĩ sẽ bị dừng và được tự động phát lại. Thời gian hồi phục từ khi phát hiện lỗi đến khi bắt đầu gửi thơng báo tiếp theo tối đa là 31 thời gian bít, nếu như khơng cĩ lỗi nào xảy ra tiếp. Các trạm CAN cĩ khả năng phân biệt giữa nhiễu tức thời với lỗi kéo dài, ví dụ lỗi khi một trạm cĩ sự cố. Các trạm bị hỏng sẽ được tự động tách ra khỏi mạng về mặt logic. 1.3.1.8. Mã hĩa bít Trước khi được chuyển đổi thành tín hiệu trên đường truyền. CAN sử dụng phương pháp nhồi bít (bit stuffing). Dãy bít đầu vào cần nhồi bao gồm bít khởi đầu khung, ơ phân xử, ơ điều khiển, dữ liệu và dãy CRC. Khi 5 bít liên tục giống nhau, bộ phát sẽ tự động bổ sung một bít nghịch đảo cuối cùng. Bên nhận sẽ phát hiện ra bít được nhồi và tái tạo thơng tin ban đầu. Việc nhồi bít khơng được thực hiện với các phần cịn lại của khung dữ liệu và khung yêu cầu dữ liệu, cũng như với các khung lỗi và khung quá tải. Cuối cùng, dãy bít được dãy bít được mã hĩa theo phương pháp NRZ, cĩ nghĩa là trong suốt một chu kỳ bít, mức tín hiệu hoặc là trội hoặc là lặn. Khoa Động lực 20 1.3.1. . ơ đ kết n i c c trạm trong mạng C Hình 1.16. inh họa sự liên ết về m t điện học của các trạm trong mạng Hình 1.17. Sơ đồ kết nối các nút trong mạng CAN 1.3.1.10. Ứng dụng mạng C trên hệ th ng điện ơ tơ a.Tổng quan Mạng truyền thơng đa chiều (Mutiplex) sử dụng trên xe ơ tơ được SAE định nghĩa bao gồm ba lớp (class): lớp A, lớp B, lớp C. Trong đĩ: Lớp A (class A): Mục đích làm giảm dây dẫn tín hiệu truyền nhận giữa các nút bằng cách các tín hiệu trao đổi giữa các nút được truyền trên một đường bus chung. Thay vì sử dụng các đường dây riêng rẽ để liên kết các nút như trước đây. Lớp B (class B): Được sử dụng ở những nơi mà dữ liệu được truyền giữa các nút để loại bỏ sự lặp lại các cảm biến hoặc các thành phần khác của hệ Khoa Động lực 21 thống. Các nút (node) này của hệ thống thơng tin đa chiều tồn tại ở dạng các modul chuẩn trong quy định của điện thân xe. Lớp C (class C): Được sử dụng ở những nơi mà tín tốc độ đường truyền cao, đặc biệt liên quan tới hệ thống điều khiển thời gian thực (real-time control system). Như điều khiển động cơ và phanh ABS. Dữ liệu được gửi trên bus tín hiệu nhằm tập trung quá trình điều khiển và giảm dây dẫn. Chú ý: Quy đinh, lớp A là lớp con của lớp B, lớp B là lớn con của lớp C. b. Quy định cho 3 lớp của điện ơ tơ Các bức điện trong mạng điện ơ tơ là ngắn ( 3 đến 12 byte) như chỉ ra trong hình 4.1, bao gồm ba phần: Header, Data (thơng tin được gửi đi) và Error Detection (phương pháp kiểm lỗi). Hình 1.18. Cấu trúc bức điện Bức điện này được chuyển thành ba lớp khác nhau và cĩ các yêu cầu riêng. c. Một số hình ảnh thực tế về mạng CAN Hình 1. 19. Dây CAN trên xe tải nhỏ B Hình 1.20. Dây dẫn trên xe Sprinter Hình 1.21. Dây dẫn trên xe SPrinter MB W203 Khoa Động lực 22 1.3.2. Mã chìa khĩa chống trộm 1.3.2.1. Khái quát Hệ thống mã hố khố động cơ là một hệ thống chống trộm cho xe. Hệ thống này ngăn khơng cho động cơ khởi động bằng cách ngăn cản quá trình đánh lửa và phun nhiên liệu khi bất kỳ một chìa khố nào khơng phải là chìa khố cĩ mã ID* đã được đăng ký trước. Khi đặt chế độ cho hệ thống mã hố khố động cơ động, thì đèn chỉ báo an ninh nháy để cho biết hệ thống đã được xác lập. Hình 1.22. Hệ thống mã chìa hĩa và chống trộm Hệ thống mã hố khố động cơ gồm cĩ một chíp mã chìa khố, một cuộn dây thu phát tín hiệu, ECU khố động cơ và ECU động cơ . v.v. Cĩ hai loại hệ thống mã hố khố động cơ, một loại điều khiển bằng ECU độc lập (ECU khố động cơ) và loại kia thì điều khiển bằng ECU động cơ cĩ ECU khố động cơ ở bên trong. 1.3.2.2 Chức năng a. Chức năng xác lập/bỏ chế độ của hệ thống mã hố khố động cơ - Xác lập chế độ cho hệ thống mã hĩa động cơ Thời điểm rút chìa khố điện ra khỏi ổ khố điện hoặc 20 giây sau khi xoay chìa khố điện về vị trí “ACC” hoặc “LOCK”, hệ thống mã hố khố động cơ được xác lập việc đánh lửa khởi động và phun nhiên liệu khơng thể thực hiện Hình 1.23. Chức năng hệ thống mã chìa hĩa chống trộm Khoa Động lực 23 được. - Bỏ chế độ mã hĩa cho động cơ Khi cắm chìa khố điện ổ khố thì ECU khố động cơ và chíp mã chìa khố nằm trong chìa khố bắt đầu giao tiếp với nhau. Sau khi được giao tiếp bắt đầu, nếu mã khởi động đăng ký trong ECU khố động cơ và trong chíp mã chìa của nĩ trùng hợp nhau hai lần liên tục, thì chế độ của hệ thống mã hố khố động cơ được huỷ bỏ làm cho hệ thống đánh lửa bắt đầu làm việc và nhiên liệu được phun vào động cơ. Kết qủa là động cơ cĩ thể khởi động được. b. Chức năng đăng kí - Chức năng đăng ký mã khố gồm cĩ chức năng đăng ký tự động, đăng ký bổ sung và xố bỏ má khố. - Chức năng đăng ký mã khố gồm cĩ chức năng đăng ký tự động, đăng ký bổ sung và xố bỏ má khố. * Đăng kí mã hĩa lần đầu: Đây là một hệ thống để đăng ký tự động mã chìa khĩa (mã chìa chính và mã chìa phụ) khi thay thế ECU khố động cơ. Sau khi thay thế ECU khố động cơ, bật khố điện lên vị trí ON làm cho đèn chỉ báo nhấp nháy. Trong điều kiện đĩ, tra chìa khố chính và chìa khố phụ vào ổ khố đánh lửa để tự động đăng ký mã chìa vào ECU. Hình 1.24. Đăng í mã chìa hĩa lần đầu Khoa Động lực 24 * Chức năng mã chìa bổ sung: Đây là chức năng thực hiện việc đăng ký bổ sung mã chìa mới (mã chìa chính và mã chìa phụ) cĩ mã chìa đã được đăng ký trong ECU. Hình vẽ bên phải cho ta một ví dụ về phương pháp đăng ký bổ sung đối với loại điều khiển bằng ECU khố động cơ. Phương pháp đăng ký này được thực hiện nhờ vận hành khố điện và thao tác đĩng/mở cửa xe phía người lái. Hình 1.25. Đăng í mã chìa hĩa bổ sung Khoa Động lực 25 BÀI 2. HỆ THỐNG THƠNG TIN TRÊN Ơ TƠ 2.1. TỔNG QUÁT VỀ HỆ THỐNG 2.1.1. Tổng quan về hệ thống Hệ thống thơng tin trên xe bao gồm: các bảng đồng hồ (tableau), màn hình và các đèn báo giúp tài xế và người sửa chữa biết được thơng tin về tình trạng hoạt động của các hệ thống chính trong xe. Thơng tin cĩ thể truyền đến tài xế qua 2 dạng: tương tự (tableau kim) và số (tableau hiện số). Trên một số loại xe người ta cũng dùng tiếng nĩi để truyền thơng tin đến tài xế. Hình 2.1. Tableau loại thường và loại hiện số. Đèn báo hiệu và đèn cảnh báo Đồng hồ tốc độ động cơ Đèn báo rẽ Đồng hồ tốc độ xe Các đèn báo hiệu và đèn cảnh báo Vơn kế Đồng hồ áp suất dầu Đồng hồ nhiệt độ nước làm mát Đèn báo chế độ pha Đồng hồ nhiên liệu A- Báo áp lực nhớt C- Báo nhiệt độ nhớt E: Các đèn báo G- Tốc độ động cơ B- Báo điện áp D- Báo mực xăng F- Tốc độ xe H- Hành trình Khoa Động lực 26 Hình 2.2 Các loại đồng hồ chỉ thị bằng kim và các ký hiệu trên bảng đồng hồ. 2.1.2. Cấu trúc tổng quát của hệ thống Hệ thống thơng tin bao gồm các loại đồng hồ sau: 2.1.2.1. Đ ng h t c độ xe (speedometer) Đồng hồ tốc độ xe dùng để hiển thị tốc độ xe chạy theo kilomet hoặc dặm (mile). Nĩ thường được tích hợp với đồng hồ đo quãng đường (odomete... dầu nhờn trong hệ thống bơi trơn động cơ và báo nguy nhiệt độ nước làm Mát động cơ. * Cơ cấu báo nguy áp suất nhớt động cơ Cơ cấu này báo hiệu trong trường hợp áp suất nhớt động cơ giảm tới mức cĩ thể hư động cơ. Khi động cơ ơtơ làm việc hoặc áp suất trong hệ thống bơi trơn giảm xuống thấp hơn 0,4 - 0,7 kg/cm2 màng 6 (xem hình 1.28) nằm ở vị trí ban đầu, cịn tiếp điểm 4 ở trạng thái đĩng, đảm bảo thơng mạch cho đèn báo 3. Khi cơng tắc 1 đĩng, đèn báo 3 ở bảng đồng hồ sẽ sáng, báo hiệu sự giảm áp suất nhớt tới mức khơng cho phép. Khi động cơ ơtơ làm việc, nhớt từ hệ thống bơi trơn động cơ sẽ qua lỗ của núm 8 vào buồng 7 và khi áp suất dầu trong buồng 7 lớn hơn 0,4 – 0,7 kg/cm2 thì màng 6 sẽ cong lên, nâng cần tiếp điểm di động và tiếp điểm 4 mở ra, đèn báo 3 tắt. Hình 2.28 Cơ cấu báo nguy áp suầt dầu bơi trơn động cơ. 1- Cơng tắc máy; 2- Nắp; 3- Đèn hiệu; 4- Các má vít bạc; 5- Giá tiếp điểm; 6- àng áp suất; 7- Buồng áp suất; 8- Núm cĩ ren. * Cơ cấu báo nguy nhiệt độ nước làm Mát động cơ Cơ cấu này báo hiệu cho tài xế biết nhiệt độ nước cao quá mức cho phép trong hệ thống làm Mát động cơ. Bộ cảm biến nước được vặn vào phía trên của két nước hoặc trên đường nước đi, cịn đèn hiệu lắp ở bảng đồng hồ. Hình 2.29 Cơ cấu báo nguy nhiệt độ nước làm Mát động cơ. 1- Chụp đồng 2- Thanh lưỡng im 3- Vỏ bộ cảm biến 4- Đèn hiệu 5- Vít điều chỉnh. Cấu tạo của bộ cảm biến báo nguy nhiệt độ nước tương tự như bộ cảm biến của đồng hồ nhiệt độ nước loại xung điện, chỉ khác là trên thanh lưỡng kim khơng quấn dây điện trở và thanh lưỡng kim được lật ngược xuống sao cho khi bị biến dạng nĩ sẽ cong về phía dưới (về phía cĩ xu hướng đĩng tiếp điểm KK’ lại). 8 6 7 5 1 2 3 4 Bộ cảm biến báo nguy 5 1 2 3 4 Accu Công tắc máy Khoa Động lực 49 Khi nhiệt độ nước làm Mát động cơ thấp thì tiếp điểm KK’ ở trạng thái mở và đèn hiệu 4 tắt. Khi nhiệt độ nước làm Mát tăng, thanh lưỡng kim 2 bị nĩng nĩ sẽ biến dạng và ở nhiệt độ 96oC  3oC thì tiếp điểm KK’ đĩng, đèn hiệu 4 sáng lên. 2.3. THƠNG TIN DẠNG SỐ (Digital) 2.3.1. Cấu trúc cơ bản Màn hình hiển thị số trong mỗi đồng hồ thường dùng một VFD - Vacuum Fluorescent Display (màn hình huỳnh quang chân khơng), một vài điốt đèn LED phát sáng hoặc một LCD - Liquid Crystal Display (màn hình tinh thể lỏng). Kiểu VFD được sử dụng phổ biến trong các đồng hồ hiển thị số trong các xe đời mới. Đồng hồ hiển thị số cĩ các đặc điểm sau: - Dễ xem. - Chính xác cao. - Độ tin cậy cao nhờ hiển thị số, khơng cĩ chi tiết chuyển động quay. - Hiển thị tốt nhất cho mỗi đồng hồ. Dưới đây sẽ mơ tả bảng đồng hồ màn hình điện tử kiểu VFD trên xe TOYOTA CRESSIDA. Hình 2.30 Bảng đồng hồ màn hình điện tử kiểu VFD trên xe TOYOTA CRESSIDA Cảm biến tốc độ Cơng tắc hành trình Đồng hồ quãng đường (cơ khí) Cơng tắc thay đổi thang đo đồng hồ nhiên liệu Bộ vi xử lí & VFDS Khoa Động lực 50 2.3.2. Các dạng màn hình 2.3.2.1. Màn hình huỳnh quang chân khơng VFD Bao gồm 20 đoạn huỳnh quang nhỏ được sử dụng trong đồng hồ tốc độ xe để hiển thị tốc độ xe dưới dạng số. a. Cấu tạo Màn hình huỳnh quang chân khơng hoạt động giống như ống triod và bao gồm 3 phần: - Một bộ dây tĩc (cathod). - 20 đoạn (anod) được phủ chất huỳnh quang . - Một lưới được đặt giữa anod và cathod để điều khiển dịng điện. Tất cả các chi tiết này được đặt trong một buồng kính phẳng đã hút hết khí. Hình 2.31 Cấu tạo màn hình huỳnh quang chân khơng. Anod gắn trên tấm kính, các dây điện nối với các đoạn anod nằm trực tiếp trên mặt tấm kính, một lớp cách điện phủ lênh tấm kính và các đoạn huỳnh quang nằm ở phía trên lớp cách điện. Các đoạn được phủ chất huỳnh quang sẽ phát sáng khi bị các điện tử đập vào. Phía trên anod là một lưới điều khiển được làm bằng kim loại đặc biệt và phía trên lưới là cathod một bộ dây tĩc làm bằng dây tungsten mỏng được phủ vật liệu phát ra điện tử khi bị nung nĩng. b. Hoạt động Khi dịng điện chạy qua các dây tĩc, dây tĩc bị nung tới khoảng 600oC và vì vậy nĩ phát ra các điện tử. Nếu sau đĩ điện áp dương được cấp cho các đoạn huỳnh quang nĩ sẽ hút các điện tử từ dây tĩc. Các điện tử này sau đĩ sẽ chạy vào các đoạn huỳnh quang rồi xuống mass, sau đĩ quay lại các dây tĩc kết thúc một chu kỳ. Hình 2.32 Màn hình huỳnh quang chân khơng Khoa Động lực 51 Khi điện tử từ dây tĩc đập vào đoạn huỳnh quang, chất huỳnh quang sẽ phát sáng (phải cấp điện áp dương cho các đoạn huỳnh quang). Nếu khơng cấp điện áp cho chúng, chúng sẽ khơng phát sáng. Chức năng của lưới là để đảm bảo các điện tử đập đều lên tất cả các đoạn huỳnh quang. Do lưới luơn cĩ điện áp dương tại mọi thời điểm, nên tất cả các phần tử của nĩ đều hút các điện tử được phát ra từ dây tĩc. Do đĩ khi điện tử xuyên qua lưới và đập vào anốt chúng sẽ được chia đều. 2.3.2.2. Màn hình tinh thể lỏng (LCD – liquid christal display) Dùng LED làm linh kiện hiển thị cĩ nhược điểm là tiêu thụ dịng lớn. Do đĩ, ngày nay người ta dùng các bộ hiển thị tinh thể lỏng. Chúng thuộc loại linh kiện quang điện bán dẫn. Ở các chất lỏng thơng thường, các phân tử sắp xếp một cách ngẫu nhiên. Cịn ở tinh thể lỏng, các phần tử được sắp xếp cĩ định hướng. Khi đặt tinh thể lỏng vào trong một điện trường, thì các phần tử của chúng (hình elip) sẽ sắp xếp theo trật tự nhất định. Vì vậy, nếu chiếu ánh sáng vào tinh thể lỏng thì ánh sáng xuyên qua khơng bị phản xạ và mắt ta khơng phát hiện được gì. Khi cĩ dịng điện chạy qua tinh thể lỏng, các hạt dẫn sẽ va chạm với các phần tử làm cho các phần tử bị sắp xếp hỗn loạn, mất trật tự và do đĩ nếu cĩ ánh sáng chiếu vào thì ánh sáng sẽ bị tán xạ, làm cho tinh thể lỏng sáng chĩi nên mắt ta nhìn thấy được. 2.3.2.3. Màn hình phía trước (HUD_ head up display) Màn hình phía trước cho phép hiển thị những dữ liệu tầm nhìn phía trước đầu của người lái. Màn hình này được sử dụng trong ngành cơng nghiệp máy bay quân sự được hơn 20 năm và gần đây đã sử dụng cho ngành ơtơ. Điểm thuận lợi chính của màn hình ba chiều là người lái khơng cần quan sát thường xuyên bảng tableau. Nĩ được sử dụng đầu tiên trong ngành ơtơ vào năm 1988 ở kiểu xe Nissan Silvia và nổi bật nhất là kiểu xe Oldsmobile Cutlass Supreme 1988. Hệ thống làm việc như sau: tốc độ và nguồn cảm biến khác được kích hoạt bởi các electron, sau đĩ tín hiệu được truyền vào ống huỳnh quang để kích hoạt những phần trong 7 phần số hay kí hiệu đồng hồ trong ống. Sau đĩ các phần tử quang học sẽ xuất ra ánh sáng từ những phần này đến kính chắn giĩ của xe. Người lái cĩ thể nhìn thấy hình ảnh thực giống như đang nổi gần phía trước xe. Khoa Động lực 52 Hình 2.33 Màn hình phía trước, hiển thị hình ảnh thực của xe 2.3.2.4. Ống tia cực đèn hình (CRT- cathode-ray tube) Những thiết bị màn hình được mơ tả trong phần trên đều cĩ những giới hạn của nĩ. Những ký tự trên màn hình chỉ giới hạn trong số các phần tử phát sáng. Do đĩ, những cảnh báo như “kiểm tra động cơ “ hoặc “ áp lực nhớt” là những thơng báo cố định dù cĩ được hiển thị hay khơng, tùy thuộc vào điều kiện động cơ. Chính vì vậy, màn hình sử dụng CRT đang được áp dụng trên các ơtơ đời mới. Hình 1.34 mơ tả một CRT điển hình. Nĩ là một ống thuỷ tinh được hút chân khơng, cĩ một bề mặt phẳng được phủ bằng vật liệu phát quang phosphorescent. Bề mặt này là bề mặt hoặc mặt trên đĩ hiển thị thơng báo. Phần đuơi là một cấu trúc phức tạp gọi là súng phĩng electron. Thiết bị này tạo một chùm electron được tăng tốc đến màn hình và hội tụ tại một điểm trên màn hình. Một hệ thống các cuộn dây dưới dạng nam châm điện tạo nên hiện tượng hội tụ electron. Dịng electron được hội tụ gọi là “chùm”. Hình 2.34 CRT và những mạch cĩ liên quan. Kính quang học Nguồn hình ảnh Kính quang học Hình ảnh 3 chiều Đồng bộ dọc Mạch làm lệch dọc Mạch làm lệch ngang Đồng bộ ngang Vc Súng phóng electron Cuộn làm lệch Bề mặt ống Khoa Động lực 53 Chùm electron tạo nên một điểm sáng trên màn hình. Cường độ ánh sáng tương ứng với dịng hạt của chùm electron. Dịng này được kiểm sốt bởi một điện áp (Ve), được gọi là tín hiệu Video, trên một điện cực được đặt gần súng phĩng electron. Trong một đèn hình điển hình, điện áp Video và xung đồng bộ được tạo trong một mạch đặc biệt gọi là bộ kiểm sốt CRT. Sơ đồ khối cho hoạt động hệ thống màn hình CRT với bộ kiểm sốt được trình bày trên hình 1.35. Hình 2.35 Tableau ơ tơ với CRT. Máy tính của tableau với bộ kiểm sốt đèn hình thơng qua các bus địa chỉ và dữ liệu (DB và AB), và thơng qua một kết nối liên tục dọc một đường dây đánh dấu UART (bộ nhận/truyền bất đồng bộ) dữ liệu được gởi trên DB được lưu trong một bộ nhớ đặc biệt gọi là Video RAM. Bộ nhớ này lưu trữ dữ liệu digital được hiển thị theo kiểu chữ - số hoặc hình ảnh trên màn hình CRT. Bộ điều khiển CRT chứa dữ liệu từ Video RAM và chuyển đổi nĩ thành tín hiệu video tương ứng (Vc). Cùng lúc, bộ điều khiển CRT tạo đồng bộ dọc và ngang cần thiết để vận hành bộ phận raster đồng bộ với tín hiệu video. Những bộ cảm biến máy tính Quét điện tử Bộ điều khiển CRT Bộ nhớ Video AB 16 DB 8 Khoa Động lực 54 2.4. SƠ ĐỒ HỆ THỐNG THƠNG TIN TIÊU BIỂU Trên hình 1.36 trình bày sơ đồ tableau hiện số trên xe Toyota Cressida Hình 2.36 Sơ đồ tableau số trên xe Toyota CRESSIDA Khoa Động lực 55 BÀI 3. HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG VÀ TÍN HIỆU 3.1. TỔNG QUÁT HỆ THỐNG 3.1.1. Sơ đồ tổng thể của hệ thống Hình 3.1. Sơ đồ tổng thể hệ thống chiếu sáng và tín hiệu 3.1.2. Chức năng - Chiếu sáng phần đường khi xe chuyển động trong đêm tối - Báo hiệu bằng ánh sáng về sự cĩ mặt của xe trên đường - Báo kích thước, khuơn khổ xe và biển số xe - Báo hiệu khi xe quay vịng, rẽ trái hoặc rẽ phải khi xe phanh và khi dừng - Chiếu sáng các bộ phận trong xe khi cần thiết (chiếu sáng động cơ, buồng lái, khoang hành khách, khoang hành lý, ) 3.1.3. Yêu cầu Hệ thống chiếu sáng và tín hiệu phải đảm bảo 2 yêu cầu chính: - Cĩ cường độ sáng đủ lớn - Khơng làm lĩa mắt tài xế xe chạy ngược chiều 3.1.4. Phân loại Theo chức năng làm việc, hệ thống chiếu sáng và tín hiệu cĩ thể được phân thành ba hệ thống sau: - Hệ thống chiếu sáng ngồi - Hệ thống các đèn tín hiệu - Hệ thống đèn chiếu sáng trong xe Theo đặc điểm phân bố chùm ánh sáng trên đường, người ta phân thành 2 loại hệ thống chiếu sáng ngồi: Khoa Động lực 56 - Hệ thống chiếu sáng kiểu châu Âu - Hệ thống chiếu sáng kiểu châu Mỹ 3.2. HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG 3.2.1. Hệ thống quang học và kết cấu đèn a. Hệ th ng quang học Dây tĩc của đèn là vật cĩ kích thước rất nhỏ so với kích thước của đèn nên cĩ thể coi nĩ như là một điểm sáng. Điểm sáng được đặt ở tiêu cự của chố phản chiếu Parabơn. Các chùm tia sáng của điểm sáng sau khi phản chiếu qua chố đèn sẽ đi song song với trục quang học. Để cĩ thể chiếu sáng đều khắp mặt đường các chùm tia sáng phải đi hơi lệch sang hai bên đường, vấn đề này do kính khuếch tán của đèn đảm nhiệm. Kính khuếch tán sẽ hướng các chùm tia sáng ra hai bên để chiếu sáng hết bề rộng của mặt đường và khoảng đất lề đường, cịn phần tia sáng hướng xuống dưới để chiếu sáng khoảng đường sát ngay đẫu xe. Hệ thống quang học của đèn pha được giới thiệu trên (Hình 3.2) a b - Hình dáng dây tĩc trong đèn pha cĩ ý nghĩa rất quan trọng, nĩ thường được uốn cong để chiếm một thể tích nhỏ. - Bĩng đèn pha được bắt cố định trên ơtơ sao cho mặt phẳng qua chân các dây tĩc ở vị trí nằm ngang. Cịn dây tĩc ở các bĩng đèn bản đồng hồ, đèn hiệu (đèn hậu, đèn phanh, đèn báo rẽ) được bố trí theo đường thẳng nên khơng thể dùng được cho đèn pha. Hình 3.2. Hệ thống quang học của đèn pha a-Nấc pha b- Nấc cốt Khoa Động lực 57 b. Kết cấu đèn pha Sơ đồ cấu tạo chung của đèn pha: Hình 3.3. Đèn pha tháo, lắp được Hình 3.4. Đèn pha hơng tháo, lắp được 1. Chố đèn 2. Đệm 1. Kính huyếch tán 3. Bĩng đèn 4. Đui đèn 2. Chố đèn 5. Vít điều 6. Vỏ đèn 3. Lưới chắn 7. Vỏ hệ thống quang học 8. Vít điều chỉnh 4. Đui đèn 9. Kính huyếch tán 10. Vịng nẹp 5. Bĩng đèn pha/ cốt 6. Bĩng đèn hích thước Cấu tạo của đèn pha gồm 3 phần chính: Chố đèn, bĩng đèn và kính khuyếch tán. * Chĩa đèn: Chố đèn được dập bằng thép lá và được phủ bên trong một lớp kim loại phản chiếu. Chất phản chiếu thường là Crơm, Bạc, Nhơm. Trong đĩ: - Crơm tạo ra lớp cứng và trơ nhưng hệ số phản chiếu kém 60%. - Bạc cĩ hệ số phản chiếu cao 90% nhưng lại mềm, dễ bị xước nếu lau chùi khơng cẩn thận và sau một thời gian làm việc sẽ bị tối màu do oxy hố. - Nhơm cĩ hệ số phản chiếu cao 90%, nĩ được phun lên lớp phủ sẵn theo phương pháp tĩnh điện trong điều kiện chân khơng. Lớp nhơm rất bĩng nhưng cũng dễ bị Khoa Động lực 58 Hình 3.6. Chĩa đèn Elip xây xát. Do đĩ kết cấu đèn pha loại này phải được thiết kế sao cho khơng cĩ vật gì chạm đến. Do tính năng và tính kinh tế nên người ta thường sử dụng nhơm trong lớp phủ chố đèn. Hiện nay người ta sử dụng thêm một số loại chố đèn sau: + Chố đèn parabol (Hình 3.5) ánh sáng tại tiêu điểm F tới chĩa đèn và được phản xạ thành chùm tia sáng song song. + Chĩa đèn Elíp (Hình 3.6) Chùm tia sáng đi từ nguồn sáng (bĩng đèn) F1 được phản xạ và hội tụ tại tiêu điểm F2. + Loại chĩa đèn hình elíp với lưới chắn hình parapol: Với loại này dưới tác dụng của tấm chắn thì chùm sáng từ F1 qua tấm chắn hội tụ tại F2. Chùm tia sáng đi tiếp qua lưới chắn parapol tạo thành chùm sáng song song qua kính khuyếch tán được kính khuyếch tán phân kỳ chùm tia sáng (F2của chĩa đèn trùng với tiêu điểm lưới parabol). Hình 3.7. Chĩa đèn Elip với lưới chắn hình Parabol + Loại chĩa đèn 4 khoang( Hình 3.8) Hình 3.8. Chố đèn bốn khoang Khoa Động lực 59 * Bĩng đèn: Bĩng đèn pha phải cĩ đầu chuẩn và dấu để lắp vào đèn đúng vị trí tức là dây tĩc sáng xa phải nằm ở tiêu cự của chố với độ chính xác  0,25mm, điều kiện này được đảm bảo nhờ tai đèn. Tai đèn được hàn trực tiếp vào đầu chuẩn của đuơi bĩng đèn và cĩ chỗ khuyết (dấu) để đảm bảo khi lắp khơng sai vị trí. Trên đèn pha cĩ vít điều chỉnh để hướng phần tử quang học của đèn pha theo mặt phẳng thẳng đứng và mặt phẳng ngang nhằm chỉnh đúng hướng của chùm tia sáng. Hiện nay việc chế tạo các bĩng đèn pha là khơng tháo, lắp được (một khối), chố đèn cĩ tráng nhơm và kính khuếch tán của đèn được hàn liền với nhau tạo thành buồng đèn và được hút hết khí ra. Các dây tĩc được đặt trong buồng đèn và cũng hàn kín với chố, chỉ cịn đầu dây là được đưa ra ngồi. Như vậy, tồn bộ hệ thống quang học của pha cả bĩng đèn được hàn thành một khối kín. Ưu điểm chủ yếu của kết cấu này là bộ phận quang học được bảo vệ tốt khỏi bụi bẩn và các ảnh hưởng của mơi trường, các chất hố học. Vì vậy tuổi thọ của các dây tĩc đèn này tăng và mặc dù giá thành của các phần tử quang học khá cao. Nhưng chúng khơng phải chăm sĩc kỹ thuật và giữ nguyên các đặc tính quang học trong suốt thời gian sử dụng. Sau khi cĩ loại đèn này người ta tiến hành sản xuất các loại đèn pha dưới dạng tháo, lắp cụm các phần tử quang học thay thế cho loại khơng tháo. Trong các kết cấu tháo lắp cụm phần tử quang học, chố kim loại được tráng nhơm và được lắp chặt với kính khuếch tán bằng cách miết gập đầu hoặc bĩp gập các răng cưa ở miệng chố. Bĩng đèn được lắp vào phía sau. Kết cấu tháo, lắp cụm khá thuận lợi trong sử dụng và dễ thay thế kính khuếch tán khi vỡ. *Kính huyếch tán: Hình bên giới thiệu kính khuyếch tán kính khuyếch tán bao gồm những thấu kính và lăng kính thuỷ tinh silicat hoặc thuỷ tinh hữu cơ bố trí trên một mặt cong. Hệ số thơng qua và hệ số phản xạ của bề mặt bộ khuyếch tán bằng 0,74  0,83 và 0,9  0,14. Hình 3.9. Kính huyếch tán Khoa Động lực 60 Chùm tia sáng từ bộ phận phản xạ tới sau khi đi qua kính khuyếch tán sẽ được khuyếch tán ra ngồi với gĩc lớn hơn. Qua các lăng kính và thấu kính chùm tia sáng được phân bố trong các mặt phẳng với gĩc nghiêng từ 180  200 so với trục quang học, nhờ đĩ người lái nhìn rõ đường hơn. c. C c loại đèn pha * Loại đèn pha bình thường (Hình 3.10) Cấu tạo của nĩ gồm: bầu đèn, cực điện, dây tĩc kiểu lị xo bằng vơn fram. Nhược điểm: khi chế tạo trong đèn chỉ cĩ khí trơ loại bình thường, khơng cĩ khí halogen và sợi tĩc làm bằng vật liệu vơn fram nên bĩng loại này thường khơng sáng lắm và sau một thời gian làm việc nhanh bị mờ đi. Do nhược điểm trên mà ngày nay người ta khơng sử dụng loại đèn này nhiều mà thay vào đĩ là loại đèn Halogen. Hình 3.10. Đèn pha thường * Loại bĩng đèn Halogen Được chế tạo bằng một loại thuỷ tinh đặc biệt, trong đĩ cĩ sợi tĩc Tungsten, khi tĩc bĩng đèn được đốt cháy ở nhiệt độ cao, các phần tử của sợi tĩc Tungsten bị bốc hơi bám vào mặt kính gây mờ kính và làm giảm tuổi thọ sợi tĩc. Hình 3.11. Bĩng đèn Halogen Chính vì vậy nên khi hút khơng khí ra khỏi bĩng đèn người ta cho vào một lượng khí Halogen. Nhờ cĩ khí Halogen này mà các phần tử sợi tĩc sẽ liên kết với khí Halogen, chính chất liên kết này sẽ quay lại sợi đốt ở vùng nhiệt độ cao và liên kết này bị phá vỡ (các phần tử sẽ bám trở lại sợi tĩc) tạo nên một quá trình khép kín và bề mặt chố đèn khơng bị mờ đi, tuổi thọ dây tĩc bĩng đèn được nâng cao. Để cĩ được hai loại chùm tia sáng xa và gần trong một đèn pha người ta thường sử dụng bĩng đèn cĩ hai dây tĩc. Một dây tĩc của bĩng đèn được bố trí ở tiêu cự của chố (dây tĩc chiếu sáng xa) và một dây tĩc khác cĩ cơng suất nhỏ hơn (45 55)W được bố trí ngồi tiêu cự (dây tĩc chiếu sáng gần). Bằng cách cho dịng Khoa Động lực 61 điện đi vào dây tĩc này hay dây tĩc kia người lái cĩ thể chuyển đèn pha sang nấc chiếu sáng xa (nấc pha) hay chiếu sáng gần (nấc cốt). Các loại bĩng đèn hai dây tĩc thơng thường là loại bĩng hệ Châu Âu và hệ Châu Mỹ. * Đèn pha hệ Châu Âu: Dây tĩc chiếu sáng xa được bố trí ở tiêu cự của chố đèn nên chùm tia sáng phản chiếu sẽ hướng theo trục quang học và chiếu sáng khoảng đường xa phía trước xe. Dây tĩc chiếu sáng gần cĩ dạng thẳng được bố trí ở phía trước tiêu cự cao hơn trục quang học nên chùm tia sáng từ dây tĩc đèn hắt lên chố đèn phản chiếu dưới một gĩc nhỏ tạo thành những chùm tia sáng chếch về phía trục quang học. Hình 3.12. Đèn pha hệ châu âu Phía dưới sợi tĩc chiếu sáng gần cĩ miếng phản chiếu nhỏ ngăn khơng cho các chùm tia sáng từ dây tĩc chiếu sáng gần hắt xuống nửa dưới của chố đèn. Do đĩ các chùm tia sáng phản chiếu đều hướng về phía dưới và khơng hắt vào mắt người lái xe chạy ngược chiều. * Đèn pha hệ Châu ỹ: Dây tĩc chiếu sáng xa và gần cĩ hình dạng giống nhau và bố trí cạnh nhau. Nhưng dây tĩc chiếu sáng xa (phía dưới) bố trí trên mặt phẳng của trục quang học, cịn dây tĩc chiếu sáng gần (phía trên) nằm lệch lên phía trên của trục quang học. Chùm tia sáng từ dây tĩc chiếu sáng gần phản chiếu từ vùng trong của chố đèn và hắt xuống, cịn các tia sáng phản chiếu từ vành khuyên cắt ngang qua tiêu cự với các điểm sẽ song song với trục quang học và các tia sáng phản chiếu từ vành ngồi chố đèn và sẽ hắt lên. Tuy vậy phần cơ bản của chùm tia sáng bị hắt xuống dưới và như vậy tác dụng của loại đèn pha này gần giống loại đèn pha hệ Châu Âu song nĩ cĩ một phần Khoa Động lực 62 chùm tia sáng bị hắt ngang và hắt lên, vì vậy ranh giới giữa vùng tối và vùng sáng khơng rõ rệt. * Đèn pha cĩ chùm ánh sáng gần đối xứng: Thể hiện rõ ở loại đèn châu Mỹ hình dưới: ở loại này dây tĩc chiếu sáng gần cĩ dạng thẳng và được bố trí hơi lệch về phía trên và phía bên của trục quang học. Nhờ đĩ mà chùm tia sáng gần sẽ được hắt về phía dưới và xang phải đảm bảo soi sáng tăng cường cho phía phải mặt đường và giảm cường độ chiếu sáng ở phía trái mặt đường nơi cĩ phương tiện giao thơng chạy ngược chiều. Hình 3.13. Đèn pha hệ châu ỹ Thực tế các bĩng đèn hai sợi tĩc đã giảm được lố mắt trong trường hợp các phương tiện vận tải chạy ngược chiều nhau. Do đĩ chúng được sử dụng rộng rãi trên ơtơ xong nĩ khơng khắc phục hẳn được hiện tượng lố mắt lái xe khi các phương tiện vận tải chạy ngược chiều, chúng cịn cĩ những nhược điểm sau: Khơng khắc phục được hẳn hiện tượng lố mắt đồng thời giảm khoảng chiếu sáng khi chuyển xang nấc chiếu gần vì vậy buộc phải giảm tốc độ khi hai xe gặp nhau. Địi hỏi phải đặt và điều chỉnh đèn chính xác. * Đèn pha cĩ chùm ánh sáng gần hơng đối xứng: Do nhược điểm của loại đèn pha cĩ chùm ánh sáng gần đối xứng là khi sử dụng vẫn cịn gây ra hiện tượng lố mắt buộc lịng khi hai phương tiện vận tải chạy ngược chiều phải giảm tốc độ. Ngày nay vấn đề tăng vận tốc và tăng mật độ của phương tiện vận tải trên đường địi hỏi phải cải thiện vấn đề chiếu sáng cho các phương tiện vận tải. ở Châu Âu sử dụng chùm ánh sáng gần khơng đối xứng (đèn cốt khơng đối xứng). Khác với loại đèn pha trên ở loại này miếng phản chiếu bị cắt vát về bên trái đi một gĩc 15 nhờ đĩ mà gianh giới giữa vùng tối và vùng sáng sẽ đi ngang Khoa Động lực 63 chỉ ở nửa trái của chùm tia sáng cịn ở nửa phải sẽ đi hơi chếch lên trên một gĩc 15. Nhờ cách phân bố ánh sáng gần như vậy mà bên phải đường được chiếu sáng khoảng rộng và xa hơn so với bên trái, cịn mức lố mắt cho các phương tiện vận tải chạy ngược chiều cũng giảm. ở Mỹ lại dùng hệ chiếu sáng 4 đèn. Trên ơtơ thường lắp 4 đèn pha đường kính nhỏ theo từng đơi một ở phía trước xe. Trong đĩ 2 đèn pha phía trong ( đèn chiếu xa) cĩ cơng suất 37,5 W dây tĩc nằm ở phía tiêu cự của chố đèn, cịn 2 đèn phía ngồi được lắp bĩng đèn 2 dây tĩc sao cho dây tĩc chiếu sáng gần cĩ cơng suất 50 W nằm ở tiêu cự của chố đèn cịn dây tĩc chiếu xa cĩ cơng suất 37,5 W nằm ngồi tiêu cự của chố đèn. Các đèn chiếu xa ( chiếu sáng khoảng đường xa ) phía trước và để chiếu sáng tốt đoạn gần đầu xe và lề đường cần phải bật thêm dây tĩc ánh sáng khuếch tán xa của hai đèn ngồi. Như vậy để cĩ được ánh sáng xa phải bật cùng một lúc 4 đèn pha với tổng cơng suất 150 W. Cịn để cĩ được ánh sáng gần chỉ cần bật 2 đèn ngồi với tổng cơng suất 100 W. Hệ 4 đèn pha của Mỹ bảo đảm vệt sáng dài trong cả hai trường hợp chiếu xa và chiếu gần. 3.2.2. Các mạch đèn chiếu sáng tiêu chuẩn 3.2.2.1. Hệ th ng đèn pha/c t (Head Light ystem) Nhiệm vụ: - Chiếu sáng mặt đường khi xe chuyển động trong đêm tối - Đảm bảo cho người lái nhìn rõ mặt đường trong một khoảng cách đủ lớn khi xe chuyển động với tốc độ cao và khi gặp xe đi ngược chiều. Yêu cầu: - Tia sáng của đèn khơng làm lĩa mắt người lái và các xe khác đi ngược chiều. Các chế độ chiếu sáng của đèn pha: - Chiếu gần: khi xe gặp xe đi ngược chiều, khoảng đường được chiếu ở chế độ này là (50 ÷ 75) m. - Chiếu xa: khi xe chuyển động với tốc độ cao trên đường khơng cĩ xe đi ngược chiều, khoảng đường được chiếu ở chế độ này là (180 ÷ 250) m. - Nháy pha (Flash) Khoa Động lực 64 Cĩ thể phân loại hệ thống đèn pha/ cốt: - Loại khơng cĩ Rơ le điều chỉnh đèn pha và khơng cĩ Rơ le điều chỉnh độ sáng - Loại cĩ Rơ le điều chỉnh đèn pha - Loại cĩ Rơ le điều chỉnh độ sáng Lưu ý: khi cơng tắc điều chỉnh độ sáng ở vị trí “FLASH” thì mạch điện được cấu tạo để bật sáng các đèn ngay cả khi cơng tắc điều khiển đèn ở vị trí OFF. a. Loại khơng cĩ Rơ le điều chỉnh đèn pha và Rơ le điều chỉnh độ sáng * Đèn pha chiếu gần (LO - BEARN) Sơ đồ mạch điện: Khi xoay cơng tắc điều khiển đèn về vị trí HEAD (LOW), đèn pha chiếu gần bật sáng. Mạch hoạt động theo sơ đồ sau: AcquiCầu chì tổng2 cầu chì đèn pha trái và phải Cơng tắc độ sáng (LOW)  Cơng tắc điều hiển đèn (HEAD) Mát. Hình 3.15. ạch đèn pha chiếu gần * Đèn pha chiếu xa (HIGH - BEARN) Sơ đồ mạch điện: Khi xoay cơng tắc điều khiển đèn về vị trí HEAD (HIGH), đèn pha chiếu xa bật sáng đồng thời đèn chỉ báo chế độ chiếu xa trên đồng hồ Táp lơ cũng bật sáng. Mạch hoạt động theo sơ đồ sau: AcquiCầu chì tổng3 cầu chì (đèn pha trái, phải và đèn chỉ báo chế độ chiếu xa) Cơng tắc độ sáng (HIGH)  Cơng tắc điều hiển đèn (HEAD) Mát. Hình 3.16. ạch đèn pha chiếu xa * Đèn nh y pha (FL SH) Khoa Động lực 65 Sơ đồ mạch điện: Khi cơng tắc điều khiển đèn dịch chuyển về vị trí FLASH, thì đèn pha chiếu xa sẽ bật sáng. Mạch hoạt động theo sơ đồ sau: AcquiCầu chì tổng3 cầu chì (đèn pha trái, phải và đèn chỉ báo chế độ chiếu xa) Cơng tắc độ sáng (FLASH)  Cơng tắc điều hiển đèn (HEAD) Mát. Hình 3.17. ạch đèn nháy pha b. Loại cĩ Rơ le điều chỉnh đèn pha * Đèn pha chiếu gần (LO - BEARN) Sơ đồ mạch điện: Khi xoay cơng tắc điều khiển đèn về vị trí HEAD (LOW) thì Rơ le đèn pha được đĩng lại và đèn pha chiếu gần sáng. Mạch hoạt động theo sơ đồ sau: AcquiCầu chì tổngCuộn dây Rơ le đèn pha  Cơng tắc điều hiển đèn (HEAD) Mát. Hình 3.18. ạch đèn pha chiếu gần AcquiCầu chì tổngTiếp điểm Rơ le đèn pha  Cầu chì đèn phaĐèn pha chiếu gần  Cơng tắc độ sáng (LOW)  Mát. * Đèn pha chiếu xa (HIGH - BEARN) Sơ đồ mạch điện: Khi xoay cơng tắc điều khiển đèn về vị trí HEAD (HIGH) thì Rơ le đèn pha được đĩng lại, bật đèn pha chiếu xa sáng đồng thời đèn chỉ báo chế độ chiếu xa trên đồng hồ Táp lơ cũng bật sáng. Mạch hoạt động theo sơ đồ sau: AcquiCầu chì tổngCuộn dây Hình 3.19. ạch đèn pha chiếu xa Rơ le đèn pha  Cơng tắc điều khiển đèn (HEAD) Mát. Khoa Động lực 66 AcquiCầu chì tổngTiếp điểm Rơ le đèn pha  Cầu chì đèn pha Đèn pha chiếu xa Cơng tắc độ sáng (HIGH)  Mát. AcquiCầu chì tổngTiếp điểm Rơ le đèn pha  Cầu chì đèn pha Đèn pha chiếu gần Đèn chỉ báo chế độ chiếu xa  Mát. * Đèn nh y pha (FLASH) Sơ đồ mạch điện: Khi cơng tắc điều khiển đèn dịch chuyển về vị trí FLASH, Rơle đèn pha được đĩng lại và các đèn pha chiếu xa bật sáng. Mạch hoạt động theo sơ đồ sau: AcquiCầu chì tổngCuộn dây Rơ le đèn pha  Cơng tắc chế độ (FLASH) Mát. Hình 3.20. ạch đèn nháy pha AcquiCầu chì tổngTiếp điểm Rơ le đèn pha  Cầu chì đèn phaĐèn pha chiếu xa  Cơng tắc độ sáng (FLASH)  Mát. AcquiCầu chì tổngTiếp điểm Rơ le đèn pha  Cầu chì đèn pha Đèn pha chiếu gần Đèn chỉ báo chế độ chiếu xa  Mát. c. Loại cĩ Rơ le điều chỉnh đèn pha và Rơ le điều chỉnh độ sáng * Đèn pha chiếu gần (LO - BEARN) Sơ đồ mạch điện: Khi xoay cơng tắc điều khiển đèn dịch chuyển về vị trí HEAD (LOW) thì Rơ le đèn pha được đĩng lại và các đèn pha chiếu gần sáng. Hình 3.21. ạch đèn pha chiếu gần Mạch hoạt động theo sơ đồ sau: AcquiCầu chì tổngCuộn dây Rơ le đèn pha  Cơng tắc điều khiển đèn (HEAD)  Cơng tắc độ sáng (LOW)  Mát. AcquiCầu chì tổngTiếp điểm Rơ le đèn pha  Tiếp điểm Rơ le chế độ chiếu gần Cầu chì đèn pha chiếu gầnĐèn pha chiếu gần  Mát. Khoa Động lực 67 * Đèn pha chiếu xa (HIGH - BEARN) Sơ đồ mạch điện: Khi xoay cơng tắc điều khiển đèn dịch chuyển về vị trí HEAD (HIGH) thì Rơ le đèn pha được đĩng lại đồng thời dịng điện đi qua cuộn dây của Rơ le điều chỉnh độ sáng làm đĩng tiếp điểm Rơ le chế độ chiếu xa, bật đèn pha chiếu xa sáng và đèn chỉ báo chế độ chiếu xa trên đồng hồ Táp lơ cũng bật sáng. Hình 3.22. ạch đèn pha chiếu xa Mạch hoạt động theo sơ đồ sau: AcquiCầu chì tổngCuộn dây Rơ le đèn pha  Cơng tắc điều khiển đèn (HEAD) Mát. AcquiCầu chì tổngTiếp điểm Rơ le đèn pha  Cuộn dây Rơ le điều chỉnh độ sáng Cơng tắc độ sáng (HIGH)  Mát. AcquiCầu chì tổngTiếp điểm Rơ le đèn pha  Tiếp điểm Rơ le chế độ chiếu xa Cầu chì đèn pha chiếu xa Đèn pha chiếu xa và đèn chỉ báo chế độ chiếu xa  Mát. * Đèn nh y pha (FL H) Sơ đồ mạch điện: Khi cơng tắc điều khiển đèn dịch chuyển về vị trí FLASH, thì Rơ le đèn pha được đĩng lại đồng thời dịng điện đi qua cuộn dây của Rơ le điều chỉnh độ sáng làm đĩng tiếp điểm Rơ le chế độ chiếu xa, bật đèn pha chiếu xa sáng và đèn chỉ báo chế độ chiếu xa trên đồng hồ Táp lơ cũng bật sáng. Hình 3.23. ạch đèn nháy pha Mạch hoạt động theo sơ đồ sau: AcquiCầu chì tổngCuộn dây Rơ le đèn pha  Cơng tắc chế độ (FLASH) Mát. AcquiCầu chì tổngTiếp điểm Rơ le đèn pha  Cuộn dây Rơ le điều chỉnh độ sáng  Cơng tắc chế độ (FLASH) Mát. Khoa Động lực 68 AcquiCầu chì tổngTiếp điểm Rơ le đèn pha  Tiếp điểm Rơ le chế độ chiếu xa Cầu chì đèn pha chiếu xa Đèn pha chiếu xa và đèn chỉ báo chế độ chiếu xa  Mát. * Kiểm tra sửa chữa hệ thống đèn pha KIỂM TRA CƠNG TẮC CHẾ ĐỘ ĐÈN PHA XE VIOS 2009 +Kiểm tra điện trở của cơng tắc điều khiển đèn. +Đo điện trở theo các giá trị trong bảng dưới đây. Điện trở tiêu chuẩn: Nối Dụng Cụ Đo Trạng Thái Của Cơng Tắc Điều Kiện Tiêu Chuẩn 10 (T1) - 13 (B1) 11 (ED) - 12 (RF) OFF 10 kΩ trở lên 10 (T1) - 13 (B1) TAIL Dưới 1 Ω 10 (T1) - 13 (B1) 11 (ED) - 12 (RF) HEAD Dưới 1 Ω Nếu kết quả khơng như tiêu chuẩn, hãy thay cơng tắc chế độ đèn pha. +Kiểm tra điện trở của cơng tắc chế độ đèn pha. +Đo điện trở theo các giá trị trong bảng dưới đây. Khoa Động lực 69 Điện trở tiêu chuẩn: Nối Dụng Cụ Đo Trạng Thái Của Cơng Tắc Điều Kiện Tiêu Chuẩn 9 (HU) - 11 (ED) FLASH Dưới 1 Ω 8 (HL) - 11 (ED) LOW BEAM Dưới 1 Ω 9 (HU) - 11 (ED) HI BEAM Dưới 1 Ω Nếu kết quả khơng như tiêu chuẩn, hãy thay cơng tắc chế độ đèn pha. 3.2.2.2. Hệ th ng đèn hậu (Tail Light ystem) Hệ thống đèn hậu ngày nay cĩ thể chia làm 2 loại chính sau: Loại nối trực tiếp vào cơng tắc điều khiển đèn Loại cĩ Rơ le đèn hậu a. Loại nối trực tiếp Hình 3.24. Mạch đèn hậu loại nối trực tiếp Nguyên lý hoạt động: Khi cơng tắc điều khiển ở vị trí OFF: hệ thống chưa hoạt động, đèn tắt. Khi cơng tắc điều khiển ở vị trí TAIL: hệ thống hoạt động, đèn sáng. Mạch hoạt động theo sơ đồ sau: AcquiCầu chìCơng tắc điều khiển (TAIL)Các đèn hậuMát. ...ực quán tính nên nĩ thậm trí vượt qua cả vị trí dừng và vị trí quay đảo chiều. Khu Hình 4.19. Trạng thái của cơng tắc gạt nước vi trí INT/LO Hình 4.20. Trạng thái của cơng tắc gạt nước vi trí HIGH Khoa Động lực 121 vực gạt thực tế được duy trì khi hoạt động gián đoạn và ở tốc độ thấp. 4.1.4.2. Gạt nước theo t c độ xe 4.1.4.3. Gạt nước tự động khi trời mưa Khi cơng tắc gạt nước ở vị trí AUTO, chức năng này dùng một cảm biến Khoa Động lực 122 mưa, nĩ được lắp ở kính trước để phát hiện lượng mưa và điều khiển thời gian gạt nước tối ưu tương ứng theo lượng mưa. a. Cảm biến nước mưa Cảm biến nước mưa gồm cĩ 1 điốt phát tia hồng ngoại (LED) và một điốt quang để nhận các tia này. Phương pháp phát hiện lượng nước mưa dựa trên lượng tia hồng ngoại được phản xạ bởi kính trước của xe. Ví dụ nếu khơng cĩ nước mưa trên khu vực phát hiện, các tia hồng ngoại được phát ra từ LED đều được kính trước phản xạ và điốt quang sẽ nhận các tia phản xạ này. Một dải của cảm biến nước mưa sẽ điền vào khe hở giữa thấu kính và kính trước. Nếu cĩ mưa ở khu vực phát hiện, thì một phần tia hồng ngoại phát ra sẽ bị xuyên thấu ra ngồi do sự thay đổi hệ số phản xạ của kính xe do mưa. Hình 4.21. Cảm biến nước mưa Do đĩ lượng tia hồng ngoại do điốt quang nhận được giảm xuống. Đây là tín hiệu để xác định lượng mưa. Vì vậy đây là chức năng điều khiển chế độ hoạt động của gạt nước ở tốc độ thấp, tốc độ cao và gián đoạn cũng như thời gian gạt nước tối ưu. b. Chức năng an tồn khi cĩ sự cố Nếu bộ phận điều khiển gạt nước phát hiện cĩ sự cố trong bộ phận cảm nhận nước mưa nĩ sẽ điều khiển gạt nước hoạt động một cách gián đoạn phù hợp với tốc độ xe. Đây chính là chức năng an tồn khi cĩ sự cố trong hệ thống cảm biến nước mưa. Ngồi ra, gạt nước cũng cĩ thể được điều khiển một cách thơng thường bằng cơng tắc gạt nước ở các vị trí LO và HI. Khoa Động lực 123 4.2. HỆ THỐNG CỬA SỔ ĐIỆN 4.2.1. Khái quát Hệ thống điều khiển cửa sổ điện là một hệ thống để mở và đĩng các cửa sổ bằng cách điều khiển các cơng tắc. Motor cửa sổ điện quay khi vận hành cơng tắc điều khiển cửa sổ điện. Chuyển động quay của motor cửa sổ điện này sau đĩ được chuyển thành chuyển động lên xuống nhờ bộ nâng hạ cửa sổ để mở hoặc đĩng cửa sổ. Hệ thống cửa sổ điện cĩ các chức năng sau đây: - Chức năng đĩng (mở) bằng tay - Chức năng tự động đĩng (mở) cửa sổ bằng một lần ấn - Chức năng khố cửa sổ - Chức năng chống kẹt - Chức năng điều khiển cửa sổ khi tắt khố điện Một số xe cĩ chức năng vận hành cửa sổ liên kết với ổ khố cửa người lái. Hình 4.22. Điều hiển cơng tắc chính Hình 4.23.Chức năng chống ẹt cửa kính cửa ính người lái 1. Chức năng đĩng (mở) bằng tay Khi cơng tắc cửa sổ điện bị kéo lên hoặc đẩy xuống giữa chừng, thì cửa sổ sẽ mở hoặc đĩng cho đến khi thả cơng tắc ra. 2. Chức năng tự động đĩng (mở) cửa sổ bằng một lần ấn Khi cơng tắc điều khiển cửa sổ điện bị kéo lên hoặc đẩy xuống hồn tồn, thì cửa sổ sẽ đĩng và mở hồn tồn. Một số xe chỉ cĩ chức năng mở tự động và Khoa Động lực 124 một số xe chỉ cĩ chức năng đĩng (mở) tự động cho cửa sổ phía người lái 3. Chức năng hố cửa sổ Khi bật cơng tắc khố cửa sổ, thì khơng thể mở hoặc đĩng tất cả các cửa kính trừ cửa sổ phía người lái. 4. Chức năng chống ẹt cửa sổ Trong quá trình đĩng cửa sổ tự động nếu cĩ vật thể lạ kẹt vào cửa kính thì chức năng này sẽ tự động dừng cửa kính và dịch chuyển nĩ xuống khoảng 50mm. 4.2.2. Cấu tạo Hệ thống cửa sổ điện gồm cĩ các bộ phận sau đây: 1. Bộ nâng hạ cửa sổ 2. Các Motor điều khiển cửa sổ điện 3. Cơng tắc chính cửa sổ điện (gồm cĩ các cơng tắc cửa sổ điện và cơng tắc khố cửa sổ). 4. Các cơng tắc cửa sổ điện 5. Khố điện 6. Cơng tắc cửa (phía người lái). Hình 4.24. Các bộ phận của hệ thống nâng kính Khoa Động lực 125 4.2.2.1. Bộ nâng hạ cửa sổ Chuyển động quay của motor điều khiển cửa sổ được chuyển thành chuyển động lên xuống để đĩng mở cửa sổ. Cửa kính được đỡ bằng địn nâng của bộ nâng hạ cửa sổ. Địn này được đỡ bằng cơ cấu địn chữ X nối với địn điều chỉnh của bộ nâng hạ cửa sổ. Hình 4.24. Bộ nâng hạ cửa ính Cửa sổ được đĩng và mở nhờ sự thay đổi chiều cao của cơ cấu địn chữ X. Các loại bộ nâng hạ cửa sổ khác với loại cơ cấu tay địn chữ X là loại điều khiển bằng dây và loại một tay địn. 4.2.2.2. Motor điều khiển cửa sổ điện Motor điều khiển cửa sổ điện quay theo hai chiều để dẫn động bộ nâng hạ cửa sổ. Motor điều khiển cửa sổ điện gồm cĩ ba bộ phận: Motor, bộ truyền bánh răng và cảm biến. Motor thay đổi chiều quay nhờ cơng tắc. Hình 4.25. otor nâng hạ cửa ính Bộ truyền bánh răng truyền chuyển động quay của motor tới bộ nâng hạ cửa sổ. Cảm biến gồm cĩ cơng tắc hạn chế và cảm biến tốc độ để điều khiển chống kẹt cửa sổ. 4.2.2.3. Cơng tắc chính cửa sổ điện - Cơng tắc chính cửa sổ điện điều khiển tồn bộ hệ thống cửa sổ điện. - Cơng tắc chính cửa sổ điện dẫn động tất cả các motor điều khiển cửa sổ điện. - Cơng tắc khố cửa sổ ngăn khơng cho đĩng và mở cửa sổ trừ cửa sổ phía người lái. Hình 4.26. Cơng tắc chính điều hiển cửa sổ điện - Việc xác định kẹt cửa sổ được xác định dựa trên các tín hiệu của cảm biến Khoa Động lực 126 tốc độ và cơng tắc hạn chế từ motor điều khiển cửa sổ phía người lái (các loại xe cĩ chức năng chống kẹt cửa sổ) 4.2.2.4. Các cơng tắc cửa sổ điện hành kh ch Cơng tắc cửa sổ điện điều khiển dẫn động motor điều khiển cửa số điện của cửa sổ phía hành khách phía trước và phía sau. Mỗi cửa cĩ một cơng tắc điện điều khiển. 4.2.2.5. Kho điện Khố điện truyền các tín hiệu vị trí ON, ACC hoặc LOCK tới cơng tắc chính cửa sổ điện để điều khiển chức năng cửa sổ khi tắt khố điện. 4.2.3. Nguyên lý hoạt động 4.2.3.1 Chức năng đĩng (mở) bằng tay - Khi khố điện ở vị trí ON và cơng tắc cửa sổ điện phía người lái được kéo lên nửa chừng, thì tín hiệu UP bằng tay sẽ được truyền tới IC và xảy ra sự thay đổi sau đây: Transistor Tr: ON (mở)  Relay UP: ON (bật)  Relay DOWN: Tiếp Mát Kết quả là motor điều khiển cửa sổ điện phía người lái quay theo hướng UP (lên). Khi nhả cơng tắc ra, relay UP tắt và motor dừng lại. Hình 4.28. Hoạt động của hệ thống khi nâng cửa ính UP 4.2.2.6. Cơng tắc cửa xe Cơng tắc cửa xe truyền các tín hiệu đĩng hoặc mở cửa xe của người lái (mở cửa: ON, đĩng cửa OFF) tới cơng tắc chính cửa sổ điện để điều khiển chức năng cửa sổ khi tắt khố điện. Hình 4.27. Cơng tắc cửa xe Khoa Động lực 127 - Khi ấn cơng tắc điều khiển cửa sổ điện phía người lái xuống nửa chừng, tín hiệu DOWN bằng tay được truyền tới IC và xảy ra sự thay đổi sau đây: Transistor Tr :ON (mở)  Relay UP: tiếp Mát  Relay DOWN: ON (bật) Kết quả là motor điều khiển cửa sổ phía người lái quay theo hướng DOWN Hình 4.29. Hoạt động của hệ thống hi hạ cửa ính DOWN 4.2.3.2 Chức năng đĩng (mở) cửa sổ tự động bằng một lần ấn Khi khố điện ở vị trí ON và cơng tắc cửa sổ điện phía người lái được kéo lên (kéo xuống) hồn tồn, tín hiệu AUTO được truyền tới IC. IC điều khiển Motor cửa sổ điện phía người lái tiếp tục quay ngay cả khi cơng tắc được nhả ra. Motor điều khiển cửa sổ điện dừng lại khi cửa sổ phía người lái đĩng hồn tồn. Hình 4.30. Hoạt động của hệ thống ở chế độ AUTO IC xác định được điều đĩ nhờ cảm biến tốc độ và cơng tắc hạn chế hành trình của motor. Cĩ thể dừng thao tác đĩng mở tự động bằng cách nhấn vào cơng tắc cửa sổ điện phía người lái. 4.2.3.3 Chức năng ch ng kẹt cửa sổ Cửa sổ bị kẹt được xác định bởi hai bộ phận. Cơng tắc hạn chế và cảm biến tốc độ trong motor điều khiển cửa sổ điện. Cảm biến tốc độ chuyển tốc độ motor thành tín hiệu xung. Sự kẹt cửa sổ được xác định dựa vào sự thay đổi chiều dài của sĩng xung. Khi đai của vành răng bị đứng im, cơng tắc hạn chế sẽ phân biệt sự thay đổi chiều dài sĩng của tín hiệu xung trong trường hợp cửa bị kẹt với chiều dài sĩng xung trong trường hợp cửa sổ đĩng hồn tồn. Khoa Động lực 128 Hình 4.31. Cấu tạo bộ cảm biến ẹt cửa Khi cơng tắc chính cửa sổ điện nhận được tín hiệu là cĩ một cửa sổ bị kẹt từ motor điều khiển cửa kính, nĩ tắt relay UP, bật relay DOWN khoảng một giây và mở cửa kính khoảng 50 mm để ngăn khơng cho cửa sổ tiếp tục đĩng. Cĩ thể kiểm tra chức năng chống kẹt cửa sổ bằng cách nhét một vật vào giữa kính và khung. Nhưng với một vật cĩ kích thước nhỏ, khi cửa kính gần đĩng, chức năng chống kẹt cửa sổ khơng kích hoạt. Do đĩ, việc kiểm tra chức năng này bằng tay cĩ thể dẫn đến bị thương. Hình 4.32. Tín hiệu phát ra của cảm biến Một số kiểu xe cũ khơng cĩ chức năng chống kẹt cửa sổ điện. Motor điều khiển cửa sổ điện cần được thiết lập lại (về vị trí xuất phát của cơng tắc hạn chế) khi bộ nâng hạ cửa sổ và motor điều khiển cửa sổ điện bị tháo ra hoặc bộ nâng hạ cửa sổ đã kích hoạt khi khơng lắp kính. Khoa Động lực 129 Hình 4.33. Sơ đồ mạch điện nâng hạ cửa trên xe TOYOTA CRESSIDA Khoa Động lực 130 Kiểm tra cụm khĩa cửa trước( phía người lái) Cấp điện áp ắc quy vào các cực của mơ tơ và kiểm tra hoạt động của mơtơ khố cửa. OK: Điều Kiện Đo Điều kiện tiêu chuẩn Cực dương ắc quy (+) → 4 (L) Cực âm ắc quy (-) → 1 (UL) Khĩa Cực dương ắc quy (+) → 1 (UL) Cực âm ắc quy (-) → 4 (L) Mở khĩa Nếu kết quả khơng như tiêu chuẩn, thay cụm khĩa cửa. Đo điện trở của cơng tắc vị trí khố cửa. Khoa Động lực 131 Điện trở tiêu chuẩn: Nối dụng cụ đo Điều Kiện Đo Tình Trạng Khố Cửa Điều kiện tiêu chuẩn 7 - 8 Cực dương ắc quy (+) → Cực 4 Cực âm ắc quy (-) → Cực 1 Khĩa 10 kΩ trở lên 7 - 8 Cực dương ắc quy (+) → Cực 1 Cực âm ắc quy (-) → Cực 4 Mở khĩa Dưới 1 Ω Nếu kết quả khơng như tiêu chuẩn, thay cụm khĩa cửa. Đo điện trở hoạt động của cơng tắc khĩa và mở khĩa cửa bằng chìa. Khoa Động lực 132 Điện trở tiêu chuẩn: Nối dụng cụ đo Điều kiện Điều kiện tiêu chuẩn 7 - 9 ON (Khố cửa được đặt đến LOCK) Dưới 1 Ω 7 - 9 7 - 10 OFF (Tự do) 10 kΩ trở lên 7 - 10 ON (Khố cửa được đặt đến UNLOCK) Dưới 1 Ω Nếu kết quả khơng như tiêu chuẩn, thay cụm khĩa cửa. Kiểm tra cụm khĩa cửa trước( phía hành khách) Cấp điện áp ắc quy vào các cực của mơ tơ và kiểm tra hoạt động của mơtơ khố cửa. Khoa Động lực 133 OK: Điều Kiện Đo Điều kiện tiêu chuẩn Cực dương ắc quy (+) → Cực 4 Cực âm ắc quy (-) → Cực 1 Khĩa Cực dương ắc quy (+) → Cực 1 Cực âm ắc quy (-) → Cực 4 Mở khĩa Nếu kết quả khơng như tiêu chuẩn, thay cụm khĩa cửa. Đo điện trở của cơng tắc vị trí khố cửa. Điện trở tiêu chuẩn: Nối dụng cụ đo Điều Kiện Đo Tình Trạng Khố Cửa Điều kiện tiêu chuẩn 7 - 8 Cực dương ắc quy (+) → Cực 4 Cực âm ắc quy (-) → Cực 1 Khĩa 10 kΩ trở lên 7 - 8 Cực dương ắc quy (+) → Cực 1 Cực âm ắc quy (-) → Cực 4 Mở khĩa Dưới 1 Ω Nếu kết quả khơng như tiêu chuẩn, thay cụm khĩa cửa. *Kiểm tra cơng tắc cửa trước Đo điện trở theo các giá trị trong bảng dưới đây. Khoa Động lực 134 Điện trở tiêu chuẩn: Nối dụng cụ đo Tình trạng cơng tắc Điều kiện tiêu chuẩn 1 - Thân cơng tắc Khơng ấn (on) Dưới 1 Ω Được ấn vào (OFF) 10 kΩ trở lên Nếu kết quả khơng như tiêu chuẩn, hãy thay cơng tắc. 4.3. HỆ THỐNG KHĨA CỬA (power door locks) 4.3.1. Khái quát Hệ thống điều khiển khố cửa khơng đơn thuần đĩng (mở) các cửa xe bằng cơng tắc cơ khí, mà cịn điều khiển motor điện tuỳ theo sự vận hành cơng tắc điều khiển khố cửa và chìa khố. Hệ thống cũng cĩ chức năng chống quên chìa khố, chức năng mở khố hai bước và chức năng bảo vệ. Các chức năng của hệ thống khác nhau tuỳ theo kiểu xe, cấp nội thất và thị trường. Hình 4.34. Hệ thống hĩa cửa Chức năng: Hệ thống điều khiển khố cửa cĩ 3 chức năng sau đây: - Chức năng hố (mở hố) cơng tắc: Khi ấn cơng tắc điều khiển khố cửa về phía khố (mở khố), thì tất cả các Khoa Động lực 135 cửa đều được khố (mở khố). Hình 4.35. Chức năng mở hĩa bằng cơng tắc và bằng chìa - Chức năng hố (mở hố) cửa bằng chìa: Khi chìa khố được tra vào ổ khố của cửa phía người lái và hành khách và xoay về vị trí khố (mở khố), thì tất cả các cửa đều được khố (mở). Khi cửa được khố (mở khố) bằng chìa, thì chỉ cĩ cửa đĩ cĩ thể khố hoặc mở bằng hoạt động cơ khí. - Chức năng mở hố hai bước: Đây là chức năng mở khố bằng chìa. Khi chìa khố được dùng để mở khố một cửa, thì chỉ duy nhất cửa đĩ mới mở được bằng thao tác thứ nhất (bước 1). Cịn các cửa khác muốn mở được, thì phải dùng thao tác thứ hai (bước 2). Hình 4.36. Chức năng mở hĩa 2 bước 4.3.2. Cấu tạo Hệ thống điều khiển khố cửa được điều khiển bằng relay tổ hợp bao gồm các chi tiết sau: Khoa Động lực 136 Hình 4.37. Các bộ phận của hệ thống hĩa cửa 1. Relay tổ hợp (ECU điều hiển hố cửa) Relay tổ hợp nhận các tín hiệu từ mỗi cơng tắc và truyền các tín hiệu khố (mở khĩa) cho mỗi cụm khố cửa để dẫn động Motor điều khiển khố cửa cho từng cửa. 2. Cụm hố cửa Cụm khố cửa khố (mở khĩa) từng cửa. Các cửa cĩ thể được khố (mở) khĩa khi motor điều khiển khố cửa đặt bên trong được kích hoạt bằng điện. 3. Khố điện 4. Cơng tắc cảnh báo mở hố bằng chìa Cơng tắc cảnh báo mở khố cửa bằng chìa xác định xem chìa khố điện đã được tra vào ổ khố điện chưa. 5. Cơng tắc cửa của lái xe 6. Cơng tắc điều hiển hố cửa (Cơng tắc chính cửa sổ điện) Khoa Động lực 137 - Cụm hố cửa Cửa xe được khố (mở khĩa) khi thay đổi chiều dịng điện cho motor điều khiển khố cửa. Cơng tắc vị trí khố cửa nằm bên trong cụm khố xác định xem cửa cĩ được khố (mở khĩa) khơng (cơng tắc sẽ tắt OFF khi cửa xe được khố và cơng tắc bật khi cửa được mở). Trường hợp cĩ cơng tắc hoạt động nhờ chìa khố nằm bên trong sẽ được phát hiện và truyền tới relay tổ hợp (chỉ cĩ ở cụm khố cửa của cửa lái xe và cửa hành khách phía trước) Hình 4.38. Cụm hĩa cửa - otor điều hiển hố cửa Các Motor điều khiển khố cửa đĩng vai trị như các bộ chấp hành. Khi motor điều khiển khố cửa quay, thì sự quay của motor sẽ được truyền qua trục vít và bánh vít tới cần khố hãm, làm cho cửa được khố hoặc mở khố. Mỗi khi thao tác khố (mở khĩa) kết thúc, thì bánh vít được quay về vị trí trung gian nhờ lị xo hồi vị. Door lock position switch Door lock control motor W orm gear W heel gear Locking lever Return spring Point plate Switch base ON Hình 4.39. otor điều hiển hĩa cửa - Cơng tắc vị trí khố cửa Cơng tắc này sẽ xác định xem cửa được khố (mở khĩa) chưa. Cơng tắc vị trí gồm cĩ tấm tiếp điểm và đế cơng tắc. Khi cần khố hãm ở vị trí khố thì cơng tắc tắt OFF và khi cần khố hãm ở vị trí mở khố thì cơng tắc bật ON. Hình 4.40. Cơng tắc vị trí hĩa cửa Khoa Động lực 138 - Cơng tắc hoạt động nhờ chìa khố Cơng tắc hoạt động nhờ chìa khố được lắp ở bên trong cụm khố cửa. Nĩ truyền các tín hiệu khố (mở khĩa) tới relay tổ hợp khi ổ khố được mở từ bên ngồi. Hình 4.41. Cơng tắc hoạt động nhờ chìa khĩa 4.3.3. Nguyên lý hoạt động 4.3.3.1. Chức năng điều khiển kho (mở khĩa) bằng cơng tắc Khi ấn cơng tắc điều khiển khố cửa về phía khố (mở), tín hiệu khố (mở khĩa) được truyền tới CPU trong relay tổ hợp. Sau khi nhận được tín hiệu này, CPU sẽ bật Tr1 hoặc Tr2 làm bật relay khố (mở) khố. Ở trạng thái này relay khố (mở khĩa) tạo thành mạch kín, dịng điện đi từ ắc qui tới Mát qua motor và tất cả các motor điều khiển khố cửa quay theo hướng khố (mở khĩa) để tắt (bật) cơng tắc vị trí khố cửa. Hình 4.42. Sơ đồ mạch điện của hệ thống hĩa cửa Ở một số xe, các cơng tắc vị trí khố được lắp đặt cho tất cả các cửa. * Nguyên lý hoạt động hi hĩa cửa: Khi bật cơng tắc khĩa cửa, tín hiệu này được gởi tới bộ điều khiển. Bộ điều khiển làm mở Tr1 nối Mát cho cuộn dây trong Relay khĩa, cung cấp dương vào một đầu của motor khĩa cửa làm nĩ quay đến vị trí khĩa cửa. Hình 4.43. Điều hiển hĩa cửa bằng cơng tắc Khoa Động lực 139 * Nguyên lý hoạt động khi mở khĩa: Khi bật cơng tắc mở khĩa, tín hiệu này được truyền tới bộ điều khiển. Bộ điều khiển kích hoạt Tr2 dẫn, nối Mát cho cuộn dây trong relay mở khĩa, cấp dương cho một đầu của motor khĩa cửa. Chiều dịng điện qua motor ngược lại so với khi khĩa, làm motor đảo chiều quay làm mở khĩa cửa. Hình 4.44. Điều hiển mở hĩa bằng cơng tắc 4.3.3.2. Chức năng kho (mở khĩa) cửa bằng chìa Khi cắm chìa khố vào ổ khố và xoay về phía khố (mở) khố, thì cơng tắc hoạt động nhờ chìa khố được quay về vị trí khố (mở khĩa) làm quay tất cả các motor điều khiển khố cửa theo hướng như là cơng tắc khố (mở khĩa) bằng tay. * Nguyên lý hoạt động hi hĩa cửa: Hình 4.45. Điều hiển mở hĩa bằng chìa * Nguyên lý hoạt động hi mở hĩa: Hình 4.46. Điều hiển mở hĩa bằng chìa Khoa Động lực 140 4.3.3.3. Chức năng mở kho 2 bước (cửa của người lái) Khi chìa khố được xoay theo hướng mở thì chỉ cĩ duy nhất cửa đang được mở mới được mở khố. Ở giai đoạn này, cực UL3 của relay tổ hợp được nối Mát thơng qua cơng tắc hoạt động nhờ chìa khố, nhưng Tr2 thì khơng được bật. Nếu chìa khố được xoay theo hướng mở khố 2 lần trong thời gian 3 giây thì cực UL3 được tiếp đất 2 lần và CPU trong relay tổ hợp sẽ bật Tr2. Kết quả là relay mở khố được bật lên và tất cả các cửa được mở. - Khi thao tác mở khố bằng chìa được thực hiện 1 lần - Khi thao tác mở khố bằng chìa được thực hiện hai lần liên tục Hình 4.47. ở hĩa bằng chìa bước 1 Hình 4.49. ở hĩa bằng chìa bước 2 4.3.3.4. Chức năng quên chìa Khi cửa của người lái được mở và chìa khố điện vẫn nằm trong ổ khố điện, CPU trong rơle tổ hợp sẽ bật Tr2 lên khoảng 0.2 giây sau khi núm khố được xoay về vị trí khố (với cơng tắc vị trí khố cửa tắt OFF). Kết quả là rơle mở khố được bật lên và tất cả các cửa được mở khố. Nếu cơng tắc điều khiển khố cửa hoạt động để khố các cửa trong giai đoạn này, thì tất cả các cửa được khố ngay và sau đĩ lại được mở khố giống như ở trên. - Khi núm khĩa cửa ở vị trí mở khĩa: - Khi núm khĩa cửa ở vị trí khĩa: Khoa Động lực 141 Hình 4.50. ạch hĩa cửa ở vị trí mở khĩa Hình 4.50. ạch hĩa cửa ở vị trí khĩa 4.3.3.5. Hệ th ng điều khiển kho cửa bằng ECU Hình 4.51. Các bộ phận của hệ thống điều hiển hĩa cửa bằng ECU Hệ thống điều khiển khố cửa được điều khiển bằng ECU trong MPX gồm các bộ phận sau đây: 1. ECU thân xe ECU sẽ xác định trạng thái của xe dựa trên số liệu từ mỗi cơng tắc, mỗi cảm biến hoặc thơng qua MPX và dẫn động tất cả các motor điều khiển khố cửa cĩ trang bị relay điều khiển ở bên trong. 2. ECU cửa lái xe ECU cửa người lái xác định trạng thái của cơng tắc điều khiển cửa xe và cơng tắc hoạt động nhờ chìa khố của người lái và truyền tín hiệu tới ECU thân Khoa Động lực 142 xe cĩ MPX. 3. ECU cửa hành hách phía trước ECU cửa hành khách phía trước xác định trạng thái của cơng tắc điều khiển khố cửa và cơng tắc hoạt động nhờ chìa khố của cửa hành khách phía trước và truyền tín hiệu tới ECU thân xe cĩ MPX. 4. ECU đo lường ECU đo lường tính tốn tốc độ xe từ tín hiệu xung của ECU điều khiển trượt truyền tới ECU thân xe. 5. Cụm cảm biến túi hí trung tâm Khi cụm cảm biến túi khí trung tâm được kích hoạt, nĩ làm nổ túi khí và truyền thơng tin tới ECU thân xe để mở khố cửa. Hệ thống điều khiển khố cửa được điều khiển bằng ECU thân xe trong MPX cĩ các chức năng sau: 1. Chức năng mở hố cửa khi cĩ tai nạn Khi túi khí nổ, chức năng này tự động mở khố tất cả các cửa để tạo điều kiện cho việc thốt thân và cấp cứu trong trường hợp khẩn cấp. 2. Chức năng mở hố cửa tự động bằng hố điện Khi cửa người lái đĩng lại, tắt khố điện từ vị trí ON về vị trí LOCK (khố) và mở cửa người lái khoảng 10 giây thì tất cả các cửa xe sẽ tự động mở khố. 3. Chức năng mở cửa xe tự động liên quan đến cần số (tuỳ chọn) Khi khố điện đang ở vị trí ON, việc đẩy cần số về vị trí P từ bất kỳ vị trí nào sẽ tự động mở khố tất cả các cửa. 4. Chức năng hố cửa tự động liên quan đến cần số (Tuỳ chọn) Khi các điều kiện dưới đây được thoả mãn liên tiếp thì chức này sẽ làm cho tất cả các cửa được khố một cách tự động.  Bật khố điện từ vị trí LOCK hoặc ACC sang vị trí ON  Tất cả các cửa được đĩng  Cần số khơng ở vị trí P  Cĩ ít nhất một cửa đang mở khĩa 5. Chức năng hố cửa xe tự động theo tốc độ Khi các điều khiện dưới đây được thoả mãn liên tiếp, thì chức năng này sẽ làm cho tất cả các cửa được khố một cách tự động.  Tốc độ xe lớn hơn 20 km/h  Tất cả các cửa đều đĩng Khoa Động lực 143  Cần số khơng ở vị trí P hoặc N  Cĩ ít nhất một cửa đang mở khĩa 4.3.3.6. Hệ th ng điều khiển khĩa cửa từ xa a. Khái quát Hệ thống điều khiển khố cửa từ xa là một hệ thống gửi các tín hiệu từ bộ điều khiển từ xa được gắn cùng chìa khố để khố (mở khĩa) các cửa xe ngay cả khi đứng cách xa xe. Khi bộ điều khiển cửa nhận được tín hiệu phát ra từ bộ điều khiển từ xa, nĩ sẽ gửi tín hiệu điều khiển tới relay tổ hợp. Hình 4.52. Các bộ phận trong hệ thống điều hiển từ xa b. Chức năng: 1. Chức năng khố (mở hĩa) tất cả các cửa Ấn vào cơng tắc LOCK hoặc UNLOCK của bộ điều khiển từ xa sẽ khố hoặc mở khố tất cả các cửa xe. Hình 4.52. Chức năng hĩa tất cả các cửa và mở hĩa 2 bước 2. Chức năng mở hố 2 bước Ấn vào cơng tắc UNLOCK hai lần trong thời gian 3 giây sẽ mở tất cả các cửa xe sau khi cửa người lái được mở khố. 3. Chức năng phản hồi ho c báo lại Đèn cảnh báo nguy hiểm sẽ nhấp nháy một lần khi khố và hai lần khi mở khố để báo rằng thao tác khố (mở khĩa) cửa đã hồn thành. 4. Chức năng iểm tra hoạt động của bộ điều hiển từ xa Khoa Động lực 144 Khi ấn lên cơng tắc của bộ điều khiển từ xa để khố (mở khĩa) cửa xe hoặc cửa khoang hành lý, thì đèn chỉ báo hoạt động của bộ điều khiển từ xa bật sáng để thơng báo rằng hệ thống này đang hoạt động. Tuy nhiên nếu pin hết điện, thì đèn này sẽ khơng sáng. 5. Chức năng mở cửa hoang hành lý Để mở cửa khoang hành lý phải ấn và giữ cơng tắc mở cửa khoang hành lý của bộ điều khiển từ xa trong thời gian khoảng một giây. 6. Chức năng đĩng (mở) cửa sổ điện Nếu ấn vào cơng tắc khố (mở khĩa) cửa xe khoảng 2,5 giây hoặc lâu hơn mà khơng cĩ chìa khố trong ổ khố điện, thì tất cả kính cửa sổ của xe cĩ thể được đĩng hoặc mở. Hình 4.53. Chức năng mở cửa hoang hành lý, điều hiển cửa sổ điện và báo động Quá trình mở/đĩng cửa sổ điện sẽ tiếp tục khi nào cịn giữ cơng tắc và dừng lại khi thả ra. Một số xe khơng cĩ chức năng đĩng cửa sổ. 7. Chức năng báo động Nếu giữ cơng tắc khố cửa xe của bộ điều khiển từ xa lâu hơn khoảng từ hai đến ba giây, thì sẽ làm kích hoạt hệ thống chống trộm (cịi sẽ kêu cũng như đèn pha, đèn hậu và đèn cảnh báo nguy hiểm sẽ nháy). Loại cơng tắc đẩy khố cửa xe khơng cĩ chức năng đĩng cửa sổ điện. Khoa Động lực 145 8. Chức năng bật đèn trong xe Các đèn trong xe sẽ bật sáng khoảng 15 giây cùng thời điểm với khi các cửa được mở khố bằng cơng tắc của bộ điều khiển từ xa. 9. Chức năng hố tự động Nếu khơng cĩ cửa xe nào được mở ra trong khoảng thời gian 30 giây sau khi chúng được mở khố bằng cơng tắc bộ điều khiển từ xa, thì tất cả các cửa xe đều được khố lại. 10. Chức năng l p lại Hình 4.54. Chức năng bật đèn trong xe Nếu một cửa khơng được khố theo sự điều khiển của bộ điều khiển từ xa, thì relay tổ hợp sẽ phát ra tín hiệu khố sau 1 giây. 11. Chức năng cảnh báo cửa xe bị hé mở Nếu bất kỳ một cửa nào của xe bị mở hoặc hé mở thì việc bấm vào cơng tắc khố cửa của bộ điều khiển từ xa sẽ làm cho cịi báo khố cửa kêu khoảng 10 giây. 12. Chức năng bảo vệ Mã thay đổi theo luật cố định được sử dụng như một phần của sĩng radio được truyền từ bộ điều khiển từ xa. Bộ nhận tín hiệu điều khiển cửa xe lưu trữ mã khi nhận tín hiệu từ bộ điều khiển từ xa và sử dụng mã này để so sánh với mã của xe khi nhận sĩng radio tiếp theo từ bộ điều khiển từ xa nhờ đĩ làm tăng khả năng bảo vệ. 13. Chức năng đăng ý mã nhận dạng của bộ điều hiển từ xa Chức năng này tạo điều kiện cho việc đăng ký (Ghi và lưu trữ) bốn mã nhận dạng của bộ điều khiển từ xa vào EEPROM được thiết kế ngay trong bộ nhận tín hiệu điều khiển cửa xe. Trong trường hợp muốn ghi lại mã nhận dạng, hãy kiểm tra số mã đăng ký hoặc bị mất bộ điều khiển từ xa, thì cĩ thể xố các mã nhận dạng và chức năng điều khiển khố cửa từ xa sẽ khơng cịn tác dụng. Một số xe cho phép đăng ký nhiều nhất 8 mã nhận dạng. Khoa Động lực 146 b. Cấu tạo Hệ thống điều khiển khố cửa từ xa gồm cĩ các bộ phận sau đây: 1. Bộ điều hiển từ xa Bộ điều khiển từ xa hoạt động nhờ pin lithium. Khi ấn vào cơng tắc của bộ điều khiển từ xa, tín hiệu được truyền bởi sĩng radio tới bộ nhận tín hiệu điều khiển cửa xe. Cĩ hai loại điều khiển từ xa: Loại gắn ngay vào chìa khố và loại đi kèm với chìa khố. Dải tần số của sĩng radio (tín hiệu) của bộ điều khiển từ xa vào khoảng từ 300 đến 500 MHZ và tần số này khác nhau tuỳ theo mỗi nước (tần số của các loại điều khiển từ xa cũ từ 30 đến 70 MHZ). Hình 4.55. Vị trí của các bộ phận trong hệ thống điều hiển hĩa cửa từ xa Hình 4.56. Bộ điều hiển từ xa 2. Bộ nhận tín hiệu điều hiển cửa xe Bộ nhận tín hiệu điều khiển cửa xe nhận tín hiệu từ bộ điều khiển từ xa và truyền tín hiệu điều khiển này tới relay tổ hợp. 3. Relay tổ hợp Relay tổ hợp xác định trạng thái điều khiển bằng cách tuân theo tín hiệu đầu vào từ mỗi cơng tắc và phát ra tín hiệu khố (mở khĩa) tới cụm khố cửa bằng cách tuân theo tín hiệu từ bộ nhận tín hiệu điều khiển cửa xe. 4. Cơng tắc cảnh báo mở hố bằng chìa Khoa Động lực 147 Cơng tắc cảnh báo mở khố bằng chìa xác định xem chìa khố cĩ được tra vào ổ khố điện hay khơng. 5. Khố điện 6. Cơng tắc cửa 7. Cụm hố cửa c. Nguyên lý hoạt động * Thao tác khố (mở khĩa) tất cả các cửa - Thao tác truyền và đánh giá Khi ấn vào cơng tắc khố (mở khĩa) của bộ điều khiển từ xa mà khơng cĩ chìa khố trong ổ khố điện và tất cả các cửa đã đĩng thì mã nhận biết của xe và mã chức năng được truyền đi. Khi bộ nhận tín hiệu điều khiển cửa xe nhận được các mã này, CPU trong bộ nhận tín hiệu điều khiển cửa xe bắt đầu kiểm tra và đánh giá. Nếu bộ nhận tín hiệu điều khiển cửa xe nhận thấy rằng mã nhận biết của chính xe đĩ, nĩ sẽ phát ra tín hiệu khố (mở khĩa) cửa xe tới relay tổ hợp. + Mã nhận biết Mã nhận biết cĩ 60 số gồm cĩ mã xoay được thay đổi nhờ sự hoạt động cơng tắc và mã ID. + Mã chức năng Mã chức năng cĩ 4 số để chỉ thao tác hoạt động. Hình 4.57. Sơ đồ nguyên lý hoạt động của bộ điều hiển từ xa Khoa Động lực 148 - Hoạt động ở phía Relay tổ hợp Khi relay tổ hợp nhận tín hiệu khố (mở khĩa) cửa xe, nĩ sẽ bật Transistor Tr1 (Tr2), và làm cho relay khố (mở khĩa) được bật lên. Kết quả là các motor điều khiển khố cửa được bật về vị trí khố (mở) khố. + Hoạt động khĩa Hình 4.58. Hoạt động hĩa của bộ điều hiển từ xa + Hoạt động mở khĩa Hình 4.59. Hoạt động mở hĩa của bộ điều hiển từ xa Khoa Động lực 149 * Hoạt động mở khố hai bước: Để thực hiện thao tác mở khố hai bước, một relay mở khố (D-phía người lái) được thiết kế chuyên dụng cho cửa người lái và Transistor Tr3 điều khiển relay mở khố (D) được bố trí trong relay tổ hợp. - Khi ấn vào cơng tắc mở khố của bộ phận điều khiển từ xa chỉ một lần, thì relay tổ hợp sẽ bật Transistor Tr3 và relay mở khố cửa xe của người lái (D) Hình 4.59. Hoạt động mở cửa người lái và cuối cùng chỉ quay motor điều khiển khố cửa của cửa xe phía người lái về phía mở khố. - Khi ấn lên cơng tắc mở khố của bộ điều khiển từ xa hai lần liên tiếp trong thời gian 3 giây, thì relay tổ hợp sẽ bật cả hai Transistor Tr3 và Tr2 đồng thời bật các relay mở khố (D) và (P) của các cửa phía người lái và hành khách và quay motor khố các cửa này về phía mở khố. Hình 4.60. Hoạt động mở cửa người lái và hành khách d. Thay thế * Thay thế bộ điều hiển từ xa và pin của bộ điều hiển từ xa loại chìa hĩa và bộ điều hiển từ xa liền: Chú ý: - Vì tất cả các chi tiết là các chi tiết điện tử chính xác, vì vậy cần phải đặc biệt cẩn thận. - Khơng được thay đổi các đầu cực. Quy trình: - Dùng tơ vít chính xác đầu dẹt. Để tháo pin của bộ điều khiển từ xa. Khoa Động lực 150 - Để cực dương hướng lên trên, lắp pin vào bộ điều khiển từ xa. - Kiểm tra gioăng chữ O xem cĩ bị xoắn hoặc lệch vị trí khơng. Sau đĩ lắp nắp đậy vào bằng tuốc nơ vít chính xác đầu dẹt. Hình 4.61. Thay thế pin bộ điều hiển từ xa loại liền Việc thay thế pin của bộ điều khiển từ xa loại gắn cùng chìa khố giống như loại chìa khố rời. Truớc hết tháo nắp đậy sau đĩ tháo pin và gioăng chữ O ra khỏi bộ điều khiển từ xa (gioăng chữ O là một chi tiết khơng thể dùng lại được đi kèm cùng với pin của bộ điều khiển từ xa), vì vậy khi thay thế pin của bộ điều khiển từ xa cũng phải thay mới gioăng chữ O. - Sau khi thay thế bộ điều khiển từ xa phải đăng ký mã nhận biết. Việc thay thế mã nhận biết được thực hiện bằng thao tác hoạt động ổ khố điện và đĩng mở cửa xe của người lái. Phương pháp ghi lại mã nhận biết khác nhau tuỳ theo loại xe. Cần tham khảo Sách hướng dẫn sửa chữa để cĩ thêm thơng tin chi tiết. * Thay thế pin của bộ điều hiển từ xa loại rời Chú ý: - Vì tất cả các chi tiết là các chi tiết điện tử chính xác nên phải chú ý cẩn thận. - Khơng được thay đổi các đầu cực. Quy trình: - Dùng tuốc nơ vít chính xác để tháo nắp đậy và sau đĩ tháo pin của bộ điều khiển từ xa. - Để cực dương hướng lên trên rồi lắp pin vào bộ điều khiển từ xa. Hình 4.62. Thay thế pin bộ điều hiển từ xa loại rời