Tài liệu điện thân xe chi tiết

quyenjeremy · 14/10/17

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN HỆ THỐNG ĐIỆN THÂN XE

VÀ ĐIÈU KHIỂN GẦM Ô TÔ

1.1. TỔNG QUÁT VỀ HỆ THỐNG

Hệ thống điện thân xe và các hệ thống điều khiển gầm ô tô áp dụng rất nhanh những tiến bộ của khoa học kỹ thuật cho hệ thống an toàn hơn và tạo ra nhiều tiện ích cho người sử dụng.

Đặc điểm:
* Sử dụng BCM ( hộp đen điều khiển hệ thống điện thân xe)
* Sử dụng mạng truyền thông (BEAN, ACV LAN, CAN, LIN...) để giảm số lượng cảm biến và dây diện

* Dây điện được mã màu

* Bối dây được cấu trúc bằng cách kết nối nhiều bối dây thành phần

* Nhiều cấu trúc điều khiển khác nhau

Hệ thống điện thân xe và hệ thống điều khiển gầm ô tô gồm các hệ thống chia nhỏ sau đây:

1. Hệ thống thông tin và chẩn đoán:

+ Các loại đồng hồ chỉ báo

+ Các đèn cảnh báo

+ Các cảm biến cho đồng hồ và cảm biến báo nguy

+ Các giắc chẩn đoán và giắc kết nối dữ liệu

2. Hệ thống chiếu sáng và tín hiệu:

+ Các đèn chiếu sáng và các đèn tín hiệu

+ Các công tắc và rơle điều khiển

+ Các ECU điều khiển

+ Các cảm biến

+ Hệ thống còi điện

3. Hệ thống gạt nước và rửa kính, đèn

+ Các cấu trúc hệ thống

+ Cụm môtơ gạt nước

+ Các ECU điều khiển và các cảm biến

+ Sơ đồ hệ thống và điều khiển

4. Hệ thống cửa sổ điện và khóa cửa, chống trộm

+ Cấu trúc hệ thống cửa sổ điện

+ Các ECU điều khiển và các cảm biến

+ Sơ đồ hệ thống và điều khiển cửa sổ điện

+ Cấu trúc hệ thống khóa cửa và chống trộm

+ Các ECU điều khiển và các cảm biến

+ Sơ đồ hệ thống và điều khiển khóa cửa và chống trộm

5. Hệ thống điều khiển gương chiếu hậu:

+ Cụm gương và các môtơ

+ Các công tắc điều khiển và ECU

6. Hệ thống túi khí, dây đai:

+ Bộ túi khí

+ Bộ dây đai

+ Các cảm biến

+ Bộ kiểm soát CPU

7. Hệ thống mạng truyền dẫn và kết nối:

8. Hệ thống truyền lực tự động, truyền lực Hybrid và truyền lực ô tô điện:

+ Số tự động có cấp số và vô cấp

+ Truyền lực Hybrid

+ Điều khiển kết nối các cầu xe và truyền lực cuối.

+ Truyền lực xe ô tô điện

9. Hệ thống phanh điện tử

+ Hệ thống ABS

+ Các hệ thống tích hợp khác: ABS+ EBD, ABS+ Tr, ABS+ VSC+ BA …

10. Hệ thống treo điện tử

+ Treo túi khí và giảm sóc điều khiển

+ Treo điều khiển dầu

+ Treo dầu- khí

+ Treo khí nén

+ Các kiểu treo khác

11. Hệ thống lái điều khiển điện tử

+ Hệ thống trợ lực dầu điều khiển điện tử

+ Hệ thống lái trợ lực điện

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 ô tô, 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. Bối dây
Bối dây điện có chức năng nối các bộ phận điện của ô tô với nhau. Bối dây được chia thành các nhóm như ví dụ trên các hình 1.1, 1.2, 1.3 v.v...

Hình 1.1: Sơ đồ dây điện trên xe

Hình 1.2. Ví dụ bối dây khu vực taplo

Hình 1.3. Ví dụ bối dây sàn và sườn bên

Hình 1.4. Ví dụ bối dây cửa xe

a. Dây điện

Dây điện và cáp có 3 loại:

Dây thấp áp (dây bình thường) loại này được dùng phổ biến trên ô tô bao gồm có lõi dẫn điện và vỏ bọc cách điện.

Trên các sơ đồ mạch điện, màu dây được ký hiệu bằng các chữ viết tắt (mã màu dây), ví dụ như một số quy ước sau đây:

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 không cho điện cao áp bị rò rỉ.

Dây cáp được thiết kế để bảo vệ nó khỏi những nhiễu điện bên ngoài. Nó sử dụng làm cáp ăng ten radio, cáp mạng CAN…

b. Các chi tiết kết nối

Để hỗ trợ việc nối các chi tiết, dây điện được tập trung tại một số phần trên xe ôtô.

a. Hộp nối là một chi tiết mà ở đó các giắc nối của mạch điện được nhóm lại với nhau. Thông thường nó 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 bulông nối Mát (5) hình 1.2

Hình 1.5. 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. Có 2 loại giắc kết nối là kết nối dây điện với 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 có nhiều màu khác nhau.

- Giắc nối dây có chức năng là nối các cực của cùng một nhóm.

Hình 1.6. Một số kiểu giắc

- Bulông nối Mát được sử dụng nối Mát dây điện hoặc các bộ phận điện với thân xe, không giống như bulông thông thường bề mặt của bulông nối Mát được sơn chống ô xy hóa màu xanh lá cây

1.1.2. Các chi tiết bảo vệ

Cầu chì (Fuse, Fusible)

Các chi tiết bảo vệ, bảo vệ mạch khỏi dòng 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 dòng điện vượt qua một cường độ nhất định chạy qua mạch điện của thiết bị nào đó cầu chì sẽ nóng chảy để bảo vệ mạch đó. Có 4 loại cầu chì là: cầu chì dẹt, cầu chì ống, cầu chì thanh và cầu chì hộp.

Cầu chì dòng cao (thanh cầu chì): một cầu chì dòng cao được lắp trong đường dây giữa nguồn điện và thiết bị điện, dòng điện có 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.

Cầu chì tự nhảy, rơ le nhiệt – Circuit Braker (viết tắt: CB)

Hay còn gọi là cầu chì nhiệt, rơle nhiệt (Circuit braker), là cơ cấu với một thanh lưỡng kim thay cho phần nóng chảy. Khi dòng điện chạy qua thanh lưỡng kim đạt tới một giá trị tới hạn, thanh sẽ cong lên và mở tiếp điểm, ngắt dòng điện.

Có hai loại : loại đặt lại thường và loại đặt lại tự động

Cầu chì tự nhảy được sử dụng bảo vệ mạch điện với tải có cường độ dòng lớn mà không thể bảo vệ bằng cầu chì như cửa sổ điện, mạch sấy kính, quạt gió… Khi dòng 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 dòng điện thấp hơn cường độ hoạt động nhưng dòng lại hoạt động trong thời gian dài thì nhiệt độ thanh lưỡng kim cũng tăng lên và ngắt mạch. Không giống như cầu chì bộ ngắt mạch được sử dụng lại sau khi thanh lưỡng kim khôi phục. Bộ ngắt mạch có 2 loại là tự khôi phục và khôi phục bằng tay.

Hình 1.8. Các loại cầu chì

Các loại cầu chì tự nhảy

Hình 1.9. Bố trí các loại Rơle và cầu chì

B+: Dương ắc quy (khi đã bật khóa điện

ALT: Đầu dương máy phát điện

Fuse puller: Cái gắp cầu chì

Spare: Cầu chì dự phòng

Alternator: Cầu chì máy phát

ENG MAIN RLY: Rơle chính của động cơ

C/FAN(LOW) RLY: Rơle quạt két nước tôc độ thấp

C/FAN(HI) RLY: Rơle quạt két nước tốc độ cao

C/FAN RLY: Rơle quạt

P/WINDOW RLY: Rơle nguồn cửa sổ điện

DEFOGGE RLY: Rơle sấy kính

START MOTOR RLY: Rơle đề

FRT FOG LP RLY: Rơle đèn sương mù trước

FRT WIPER RLY: Rơle gạt nước trước

TAIL LP RLY: Rơle đèn hậu

ENG MOUNT RLY: Rơle động cơ

COMPRESSOR RLY: Rơle máy nén ĐHKK

H/LP(LOW) RLY: Rơle đèn Cốt

H/LP(HI) RLY: Rơle đèn Pha

HORN RLY: Rơle còi

DEICER RLY: Rơle bộ khử sương

1.1.3. Rơle điện từ

Hình 1.10. Rơle điện từ

1.2. BỘ ĐIỀU KHIỂN TRUNG TÂM, LIÊN KẾT VÀ CƠ CẤU CHẤP HÀNH

Hiện nay bộ điều khiển trung tâm điên thân xe (BCM) xuất hiện ngày càng nhiều trên các hệ thống Điện thân xe và hệ thống gầm ô tô. Nó có chức năng thu thập các tín hiệu đầu vào (là tín hiệu của các loại cảm biến) sau đó tính toán, xử lý và đưa ra các tín hiệu điều khiển đến các cơ cấu chấp hành (hình 1.12). BCM còn có thể liên kết với nhiều hệ thống liên quan khác thông qua mạng CAN thân xe (hình 1.110.

CAN- Controler Area Network; BCM- Body Control Module; SMK ECU- Smart Key ECU;

PDM- Power Distribution Module; CLUM- Cluster Module; SJB- Smart Juntion Box Module.

Hình 1.11. Cấu trúc mạng truyền thông trong hệ thống điện thân xe

Cấu trúc tổng thể (ví dụ):

Hình 1.12. Sơ đồ khối điều khiển của hệ thống điện thân xe dòng KIA

Bố trí ECU thân xe trên một số dòng xe:

Hình 1.13. ECU trên S- class

Hình 1.14. ECU trên xe tải MB (Actros)

CHƯƠNG 2. HỆ THỐNG THÔNG TIN TRÊN Ô TÔ
2.1. TỔNG QUÁT VỀ HỆ THỐNG
2.1.1. Tổng quan về hệ thống
Hệ thống thông tin trên xe bao gồm: các bảng đồng hồ (Taplô), màn hình và các đèn báo giúp tài xế và người sửa chữa biết được thông tin về tình trạng hoạt động của các hệ thống chính trong xe.

Thông tin có thể truyền đến tài xế qua 2 dạng: tương tự (Taplô kim) và số (Taplô hiện số).

Trên một số loại xe người ta cũng dùng tiếng nói để truyền thông tin đến tài xế.

Hình 2.1. Taplô loại thường và loại hiện số.

Hình 2.2 Các loại đồng hồ chỉ thị bằng kim và các ký hiệu trên bảng đồng hồ.

No

Symbol Name

Graphical Appearance

Color

Input Signal

Description

1

Turn signal lamp (Left)

Green

Wiring input

Left turn signal lamp

2

Turn signal lamp (Right)

Green

Wiring input

Right turn signal lamp

3

Front fog lamp

Green

B-CAN

Front fog lamp

4

Rear fog lamp

Yellow

B-CAN

Rear fog lamp

5

Head lamp HIGH

Blue

B-CAN

High beam ON

6

seat belt warning lamp

Red

B-CAN

Seat belt unfastened warning lamp

7

Door open warning lamp

-

B-CAN

Door open ON

8

Trunk open warning lamp

Yellow

B-CAN

Trunk opened

9

Immobilizer lamp

Yellow

Wiring input

Immobilizer lamp

10

ABS fault

Yellow

C-CAN

ABS system fault

11

Parking brake

Red

C-CAN

B-CAN

Wiring input

Parking brake system fault warning lamp

Parking brake actuation warning lamp

(Brake oil level switch)

Brake oil level switch ground

12

ESC

Yellow

C-CAN

Operation indicator

13

ESC OFF

Yellow

C-CAN

ESC function OFF, fault alarm lamp

14

Air bag

Red

C-CAN

Air bag system fault warning lamp

15

Engine oil shortage

warning lamp

Red

Wiring input

Engine oil shortage

※ B - CAN: Body CAN communication / C - CAN: Powertrain CAN communication

No

Symbol Name

Graphical Appearance

Color

Input Signal

Description

16

Battery

Red

Wiring input

Battery discharge warning lamp

17

Check engine

Yellow

Wiring input

Engine check warning lamp

18

Fuel warning lamp

Yellow

Resistance input

Fuel shortage warning lamp

19

Cruise

Green

C-CAN

Cruise lamp ON

20

SET

Green

C-CAN

Vehicle speed set in the cruise control function

21

TPMS warning

Yellow

C-CAN

Tire air pressure warning

22

Tail lamp

Green

Wiring input

Tail lamp ON indicator lamp

23

EPS

(MDPS)

Red

C-CAN

Electronic power steering

24

Over speed

Yellow

Pulse input

Over speed warning lamp

(Middle East specification only)

25

ECO

ECO

ECO

ECO

Green

White

Red

C-CAN

Economic driving symbol

26

Washer liquid shortage warning lamp

Yellow

Wiring input

Washer liquid shortage warning lamp

27

Smart key

KEY

OUT

Red

B-CAN

Flashing when there is no smart key inside

28

Coolant temp.

Red

C-CAN

Engine temp.

30

Fuel warning lamp

Yellow

Resistance input

Fuel shortage warning lamp

2.1.2. Cấu trúc tổng quát của hệ thống
Hệ thống thông tin gồm: Các loại thông tin hiển thị bằng đồng hồ như:

Đồng hồ tốc độ xe ( còn gọi là công tơ mét- speedometer)
Đồng hồ tốc độ xe dùng để hiển thị tốc độ xe chạy theo kilomet hoặc dặm (mile). Nó thường được tích hợp với đồng hồ đo quãng đường (odometer) để báo quãng đường xe đã đi từ lúc xe bắt đầu hoạt động và đồng hồ hành trình (tripmeter) để đo các khoảng cách ngắn giữa điểm đi và điểm đến.

Đồng hồ tốc độ động cơ (còn gọi là đồng hồ vòng tua máy- tachometer)

Hiển thị tốc độ động cơ (tốc độ trục khuỷu) theo v/p (vòng/phút) hay rpm.

Vôn kế: Chỉ thị điện áp ắc quy hay điện áp ra của máy phát. Loại này hiện nay chỉ còn trên một số ít taplô.

Đồng hồ áp suất dầu bôi trơn (dầu bôi trơn) của động cơ: Chỉ thị áp suất dầu bôi trơn của động cơ.

Đồng hồ nhiệt độ nước làm mát: Chỉ thị nhiệt độ nước làm Mát động cơ.

Đồng hồ báo nhiên liệu: Chỉ thị mức nhiên liệu có trong thùng chứa.

v.v….

Các loại thông tin hiển thị bằng đèn như:

Đèn báo áp suất bôi trơn thấp: Chỉ thị áp suất dầu bôi trơn động cơ thấp dưới mức bình thường.

Đèn báo nạp: Báo hệ thống nạp hoạt động không bình thường (máy phát hỏng).

Đèn báo pha: Báo đèn pha- cốt đang ở chế độ pha (chiếu xa).

Đèn báo rẽ: Báo rẽ phải hay trái và cảnh báo tình trạng nguy hiểm.

Đèn báo mức nhiên liệu thấp: Báo nhiên liệu trong thùng nhiên liệu sắp hết.

Đèn báo hệ thống phanh: Báo đang kéo phanh tay, dầu phanh không đủ hay má phanh quá mòn.

Đèn báo cửa mở: Báo có cửa chưa được đóng chặt.

Đèn báo lỗi của các hệ thống điều khiển; Phanh ABS, hệ thống điều khiển động cơ CHECK ENGINE, hệ thống kiểm soát lực kéo TRC...

Đèn báo vị trí tay số của hộp số tự động: P-R-N-D-1-2

v.v…

2.2. THÔNG TIN DẠNG TƯƠNG TỰ (Analog)

Hệ thống thông tin dạng tương tự gồm các đồng hồ dạng kim và các đèn báo để kiểm tra và theo dõi hoạt động của một số bộ phận quan trọng của động cơ cũng như toàn xe.

Hình 2.3 Taplô dạng tương tự với chỉ thị bằng kim

Trong hệ thống thông tin loại này thường có các đồng hồ dưới đây:

2.2.1. Đồng hồ và cảm biến báo áp suất dầu bôi trơn động cơ
Đồng hồ áp suất dầu (dầu bôi trơn) báo áp suất dầu bôi trơn động cơ, giúp phát hiện hư hỏng trong hệ thống bôi trơn. Đồng hồ áp suất dầu bôi trơn thường là loại đồng hồ kiểu lưỡng kim.

Đồng hồ loại này thường gồm hai phần: cảm biến áp lực dầu bôi trơn, được lắp vào tuyến dầu chính trong thân động cơ hoặc lắp ở lọc dầu và đồng hồ (bộ phận chỉ thị) được bố trí ở bảng taplô trước mặt lái xe. Đồng hồ và cảm biến mắc nối tiếp với nhau và đấu vào mạch sau khóa điện.

Cảm biến chuyển sự thay đổi áp suất dầu thành tín hiệu điện để đưa về đồng hồ đo. Đồng hồ là bộ phận chỉ thị áp suất dầu ứng với các tín hiệu điện thay đổi từ cảm biến. Thang đo đồng hồ được phân độ theo đơn vị kg/cm2 hoặc bar.

Trên các ôtô ngày nay, ta có thể gặp bốn loại đồng hồ áp suất dầu bôi trơn: loại lưỡng kim, loại điện từ, cơ khí và loại điện tử. Ở đây chỉ giới thiệu hai loại là đồng hồ lưỡng kim và điện từ (kiểu cuộn dây chữ thập)

2.2.1.2. Đồng hồ áp suất dầu kiểu lưỡng kim.

Cấu tạo của đồng hồ được trình bày trên hình 2.4.

Hình 2.4 Sơ đồ cấu tạo đồng hồ áp suất dầu bôi trơn động cơ (dầu bôi trơn).

Nguyên lý hoạt động: khi cho dòng điện đi qua một phần tử lưỡng kim được chế tạo bằng cách liên kết hai loại kim loại hoặc hợp kim có hệ số giãn nở nhiệt khác nhau khiến phần tử lưỡng kim cong khi nhiệt tăng. Đồng hồ gồm một phần tử lưỡng kim kết hợp với một dây may so (nung). Phần tử lưỡng kim bị cong do ảnh hưởng của nhiệt độ môi trường không làm sai đồng hồ.

a. Hoạt động:

Áp suất dầu thấp/không có áp suất

Phần tử lưỡng kim ở cảm biến áp suất dầu có gắn một tiếp điểm. Độ dịch chuyển của kim đồng hồ tỉ lệ với dòng điện chạy qua dây may so. Khi áp suất dầu bằng không, tiếp điểm mở, không có dòng điện chạy qua khi bật khóa điện. Vì vậy, kim vẫn chỉ không.

Hình 2.7 Hoạt động của đồng hồ nhiệt điện khi áp suất nhớt thấp/nhỏ.

Khi áp suất dầu thấp, màng đẩy tiếp điểm làm nó tiếp xúc nhẹ, nên dòng điện chạy qua dây may so của cảm biến. Vì lực tiếp xúc của tiếp điểm yếu, tiếp điểm sẽ lại mở ra do phần tử lưỡng kim bị uốn cong do nhiệt sinh ra. Tiếp điểm sẽ mở ra sau một thời gian rất ngắn có dòng điện chạy qua nên nhiệt độ của phần tử lưỡng kim trên đồng hồ không tăng và nó bị uốn ít. Vì vậy, kim sẽ lệch nhẹ

Hình 2.5 Hoạt động của đồng hồ nhiệt điện khi áp suất dầu nhớt thấp.

Áp suất dầu bôi trơn cao.

Hình 2.6 Hoạt động của đồng hồ nhiệt điện khi áp suất dầu nhớt cao.

Khi áp suất dầu bôi trơn tăng, màng đẩy tiếp điểm mạnh hơn, nâng phần tử lưỡng kim lên. Vì vậy, dòng điện sẽ chạy qua lưỡng kim trong một thời gian dài. Tiếp điểm sẽ chỉ mở khi phần tử lưỡng kim uốn lên trên. Dòng điện chạy qua đồng hồ áp suất dầu bôi trơn trong thời gian dài cho đến khi tiếp điểm của cảm biến áp suất dầu bôi trơn mở. Nhiệt độ phần tử lưỡng kim phía đồng hồ tăng làm tăng độ cong của nó, khiến kim đồng hồ lệch nhiều. Như vậy, độ cong của phần tử lưỡng kim trong đồng hồ tỉ lệ với độ cong của phần tử lưỡng kim trong cảm biến áp suất dầu bôi trơn.

2.2.1.3.Đồng hồ áp suất dầu loại điện từ (kiểu cuộn dây chữ thập)

Hình 2.7 Đồng hồ áp suất dầu bôi trơn loại điện từ.

a) Sơ đồ chung; b) Véctơ từ thông tổng và vị trí kim đồng hồ ứng với các vị trí khác nhau; c) Sơ đồ nguyên lý đấu dây.

1- Buồng áp suất

2- Chốt tì

3- và 7- Vít điều chỉnh

4- Màng

5- Vỏ bộ cảm biến

6- Tay đòn bẩy

8- Con trượt

9- Nắp bộ cảm biến

10- Cuộn điện trở của biến trở

11- Lá đồng tiếp điện

12- Dây dẫn đồng

13- Lò xo.

14- Cần hạn chế kim đồng hồ.

15- Rãnh cong

16 và 20- Nam châm vĩnh cửu

17- Khung chất dẻo

18- Kim.

19- Vỏ thép

Rcb- Điện trở của cảm biến.

Hoạt động:

Khi ngắt khóa điện, kim lệch về phía vạch 0 trên thang đồng hồ. Kim đồng hồ được giữ ở vị trí này do lực tác dụng tương hỗ giữa hai nam châm vĩnh cửu 6 và 20.

Khi bật khóa điện, trong các cuộn dây của đồng hồ và cảm biến xuất hiện những dòng điện chạy theo chiều mũi tên như hình vẽ 2.7.a và 2.7c. Cường độ dòng điện, cũng như từ thông trong các cuộn dây phụ thuộc vào vị trí con trượt trên biến trở 10. Cường độ dòng điện cực đại trong mạch đồng hồ và cảm biến 0,2A.

Khi trong buồng áp suất 1 của bộ cảm biến có trị số áp suất P = 0 thì con trượt 8 nằm ở vị trí tận cùng bên trái của biến trở 10 (theo vị trí của hình vẽ), tức là điện trở Rcb có giá trị cực đại. Khi đó cường độ dòng điện trong cuộn W1 sẽ cực đại, còn trong các cuộn dây W2 và W3 cực tiểu. Từ thông f1 và f2 của các cuộn W1 và W2 tác dụng ngược nhau, nên giá trị và chiều từ thông của chúng xác định theo hiệu f1 - f2.

Từ thông f3 do cuộn dây W3 tạo ra sẽ tương tác với hiệu từ thông f1 - f2 dưới một góc lệch 90o. Từ thông tổng fS của cả 3 cuộn dây sẽ xác định theo qui luật cộng vectơ. fS sẽ định hướng quay và vị trí của đĩa nam châm 16, cũng có nghĩa là xác định vị trí của kim đồng hồ trên thang số.

Khi bật khóa điện mà áp suất trong buồng 1 bằng 0 thì từ thông tổng fS sẽ hướng dĩa nam châm trục quay đến vị trí sao cho kim đồng hồ chỉ vạch 0 của thang số. Khi áp suất trong buồng 1 tăng, màng 4 càng cong lên, đẩy đòn bẩy 6 quay quanh trục của nó. Đòn bẩy thông qua vít 7 tác dụng lên con trượt 8 làm cho nó dịch chuyển sang phải. Trị số điện trở của biến trở (hay Rcb) giảm dần, do đó cường độ dòng điện trong các cuộn dây W1 và W2 cũng như từ thông do chúng sinh ra f1 và f2 tăng lên. Trong khi đó, dòng điện trong cuộn dây W3 và từ thông f3 của nó giảm đi. Trong trường hợp này, giá trị và hướng của từ thông tổng fS thay đổi, làm cho vị trí của đĩa nam châm 16 cũng thay đổi và kim đồng hồ sẽ lệch về phía chỉ số áp suất cao.

Trong trường hợp áp suất P = 10 kg/cm2, con trượt sẽ ở vị trí tận cùng bên phải của biến trở 10, tức là điện trở của cảm biến Rcb = 0 (biến trở bị nối tắt) thì cuộn dây W1 cũng bị nối tắt và dòng điện trong cuộn dây sẽ bằng 0, kim đồng hồ sẽ lệch về phía phải của thang số.

2.2.2. Đồng hồ nhiên liệu
Có hai kiểu đồng hồ nhiên liệu, kiểu lưỡng kim và kiểu cuộn dây chữ thập.

2.2.2.1. Đồng hồ nhiên liệu kiểu điện trở lưỡng kim

Một phần tử lưỡng kim được gắn ở đồng hồ chỉ thị và một biến trở trượt kiểu phao được dùng ở cảm biến mức nhiên liệu.

Biến trở trượt kiểu phao gồm một phao dịch chuyển lên xuống cùng với mức nhiên liệu. Thân bộ cảm nhận mức nhiên liệu có gắn với điện trở trượt, và đòn phao nối với điện trở này. Khi phao dịch chuyển, vị trí của tiếp điểm trượt trên biến trở thay đổi làm thay đổi điện trở. Vị trí chuẩn của phao để đo được đặt hoặc là vị trí cao hơn hoặc là vị trí thấp hơn của bình chứa. Do kiểu đặt ở vị trí thấp chính xác hơn khi mức nhiên liệu thấp, nên nó được sử dụng ở những đồng hồ có dãi đo rộng như đồng hồ hiển thị số.

Khi bật khóa điện ở vị trí ON, dòng điện chạy qua bộ ổn áp và dây may so trên đồng hồ nhiên liệu và được tiếp mass qua điện trở trượt ở bộ cảm nhận mức nhiên liệu. Dây may so trong đồng hồ sinh nhiệt khi dòng điện chạy qua làm cong phần tử lưỡng kim tỉ lệ với cường độ dòng điện. Kết quả là kim được nối với phần tử lưỡng kim lệch đi một góc.

Hình 2.8 Bộ cảm nhận mức nhiên liệu dạng biến trở trượt kiểu phao.

Khi mức nhiên liệu cao, điện trở của biến trở nhỏ nên cường độ dòng điện chạy qua lớn. Do đó, nhiệt được sinh ra trên dây may so lớn và phần tử lưỡng kim bị cong nhiều làm kim dịch chuyển về phía chữ F (Full). Khi mực xăng thấp, điện trở của biến trở trượt lớn nên chỉ có một dòng điện nhỏ chạy qua. Do đó phần tử lưỡng kim bị uốn ít và kim dịch chuyển ít, kim ở vị trí E (empty).

Ổn áp: Độ chính xác của đồng hồ kiểu lưỡng kim bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi của điện áp cung cấp. Sự tăng hay giảm điện áp trên xe sẽ gây ra sai số chỉ thị trong đồng hồ nhiên liệu. Để tránh sai số này, một ổn áp lưỡng kim được gắn trong đồng hồ nhiên liệu để giữ áp ở một giá trị không đổi (khoảng 7V).

Ổn áp gồm một phần tử lưỡng kim có gắn tiếp điểm và dây may so để nung nóng phần tử lưỡng kim. Khi công tắc ở vị trí ON, dòng điện đi qua đồng hồ nhiên liệu và đồng hồ nhiệt độ nước làm Mát qua tiếp điểm của ổn áp và phần tử lưỡng kim. Cùng lúc đó, dòng điện cũng đi qua may so của ổn áp và nung nóng phần tử lưỡng kim làm nó bị cong. Khi phần tử lưỡng kim bị cong, tiếp điểm mở và dòng điện ngừng chạy qua đồng hồ nhiên liệu và đồng hồ nhiệt độ nước làm Mát. Khi đó, dòng điện cũng ngừng chạy qua dây may so của ổn áp. Khi dòng điện ngừng chạy qua dây may so, phần tử lưỡng kim sẽ nguội đi và tiếp điểm lại đóng.

Hình 2.9 Đồng hồ nhiên liệu kiểu lưỡng kim.

Nếu điện áp ắc quy thấp, chỉ có một dòng điện nhỏ chạy qua dây may so và dây may so sẽ nung nóng phần tử lưỡng kim chậm hơn, vì vậy tiếp điểm mở chậm. Điều đó có nghĩa là tiếp điểm sẽ đóng trong một thời gian dài. Ngược lại, khi điện áp ắc quy cao, dòng điện lớn chạy qua tiếp điểm làm tiếp điểm đóng trong khoảng một thời gian ngắn.

Hình 2.10 Hoạt động của đồng hồ kiểu lưỡng kim
khi tiếp điểm ổn áp đóng/mở.

Trong thực tế, ta có thể sử dụng IC 7807 cho mục đích ổn áp

[ơ

2.2.2.2. Đồng hồ nhiên liệu kiểu cuộn dây chữ thập.

Đồng hồ nhiên liệu kiểu cuộn dây chữ thập là một thiết bị điện từ trong đó các cuộn dây được quấn bên ngoài một rotor từ theo bốn hướng, mỗi hướng lệch nhau 90o. Khi dòng điện qua cuộn dây bị thay đổi bởi điện trở của cảm biến mức nhiên liệu, từ thông được tạo ra trong cuộn dây theo bốn hướng thay đổi làm rotor từ quay và kim dịch chuyển.

Khoảng trống phía dưới rotor được điền đầy silicon để ngăn không cho kim dao động khi xe bị rung và kim không quay về vị trí E khi tắt khóa điện.

Hình 2.11 Cấu tạo đồng hồ nhiên liệu kiểu cuộn dây chữ thập.

Hoạt động:

Các cực bắc (N) và cực nam (S) được tạo ra trên rotor từ. Khi dòng điện chạy qua mỗi cuộn dây, từ trường sinh ra trên mỗi cuộn dây làm rotor từ quay và kim dịch chuyển.

Cuộn L1 và L3 được quấn trên cùng một trục nhưng ngược hướng nhau, cuộn L2 và L4 được quấn ở trục kia lệch 90o so với trục L1, L3 (L2 và L4 cũng được quấn ngược chiều nhau).

Hình 2.12. Hoạt động của đồng hồ nhiên liệu kiểu cuộn dây chữ thập.

Khi công tắc ở vị trí ON, dòng điện chạy theo hai đường:

- ắc quy® L1 ® L2 ® cảm biến mức nhiên liệu ® mass.

- ắc quy® L1 ® L2 ® L3 ® L4 ® mass.

Điện áp Vs thay đổi theo sự thay đổi điện trở của cảm biến mức nhiên liệu làm cường độ dòng điện I1, I2 thay đổi theo.

Trên đa số các xe ngày nay, ngoài đồng hồ nhiên liệu còn có đèn báo sắp hết nhiên liệu.

2.2.3. Đồng hồ và cảm biến báo nhiệt độ nước làm mát
Đồng hồ nhiệt độ nước chỉ nhiệt độ nước làm Mát trong áo nước đông cơ. Có hai kiểu đồng hồ nhiệt độ nước: kiểu điện trở lưỡng kim có một phần tử lưỡng kim ở bộ chỉ thị và một biến trở (nhiệt điện trở) trong bộ cảm nhận nhiệt độ và kiểu cuộn dây chữ thập với các cuộn dây chữ thập ở đồng hồ chỉ thị nước làm Mát.

2.2.3.1. Kiểu điện trở lưỡng kim.

Bộ chỉ thị dùng điện trở lưỡng kim và cảm biến nhiệt độ là một nhiệt điện trở.

Nhiệt điện trở là một chất bán dẫn, nên thuộc loại hệ số nhiệt âm NTC (Negative Temperature Coefficient). Điện trở của nó thay đổi rất lớn theo nhiệt độ. Điện trở của nhiệt điện trở giảm khi nhiệt độ tăng.

Đồng hồ nhiệt độ nước kiểu điện trở lưỡng kim có nguyên lý hoạt động tương tự như đồng hồ nhiên liệu kiểu điện trở lưỡng kim.

Hình 2.13 Hoạt động của đồng hồ nước làm Mát.

ơ

Khi nhiệt độ nước làm Mát thấp, điện trở cảm biến nhiệt độ nước cao và gần như không có dòng điện chạy qua. Vì vậy, dây may so chỉ sinh ra một ít nhiệt nên đồng hồ chỉ lệch một chút.

Khi nhiệt độ nước làm Mát tăng, điện trở của cảm biến giảm, làm tăng cường độ dòng điện chạy qua và cũng tăng lượng nhiệt sinh ra bởi dây may so. Phần tử lưỡng kim bị uốn cong tỉ lệ với lượng nhiệt làm cho kim đồng hồ lệch về hướng chữ H (high).

2.2.3.2. Kiểu cuộn dây chữ thập.

Cấu tạo và hoạt động của đồng hồ nhiệt độ nước làm Mát kiểu cuộn dây chữ thập cũng giống với đồng hồ nhiên liệu kiểu cuộn dây chữ thập. Một phần rotor bị cắt nên kim hồi về đến vị trí nghỉ (phía lạnh) do trọng lượng của rotor khi tắt khóa điện.

2.2.4. Đồng hồ báo tốc độ động cơ
Với loại này, các xung điện tự cảm từ cuộn sơ cấp bobine (trong mỗi kỳ xuất hiện tia lửa) 200-400V, được giảm áp nhờ một điện trở khoảng 2-5kW) sẽ đưa tín hiệu đến đồng hồ. Tại đây, một mạch điện tử sẽ dựa vào tín hiệu này để điều khiển kim đồng hồ quay.

Sơ đồ đồng hồ đo tốc độ động cơ được trình bày trên hình 2.20, 2.21. Nó bao gồm một mạch tạo xung dao động ban đầu, mạch rung, đồng hồ P và mạch ổn áp với D5 và R11.

Mạch đồng hồ đo tốc độ động cơ loại điện tử:

Mạch lọc xung ban đầu gồm điện trở R1, R2, tụ C1, C4 và diode D3. Đầu vào của mạch được nối với âm bôbin hoặc dây báo tốc độ động cơ trong IC đánh lửa. Mạch này sẽ chuyển tín hiệu dao động hình sin tắt dần trên bobine đánh lửa thành các xung bán sin dương.

Hình 2.14 Sơ đồ đồng hồ đo tốc độ động cơ kiểu điện tử

Như vậy ta có thể kết luận tốc độ của trục khuỷu động cơ tỷ lệ thuận với góc quay của kim đồng hồ và thang chia của đồng hồ sẽ đều.

Trên một số xe người ta không dùng tín hiệu đánh lửa để đếm số vòng quay như sơ đồ trên (xe có động cơ diesel chẳng hạn) mà dùng cảm biến điện từ loại nam châm đứng yên đặt trên trục khuỷu (hoặc trục cam) hay lấy tín hiệu từ dây trung hòa của máy phát điện xoay chiều. Sơ đồ của loại vừa nêu được trình bày trên hình 2.15. Hoạt động của mạch này tương tự với sơ đồ trước.

Hình 2.15. Sơ đồ mạch đồng hồ đo tốc độ động cơ dùng cảm biến điện từ

Trên một số xe, người ta lấy tín hiệu từ máy phát xoay chiều hoặc cảm biến loại máy phát 3 pha để đo tốc độ động cơ hoặc tốc độ xe. Sơ đồ được trình bày trên hình 2.16.

Hình 2.16 Sơ đồ đồng hồ tốc độ xe kiểu máy phát-động cơ 3 pha

Cảm biến là một máy phát ba pha, kích từ bằng nam châm vĩnh cửu. Để quay kim đồng hồ người ta bố trí một động cơ ba pha trên Taplô. Dòng điện chạy qua các pha thông qua các transistor được điều khiển bởi các cuộn dây trong cảm biến.

2.2.5. Đồng hồ và cảm biến báo tốc độ xe
2.2.5.1. Kiểu cáp mềm

Khi ôtô làm việc, trục cáp mềm truyền moment từ trục thứ cấp hộp số đến trục dẫn động kéo nam châm vĩnh cửu quay. Từ thông xuyên qua chụp nhôm làm phát sinh sức điện động, tạo dòng điện fucô trong chụp nhôm. Dòng fucô tác dụng với từ trường của nam châm làm chụp nhôm quay, kéo theo kim chỉ vận tốc tương ứng trên vạch chia của đồng hồ. Moment quay của chụp nhôm được cân bằng bởi lò xo.

Tấm cân bằng nhiệt để giảm bớt sai số do nhiệt của đồng hồ. Khi nhiệt độ tăng, từ trở của tấm cân bằng nhiệt tăng, từ thông qua nó giảm, phần lớn sẽ qua chụp nhôm để giữ cho dòngfucô trong chụp nhôm không đổi.

2.2.5.2. Kiểu chỉ thị bằng kim.

Dựa trên cơ sở cảm biến tốc độ kiểu từ trở hoặc cảm biến Hall.

· Mạch hệ thống

Hình 2.17 Cấu tạo đồng hồ tốc độ chỉ thị bằng kim dựa trên cảm biến Hall.

· Cảm biến tốc độ

Cảm biến tốc độ được gắn ở hộp số và được dẫn động ở bánh răng chủ động của công tơ mét. Cảm biến tốc độ bao gồm một cảm biến Hall gắn bên trong và một nam châm bốn cực.

Khi xe bắt đầu chuyển động và vòng nam châm bắt đầu quay, cảm biến tốc độ sẽ phát ra các tín hiệu xung.

Có hai kiểu cảm biến tốc độ xe:

Kiểu cảm biến điện từ.

Kiểu cảm biến Hall hoặc từ trở (loại phổ biến).

2.2.6. Đồng hồ Ampere
Để theo dõi việc nạp điện cho ắc quy trên ôtô người ta dùng đồng hồ Ampere (trong các xe đời cũ) hoặc đèn báo (trong các xe đời mới). Đồng hồ Ampere được mắc nối tiếp với mạch phụ tải và nó cho biết cường độ dòng điện nạp và phóng của ắc quy bằng Ampere(A). Thường thì các Ampere điện từ được dùng phổ biến.

2.2.6.1. Đồng hồ Ampere kiểu điện từ loại nam châm quay

Trên khung chất dẻo 3 có quấn cuộn dây 5 bằng loại dây đồng nhỏ. Song song với cuộn dây có mắc một điện trở shunt 1 bằng constant (hợp kim của sắt và nicken). Trên trục của kim nhôm gắn điã nam châm 6 và cần 8 có thể quay quanh trục trong một khoảng giới hạn bởi rãnh cong 9 của khung chất dẻo. Đai chắn từ 4 bảo vệ cho đồng hồ khỏi bị ảnh hưởng của nhiễu từ trường bên ngoài.

Nguyên lý làm việc:

Khi không có dòng điện qua các cuộn dây, do tác dụng tương hỗ giữa các cực khác dấu của nam châm cố định 2 và điã nam châm 6, kim đồng hồ được giữ ở vị trí số 0 của thang đo. Khi có dòng điện chạy qua cuộn dây, xung quanh cuộn dây sẽ xuất hiện một từ trường có hướng vuông góc với từ trường của nam châm cố định 2. Tác dụng tương hỗ giữa hai từ trường tạo thành một từ trường tổng hợp có véc tơ xác định theo quy luật hình bình hành. Nam châm 6 và kim sẽ quay hướng theo chiều véc tơ của từ trường tổng hợp. Khi cường độ dòng điện trong cuộn dây tăng thì từ trường do nó sinh ra tăng, làm cho kim quay đi một góc lớn hơn, chỉ giá trị dòng điện không lớn. Khi chiều dòng điện trong cuộn dây thay đổi thì chiều của từ trường do nó sinh ra cũng thay đổi và kim đồng hồ sẽ lệch về phía khác.

Hình 2.18. Sơ đồ các đồng hồ Ampere.

a. Đồng hồ Ampere kiểu điện từ loại nam châm quay.

b. Đồng hồ Ampere kiểu điện từ loại nam châm cố định.

2.2.6.2. Đồng hồ Ampere kiểu điện từ loại nam châm cố định

Đồng hồ loại này gồm thanh dẫn 4 (bằng nhôm hay đồng), nam châm cố định 3, thanh thép non 2 gắn chặt với lõi quay và kim 1. Kim đồng hồ có đầu đối trọng, còn ổ trục của kim được bôi trơn bằng loại dầu đặc biệt.

Nguyên lý làm việc:

Nam châm 3 gây nhiễm từ cho thanh thép non 2 với các dấu cực ngược với dấu cực của nam châm. Do tác dụng tương hỗ giữa các cực khác dấu của nam châm và thanh thép non nên thanh thép, lõi quay và kim đồng hồ luôn luôn có xu hướng ổn định ở vị trí trung gian (ứng với vạch 0 của đồng hồ) khi không có dòng điện chạy qua thanh dẫn 4. Khi có dòng điện chạy qua thanh 4, thanh thép non 2 cùng với lõi quay sẽ hướng theo những đường sức sinh ra quanh thanh dẫn mà quay lệch đi một góc, làm cho kim đồng hồ lệch khỏi vị trí 0 và chỉ một giá trị tương ứng của dòng điện. Cường độ dòng điện qua thanh dẫn càng lớn thì từ thông của nó càng mạnh và kim càng quay đi một góc lớn hơn, chỉ dòng điện lớn.

Giá trị và chiều của góc quay kim phụ thuộc vào cường độ và chiều dòng điện trong thanh dẫn. Kim lệch về phía dấu cộng biểu thị ắc quy được nạp, còn lệch về phía dấu trừ biểu thị ắc quy phóng điện.

Trên những ôtô dùng đèn báo nạp thì ở bảng đồng hồ có bố trí một bóng đèn nhỏ mắc với cọc L của máy phát hoặc tiết chế. Nếu máy phát phát điện đèn báo sẽ tắt và ngược lại.

Các đồng hồ Ampere không được mắc nối tiếp vào mạch khởi động và mạch còi điện vì cường độ dòng điện dùng cho các phụ tải điện này lớn.

2.3. THÔNG 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 không), 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.

Dưới đây sẽ mô tả bảng đồng hồ màn hình điện tử kiểu VFD trên xe TOYOTA CRESSIDA.

Hình 2.19 Bảng đồng hồ màn hình điện tử kiểu VFD
trên xe TOYOTA CRESSIDA

2.3.2. Màn hình tinh thể lỏng (LCD – liquid christal display)
Dùng LED làm linh kiện hiển thị có nhược điểm là tiêu thụ dòng lớn. Do đó, 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 thông thường, các phân tử sắp xếp một cách ngẫu nhiên. Còn ở tinh thể lỏng, các phần tử được sắp xếp có 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 không bị phản xạ và mắt ta không phát hiện được gì. Khi có dòng 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 đó nếu có ánh sáng chiếu vào thì ánh sáng sẽ bị tán xạ, làm cho tinh thể lỏng sáng chói nên mắt ta nhìn thấy được.

2.3.3. 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 công nghiệp máy bay quân sự được hơn 20 năm và gần đây đã sử dụng cho ngành ôtô. Điểm thuận lợi chính của màn hình ba chiều là người lái không cần quan sát thường xuyên bảng Taplô. Nó được sử dụng đầu tiên trong ngành ôtô 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 đó 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 đó các phần tử quang học sẽ xuất ra ánh sáng từ những phần này đến kính chắn gió của xe. Người lái có thể nhìn thấy hình ảnh thực giống như đang nổi gần phía trước xe.

Hình 2.2oMàn hình phía trước, hiển thị hình ảnh thực của xe

2.4. MẠNG TRUYỀN THÔNG NỘI BỘ (CAN)

2.21. Mạng CAN

Tổng quan Mạng CAN

CAN (Controller Area Network) xuất phát là một phát triển chung của hai hãng Bosch và Intel phục vụ cho việc nối mạng trong các phương tiện giao thông cơ giới để thay thế cách nối điểm cổ điển sau đó được chuẩn hóa quốc tế trong ISO 11898.

2.5. SƠ ĐỒ HỆ THỐNG THÔNG TIN TIÊU BIỂU
Trên hình 1.36 trình bày sơ đồ Taplô hiện số trên xe Toyota Cressida

Hình 2.36 Sơ đồ Taplô số trên xe Toyota CRESSIDA

2.6. MỘT SỐ DẠNG THÔNG TIN ĐẶC BIỆT

2.6.1. Cơ cấu báo áp suất lốp

Hình 2.37. Cơ cấu báo áp suất lốp

2.2.7.4. Cơ cấu cảnh báo lùi

Hình 2.38. Cơ cấu cảnh báo lùi

2.6.2. Cơ cấu báo nhờ camera

Hình 2.39. Cơ cấu cảnh báo nhờ camera

Cấu trúc kết nối hệ thống điều khiển có thể như hình 2.40

Hình 2.40. Kết nối hệ thống điều khiển cảnh báo nhờ camera

2.6.3. Cơ cấu thông tin hành trình và dẫn đường

Hình 2.41. Cơ cấu thông tin hành trình và dẫn đường

CHƯƠNG 3. HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG VÀ TÍN HIỆU
3.1. TỔNG QUÁT HỆ THỐNG
3.1.1. Tổng quát các cụm của hệ thống

Hình 3.1. Tổng quát các cum của hệ thống chiếu sáng và tín hiệu

3.2.2. Các mạch đèn chiếu sáng tiêu chuẩn
3.2.2.1. Hệ thống đèn pha/cốt (Head Light System)
a. Loại không có 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 công 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

Công tắc độ sáng (LOW)

Công tắc điều khiển đèn (HEAD)

Mát.

Hình 3.15. Mạch đèn pha chiếu gần

* Đèn pha chiếu xa (HIGH - BEARN)

Sơ đồ mạch điện:

Khi xoay công 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 lô 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)

Công tắc độ sáng (HIGH)

Công tắc điều khiển đèn (HEAD)

Mát.

Hình 3.16. Mạch đèn pha chiếu xa

* Đèn nháy pha (FLASH)

Sơ đồ mạch điện:

Khi công 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)

Công tắc độ sáng (FLASH)

Công tắc điều khiển đèn (HEAD)

Mát.

Hình 3.17. Mạch đèn nháy pha

b. Loại có Rơ le điều chỉnh đèn pha

* Đèn pha chiếu gần (LO - BEARN)

Sơ đồ mạch điện:

Khi xoay công tắc điều khiển đèn về vị trí HEAD (LOW) thì Rơ le đèn pha được đóng lại và đèn pha chiếu gần sáng.

Mạch hoạt động theo sơ đồ sau:

Acqui

Cầu chì tổng

Cuộn dây Rơ le đèn pha

Công tắc điều khiển đèn (HEAD)

Mát.

Hình 3.18. Mạch đèn pha chiếu gần

Acqui

Cầu chì tổng

Tiếp điểm Rơ le đèn pha

Cầu chì đèn pha

Đèn pha chiếu gần

Công tắc độ sáng (LOW)

Mát.

* Đèn pha chiếu xa (HIGH - BEARN)

Sơ đồ mạch điện:

Khi xoay công tắc điều khiển đèn về vị trí HEAD (HIGH) thì Rơ le đèn pha được đóng lại, bật đèn pha chiếu xa sáng đồng thời đèn chỉ báo chế độ chiếu xa trên đồng hồ Táp lô cũng bật sáng.

Mạch hoạt động theo sơ đồ sau:

Acqui

Cầu chì tổng

Cuộn dây

Hình 3.19. Mạch đèn pha chiếu xa

Rơ le đèn pha

Công tắc điều khiển đèn (HEAD)

Mát.

Acqui

Cầu chì tổng

Tiếp điểm Rơ le đèn pha

Cầu chì đèn pha

Đèn pha chiếu xa

Công 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 nháy pha (FLASH)

Sơ đồ mạch điện:

Khi công tắc điều khiển đèn dịch chuyển về vị trí FLASH, Rơle đèn pha được đóng 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

Công tắc chế độ (FLASH)

Mát.

Hình 3.20. Mạch đèn nháy pha

Acqui

Cầu chì tổng

Tiếp điểm Rơ le đèn pha

Cầu chì đèn pha

Đèn pha chiếu xa

Công 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 có 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 công tắc điều khiển đèn dịch chuyển về vị trí HEAD (LOW) thì Rơ le đèn pha được đóng lại và các đèn pha chiếu gần sáng.

Hình 3.21. Mạch đèn pha chiếu gần

Mạch hoạt động theo sơ đồ sau:

Acqui

Cầu chì tổng

Cuộn dây Rơ le đèn pha

Công tắc điều khiển đèn (HEAD)

Công 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.

* Đèn pha chiếu xa (HIGH - BEARN)

Sơ đồ mạch điện:

Khi xoay công tắc điều khiển đèn dịch chuyển về vị trí HEAD (HIGH) thì Rơ le đèn pha được đóng lại đồng thời dòng điện đi qua cuộn dây của Rơ le điều chỉnh độ sáng làm đóng 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 lô cũng bật sáng.

Hình 3.22. Mạch đèn pha chiếu xa

Mạch hoạt động theo sơ đồ sau:

Acqui

Cầu chì tổng

Cuộn dây Rơ le đèn pha

Công tắc điều khiển đèn (HEAD)

Mát.

Acqui

Cầu chì tổng

Tiếp điểm Rơ le đèn pha

Cuộn dây Rơ le điều chỉnh độ sáng

Công 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 nháy pha (FLASH)

Sơ đồ mạch điện:

Khi công tắc điều khiển đèn dịch chuyển về vị trí FLASH, thì Rơ le đèn pha được đóng lại đồng thời dòng điện đi qua cuộn dây của Rơ le điều chỉnh độ sáng làm đóng 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 lô cũng bật sáng.

Hình 3.23. Mạch đèn nháy pha

Mạch hoạt động theo sơ đồ sau:

Acqui

Cầu chì tổng

Cuộn dây Rơ le đèn pha

Công tắc chế độ (FLASH)

Mát.

Acqui

Cầu chì tổng

Tiếp điểm Rơ le đèn pha

Cuộn dây Rơ le điều chỉnh độ sáng

Công tắc chế độ (FLASH)

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.

3.2.2.2. Hệ thống đèn hậu (Tail Light System)
Hệ thống đèn hậu ngày nay có thể chia làm 2 loại chính sau:

Loại nối trực tiếp vào công tắc điều khiển đèn

Loại có Rơ le đèn hậu

a. Loại nối trực tiếp

Hình 3.24. Mạch đèn hậu loại nối trực tiếp

Khi công tắc điều khiển ở vị trí OFF: hệ thống chưa hoạt động, đèn tắt.

Khi công tắc điều khiển ở vị trí TAIL: hệ thống hoạt động, đèn sáng. Mạch hoạt động theo sơ đồ sau:

Acqui

Cầu chì

Công tắc điều khiển (TAIL)

Các đèn hậu

Mát.

b. Loại có Rơle đèn hậu

Khi công tắc điều khiển ở vị trí OFF: hệ thống chưa hoạt động, đèn tắt.

Khi công tắc điều khiển ở vị trí TAIL: hệ thống hoạt động, đèn sáng. Mạch hoạt động theo sơ đồ sau:

Acqui

Cầu chì

Cuộn dây Rơle đèn hậu

Công tắc điều khiển (TAIL)

Mát.

Tiếp điểm Rơle đèn hậu (đóng)

Các đèn hậu

Mát.

Hình 3.25. Mạch đèn hậu loại có Rơ le đèn hậu

THAM KHẢO

3.2.2.3. Hệ thống đèn sương mù (Fog Light System)
a. Hệ thống đèn sương mù phía trước (Ahead Fog Light System)

Khi xe chạy trong điều kiện sương mù, việc chiếu sáng bằng đèn pha thông thường không thỏa mãn, vì ánh sáng từ đèn pha phát ra gặp các hạt sương mù sẽ phản chiếu trở lại và tạo thành một vùng sáng chói phía trước làm loá mắt người lái xe.

Đèn sương mù phía trước sẽ giúp giảm tình trạng này. Điện áp cung cấp cho đèn sương mù thường được lấy sau Relay đèn kích thước.

Hình 3.26. Mạch đèn sương mù phía trước

Sơ đồ mạch điện (hình 3.26):

Khi công tắc điều khiển ở vị trí TAIL hoặc HEAD đồng thời công tắc đèn sương mù được bật ON thì Rơ le đèn sương mù được đóng lại. Các đèn sương mù phía trước và đèn chỉ báo sương mù trên đồng hồ Tap lô bật sáng.

Hoạt động của mạch:

Acqui

Cầu chì tổng

Cầu chì TAIL

Công tắc điều khiển đèn (TAIL hoặc HEAD)

Công tắc đèn sương mù (ON)

Cuộn dây Rơ le đèn sương mù phía trước

Mát.

Acqui

Cầu chì tổng

Cầu chì FOG

Tiếp điểm Rơ le đèn sương mù (đóng)

Đèn sương mù và đèn chỉ báo sương mù phía trước trên đồng hồ Tap lô

Mát.

b. Hệ thống đèn sương mù phía sau (Rear Fog Light System)

Đèn này dùng để báo hiệu cho các xe phía sau nhận biết trong điều kiện có sương mù hoặc tầm nhìn hạn chế do thời tiết. Điện áp cung cấp cho đèn này được lấy sau đèn cốt (Low Beam). Một đèn báo có thể được gắn vào Taplô để báo hiệu cho tài xế khi đèn sương mù phía sau hoạt động.

Hình 3.27. Mạch đèn sương mù phía sau

Sơ đồ mạch điện (hình 3.27):

Khi công tắc điều khiển ở vị trí TAIL hoặc HEAD đồng thời dịch thêm một nấc (của công tắc đèn sương mù loại cần bật) từ vị trí ON của đèn sương mù phía trước.

Đèn sương mù phía sau có cấu tạo để giúp cho người lái không quên tắt. Khi công tắc điều khiển đèn dịch chuyển về vị trí OFF trong khi đèn sương mù phía sau sáng (vị trí ON), thì đèn sương mù phía sau tự động tắt. Khi điều này xảy ra, đèn sương mù phía sau vẫn giữ ở trạng thái tắt ngay cả khi công tắc đèn này lại được xoay về vị trí HEAD. Chức năng này được điều khiển bằng cơ khí hoặc điện tuỳ theo loại xe.

Mạch điện trên được điều khiển bằng cơ khí.

Hoạt động của mạch:

Acqui

Cầu chì tổng

Cầu chì TAIL

Công tắc điều khiển đèn (TAIL hoặc HEAD)

Công tắc đèn sương mù (ON)

Cuộn dây Rơ le đèn sương mù phía trước

Mát.

Acqui

Cầu chì tổng

Cầu chì FOG

Tiếp điểm Rơ le đèn sương mù (đóng)

Đèn sương mù và đèn chỉ báo sương mù phía trước trên đồng hồ Tap lô

Mát.

3.2.2.4. Hệ thống đèn chạy ban ngày (Day Time Running Light System – DRL)
Hệ thống DRL bật các đèn pha khi chạy xe ở ban ngày. Điều đó có nghĩa là các bóng đèn pha được bật sáng trong suốt thời gian xe chạy, do đó làm cho tuổi thọ của bóng đèn giảm đi. Để ngăn ngừa hiện tượng này, mạch hệ thống được trang bị mạch điện để giảm cường độ làm việc của đèn pha khi hệ thống DRL đang hoạt động. Điều này được thực hiện chủ yếu bằng một trong 3 loại mạch điện chính sau:

* Loại mạch giảm cường độ làm việc của đèn nhờ điện trở

Cường độ làm việc của đèn được giảm xuống thông qua điện trở bố trí trong DRL khi hệ thống này hoạt động.

Hình 3.28. Mạch giảm cường độ làm việc của đèn nhờ điện trở

* Loại mạch giảm cường độ làm việc của đèn nhờ mắc nối tiếp các đèn pha với nhau

Cường độ làm việc của đèn được giảm xuống nhờ mắc nối tiếp các đèn pha bên trái và bên phải khi hệ thống DRL đang hoạt động.

Hình 3.29. Mạch giảm cường độ làm việc của đèn nhờ mắc nối tiếp các đèn pha

* Loại mạch giảm cường độ làm việc của đèn thông qua điều chỉnh Rơ le chính của hệ thống DRL

Cường độ làm việc của đèn được giảm xuống nhờ bố trí mạch điều khiển trong rơ le chính khi hệ thống DRL đang hoạt động.

Hình 3.30. Mạch giảm cường độ làm việc của đèn nhờ điều chỉnh Rơ le chính

b. Nguyên lý làm việc

Khi động cơ đã nổ máy và khi cần phanh tay được nhả ra thì rơ le chính của hệ thống đèn xe chạy ban ngày bật các đèn pha lên. Nếu công tắc điều khiển đèn ở vị trí OFF hoặc TAIL và công tắc điều khiển độ sáng đèn ở vị trí LOW, thì rơ le của hệ thống đèn chạy ban ngày ngắt và dòng điện đi qua điện trở của hệ thống. Kết quả là các đèn pha được bật sáng với cường độ được giảm tới còn 80 – 85%

Nếu công tắc điều khiển đèn dịch chuyển về vị trí HEAD, thì rơ le No. 2 của DRL được bật lên và dòng điện chạy tới các đèn pha mà không qua điện trở của DRL. Các đèn pha chiếu sáng ở cường độ bình thường. Rơ le No. 2 của DRL bật lên ngay cả khi công tắc điều khiển độ sáng đèn ở vị trí HIGH hoặc FLASH do đó các đèn pha sẽ chiếu sáng ở độ sáng bình thường.

Hình 3.31. Mạch làm việc ở chế độ LO

Hình 3.32. Mạch làm việc ở chế độ HI

3.2.3. Đèn pha cao áp và đèn thông minh
3.2.3.1. Đèn pha cao áp (High Intensity Discharge)
Đèn Xenon theo nguyên lý phóng điện cường độ cao giữa hai bản cực để sinh ra luồng sáng vì vậy không có dây điện trở volfram như đèn sợi đốt và đèn halogen, thay vào đó là hai bản điện cực đặt trong ống huỳnh quang, ống huỳnh quang này bên trong có chứa khí Xenon hoàn toàn tinh khiết, thủy ngân và các muối kim loại halogen. Khi đóng nguồn điện đặt vào hai đầu của hai điện cực này một điện áp lớn hơn điện áp đánh thủng (lớn hơn 25000 V) xuất hiện sẽ xảy ra hiện tượng phóng điện giữa các bản cực do các hạt electron phóng ra va đập với các nguyên tử kim loại của bản đối diện giải phóng năng lượng tạo ra ánh sáng. Sự phóng điện cũng kích thích các phân tử khí trơ Xenon lên mức năng lượng cao, sau khi bị kích thích các phân tử khí Xenon sẽ giải phóng năng lượng để trở về trạng thái bình thường, bức xạ ra ánh sáng theo định luật bức xạ điện từ. Màu của ánh sáng phát ra (hay bước sóng của bức xạ) phụ thuộc vào mức độ chênh lệch năng lượng của electron và vào tính chất hóa học của muối kim loại được dùng trong bầu khí Xenon. Vỏ đèn Xenon được làm từ thủy tinh thạch anh có thể chịu được nhiệt độ và áp suất rất cao.

Hình 3.38. Bóng đèn Xenon

Hình 3.39. Sơ đồ cấu tạo của đèn Xenon

Do sự phóng điện sinh ra luồng sáng chỉ xảy ra giữa các bản cực đèn Xenon khi đặt vào nó một điện áp cao trên 25000 V nên để có thể tạo ra được điện thế cao như vậy, hệ thống cần có một bộ khởi động (ignitor). Ngoài ra, để duy trì tia hồ quang, một chấn lưu (ballast) sẽ cung cấp điện áp khoảng 85 V trong suốt quá trình đèn hoạt động, đây vừa là bộ xử lý của đèn Xenon vừa làm nhiệm vụ tăng áp cho bóng đèn.

Nguyên lý hoạt động

Nguyên lý hoạt động của đèn Xenon giống như hiện tượng sét phóng điện xảy ra trong tự nhiên khi trời mưa. Những tia sét phóng điện giữa những đám mây tích điện và bề mặt trái đất sinh ra những luồng ánh sáng cường độ cao trong không trung, đây là ý tưởng manh nha cho những nhà chế tạo nảy ra ý tưởng sản xuất ra đèn Xenon có thể sinh ra ánh sáng cường độ cao thay thế cho những thế hệ đèn dây tóc và halogen ngày càng trở nên già cỗi.

Năm 1992, nhà sản xuất bóng đèn xe hơi hàng đầu thế giới Hella giới thiệu bóng đèn Xenon đầu tiên, sản xuất theo công nghệ phóng điện cường độ cao - High Intensity Discharge. Đèn xenon lúc này chủ yếu chỉ dùng cho chế độ đèn cốt, vì bóng đèn Xenon chỉ có một chế độ không giống như đèn sợi tóc có thể có hai tim, chóa đèn dùng cho đèn xenon phải có chóa đèn pha và chóa đèn cốt riêng biệt.

Năm 1999, đèn Bi – Xenon ra đời khắc phục được khuyết điểm này của đèn

Xenon, nó có thể tạo ra ánh sáng pha và cốt từ một luồng ánh sáng, phát ra ánh sáng giống nhau cho pha và cốt. Tiết kiệm năng lượng hơn.

Ánh sáng của đèn Xenon phát ra

Tùy thuộc vào tính chất hóa học của loại muối kim loại chứa bên trong mà ánh sáng của đèn Xenon phát ra cũng khác nhau. Độ Kelvin và Lumens là 2 đại lượng đặc trưng cho màu sắc (độ trắng) và độ sáng của đèn sẽ phát ra.

Hình 3.40. Dãy màu mà đèn Xenon phát ra

- Ở 4300 K đèn tạo ra khoảng 3100 Lm, nó tạo ra lượng ánh sáng nhiều hơn gấp 3 lần của loại đèn Halogen và tạo ra nhiệt độ màu sáng nhất, ánh sáng có màu trắng hoàn toàn và sẽ chuyển sang hơi vàng nhạt khi phản xạ đồng nhất trên đường. Loại đèn này được dùng ở trên các loại xe sử dụng nhiều về đêm và đi đường đồi núi nhằm tối ưu tầm nhìn.

- Ở 6000 K đèn tạo ra khoảng 2900 Lm, nó tạo ra lượng ánh sáng nhiều hơn gấp 3 lần của loại đèn Halogen và mỏng hơn so với ở 4300 K. Mặc dù phát ra ánh sáng ít hơn, nhưng phát ra ánh sáng trắng hơn với màu xanh nhạt.

- Ở 8000 K đèn tạo ra khoảng 2500 Lm, nó tạo ra lượng ánh sáng nhiều hơn gấp 3 lần của loại đèn Halogen và mỏng hơn và phát ra ánh sáng ít hơn đồng thời xanh hơn so với ở 6000 K. Đây là một trong những màu được lựa chọn sử dụng ở trên xe.

- Ở 10000 K đèn tạo ra khoảng 2300 Lm, nó tạo ra lượng ánh sáng nhiều hơn gấp 2 lần của loại đèn Halogen. Ở 10000 K phát ra dãy ánh sáng xanh thẫm đến tím sau đó chuyển sang xanh đậm hơn so với 8000 K.

- Ở 12000 K đèn tạo ra khoảng 2000 Lm, nó tạo ra lượng ánh sáng nhiều hơn gấp 2 lần của loại đèn Halogen. Đây là nhiệt độ màu có màu xanh thẫm tím và màu đậm hơn so với 10000 K. Sản phẩm này được được khách hàng sử dụng vì phát ra ánh sáng tối ưu và lạ mắt nhất.

Các loại chân đế bóng đèn Xenon

Chân đế tiêu chuẩn của loại đèn này có dạng tròn là D2S, D2R hoặc dạng chân đế vuông là D1S, D1R. Trong đó:

- D2S: Là loại bóng dùng cho các chóa đèn có màng chắn lóa (ký tự S lấy từ chữ shield - tấm chắn) và có thấu kính giúp gom ánh sáng không làm chói xe lưu thông ngược chiều.

Hình 3.41. Cấu tạo chóa và bóng đèn D2S

- D2R: Là loại bóng có sẵn màng chắn dùng cho các chóa đèn chỉ có mặt phản xạ (ký tự R lấy từ chữ reflector - vật phản xạ). Có 1 lớp màu đen, để ngăn ánh sáng trực tiếp làm chói mắt xe ngược chiều.

Hình 2.42. Cấu tạo chóa và bóng đèn D2R

- D1S: Là loại bóng dùng cho các chóa đèn có màng chắn lóa và có thấu kính giúp gom được nhiều ánh sáng hơn (được tích hợp bộ khởi động).

Hình 3.43. Cấu tạo bóng đèn D1S

D1R: Là loại bóng có sẵn màng chắn dùng cho các chóa đèn chỉ có mặt phản xạ. Có 1 lớp màu đen, để ngăn ánh sáng trực tiếp làm chói mắt xe ngược chiều (được tích hợp bộ khởi động).

Đối với từng loại bóng đèn thì bộ ballast sẽ được thiết kế riêng phù hợp để phù hợp với từng loại chân đế.

Hình 3.44. Cấu tạo bóng đèn D1R

Hình3.45. Ballast đèn D1

Hình3.46. Ballast đèn D2

Phương pháp lắp ráp đối với từng loại bóng đèn

- Đối với bóng D2:

- Đối với bóng D1:

Hình 3.47. Sơ đồ kết nối 2 loại đèn D2 và D1với Ballast

Lợi ích của đèn Xenon

- Đầu tiên, tuổi thọ của đèn Xenon cao gấp 10 lần đèn halogen và đèn sợi đốt, do dây điện trở volfram của đèn halogen và sợi đốt rất dễ đứt do bị va đập hoặc hao mòn trong quá trình sử dụng, còn đèn Xenon chỉ đơn giản gồm hai bản cực phóng điện, được cố định bởi lớp vỏ thạch anh, chỉ có thể hư nếu bóng đèn bị vỡ. Trung bình đèn halogen chỉ có thời gian sử dụng từ 300 – 1000 giờ, còn đèn Xenon là 3000 giờ.

- Thứ hai là ánh sáng do đèn Xenon sinh ra là loại ánh sáng trắng xanh rất giống ánh sáng ban ngày trong khi đèn halogen chỉ sinh ra ánh sáng màu vàng, điều này có ý nghĩa giúp người điều khiển xe dễ dàng quan sát khi lái xe với hình ảnh thật hơn, rõ nét hơn. Vì vậy với công nghệ sinh ra luồng sáng cường độ cao (HID) đặc biệt có ý nghĩa tăng tính an toàn khi lái xe ban đêm.

- Theo các nghiên cứu để có thể phản ứng và xử lý các chướng ngại vật khi đang lái xe với tốc độ 100km/h người lái xe phải quan sát được các tín hiệu giao thông trước đó 70 m, vì vậy để đảm bảo an toàn chúng ta cần ít nhất 2,5 giây để phản xạ trước các biến cố xảy ra trên đường. Đèn Xenon với chùm ánh sáng dài, tầm quan sát rộng có thể đáp ứng được những yêu cầu này.

- Một ưu điểm nữa của đèn Xenon là tiết kiệm năng lượng hơn so với đèn sợi đốt do không phải tốn năng lượng để đốt nóng dây tóc nên tiêu thụ chỉ bằng 1/3 so với đèn sợi đốt, đèn halogen. Mà cường độ sáng lại cao hơn gấp 2 - 3 lần, một bóng Xenon 35 W cho độ sáng tương đương bóng halogen 100 W.

Hãng Hella đã có một bước phát triển xa hơn. Từ năm 1999, hệ thống đèn Bi-Xenon được sử dụng, nó có thể sinh ra tia sáng cốt và pha từ cùng một nguồn sáng. Thuận lợi là tiêu thụ năng lượng giảm hơn nữa mở ra những khả năng mới cho các nhà thiết kế, phát ra ánh sáng giống nhau cho pha và cốt.

Hình 3.48. Hiệu quả của hai loại đèn trên đường

3.2.3.2. Hệ thống đèn thông minh
Đèn pha là hệ thống điện có đầu tiên trong hệ thống điện thân xe nhìn chung hệ thống đèn pha đã có nhiều sự phát triển điển hình là các hệ thống điều khiển đèn pha tự động. Hệ thống điều khiển đèn pha tự động có các dạng sau:

- Tự động bật, tắt.

- Hệ thống đèn liếc động, đèn liếc tĩnh (đèn đầu định hướng)

- Tự động cân bằng đèn pha (tự động bám đường).

- Tự động chuyển sang nấc cốt khi gặp xe đối diện.

Trong giới hạn của Đồ án tốt nghiệp không thể trình bày hết các hệ thống điều khiển đèn pha tự động

a. Hệ thống tự động bật tắt

Khi cảm biến điều khiển đèn tự động xác định độ chiếu sáng môi trường xung quanh yếu mà công tắc điều khiển đèn ở vị trí AUTO (hoặc vị trí OFF đối với các xe không có vị trí AUTO), nó truyền tín hiệu tới bộ phận điều khiển đèn, bộ phận này sẽ bật sáng các đèn hậu và sau đó tới các đèn đầu tuỳ theo mức độ chiếu sáng xung quanh. Hệ thống này cũng có chức năng bật các đèn hậu nhưng không bật các đèn đầu trong một thời gian ngắn khi trời trở nên tối trong một khoảnh khắc chẳng hạn như xe chạy dưới gầm cầu hoặc dưới các phố có nhiều cây mà trời xung quanh vẫn sáng. Tuy nhiên, nếu sau một thời gian mà độ sáng của môi trường xung quanh vẫn thấp hơn giá trị qui định thì các đèn đầu sẽ bật sáng. Có hai loại hệ thống điều khiển đèn tự động. Đó là loại có cảm biến điều khiển đèn tự động và bộ phận điều khiển đèn được bố trí chung hoặc loại có đèn hậu và đèn đầu được bật sáng cùng một lúc.

Hình 2.49: Cảm biến và chức năng của hệ thống đèn tự động

Khi cảm biến điều khiển đèn tự động xác định được mức độ chiếu sáng xung quanh nó phát ra một tín hiệu xung đến bộ điều điều khiển đèn. Khi đó bộ điều khiển đèn sẽ đánh giá độ giảm cường độ chiếu sáng và kích hoạt các rơle đèn hậu và đèn đầu để bật sáng các đèn này.

Khi bộ điều khiển đèn đánh giá thấy sự tăng của cường độ sáng thì các đèn hậuvà đèn đầu bị tắt.

Hình 2.50. Mạch điện hệ thống đèn tự động

b. Hệ thống đèn đầu định hướng (đèn liếc động, đèn liếc tĩnh)

Xuất phát từ thực tế, người ta tìm cách khắc phục hiện tượng thiếu ánh sáng khi xe vào cua hoặc chạy trên những con đường khúc khuỷu, khi đó đèn chiếu sáng thông thường không đảm nhận được việc chiếu sáng ở những góc gần bên phải hoặc bên trái của chiếc xe, tình trạng cũng tương tự khi người ta chạy trên những cung đường hẹp và không thẳng .... Việc thường xuyên đối mặt với những vùng tối đột ngột xuất hiện trước mũi xe làm cho người lái cực kỳ căng thẳng, khả năng gây tai nạn cũng cao đơn giản là do không kịp nhìn thấy mặt đường trong các khúc quanh tối tăm. Các nhà sản xuất đã tìm ra các giải pháp để thay đổi vùng chiếu sáng của xe tùy theo điều kiện đường xá, tiêu biểu là các hệ thống đèn liếc tĩnh và đèn liếc động được trình bày dưới đây.

* Hệ thống đèn liếc tĩnh

Hình 2.51. Hiệu quả chiếu sáng đối với hệ thống đèn liếc tĩnh

Hệ thống đèn liếc tĩnh, thực chất của nó là bố trí nguồn sáng phụ bên cạnh đèn cốt thông thường, nguồn sáng phụ này có nhiệm vụ chiếu sáng góc cua khi xe vào cua mà vùng sáng của đèn cốt không chiếu tới, như trên hình vẽ bên trên, vùng sáng Abblendlicht là vùng sáng phụ của đèn chiếu sáng góc cua được bố trí bên cạnh đèn cốt.

Việc bật tắt đèn chiếu sáng góc cua được dựa vào 3 yếu tố để đảm bảo rằng, đèn này chỉ được kích hoạt khi vào cua gấp hoặc rẽ phải, rẽ trái, 3 yếu tố đó là:

- Góc đánh tay lái

- Tín hiệu của đèn xinhan (bật hoặc tắt)

- Tốc độ xe chạy

Giới thiệu các chế độ hoạt động của đèn chiếu sáng góc cua chủ động tĩnh.

Hình 2.52: Đèn chiếu sáng góc cua tắt

khi đi thẳng

Hình 2.53: Đèn chiếu sáng góc cua sẽ bật

lên cùng với đèn xinhan

Hình 2.54: Đèn chiếu sáng góc cua tự động bật lên khi xe quay vòng với tốc độ dưới 40 Km/h

Hình 2.55: Cả hai đèn chiếu sáng góc cua sẽ bật lên khi gặp sương mù hay lùi xe

So với hệ thống chiếu sáng góc cua động thì hệ thống chiếu sáng góc cua tĩnh có ưu điểm hơn ở chỗ vùng chiếu sáng của hệ thống chiếu sáng góc cua tĩnh có góc chiếu rộng hơn. Một ưu điểm khác làm cho hệ thống chiếu sáng góc cua tĩnh trở nên thông dụng hơn là giá thành thấp hơn và nó có thể lắp thêm cho những xe đời cũ hoặc những xe không trang bị hệ thống chiếu sáng góc cua một cách dễ dàng, chỉ cần thay thế đèn sương mù trên xe bằng hai đèn chiếu sáng góc cua và lắp đặt bộ điều khiển cùng các cảm biến, giắc cắm,… Nhưng nhược điểm của hệ thống này là chiếu sáng không linh hoạt bằng hệ thống chiếu sáng góc cua động.

* Nguyên lý điều khiển hệ thống đèn liếc tĩnh:

Cấu tạo chung của một hệ thống đèn liếc tĩnh bao gồm:

- 2 đèn chiếu sáng góc cua được bố trí cạnh đèn cốt.

- Bộ điều khiển trung tâm.

- Các cảm biến.

Hệ thống đèn chiếu sáng góc cua tĩnh được điều khiển bởi bộ điều khiển trung tâm, bộ điều khiển trung tâm này lấy tín hiệu từ các cảm biến góc đánh lái, cảm biến tốc độ, và tín hiệu đèn xi nhan, tự động nhận dạng các điều kiện vận hành của xe và sẽ bật đèn chiếu sáng góc cua để bổ sung cho đèn cốt.

Hình 2.56: Hệ thống đèn liếc tĩnh của hãng Hella

Cụ thể hơn, bộ điều khiển trung tâm sẽ ngay lập tức kích hoạt đèn chiếu sáng góc cua khi bật công tắc đèn xi nhan (công tắc xi nhan bên trái bật thì đèn kích hoạt đèn chiếu sáng góc cua bên trái và tương tự khi bật công tắc xi nhan bên phải) hoặc khi xe chạy dưới 40km/h, bộ điều khiển trung tâm sẽ kích hoạt các đèn chiếu sáng góc cua khi vào cua với góc cua gấp (cua xe bên nào thì đèn chiếu sáng góc cua bên đó được kích hoạt). Bộ điều khiển trung tâm sẽ liên tục nhận các tín hiệu cảm biến đưa về và xử lý để điều khiển đáp ứng về điều kiện chiếu sáng, vùng chiếu sáng của xe sẽ luôn chủ động theo góc cua của điều kiện đường xá.

Khi sử dụng hệ thống đèn chiếu sáng góc cua, việc bật tắt đột ngột các đèn chiếu sáng góc cua có thể làm loá mắt hoặc làm “giật mình” người điều khiển xe đối diện khi các vùng sáng của đèn chiếu sáng góc cua bất ngờ xuất hiện, để tránh hiện tượng này, hệ thống chiếu sáng góc cua sử dụng hệ thống đệm dimme, điều khiển việc sáng - tắt của các đèn chiếu sáng góc cua một cách từ từ, ánh sáng của đèn chiếu sáng góc cua dần tăng và dần giảm trong ít giây thời gian.

Trong điều kiện thời tiết xấu, đèn chiếu sáng góc cua cả hai bên có thể được bật lên để trở thành đèn sương mù, tạo ra tầm quan sát tối ưu. Thêm vào đó, khi cài số lùi thì đèn cả hai bên sẽ được bật lên để chiếu sáng dọc theo thân xe.

* Hệ thống đèn liếc động (Hệ thống đèn chiếu sáng góc cua động)

Khác với hệ thống đèn liếc tĩnh, với hệ thống đèn liếc động, để thay đổi vùng chiếu sáng người ta chỉ cần sử dụng một nguồn sáng (không sử dụng thêm đèn chiếu phụ như hệ thống đèn chiếu sáng góc cua tĩnh), nói rõ hơn là thay vì khi vào cua thì bật thêm đèn chiếu phụ bổ sung ánh sáng theo góc cua thì người ta sử dụng chính nguồn sáng của bóng đèn cốt để làm điều này. Đèn cốt thay đổi vùng chiếu sáng theo góc cua, như hình minh họa dưới đây:

Vùng sáng xe có Vùng sáng xe không

đèn liếc động có đèn liếc động

Hình 2.57: Sự khác biệt của xe có trang bị đèn liếc động,

khi đi trên cung đường cong.

Với hệ thống đèn liếc động sự thay đổi vùng chiếu sáng có mức độ liếc uyển chuyển hơn hệ thống đèn liếc tĩnh, và có thể kích hoạt ở những cung đường hơi cong, cũng như chuyển làn, làm cho việc sử dụng đèn liếc hoàn hảo hơn một cách rõ rệt ...

Sở dĩ sử dụng nguồn sáng của bóng đèn cốt để thay đổi vùng chiếu theo góc cua là vì với cung đường cong thường người ta chỉ sử dụng đèn cốt và ngược lại nếu sử dụng đèn pha mà sự thay đổi vùng chiếu sáng không kịp thời có thể làm ảnh hưởng đến tầm quan sát của người đi ngược chiều.

Việc thay đổi vùng chiếu sáng của đèn cốt được thực hiện dựa vào 2 tín hiệu để đảm bảo rằng ánh sáng đèn cốt thay đổi theo cung đường và thay đổi kịp thời:

- Tín hiệu cảm biến góc lái.

- Tín hiệu cảm biến tốc độ.

Hình 2.58: Vùng chiếu sáng đèn cốt thay đổi khi xe chạy trên cung đường cong

Hệ thống đèn chiếu sáng góc cua động chỉ có thể thay đổi góc của vùng chiếu sáng 150 qua mỗi bên, chính vì vậy hiệu quả lớn nhất của hệ thống này là khi xe chạy trên những cung đường cong (với góc thay đổi 150 qua mỗi bên là đã đáp ứng được cho các cung đường có độ cong lớn), còn khi xe rẽ trái hoặc rẽ phải thì vùng chiếu sáng của hệ thống đèn liếc động chưa đáp ứng được.

Hình 2.59: Góc điều chỉnh của đèn liếc động đủ cho các cung đường có độ cong gắt.

Hiện nay người ta phối hợp cả hệ thống đèn liếc động và liếc tĩnh trên xe, hệ thống liếc động được kích hoạt trên những cung đường cong, còn hệ thống đèn liếc tĩnh chỉ được kích hoạt khi xe rẽ trái hoặc phải, hoặc trên những cung đường có bán kính cong nhỏ. Vấn đề này được nói rõ hơn ở mục sau.

Hệ thống đèn liếc động còn chưa được phổ biến lắm trên thị trường, hiện tại nó được lắp trên các xe đời mới hạng sang, vì giá thành còn khá cao.

Ở Việt Nam, hệ thống đèn liếc động chỉ được thấy trên các xe nhập khẩu nguyên chiếc hạng sang, các dòng xe lắp ráp tại Việt Nam đều chưa được trang bị hệ thống này. Lý do một phần là ở Việt Nam vấn đề an toàn cho người sử dụng chưa được quan tâm đúng mức mà đặt trên hết là giảm giá thành để tiếp cận người tiêu dùng cũng như mục đích lợi nhuận của các hãng nên các hệ thống an toàn tiêu chuẩn cho người lái xe ở các nước phát triển như Air Bag, ABS, AFS… còn ít được thấy, hoặc chỉ thấy trên các dòng xe hạng sang cho giới thượng lưu.

Hình 2.60: Hệ thống đèn liếc động được trang bị trên xe Lesux.

* Nguyên lý điều khiển đèn chiếu sáng góc cua động:

Nhìn chung cấu tạo cơ cấu chấp hành của hệ thống đèn liếc động phức tạp và đa dạng, người ta đưa ra nhiều giải pháp để có thể thay đổi góc chiếu sáng của bóng đèn cốt, nhưng tiêu biểu hiện nay là loại dựa trên hiện tượng khúc xạ ánh sáng. Dưới đây trình bày cấu tạo về loại hệ thống chiếu sáng góc cua động tiêu biểu đó.

Hệ thống đèn liếc động loại này gồm phần dẫn động của cơ cấu đảo tròng hoạt động nhờ một động cơ Servo, động cơ servo này điều khiển vùng chiếu sáng của đèn pha dao động 150 chuyển góc sang mỗi bên, tùy theo góc thay đổi vôlăng.

Hình 2.61: Cấu tạo đèn liếc động

Hình 2.62: Các modul cơ cấu đèn liếc động lắp thêm

Bản chất là một cụm Xenon được bố trí thêm các cơ cấu dẫn động gồm một động cơ servo và các cơ phận khác để dịch chuyển hướng của ống chiếu sáng, dẫn đến thay đổi góc chiếu sáng.

Với mục đích phổ thông hóa hệ thống đèn liếc động, người ta thiết kế nhiều loại cơ cấu đèn liếc động đơn giản có tính lắp lẫn cao.

Các cơ cấu đèn liếc động này độc lập với nguồn sáng được sử dụng, bất luận Xenon, Bi - Xenon hay Halogen vì vậy ta có thể lắp thêm các cơ cấu đèn liếc động cho các hệ thống đèn đầu chưa trang bị hệ thống đèn liếc, các cơ cấu đèn liếc ngày nay được cung cấp rời với vài hệ tiêu chuẩn cụ thể cho từng dòng xe, nhờ vậy đa phần có thể tự trang bị thêm hệ thống đèn liếc mà không cần chiếc xe phải có những thay đổi nghiêm trọng.

Cấu tạo cơ cấu chấp hành của hệ thống đèn liếc động tuy đa dạng nhưng đều sử dụng động cơ servo để dẫn động nên việc điều khiển cơ cấu chấp hành nhìn chung cũng là điều khiển động cơ Servo dựa trên các tín hiệu cảm biến góc cua và cảm biến tốc độ.

Về hệ thống điều khiển của hệ thống đèn liếc động tương tự như hệ thống đèn liếc tĩnh, bộ điều khiển trung tâm nhận các tín hiệu từ cảm biến góc cua và cảm biến tốc độ, phân tích các giá trị góc cua và tốc độ lái xe để xác định góc điều chỉnh vùng chiếu sáng và tốc độ đáp ứng, đưa tín hiệu điều chỉnh motor servor theo các góc xác định về các bên trái hoặc phải tuỳ theo góc cua.

Với những tính toán phù hợp dựa trên giá trị tốc độ tức thời, Đèn liếc động có tốc độ liếc nhanh hay chậm hoàn toàn thích ứng với tốc độ xe chạy, khi ôm cua nhanh, đèn liếc nhanh, khi chạy chậm thì đèn liếc chậm, nhờ đó, đối với người lái, nguồn sáng luôn luôn như gắn chặt với chiếc xe, cố định và hài hòa.

* Xu hướng phát triển của hệ thống chiếu sáng chủ động

Hệ thống chiếu sáng chủ động (adaptive front lighting system – AFS) nằm trong lĩnh vực an toàn chủ động đang được rất quan tâm và chú trọng nghiên cứu, ứng dụng nhằm cải thiện mức độ thân thiện, an toàn và tăng tính tiện ích cho người lái xe. Giảm thiểu tối đa khả năng rủi ro mà người điều khiển xe có thể gặp phải vì những lí do khách quan do quan sát hạn chế vào ban đêm, giúp người lái xe không phải quá căng thẳng khi lái xe ban đêm do phải quan sát tập trung cao độ và liên tục.

Đối với hệ thống chiếu sáng góc cua hiện nay, người ta bố trí cả hệ thống đèn chiếu sáng góc cua tĩnh và đèn chiếu sáng góc cua động, 2 hệ thống này bổ khuyết cho nhau, hệ thống đèn liếc tĩnh thì đáp ứng tốt đòi hỏi về vùng chiếu sáng khi xe rẽ trái hoặc phải, còn hệ thống đèn liếc động đáp ứng tốt vùng chiếu sáng khi xe ôm cua một cách uyển chuyển, linh động.

Hình 2.63: Xe bố trí cả hệ thống chiếu sáng góc cua tĩnh và động.

Trong khái niệm hệ thống chiếu sáng chủ động hiện nay không chỉ đơn thuần là thay đổi vùng chiếu sáng chủ động theo góc cua. Các nhà sản xuất hướng tới chiếu sáng chủ động là phải tương thích, điều chỉnh luồng sáng theo điều kiện đường xá, không chỉ về góc cua, mà cả về không gian xe đang chạy.

Nhờ việc sử dụng một hệ thống thấu kính có thể thay đổi dịch chuyển tâm sáng từ nguồn tới thấu kính và sắp xếp hệ thống chắn sáng, nguồn sáng trong ôtô còn có thể điều chỉnh gần xa, tỏa rộng hay thu hẹp, tăng hay giảm cường độ sáng, việc điều khiển các chế độ chiếu sáng dựa trên các tín hiệu tốc độ, góc lái, tải trọng… mà các cảm biến đưa về mạch điều khiển, mạch điều khiển sẽ xử lý thông tin và phát các tín hiệu điều khiển các cơ cấu chấp hành theo các chương trình lập trình sẵn.

* Dưới đây là các chế độ xe chạy trong điều kiện địa hình đường xá khác nhau:

- Trong điều kiện xe chạy trên đường nông thôn: Mặc dù mật độ phương tiện giao thông không đông đúc nhưng do tình trạng đường xá xấu và không có hệ thống chiếu sáng giao thông nên hệ thống chiếu sáng chủ động - AFS điều chỉnh luồng ánh sáng mở rộng về hai bên, cường độ sáng tương đối lớn.

Hình 2.64: Xe có sử dụng hệ thống AFS và không sử dụng AFS ở đường nông thôn

- Trong điều kiện xe chạy trong thành phố, mật độ xe đông đúc, khoảng cách giữa các thành phần giao thông gần nhau, nhiều cua hẹp, gãy khúc, hệ thống AFS điều chỉnh ánh sáng ngoài việc chuyển hướng thì còn phải hạ thấp, mở rộng về hai bên, cường độ sáng vừa phải:

Hình 2.65: Ngoài việc chiếu sáng theo các ngõ rẽ trong thành phố…

Hình 2.66: Vùng chiếu sáng phải mở rộng về hai bên và hạ thấp

- Khi xe chạy trên xa lộ: Lúc này xe có tốc độ cao đèn phải hoạt động ở một chế độ khác: chiếu xa hơn vì yêu cầu về tầm nhìn xa hơn, mạnh hơn vì xe chạy trong không gian tối hơn, nhưng phải hạ tầm sáng bên phía đối diện để không làm chói xe chạy ngược chiều, không ảnh hưởng người vượt bên trái.

Hình 2.67: Trên đường xa lộ

Ngày nay với sự phát triển của kỹ thuật định vị toàn cầu, các nhà sản xuất đang tính tới việc kết hợp hệ thống định vị với hệ thống chiếu sáng, tức là: hệ thống định vị với các bản đồ chi tiết được cài đặt sẽ xác định chính xác tình trạng cung đường người lái đã chọn, bao gồm cả các ngã rẽ hay cua vòng, kết hợp với tốc độ xe đang chạy, hệ thống điều khiển sẽ thay đổi, đáp ứng vùng chiếu sáng tùy theo điều kiện địa hình và sự thay đổi này nhanh chậm là tùy theo tốc độ của xe.

3.3. HỆ THỐNG TÍN HIỆU
Hệ thống tín hiệu được phân làm hai loại: Tín hiệu phát quang và tín hiệu âm thanh.

+ Tín hiệu phát quang gồm các loại đèn tín hiệu: báo rẽ và nguy hiểm, kích thước xe, soi biển số, đèn xin vượt, lùi xe, …

+ Tín hiệu âm thanh: Các loại còi và các loại âm thanh khi xin đường và phanh.

3.3.1. Hệ thống đèn xi nhan và cảnh báo nguy hiểm
Có tác dụng thông báo cho người đi đường và các loại phương tiện tham gia giao thông đang cùng hoạt động trên đường biết có xe xin rẽ hoặc quay đầu.

3.3.1.2. Công tắc đèn báo rẽ và nguy hiểm
a. Công tắc đèn báo rẽ

Được bố trí trong công tắc tổ hợp nằm dưới tay lái, gạt công tắc này sang phải hoặc sang trái sẽ làm cho đèn báo rẽ phải hay trái.

Hình 3.68. Công tắc đèn báo rẽ

b. Công tắc đèn báo nguy hiểm

Khi bật công tắc đèn báo nguy nó sẽ làm cho tất cả các đèn báo rẽ đều nháy.

Hình 3.69. Vị trí công tắc đèn báo nguy hiểm

c. Bộ tạo nháy

Bộ tạo nháy làm cho các đèn nháy theo một tần số định trước. Bộ tạo nháy dùng cho cả đèn báo rẽ và đèn báo nguy hiểm. Bộ tạo nháy có nhiều dạng: cơ- điện, cơ- bán dẫn hoặc bán dẫn tuần hoàn.

Ø Bộ tạo nháy kiểu cơ - điện

Bao gồm một tụ điện C, các cuộn dây L1, L2 và các tiếp điểm. Dòng điện đến đèn xi nhan chạy qua cuộn L1 và dòng điện qua tụ băng qua cuộn L2. Cuộn L1 và L2 được quấn sao cho khi tụ điện được nạp, hướng vào từ trường trong hai cuộn khử lẫn nhau và khi tụ điện đang phóng hướng của từ trường trong hai cuộn kết hợp lại.

Hình 3.70. Mạch bộ nháy kiểu cơ - điện

Các tiếp điểm được đóng bởi lực lò xo. Một điện trở mắc song song với các tiếp điểm để tránh phóng tia lửa giữa các tiếp điểm khi bộ tạo nháy hoạt động.

Nguyên lý hoạt động:

Khi bật khóa điện, dòng điện từ đến tụ điện qua cuộn L2 nạp cho tụ, tụ được nạp đầy.

Khi công tắc xi nhan bật sang phải hoặc sang trái, dòng điện từ Å Ắc quy đến tiếp điểm, qua cuộn L1 đến công tắc báo rẽ sau đó đến các đèn báo rẽ. Khi dòng điện dòng điện chạy qua cuộn L1, ngay thời điểm đó trên cuộn L1 sinh ra một từ trường làm tiếp điểm mở.

Hình 3.71. Hoạt động của bộ nháy cơ điện khi công tắc đèn báo rẽ bật.

Khi tiếp điểm mở, tụ điện bắt đầu phóng điện vào cuộn L2 vào L1, đến khi tụ phóng hết điện, từ trường sinh ra trên hai cuộn giữ tiếp điểm mở. Dòng điện phóng ra từ tụ điện và dòng điện từ ắc quy (chạy qua điện trở) đến các bóng đèn báo rẽ, nhưng do dòng điện quá nhỏ đèn không sáng.

Hình 3.72. Tiếp điểm mở, tụ điện phóng

Khi tụ phóng hết điện, tiếp điểm lại đóng cho phép dòng điện tiếp tục chạy từ ắc quy qua tiếp điểm đến cuộn L1 rồi đến các đèn báo rẽ làm chúng sáng. Cùng lúc đó dòng điện chạy qua cuộn L2 để nạp cho tụ. Do hướng dòng điện qua L1 và L2 ngược nhau, từ trường sinh ra trên hai cuộn khử lẫn nhau và giữ cho tiếp điểm đóng đến khi tụ nạp đầy. Vì vậy, đèn vẫn sáng. Khi tụ được nạp đầy, dòng điện ngưng chạy trong cuộn L2 và từ trường sinh ra trong L1 lại làm tiếp điểm tiếp tục mở, đèn tắt.

Chu trình trên lạp lại liên tục làm các đèn báo rẽ nháy ở một tần số nhất định.

Hình 3.73. Tiếp điểm đóng (đèn báo rẽ sáng)

Ø Bộ tạo nháy kiểu cơ - bán dẫn

Một rơle nhỏ để làm các đèn báo rẽ nháy và một mạch transitor để đóng ngắt rơle theo một tần số định trước được kết hợp thành bộ tạo nháy kiểu bán transitor.

Hình 3.74. Bộ tạo nháy kiểu cơ – bán dẫn

Bộ tạo nháy kiểu bán dẫn:

Bộ tạo nháy kiểu bán dẫn thường là một mạch dao động đa hài dùng 2 transisitor.

Hoạt động: Trên hình 2.74 trình bày hoạt động bộ tạo nháy.

Khi gạt công tắc đèn báo rẽ gạt hoặc báo nguy, điện thế dương được cung cấp cho mạch, nhờ sự phóng nạp của các tụ điện, các transistor T1 và T2 sẽ lần lượt đóng mở theo chu kỳ. Khi T2 dẫn làm T3 dẫn theo cho phép dòng điện đi qua cuộn dây relay ® hút tiếp điểm K đóng làm đèn sáng. Nếu bất kỳ một bóng đèn báo rẽ nào bị cháy tải tác dụng lên bộ nháy giảm xuống dưới giá trị tiêu chuẩn làm cho thời gian phóng nạp tụ nhanh hơn bình thường.

Hình 2.75. Sơ đồ mạch điện đèn báo rẽ, báo nguy và bộ tạo nháy bán dẫn

Vì vậy, tần số nháy của đèn báo rẽ cũng như đèn trên Taplô trở nên nhanh hơn báo cho tài xế biết một hay nhiều bóng đèn đã bị cháy.

Bộ tạo nháy kiểu Rơle tổ hợp:

THAM KHẢO

3.3.2. Hệ thống đèn kích thước
Đèn kích thước được lắp sau xe, trước xe, bên hông xe, trên nắp cabin để chỉ báo chiều rộng, chiều dài và chiều cao xe.

Các đèn kích thước thường dùng kính khuyếch tán màu đỏ đối với đèn phía sau, màu trắng hoặc vàng đối với đèn phía trước. Công suất mỗi bóng thường là 10W.

3.3.3. Hệ thống đèn phanh
Báo hiệu cho các phương tiện đang cùng hoạt động trên đường biết xe đi phía trước đang phanh.

3.3.4. Hệ thống cảnh báo lùi xe

CHƯƠNG 4. HỆ THỐNG GẠT NƯỚC VÀ RỬA KÍNH, ĐÈN PHA

4.1. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG

4.2. C¸c côm thiÕt bÞ chÝnh cña hÖ thèng g¹t níc

Heä thoáng gaït nöôùc vaø röûa kính goàm caùc boä phaän sau:

4.2.1. M« t¬ g¹t nƯíc (wiper mOTOR)

Ñoäng cô ñieän vôùi maïch kích töø baèng nam chaâm vónh cöûu ñöôïc duøng cho caùc môtơ gaït nöôùc. Môtơ gaït nöôùc goàm moät môtơ điện một chiều vaø cô caáu truïc vít – baùnh vít ñeå giaûm toác ñoä cuûa môtơ. Coâng taéc döøng töï ñoäng ñöôïc gaén treân baùnh vít ñeå caàn gaït nöôùc döøng taïi moät vò trí cuoái khi taét coâng taéc gaït nöôùc ôû baát kyø thôøi ñieåm naøo, nhaèm traùnh giôùi haïn taàm nhìn taøi xeá.

Moät môtơ gaït nöôùc thöôøng söû duïng ba choåi than: Choåi toác ñoä thaáp, choåi toác ñoä cao vaø choåi duøng chung (ñeå noái mass hoaëc noái döông).

Coâng taéc döøng töï ñoäng

Coâng taéc döøng töï ñoäng bao goàm moät ñóa ñoàng coù khoeùt raõnh vaø ba tieáp ñieåm. ÔÛ vò trí OFF cuûa coâng taéc gaït nöôùc, tieáp ñieåm giöõa ñöôïc noái vôùi choåi than toác ñoä thaáp cuûa môtơ gaït nöôùc qua coâng taéc. Nhôø vaäy, maëc duø ngaét coâng taéc, môtơ seõ tieáp tuïc quay ñeán ñieåm döøng nhôø ñöôøng daãn thoâng qua tieáp ñieåm tì treân laù ñoàng. ÔÛ ñieåm döøng, hai ñaàu choåi than cuûa môtơ ñöôïc noái vôùi nhau taïo ra maïch haõm ñieän ñoäng, ngaên khoâng cho môtơ tieáp tuïc quay do quaùn tính.

C¬ cÊu dÉn ®éng cÇn g¹t níc

Trên hình 3.10 là 3 trạng thái hoạt động của gạt nước ở chế độ LO. Nhờ đặc điểm của cụm công tắc P1, P2, P3, vành tiếp điểm dạng cam và cặp công tắc kép LO/OFF thường đóng mà trong khi môtơ gạt nước đang hoạt động ở bất kỳ vị trí nào, nếu lái xe tắt công tắc gạt nước thì môtơ gạt nước vẫn tiếp tục quay về vị trí ban đầu mới dừng lại.

Hình 3.10: Ba trạng thái hoạt động của gaït nöôùc ôû vò trí LOW/MIST

Coâng taéc gaït nöôùc ôûû vò trí HIGH
Khi coâng taéc gaït nöôùc ôû vò trí HIGH, doøng ñieän tôùi choåi toác ñoä cao cuûa môtơ (HI) nhö sô ñoà hình 3.11 vaø môtơ quay ôû toác ñoä cao:

Accu + ® chaân18 ® tieáp ñieåm HIGH cuûa coâng taéc gaït nöôùc ® chaân 13 ® môtơ gaït nöôùc (HIGH) ® mass.

Hình 3.11: Sô ñoà maïch ñieän khi coâng taéc gaït nöôùc ôû vò trí HIGH

Coâng taéc gaït nöôùc taïi vò trí INT (Vò trí giaùn ñoaïn)
Khi coâng taéc gaït nöôùc dòch ñeán vò trí INT(hình 3.12, 3.13), Tr1 baät trong moät thôøi gian ngaén laøm tieáp ñieåm rơle chuyeån töø A sang B: Accu + ® chaân18 ® cuoän rơle Tr1® chaân 16®mass. Khi caùc tieáp ñieåm rơle ñoùng taïi B, doøng ñieän chaïy ñeán môtơ (LO) vaø môtơ baét ñaàu quay ôû toác ñoä thaáp: Accu + ® chaân18 ® tieáp ñieåm B rơle ® caùc tieáp ñieåm INT cuûa coâng taéc gaït nöôùc ® chaân 7 ® môtơ gaït nöôùc LO ® mass.

Hình 3.12: Sô ñoà maïch ñieän khi coâng taéc gaït nöôùc ôû vò trí INT

Tr1 nhanh choùng taét, laøm tieáp ñieåm cuûa rơle laïi quay ngöôïc töø B veà A. Tuy nhieân, moät khi môtơ baét ñaàu quay tieáp ñieåm cuûa coâng taéc cam baät töø vò trí A sang vò trí B neân doøng ñieän tieáp tuïc chaïy qua choåi toác ñoä thaáp cuûa môtơ vaø gaït nöôùc hoaït ñoäng ôû toác ñoäï thaáp: Accu + ® tieáp ñieåm B coâng taéc cam ® chaân soá 4 ® tieáp ñieåm A rơle ® chaân 7 ® môtơ gaït nöôùc LO ® mass. Khi gaït nöôùc ñeán vò trí döøng tieáp ñieåm cuûa coâng taéc cam laïi gaït töø B veà A laøm döøng môtơ. Moät thôøi gian xaùc ñònh sau khi gaït nöôùc döøng Tr1 laïi baät trong thôøi gian ngaén, laøm gaït nöôùc lặp laïi hoaït ñoäng cuûa noù.

Hình 3.13: Sô ñoà maïch ñieän khi coâng taéc gaït nöôùc ôû vò trí INT.

Coâng taéc röûa kính baät ON:

Hình 3.14: Sô ñoà maïch ñieän khi coâng taéc gaït nöôùc ôû vò trí ON

Khi coâng taéc röûa kính baät ON (hình 3.14), doøng ñieän chaïy ñeán môtơ röûa kính: Accu + ® môtơ röûa kính ® chaân soá 8 ® tieáp ñieåm coâng taéc röûa kính ® chaân 16 ® mass.

Trong tröôøng hôïp gaït nöôùc noái vôùi röûa kính, Tr1 baät trong thôøi gian xaùc ñònh khi môtơ röûa kính hoaït ñoäng laøm gaït nöôùc hoaït ñoäng, ôû toác ñoä thaáp moät hoaëc hai laàn. Thôøi gian Tr1 baät laø thôøi gian naïp ñieän cho tuï trong maïch transistor. Thôøi gian naïp laïi ñieän cho tuï phuï thuoäc vaøo thôøi gian baät coâng taéc röûa kính.

Hình 3.15. Sơ đồ và trạng thái hoạt động tiêu biểu

THAM KHẢO

Hình 3.16. Sô ñoà maïch ñieän gaït vaø phun nöôùc TOYOTA CAMRY

Hình 3.17. Sô ñoà maïch ñieän gaït vaø phun nöôùc NISSAN BLUE BIRD

2.3.3.

Hình 3.18. Sô ñoà maïch ñieän gaït vaø phun nöôùc cuûa xe TOYOTA PREVIA

Hình 3.18. Sô ñoà maïch ñieän gaït vaø phun nöôùc kính tröôùc TOYOTA CRESSIDA

Hình 3.19. Sô ñoà maïch ñieän gaït vaø phun nöôùc cuûa TOYOTA CRESSIDA

kính sau (Rear Wiper and Washer)

2.4. ĐIỀU KHIỂN QUA BCM (ECU điện thân xe) VÀ MỘT SỐ KIỂU KHÁC

2.4.1. Điều khiển gạt nước qua BCM

Hệ thống gạt nước của các ôtô được xuất xưởng thời gian gần đây thường được điều khiển qua BCM (chế độ gạt gián đoạn) như ví dụ trên hình 3.20 của dòng xe KIA. Trên đó, đầu âm của cuộn dây rơle gạt nước gián đoạn (RLGNGĐ) được điều khiển qua một Tr trong BCM. Khi Tr được chíp chương trình (microprosesor) điề khiển ON thì tiếp điểm của RLGNGĐ chuyển về vị trí nối với nguồn B+. Khi đó ngồn + thông qua tiếp điểm của RLGNGĐ, tiếp điểm INT của công tắc gạt nước được cấp đến chổi than tốc độ thấp của môtơ gạt nước, môtơ quay khỏi vị trí ban đầu thì Tr lại được điều khiển OFF; tiếp điểm của RLGNGĐ trở về vị trí ban đầu, còn P1 được nối với P2 nên điện áp + tiếp tục được cấp đến môtơ qua tiếp điểm P1-P2, tiếp điểm thường đóng của RLGNGĐ, tiếp điểm INT.

Hình 3.20. Điều khiển gạt nước qua BCM

Hình 3.21. BCM của dòng xe KIA

Một nguyên tắc điều khiển gạt nước nữa được trình bày trên hình 3.22. Trên đó, BCM nhận thông tin điều khiển từ cụm công tắc đa năng (M/F switch) thông qua đường truyền LIN và các tín hiệu từ các cảm biến, công tắc. Sau đó, BCM sẽ thông qua 2 tranzito để điều khiển ON/OFF cuộn dây của 2 rơle (rơle tốc độ cao và rơle tốc độ thấp) để cấp nguồn dương đến các chổi thân tốc độ cao và thấp của mô tơ gạt nước. Chế độ gạt nước gián đoạn INT cũng được điều khiển thông qua một tranzito và rơle tốc độ thấp.

Môtơ bơm nước rửa kính và môtơ gạt nước đèn pha cũng được điều khiển từ BCM.

Hình 3.22. Điều khiển gạt nước qua BCM

Để đảm bảo an toàn cho môtơ gạt nước, một số môtơ có thể tích hợp thêm một ECU an toàn ở cụm môtơ (hình 3.23, 3.24, 3.25, 3.26).

Hình 3.23. Cụm môtơ gạt nước có ECM an toàn

Ở đây, hiện tượng kẹt chổi gạt được kiểm soát nhờ việc theo dõi tốc độ của môtơ thông qua một cảm biến tốc độ loại Hall. Khi tín hiệu từ CB Hall không đều thì CPU xác nhận hiện tượng kẹt và điều khiển rơle môtơ ngắt điện cấp vào môtơ.

Trên một số kiểu ô tô có thể được trang bị hệ thống gạt nước tự động khi trời mưa. Để thực hiện việc này, ở phía kính chắn gió trước phải có cảm biến nước mưa (hình 3.24). Tùy theo dòng xe, CB nước mưa có thể có một cặp quang điện (LED-Điốt quang) hoặc vài cặp.

2.4.2. Điều khiển gạt nước tự động khi trời mưa

Hình 3.24. Cảm biến nước mưa

Nguyên tắc hoạt động cơ bản của CB nước mưa là: ánh sáng từ LED được chiếu qua một thấu kính hội tụ nhỏ và hắt ánh sáng lên bề mặt kính. Nếu không có hạt nước mưa trên mặt kính thì toàn bộ ánh sáng được khúc xạ lại tới điốt quang. Nếu có hạt nước mưa trên mặt kính thì hạt nước mưa trở thành một thấu kính nữa và ánh sáng được khúc xạ lại tới điốt quang bị giảm đi. Khi đó bộ điều khiển sẽ kích hoạt rơle gạt nước tốc độ thấp hoạt động để gạt nước tự động

Hình 3.25. Nguyên lý truyền tín hiệu trong hệ thống gạt nước tự động

Hình 3.26. Chế độ gạt nước tự động tốc độ thấp

CHƯƠNG 5. HÖ thèng kho¸ cöa vµ chèng trém

(power door locks & anti-theft)

Chức năng mở cửa bằng tay

Chức năng mở khóa 2 lần

HÖ thèng kho¸ cöa ®iÒu khiÓn tõ xa

CHƯƠNG 6. HÖ thèng cöa kÝnh ®iÖn

(power windows)

CHƯƠNG 7. HỆ THỐNG AN TOÀN KHẨN CẤP
7.1. CHỨC NĂNG, YÊU CẦU
7.1.1. Chức năng
Đảm bảo an toàn cho người và hành lý trên xe khi có những tình huống va chạm bất thường xảy ra.

7.1.2. Yêu cầu
Có hai yêu cầu an toàn đối với ô tô, đó là:

+ Thứ nhất là an toàn chủ động liên quan đến việc ngăn ngừa tai nạn xẩy ra.

+ Thứ hai là an toàn thụ động liên quan đến việc bảo vệ người và hành lý trên xe tại thời điểm va đập.

Để bảo vệ người và hành lý trên xe khi va đập, điều quan trọng là phải giữ cho ca bin bị hư hỏng ít nhất đồng thời phải giảm thiểu sự xuất hiện các va đập thứ cấp gây ra bởi sự dịch chuyển của người lái và hành lý trong ca bin. Để thực hiện được điều này người ta sử dụng khung xe có cấu trúc hấp thụ được tác động của lực va đập, đai an toàn, túi khí SRS.v.v.

* Thân xe có cấu trúc hấp thụ được tác động của lực va đập (CIAS):

Sự hấp thụ và phân tán lực va đập thông qua biến dạng các phần đằng trước và đằng sau của thân xe sẽ làm giảm lực va đập tới người lái và hành khách. Cấu trúc ca bin cứng vững cũng giúp giảm thiểu được biến dạng của nó

* Đai an toàn:

Đai an toàn là một trong những phương tiện cơ bản bảo vệ người lái và hành khách. Đeo đai an toàn sẽ giúp cho người lái và hành khách không bị văng ra khỏi xe trong quá trình va đập đồng thời cũng giảm thiểu sự xuất hiện va đập thứ cấp trong ca bin

* Túi khí SRS (hệ thống giảm va đập bổ sung):

Túi khí SRS được trang bị để bảo vệ bổ sung cho người lái và hành khách khi họ đã được bảo vệ bằng đai an toàn. Đối với những va đập nghiêm trọng ở phía trước hoặc sườn xe, túi khí SRS cùng với đai an toàn sẽ ngăn ngừa hoặc giảm thiểu chấn thương.

Khi xe đâm vào xe khác hoặc vật thể cố định, nó dừng lại rất nhanh nhưng không phải ngay lập tức. Ví dụ nếu khi xe đâm vào Barie cố định với vận tốc 50 km/h, bị đâm ở phía đầu xe, thì xe chỉ dừng lại hoàn toàn sau khoảng 0,1 giây hoặc hơn một chút.
Ở thời điểm va đập, ba đờ sốc trước ngừng dịch chuyển nhưng phần còn lại của xe vẫn dịch chuyển với vận tốc 50 km/h. Xe bắt đầu hấp thụ năng lượng va đập và giảm tốc độ vì phần trước của xe bị ép lại. Trong quá trình va đập, khoang hành khách bắt đầu chuyển động chậm lại hoặc giảm tốc, nhưng hành khách vẫn tiếp tục chuyển động lao về phía trước với vận tốc như vận tốc ban đầu trong khoang xe.

Hình 7.1. An toàn khi có và không có Hình 7.2. Công dụng của túi khí và đai
túi khí và đai an toàn an toàn
Nếu người lái và hành khách không đeo dây an toàn, họ sẽ tiếp tục chuyển động với vận tốc 50 km/h cho đến khi họ va vào các vật thể trong xe. Trong ví dụ cụ thể này hành khách và người lái dịch chuyển nhanh như khi họ rơi từ tầng 3 xuống.

Nếu người lái và hành khách đeo dây an toàn thì tốc độ dịch chuyển của họ sẽ giảm dần và do đó giảm được lực va đập tác động lên cơ thể họ. Tuy nhiên, với các va đập mạnh họ có thể vẫn va đập vào các vật thể trong xe nhưng với một lực nhỏ hơn nhiều so với những người không đeo dây an toàn.

7.2. HỆ THỐNG TÚI KHÍ
7.2.1. Công dụng và phân loại

Các túi khí được thiết kế để bảo vệ lái xe và hành khách ngồi phía trước được tốt hơn ngoài biện pháp bảo vệ chính bằng dây đai an toàn.

Trong trường hợp va đập mạnh từ phía trước túi khí làm việc cùng với đai an toàn để tránh hay làm giảm sự chấn thương bằng cách phồng lên, giảm nguy cơ đầu hay mặt của lái xe hay hành khách phía trước đập thẳng vào vành tay lái hay bảng táplô

Túi khí được phân loại dựa trên kiểu hệ thống kích nổ bộ thổi khí, số lượng túi khí và số lượng cảm biến túi khí.

a. Hệ thống kích nổ bộ thổi khí:

- Loại điện tử (loại E)

- Loại cơ khí hoàn toàn (loại M)

b. Số lượng túi khí:

- Một túi khí: cho lái xe (loại E hay M)

- Hai túi khí: cho lái xe và hành khách trước (chỉ loại E)

c. Số lượng cảm biến túi khí: (chỉ loại E)

- Một cảm biến: Cảm biến túi khí.

- Ba cảm biến: Cảm biến trung tâm và hai cảm biến trước.

7.2.2. Cấu trúc cơ bản của hệ thống
Bao gồm:

- Cảm biến túi khí trung tâm.

- Bộ thổi khí.

- Túi khí.

Hình 7.3. Cấu trúc hệ thống túi khí

7.2.3. Nguyên lý hoạt động

Khi va chạm, cảm biến túi khí xác định mức độ va chạm và khi mức độ này vượt quá giá trị qui định của cụm cảm biến túi khí trung tâm (cụm cảm biến túi khí), thì ngòi nổ nằm trong bộ thổi túi khí sẽ bị đánh lửa.

Ngòi nổ đốt chất mồi lửa và hạt tạo khí và tạo ra một lượng khí lớn trong thời gian ngắn.

Khí này bơm căng túi khí để giảm tác động lên người trên xe đồng thời ngay lập tức thoát ra ở các lỗ xả phía sau túi khí. Điều này làm giảm lực tác động lên túi khí và cũng đảm bảo cho người lái có một thị trường cần thiết để quan sát.

Hình 7.4. Hoạt động của túi khí

7.2.4. Túi khí loại E
76.2.4.1. Tổng quan về hệ thống
Hệ thống túi khí loại E bao gồm các phần tử sau (hình 7.5)

Hình 7.5 Hệ thống túi khí loại E

7.2.4.2. Cấu tạo và hoạt động của từng cụm
a. Bộ thổi khí và túi khí

Cụm túi khí SRS cho ghế người lái được đặt trong đệm vô lăng. Cụm túi khí SRS không thể tháo rời ra được. Nó gồm có bộ thổi khí, túi và đệm vô lăng.

Hình 7.6 Cấu tạo và hoạt động của bộ thổi khí cho lái xe

- Nguyên lý hoạt động:

Cảm biến túi khí được kích hoạt do sự giảm tốc đột ngột khi có va đập mạnh từ phía trước. Dòng điện đi vào ngòi nổ nằm trong bộ thổi khí để kích nổ túi khí. Tia lửa lan nhanh ngay lập tức tới các hạt tạo khí và tạo ra một lượng lớn khí Nitơ. Khí này đi qua bộ lọc và được làm mát trước khi sang túi khí. Sau đó vì khí giãn nở làm xé rách lớp ngoài của mặt vô lăng và túi khí tiếp tục bung ra để làm giảm va đập tác dụng vào đầu nguời lái

Ngoài ra, còn có bộ thổi khí loại kép để điều khiển quá trình bung ra của túi khí theo hai cấp. Theo vị trí trượt của ghế, đai an toàn có được thắt chặt hay không và mức độ va đập, thiết bị này điều khiển tối ưu sự bung ra của túi khí.

* Đối với hành khách phía trước (ở bảng táp lô):

- Cấu tạo:

Bơm gồm có bộ phận ngòi nổ, đầu phóng, đĩa chắn, hạt tạo khí, khí áp suất cao .v.v. Túi khí được bơm căng bởi khí có áp suất cao từ bộ tạo khí. Bộ thổi khí và túi được đặt trong một vỏ và đặt ở trong bảng táp lô phía hành khách.

- Nguyên lý hoạt động:

Nếu cảm biến túi khí được bật lên do giảm tốc khi xe bị va đập từ phía trước, dòng điện đi vào ngòi nổ đặt trong bộ thổi khí và kích nổ. Đầu phóng bị đốt bởi ngòi nổ phóng qua đĩa chắn và đập vào piston động làm khởi động ngòi nổ mồi. Tia lửa của ngòi nổ này lan nhanh tới bộ kích thích nổ và các hạt tạo khí. Khí được tạo thành từ các hạt tạo khí bị đốt nở ra và đi vào túi khí qua các lỗ xả khí và làm cho túi khí bung ra.

Hình 7.9. Cấu tạo và hoạt động của bộ thổi khí cho hành khách phía trước

Túi khí đẩy cửa mở ra tiếp tục bung ra giúp giảm va đập tác dụng lên đầu, ngực hành khách phía trước.

Ngoài ra, có bội thổi khí loại kép để điều khiển sự bung ra của túi khí theo hai cấp. Và mỗi cấp đều có ngòi nổ và hạt tạo khí tuỳ theo mức độ va đập sẽ có tốc độ bung ra tối ưu của túi khí. Mức độ va đập được xác định bởi hệ thống cảm biến túi khí, khi mức độ va đập lớn thì cả hai ngòi nổ A và B đều được đánh lửa đồng thời. Khi va đập nhỏ, thời điểm đánh lửa ngòi nổ B được làm chậm lại và túi khí được bung ra với vận tốc chậm hơn so với bộ thổi khí loại đơn.

* Đối với túi khí bên:

- Cấu tạo:

Về cơ bản cấu tạo của túi khí bên giống như túi khí hành khách phía trước. Cụm túi khí bên được đặt trong hộp và bố trí ở phía ngoài của lưng ghế. Cụm túi khí bên gồm có ngòi nổ, hạt tạo khí, khí áp suất cao và vách ngăn.

- Nguyên lý hoạt động:

Nếu cảm biến túi khí được kích hoạt do giảm tốc đột ngột khi xe bị va đập bên hông xe, dòng điện đi vào ngòi nổ đặt trong bộ thổi khí và kích nổ. Khí cháy được tạo ra do các hạt tạo khí bị đốt làm rách buồng ngăn làm cho khí cháy tiếp tục giãn nở với áp suất cao sau đó khí này làm rách đĩa chạy để khí có áp suất cao đi vào túi khí và làm cho túi khí bung ra.

Hình 7.10. Cấu tạo và hoạt động của

túi khí bên

* Túi khí bên phía trên (rèm cửa):

- Cấu tạo:

Bộ thổi khí của cụm túi khí bên phía trên được lắp ở trụ xe phía trước và phía sau. Túi khí nén của cụm túi khí bên phía trên được đặt trên trần xe. Cụm túi khí bên phía trên gồm có bộ đánh lửa, giá đỡ, đinh ghim, đệm, túi.v.v.

- Nguyên lý hoạt động:

Theo tín hiệu đánh lửa được truyền đến từ cụm cảm biến túi khí trung tâm, dòng điện đi vào ngòi nổ và bộ đánh lửa hoạt động. Tia lửa điện đốt cháy hạt tạo khí và nhiệt phá vỡ đệm chặn. Sau khi khí có áp suất cao đi qua cửa ra được thổi vào túi khí nhờ vậy túi khí được thổi phồng lên ngay lập tức.

Hình 7.11. Cấu tạo và hoạt động của

túi khí phía trên

b. Cụm cảm biến túi khí trung tâm (cụm cảm biến túi khí)

Cụm cảm biến túi khí trung tâm được lắp ở sàn giữa dưới bảng táp lô và gồm có mạch chuẩn đoán, mạch điều khiển kích nổ, cảm biến giảm tốc, cảm biến an toàn.v.v..

+ Mạch điện của của túi khí phía trước trước và bộ căng đai khẩn cấp.

+ Mạch túi khí bên và túi khí bên phía trên ( khi cảm biến an toàn được đặt trong cảm biến túi khí bên và túi khí bên phía trên).

Hình 7.12. Cảm biến túi khí trung tâm

Mạch chẩn đoán:

Mạch này chẩn đoán một cách thường xuyên hư hỏng của hệ thống. Khi phát hiện sự cố nó bật sáng hoặc nhấp nháy đèn cảnh báo SRS để thông báo cho người lái biết.

Mạch điều khiển kích nổ:

Mạch điều khiển kích nổ thực hiện việc tính toán được mô tả ở trên dựa trên tín hiệu được phát ra từ cảm biến giảm tốc của cụm cảm biến túi khí và cụm cảm biến túi khí phía trước. Nếu giá trị tính toán này lớn hơn giá trị đã định thì nó sẽ kích hoạt sự hoạt động kích nổ.

Hình 7.13. Mạch cảm biến túi khí trung tâm

Cảm biến giảm tốc:

Dựa trên sự giảm tốc của xe trong quá tình va chạm từ phía trước, sự biến dạng của cảm biến được chuyển thành tín hiệu điện. Tín hiệu này tỷ lệ tuyến tính với tỷ lệ giảm tốc.

Cảm biến an toàn:

Cảm biến an toàn được đặt ngay trong cụm cảm biến túi khí trung tâm. Cảm biến an toàn bật ON nếu lực giảm tốc tác động lên cảm biến lớn hơn giá trị đặt trước.

Nguồn dự phòng:

Nguồn dự phòng gồm có tụ cấp điện và bộ chuyển đổi DC - DC. Trong trường hợp hệ thống cấp điện bị hỏng do va đập, thì tụ điện sẽ phóng điện và cấp điện cho hệ thống. Bộ chuyển đổi DC - DC là một biến áp tăng cường khi điện áp của ắc quy tụt xuống dưới mức độ nhất định.

Mạch bộ nhớ:

Khi mạch chẩn đoán phát hiện thấy hư hỏng, nó được mã hoá và được lưu trữ vào mạch bộ nhớ này.

c. Cảm biến túi khí trước

Các cảm biến túi khí trước được lắp ở dầm dọc phía trước bên trái và bên phải.

Cảm biến túi khí trước phát hiện va đập từ phía trước và gửi tín hiệu giảm tốc tới cụm cảm biến túi khí trung tâm.

Cảm biến giảm tốc được đặt trong cảm biến túi khí trước.

Có hai loại cảm biến giảm tốc: Loại làm từ chất bán dẫn và loại cơ khí có rôto lệch tâm.

Hình 7.14. Cảm biến túi khí trước

Thường có loại không có cảm biến túi khí trước và việc điều khiển hệ thống túi khí trước bằng cụm cảm biến túi khí trung tâm.

d. Cảm biến túi khí bên (cảm biến túi khí cửa bên và túi khí bên phía trên)

Các cảm biến túi khí bên (cảm biến túi khí bên và cảm biến túi khí bên phía trên) được lắp ở các trụ giữa bên trái và bên phải và các cảm biến túi khí bên phía trên được lắp ở trụ xe phía sau bên trái và bên phải. Các cảm biến túi khí bên (Cảm biến túi khí cửa bên và cảm biến túi khí bên phía trên) gồm có cảm biến giảm tốc, cảm biến an toàn, mạch điều khiển kích nổ và mạch chuẩn đoán.

Hình 7.15. Cảm biến túi khí bên

Các cảm biến túi khí (cảm biến túi khí bên và túi khí bên phía trên) xác định sự va đập bên sườn xe và gửi tín hiệu giảm tốc tới cụm cảm biến túi khí trung tâm. Cụm cảm biến túi khí trung tâm sẽ kích hoạt túi khí bên và túi khí bên phía trên dựa trên tín hiệu giảm tốc được truyền từ cảm biến túi khí bên.

Cảm biến túi khí bên phía trên phát hiện va đập bên sườn xe và gửi tín hiệu giảm tốc tới cụm cảm biến túi khí trung tâm. Cụm cảm biến túi khí trung tâm kích hoạt túi khí bên phía trên dựa trên tín hiệu truyền từ cảm biến túi khí bên phía trên.

e. Cảm biến cửa bên

Cảm biến cửa bên chỉ được đặt ở các xe 2 cửa hoặc 3 cửa có cửa hậu được trang bị túi khí bên. Các cảm biến này được lắp bên trong các cửa trước.

Cảm biến cửa bên phát hiện va đập bên sườn xe và gửi tín hiệu giảm tốc tới cụm cảm biến túi khí trung tâm. Dựa trên tín hiệu này, cụm cảm biến túi khí trung tâm sẽ kích hoạt túi khí bên và túi khí bên phía trên.

Hình 7.17. Cảm biến cửa bên

f. Cảm biến túi khí theo vị trí ghế

Cảm biến túi khí theo vị trí ghế ngồi được sử dụng vì người ta thường dùng bộ thổi khí loại 2 giai đoạn ở túi khí người lái. Cảm biến túi khí theo vị trí ghế ngồi được lắp ở ray trượt ghế phía dưới ghế của lái xe. Nó xác định tư thế người lái theo vị trí trượt của ghế và gửi tín hiệu này tới cụm cảm biến túi khí trung tâm. Cụm cảm biến túi khí trung tâm sẽ điều khiển túi khí bung ra một cách nhẹ nhàng khi vị trí ghế ở về phía trước và tốc độ giảm tốc thấp

Cảm biến túi khí theo vị trí ghế xác định hai cấp vị trí ở đó đường sức từ bị cắt (ghế lùi về phía sau) và không bị cắt (ghế ở phía trước) bằng một tấm cắt được lắp ở phía sau của ray trượt ghế.

Hình 7.18. Cảm biến túi khí theo vị trí ghế

g. Cảm biến phát hiện người ngồi trên ghế

Cảm biến phát hiện người trên ghế được gắn ở đệm ghế của ghế hành khách trước và được dùng để xác định xem có hành khách ngồi ở ghế không.

Cảm biến được chỉ ra trên hình vẽ có cấu tạo gồm hai tấm điện cực. Có đệm ở giữa. Khi có người ngồi lên ghế các tấm điện cực tiếp xúc với nhau qua lỗ trên tấm đệm do đó có dòng điện đi qua. Kết quả là cụm cảm biến túi khí trung tâm xác định có người ngồi lên ghế. Dùng tín hiệu này, một số loại xe không điều khiển được khi không có người ngồi ở ghế trước. Tín hiệu này cũng được dùng để điều khiển đèn báo thắt đai an toàn hành khách phía trước (khi không có ai ngồi ở ghế hành khách phía trước thì đèn này không sáng).

Hình 7.19 Cảm biến phát hiện người ngồi trên ghế

h. Đèn cảnh báo SRS

Đèn cảnh báo SRS được lắp trên bảng đồng hồ táp lô.

Khi cụm cảm biến túi khí trung tâm phát hiện thấy sự cố trong hệ thống túi, khí nó sẽ bật sáng đèn cảnh báo SRS để thông báo cho người lái biết. Trong điều kiện hoạt động bình thường khi công tắc khởi động được bật về vị trí ON, thì đèn này sẽ sáng khoảng 6 giây và sau đó sẽ tắt.

Hình 7.20. Đèn cảnh báo SRS

k. Cáp xoắn

Cáp xoắn được sử dụng như là dây nối điện từ thân xe tới vô lăng. Cáp xoắn gồm có bộ phận quay, vỏ, cáp, cam ngắt.v.v..

Vỏ được lắp cùng với cụm công tắc tổ hợp. Cơ cấu quay quay cùng với vô lăng.

Cáp dài 4,8 m* và được đặt trong vỏ và có một độ chùng nhất định. Một đầu cáp được cố định vào vỏ. Đầu kia được cố định vào cơ cấu quay. Khi vô lăng được xoay sang phải hoặc sang trái, nó có thể quay nhờ độ chùng của cáp (2 - 1/2 vòng*).

Hình 7.21. Cáp xoắn SRS

i. Các giắc nối

Tất cả các giắc nối trong túi khí SRS đều có màu vàng để phân biệt với các loại giắc nối khác.

Các giắc nối có chức năng đặc biệt và được chế tạo riêng cho túi khí SRS được sử dụng ở các vị trí chỉ ra ở hình bên trái để đảm bảo độ tin cậy cao.

Các cực của giắc nối này đều được mạ vàng để nâng cao tuổi thọ.

Hình 7.22. Sơ đồ giắc nối SRS

- Cơ cấu khoá cực kép:

Mỗi giắc nối có hai bộ phận đó là vỏ và khoá cài. Kết cấu này đảm bảo khoá chắc cực bằng hai thiết bị khoá để ngăn không cho các cực bị tụt ra.

Cơ cấu chống kích hoạt túi khí:

Mỗi giắc nối có một lá lò xo nối tắt. Khi giắc nối bị ngắt, lá lò xo nối tắt này nối cực dương với cực âm của ngòi nổ một cách tự động.

Hình 7.23. Cơ cấu khóa cực kép SRS

- Cơ cấu chống kích hoạt túi khí:

Mỗi giắc nối có một lá lò xo nối tắt. Khi giắc nối bị ngắt, lá lò xo nối tắt này nối cực dương với cực âm của ngòi nổ một cách tự động.

Hình 7.24. Cơ cấu chống kích hoạt túi khí

- Cơ cấu kiểm tra sự nối điện:

Cơ cấu này kiểm tra xem các giắc nối đã được nối đúng và chắc chắn chưa. Cơ cấu kiểm tra sự nối điện được thiết kế sao cho chốt phát hiện ngắt điện nối với các cực chẩn đoán khi khoá của vỏ giắc nối đã được khoá.

Hình 7.25. Cơ cấu kiểm tra sự nối điện

- Cơ cấu khoá giắc nối kép:

Với kết cấu này các giắc nối (giắc đực và giắc cái) được khoá bằng 2 cơ cấu khoá, để tăng độ tin cậy của kết nối. Nếu khoá thứ nhất không đúng thì các gờ sẽ cản trở và ngăn không cho sự khoá thứ hai được thực hiện.

Hình 7.26. Cơ cấu khóa giắc nối kép SRS

- Cơ cấu ngăn chặn nối nửa vời:

Nếu các giắc nối không được nối hoàn toàn, thì giắc nối sẽ bị ngắt do các lò xo đẩy ra và do đó mạch bị hở.

Hình 7.27. Cơ cấu ngăn chặn nối nửa vời

- Cơ cấu khoá giắc nối:

Việc khoá giắc nối đảm bảo cho sự kết nối được an toàn.

Hình 7.28. Cơ cấu khóa giắc nối SRS

7.3. HỆ THỐNG CĂNG ĐAI KHẨN CẤP
7.3.1. Tổng quan về bộ căng đai khẩn cấp
Đai an toàn không cố định người lái hoặc hành khách hoàn toàn vào ghế của họ, vẫn có một khoảng tự do cần thiết giữa đai an toàn và người trên xe.

Kết quả là thậm chí đai an toàn bị mòn thì người lái và hành khách vẫn có thể tiếp xúc với các vật thể trong xe trong quá trình va đập mạnh mặc dù lực va đập nhỏ hơn nhiều so với trường hợp người không đeo dây an toàn.

Bộ căng đai khẩn cấp hoạt động trong quá trình xe va đập mạnh từ phía trước. Kết quả là đai sẽ bị kéo lại một lượng nhất định trước khi người lái hoặc hành khách dịch chuyển khỏi ghế về phía trước, do đó lượng dịch chuyển về phía trước của người lái và hành khách bị giảm đi.

Sự kết hợp giữa túi khí và đai an toàn có bộ căng đai khẩn cấp sẽ làm cho việc bảo vệ người lái và hành khách ở phía trước được tốt hơn.

Hình 7.29. Bộ căng đai khẩn cấp

Bộ căng đai khẩn cấp được thiết kế chỉ để dùng một lần.

7.3.2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
7.3.2.1. Mô tả
Đai an toàn có bộ căng đai và thiết bị hạn chế lực, gồm có cơ cấu khoá ELR, bộ căng đai, cơ cấu cuốn dây đai, cơ cấu hạn chế lực và bộ thổi khí. Trong cơ cấu căng đai, áp lực khí từ bộ thổi khí được truyền qua cơ cấu nối tới trục của bộ cuốn để cuốn đai an toàn vào.

* Bộ căng đai khẩn cấp:

Cơ cấu căng đai là một thiết bị để cuốn đai an toàn ngay tức thì khi va đập vừa xẩy ra và giữ cho người lái và hành khách tránh việc va đập

* Thiết bị hạn chế lực:

Thiết bị hạn chế lực để nới đai nhằm duy trì một khoảng trống nhất định giữa đai và người để giảm lực ép lên ngực khi lực ép của đai đạt tới giá trị qui định trong khi va đập.

Hình 7.30. Đai an toàn

7.3.2.2. Cơ cấu căng đai khẩn cấp
a. Cấu tạo

- Cơ cấu căng đai gồm có: Trục cơ cấu cuốn, trục cơ cấu căng đai, tang trống, dây, đĩa dẫn động, píttông, xylanh, bộ thổi khí.v.v.

- Trục cơ cấu căng đai: được lắp trực tiếp trên trục cơ cấu cuốn (để cuốn đai) và được lắp trong trống. Vì có khe hở giữa trục cơ cấu căng đai và trống ở điều kiện bình thường, nên chúng không tiếp xúc với nhau.

Hình 7.31. Cấu tạo cơ cấu căng đai khẩn cấp

- Một phần đàn hồi trên tang trống: Do đó trống được co vào nhờ có lực đàn hồi tạo ra khi dây cuốn xung quanh tang trống bị kéo ra.

- Đĩa dẫn động: được lắp sao cho nó quay cùng với tang trống.

- Dây thép cuốn xung quanh tang trống một đầu dây được bắt cố định vào đĩa dẫn động và đầu kia được bắt cố định vào xylanh qua píttông.

b. Nguyên lý hoạt động

Khi lực va đập vượt quá giá trị qui định, bộ thổi khí được kích nổ theo tín hiệu được truyền từ cảm biến túi khí trung tâm và tạo ra khí có áp lực cao. Khí có áp lực cao này ép mạnh píttông vào trong xylanh. Do đó dây bị kéo. Sau đó tang trống bị co vào theo phương hướng kính của khe hở và được ép vào trục của cơ cấu căng đai thành một cụm. Sau đó, chốt hãm đĩa dẫn động bị cắt làm cho tang trống, đĩa dẫn động và trục cơ cấu căng đai quay theo hướng cuộn đai lại để giữ cho người lái và hành khách tránh được va đập.

Hình 7.32. Hoạt động của cơ cấu căng đai khẩn cấp

7.3.2.3. Cơ cấu hạn chế lực
a. Cấu tạo

Cơ cấu cuốn đai, bộ phận hạn chế lực và lõi cuốn được lắp với nhau nói chung chúng quay cùng nhau.

b. Nguyên lý hoạt động

Do sự dịch chuyển của hành khách trong quá trình va đập. Lực căng đai có thể lớn hơn giá trị qui định thì đĩa của cơ cấu hạn chế lực sẽ biến dạng (hấp thụ năng lượng) nhờ lực quay của lõi cuốn và cuốn xung quanh trục. Kết quả là dây đai được nhả ra.

Hình 7.33. Hoạt động của cơ cấu hạn chế lực

7.3.2.4. Bộ phận tạo khí
a. Bộ tạo khí loại E

Bộ phận tạo khí gồm có ngòi nổ và các hạt tạo khí nằm trong hộp kim loại. Khi cảm biến túi khí mở, dòng điện sẽ đi vào ngòi nổ và kích nổ.

Ngay sau đó ngòi nổ làm cho hạt tạo khí cháy rất nhanh trong một thời gian cực ngắn tạo ra khí có áp suất cao.

Hình 7.34. Cấu tạo bộ phận tạo khí loại E

Ngòi nổ bị kích nổ thậm chí khi có dòng yếu. Do đó rất nguy hiểm, không bao giờ đo điện trở ngòi nổ bằng vôn/ôm kế ...

b. Bộ tạo khí loại M

Cơ cấu tạo khí (loại M) gồm có một cân khối lượng để phát hiện lực gây giảm tốc và một chốt cháy để kích nổ ngòi nổ.

Các điều kiện để kích hoạt cơ cấu căng đai cũng giống như hệ thống túi khí.

Hình 7.35. Kết cấu bộ tạo khí loại M

c. Thiết bị an toàn

Để tránh cho bộ căng đai kích hoạt không như mong muốn khi tháo đai an toàn hoặc khi sửa chữa bộ căng đai khẩn cấp, người ta lắp một thiết bị an toàn bộ căng đai khẩn cấp để dừng sự hoạt động của cảm biến.

dinhhoioh · 14/10/17

Bác đăng cái gì vậy

dinhhoioh · 14/10/17

Bác đăng cái gì vậy

tuanhy · 3/11/17

có tài liệu hệ thống hiển thị ko b

DoVanNgung · 6/4/18

bác cho e xin file vs ạ.Mail:dongungdo@gmail.com

thanh99999 · 6/4/18

cho mình xin tài liệu này với, thanks bạn

dattd · 6/4/18

cho xin file với ạ vthanhdat96@gmail.com

samcobinhtrieu · 26/9/19

Cụ cho mình xin file này với,mình đang cần lắm ý ạ. Cụ gửi cho mình qua :giangthang93@gmail.com
Đội ơn cụ.

hoa12343 · 8/5/20

cho mình xin file này với ạ mình đang rát cần ạ . hoat2454@gmail.com

Tài liệu điện thân xe chi tiết

quyenjeremy

Thành viên O-H

quyenjeremy

dinhhoioh

Thành viên O-H

dinhhoioh

dinhhoioh

Thành viên O-H

dinhhoioh

tuanhy

Thành viên O-H

tuanhy

DoVanNgung

Thành viên O-H

DoVanNgung

thanh99999

Thành viên O-H

thanh99999

dattd

Thành viên O-H

dattd

samcobinhtrieu

Thành viên O-H

samcobinhtrieu

hoa12343

Thành viên O-H

hoa12343

Đã ghim

Chủ đề bác đang quan tâm