Nghiên Cứu Hệ Thống Truyền Lực, Hệ Thống Trợ Lực Lái Chủ Động Và Các Hệ Thống An Toàn Ổn Định Trên Xe Bmw Activehybrid X6.Pdf

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM K THUT
THNH PH H CH MINH

ẩ1771*+,3
1*ơ1+&é1*1*+.7+87ễ Tễ

1*+,ầ1&89+7+1*758<1/&+7+1*
75/&/ẩ,&+1*9ơ&ẩ&+7+1*$172ơ1
11+75ầ1;(%0:$&7,9(+<%5,';

*9+''1*7817ễ1*
697++81+716
+1*+2ơ1*

SKL008050

Tp. H Chớ Minh, tháng 


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC, HỆ
THỐNG TRỢ LỰC LÁI CHỦ ĐỘNG VÀ CÁC HỆ THỐNG
AN TOÀN ỔN ĐỊNH TRÊN XE BMW ACTIVEHYBRID X6

SVTH: HUỲNH TẤN SỸ
MSSV: 16145508

SVTH: HỒ ĐĂNG HOÀNG
MSSV: 16145391
GVHD: Thầy DƯƠNG TUẤN TÙNG

Tp.Hồ Chí Minh, tháng 8 năm 2020


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Chuyên ngành: Công nghệ Kỹ thuật ô tô

Tên đề tài:

NGHIÊN CỨU VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC, HỆ
THỐNG TRỢ LỰC LÁI CHỦ ĐỘNG VÀ CÁC HỆ THỐNG
AN TOÀN ỔN ĐỊNH TRÊN XE BMW ACTIVEHYBRID X6

SVTH: HUỲNH TẤN SỸ
MSSV: 16145508
SVTH: HỒ ĐĂNG HOÀNG
MSSV: 16145391
GVHD: Thầy DƯƠNG TUẤN TÙNG

Tp.Hồ Chí Minh, tháng 8 năm 2020


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN
Tên đề tài: Nghiên cứu về hệ thống truyền lực, hệ thống trợ lực lái chủ động và các hệ
thống an toàn ổn định trên xe BMW ActiveHybrid X6
Họ và tên Sinh viên: Huỳnh Tấn Sỹ

MSSV: 16145508

Hồ Đăng Hoàng MSSV: 16145391
Ngành: Công nghệ Kỹ thuật ô tô
I. NHẬN XÉT
1. Về hình thức trình bày & tính hợp lý của cấu trúc đề tài:

..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
2. Về nội dung (đánh giá chất lượng đề tài, ưu/khuyết điểm và giá trị thực tiễn)

..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
II. NHỮNG NỘI DUNG CẦN ĐIỀU CHỈNH, BỔ SUNG
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
III. ĐỀ NGHỊ VÀ ĐÁNH GIÁ
1. Đề nghị (cho phép bảo vệ hay không): . .............................................................

2. Điểm đánh giá (theo thang điểm 10): ... .............................................................

Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 20…
Giảng viên hướng dẫn
(Ký & ghi rõ họ tên)


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN
Tên đề tài: Nghiên cứu hệ thống truyền lực, hệ thống lái chủ động và các hệ thống an
toàn chủ động trên xe BMW ActiveHybrid X6
Họ và tên Sinh viên: Huỳnh Tấn Sỹ

MSSV: 16145508

Hồ Đăng Hoàng MSSV: 16145391
Ngành: Công nghệ Kỹ thuật ơ tơ
I. NHẬN XÉT
1. Về hình thức trình bày & tính hợp lý của cấu trúc đề tài:

..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
2. Về nội dung (đánh giá chất lượng đề tài, ưu/khuyết điểm và giá trị thực tiễn)

..................................................................................................................................
..................................................................................................................................

..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
II. NHỮNG NỘI DUNG CẦN ĐIỀU CHỈNH, BỔ SUNG
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
III. ĐỀ NGHỊ VÀ ĐÁNH GIÁ
1. Đề nghị (Cho phép bảo vệ hay không): . .............................................................
2. Điểm đánh giá (theo thang điểm 10): ... .............................................................

Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 20…
Giảng viên phản biện
(Ký & ghi rõ họ tên)


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

XÁC NHẬN HỒN THÀNH ĐỒ ÁN
Tên đề tài: Nghiên cứu hệ thống truyền lực, hệ thống lái chủ động và các hệ thống an
toàn chủ động trên xe BMW ActiveHybrid X6
Họ và tên Sinh viên: Huỳnh Tấn Sỹ

MSSV: 16145508

Hồ Đăng Hoàng MSSV: 16145391
Ngành: Công nghệ Kỹ thuật ô tô
Sau khi tiếp thu và điều chỉnh theo góp ý của Giảng viên hướng dẫn, Giảng viên phản

biện và các thành viên trong Hội đồng bảo về. Đồ án tốt nghiệp đã được hoàn chỉnh
đúng theo yêu cầu về nội dung và hình thức.
Chủ tịch Hội đồng:

Giảng viên hướng dẫn:

Giảng viên phản biện:

Tp. Hồ Chí Minh, ngày

tháng năm 20…


LỜI CẢM ƠN
Trong suốt quá trình thực hiện đề tài “Nghiên cứu về hệ thống truyền lực, hệ thống trợ
lực lái chủ động và các hệ thống an toàn ổn định trên xe BMW ActiveHybrid X6”,
chúng em đã nhận được nhiều sự giúp đỡ, hướng dẫn tận tình từ thầy cơ và bạn bè. Với
tấm lịng biết ơn sâu sắc, lời đầu tiên chúng em xin được gửi lời cảm ơn đến khoa Cơ khí
Động lực trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM đã tạo điều kiện cho chúng em về
một mơi trường học tập, rèn luyện, hồn thiện kỹ năng và kiến thức của bản thân trong suốt
bốn năm qua. Đặc biệt, chúng em xin gửi lời cảm ơn đến các thầy cơ của khoa Cơ khí Động
lực đã luôn quan tâm, truyền đạt những bài học quý giá, định hướng cho sinh viên Cơ khí
Động lực về con đường sự nghiệp sau này. Những tâm huyết, sự tận tuỵ và nhiệt thành của
thầy cơ chính là động lực giúp giữ vững ngọn lửa đam mê, nhiệt huyết trong mỗi sinh viên,
làm hành trang quý báu khi chúng em bước ra cuộc đời mai sau. Một lần nữa, chúng em
xin gửi lời cảm ơn và chúc sức khoẻ đến tồn bộ thầy cơ giáo trường Đại học Sư phạm Kỹ
thuật TP.HCM nói chung và của khoa Cơ khí Động lực nói riêng sẽ ln giữ mãi nhiệt
huyết trong giảng dạy và đạt được nhiều thành công trong cuộc sống.
Bên cạnh đó, chúng em xin gửi lời cảm ơn đến thầy Dương Tuấn Tùng đã tư vấn, hỗ trợ
tài liệu đồng thời nhiệt tình kiểm tra, giải đáp những khúc mắc, khó khăn mà nhóm gặp

phải trong q trình thực hiện đề tài. Việc thực hiện một đề tài lớn như vậy thường sẽ
khơng tránh khỏi những thiếu sót khơng đáng có. Chúng em mong sẽ nhận được sự chỉ
bảo, nhận xét cũng như đóng góp ý kiến của thầy cơ để chúng em có thể bổ sung, hồn
thiện hơn vốn kiến thức của bản thân.
Xin chân thành cảm ơn.
NHĨM THỰC HIỆN ĐỀ TÀI
Huỳnh Tấn Sỹ

Hồ Đăng Hồng

i


TĨM TẮT
Nhóm chúng em đã tiến hành thực hiện đề tài “Nghiên cứu về hệ thống truyền lực, hệ
thống trợ lực lái chủ động và các hệ thống an toàn ổn định trên xe BMW ActiveHybrid
X6” với mục đích trước hết là nghiên cứu, tìm hiểu và học tập các cơng nghệ mới nhất
được áp dụng trên dịng xe ơ tơ hybrid hiện nay. Bên cạnh đó là đưa ra được một tài liệu
tham khảo hữu ích để các sinh viên có thể nghiên cứu và mở rộng đề tài hơn về sau. Sau
khoảng thời gian thực hiện, nhóm xin chia đề tài nghiên cứu ra thành 5 chương:
• Chương 1. TỔNG QUAN ĐỀ TÀI
• Chương 2. HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC TRÊN XE BMW ACTIVEHYBRID X6
• Chương 3. CÁC HỆ THỐNG AN TỒN TRÊN XE BMW ACTIVEHYBRID X6
• Chương 4. BỘ TRỢ LỰC LÁI ĐIỆN TỬ TRÊN XE BMW ACTIVEHYBRID X6
• Chương 5. KẾT LUẬN

ii


MỤC LỤC

Lời cảm ơn.....................................................................................................................i
Tóm tắt ..........................................................................................................................ii
Mục lục ..........................................................................................................................iii
Danh mục các chữ viết tắt và ký hiệu .............................................................................ix
Danh mục hình ảnh ........................................................................................................x
Danh mục các bảng ...................................................................................................... xiv
Chương 1. TỔNG QUAN ĐỀ TÀI ..............................................................................1
1.1. Lý do chọn đề tài.....................................................................................................1
1.2. Các vấn đề cần nghiên cứu ......................................................................................2
1.3. Tính cấp thiết của đề tài ..........................................................................................2
1.4. Phương pháp nghiên cứu .........................................................................................2
Chương 2. HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC TRÊN XE BMW ACTIVEHYBRID X6 ..3
2.1. Tổng quan về dòng xe BMW ActiveHybrid X6.......................................................3
2.2. Tổng quan về hộp số truyền lực Active Transmission và hệ thống dẫn động bốn bánh
xDrive ............................................................................................................................4
2.2.1. Giới thiệu tổng quan về hộp số truyền lực Active Transmission .........................4
2.2.1.1. Cấu tạo hộp số truyền lực Active Transmission .............................................5
2.2.1.1.1. Bộ ly hợp nhiều đĩa ..................................................................................7
2.2.1.1.2. Các máy điện ...........................................................................................9
2.2.1.1.3. Bộ bánh răng hành tinh ............................................................................11
2.2.1.1.4. Parking lock and Direct Shift Module ......................................................12
2.2.1.1.5. Bộ xử lý và điều khiển hybrid ..................................................................14
2.2.1.1.6. Môđun điều khiển hộp số .........................................................................14
iii


2.2.1.2. Các chế độ hoạt động ....................................................................................15
2.2.1.2.1. Chế độ số vô cấp điện tử 1 (ECVT 1) .......................................................15
2.2.1.2.2. Chế độ số vô cấp điện tử 2 (ECVT 2) .......................................................18
2.2.1.2.3. Các chế độ tay số cố định cơ bản..............................................................19

2.2.1.2.4. Chế độ không truyền lực ..........................................................................22
2.2.1.2.5. Chế độ lùi.................................................................................................22
2.2.1.2.6. Chế độ tự khởi động và tự ngắt ICE .........................................................23
2.2.1.3. Hệ thống cung cấp dầu bôi trơn hộp số..........................................................24
2.2.2. Hệ thống dẫn động bốn bánh xDrive của BMW .................................................26
2.2.2.1. Tổng quan hệ thống xDrive của BMW ..........................................................26
2.2.2.2. Mục đích của hệ thống xDrive.......................................................................27
2.2.2.3. Cấu tạo của hệ thống xDrive .........................................................................27
2.2.2.3.1. Hộp số phụ ATC 500 ...............................................................................27
2.2.2.3.2. Đường truyền cơng suất ...........................................................................28
2.2.2.3.3. Các địn bẩy điều chỉnh ............................................................................29
2.2.2.3.4. Mơ-tơ servo tích hợp cảm biến vị trí mơ-tơ ..............................................30
2.2.2.3.5. Điện trở mã hố .......................................................................................30
2.2.2.3.6. Các bộ điều khiển điện tử trong hộp số phụ ..............................................31
2.2.2.4. Nguyên lý hoạt động của hệ thống xDrive .....................................................33
2.2.2.4.1. Hoạt động của bộ điều khiển hộp số phụ (VGSG) ....................................33
2.2.2.4.2. Hoạt động của ly hợp hộp số phụ (TCC) ..................................................33
2.2.2.4.3. Điều khiển sơ cấp.....................................................................................34
2.2.2.4.4. Điều khiển lực kéo/điều khiển động học xe ..............................................36
iv


2.2.2.4.5. Lơ-gic tính tốn giới hạn lốp xe................................................................37
Chương 3. CÁC HỆ THỐNG AN TOÀN TRÊN XE BMW ACTIVEHYBRID X6…38
3.1. Sự cần thiết của các hệ thống an tồn trên ơ tô hiện nay ..........................................38
3.2. Phân loại các hệ thống an tồn trên ơ tơ...................................................................38
3.3. Hệ thống Dynamic Stability Control III trên BMW ActiveHybrid X6 .....................39
3.3.1. Tổng quan hệ thống DSC III trên BMW ActiveHybrid X6 .................................39
3.3.2. Mục đích của hệ thống DSC III ..........................................................................39
3.3.3. Các bộ phận chính trong hệ thống DSC III .........................................................40

3.3.3.1. Mơđun điều khiển DSC III tích hợp trong hệ thống thuỷ lực .........................40
3.3.3.2. Cảm biến áp suất phanh.................................................................................42
3.3.3.3. Công tắc đèn phanh (BLS) ............................................................................43
3.3.3.4. Bơm TRC (Traction Control) ........................................................................43
3.3.3.5. Công tắc phanh tay ........................................................................................44
3.3.3.6. Cảm biến góc quay vịng/gia tốc ngang .........................................................44
3.3.3.7. Cơng tắc DSC ...............................................................................................45
3.3.3.8. Công tắc HDC...............................................................................................46
3.3.3.9. Cảm biến tốc độ bánh xe ...............................................................................46
3.3.3.10. Cảm biến góc đánh lái (SAS) ......................................................................47
3.3.3.11. Cơng tắc cảnh báo mức dầu phanh ..............................................................48
3.3.3.12. Bảng đèn tín hiệu DSC ................................................................................49
3.3.3.13. Mạng giao tiếp CAN ...................................................................................50
3.4. Nguyên lý hoạt động ...............................................................................................51
3.4.1. Hệ thống chống bó cứng phanh ABS và các tính năng phụ trợ ...........................52
v


3.4.1.1. Hệ thống chống bó cứng phanh ABS.............................................................52
3.4.1.2. Các tính năng phụ của ABS...........................................................................54
3.4.1.2.1. Phân phối lực phanh điện tử (EBV) ..........................................................54
3.4.1.2.2. Điều khiển phanh khi vào góc cua (CBC).................................................56
3.4.2. Điều khiển cân bằng động học (DSC) ................................................................57
3.4.2.1. Tình trạng xe quay vịng thiếu .......................................................................57
3.4.2.2. Tình trạng xe quay vịng thừa ........................................................................59
3.4.2.3. Các tính năng phụ của DSC...........................................................................60
3.4.2.3.1. Hệ thống phanh động lực (DBS) ..............................................................60
3.4.2.3.1.1. Điều khiển lực động phanh (DBC) ......................................................60
3.4.3. Điều khiển cân bằng tự động (ASC+T) ..............................................................61
3.4.3.1. Giảm mômen kéo lê của động cơ (MSR) .......................................................62

3.4.4. Các tính năng mới trong hệ thống DSC III .........................................................63
3.4.4.1. Điều khiển khi xuống dốc (HDC) ..................................................................63
3.4.4.2. Khoá vi sai tự động (ABD)............................................................................64
3.4.4.3. Điều khiển lực kéo (Traction Control) ...........................................................66
3.4.4.4. Lập trình mơđun điều khiển phanh ABS khi chạy địa hình ............................67
Chương 4. BỘ TRỢ LỰC LÁI ĐIỆN TỬ TRÊN XE BMW ACTIVEHYBRID X6…68
4.1. Tổng quan bộ trợ lực lái điện tử EPS .......................................................................68
4.2. Các đặc trưng riêng biệt của bộ trợ lực lái điện tử EPS ............................................70
4.3. Cấu tạo của bộ trợ lực lái điện tử EPS .....................................................................71
4.3.1. Cấu tạo cơ khí của bộ trợ lực lái EPS .................................................................71
4.3.2. Các bộ phận trong bộ trợ lực lái điện tử EPS ......................................................73
vi


4.3.2.1. Cảm biến mômen đánh lái .............................................................................73
4.3.2.2. Bộ điều khiển EPS ........................................................................................74
4.3.2.3. Mơ-tơ điện tích hợp cảm biến vị trí ...............................................................75
4.3.2.4. Bánh răng giảm tốc .......................................................................................77
4.3.2.5. Thanh răng lái ...............................................................................................79
4.4. Sơ đồ mạch điện hệ thống EPS................................................................................80
4.5. Nguyên lý hoạt động của bộ trợ lực lái điện tử EPS ................................................81
4.5.1. Tổng quan về chức năng của bộ trợ lực lái điện tử EPS ......................................81
4.5.2. Các tín hiệu đầu vào của EPS .............................................................................82
4.5.3. Các tín hiệu đầu ra của EPS ...............................................................................83
4.6. Các tính năng của DME được tích hợp cùng EPS ....................................................83
4.6.1. Trợ lực lái phụ thuộc vào tốc độ .........................................................................84
4.6.2. Tự động thu hồi vô lăng .....................................................................................84
4.6.4. Khả năng giảm xóc chủ động .............................................................................86
4.6.4.1. Giảm rung xóc từ mặt đường.........................................................................86
4.6.4.2. Giảm rung xóc từ việc điều khiển của tài xế ..................................................86

4.6.5. Chủ động phản hồi tình trạng mặt đường............................................................88
4.6.6. Giám sát và điều chỉnh tình trạng của EPS .........................................................88
4.6.6.1. Ngừng hoạt động khi hệ thống có lỗi.............................................................88
4.6.7. Khả năng kết hợp với các thiết lập riêng biệt ......................................................89
4.6.8. Các tính năng phụ đặc biệt .................................................................................89
4.6.7.1. Bảo vệ tránh quá nhiệt...................................................................................89
4.6.7.2. Ngắt dần hoạt động của EPS khi xe dừng ......................................................90
vii


Chương 5. KẾT LUẬN ................................................................................................91
5.1. Kết luận ..................................................................................................................91
5.1.1. Những kết quả đạt được .....................................................................................91
5.1.2. Những mặt hạn chế ............................................................................................91
5.2. Đề xuất phát triển đề tài ..........................................................................................92
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO .....................................................................93

viii


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU
Chữ viết tắt
EPS
ABS
AWD
CVT
ECVT
DC
P
N

R
D
S
M
AHS-C
ICE
DSC
EBD
ESC
HDC
DBC
MBC

Nghĩa tiếng Anh
Electronic Power Steering
Antilock Braking System
All-wheel Drive
Continuosly Variable Transmission
Electrical Continuosly Variable
Transmission
Direct Current
Parking
Neutral
Reverse
Drive
Sport
Manual
Advance Hybrid System – Car
Internal Combustion Engine
Dynamic Stability Control

Electronic Brake Distribution
Electronic Stability Control
Hill Decent Control
Differential Braking Control
Maximum Braking Control

EBV

Electronic Brake Proportioning

CAN
TSC
BLS
ASC

Control Area Network
Traction Control
Brake Light Switch
Automatic Stability Control

ETC

Engine Torque Control

SAS
DIS
ID
CBC
DBS
ADB

DME
SZL
CAS

Steering Angle Sensor
Diagnosis Internal System
Identification number
Corner Brake Control
Dynamic Brake System
Automatic Differential Braking
Digital Motors Electronic
Steering Column Switch Cluster
Car Access System

IGR

Intelligent Alternator Control

BRHT

Nghĩa tiếng Việt
Bộ trợ lực lái điện tử
Hệ thống chống bó cứng phanh
Hệ thống dẫn động bốn bánh
Hộp số vơ cấp
Hộp số vơ cấp điện tử
Dịng điện một chiều
Chế độ đỗ xe
Chế độ không truyền lực
Chế độ lùi xe

Chế độ lái thông thường
Chế độ thể thao
Chế độ thủ công
Hệ thống xe lai tiên tiến
Động cơ đốt trong
Điều khiển cân bằng động học
Phân phối lực phanh điện tử
Điều khiển cân bằng điện tử
Điều khiển khi xuống dốc
Điều khiển khoá vi sai
Điều khiển lực phanh tối đa
Điều khiển phân phối lực phanh
điện tử
Mạng điều khiển cục bộ
Kiểm sốt lực kéo
Cơng tắc đèn phanh
Điều khiển cân bằng tự động
Điều khiển phân phối mơmen
xoắn từ động cơ
Cảm biến góc đánh lái
Hệ thống chẩn đoán trong xe
Mã số nhận diện
Điều khiển phanh khi vào góc cua
Hệ thống phanh động lực
Điều khiển khố vi sai tự động
Hệ thống điều khiển điện tử
Cụm công tắc vô lăng
Hệ thống kiểm sốt ra vào ơ tơ
Điều khiển máy phát điện thông
minh

Bánh răng hành tinh
ix


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 2.1. Hộp số truyền lực của xe BMW ActiveHybrid X6 ..........................................5
Hình 2.2. Bộ ly hợp nhiều đĩa ........................................................................................7
Hình 2.3. Vị trí lắp đặt của bộ ly hợp nhiều đĩa ..............................................................7
Hình 2.4. Các bộ phận trong bộ ly hợp nhiều đĩa............................................................8
Hình 2.5. Dịng điện xuất hiện trọng cuộn dây và cuộn dây thành nam châm điện..........9
Hình 2.6. Trước khi ngắt ly hợp nhiều đĩa ......................................................................9
Hình 2.7. Sau khi ngắt ly hợp nhiều đĩa..........................................................................9
Hình 2.8. Vị trí các máy điện trong hộp số chủ động .....................................................10
Hình 2.9. Vị trí các bộ bánh răng hành tinh ....................................................................12
Hình 2.10. Hộp chứa bộ điều khiển chuyển số trực tiếp (hình cắt ngang) .......................12
Hình 2.11. Đường truyền cơng suất khi xe ở chế độ thuần điện trong chế độ ECVT 1....16
Hình 2.12. Đường truyền công suất khi xe ở chế độ kết hợp giữa động cơ đốt trong và máy
điện trong chế độ ECVT 1..............................................................................................17
Hình 2.13. Đường truyền cơng suất khi trong chế độ ECVT 2........................................18
Hình 2.14. Đường truyền cơng suất ở tay số 1................................................................19
Hình 2.15. Đường truyền cơng suất ở tay số 2................................................................20
Hình 2.16. Đường truyền cơng suất ở tay số 3................................................................20
Hình 2.17. Đường truyền cơng suất ở tay số 4................................................................21
Hình 2.18. Đường truyền cơng suất trong q trình tự khởi động động cơ đốt trong ......23
Hình 2.19. Mơ-tơ điện dùng để dẫn bơm dầu .................................................................25
Hình 2.20. Vị trí hộp số phụ trên hệ thống dẫn động xDrive...........................................26
Hình 2.21. Các bộ phận trong hộp số phụ ATC 500 .......................................................27

x

Hình 2.22. Đường truyền cơng suất trên hộp số phụ ATC 500 .......................................29
Hình 2.23. Địn bẩy điều chỉnh.......................................................................................29
Hình 2.24. Mơ-tơ servo có tích hợp cảm biến vị trí mơ-tơ ..............................................30
Hình 2.25. Điện trở mã hố ............................................................................................30
Hình 2.26. Bộ điều khiển điện điện tử ở hộp số phụ (VGSG) .........................................31
Hình 2.27. Tổng quan mạng giao tiếp ............................................................................31
Hình 2.28. Sơ đồ giao tiếp giữa VGSG và DSC III ........................................................32
Hình 2.29. Đồ thị và hình minh hoạ so sánh mơmen lái ở cầu trước giữa hai xe có trang bị
vi sai giữa (xanh) và hệ thống xDrive (đỏ) .....................................................................35
Hình 2.30. Trường hợp xe quay vịng thừa .....................................................................36
Hình 2.31. Trường hợp xe quay vịng thiếu ....................................................................37
Hình 3.1. Sơ đồ chức năng của bộ điều khiển hệ thống DSC III .....................................40
Hình 3.2. Mơđun điều khiển DSC III tích hợp trong hệ thống thuỷ lực ..........................42
Hình 3.3. Cảm biến áp suất phanh ..................................................................................42
Hình 3.4. Cơng tắc đèn phanh ........................................................................................43
Hình 3.5. Bơm TRC .......................................................................................................43
Hình 3.6. Cơng tắc phanh tay .........................................................................................44
Hình 3.7. Cảm biến góc quay vịng/gia tốc ngang ..........................................................45
Hình 3.8. Cơng tắc DSC.................................................................................................45
Hình 3.9. Cơng tắc HDC ................................................................................................46
Hình 3.10. Cảm biến tốc độ bánh xe ..............................................................................46
Hình 3.11. Cảm biến góc đánh lái ..................................................................................47
Hình 3.12. Cơng tắc cảnh báo mức dầu phanh................................................................48

xi


Hình 3.13. Bảng đèn tín hiệu DSC .................................................................................49
Hình 3.14. Giao tiếp DSC III với các thiết bị khác thông qua mạng CAN bus ................50

Hình 3.15. Sơ đồ phạm vi hoạt động cơ bản của hệ thống DSC III .................................51
Hình 3.16. Cấu trúc điều khiển hệ thống chống bó cứng phanh ABS .............................52
Hình 3.17. Sơ đồ điều khiển chống bó cứng phanh ABS ở cầu trước .............................53
Hình 3.18. Tải trọng tác dụng lên các bánh xe trong các trường hợp cụ thể ....................54
Hình 3.19. Lực phanh ở các bánh xe khi xe quay vịng...................................................56
Hình 3.20. Minh hoạ xe đang vào khúc cua....................................................................56
Hình 3.21. Trường hợp xe quay vịng thiếu ....................................................................58
Hình 3.22. Sơ đồ hoạt động của hệ thống thuỷ lực trong trường hợp xe quay vịng ........59
Hình 3.23. Trường hợp xe quay vịng thừa .....................................................................60
Hình 3.24. Minh hoạ tính năng HDC hỗ trợ xe xuống dốc..............................................64
Hình 3.25. Mơ hình xe có một bánh bị quay trơn ...........................................................65
Hình 3.26. Mơ hình xe có hai bánh chéo góc nhau bị quay trơn .....................................65
Hình 3.27. Mơ hình xe có hai bánh cùng một cầu bị quay trơn .......................................66
Hình 4.1. Hệ thống trợ lực lái điện tử EPS .....................................................................69
Hình 4.2. Hệ thống trợ lực lái thuỷ lực ...........................................................................71
Hình 4.3. Hệ thống trợ lực lái điện tử có mơ-tơ điện lắp song song ................................72
Hình 4.4. Hộp EPS với cơ cấu lái thanh răng-bánh răng và mô-tơ điện song song..........72
Hình 4.5. Vị trí của cảm biến mơmen đánh lái ...............................................................73
Hình 4.6. Bộ điều khiển EPS và vị trí lắp mơ-tơ điện .....................................................74
Hình 4.7. Biểu đồ đặc tính mômen xoắn tương ứng với mức độ thay đổi của góc đánh lái
(hệ thống EPS và hệ thống thuỷ lực) ..............................................................................76

xii


Hình 4.8. Bánh răng giảm tốc trong hệ thống EPS .........................................................78
Hình 4.9. Sơ đồ mạch điện của hệ thống EPS.................................................................80
Hình 4.10. Sơ đồ mối quan hệ giữa các chức năng trong hệ thống EPS ..........................81
Hình 4.11. Biểu đồ mối quan hệ giữa độ lớn trợ lực lái và mômen đánh lái từ tài xế ......84
Hình 4.12. Biểu đồ biểu diễn khả năng tự thu hồi lái trong các hệ thống lái khác nhau...85

Hình 4.13. Biểu đồ thể hiện mức độ giảm xóc từ các tín hiệu đầu vào trên EPS .............86

xiii


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1. Chú thích của hộp số truyền lực trên E72 .......................................................6
Bảng 2.2. Chú thích các máy điện trên hộp số của E72 ..................................................10
Bảng 2.3. Các thông số của máy điện trên hộp số của E72 .............................................10
Bảng 2.4. Chú thích vị trí các bộ bánh răng hành tinh ....................................................12
Bảng 2.5. Chú thích cấu tạo của Direct Shift Module .....................................................13
Bảng 2.6. Chú thích các bộ phận của hệ thống cung cấp dầu hộp số...............................25
Bảng 2.7. Chú thích các bộ phận trong hộp số phụ ATC 500 .........................................28
Bảng 2.8. Chú thích đường truyền cơng suất trên hộp số phụ ATC 500..........................29
Bảng 2.9. Chú thích cụm mơ-tơ servo với điện trở mã hố .............................................31
Bảng 2.10. Chú thích trên sơ đồ giao tiếp giữa VGSG và DSC III .................................32
Bảng 4.1. Bảng so sánh công suất giữa hai loại hệ thống trợ lực ....................................71
Bảng 4.2. Chú thích các bộ phận hệ thống trợ lực lái thuỷ lực ........................................71
Bảng 4.3. Chú thích các bộ phận hệ thống trợ lực lái điện tử ..........................................72
Bảng 4.4. Chú thích các bộ phận của EPS ......................................................................72
Bảng 4.5. Chú thích các bộ phận của bộ cảm biến mơmen đánh lái ................................73
Bảng 4.6. Chú thích các bộ phận của bộ điều khiển EPS ................................................74
Bảng 4.7. Chú thích thơng số trên biểu đồ hình (4.7)......................................................76
Bảng 4.8. Chú thích các bộ phận trong bộ bánh răng giảm tốc .......................................78
Bảng 4.9. Chú thích các kí hiệu trong sơ đồ mạch điện hệ thống EPS ............................80
Bảng 4.10. Chú thích các kí hiệu trên sơ đồ hình (4.10) .................................................81
Bảng 4.11. Chú thích của biểu đồ hình (4.11).................................................................84
Bảng 4.12. Chú thích của biểu đồ hình (4.12).................................................................86
xiv

Bảng 4.13. Chú thích của biểu đồ hình (4.13).................................................................87

xv


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI
1.1. Lý do chọn đề tài
Việc nghiên cứu và phát triển mẫu ô tô lai điện thực chất đã xuất hiện từ rất lâu. Các ghi
chép về việc ra đời của mẫu xe ô tô điện là vào những năm 1832-1834. Tuy nhiên, sự hạn
chế về công nghệ ắc quy và sự tiến bộ vượt bậc của động cơ đốt trong mà ô tô điện dần bị
thay thế và biến mất. Đến khi những vấn đề về an ninh năng lượng và ô nhiễm môi trường
do các nguồn năng lượng hoá thạch ngày càng trở nên nghiêm trọng, con người bắt đầu
chuyển hướng dần về ô tô điện như một giải pháp khả thi và hiệu quả cho các vấn đề này.
Trong công cuộc chạy đua về phát triển và cho ra đời các dòng xe điện – xe lai điện, hãng
BMW đang ngày càng bị bỏ xa với các đối thủ cạnh tranh như Mercedes Benz, Tesla,…
Để kịp thích ứng với sự thay đổi của thị trường cũng như lấy lại vị thế của mình, BMW
cũng đã cho ra mắt các dịng xe điện của riêng mình, nổi bật nhất trong số đó là dòng xe
lai điện BMW ActiveHybrid X6. Được ra mắt lần đầu tiên trong Frankfurt Motor Show
2009, và được nhận định sẽ trở thành dòng xe lai mạnh mẽ nhất trên thị trường ô tô hiện
tại. Với công nghệ BMW EfficientDynamics, BMW có thể tự hào rằng đứa con của họ sẽ
vừa cho hiệu năng hoạt động mạnh mẽ, đồng thời giảm mức tiêu thụ nhiên liệu nhiều hơn
20% so với các dòng xe sử dụng động cơ đốt trong hiện hành. Ngồi hệ thống động cơ tân
tiến, dịng xe BMW ActiveHybrid X6 còn sở hữu hệ thống truyền lực mạnh mẽ và các hệ
thống an toàn hiện đại như phanh tái sinh, hệ thống trợ lực lái điện tử EPS, hệ thống phanh
chống bó cứng ABS,... Những điều này là ưu điểm giúp nâng cao vị thế của dòng xe này
trên thị trường xe lai điện.
Nhận thấy sự cấp thiết của việc nghiên cứu về công nghệ hybrid trong tương lai nhằm
hướng tới việc thay thế những dòng xe sử dụng nhiên liệu truyền thống bằng những dòng
xe lai để giải quyết vấn đề môi trường, cạn kiệt tài nguyên nhưng vẫn đảm bảo được những

yêu cầu về động lực học một cách tốt nhất. Cùng với những kiến thức đã học được, cộng
với sự hướng dẫn tận tình của giảng viên hướng dẫn (Ths. Dương Tuấn Tùng), chúng em
quyết định thực hiện đề tài :”Nghiên cứu về hệ thống truyền lực, hệ thống trợ lực lái chủ
động và các hệ thống an toàn ổn định trên xe BMW ActiveHybrid X6”.
1


1.2. Các vấn đề cần nghiên cứu
Với mong muốn mang đến một tài liệu tham khảo có tính tổng qt về hệ thống truyền
lực hybrid, hệ thống lái chủ động và các hệ thống an toàn chủ động, nội dung đề tài nghiên
cứu của nhóm bao gồm:
• Đối tượng nghiên cứu: mẫu xe BMW ActiveHybrid X6 ra đời năm 2009.
• Phạm vi nghiên cứu:
➢ Hộp số truyền lực Active Transmission.
➢ Hệ thống dẫn động bốn bánh toàn thời gian xDrive.
➢ Hệ thống trợ lực lái điện tử Electric Power Steering.
➢ Hệ thống an tồn chủ động DSC III.
1.3. Tính cấp thiết của đề tài
Trong những năm gần đây, các hãng xe trên thế giới cho ra mắt không ngừng các dòng
xe hybrid hiện đại trên thị trường thế giới cũng như ở Việt Nam. Do đó, việc nghiên cứu,
tìm hiểu chuyên sâu nhằm tăng cường hiểu biết về xe hybrid đang ngày càng tăng đối với
người dân Việt Nam nói chung và với những người hoạt động trong ngành ô tơ nói riêng.
Chính vì vậy nên các đề tài nghiên cứu, đồ án tốt nghiệp liên quan đến rất được các kỹ
sư, giảng viên và sinh viên ngành ô tô quan tâm đến. Tuy nhiên, số lượng đề tài nghiên cứu
vẫn còn rất hạn chế, chưa đáp ứng được nhu cầu tìm hiểu ngày càng lớn. Vì vậy, việc
nghiên cứu, tìm hiểu nhóm cơng nghệ hybrid là cần thiết để nâng cao sự hiểu biết là việc
cần thiết và cấp bách.
1.4. Phương pháp nghiên cứu
Vì điều kiện thời gian và cơ sở vật chất nghiên cứu có giới hạn, nhóm chúng em thực hiện
đề tài thông qua phương pháp: nghiên cứu cơ sở lý thuyết.

2


CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC TRÊN XE BMW ACTIVEHYBRID X6
2.1. Tổng quan về dòng xe BMW ActiveHybrid X6
Dòng xe BMW Active Hybrid X6 (E72) ra mắt với giới truyền thông tại Frankfurt Motor
Show 2009, là sản phẩm đại diện cho tham vọng dẫn đầu trong lĩnh vực xe điện – xe hybrid
của BMW. Dòng xe này đánh dấu cho sự kết hợp lần đầu tiên giữa ý tưởng về dòng xe
Coupe mới - “Sport Activity Coupe” với thiết kế hệ thống truyền lực full hybrid, tạo nên
dòng xe lai điện mạnh mẽ trong ngành công nghiệp ô tô hiện tại. Dòng xe này còn là tổ
hợp giữa động cơ đốt trong mạnh mẽ nhất với các máy điện hiện đại nhằm tạo ra một hệ
thống truyền lực hoàn hảo cả về mặt sức mạnh và hiệu suất hoạt động. [1]
BMW ActiveHybrid X6 là thiết kế quan trọng trong giai đoạn 2 của chiến lược nghiên
cứu và phát triển ý tưởng BMW EfficientDynamic. Chiến lược này chú trọng vào việc tăng
cường hiệu suất cho các mẫu xe của hãng. Dòng xe ActiveHybrid X6 được phát triển dựa
trên khái niệm “Best of Hybrid” – kết hợp những bộ phận tốt nhất trên từng hạng mục với
nhau. Qua đó, dịng xe này sẽ đạt được hai chỉ tiêu quan trọng mà hãng BMW đã đặt ra.
Một là, hiệu suất hoạt động tăng đáng kể, đồng thời giảm lượng nhiên liệu tiêu thụ đi 20%
(theo các báo cáo thử nghiệm của BMW) mà vẫn đáp ứng các tiêu chuẩn pháp lý và giảm
lượng CO2 sinh ra so với các mẫu xe trước. Chỉ tiêu cịn lại chính là đưa ra thị trường dịng
xe hybrid có tính cạnh tranh mạnh mẽ nhất so với các đối thủ của BMW.
Toàn bộ hệ thống động cơ của dòng xe BMW ActiveHybrid X6 bao gồm một động cơ
xăng V8 400 hp tích hợp cơng nghệ BMW tăng áp kép, hệ thống phun xăng điện tử và hai
máy điện hoạt động luân phiên với công suất 91 hp và 86 hp. Nhờ vậy, tổng cơng suất của
dịng xe BMW ActiveHybrid X6 có thể đạt tới 480 hp, và mơmen xoắn cực đại xấp xỉ 780
Nm.
Sự phối hợp hồn hảo giữa ba bộ phận cung cấp công suất giúp tối đa hố hiệu suất của
dịng BMW ActiveHybrid X6 ở mọi dải tốc độ, với khả năng tăng tốc từ 0 đến 100 km/h
trong vòng 5,4s. Tốc độ tối đa của xe BMW ActiveHybrid X6 sẽ được giới hạn điện tử ở

khoảng 209 km/h, với lượng tiêu thụ nhiên liệu theo tiêu chuẩn EU vào khoảng 20%, và
lượng khí thải CO2 chỉ vào khoảng 232 gr/km (so với chuẩn động cơ V8 tiêu chuẩn). Chế
3


độ full hybrid cho phép xe chạy hoàn toàn bằng điện – hồn tồn khơng có khí thải CO2 –
với vận tốc lên đến 60 km/h, và động cơ đốt trong có thể tự khởi động khi cần thiết.[1]
Bên cạnh đó, xe cịn được trang bị các tính năng an toàn chủ động lẫn bị động nhằm đem
đến cho khách hàng những trải nghiệm tốt nhất. Các tính năng có thể kể đến như hệ thống
chống bó cứng phanh ABS, hệ thống cân bằng điện tử DSC,.. Ngồi ra, dịng xe BMW
Active Hybrid X6 còn sở hữu thiết kế nội thất sang trọng, hệ thống giải trí tối tân nhằm
mang lại những trải nghiệm tuyệt vời nhất cho khách hàng.
2.2. Tổng quan về hộp số truyền lực Active Transmission và hệ thống dẫn động bốn
bánh xDrive
2.2.1. Giới thiệu tổng quan về hộp số truyền lực Active Transmission[1]
Hộp số Active Tranmission là thành quả của sự hợp tác chung giữa các hãng General
Motors, BMW và Daimler Chrysler (nay là Daimler). Tương tự như các loại hộp số truyền
thống, hộp số này cũng tạo ra các tỷ số truyền lực khác nhau giữa trục sơ cấp và trục thứ
cấp của hộp số.
Các thơng số hoạt động hồn hảo của xe đều nhờ vào cơ chế tận dụng việc truyền lực chủ
động 2 chế độ. Qua đó, sự kết hợp lý tưởng giữa hai hệ thống cung cấp công suất đều được
tự động điều chỉnh để gia tăng hiệu suất làm việc và hiệu suất động học trong mọi chế độ
truyền lực. Hộp số truyền lực chủ động bao gồm 7 cấp số tiến, bao gồm 4 tay số cố định
cơ bản và 2 chế độ tỷ số truyền biến thiên. Trong 4 tay số cố định cơ bản, tốc độ động cơ
đốt trong liên hệ mật thiết với tốc độ quay của trục thứ cấp hộp số. Tuy nhiên, ở 2 chế độ
tỷ số truyền biến thiên, tỷ số giữa tốc độ động cơ đốt trong và tốc độ trục thứ cấp thay đổi
liên tục; vì thế chế độ này cịn có tên viết tắt là “CVT” (Continuosly Variable Transmission
– truyền lực vô cấp)
Ở 2 chế độ CVT, tỷ số truyền lực được điều chỉnh điện tử bằng hai máy điện nối với hộp
số chủ động. Vì vậy 2 chế độ này cịn có tên gọi là 2 chế độ “ECVT” (Electrical Continuosly

Variable Transmission – truyền lực vơ cấp điện tử). Đóng vai trò quan trọng trong việc
truyền lực hybrid là các máy điện, giúp hỗ trợ cho động cơ đốt trong và đồng thời là bộ
phận hỗ trợ thu hồi năng lượng phanh. Bốn tay số tiến cơ bản và hai chế độ ECVT hoạt
4