Tìm hiểu hệ thống xdrive trên dòng xe BMW

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Tên đề tài: Tìm hiểu hệ thống xDrive trên dịng xe BMW

SVTH:

MSSV

Nguyễn Văn Nhờ

13145179

Ngơ Lâm Vĩnh Bảo

13145015

GVHD:

Th.s Dương Tuấn Tùng

1


XDRIVE

DSC8 kết hợp

Các loại hộp
Giới thiệu hệ

với xDrive

DSC

số phụ

thống xDrive

DSC8+ kết hợp

Quy trình

với xDrive

chuẩn

Kết luận

đốn
Ngun lý hoạt
Cấu tạo

động

Ngun lý hoạt
Cấu tạo

động
Các chức năng hệ thống
DSC/xDrive

Hệ thống ABS, EBD, DSC, DBC, CBC,

MSR, HDC..

Thuật toán điều

Các chức năng của

khiển hộp số phụ

xDrive/DSC8+

Các chức năng mới của
xDrive/DSC8+
2


1. Giới thiệu hệ thống xDrive

- xDrive là một công nghệ hoàn toàn mới của BMW đang được ứng dụng trên hầu hết các
phân khúc xe hơi của hãng.
- Xe ln di chuyển với độ bám đường chính xác và có thể duy trì hướng đi ổn định, ngay cả
trong những khúc cua nhanh, hoặc trên đường tuyết…
- Phân phối lực kéo đến các bánh xe với lực kéo tốt nhất có thể.
- Phân phối tồn bộ 100% sức mạnh động cơ đến trục trước hoặc trục sau thông qua hộp số
phụ và bộ ly hợp kiểm soát điện tử.
- Điều kiện bình thường tỉ lệ phân phối mơmen 40 : 60

3


2. Các loại hộp số phụ của xDrive

Hộp số phụ ATC 400

Hộp số phụ ATC 300

ATC 500

4


2.1 Hộp số phụ ATC 400 và ATC 500

- ATC 400 dùng mặt bích để nối với trục truyền động
trước.

- ATC 500 được nối thẳng với trục truyền động trước.

- ATC 500 có thêm 1 đĩa ly hợp ma sát trong bộ ly hợp
nhiều đĩa và khoảng cách từ trục đầu vào từ hộp số chính
đến trục đầu ra cầu trước trên ATC 500 là 19mm ngắn
hơn so với ATC 400.

Mục lục

Định nghĩa

Mục lục

Định nghĩa

1

Trục đầu vào từ hộp số thường / tự động

5

Đĩa ly hợp

2

Trục đầu ra đến cầu sau

6

Cần điều chỉnh đĩa ly hợp

3

Trục đầu ra đến cầu trước

7

Xích

8

Đĩa cam

4

Mơ tơ trợ lực

5


2.2 Hộp số phụ ATC 300

Mục lục

1

2

Định nghĩa

Trục truyền động đến cầu
trước
Mặt bích dẫn động đến cầu
trước

Mục lục

Định nghĩa

8

Vỏ ly hợp

9

Mặt bích đầu ra đến cầu sau

3

Cam điều khiển

10

Trục truyền động đến cầu sau

4

Hộp số phụ

11

Toàn bộ đĩa

5

Bánh răng giảm tốc

12

Cơ cấu dẫn động

6

Bánh răng dẫn động

13

Bánh răng nhỏ dẫn động

7

Cần điều chỉnh

14

Bánh răng đầu ra

6


2.3 Cấu tạo của hộp số phụ

2.3.1. Cần điều chỉnh

- Bộ phận dẫn động hoạt động làm quay đĩa cam từ đó tác

dụng lực lên cần điều chỉnh để biến chuyển động quay thành lực dọc trục.

- Lực dọc trục kéo hoặc nén đĩa ly hợp ma sát trong bộ ly hợp đa đĩa, nó tỷ lệ thuận với mơmen
truyền động của bộ ly hợp đa đĩa.

- Vị trí của cần điều chỉnh thay đổi liên tục và cho phép bộ phận dẫn động điều khiển cam điều
chỉnh 1 cách chính xác nhất.

7

2.3.2 Mơ tơ trợ lực cùng cảm biến vị trí mô tơ

- Bộ phận dẫn động là 1 mô tơ điện 1 chiều cùng 1 bánh vít để dẫn động trong đó có
chứa 1 cảm biến Hall

- Xác định vị trí và tốc độ điều chỉnh của trục mơ tơ. Vị trí của trục mơ tơ quyết định
đến tỷ lệ đóng hay mở của ly hợp nhiều đĩa.

- Ngồi ra cịn có 1 cảm biến nhiệt độ đặt trong mơ tơ để truyền tín hiệu nhiệt độ đến
bộ điều khiển hộp số phụ (VGSG).

Mục lục

Định nghĩa

1

Vòng điện tử

2

Cảm biến vị trí mơ tơ (cảm biến Hall)
8


2.3.3 Điện trở hiệu chỉnh

- Khi đo mômen xoắn trên băng thử ly hợp, 1 điện trở được gắn vào mô tơ trợ lực, giá

trị điện trở đo được lúc này dùng để xác định đường đặc tính mơmen xoắn.
-. Giá trị điện trở được nhập vào bộ điều khiển hộp số phụ. Phần mềm tự động thiết
lập đường cong đặc trưng.
- Giá trị nhận được sẽ được so sánh với giá trị được lập trình trước, khi đó sẽ chọn ra
giá trị tối ưu nhất.
- Mỗi khi bugi ngắt tia lửa điện, bộ điều khiển hộp số phụ đo giá trị điện trở 1 lần để
từ đó hình thành sơ đồ làm việc tối ưu cho hộp số phụ.

Mục lục

Định nghĩa

1

Đĩa cam

2

Mơ tơ điện

3

Điện trở hiệu chỉnh

4

Bánh vít

9

2.4 Dòng truyền năng lượng của hộp số phụ

- Khi ly hợp nhiều đĩa trong hộp số phụ bị tách ra khơng có mơmen xoắn được truyền tới cầu trước.
Tất cả mômen xoắn lúc này được truyền tới cầu sau.
- Bộ ly hợp nhiều đĩa liên kết mặt bích đầu ra của trục truyền động cầu sau với đầu ra trục truyền
động cầu trước lại với nhau.
- Hệ thống có thể tăng hay giảm mômen xoắn đến cầu trước bằng cách điều chỉnh việc khóa áp suất
ly hợp nhiều đĩa.

10


9


3. DSC ( Dynamic Stability Control )

- Hệ thống DSC giúp ổn định xe khi phanh, khi xe vào cua và ngay cả lúc xe mới khởi hành và
tăng tốc.

- Các tín hiệu từ cảm biến được máy tính ghi nhận và liên tục so sánh với các chương trình chuẩn
đã được cài đặt trước.

- DSC có thể điều khiển hệ thống phanh hoạt động riêng rẽ trên một hoặc nhiều bánh xe trên cầu
Electronic Stability Control

Ford

ESC

BMW

DSC

Dynamic Stability Control

Porsche

PSM

Porsche Stability Management

Nissan

VDC

Vehicle Dynamic Control

Honda

VSA

Vehicle Stability Assist

Toyota

VSC

Vehicle Stability Control

trước hoặc cầu sau.

- Để hiệu quả khi hoạt động, hệ thống DSC cũng tác động đến cả động cơ và hộp số.

12


4. XDrive kết hợp với DSC8

Các bộ phận của hệ thống xDrive / DSC8

  Mô đun DSC8

Công tắc cảnh báo áp suất dầu

Bộ điều khiển hộp số phụ

Công tắc đèn phanh

Cảm biến gia tốc xoay và gia tốc ngang

Nút nhấn DSC8

Cảm biến tốc độ xe

Cảm biến vị trí mơ tơ hộp số phụ

Cảm biến áp suất

Điện trở hiệu chỉnh

Cảm biến góc đánh lái

Mơ tơ trợ lực hộp số phụ

11


4.1 Sơ đồ mạch điện của hệ thống xDrive / DSC8
Mục lục

Định nghĩa

Mục lục

Định nghĩa

1

Bộ điều khiển hộp số phụ

12

Mức dầu phanh

2

Mô tơ trợ lực

13

Nút nhấn HDC

3

Bảng hiển thị

14

Cảm biến tốc độ bánh xe

4

Công tắc đèn hiển thị

15

Cảm biến gia tăng áp suất

5

Cảm biến tốc độ bánh xe

16

Cảm biến tốc độ bánh xe

6

Van điện từ, modun DSC8

17

Cảm biến góc đánh lái

7

Mô tơ bơm, modun DSC8

18

Cảm biến gia tốc ngang và xoay xe

8

Cảm biến tốc độ bánh xe

19

EGS

20

DME / DDE

9

Bộ điều khiển DSC8 được tích
hợp vào

10

Nút nhấn RPA

21

Điện trở hiệu chỉnh

11

Nút nhấn DSC8

22

Cảm biến vị trí mơ tơ

14


15


4.2 Sơ đồ mạch thủy lực của hệ thống xDrive /DSC8 DSC

Mục lục

Chú thích

Mục lục

Chú thích

1

Xy lanh phanh chính

10

Phanh bánh xe, bánh trước bên trái

2

Cảm biến áp suất

11

Phanh bánh xe, bánh trước bên phải

3

Van đổi chiều

12

Phanh bánh xe, bánh sau bên phải

4

Van áp suất cao

13

Phanh bánh xe, bánh sau bên trái

5

Bơm hồi

14

Van đầu ra, bánh sau bên phải

6

Van đầu vào, bánh trước bên phải

15

Van đầu ra, bánh sau bên trái

7

Van đầu vào, bánh trước bên trái

16

Van đầu vào, bánh sau bên phải

8

Van đầu ra, bánh trước bên phải

17

Van đầu vào, bánh sau bên trái

9

Van đầu ra, bánh trước bên trái

 

 
16


4.3 Các chức năng của hệ thống xDrive / DSC8
 DSC
Hệ thống chống bó cứng phanh (ABS)

Kiểm sốt phanh khi vào cua (CBC)

Tự động kiểm soát ổn định chuyển động (ASC)

Kiểm soát momen kéo động cơ (MSR)

Kiểm soát ổn định động học (DSC)

Kiểm soát đổ dốc (HDC)

Phân bố lực phanh điện tử (EBD)

Tự động phanh bán trục (ADB-X)

Kiểm soát phanh động học (DBC)
xDrive
Điều khiển hộp số phụ (TCC)

17


5. Các bộ phận của hệ thống xDrive / DSC8+

Mục lục

Định nghĩa

Mục lục

Định nghĩa

1

Ống dẫn dầu lưu thông

4

Trục truyền động đến xầu trước

2

Trục dẫn động bên phải cầu trước

5

Bán trục cầu trước

3

Hộp số phụ

6

Trục dẫn động bên trái cầu trước
18


5.1 Các phương pháp điều khiển hộp số phụ
- Kiểm tra sự thay đổi của lốp xe
- Kiểm soát các thông số động cơ và hệ thống truyền lực
- Kiểm soát ổn định động học xe / kiểm soát lực kéo

 
5.1.1 Kiểm tra sự thay đổi của lốp xe

Quá trình này phát hiện sự khác nhau giữa chu vi lốp ở cầu trước và cầu sau.

Điều này xảy ra khi:

Lốp dự phòng được dùng
Khoảng trống của lốp dự phòng được lắp vào
Lốp được dùng đã chuyển sang các mức độ hư hỏng nặng. Thông thường, độ lệch chu vi

Mục lục

Định nghĩa

Mục lục

Định nghĩa

nVA

Tốc độ bánh xe cầu trước

2

Chu vi đường tròn bằng nhau ở 2 cầu

nHA

Tốc độ bánh xe cầu sau

3

Chu vi cầu trước nhỏ hơn cầu sau

4

Chu vi cầu sau nhỏ hơn cầu trước

lốp chịu ảnh hưởng bởi các giá trị mômen xoắn không mong muốn của hệ thống truyền
lực.

1

Chu vi đường tròn khác nhau ở cầu
trước

19


5.1.2 Kiểm sốt các thơng số động cơ và hệ thống truyền lực

 - Q trình kiểm sốt này tính tốn mơmen khóa cần thiết dựa vào các thơng số:
Giá trị bàn đạp ga

Tốc độ xe

Mômen xoắn động cơ

Tốc độ động cơ

Hộp số

Góc đánh lái

- Ly hợp hoạt động với độ trượt nhỏ nhất khi xe hoạt động bình thường, tạo ra 1 cơ cấu dẫn động 4 bánh toàn thời gian
lâu dài với 40% mômen xoắn được truyền tới cầu trước và 60% mômen xoắn được truyền tới cầu sau.

Mục lục

Định nghĩa

M

Mômen xoắn

MVA

Mômen xoắn đến cầu trước

t

Thời gian
20


5.1.3 Kiểm soát ổn định động học xe / kiểm sốt lực kéo
Chỉ có DSC

Đánh lái thừa
- Đánh lái thừa là hiện tượng người đánh lái đánh tay lái đến một góc độ nhất định trong suốt
Có DSC
q trình lái xe và lốp xe phía sau trượt ra bên ngồi mất đi lực kéo.
Khơng có DSC
Các dấu hiệu cho hệ thống ECU DSC để nhận đánh lái thừa:
- Gia tốc ngang có giá trị lớn.
- Sự tăng mức độ trượt ở các bánh xe cầu sau.

- Xe xoay quá nhiều.
- Góc trượt ngang của xe vượt quá giới hạn cho phép.

xDrive/DSC

21


Đánh lái thiếu
- Đánh lái thiếu là hiện tượng tay lái được lái đến một góc độ nhất định trong suốt q trình lái xe và lốp xe
Có DSC

phía trước trượt theo hướng đảo chiều theo hướng mong muốn.
Các dấu hiệu cho hệ thống ECU DSC để nhận đánh lái thừa:

Khơng có DSC

- Sự khác nhau giữa góc quay vơ lăng và tốc độ xoay của xe quanh trục thẳng đứng.
- Sự khác nhau giữa góc quay vơ lăng và gia tốc ngang của xe.
- Góc trượt ngang của xe vượt quá giới hạn cho phép

xDrive/DSC

Chỉ có DSC

22


23

5.2 Các chức năng mới của xDrive / DSC8+

5.2.1 Hổ trợ xuống dốc (HDC)

 
- Nguyên lý hoạt động:
HDC sẽ cảm nhận sự thay đổi về độ dốc của mặt đường thơng qua các tín hiệu tốc độ bánh xe, từ cảm biến tốc độ
bánh xe và tín hiệu tải động cơ, từ bộ phận kiểm soát động cơ..
- HDC sẽ hoạt động khi
Đèn LED báo hiệu chế độ ON của HDC sáng lên (tốc độ

xe < 60 km/h)

Tốc độ xe dưới 40 km/h
Độ mở bàn đạp ga lớn hơn 75%
- Khi HDC được kích hoạt, cơ cấu chấp hành của DSC8+ sẽ điều khiển việc tăng-giảm áp suất phanh ở tất cả 4
bánh xe vì thế xe có thể xuống dốc ổn định với tốc độ khoảng 12 km/h.

24


5.2.2 Làm khơ đĩa phanh

 - Phụ thuộc vào vị trí của cần gạt nước và tín hiệu của cảm biến mưa/đèn.
- Trong quá trình hoạt động, áp suất trong hệ thống phanh sẽ tăng đến khoảng 1 bar và các má
phanh bị ép với đĩa phanh trong khoảng 1.5 giây.
Làm nóng phanh được thực hiện khi các điều kiện sau xảy ra:
Tốc độ xe trên 70 km/h
Cần gạt nước hoạt động liên tục trong giai đoạn 1 hoặc 2

Khoảng thời gian lập lại phụ thuộc vào từng giai đoạn gạt nước

Đĩa phanh trái cùng màng nước mỏng trước khi được làmĐĩa phanh phải sau khi được làm nóng
nóng

Giai đoạn 1 - 200s
Giai đoạn 2 - 120s

25