Bài giảng Hệ thống treo điều khiển điện tử

ỦY BAN NHÂN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG CAO ĐẲNG GIAO THÔNG VẬN TẢI
------

BÀI GIẢNG

HỆ THỐNG TREO
ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ
NGÀNH: CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT Ơ TƠ
TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG

Chủ biên:

ThS. Nguyễn Trường An

Lưu hành nội bộ - Tháng 9 năm 2016


ỦY BAN NHÂN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG CAO ĐẲNG GIAO THÔNG VẬN TẢI
------

BÀI GIẢNG

HỆ THỐNG TREO
ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ
NGÀNH: CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT Ơ TƠ
TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG

Chủ biên: ThS. Nguyễn Trường An
Thành viên: ThS. Đinh Văn Cường

ThS. Ngô Thị Kim Uyển
KS. Cù Duy Cao Vỹ

Lưu hành nội bộ - Tháng 9 năm 2016


TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN

Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình, lưu hành nội bộ trong trường Cao
Đẳng Giao Thơng Vận Tải, không kinh doanh thương mại.
Cho phép dùng nguyên bản hoặc trích dẫn tài liệu này cho các mục đích
về đào tạo và tham khảo mà khơng cần xin phép tác giả.
Nghiêm cấm sử dụng tài liệu này với mục đích kinh doanh hoặc với mục
đích khác mang tính lệch lạc, trái pháp luật.


LỜI NĨI ĐẦU

Mơn học “Hệ thống treo điều khiển điện tử” là mơn học chiếm vị trí quan
trọng trong chương trình đào tạo đội ngũ kỹ thuật trong ngành kỹ thuật ô tô tại
Trường Cao Đẳng Giao Thông Vận Tải.
Giáo trình “Hệ thống treo điều khiển điện tử” đề cập đến những vấn đề cơ
bản về hệ thống treo cũng như cấu và nguyên lý hoạt động liên quan đến hệ
thống treo hiện đại hiện nay
Giáo trình này biên soạn về phần lý thuyết nhằm phục vụ cho ngành đào
tạo, chúng tôi cố gắng biên soạn để làm tài liệu học tập cho sinh viên ngành kỹ
thuật ô tô hệ chính quy đồng thời làm tài liệu tham khảo cho sinh viên cùng
ngành hệ liên thơng.
Giáo trình được biên soạn với nội dung chính sau:
Chương 1: Tổng quan hệ thống treo điều khiển điện tử

Chương 2: Hệ thống treo khí nén điều khiển điện tử
Chương 3: Hệ thống treo thủy lực điều khiển điện tử
Trong giáo trình khơng tránh khỏi sai sót, mong các bạn đồng nghiệp và
đọc giả góp ý kiến để hồn thiện hơn.
Nhóm Tác giả


MỤC TIÊU MƠN HỌC

Mục tiêu mơn học “Hệ thống treo điều khiển điện tử” như sau:
Về kiến thức:
 Môn học này cung cấp kiến thức về hệ thống treo điều khiển điện tử trên ơ
tơ. Trình bày, phân tích được cấu tạo và nguyên lý của hệ thống thống treo
khí nén điều khiển điện tử, hệ thống thống treo khí thủy lực điều khiển
điện tử.
 Hiểu được các thuật ngữ chuyên ngành dùng cho hệ thống treo điều khiển
điện tử. Có kiến thức chung về bảo dưỡng và sửa chữa hệ thống treo điều
khiển điện tử.
Về kỹ năng:
 Trình bày được phương pháp điều khiển hệ thống thống treo điều khiển
điện tử. Xác định được đặc điểm bảo dưỡng và sửa chữa hệ thống treo điều
khiển điện tử.
 Có kỹ năng phân tích, giải thích và lập luận giải quyết các vấn đề kỹ thuật
ô tô. Kỹ năng làm việc nhóm, giao tiếp và khả năng đọc hiểu các tài liệu
kỹ thuật, hoàn thành tốt nhiệm vụ được giao.
Về năng lực tự chủ và trách nhiệm:
 Có đạo đức nghề nghiệp, ý thức tổ chức kỷ luật lao động và tôn trọng nội
quy của cơ quan, doanh nghiệp.
 Ý thức cộng đồng và tác phong công nghiệp, trách nhiệm công dân, có thể
làm việc theo nhóm và làm việc độc lập.

 Có tinh thần cầu tiến, hợp tác và giúp đỡ đồng nghiệp.
 Có lối sống lành mạnh, chân thành, khiêm tốn giản dị; Cẩn thận và trách
nhiệm trong công việc;


BẢNG THUẬT NGỮ TIẾNG ANH

TEMS (Toyota Electronically

Hệ thống treo điều khiển điện tử

Modulated Suspension)
NORM (Normal)

chế độ bình thường

SPORT

chế độ thể thao

HIGH

chế độ cao

COMFORT

chế độ thoải mái

SOFT

chế độ êm dịu

HARD

chế độ cứng

ACITVE SUSPENTION FLUID AHC

Dầu trong hệ thống treo thủy lực


MỤC LỤC
TUN BỐ BẢN QUYỀN

1

LỜI NĨI ĐẦU

4

MỤC TIÊU MƠN HỌC

5

BẢNG THUẬT NGỮ TIẾNG ANH

6

DANH MỤC BẢNG

11

DANH MỤC HÌNH

12

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN HỆ THỐNG TREO ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ

3

1.1. Các chỉ tiêu về độ êm dịu chuyển động của ôtô

3

1.1.1. Tần số dao động thích hợp:

4

1.1.2. Gia tốc thích hợp

5

1.2. Cơng dụng, yêu cầu và phân loại hệ thống treo

6

1.3. Ưu điểm hệ thống treo điều khiển điện tử

8

1.4. Phân loại hệ thống treo điều khiển điện tử

9

1.5. Nguyên lý điền khiển hệ thống treo điện tử

9

CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG TREO KHÍ NÉN ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ

12

2.1. Cấu tạo

12

2.1.1. Sơ đồ bố trí chung

12

2.1.2. Cấu tạo và hoạt động của các phần tử

13

2.2. Nguyên lý hoạt động

36

2.2.1. Sơ đồ mạch điện điều khiển

36

2.2.2. Điều khiển chống chúi đuôi xe:

36

2.2.3. Điều khiển chống nghiêng ngang:

38

2.2.4. Điều khiển chống chúi đầu xe:

39

2.2.5. Điều khiển tốc độ cao

40

2.2.6. Chống chúi đuôi xe khi chuyển số (xe có hộp số tự động):

41

2.2.7. Điều khiển trên đường xóc,chống lắc dọc và chống nhún

42

2.2.8. Điều khiển độ cao xe

43

2.2.9. Tự động điều khiển độ cao xe

43

2.2.10. Điều khiển tốc độ cao

44

2.2.11. Điều khiển khi tắt khoá điện

46


2.3. Lựa chọn chế độ bằng tay

47

2.3.1. Công tắc lực chọn

47

2.3.2. Công tắc điều khiển độ cao

47

2.4. Tự động điều khiển các chế độ

48

2.4.1. Điều khiển lực giảm chấn và lực đàn hồi

48

2.4.2. Điều khiển độ cao gầm xe

48

2.5. Các chức năng kiểm tra hệ thống

48

2.5.1. Chức năng kiểm tra cảm biến

48

2.5.2. Chức năng báo hiệu hư hỏng

49

2.5.3. Chức năng báo mã chẩn đoán

49

CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG TREO THỦY LỰC ĐIỀU KHIỂN TỬ

51

3.1. Tổng quát.

51

3.1.1. Giới thiệu chung hệ thống treo thủy lực điều khiển điện tử.

51

3.1.2. Bố trí chung của hệ thống treo thủy lực điều khiển điện tử

52

3.1.3. Mạch thủy lực

53

3.2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các cụm trên mơ hình hệ thống treo
thủy lực điều khiển điện tử
53
3.2.1. Đèn báo điều khiển độ cao

53

3.2.2. Công tắc điều khiển AHC.

54

3.2.3. Cảm biến điều khiển độ cao

57

3.2.4. Cảm biến góc xoay vơ lăng

60

3.2.5. Bơm và Motor

61

3.2.6. Bơm giảm tốc

64

3.2.7.

65

Máy nén điều khiển độ cao

3.2.8. Van điều khiển độ cao

67

3.2.9. Túi khí và bộ điều khiển lực giảm xóc

69

3.2.10. Lị xo

71

3.2.11. Bộ phận giảm xóc.

72

3.2.12. Rơle chính AHC.

74

3.2.13. Rơle AHC

74

3.2.14. Chất lỏng

75

3.2.15. ECU của hệ thống treo thủy lực điều khiển điện tử.

75


3.3. Ngun lý hoạt động của mơ hình hệ thống treo thủy lực điều khiển điện
tử. ... 77
3.3.1. Thay đổi lực giảm xóc.

77

3.3.2. Lựa chọn độ cao.

81

3.3.3. Tự động điều khiển độ cao xe

86

3.3.4. Hủy điều khiển độ cao tự động.

87

3.3.5. Điều khiển khi tắt khoá điện

88

3.3.6. Kiểm tra các bộ phận

90

Chương 4: HỆ THỐNG TREO TỪ TRƯỜNG MAGNERIDE

93

ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ

93

4.1.Cấu tạo cơ cấu treo từ trường MagneRide điều khiển điện tử

93

4.1.1. Bộ chấp hành hệ thống treo từ trường MagneRide điều khiển điện tử

93

4.1.2. Xi lanh thủy lực MagneRide

94

4.2. Van điện từ trường

95

4.3. Các cảm biến

96

4.3.1. Cảm biến góc xoay vơ lăng

96

4.3.2. Cảm biến điều chỉnh chiều cao

98

4.3.3. Cảm biến vị trí bàn đạp ga

100

CHƯƠNG 5:

102

QUY TRÌNH KIỂM TRA, SỬA CHỮA HƯ HỎNG CỦA

102

HỆ THỐNG TREO KHÍ ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ

102

5.1. Các chức năng kiểm tra

102

5.1.1. Chức năng kiểm tra cảm biến

102

5.1.2. Chức năng báo hiệu hư hỏng

103

5.1.3. Chức năng báo mã chẩn đoán

103

5.2. Hư hỏng và cách khắc phục

107

5.3. Kiểm tra sơ bộ

108

5.3.1 Kiểm tra sơ bộ chức năng điều khiển độ cao xe

108

5.3.1.1. Kiểm tra độ cao xe

108

5.3.1.2. kiểm tra độ cao xe bắng công tắc điều khiển độ cao

110

5.3.1.5. Kiểm tra rị khí

112

5.3.2. Kiểm tra các bộ phận

113


5.3.2.1. Công tắc RLC

114

5.3.2.2.Cảm biến lái

115

5.3.2.3. Công tắc đèn phanh

115

5.3.2.4. Cảm biến vị trí bướm ga

116

5.3.2.5. Bộ chấp hành điều khiển hệ thống treo

116

5.3.2.6. đèn báo LRC

118

5.3.2.7. Giắc kiểm tra và TLDC

118

5.3.2.8. các chi tiết điều khiển lự giảm chấn, độ cứng hệ thống treo và độ cao
gầm xe

119

5.3.2.9. các chi tiết kiểm tra điều khiển độ cao gầm xe

122

5.3.2.10. Công tắc điều khiển độ cao

123

5.3.2.11. công tắc ON/OFF điều khiển độ cao

124

5.3.2.12. công tắc cửa

124

5.3.2.15. Mạch tiết chế

125

5.3.2.14. rơ le điều khiển độ cao số 2

126

5.3.2.15. rơ le điều khiển độ cao số 1

127

5.3.2.16. máy nén khi điều khiển độ cao

127

5.3.2.17. Van điều khiển độ cao số 1

128

5.3.2.18. Van điều khiển độ cao số 2

129

5.3.2.19. Van xả

130

5.3.2.20. Các cảm biến điều khiển độ cao

131

5.4. ECU hệ thống treo

131

5.4.1. Kiểm tra mạch và mạch hệ thống

131

5.4.2. Kiểm tra hoạt động của ECU hệ thống treo

133

TÀI LIỆU THAM KHẢO

134

DANH MỤC BẢNG

Bảng 3.1: Thông số kỹ thuật bơm giảm tốc

65

Bảng 3.2: Thông số kỹ thuật máy nén

66

Bảng 3.3: Bảng thơng số túi khí

69

Bảng 3.4: Lực giảm chấn khi điều khiển chống nghiêng ngang

79

Bảng 3.5: Lựa chọn độ cao xe

82

Bảng 3.6: Hoạt động của các van

84

Bảng 3.7: Hoạt động của các van

86

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1: Đồ thị đặc trưng mức êm dịu chuyển động của ơtơ.

5

Hình 1.2: Hệ thống treo thơng thường

6

Hình 1.3: Ưu điểm hệ thống treo điều khiển điện tử

9

Hình 1.4: Sơ đồ dao động tương đương của ơtơ theo lý thuyết SKyhook.

10

Hình 2.1-1: Bố trí chung hệ thống TEMS

12

Hình 2.1-2: Bố trí chung hệ thống TEMS

13

Hình 2.2: Sơ đồ mạch điện cơng tắc chuyển chế độ giảm chấn

14

Hình 2.3: Cấu tạo cảm biến góc xoay vơ lăng

15

Hình 2.4: Cảm biến góc xoay vơ lăng kiểu quang

16

Hình 2.5: Xung tín hiệu của cảm biến góc xoay vơ lăng

16

Hình 2.6: Cấu tạo và sơ đồ mạch điện công tắc đèn phanh

17

Hình 2.7: Cảm biến tốc độ xe

17

Hình 2.8: Cảm biến vị trí bướm ga

18

Hình 2.9: Sơ đồ mạch điện cảm biến vị trí bướm ga

18

Hình 2.10: Cơng tắc khởi động số trung gian

19

Hình 2.11: Cấu tạo của bộ chấp hành

20

Hình 2.12: Sơ đồ mạch điện của bộ chấp hành

21

Hình 2.13: Sơ đồ điều khiển hệ thống treo

22

Hình 2.14: Chiều dịng điện, sự phân cực của lõi stator và hoạt động của
bộ chấp hành.

22

Hình 2.15-1: Lực giảm chấn trung bình

23

Hình 2.15-2: Lực giảm chấn mềm

23

Hình 2.15-3: Lực giảm chấn cứng

24

Hình 2.16: Cấu tạo của giảm chấn

25

Hình 2.17: Lực giảm chấn nhẹ

26

Hình 2.18: Lực giảm chấn trung bình

26

Hình 2.19: Lực giảm chấn cứng

27

Hình 2.20: Cấu tạo buồng khí và van khí

27


Hình 2.21: Vị trí van khí ở chế độ lực đàn hồi mềm

28

Hình 2.22: Vị trí van khí ở chế độ lực giảm chấn cứng

28

Hình 2.23: Sơ đồ đèn báo

29

Hình 2.24: Vị trí các ống khí nén

29

Hình 2.25: Vị trí cảm biến độ cao giảm chấn

30

Hình 2.26: Cảm biến độ cao kiểu quang

31

Hình 2.27: Hoạt động của cảm biến độ cao kiểu quang

32

Hình 2.28: Vị trí và sơ đồ cơng tắc cửa

32

Hình 2.29: Rơ le điều khiển độ cao số 2

33

Hình 2.30: Rơ le điều khiển độ cao số 1

33

Hình 2.31: Máy nén điều khiển độ cao

34

Hình 2.32: Van xả và bộ hút ẩm

34

Hình 2.33: Van điều khiển độ cao

35

Hình 2.34: Sơ đồ mạch điện điều khiển

36

Hình 2.35: Điều khiển chống chúi đi xe

37

Hình 2.36: Điều khiển chống nghiêng ngang

38

Hình 2.37: Lựa chọn chế độ lực giảm chấn

39

Hình 2.38: Điều khiển chống chúi đầu xe

39

Hình 2.39: Điều khiển tốc độ cao

40

Hình 2.40: Điều khiển khi chuyển số

41

Hình 2.41: Điều khiển chống lắc dọc và chống nhún

42

Hình 2.42: Điều khiển độ cao xe

43

Hình 2.43: Sơ đồ mạch điện điều khiển độ cao xe

44

Hình 2.44: Điều khiển ở tốc độ cao

45

Hình 2.45: Điều khiển khi tắt khóa điện

46

Hình 2.46: Cơng tắc lựa chọn chế độ

47

Hình 2.47: Cơng tắc lựa chọn độ cao

48

Hình 2.48: Đèn led nháy báo lỗi

49

Hình 2.49: Nối cực E1 và TC

50

Hình 2.50: Đèn báo ở chế độ bình thường

50


Hình 3.1: Bố trí chung của hệ thống treo thủy lực điều khiển điện tử trên
xe

52

Hình 3.2: Mạch thủy lực hệ thống treo thủy lực điều khiển điện tử

53

Hình 3.3: Đèn báo điều khiển tốc độ cao

54

Hình 3.4: Cơng tắc điều khiển AHC.

54

Hình 3.5: Sơ đồ cơng tắc điều khiển AHC

55

Hình 3.6-1: Cơng tắc chọn độ cao

56

Hình 3.6-2: Cơng tắc điều khiển độ cao

56

Hình 3.7: Cơng tắc chuyển đổi vị trí

57

Hình 3.8: Cơng tắc chọn chế độ giảm xóc

57

Hình 3.9: Sơ đồ mạch điện của cảm biến điều khiển độ cao

58

Hình 3.10: Vị trí cảm biến độ cao giảm chấn

59

Hình 3.11: Cảm biến độ cao kiểu quang

59

Hình 3.12: Hoạt động của cảm biến độ cao kiểu quang

60

Hình 3.13 : Cấu tạo cảm biến góc xoay vơ lăng

61

Hình 3.14: Cảm biến góc xoay vơ lăng

61

Hình 3.15: Bơm và motor

62

Hình 3.16: Cấu tạo của bơm

62

Hình 3.17: Motor của bơm

63

Hình 3.18: Van hồi lưu

63

Hình 3.19: Cảm biến nhiệt độ

64

Hình 3.20: Cảm biến áp suất

64

Hình 3.21: Bơm giảm tốc

65

Hình 3.22: Máy nén điều khiển độ cao

65

Hình 3.23: Van điện từ

66

Hình 3.24: Van điều khiển độ cao

68

Hình 3.25: Van cân bằng

68

Hình 3.26: Van xả

68

Hình 3.27: Túi khí và bộ truyền động điều khiển lực giảm xóc

69

Hình 3.28: Túi khí

69


Hình 3.29: Bộ truyền động điều khiển giảm xóc

70

Hình 3.31: Lị xo

72

Hình 3.32: Cấu tạo của bộ giảm xóc

72

Hình 3.33: Bộ phận giảm xóc

73

Hình 3.34: Rơ le chính AHC

74

Hình 3.35: Rơ le AHC

75

Hình 3.36: Active Suspension Fluid AHC

75

Hình 3.37: ECU của hệ thống treo

76

Hình 3.38: Các chế độ điều khiển

78

Hình 3.39: Lựa chọn chế độ lực giảm chấn

79

Hình 3.40: Điều khiển chống nghiêng ngang

80

Hình 3.41: Điều khiển chống lắc dọc và chống nhún

81

Hình 3.42: Lựa chọn độ cao.

83

Hình 3.43: Xe đang chuyển động

85

Hình 3.44: Tốc độ xe trên 5 km / h (3 dặm / giờ)

85

Hình 3.45: Tự động điều khiển độ cao xe

87

Hình 3.46: Hủy điều khiển độ cao tự động.

88

Hình 3.47: Điều khiển khi tắt khố điện

90


Chương 1: Tổng quan hệ thống treo điều khiển điện tử
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN HỆ THỐNG TREO
ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ

 Mục tiêu: Học xong bài này, người học có khả năng:

 Trình bày được nhiệm vụ và phân loại của hệ thống treo thơng thường
và điều khiển điện tử.
 Trình bày được cấu tạo chung của hệ thống treo điều khiển điện tử;
 Phân tích được nguyên lý hoạt động của hệ thống treo điều khiển điện
tử.
1.1. Các chỉ tiêu về độ êm dịu chuyển động của ôtô
Khi ôtô chuyển động trên đường không bằng phẳng thường chịu những
dao động do bề mặt đường mấp mô sinh ra. Những dao động này ảnh hưởng xấu
đến hàng hóa, tuổi thọ của xe và nhất là ảnh hưởng tới hành khách.
Như vậy độ êm dịu chuyển động của ôtô là khả năng xe chuyển động trên
đường ở những tốc độ xác định mà khơng xảy ra va đập cứng, có thể ảnh hưởng
tới sức khỏe của người, của lái xe, hàng hóa và các chi tiết của xe.
Do hệ thống treo đàn hồi nên thùng xe dao động trong quá trình xe
chuyển động. Dao động luôn thay đổi sẽ ảnh hưởng đến sức khỏe của con người
và ở những điều kiện cụ thể có thể gây nên các căn bệnh thần kinh và não cho
con người. Ngồi ra bản thân các thơng số đặc trưng cho dao động cũng có thể
vượt qua giới hạn cho phép.
Mặt khác do độ đàn hồi, hệ thống treo có thể khơng đủ để tiếp nhận các
xung va đập tác động lên các bánh xe khi ôtô chuyển động trên đường không

bằng phẳng hoặc tác dụng lên thùng xe khi ơtơ chuyển động khơng đều. Khi đó
sẽ xảy ra va đập cứng giữa các chi tiết của phần không được treo với các chi tiết
của phần được treo.
Va đập cứng xảy ra do tốc độ chuyển động của xe tăng. Để tránh xảy ra
va đập cứng phải giảm tốc độ chuyển động của xe, nếu lựa chọn các thơng số
của hệ thống treo khơng đúng có thể gây nên hiện tượng cộng hưởng ở một số
vùng tốc độ, điều đó sẽ làm tăng dao động của thùng xe.

Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử

Trang 3


Chương 1: Tổng quan hệ thống treo điều khiển điện tử
Để tránh va đập buộc lái xe phải giảm tốc độ khi đi trên đường xấu. Điều
đó làm giảm tốc độ trung bình của xe, giảm cả khả năng chất tải và sẽ làm tăng
nhiên liệu tiêu thụ. Ngoài ra nhiên liệu cũng bị tiêu tốn cho việc hấp thụ các tải
trọng động và dập tắt các dao động. Tải trọng tác dụng lên bánh xe dẫn hướng
luôn bị thay đổi khi có dao động sẽ có ảnh hưởng xấu đến điều kiện chuyển
động ổn định và tính dẫn hướng của xe.
Vì vậy, độ êm dịu chuyển động của ơtơ là một chỉ tiêu rất quan trọng của
xe.
Tính êm dịu chuyển động phụ thuộc vào kết cấu của xe và hệ thống treo,
phụ thuộc vào đặc điểm và cường độ lực kích động từ mặt đường và cuối cùng
phụ thuộc vào kỹ thuật lái xe. Dao động của ôtô thường được đặc trưng bằng các
thông số như: chu kỳ hay tần số dao động, biên độ dao động, gia tốc và tốc độ
tăng trưởng gia tốc. Vì vậy các thơng số kể trên được sử dụng làm chỉ tiêu đánh
giá độ êm dịu chuyển động của ôtô.
Tác động của từng thông số (chỉ tiêu) riêng biệt đến cảm giác con người
rất khác nhau, vì vậy cho đến nay vẫn chưa xác định chỉ tiêu duy nhất nào để

đánh giá độ êm dịu chuyển động mà thường phải dùng vài chỉ tiêu trong các chỉ
tiêu nói trên để đánh giá chính xác độ êm dịu chuyển động của ôtô. Sau đây là
một số thông số thường được dùng để đánh giá tính êm dịu chuyển động của
ơtơ.
1.1.1. Tần số dao động thích hợp:
Con người ngay từ nhỏ đã quen với nhịp điệu của bước đi. Ở mỗi người
do thói quen và vóc dáng thì việc thực hiện bước đi có khác nhau: có người có
bước đi dài nhưng chậm, có người có bước đi vừa phải, khoan thai. Vì vậy trong
một đơn vị thời gian số bước chân của mỗi người có sự khác nhau, trung bình cứ
một phút con người thực hiện được 60  85 bước đi. Người ta quan niệm rằng khi
thực hiện một bước đi là con người thực hiện một dao động, như vậy có thể nói
rằng con người có thói quen với tần số dao động 60  85 lần/phút. Ơtơ có chuyển
động êm dịu là khi xe chạy trên mọi địa hình thì dao động phát sinh có tần số
Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử

Trang 4


Chương 1: Tổng quan hệ thống treo điều khiển điện tử
nằm trong khoảng 60  85 lần/phút. Trong thực tế khi tiến hành thiết kế hệ thống
treo người ta thường lấy giá trị tần số dao động thích hợp là 60  85 lần/phút đối
với xe du lịch và 85  120 dao động/phút đối với xe tải.
1.1.2. Gia tốc thích hợp
Chỉ tiêu đánh giá êm dịu chuyển động dựa vào giá trị gia tốc thẳng đứng
và số lần va đập do độ không bằng phẳng của bề mặt đường gây ra trên một km
đường chạy. Muốn xác định được xe có tính êm dịu chuyển động hay khơng
người ta cho ôtô chạy trên một đoạn đường nhất định rồi dùng dụng cụ đo ghi lại
số lần va đập i tính trung bình trên một km đường và gia tốc thẳng đứng của xe.
Dựa vào hai thông số này, người ta so sánh với đồ thị chuẩn xem xe thí nghiệm
đạt được độ êm dịu chuyển động ở thang bậc nào. Ví dụ cho xe chạy trên một

loại đường nào đó ta đo được i = 10 lần va đập/km và j = 2 m/s2. ở đồ thị ta xác
định được điểm A. Từ đó ta có kết luận xe thử nghiệm có độ êm dịu tốt trên loại
đường đó.

Hình 1.1: Đồ thị đặc trưng mức êm dịu chuyển động của ơtơ.

1.1.3. Chỉ tiêu tính êm dịu chuyển động dựa vào gia tốc dao động và thời
gian tác động của chúng:
Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử

Trang 5


Chương 1: Tổng quan hệ thống treo điều khiển điện tử
Khi ngồi lâu trên ôtô, dao động làm cho con người mệt mỏi dẫn đến giảm
năng suất làm việc hoặc ảnh hưởng lâu dài đến sức khỏe. Các thí nghiệm cho
thấy khi thí nghiệm trong 8 giờ liền thì nhạy cảm hơn cả đối với là dãy tần số từ
4  8Hz . Trong dãy tần số này các giá trị cho phép của toàn phương gia tốc như

sau:
Dễ chịu: 0,1 m/s2.
Gây mệt mỏi: 0,315 m/s2.
Gây ảnh hưởng đến sức khỏe: 0,63 m/s2.
1.2. Công dụng, yêu cầu và phân loại hệ thống treo
1.2.1. Công dụng
Các bộ phận của hệ thống treo dùng để nối khung hay thân xe với các cầu
(bánh xe) ôtô và từng bộ phận thực hiện các nhiệm vụ sau đây:

Hình 1.2: Hệ thống treo thơng thường

- Bộ phận đàn hồi làm giảm nhẹ các tải trọng động tác dụng từ bánh xe
lên khung xe, đảm bảo độ êm dịu cần thiết khi di chuyển và truyền lực,
mômen từ đường lên khung xe.
- Bộ phận dẫn hướng để truyền lực dọc, ngang và mômen từ đường lên
khung xe. Động học của bộ phận dẫn hướng xác định tính chất dịch
chuyển tương đối của bánh xe đối với khung.

Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử

Trang 6


Chương 1: Tổng quan hệ thống treo điều khiển điện tử
- Bộ phận giảm chấn để dập tắt các dao động của phần được treo và
không được treo của ôtô.
1.2.2. Yêu cầu
- Độ võng tĩnh ft (độ võng sinh ra do tác dụng của tải trọng tĩnh) phải
nằm trong giới hạn đủ đảm bảo được các tần số dao động riêng của vỏ
xe và độ võng động fđ (độ võng sinh ra khi ôtô chuyển động) phải đủ
đảm bảo vận tốc chuyển động của ôtô nằm trên đường xấu nằm trong
giới hạn cho phép. Ở giới hạn này khơng có sự va đập lên bộ phận hạn
chế.
- Động học của bánh xe dẫn hướng vẫn giữ đúng khi các bánh xe dẫn
hướng dịch chuyển trong mặt phẳng thẳng đứng (nghĩa là khoảng cách
hai vết bánh trước và các góc đặt trụ đứng và bánh dẫn hướng không
thay đổi).
- Dập tắt nhanh các dao động của thân xe và các bánh xe.
- Giảm tải trọng động khi ôtô qua những đường gồ ghề.
1.2.3. Phân loại:
* Theo bộ phận đàn hồi chia ra:

- Loại bằng kim loại (gồm có nhíp lá, lị xo xoắn ốc, thanh xoắn)
- Loại khí (gồm loại bọc bằng cao su – sợi, loại bọc bằng màng, loại ống)
- Loại thủy lực (loại ống)
- Loại cao su (gồm loại chịu nén và loại chịu xoắn)
* Theo sơ đồ bộ phận dẫn hướng chia ra:
- Loại phụ thuộc với cầu liền (gồm có loại riêng, loại thăng bằng)
- Loại độc lập với cầu cắt (gồm loại chuyển bánh xe trong mặt phẳng dọc,
loại dịch chuyển bánh xe trong mặt phẳng ngang, loại nến với bánh xe
dịch chuyển trong mặt phẳng thẳng đứng).
* Theo phương pháp dập tắt chấn động chia ra:
- Loại giảm chấn thủy (gồm loại tác dụng một chiều và loại tác dụng hai
chiều)
Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử

Trang 7


Chương 1: Tổng quan hệ thống treo điều khiển điện tử
- Loại ma sát cơ (gồm ma sát trong bộ phận đàn hồi và trong bộ phận dẫn
hướng)
1.3. Ưu điểm hệ thống treo điều khiển điện tử
Hệ thống treo điều khiển điện tử là một loại hệ thống trên treo ô tô, nó sử
dụng một ECU để điều khiển chuyển động thẳng đứng của bánh xe so với sắt-xi
hoặc thân xe chứ không phải là hệ thống treo thụ động sử dụng lị xo, nhíp,
thanh xoắn,… nơi dao động được xác định hoàn toàn bởi mặt đường. Hệ thống
treo điều khiển điện tử được chia thành hai loại: Hệ thống treo điều khiển điện
tử chủ động và bán chủ động. Trong khi hệ thống treo tích cực chỉ thay đổi độ
cứng của bộ giảm xóc để phù hợp với điều kiện đường xá hoặc điều kiện động
học, hệ thống treo chủ động sử dụng một số loại cơ cấu truyền động để nâng và
hạ khung xe một cách độc lập ở mỗi bánh xe.

Những công nghệ này cho phép các nhà sản xuất xe hơi đạt được chất
lượng xe và khả năng xử lý xe tốt hơn bằng cách giữ cho lốp xe vng góc với
đường ở các góc cua, cho phép kiểm soát và bám đường tốt hơn. Hệ thống điều
khiển điện tử phát hiện chuyển động của thân xe từ các cảm biến trên khắp xe và
sử dụng dữ liệu đó, điều khiển hoạt động của hệ thống treo chủ động và bán chủ
động. Hệ thống này hầu như loại bỏ sự thay đổi độ cuộn của thân xe và cao độ
của thân xe trong nhiều tình huống lái xe bao gồm quay vòng, tăng tốc và phanh.

Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử

Trang 8


Chương 1: Tổng quan hệ thống treo điều khiển điện tử

Hình 1.3: Ưu điểm hệ thống treo điều khiển điện tử

1.4. Phân loại hệ thống treo điều khiển điện tử

- Hệ thống treo có điều chỉnh độ cao gầm xe tự động
 Hệ thống treo thủy khí điều khiển độ cao gầm xe bằng cơ khí
 Hệ thống treo khí điều khiển độ cao gầm xe bằng cơ khí
 Hệ thống treo khí điều khiển độ cao gầm xe bằng điện tử
- Hệ thống treo với bộ giảm chấn có điều khiển
- Kiểu bộ giảm chấn thay đổi được đặc tính giảm chấn vơ cấp
- Hệ thống treo bán tích cực (self-active suspension system)
- Hệ thống treo tích cực (active suspension system)
- Hệ thống treo bán tích cực có điều khiển chống nghiêng thùng xe
1.5. Nguyên lý điền khiển hệ thống treo điện tử
1.5.1. Nguyên tắc:

Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử

Trang 9


Chương 1: Tổng quan hệ thống treo điều khiển điện tử
Lý thuyết Skyhook cho rằng hệ thống treo lý tưởng sẽ cho phép chiếc xe
duy trì tư thế ổn định như thể được treo bởi một cái móc tưởng tượng trên không
trung, không bị ảnh hưởng bởi điều kiện đường xá.
Vì Skyhook khơng thực tế, các hệ thống treo chủ động thực sự dựa trên
hoạt động của cơ cấu truyền động. Đường tưởng tượng (của gia tốc thẳng đứng
bằng không) được tính tốn dựa trên giá trị được cung cấp bởi một cảm biến gia
tốc được lắp trên thân xe. Các phần tử động chỉ gồm lị xo tuyến tính và van
điều tiết tuyến tính; do đó, khơng cần tính tốn phức tạp.

Hình 1.4: Sơ đồ dao động tương đương của ơtơ theo lý thuyết SKyhook.

Trong đó:

 M – Khối lượng được treo tồn bộ của ơtơ
 M1, M2 – Khối lượng được treo được phân ra cầu trước và cầu sau
 m1, m2 – Khối lượng không được treo của cầu trước và cầu sau
 C1, C2 – Hệ số cứng của thành phần đàn hồi của hệ thống treo trước và
sau
 C11, C12 – Hệ số cứng của lốp trước và sau
 K1, K2 – Hệ số cản của thành phần cản của hệ thống treo trước và sau
1.5.2. Hoạt động:
Hệ thống treo chủ động, lần đầu tiên được giới thiệu, sử dụng các bộ
truyền động riêng biệt có thể tác động một lực độc lập lên hệ thống treo để cải

thiện các đặc tính lái. Hạn chế của thiết kế này là chi phí cao, phức tạp hơn và
khối lượng của toàn hệ thống, và cần phải bảo trì thường xuyên đối với một số
Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử

Trang 10


Chương 1: Tổng quan hệ thống treo điều khiển điện tử
thiết bị. Việc bảo trì có thể u cầu các cơng cụ chun dụng và một số vấn đề
có thể khó chẩn đốn.
Hệ thống treo thủy lực điều khiển điện tử được kiểm soát bằng việc sử
dụng thủy lực. Áp suất thủy lực được cung cấp bởi một bơm thủy lực piston
hướng tâm áp suất cao. Các cảm biến liên tục theo dõi chuyển động của thân xe
và mức độ cao xe của xe, liên tục cung cấp dữ liệu mới cho bộ chỉnh độ cao thủy
lực. Trong một vài giây, hệ thống treo tạo ra các lực ngược để nâng hoặc hạ thân
xe. Trong các thao tác lái xe, ni-tơ áp suất cao, mang lại khả năng nén gấp sáu
lần so với lò xo thép được sử dụng bởi các phương tiện đến thời điểm này.
Trong thực tế, hệ thống luôn kết hợp hệ thống treo tự cân bằng mong
muốn và hệ thống treo có thể điều chỉnh độ cao, với tính năng sau này được gắn
với tốc độ của xe để cải thiện hiệu suất khí động học khi xe tự hạ thấp ở tốc độ
cao.
Hệ thống này hoạt động rất tốt khi lái xe thẳng về phía trước, kể cả trên
các bề mặt không bằng phẳng, nhưng có rất ít khả năng kiểm sốt độ cứng cuộn.
CÂU HỎI ƠN TẬP
1.

Trình bày các chỉ tiêu về độ êm dịu chuyển động của ơtơ.

2.

Trình bày cơng dụng, u cầu hệ thống treo.

3.

Trình bày ưu điểm hệ thống treo điều khiển điện tử.

4.

Trình bày nguyên lý điền khiển hệ thống treo điện tử.

Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử

Trang 11


Chương 2: Hệ thống treo khí nén điều khiển điện tử
CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG TREO KHÍ NÉN ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ

 Mục tiêu: Học xong bài này, người học có khả năng:
 Trình bày được cấu tạo của hệ thống treo khí nén điều khiển điện tử;
 Xác định được các tín hiệu và cảm biến của hệ thống treo khí nén điều
khiển điện tử;
 Phân tích được hoạt động của hệ thống treo khí nén điều khiển điện tử.
2.1. Cấu tạo
2.1.1. Sơ đồ bố trí chung

Hình 2.1-1: Bố trí chung hệ thống TEMS

Giáo trình Hệ thống treo điều khiển điện tử

Trang 12