Đồ án tốt nghiệp: Nghiên cứu hệ thống điện thân xe trên xe Mazda 6 đời 2014

Full đồ án điện thân xe Mazda 6 2014. Gồm sơ đồ mạch điện, nguyên lý và hướng dẫn kiểm tra, sửa chữa đèn đầu, gạt mưa và gương chiếu hậu.

• Tác giả: Lê Thương Trường
• Người hướng dẫn: Th.S Nguyễn Quốc Đạt
• Trường học: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Cơ Khí Động Lực
• Đề tài: Nghiên cứu một số hệ thống điện thân xe trên xe Mazda 6 - 2014
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Hệ Thống Điều Khiển Đèn Đầu Mazda 6 2014

Hệ thống điều khiển đèn đầu trên Mazda 6 2014 được trang bị công nghệ HBC (Headlight Beam Control) hiện đại, cho phép điều chỉnh tự động pha chiếu sáng theo điều kiện giao thông. Đây là một trong những hệ thống quan trọng nhất trên điện thân xe, giúp nâng cao an toàn khi lái xe vào ban đêm. Hệ thống sử dụng camera FSC (Forward Sensing Camera) để nhận diện ánh sáng phía trước và xe đi ngược chiều, từ đó tự động chuyển đổi giữa đèn chiếu xa và chiếu gần. Công nghệ này không chỉ tăng khả năng nhìn xa mà còn tránh làm chói mắt các tài xế xe đi ngược chiều. Các bộ phận chính bao gồm đèn HID, rơle điều khiển, camera, và các module ECU điều khiển. Hiểu rõ về sơ đồ điện và cơ chế hoạt động giúp chủ xe dễ dàng phát hiện và khắc phục các sự cố.

1.1. Cấu Tạo và Thành Phần Hệ Thống

Hệ thống HBC trên Mazda 6 2014 gồm các thành phần chính: đèn HID, công tắc điều khiển trên vô lăng, camera FSC, rơle điều khiển, và các module ECU. Đèn HID cung cấp độ sáng cao hơn so với đèn halogen thông thường. Camera FSC được lắp trên kính chắn gió, có khả năng phát hiện ánh sáng xe đối diện và các vật cản trên đường. Module điều khiển xử lý tín hiệu từ camera và điều khiển cơ cấu điều chỉnh pha đèn một cách tự động, đảm bảo an toàn tối đa cho người lái.

1.2. Sơ Đồ Mạch Điện và Nguyên Lý Hoạt Động

Sơ đồ mạch điện hệ thống điều khiển đèn đầu hiển thị kết nối giữa các thành phần: công tắc đèn, rơle điều khiển, camera, và đèn HID. Khi lái xe bật chế độ tự động, camera liên tục theo dõi điều kiện ánh sáng. Nếu phát hiện xe đi ngược chiều, hệ thống sẽ tự động chuyển từ đèn chiếu xa sang chiếu gần. Nguyên lý này dựa trên xử lý tín hiệu từ camera và điều khiển bởi module ECU, đảm bảo quá trình chuyển đổi diễn ra mượt mà và an toàn.

II. Hệ Thống Gạt Mưa Rửa Kính Mazda 6 2014

Hệ thống gạt mưa và rửa kính là một phần không thể thiếu của điện thân xe Mazda 6 2014, đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ tầm nhìn của người lái. Hệ thống này bao gồm động cơ gạt mưa, cơ cấu truyền động, vòi phun nước rửa kính, và các công tắc điều khiển trên vô lăng. Đặc biệt, Mazda 6 2014 còn được trang bị tính năng gạt mưa tự động, cho phép cảm biến mưa tự động kích hoạt gạt mưa khi có mưa rơi. Sơ đồ điện của hệ thống này được thiết kế để hoạt động liên tục và đáng tin cậy trong mọi điều kiện thời tiết. Sự hiểu biết về cấu tạo, nguyên lý hoạt động và các vấn đề thường gặp giúp chủ xe dễ dàng thực hiện bảo dưỡng và sửa chữa kịp thời.

2.1. Cấu Tạo Hệ Thống Gạt Mưa Rửa Kính

Hệ thống gạt mưa trên Mazda 6 bao gồm động cơ điện, cơ cấu cam quay, thanh gạt, và các công tắc điều khiển. Bộ phun nước rửa kính được lắp dưới mui xe, có thể phun nước lên kính chắn gió và kính chiếu hậu. Cảm biến mưa được lắp ở trên kính để phát hiện mưa và gửi tín hiệu điều khiển. Tất cả các thành phần này được kết nối thông qua sơ đồ điện phức tạp để hoạt động đồng bộ.

2.2. Chế Độ Gạt Mưa Tự Động

Chế độ gạt mưa tự động trên Mazda 6 2014 sử dụng cảm biến mưa để phát hiện độ ẩm trên kính. Khi phát hiện mưa, hệ thống sẽ tự động kích hoạt động cơ gạt mưa với tốc độ phù hợp. Tính năng này rất tiện lợi, giúp người lái tập trung vào điều khiển xe mà không cần lo lắng đến việc điều chỉnh gạt mưa thủ công, nâng cao an toàn giao thông đáng kể.

III. Hệ Thống Điều Khiển Gương Chiếu Hậu Mazda 6 2014

Hệ thống điều khiển gương chiếu hậu trên Mazda 6 2014 cung cấp cho người lái khả năng điều chỉnh gương từ xa một cách thuận tiện. Hệ thống này bao gồm hai gương chiếu hậu ngoài (trái và phải) và một gương chiếu hậu trong, mỗi chiếc gương đều có thể được điều chỉnh bằng công tắc điều khiển trên bảng điều khiển cửa lái. Sơ đồ mạch điện của hệ thống hiển thị kết nối giữa công tắc điều khiển, động cơ điều chỉnh, và các gương. Gương có thể gập lại tự động khi khóa xe, tiết kiệm không gian và bảo vệ gương khỏi thiệt hại. Hệ thống này cũng hỗ trợ chức năng sưởi ấm gương vào mùa đông hoặc khi trời ẩm ướt, giúp làm sạch sương mù trên gương.

3.1. Cấu Tạo và Chức Năng Gương Chiếu Hậu

Gương chiếu hậu trên Mazda 6 gồm gương ngoài lồi giúp quan sát mặt đường rộng hơn, gương chiếu hậu trong có thể điều chỉnh độ sáng để tránh ánh sáng chói từ phía sau. Mỗi gương đều được trang bị động cơ điều chỉnh và có khả năng gập lại tự động. Sơ đồ điện kết nối các động cơ này với công tắc điều khiển trên bảng điều khiển cửa lái, cho phép điều chỉnh dễ dàng theo ý muốn.

3.2. Nguyên Lý Hoạt Động và Chức Năng Sưởi Ấm

Khi người lái nhấn công tắc điều khiển gương, tín hiệu được gửi đến module điều khiển, sau đó kích hoạt động cơ điều chỉnh. Gương sẽ quay theo hướng được chỉ định. Chức năng sưởi ấm gương chiếu hậu hoạt động bằng cách sử dụng dây điện trở trong gương, giúp làm sạch sương mù và nước đóng băng trong những ngày lạnh hoặc ẩm ướt, nâng cao khả năng quan sát và an toàn.

IV. Hướng Dẫn Kiểm Tra Bảo Dưỡng và Sửa Chữa

Kiểm tra và bảo dưỡng các hệ thống điện thân xe trên Mazda 6 2014 là rất quan trọng để đảm bảo hoạt động tốt và kéo dài tuổi thọ của các thiết bị. Để kiểm tra hệ thống điều khiển đèn đầu, bạn nên kiểm tra độ sáng của đèn, chức năng tự động điều chỉnh pha đèn, và xem camera có bị bế không. Với hệ thống gạt mưa, cần kiểm tra động cơ, thanh gạt, và cảm biến mưa. Sơ đồ mạch điện là công cụ hữu ích để định vị các lỗi và kết nối điện. Nếu phát hiện lỗi, hãy sử dụng máy chẩn đoán M-MDS để đọc mã lỗi. Một số vấn đề phổ biến bao gồm đèn không sáng, gạt mưa chậm, gương không điều chỉnh được. Với những vấn đề phức tạp, nên tới các trung tâm sửa chữa chuyên nghiệp để được hỗ trợ kỹ thuật.

4.1. Quy Trình Kiểm Tra và Chẩn Đoán Lỗi

Bắt đầu bằng cách kiểm tra các bộ phận bên ngoài: đèn, gạt mưa, gương. Sử dụng máy chẩn đoán M-MDS để đọc mã lỗi từ module ECU. Kiểm tra sơ đồ mạch điện để theo dõi các kết nối. Kiểm tra điện áp tại các điểm kết nối bằng vôn kế. Nếu cần, kiểm tra từng thành phần riêng lẻ. Ghi lại các triệu chứng để giúp định vị lỗi chính xác hơn.

4.2. Các Vấn Đề Thường Gặp và Cách Khắc Phục

Các hỏng hóc phổ biến bao gồm: đèn không sáng (kiểm tra bóng đèn, rơle, cầu chì), gạt mưa không hoạt động (kiểm tra động cơ, cảm biến mưa), gương không điều chỉnh được (kiểm tra động cơ gương, công tắc điều khiển). Một số lỗi có thể khắc phục bằng cách thay bóng đèn, làm sạch cảm biến hoặc kiểm tra lại các kết nối điện. Với các lỗi phức tạp, cần chuyên gia để sửa chữa kỹ lưỡng.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: TỔNG QUAN 1.1 Lý do chọn đề tài Ngày nay, tốc độ phát triển của ngành công nghiệp ô tô trên thế giới nói chung cũng như ở Việt Nam nói riêng ngày càng đang phát triển rất nhanh. Ở nước ta từ những tập đoàn, công ty, xí nghiệp ô tô quen thuộc như Trường Hải, Đô Thành, SAMCO, …, gần đây là Vinfast đang phát triển ngày càng mạnh mẽ góp phần không nhỏ vào nền công nghiệp ô tô nước nhà. Từ đó ta thấy sự cạnh tranh khốc liệt trong ngành công nghiệp ô tô là rất lớn. Vậy để tăng ưu thế cạnh tranh thì một trong những vấn đề ưu tiên của các hãng xe là tập trung phát triển các tính năng an toàn, tiện nghi, thân thiện môi trường và hướng đến các hệ thống tự động giúp người lái xe tốt hơn.

Đứng trước xu thế này là sinh viên sắp ra trường với những kỹ năng cần thiết về đọc hiểu, nghiên cứu và phân tích hệ thống của các hãng xe là điều cần thiết. Do đó nhóm chúng em đã chọn Mazda – một hãng xe của Nhật Bản với nhiều công nghệ được phát triển và nghiên cứu giúp những chiếc xe của họ trở nên thông minh hơn – với đề tài nghiên cứu là Nghiên cứu một số hệ thống điện thân xe trên xe Mazda 6.2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu của đề tài là dòng xe Mazda 6. Phạm vi nghiên cứu xoay quanh một số hệ thống điện thân xe như hệ thống điều khiển đèn đầu, hệ thống điều khiển gạt mưa và hệ thống điều khiển gương chiếu hậu.3 Những vấn đề còn tồn tại Đề tài mà nhóm nghiên cứu chỉ mang tính chất lý thuyết, chủ yếu tìm kiếm thông tin thông qua các giáo trình, các trang websites nên việc tiếp cận với mô hình thật là rất ít; do đó sẽ không tránh khỏi những thiếu sót nên nhóm chúng em rất mong nhận được sự chỉ bảo và đóng góp của quý thầy trong hội đồng nhằm giúp nhóm chúng em có thêm được những kiến thức còn hạn chế và hoàn thành tốt đồ án của nhóm. 1 Chương 2: NỘI DUNG ĐỀ TÀI 2.1 Hệ thống điều khiển đèn đầu trên Mazda 6 – 2014 [1] 2.1 Lý thuyết về hệ thống điều khiển đèn đầu Hệ thống điều khiển đèn đầu trên Mazda 6 hoạt động bằng cách sử dụng camera (FSC) nhận biết các điều kiện phía trước của xe khi lái xe vào ban đêm để điều khiển đèn đầu ở chế độ chiếu xa hay chiếu gần.1 Hệ thống HBC trên Mazda 6 Khi lái xe với tốc độ khoảng 30 km/h và không có xe ở phía trước (cùng làn đường) hoặc không có xe di chuyển ngược chiều ở làn đường bên cạnh thì đèn đầu sẽ bật chế độ chiếu xa.2 Chế độ đèn chiếu xa 2 Đèn đầu sẽ được bật sang chế độ chiếu gần trong các trường hợp: Khi phát hiện có xe phía trước ở cùng làn đường hoặc ánh sáng đèn đầu của xe đang di chuyển ngược chiều ở làn đường bên cạnh; khi di chuyển trên đường có ánh sáng của đèn đường hoặc đường trong thành thị; khi tốc độ xe thấp hơn 20 km/h.3 Chế độ đèn chiếu gần khi có xe đi ngược chiều Hình 2.4 Chế độ đèn chiếu gần khi có xe di chuyển phía trước Để điều khiển được đèn FSC (Forward Sensing Camera) sẽ thu nhận các tín hiệu sau: Tín hiệu tốc độ xe từ hộp điều khiển hệ thống truyền động PCM (Powertrain Control Module), các tín hiệu tốc độ bánh xe; vận tốc xoay thân xe (Yaw rate); gia tốc ngang (Lateral acceleration) từ hộp điều khiển ổn định thân xe DSC (Dynamic Stability Control), tín hiệu vận hành công tắc đèn từ bộ START STOP UNIT (nằm dưới vô lăng), tín hiệu góc đánh lái từ module trợ lực lái điện EPS (Electric Power Steering), tín hiệu vị trí công tắc máy từ cụm bảng táp lô, tín hiệu 3 điều kiện chiếu sáng của đèn đầu từ FBCM (Front Body Control Module), hình ảnh thu nhận được từ camera.

Từ các tín hiệu đầu vào trên, bộ FSC sẽ tính toán và gửi tín hiệu đến mô-đun FBCM để điều khiển cơ cấu chấp hành đèn đồng thời hiển thị lên bảng táp lô.5 Sơ đồ khối hệ thống điều khiển đèn đầu 2.2 Các sơ đồ mạch điện hệ thống điều khiển đèn đầu trên Mazda 6 4 Hình 2.6 Sơ đồ mạch điện hệ thống điều khiển đèn đầu (1) 5 Hình 2.7 Sơ đồ mạch điện hệ thống điều khiển đèn đầu (2) 6 Bảng 2.1 Bảng chú thích sơ đồ mạch điện hệ thống điều khiển đèn đầu trên Mazda 6 – 2014. Từ Tiếng Anh Dịch Tiếng Việt Headlight (Discharge type) Đèn đầu (loại đèn cao áp) Battery Nguồn (ắc quy) Main Fuse Cầu chì chính Relay and Fuse block Hộp rờ le và cầu chì (Hình 2.91) Headlight LO relay (LH) Rờ le đèn chiếu gần bên trái (rờ le số 6) Headlight LO relay (RH) Rờ le đèn chiếu gần bên phải (rờ le số 17) Headlight HI relay Rờ le đèn chiếu xa (rờ le số 3) Auto light sensor/Rain sensor Cảm biến đèn tự động/Cảm biến mưa FBCM Mô-đun điều khiển bộ phận Front combination light (LH) Cụm đèn bên trái Front combination light (RH) Cụm đèn bên phải Discharge headlight control module Mô-đun điều khiển đèn đầu bên trái (LH) Discharge headlight control module Mô-đun điều khiển đèn đầu bên phải (RH) Igniter Bộ khởi động High-beam solenoid (LH) Solenoid đèn pha bên trái High-beam solenoid (RH) Solenoid đèn pha bên phải Light switch Công tắc đèn With auto light system Có hệ thống đèn tự động 7 Điều khiển chiếu gần: Khi bật công tắc đèn đến vị trí AUTO và vị trí đèn là chế độ chiếu gần (LOW) thì bộ START STOP UNIT sẽ xác nhận hai tín hiệu đó và gửi tín hiệu về mô-đun FBCM. Các tín hiệu khác từ PCM, DSC, EPS được FSC (AUTO LIGHT) thu thập thông qua mạng CAN kết hợp với hình ảnh từ camera (trường hợp này là có xe di chuyển ngược chiều, xe đang đi trong thành thị hay tốc độ xe thấp, …  điều khiển đèn sang chiếu gần) và gửi tín hiệu đến mô-đun FBCM. Khi có các tín hiệu trên gửi đến mô-đun FBCM thì mô-đun FBCM sẽ điều khiển nối mát hai cuộn dây của hai rờ le đèn chiếu gần (Left Headlight Low Relay và Right Headlight Low Relay).

Dòng điện đi từ (+) Accu  cầu chì chính (Main Fuse)  hai cuộn dây của hai rờ le trên  FBCM  mát. Lúc này hai công tắc trong hai rờ le đóng lại, dòng điện đi từ (+) Accu  cầu chì chính (Main Fuse)  hai công tắc rờ le  hai đèn đầu (đèn bên trái và đèn bên phải xe)  hai đèn đầu sáng. Lúc này cũng có dòng điện đi từ (+) Accu  cầu chì chính (Main Fuse)  cuộn dây rờ le đèn chiếu xa (Headlight High Relay). Nhưng do tín hiệu từ FSC (AUTO LIGHT) gửi đến mô-đun FBCM là tín hiệu điều khiển đèn chiếu gần nên mô-đun FBCM sẽ không nối mát cuộn dây rờ le đèn chiếu xa (Headlight High Relay)  rờ le bị ngắt  không có dòng điện đến hai cuộn solenoid đèn chiếu xa (LEFT/RIGHT HIGH BEAM SOLENOID)  màn chắn trong đèn sẽ bật lên chắn các tia chiếu xa  hai đèn đầu sáng ở chế độ chiếu gần.

Điều khiển chiếu xa: Tương tự như điều khiển chiếu gần nhưng tín hiệu từ FSC (AUTO LIGHT) gửi đến mô-đun FBCM là tín hiệu điều khiển đèn chiếu xa (tốc độ xe là 30 km/h hoặc hơn, không có xe ngược chiều hay không có ánh sáng đèn đường, …). FBCM sẽ điều khiển nối mát cuộn dây rờ le đèn chiếu xa (Headlight High Relay). Dòng điện đi từ (+) Accu  cầu chì chính (Main Fuse)  công tắc rờ le đèn chiếu xa  hai cuộn solenoid đèn chiếu xa (LEFT/RIGHT HIGH BEAM SOLENOID)  màn chắn trong đèn gập xuống  hai đèn đầu sáng ở chế độ chiếu xa.3 Kết cấu của hệ thống điều khiển đèn đầu trên xe Kết cấu của hệ thống điều khiển đèn đầu gồm: Công tắc điều khiển đèn, cụm đèn đầu, các rờ le, các hộp ECU, đèn tín hiệu của hệ thống trên bảng táp lô, camera FSC.1 Công tắc điều khiển đèn Công tắc đèn Hình 2.8 Vị trí công tắc điều khiển đèn trên Mazda 6 Hình 2.9 Công tắc điều khiển đèn trên Mazda 6 Bảng 2.2 Bảng các chế độ hoạt động của các đèn ứng với vị trí công tắc đèn và vị trí công tắc máy Vị trí công tắc đèn OFF AUTO Vị trí công tắc máy ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF Đèn đầu (Headlights) Off Off Auto Off Off Off On On Đèn chạy ban ngày (DRL) On Off Auto Off On Off Off Off Đèn đuôi Off Off Auto Off On On On On Đèn đậu xe Đèn soi bảng số Đèn soi bảng táp lô 9 Công tắc điều khiển đèn trên Mazda 6 nằm sau vô lăng và bên tay trái người lái xe. Công tắc đèn có bốn chế độ: Chế độ OFF, chế độ AUTO (chế độ tự động điều khiển đèn pha), chế độ đèn đờ mi, chế độ đèn pha.

Khi ở chế độ OFF, công tắc máy ở vị trí ON hay OFF thì đèn đầu vẫn không sáng. Khi ở chế độ AUTO, công tắc máy ở vị trí OFF thì đèn đầu không sáng nhưng ở vị trí ON đèn đầu sẽ tự động điều chỉnh ánh sáng phù hợp bằng cách dựa vào ánh sáng xung quanh được nhận biết bởi cảm biến. Khi ở chế độ đèn đờ mi, công tắc máy ở vị trí ON hay OFF thì đèn đầu vẫn không sáng, lúc này có một số đèn sáng như đèn đuôi xe (Tail), đèn soi bảng số, đèn soi bảng táp lô, … Khi ở chế độ đèn pha, công tắc máy ở vị trí ON hay OFF thì đèn đầu vẫn sáng và một số đèn khác cũng sáng như đèn đuôi xe (Tail), đèn soi bảng số, đèn soi bảng táp lô, … 2.2 Đèn đầu, rờ le, camera và các hộp ECU Hình 2.10 Vị trí đèn đầu, rờ le, camera và các hộp ECU 10 Hình 2.11 Vị trí module trợ lực lái điện (EPS) 2.3 Cụm đèn đầu Đèn đầu sử dụng trên Mazda 6 là đèn có cường độ chiếu sáng cao HID (High – Intensity Discharge) hay còn gọi là đèn Xenon vì có chứa khí Xenon bên trong (Khí Xenon là một nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn (Xe), là một khí hiếm không màu, không mùi, rất nặng, có trong khí quyển Trái Đất với một lượng nhỏ và được dùng rộng rãi nhất, nổi tiếng nhất trong các thiết bị phát ra ánh sáng gọi là đèn Xenon). Ưu điểm của loại đèn này là tiết kiệm năng lượng hơn nhiều so với đèn Halogen, hiệu suất và tuổi thọ cao, tuy nhiên chúng phức tạp hơn và yêu cầu nhiều thiết bị điện tử hơn.