Chương 1 TỔNG QUAN 1. Lý do chọn đề tài Ngày nay, những chiếc ô tô đã trở nên quen thuộc với chúng ta hơn bao giờ hết và mỗi chúng ta dù ít hay nhiều đều hưởng tiện ích mà chúng mang lại. Nhưng song song cùng với sự phát triển của ngành giao thông vận tải là những vụ tai nạn ngày càng tăng bởi rất nhiều nguyên nhân, trong đó có nguyên nhân về tính an toàn của các phương tiện tham gia giao thông trên đường, ô tô cũng là một trong số các phương tiện đó. Vì vậy, nhu cầu cấp thiết đặt ra là cần có các hệ thống an toàn được trang bị trên các phương tiện tham gia giao thông, cũng như các biện pháp bảo vệ an toàn cho con người.
Đứng trước nhu cầu cấp bách đó rất nhiều các thiết bị đã được nghiên cứu và phát triển nhằm giảm thiểu tai nạn xuống mức thấp nhất có thể. Ngành công nghiệp ô tô cũng không loại khỏi nhu cầu đó, hầu hết các hãng ô tô trên thế giới đều đã dành những khoảng kinh phí rất lớn cho việc nghên cứu tích hợp các hệ thống an toàn trên các dòng xe của mình. Ngày nay, gần như toàn bộ các hệ thống tổng thành nên ô tô đều có sự can thiệp của các hệ thống tích hợp cơ khí hay điện tử nhằm tạo ra tiện nghi và an toàn cao nhất cho người sử dụng. Hiện tại, có rất nhiều hệ thống được nghiên cứu và ứng dụng trên xe của các hãng sản xuất ô tô và chúng mang lại hiệu quả rõ rệt cho người sử dụng: hệ thống chống bó cứng bánh xe khi phanh ABS; hệ thống phân phối lực phanh điện tử EBD; hệ thống hỗ trợ phanh khẩn cấp BA, hệ thống điều khiển lực kéo TRC; hệ thống điều khiển ổn định xe VSC; hệ thống hỗ trợ khởi hành ngang dốc HAC Sự yêu thích và mong muốn tìm hiểu thêm về cấu tạo, nguyên lý hoạt động, đọc hiểu sơ đồ mạch điện và chuẩn đoán, sửa chữa của các hệ thống này trên dòng xe Toyota Innova.
Mục tiêu của đề tài Tìm hiểu về cấu tạo, nguyên lý hoạt động, sơ đồ mạch điện, chuẩn đoán và sửa chữa của các hệ thống ABS, EBD, BA, TRC, VSC, HAC trên xe Toyota Innova. Phạm vi nghiên cứu - Đề tài không đi sâu vào tính toán và tính chất vật lý mà trọng tâm của đề tài là nghiên cứu về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các hệ thống trên xe. - Tìm hiểu sơ đồ mạch điện - Nêu khái quát về một số lỗi hư hỏng thường gặp của các hệ thống trên xe. - Hướng dẫn sử dụng, chẩn đoán và bảo dưỡng ở một số hệ thống.
Phương pháp nghiên cứu - Tham khảo tài liệu: thông qua tài liệu đào tạo của hãng Toyota, dịch tiếng nước ngoài, internet, tài liệu thống kê, biểu đồ, sơ đồ. - Tổng hợp tài liệu, phân tích tài liệu, giải quyết các vướng mắc, kết luận. 2 Chương 2 TỔNG QUAN VỀ Ô TÔ TOYOTA INNOVA 2016 2.1 Thông số kỹ thuật ĐỘNG CƠ Động cơ xăng, VVT-i kép, 4 Loại xylanh thẳng hàng, 16 van DOHC Dung tích xylanh (l) 2 Mô men xoắn cực đại ( Nm/rpm) 183 / 4000 Công suất cực đại (kW/rpm) 102 / 5600 Tiêu chuẩn khí thải Euro 4 Bố trí động cơ Đặt phía trước 3 Vật liệu gia công thân, nắp động cơ Hợp kim nhôm HỘP SỐ Loại Tự động 6 cấp HỆ THỐNG TREO Tay đòn kép, lò xo cuộn và thanh Treo trước cân bằng Liên kết 4 điểm, lò xo cuộn và Treo sau tay đòn bên HỆ THỐNG PHANH Loại Phanh đĩa trước, phanh trống sau Hệ thống chống bó cứng phanh ABS Hệ thống hỗ trợ lực phanh khẩn cấp BA Hệ thống phân bố lực phanh điện tử EBD Hệ thống cân bằng điện tử VSC Hệ thống điều khiển lực kéo TRC Hệ thống hỗ trợ khởi hành ngang dốc HAC Đèn báo phanh khẩn cấp ABL Cảm biến hỗ trợ đỗ xe Phía sau SỨC CHỨA Số ghế 7 4 KÍCH THƯỚC VÀ KHỐI LƯỢNG Chiều dài cơ sở (mm) 2750 Chiều dài (mm) 4735 Chiều rộng (mm) 1830 Chiều cao (mm) 1795 Khoảng sáng gầm xe (mm) 178 1.2 Đường đặc tính công suất, mô men.1 Đường đặc tính công suất, mô men. 5 Chương 3 HỆ THỐNG CHỐNG BÓ CỨNG PHANH - ABS ( ANTI-LOCK BRAKING SYSTEM ) 3.
Chức năng hệ thống phanh ABS - Hệ thống chống bó cứng phanh ABS viết tắt là (Anti-lock Braking System). - Chức năng của hệ thống phanh thông thường là để giảm tốc độ hay dừng xe. Đối với hệ thống phanh thông thường, để điều khiển được ổn định thì lực cản hệ thống phanh phải nhỏ hơn lực cản giữa lốp và mặt đường. Còn khi lực cản hệ thống phanh lớn hơn lực cản giữa lốp và mặt đường thì bánh xe bắt đầu bó cứng và bị trượt lết.
Dẫn đến các bánh xe dẫn hướng không còn khả năng điều khiển lái được nữa. - Hệ thống phanh ABS điều khiển áp suất dầu tác dụng lên các xy lanh bánh xe để ngăn không cho nó bị bó cứng khi phanh trên đường trơn hay khi phanh gấp. Nó đảm bảo tính ổn định dẫn hướng trong quá trình phanh. Ưu điểm hệ thống phanh ABS - Sự khác nhau giữa xe có phanh ABS và xe không phanh ABS: Hình 3.1 Sự khác nhau giữa xe có hệ thống phanh ABS và không có ABS 6 - Nhìn vào hình minh họa trên chúng ta có thể thấy đối với xe không được trang bị ABS thì sau khi phanh không có khả năng điều khiển lái thay đổi hướng di chuyển để tránh vật cản phía trước (đâm vào vật cản nếu có) và quãng đường phanh dài hơn.
Còn đối với trường hợp trang bị hệ thống phanh ABS, sau khi phanh xe vẫn có khả năng điều khiển để thay đổi hướng chuyển động tránh vật cản phía trước (nếu có) do bánh xe không bị khóa cứng, ngoài ra quãng đường phanh ngắn hơn. - Ưu điểm: Hệ thống phanh chống bó cứng bánh xe (ABS) là một hệ thống điều khiển cho hệ thống phanh hiện đại có khả năng khai thác hiệu quả phanh tối đa của xe trong những tình huống quan trọng, trong mọi điều kiện đường xá. Các ưu điểm chính của ABS là: + Ổn định hướng khi phanh. + Duy trì điều khiển lái.
+ Quãng đường phanh ngắn nhất có thể, giảm hao mòn lốp. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động hệ thống phanh ABS 3. Chu trình điều khiển hệ thống phanh ABS Hình 3.2 Chu trình điều khiển hệ thống phanh ABS 7 Chu trình điều khiển ABS bao gồm: - Hệ thống điều khiển: lực phanh ở các bánh xe, ma sát giữa bánh xe và mặt đường. - Yếu tố ảnh hưởng: điều kiện mặt đường, điều kiện phanh, tải trọng của xe và tình trạng lốp xe (lốp bị mòn hoặc áp suất lốp thấp).
- Bộ điều khiển: cảm biến tốc độ bánh xe, bộ điều khiển ABS. - Biến điều khiển: tốc độ của các bánh xe và các thông số nhận được từ các cảm biến như gia tốc và độ trượt. - Tín hiệu đầu vào: lực tác dụng lên bàn đạp phanh của người lái (áp suất phanh phụ thuộc vào người lái). Tín hiệu điều khiển Việc lựa chọn các tín hiệu điều khiển thích hợp là nhân tố chính trong việc quyết định tính hiệu quả của quá trình điều khiển ABS.
- Các hệ thống điều khiển nhận tín hiệu từ các cảm biến tốc độ bánh xe, sau đó ECU sử dụng để tính ra được tốc độ của mỗi bánh xe và khả năng tăng tốc, giảm tốc, độ trượt khi phanh, tốc độ chuẩn của xe. - Độ trượt khi phanh không thể đo trực tiếp, ECU sẽ nhận tín hiệu từ cảm biến tốc độ bánh xe để xác định tốc độ chuẩn của xe (là tốc độ tương ứng với tốc độ bánh xe trong điều kiện phanh tối ưu, tức là có độ trượt tối ưu), từ đó xác định được độ trượt khi phanh của xe. - Tốc độ chuẩn sẽ được xác định như sau: trong quá trình phanh, tốc độ chuẩn thường được dựa trên bánh xe quay nhanh hơn trong hai bánh chéo (ví dụ bên phải phía trước và bánh sau bên trái). - Trong những tình huống dừng khẩn cấp với điều khiển ABS hoạt động, tốc độ bánh xe khác tốc độ xe và không thích hợp cho việc tính toán tốc độ chuẩn.
Trong quá trình điều khiển này, ECU tạo ra tốc độ này dựa trên phép ngoại suy hình dạng đường xe chạy tại tốc độ lúc bắt đầu xe di chuyển. Điều khiển phanh trên đường ma sát cao Khi điều khiển ABS theo một vòng lặp kín, quá trình phanh bắt đầu với bề mặt đường có hệ ma sát cao, để tránh hệ thống treo và hệ thống dẫn động lái xảy ra hiện tượng cộng hưởng, áp lực phanh lúc sau tăng trong thời gian dài hơn so với giai đoạn phanh 8 ban đầu. Các đường cong biểu diễn quá trình hoạt động điều khiển phanh trong điều kiện hệ số ma sát cao. Giai đoạn 1: - Trong quá trình phanh ban đầu, áp suất phanh trong xi lanh phanh bánh xe và giảm tốc ở các bánh xe tăng lên.
Vào cuối giai đoạn 1, sự giảm tốc bánh xe vượt quá ngưỡng giảm tốc. Kết quả là van điện từ chuyển sang vị trí giữ áp lực. Áp lực phanh không được giảm ngay bởi vì ngưỡng giảm tốc đang nằm trong phạm vi ổn định. - Tốc độ tham chiếu giảm xuống.
Giá trị ngưỡng trượt được xây dựng từ tốc độ tham chiếu.3 Sơ đồ điều khiển phanh trên dường ma sát cao Giai đoạn 2: Vào cuối giai đoạn 2, tốc độ bánh xe giảm xuống dưới mức ngưỡng trượt. Các van điện từ chuyển sang chế độ giảm áp, áp suất phanh giảm cho đến khi bánh xe giảm tốc vượt qua ngưỡng quy định. Giai đoạn 3: giai đoạn thứ 3, sự giảm tốc độ của các bánh xe thấp hơn ngưỡng giảm tốc, song có xu hướng tăng lên, đến cuối giai đoạn thứ 3, sự giảm tốc cả các bánh xe đã đạt tới ngưỡng giảm tốc. 9 Giai đoạn 4: giai đoạn này, Áp suất phanh chuyển sang chế độ giữ áp, gia tốc bánh xe tăng lên đủ để vượt qua ngưỡng tăng tốc của bánh xe.
Giai đoạn 5: Vào cuối giai đoạn 4, đầu giai đoạn 5, tốc độ của bánh xe vượt qua ngưỡng tăng tốc của bánh xe, van điện từ trong bộ chấp hành chuyển sang chế độ tăng áp suất để giảm sự tăng tốc bánh xe đến ngưỡng tăng tốc an toàn quy định. Giai đoạn 6: Trong giai đoạn 6, áp suất phanh được giữ không đổi để đáp ứng với thực tế là ngưỡng tốc độ bánh xe bị vượt quá giới hạn.
