TỔNG QUAN
Lý do chọn đề tài
Ngày nay, ô tô đã trở thành một phần quen thuộc trong cuộc sống, mang lại nhiều tiện ích cho người sử dụng Tuy nhiên, sự gia tăng tai nạn giao thông, trong đó có nguyên nhân từ tính an toàn của phương tiện, đang đặt ra nhu cầu cấp thiết về các hệ thống an toàn trên ô tô Để giảm thiểu tai nạn, nhiều thiết bị an toàn đã được nghiên cứu và phát triển, với các hãng ô tô trên thế giới đầu tư lớn vào việc tích hợp hệ thống an toàn cho xe của mình Hiện nay, hầu hết các hệ thống trên ô tô đều sử dụng công nghệ cơ khí và điện tử để đảm bảo tiện nghi và an toàn tối đa cho người lái và hành khách.
Hiện nay, nhiều hệ thống công nghệ tiên tiến đã được nghiên cứu và áp dụng trên ô tô, mang lại hiệu quả rõ rệt cho người sử dụng Các hệ thống này bao gồm: hệ thống chống bó cứng 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 ổn định xe VSC, và hệ thống hỗ trợ khởi hành ngang dốc HAC.
Yêu thích và mong muốn tìm hiểu về cấu tạo, nguyên lý hoạt động, cũng như khả năng đọc hiểu sơ đồ mạch điện và chẩn đoán, sửa chữa các hệ thống trên xe Toyota Innova là điều quan trọng đối với những người đam mê công nghệ ô tô.
Mục tiêu của đề tài
Tìm hiểu về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các hệ thống ABS, EBD, BA, TRC, VSC, HAC trên xe Toyota Innova, bao gồm sơ đồ mạch điện, quy trình chuẩn đoán và sửa chữa.
Phạm vi nghiên cứu
Đề tài này tập trung vào việc nghiên cứu cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các hệ thống trên xe, không đi sâu vào các tính toán và tính chất vật lý.
- 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
TỔNG QUAN VỀ Ô TÔ TOYOTA INNOVA 2016 2.0V
Thông số kỹ thuật
Loại Động cơ xăng, VVT-i kép, 4 xylanh thẳng hàng, 16 van DOHC
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
Vật liệu gia công thân, nắp động cơ Hợp kim nhôm
Treo trước Tay đòn kép, lò xo cuộn và thanh cân bằng
Liên kết 4 điểm, lò xo cuộn và tay đòn bên
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
KÍCH THƯỚC VÀ KHỐI LƯỢNG
Chiều dài cơ sở (mm) 2750
Khoảng sáng gầm xe (mm) 178
Đường đặc tính công suất, mô men
Hình 2.1 Đường đặc tính công suất, mô men
HỆ THỐNG CHỐNG BÓ CỨNG PHANH - ABS ( ANTI-LOCK BRAKING SYSTEM )
Chức năng hệ thống phanh ABS
- Hệ thống chống bó cứng phanh ABS viết tắt là (Anti-lock Braking System)
Hệ thống phanh thông thường có chức năng giảm tốc độ hoặc dừng xe, tuy nhiên để đảm bảo điều khiển ổn định, lực cản của hệ thống phanh phải nhỏ hơn lực cản giữa lốp và mặt đường Nếu lực cản của phanh lớn hơn lực cản giữa lốp và mặt đường, bánh xe sẽ bị bó cứng và trượt, dẫn đến việc các bánh xe dẫn hướng không còn khả năng điều khiển lái.
Hệ thống phanh ABS điều chỉnh áp suất dầu lên các xy lanh bánh xe, giúp ngăn chặn tình trạng bó cứng khi phanh gấp hoặc trên đường trơn Điều này đảm bảo tính ổn định và khả năng dẫn hướng của xe 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
Xe không trang bị hệ thống phanh ABS sẽ không thể điều khiển hướng di chuyển sau khi phanh, dẫn đến nguy cơ va chạm với vật cản và quãng đường phanh dài hơn Ngược lại, xe trang bị ABS cho phép người lái điều chỉnh hướng di chuyển để tránh vật cản, nhờ vào việc bánh xe không bị khóa cứng, đồng thời giảm quãng đường phanh.
Hệ thống phanh chống bó cứng bánh xe (ABS) là công nghệ hiện đại giúp tối ưu hóa hiệu suất phanh trong các tình huống khẩn cấp và mọi điều kiện đường xá Những ưu điểm nổi bật của ABS bao gồm khả năng duy trì sự kiểm soát của xe, giảm thiểu nguy cơ trượt bánh và nâng cao an toàn cho người lái.
+ 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
3.3.1 Chu trình điều khiển hệ thống phanh ABS
Hình 3.2 Chu trình điều khiển hệ thống phanh ABS
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)
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 cảm biến tốc độ bánh xe, cho phép ECU tính toán tốc độ của từng bánh, khả năng tăng tốc và giảm tốc, độ trượt khi phanh cũng như tốc độ chuẩn của xe.
Độ trượt khi phanh không thể đo trực tiếp, mà ECU sẽ nhận tín hiệu từ cảm biến tốc độ bánh xe để xác định tốc độ chuẩn của xe Tốc độ này tương ứng với tốc độ bánh xe trong điều kiện phanh tối ưu, tức là khi có độ trượt tối ưu Dựa vào đó, ECU có thể xác định độ trượt khi phanh của xe.
Tốc độ chuẩn được xác định trong quá trình phanh, thường dựa trên bánh xe quay nhanh hơn giữa hai bánh chéo, chẳng hạn như bánh trước bên phải và bánh sau bên trái.
Trong các tình huống dừng khẩn cấp khi hệ thống ABS hoạt động, tốc độ của bánh xe không tương ứng với tốc độ của xe, điều này khiến việc tính toán tốc độ chuẩn trở nên không chính xác Trong quá trình điều khiển, ECU (Bộ điều khiển điện tử) xác định tốc độ này dựa trên phép ngoại suy hình dạng đường mà xe đã di chuyển khi bắt đầu di chuyển.
Điều khiển phanh trên đường ma sát cao
Khi điều khiển hệ thống ABS trong vòng lặp kín, quá trình phanh bắt đầu trên bề mặt đường có ma sát cao Điều này giúp tránh hiện tượng cộng hưởng ở hệ thống treo và dẫn động lái Ngoài ra, áp lực phanh tăng lên trong thời gian dài hơn so với giai đoạn phanh ban đầu.
9 ban đầu Các đường cong biểu diễn quá trình hoạt động điều khiển phanh trong điều kiện hệ số ma sát cao
Trong quá trình phanh ban đầu, áp suất phanh trong xi lanh phanh bánh xe và tốc độ giảm ở các bánh xe tăng lên Khi giai đoạn 1 kết thúc, sự giảm tốc của bánh xe vượt quá ngưỡng cho phép, dẫn đến việc van điện từ chuyển sang vị trí giữ áp lực Do đó, áp lực phanh không giảm ngay lập tức, vì ngưỡng giảm tốc vẫn nằm trong phạm vi ổn định.
- Tốc độ tham chiếu giảm xuống Giá trị ngưỡng trượt được xây dựng từ tốc độ tham chiếu
Hình 3.3 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 là giai đoạn mà tốc độ giảm của các bánh xe thấp hơn ngưỡng giảm tốc, nhưng có xu hướng tăng lên Đến cuối giai đoạn này, sự giảm tốc của tất cả các bánh xe đã đạt tới ngưỡng giảm tốc.
Giai đoạn 4 là thời điểm mà áp suất phanh chuyển sang chế độ giữ áp, đồng thời gia tốc của bánh xe tăng lên đủ để vượt qua ngưỡng tăng tốc của nó.
Vào cuối giai đoạn 4 và đầu giai đoạn 5, tốc độ bánh xe vượt quá ngưỡng tăng tốc cho phép, dẫn đến việc van điện từ trong bộ chấp hành chuyển sang chế độ tăng áp suất Điều này giúp giảm tốc độ tăng tốc của bánh xe xuống mức an toàn theo quy định.
Trong giai đoạn 6, áp suất phanh duy trì ổn định để phản ánh việc tốc độ bánh xe đã vượt quá giới hạn cho phép Tình trạng này cho thấy các bánh xe đã tiến vào vùng ổn định trong đường cong đặc tính trượt.
Trong giai đoạn 7, áp suất phanh tiếp tục gia tăng nhằm giảm tốc độ bánh xe cho đến khi gia tốc của chúng giảm xuống dưới ngưỡng giảm tốc Giai đoạn này nối tiếp giai đoạn 1 trong chu kỳ phanh lặp lại, diễn ra cho đến khi gia tốc bánh xe đạt mức an toàn và tốc độ bánh xe nằm ngoài ngưỡng trượt.
Điều khiển phanh trên đường ma sát thấp
Hình 3.4 Sơ đồ điều khiển phanh trên đường ma sát thấp
Trên những đoạn đường trơn trượt, việc chỉ cần rà chân phanh cũng có thể khiến bánh xe bị khóa cứng, trái ngược với các mô hình có độ bám mặt đường cao Bánh xe cần thời gian để tăng tốc và vượt qua ngưỡng trượt Hệ thống ECU sẽ nhận diện điều kiện mặt đường hiện tại để ABS áp dụng chế độ điều khiển phù hợp, đảm bảo an toàn khi lái xe.
Giai đoạn 1-2: ABS điều khiển phanh giống như trên đường ma sát cao
Giai đoạn 3 bắt đầu bằng việc giữ áp suất trong thời gian ngắn, sau đó hệ thống nhanh chóng so sánh tốc độ các bánh xe với ngưỡng trượt Nếu tốc độ bánh xe thấp hơn ngưỡng trượt, áp suất phanh sẽ được giảm trong một khoảng thời gian nhất định Tiếp theo, hệ thống tiếp tục giữ áp suất trong thời gian ngắn và lại so sánh tốc độ bánh xe với ngưỡng trượt Nếu tốc độ bánh xe vẫn nhỏ hơn ngưỡng trượt, áp suất phanh sẽ tiếp tục giảm Cuối cùng, trong giai đoạn giữ áp tiếp theo, bánh xe sẽ tăng tốc cho đến khi vượt qua ngưỡng tốc độ bánh xe.
Giai đoạn 4: Giai đoạn đầu ở chế độ giữ áp được đổi mới, mở rộng hơn cho tốc độ các bánh xe giảm xuống dưới ngưỡng tốc độ bánh xe
Giai đoạn 5: Giai đoạn này đặc trưng bởi sự tăng áp suất theo từng cấp bậc dựa vào giai đoạn trước
- Giai đoạn cuối cùng áp suất giảm để bắt đầu một chu trình điều khiển mới
Trong chu trình điều khiển, logic nhận diện rằng sau hai giai đoạn giảm áp, cần thực hiện một giai đoạn tăng áp Quá trình này sẽ tiếp tục cho đến khi đạt ngưỡng giảm tốc, sau đó lặp lại chu trình.
Bánh xe chạy trong khoảng trượt cao trong thời gian dài không tối ưu cho sự ổn định và khả năng lái Để cải thiện hai yếu tố này, cần thực hiện so sánh liên tục giữa tốc độ bánh xe và ngưỡng trượt trong các chu trình điều khiển.
Sử dụng va ̀ bảo dưỡng hê ̣ thống phanh ABS
- Xe có hệ thống trợ lực phanh tự động điều chỉnh trong điều kiện hoạt động bình thường
Khi động cơ không hoạt động, khả năng dự trữ trợ lực phanh sẽ giảm sau mỗi lần đạp phanh Do đó, không nên đạp và nhả phanh liên tục khi trợ lực phanh bị gián đoạn.
Khi hệ thống trợ lực phanh bị mất do động cơ chết máy hoặc các nguyên nhân khác, người lái xe cần sử dụng lực đạp phanh mạnh hơn bình thường Tuy nhiên, điều này sẽ làm tăng quãng đường phanh, khiến việc dừng xe trở nên khó khăn hơn.
Khi di chuyển xuống dốc cao hoặc dài, bạn nên chuyển sang số thấp và hạn chế việc sử dụng phanh liên tục Việc phanh liên tục có thể khiến hệ thống phanh bị quá nóng, dẫn đến giảm hiệu quả phanh ngay lập tức.
Khi lái xe qua vùng ngập nước sâu, hãy đạp phanh từ từ để kiểm tra hiệu quả của phanh Việc phanh trong điều kiện ướt có thể ảnh hưởng đến khả năng giảm tốc an toàn, và có thể khiến xe bị lệch hướng khi phanh.
- Để làm khô cơ cấu phanh hãy chạy chậm và đạp nhẹ phanh cho đến khi hiệu quả phanh trở lại bình thường
Khi xe đang di chuyển mà hệ thống phanh chính gặp sự cố, bạn có thể sử dụng phanh đỗ như một biện pháp phanh khẩn cấp, tuy nhiên, quãng đường phanh sẽ dài hơn so với bình thường.
Khi má phanh đã mòn hoàn toàn, việc thay thế má phanh mới là cần thiết Bạn có thể nhận biết má phanh mòn qua tiếng kêu phát ra từ hệ thống phanh ở cả phía trước và phía sau Tuy nhiên, trong một số trường hợp, tiếng kêu có thể xuất hiện khi mới đạp phanh hoặc khi phanh nhẹ do điều kiện lái xe hoặc khí hậu, và điều này không nhất thiết biểu hiện sự cố trong hệ thống phanh.
- Để an toàn và giảm chi phí sửa chữa phanh không nên tiếp tục chạy xe với má phanh đã mòn hết
- Kiểm tra mức dầu phanh trong bình chứa theo định kỳ Mức dầu nên ở giữa mức max và min trên thân bình chứa
Trước khi mở nắp bình chứa và thêm dầu phanh, cần vệ sinh kỹ lưỡng khu vực xung quanh nắp bình để tránh làm bẩn dầu phanh.
Khi mức dầu trong xe giảm xuống thấp, hãy bổ sung dầu cho đến mức tối đa Tuy nhiên, lưu ý rằng mức dầu sẽ tiếp tục giảm khi quãng đường di chuyển tăng lên Nếu mức dầu xuống quá thấp, bạn nên đến đại lý để kiểm tra hệ thống phanh.
- Chỉ sử dụng dầu phanh theo quy định Không được trộn với các chất lỏng khác
Hệ thống ABS không thể ngăn chặn tai nạn do lái xe sai hoặc nguy hiểm Mặc dù khả năng điều khiển xe được cải thiện khi phanh, người lái vẫn cần duy trì khoảng cách an toàn với chướng ngại vật phía trước Trong các điều kiện đường xấu, việc giảm tốc độ là rất quan trọng.
- Quãng đường phanh của xe có ABS có thể dài hơn các xe không có ABS trong các điều kiện sau đây:
+ Mặt đường gồ ghề có cát, sỏi hay tuyết
+ Trên đường có ổ gà hoặc có độ cao khác nhau
Để đảm bảo hệ thống phanh ABS hoạt động hiệu quả trong tình huống khẩn cấp, người lái không nên cố gắng điều chỉnh áp suất dầu phanh và tránh việc đạp nhả phanh liên tục.
31 mà hãy đạp bàn đạp phanh mạnh nhất có thể, và hệ thống ABS sẽ tự điều chỉnh lực phanh tại các bánh xe
Khi động cơ khởi động và xe bắt đầu di chuyển, một tiếng động nhỏ phát ra từ khoang động cơ là hiện tượng bình thường, cho thấy hệ thống ABS đang hoạt động ổn định.
Khi đèn cảnh báo ABS sáng liên tục khi lái xe, điều này cho thấy có thể xảy ra sự cố trong hệ thống ABS Trong tình huống này, hệ thống phanh sẽ hoạt động tương tự như khi không có ABS.
Khi bật công tắc IG ON, đèn cảnh báo ABS sẽ sáng trong khoảng 3 giây để kiểm tra Nếu đèn tắt sau thời gian này, hệ thống ABS hoạt động bình thường Ngược lại, nếu đèn vẫn sáng, có thể hệ thống ABS gặp sự cố và cần được kiểm tra kỹ lưỡng.
Khi lái xe trên đường trơn trượt, việc phanh liên tục có thể khiến hệ thống ABS hoạt động liên tục, dẫn đến việc đèn cảnh báo ABS sáng Trong trường hợp này, hãy đưa xe đến nơi an toàn và tắt động cơ Sau khi khởi động lại, nếu đèn cảnh báo ABS tắt, hệ thống hoạt động bình thường Tuy nhiên, nếu đèn vẫn sáng, cần kiểm tra kỹ lưỡng vì có thể hệ thống ABS đã bị lỗi.
HỆ THỐNG HỖ TRỢ PHANH KHẨN CẤP - BA (Brake Assist System)
Chức năng hệ thống hỗ trợ phanh khẩn cấp BA
Trong quá trình lái xe, người lái thường gặp phải những tình huống bất ngờ cần phải phanh gấp Khi đó, sự hoảng sợ có thể khiến họ đạp phanh quá nhanh, nhưng điều này chưa đủ để đảm bảo an toàn Lực đạp phanh thường giảm sau lần nhấn đầu tiên, dẫn đến việc xe có thể dừng lại quá muộn Tình trạng lực phanh không đủ có thể gây ra tai nạn nghiêm trọng.
Khi hỗ trợ phanh khẩn cấp, ECU kiểm soát trượt sẽ phân tích tốc độ và mức độ đạp phanh dựa trên tín hiệu từ cảm biến áp suất của xi lanh phanh chính Nếu ECU xác định rằng người lái có ý định phanh gấp, nó sẽ kích hoạt bộ chấp hành phanh để tăng áp suất dầu phanh, từ đó nâng cao lực phanh.
Hình 4.1 Sơ đồ biểu diễn lực phanh khi có hỗ trợ phanh khẩn cấp BA
Cấu tạo của hệ thống BA
4.2 Cấu tạo của hệ thống phanh khẩn cấp BA
Cơ cấu chấp hành của hệ thống phanh ABS được sử dụng chung cho hệ thống phanh
BA, song có thêm hai van điện tự cắt xy lanh phanh chính và một cảm biến áp suất xy lanh phanh chính.
4.2.1 Cảm biến áp suất xy lanh phanh chính
Hình 4.2 Các chân của một cảm biến xy lanh phanh chính
Cảm biến áp suất xy lanh phanh chính là một thành phần quan trọng trong bộ chấp hành ABS ECU, bao gồm ba chân: chân điện áp VCM được cấp bởi ABS ECU với giá trị từ 4.4V đến 5.6V, chân E2 nối đất, và chân tín hiệu ra PCM có giá trị từ 0.14V đến 4.85V.
Cảm biến áp suất thường được chia thành hai loại chính: cảm biến áp suất kiểu áp điện trở và cảm biến áp suất kiểu tụ Cảm biến áp điện trở hoạt động dựa trên sự biến dạng của màng khi có áp suất tác động, chuyển đổi biến dạng này thành tín hiệu điện thông qua các phần tử áp điện trở Ngược lại, cảm biến áp suất kiểu tụ hoạt động dựa vào sự thay đổi điện dung để xác định áp suất, trong đó điện dung được điều chỉnh bằng cách thay đổi khoảng cách giữa các cực tụ khi áp suất tác động.
- Tùy vào lực đạp phanh và tốc độ thay đổi áp suất trong xy lanh phanh chính mà tín hiệu đầu ra có giá trị điện áp khác nhau,
ABS ECU sử dụng tín hiệu này để điều khiển van điện từ, đóng xy lanh phanh chính và bơm trong chế độ hỗ trợ phanh khẩn cấp.
4.2.2 Van điện từ cắt xy lanh phanh chính
Van thường mở, có cấu tạo tương tự van điện từ giữ áp và giảm áp, đóng vai trò quan trọng trong việc ngắt hoạt động của xy lanh phanh chính Van này hỗ trợ các chế độ như khởi hành ngang dốc, hỗ trợ lực phanh, ổn định thân xe và hỗ trợ lực kéo Trong các chế độ ABS và phanh thông thường, van sẽ không được kích hoạt.
Hình 4.3 Van điện từ ngắt xy lanh phanh chính
Nguyên lý hoạt động của hệ thống BA
Hình 4.4 Sơ đồ bộ chấp hành hệ thống hỗ tợ lực phanh
ECU kiểm soát trượt sẽ phân tích tốc độ và mức độ đạp phanh dựa trên tín hiệu từ cảm biến áp suất của xi lanh phanh chính, nhằm xác định ý định của người lái khi thực hiện phanh gấp.
ECU sẽ kích hoạt van điện từ để cắt xy lanh phanh chính, đóng hai cửa A và B, ngăn không cho dầu hồi về xy lanh phanh chính Khi đó, bơm số 5 sẽ hoạt động, hút dầu từ bình chứa số 6 để cung cấp cho các xy lanh phanh bánh xe 7, 8, 9, 10, giúp tăng lực phanh Các van giáp áp thường đóng số 4 và van giữ áp thường mở số 3 sẽ không được kích hoạt, hoạt động như trong chế độ phanh thông thường.
HỆ THỐNG PHÂN PHỐI LỰC PHANH ĐIỆN TỬ - EBD (Electronic ………….Brakeforce Distribution)
Chức năng hệ thống phân phối lực phanh điện tử (EBD)
EBD là một tính năng an toàn quan trọng trên xe, giúp tối ưu hóa hiệu quả phanh bằng cách phân bổ lực phanh tối đa cho cả bánh trước và bánh sau, tùy thuộc vào điều kiện và tải trọng của xe.
Hệ thống phanh EBD giúp cải thiện hiệu suất phanh khi người lái đột ngột áp dụng lực phanh lớn, khiến trọng lượng xe dồn về phía trước Điều này có thể làm cho bánh sau thiếu lực bám, dẫn đến tình trạng khóa bánh sau Khi bánh sau bị khóa, xe có thể bị lạng lách, trong khi bánh trước phải gánh toàn bộ lực phanh, dẫn đến khoảng cách phanh dài hơn và tăng nguy cơ va chạm.
Hệ thống EBD giúp giảm nguy cơ mất kiểm soát bằng cách tự động điều chỉnh lực phanh cho từng bánh xe dựa trên trọng lượng phân bố của xe Nó không chỉ ngăn chặn tình trạng khóa bánh xe bằng cách giảm lực phanh cho bánh đang trượt, mà còn tối ưu hóa lực phanh cho bánh xe đang hoạt động hiệu quả.
Hình 5.1 Mô tả chức năng hệ thống EBD
Nguyên lý hoạt động của hệ thống EBD
Hệ thống EBD được lắp đặt cùng với ABS và hoạt động tương tự, nhưng có sự khác biệt quan trọng là EBD không chỉ ngăn chặn khóa bánh xe mà còn phân phối lại lực phanh để tối ưu hóa hiệu quả phanh ở từng bánh xe EBD bao gồm các cảm biến và thành phần giống như ABS, nhưng còn được trang bị thêm bộ cảm biến tốc độ để theo dõi tốc độ quay của mỗi bánh xe.
+ Cảm biến gia tốc ngang và góc lệch xe
Bộ chấp hành phanh thủy lực điều chỉnh lực phanh cho từng bánh xe, trong khi bộ điều khiển điện tử ABS ECU thu nhận và xử lý thông tin từ các cảm biến để phát đi các lệnh điều khiển cho bộ chấp hành này.
Hình 5.2 Nguyên lý hoạt động của hệ thống EBD
Điều kiê ̣n để hệ thống EBD hoạt động:
- Tốc độ xe trên đường lớn hơn 50km/h
- Các mô đun điều khiển nhận tín hiệu từ công tắc đèn phanh rằng phanh đã được áp dụng
- Độ trượt tương đối giữa bánh trước và bánh sau lớn hơn ngưỡng quy định
Khi các điều kiện đạt yêu cầu, van giữ áp của bánh sau sẽ đóng lại, đồng thời chức năng EBD được kích hoạt, giúp duy trì độ trượt tương đối dưới 3km/h.
Khi một trong các bánh xe có nguy cơ bị khóa trong quá trình điều khiển EBD, hệ thống EBD sẽ tạm ngừng hoạt động và chuyển sang chế độ điều khiển ABS thông thường.
Ưu điểm của hệ thống EBD:
EBD mang lại nhiều lợi ích, bao gồm việc cải thiện sự ổn định và giảm khoảng cách phanh bằng cách tự động điều chỉnh lực phanh để phân phối tối ưu Hệ thống này giảm thiểu sự phụ thuộc vào các điều kiện bên ngoài như thời tiết, tình trạng đường xá, tổng trọng lượng xe và sự phân bố trọng lượng, từ đó nâng cao độ an toàn và hiệu quả của hệ thống phanh.
EBD, mặc dù chưa được thử nghiệm rộng rãi, đã chứng minh khả năng hỗ trợ hiệu quả cho hệ thống phanh ABS Nó không chỉ giúp giảm khoảng cách dừng khi phanh mà còn tăng cường tính ổn định trong việc điều khiển xe, từ đó giảm nguy cơ tai nạn và nâng cao sự an toàn cho hành khách trên xe.
HỆ THỐNG KIỂM SOÁT LỰC KÉO – TRC (Traction Control System)
Giới thiệu chung
Hệ thống này được thiết kế để ngăn chặn hiện tượng bánh xe quay trơn khi tăng tốc Mô men xoắn cực đại truyền đến bánh xe phụ thuộc vào lực ma sát giữa mặt đường và lốp xe Khi mô men xoắn vượt quá giới hạn cho phép, bánh xe có nguy cơ quay trơn.
Để TRAC hoạt động hiệu quả, cần đảm bảo các điều kiện như: chất lượng nhựa đường, độ trơn trượt của bề mặt đường, khả năng tăng tốc khi quay vòng hoặc đột ngột, cũng như tình trạng mặt đường trơn trượt ở cả hai bên hoặc một bên, và khi xe di chuyển trên đường dốc.
Hệ thống TRC giúp ngăn chặn hiện tượng trượt bánh xe khi người lái tăng ga mạnh, đặc biệt khi khởi động hoặc tăng tốc trên đường trơn Bằng cách điều khiển phanh thủy lực và kiểm soát trượt thông qua ECU, hệ thống này còn điều chỉnh công suất động cơ từ ECM, tạo ra lực dẫn động phù hợp với điều kiện lái xe, đảm bảo khả năng tăng tốc an toàn khi khởi hành.
- Hệ thống TRAC dùng chung chấp hành phanh ABS để điều khiển lực kéo
Hình 6.1 Mô tả hoạt động của TRC
Vị trí các bộ phận và chức năng
Vị trí các bộ phận
- Hệ thống TRC gồm 3 cụm bộ phận chính sau đây: Cụm tín hiệu đầu vào, hộp điều khiển, bộ chấp hành
Hình 6.2 Sơ đồ hệ thống TRC
- Bộ điều khiển thủy lực điện tử là một phần không thể tách rời của hệ thống ECU kiểm soát trượt
- Các cảm biến tốc độ bánh xe ở mỗi bánh xe sẽ gửi các tín hiệu tốc độ mỗi bánh xe về bộ điều khiển ECU kiểm soát trượt
- Bộ điều khiển ECU kiểm soát trượt nhận được một nguồn cung cấp điện liên tục từ cực IG1 với điện áp làm việc từ 11V-14V
Khi bật công tắc IG, ECU sẽ cung cấp điện cho bộ điều khiển trượt và đèn cảnh báo trượt sẽ sáng lên để kiểm tra hệ thống TRC Nếu hệ thống TRC hoạt động bình thường, đèn cảnh báo sẽ tự động tắt sau 3-5 giây.
Hệ thống TRC và ABS sẽ được ECU kiểm soát trượt kiểm tra liên tục Khi phát hiện lỗi trong hệ thống TRC, một mã lỗi chẩn đoán sẽ được tạo ra, đồng thời đèn cảnh báo ABS và đèn cảnh báo trượt sẽ sáng lên, dẫn đến việc hệ thống ngừng hoạt động.
- Các van điện từ TRC dùng chung với van điện từ của hệ thống phanh ABS, có thêm hai van điện từ ngắt xy lanh phanh chính
- Hệ thống TRC sẽ kết hợp với các hệ thống ABS, EBD và ECM điều khiển động cơ
Chức năng của hệ thống TRAC
ECU kiểm soát trượt (TRC) đánh giá điều kiện chuyển động bằng cách sử dụng tín hiệu từ cảm biến tốc độ ở cả bánh trước và bánh sau, kết hợp với tín hiệu vị trí bướm ga từ ECU và ECT Nó gửi tín hiệu điều khiển đến bộ chấp hành bướm ga và bộ chấp hành phanh, đồng thời thông báo cho ECU động cơ và ECT rằng TRC đang hoạt động Nếu TRC gặp sự cố, đèn cảnh báo trượt sẽ bật lên để cảnh báo người lái, và trong chế độ chẩn đoán, hệ thống sẽ hiển thị mã lỗi để xác định hư hỏng.
Công tắc cắt VSC OFF cho phép người lái dễ dàng tắt hệ thống kiểm soát lực kéo (TRC) chỉ với một lần nhấn Nếu giữ nút trong 3 giây, hệ thống điều khiển ổn định xe (VSC) sẽ bị tắt hoàn toàn.
ECM điều khiển động cơ nhận tín hiệu từ ECU để kiểm soát trượt và từ bộ chấp hành bướm ga nhằm điều chỉnh góc mở bướm ga, từ đó quản lý công suất của động cơ.
- Cảm biến vị trí bướm ga: Phát hiện góc mở bướm ga và gửi tín hiệu tới ECM điều khiển động cơ
Bộ chấp hành phanh ABS có nhiệm vụ điều khiển áp suất dầu đến các xy lanh phanh của bánh xe bên phải và trái, dựa trên tín hiệu từ ECU kiểm soát trượt.
- Đèn cảnh báo trượt: Báo cho người lái biết hệ thống TRC đang hoạt động và báo cho người lái biết có hư hỏng trong hệ thống.
Quá trình điều khiển
Hình 6.3 Sơ đồ điều khiển TRC
- Khi xe bắt đầu khởi hành hay tăng tốc đột ngột trên đường trơn trượt thì:
+ Các bánh xe chủ động có ma sát thấp nhất sẽ bắt đầu trượt đầu tiên
+ Khi tốc độ bánh xe bị trượt quay đạt 8.5km/h, TRC bắt đầu can thiệp bằng cách áp dụng phanh vào các bánh xe bị trượt quay
+ Khi bánh xe được hãm lại, lực kéo được truyền thêm cho các bánh xe khác, nhưng các bánh xe vẫn bám trên đường
Hệ thống TRC giúp ngăn chặn tình trạng trượt quay của bánh xe chủ động bằng cách điều khiển mô men phanh, từ đó nâng cao khả năng tăng tốc và ổn định cho xe.
Khi các bánh xe chủ động có xu hướng trượt quay do mô men xoắn động cơ quá lớn, áp suất trong xy lanh bánh xe sẽ được tăng lên để ngăn chặn hiện tượng trượt này Sự trượt quay được phát hiện thông qua các cảm biến tốc độ bánh xe.
Chu trình điều khiển lực kéo
Hình 6.4 Đồ thị điều khiển hệ thống TRC
Giai đoạn 1: giai đoạn phát hiện bánh xe bị trượt quay
Giai đoạn 2: giai đoạn này xu hướng bánh xe bị trượt quay sẽ được giảm tốc
Giai đoạn 3: giai đoạn khi sự giảm tốc bánh xe là dưới ngưỡng quy định và độ trượt giảm xuống ngưỡng trượt
Giai đoạn 4: giai đoạn khi tốc độ bánh xe nằm trong ngưỡng trượt
Giai đoạn 5: giai đoạn khi sự tăng tốc bánh xe vượt ngưỡng quy định và độ trượt vượt qua ngưỡng trượt
Các giai đoạn này được lặp lại nhằm điều khiển bánh xe, trong khi ngưỡng trượt được điều chỉnh ở mức tối thiểu để đạt được hiệu suất tăng tốc tối đa.
Khi bề mặt đường có hệ số ma sát thấp, các bánh xe có thể trượt quay Nếu tốc độ trượt quay đạt 6.5 km/h, hệ thống ABS sẽ gửi tín hiệu đến bộ điều khiển động cơ (ECM) để giới hạn mô men xoắn của động cơ, nhằm ngăn chặn tình trạng trượt quay của các bánh xe khác.
Giới hạn mô men xoắn của động cơ ban đầu cho phép bánh xe trượt quay, sau đó giảm dần cho đến khi tốc độ xe đạt 22km/h Khi đạt tốc độ này, giới hạn mô men xoắn của động cơ sẽ tăng trở lại và hệ thống phanh được áp dụng.
Hoạt động của bộ chấp hành thủy lực
Áp suất dầu do bơm tạo ra được điều chỉnh bởi van điện từ cắt xi lanh phanh chính để đạt áp suất cần thiết, giúp các xilanh phanh ở bánh xe dẫn động hoạt động hiệu quả trong việc kiểm soát trượt Van điện từ giữ áp và van điện tử giảm áp phanh sau được bật và tắt theo hoạt động của hệ thống ABS và EBD, trong khi van điện từ giữ áp và van điện tử giảm áp phanh trước ở chế độ không kích hoạt.
Hình 6.5 Tổng quan về mạch thủy lực
*1 Cảm biến áp suất của xilanh phanh chính
*2 Van điện từ cắt xilanh phanh chính
*3 Van điện từ giữ áp suất *4 Van điện từ giảm áp
*7 Xilanh bánh xe trước trái *8 Xilanh phanh trêm bánh xe phía trước bên phải
*9 Xilanh bánh xe sau trái *10 Xilanh bánh xe sau phải
Bảng hoạt động của bộ chấp hành phanh dưới sự điều khiển của hệ thống TRC:
Hạng mục Không kích hoạt
Chế độ tăng áp suất
Chế độ giữ áp suất
Chế độ giảm áp suất Van giữ áp Tắt ( hở) Tắt (hở) Bật (đóng) Bật (đóng)
Van giảm áp Tắt (đóng) Tắt (đóng) Tắt (đóng) Bật (mở)
45 Áp suất xy lanh bánh xe
- Tăng lên Giữ không đổi
Van cắt xy lanh phanh chính
Tắt (hở) Bật (đóng) Bật (đóng) Bật (đóng)
Bơm Tắt Bật Bật Bật
6.4.1 Trong quá trình phanh bình thường (không hoạt động)
Khi đạp phanh, tất cả các van điện trong bộ chấp hành phanh TRC đều tắt, dẫn đến áp suất dầu trong xy lanh chính tác động lên các xy lanh phanh bánh xe thông qua van điện cắt xy lanh phanh chính và van điện 3 vị trí của bộ chấp hành ABS Khi nhả phanh, dầu phanh sẽ hồi từ các xy lanh phanh bánh xe về xy lanh phanh chính.
6.4.2 Hoạt động dưới sự điều khiển của hệ thống TRC
Khi bánh sau bị trượt trong quá trình tăng tốc, ECU sẽ kiểm soát trượt bằng cách điều chỉnh mô men xoắn của động cơ và phanh các bánh sau để ngăn chặn hiện tượng này Áp suất dầu trong xy lanh phanh bánh sau bên phải và trái được điều khiển độc lập qua ba chế độ: tăng áp, giữ áp, và giảm áp.
Khi đạp ga và một bánh sau bắt đầu trượt, ECU sẽ phát tín hiệu để kích hoạt tất cả các van điện của bộ chấp hành TRC Đồng thời, van điện 3 vị trí của bộ chấp hành ABS chuyển sang chế độ tăng áp Trong chế độ này, van điện cắt xy lanh phanh chính sẽ bật (đóng), trong khi van điện từ giữ áp suất tắt (mở) và van điện từ giảm áp suất tắt (đóng) Bơm dầu sẽ hoạt động, bơm dầu từ bình chứa đến xy lanh bánh sau để tăng áp suất cho xy lanh bánh sau.
Khi áp suất dầu trong các xy lanh phanh bánh sau đạt giá trị yêu cầu, hệ thống chuyển sang chế độ giữ Sự chuyển đổi này được thực hiện thông qua van điện 3 vị trí của bộ chấp hành ABS, với van điện từ giữ áp suất bật và van điện từ giảm áp suất tắt, giúp duy trì áp suất dầu ổn định trong xy lanh bánh xe.
Khi cần giảm áp suất dầu trong các xy lanh phanh bánh sau, ECU sẽ điều khiển van điện 3 vị trí của bộ chấp hành ABS sang chế độ giảm áp Van điện từ giữ áp suất sẽ đóng, trong khi van điện từ giảm áp suất sẽ mở, giúp giảm áp suất dầu trong xy lanh phanh bánh xe và cho phép dầu hồi về bình chứa.
Hoạt động của ABS/TRC ECU
ECU kiểm soát trượt sử dụng tín hiệu từ 4 cảm biến tốc độ bánh xe để tính toán mức độ trượt giữa bánh xe và mặt đường Qua đó, ECU điều chỉnh mô men xoắn động cơ và tốc độ góc bánh xe, giúp kiểm soát tốc độ bánh xe hiệu quả Ngoài ra, ECU còn tích hợp chức năng kiểm tra ban đầu, chẩn đoán và dự phòng, nâng cao tính an toàn và hiệu suất vận hành của xe.
Điều khiển tốc độ bánh xe và bộ chấp hành bướm ga
ECU kiểm soát trượt liên tục nhận tín hiệu từ 4 cảm biến tốc độ bánh xe, đồng thời tính toán tốc độ của từng bánh Nó ước lượng tốc độ xe dựa trên tốc độ của 2 bánh trước và thiết lập một tốc độ điều khiển tiêu chuẩn.
Khi đạp ga đột ngột trên mặt đường trơn, nếu bánh sau bắt đầu trượt quay, tốc độ của chúng sẽ vượt quá tiêu chuẩn Để kiểm soát tình huống này, ECU sẽ gửi tín hiệu đóng bướm ga đến bộ chấp hành bướm ga Đồng thời, ECU cũng điều khiển bộ chấp hành thủy lực để cung cấp dầu phanh cao áp đến các xy lanh phanh bánh sau, nhằm tạo ra hiệu quả phanh nhanh chóng.
Van điện 3 vị trí của bộ chấp hành ABS điều chỉnh áp suất dầu phanh bánh sau, giúp ngăn chặn hiện tượng trượt quay ở bánh sau.
Khi khởi hành hoặc tăng tốc đột ngột, nếu bánh sau bị trượt, tốc độ của chúng sẽ không tương thích với bánh trước ECU kiểm soát trượt phát hiện tình trạng này và tự động kích hoạt hệ thống Để khắc phục, ECU sẽ đóng bướm ga, giảm lượng khí nạp và từ đó giảm mô men xoắn của động cơ.
Khi phanh bắt đầu hoạt động, sự tăng tốc của bánh sau giảm dần, và ECU sẽ điều khiển van điện 3 vị trí của hệ thống ABS chuyển sang chế độ giữ áp.
Khi sự tăng tốc của các bánh sau giảm quá mức, hệ thống sẽ chuyển van sang chế độ giảm áp, dẫn đến việc giảm áp suất dầu trong xy lanh phanh bánh xe, từ đó khôi phục lại sự tăng tốc cho các bánh sau.
- Nhờ lặp lại các hoạt động như trên, ECU kiểm soát trượt đảm bảo tốc độ điều khiển tiêu chuẩn
HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ỔN ĐỊNH XE–VSC (Vehicle Stability Control) 48 7.1 Giới thiệu về hệ thống VSC
Chu tri ̀nh điều khiển hê ̣ thống VSC
Hình 7.4 Chu trình điều khiển hê ̣ thống VSC
- Mong muốn của tài xế được nhâ ̣n biết thông qua cảm biến góc lái
- Những giá trị đầu vào được so sánh với các tín hiệu của các cảm biến gia tốc ngang và cảm biến góc lệch thân xe
Nếu chuyển động thực tế của xe phù hợp với mong muốn của tài xế, thì tình huống này được coi là hoạt động bình thường và hệ thống VSC sẽ không kích hoạt Ngược lại, nếu có sự khác biệt lớn giữa chuyển động thực tế của xe và mong muốn của tài xế, tình trạng này được đánh giá là xe không ổn định.
Khi có hiện tượng thừa lái, ECU sẽ điều chỉnh hệ thống phanh để kiểm soát độ trượt, bằng cách phanh một trong các bánh xe, tạo ra mô men quay ngược lại với hướng di chuyển của xe.
+ Trong trường hợp thiếu lái, ECU kiểm soát trượt điều khiển phanh một trong các bánh xe tạo ra mô men quay theo hướng quay của xe
Mô men quay trên xe được tạo ra khi áp dụng lực phanh khác nhau lên từng bánh xe Khi lực phanh không đồng đều, mô men quay xuất hiện, giúp xe quay theo hướng điều khiển của người lái.
- Đối với viê ̣c ta ̣o ra thêm mô men quay trong điều kiê ̣n người lái đánh lái về bên phải, quay vòng thiếu, lực phanh được áp du ̣ng:
+ Bánh xe bên trong phía sau
+ Bánh xe bên trong phía trước
- Đối với viê ̣c ta ̣o ra thêm mô men quay trong điều kiê ̣n người lái đánh lái về bên phải, quay vòng thừa, lực phanh được áp du ̣ng:
+ Bánh xe bên ngoài phía trước
+ Bánh xe bên ngoài phía sau.
Cấu tạo và nguyên ly ́ hoa ̣t đô ̣ng của hê ̣ thống VSC
7.4.1 Cấu tạo cu ̉ a hê ̣ thống VSC
Hệ thống cân bằng điện tử trên Toyota Innova 2016 2.0V bao gồm ECU kiểm soát trượt và bộ điều khiển thủy lực, có nhiệm vụ tiếp nhận thông tin từ các cảm biến, tính toán và gửi tín hiệu điều khiển đến bộ chấp hành thủy lực để phanh các bánh xe ở các chế độ khác nhau Đồng thời, hệ thống này cũng gửi tín hiệu đến ECM động cơ để điều khiển bộ chấp hành bướm ga, từ đó thay đổi công suất động cơ.
Cảm biến tốc độ bánh xe gồm bốn bộ cảm biến, giúp đo tốc độ từng bánh xe, từ đó hỗ trợ các hệ thống thực hiện chức năng chống bó cứng, điều khiển lực kéo và ổn định xe.
Cảm biến góc lái là thiết bị đo lường vị trí hướng lái thực tế của xe, giúp gửi các tín hiệu đến ECU kiểm soát trượt thông qua mạng CAN.
Cảm biến góc xoay xe kết hợp với cảm biến gia tốc giúp đo lường góc xoay cùng với gia tốc theo phương ngang và phương dọc của xe Các tín hiệu này được truyền đến các mô-đun điều khiển VSC thông qua mạng CAN, đảm bảo tính chính xác và hiệu quả trong việc quản lý hoạt động của xe.
ECM điều khiển động cơ nhận thông tin từ ECU kiểm soát trượt và các cảm biến như vị trí bướm ga, độ lệch xe, cùng cảm biến gia tốc qua hệ thống mạng CAN Dựa trên những dữ liệu này, ECM điều chỉnh bộ chấp hành bướm ga để thay đổi công suất động cơ, phù hợp với từng chế độ điều khiển của hệ thống VSC.
Bộ chấp hành bướm ga điều chỉnh lượng khí nạp, ảnh hưởng đến mô men xoắn của động cơ trong các chế độ làm việc của hệ thống VSC Khi nhấn công tắc VSC OFF, chức năng điều khiển ổn định xe và kiểm soát lực kéo sẽ bị vô hiệu hóa.
Đèn báo trượt là đèn nhấp nháy khi xe di chuyển trên đường trơn trượt, cho thấy hệ thống kiểm soát lực kéo đang hoạt động Đèn này sẽ sáng lên khi phát hiện lỗi trong hệ thống.
Đèn báo VSC OFF sẽ sáng trong khoảng 3 giây sau khi bật công tắc IG, hoặc liên tục nếu hệ thống VSC gặp lỗi Đèn này cho biết trạng thái hoạt động hoặc tắt của hệ thống VSC.
Hình 7.5 Các bộ phận của hệ thống VSC
7.4.2 Nguyên ly ́ hoa ̣t đô ̣ng của hê ̣ thống VSC
Các tín hiệu đầu vào – cảm biến
Hình 7.6 Nguyên lý hoạt động của hệ thống
ECU kiểm soát trượt nhận tín hiệu từ các cảm biến:
The yaw rate sensor, in conjunction with the lateral acceleration sensor, sends voltage signals to the ECU, which manages slip control.
- Cảm biến góc vô lăng (2) (Steering wheel angle sensor ) giao tiếp với bộ điều khiển của hệ thống VSC (4) bằng mạng CAN
- Cảm biến tốc độ bánh xe (3) (Wheel speed sensor) truyền tín hiệu dạng xung về cho bộ điều khiển của VSC (4)
Khi nhận tín hiệu từ cảm biến, ECU kiểm soát trượt tính toán và giao tiếp với bộ điều khiển hệ thống động và lái Sau khi phân tích, ECU xác định quỹ đạo chuyển động theo ý muốn của người lái và quỹ đạo thực tế của xe Nếu xe mất ổn định, bộ điều khiển VSC sẽ gửi tín hiệu điện áp đến bộ chấp hành thủy lực để điều chỉnh lực phanh độc lập cho từng bánh xe Đồng thời, ECU kiểm soát trượt cũng truyền tín hiệu qua mạng CAN đến ECM động cơ, giúp điều chỉnh góc mở bướm ga nhằm giảm công suất động cơ.
Quá trình xử lý và điều khiển
- Để xác định hướng điều khiển xe theo ý của người lái thì cần các tín hiệu từ cảm biến góc vô lăng (1) và cảm biến tốc độ bánh xe (2)
- Để xác định hướng chuyển động của xe thì cần tín hiệu của các cảm biến góc xoay xe (3) và cảm biến gia tốc (4)
Các tín hiệu từ cảm biến sẽ được gửi đến ECU kiểm soát trượt Nếu hành động đánh lái của người lái phù hợp với chuyển động của xe, hệ thống VSC sẽ không được kích hoạt.
Các trường hợp điều khiển cụ thể của hệ thống
Hình 7.7 Mô tả khi ô tô quay vòng thiếu
Khi xe vào cua với tốc độ cao, nếu người lái đánh lái không đủ, xe có thể bị văng ra khỏi đường điều khiển mong muốn, dễ dẫn đến lật và trượt ngang, gây mất an toàn và tai nạn Khi xe bắt đầu trượt, cảm biến sẽ gửi tín hiệu về hộp điều khiển VSC Dựa vào tín hiệu này, VSC sẽ chủ động phanh bánh phía đối diện với hướng trượt, tạo ra mô men bù lại lực trượt ngang, giúp xe ổn định và tiếp tục di chuyển theo đúng hướng.
Hình 7.8 Mô tả khi ô tô quay vòng thừa
- Khi xe vào cua ở tốc độ cao và đánh lái thừa
Khi người lái thực hiện việc đánh lái quá mức khi vào cua gấp, xe có thể bị văng đuôi và chệch khỏi quỹ đạo mong muốn Khi xe bắt đầu trượt ngang, cảm biến trượt ngang và góc lái sẽ gửi tín hiệu về hộp điều khiển VSC Dựa vào các tín hiệu này, VSC tính toán và gửi tín hiệu điều khiển để phanh bánh trước bên lái, tạo ra mô men bù giúp giữ cho xe ổn định và tiến về phía trước theo đúng quỹ đạo.
Hình 7.9 Mô tả khi ô tô tránh chướng ngại vật
Để tránh vật cản bất ngờ, người lái thường đánh lái sang trái rồi sang phải, khiến xe mất ổn định và lượn qua lượn lại Hành động này dẫn đến việc xe bị trượt phần phía sau, khiến người lái không còn kiểm soát được và kết quả là xe quay quanh một trục thẳng đứng.
Khi lái xe gặp chướng ngại vật, người lái sẽ cố gắng tránh né Dựa trên dữ liệu từ các cảm biến, ECU kiểm soát trượt nhận diện tình trạng mất ổn định của xe Hệ thống sau đó tính toán và thực hiện các biện pháp để khôi phục sự ổn định, cụ thể là thông qua hệ thống VSC, phanh bánh xe sau bên trái để tạo ra chuyển động xoay, trong khi lực tác động lên các bánh trước được giữ lại.
Hoạt động của bộ chấp hành thủy lực
Hệ thống VSC sử dụng van điện từ để điều chỉnh áp suất thủy lực từ bơm vào xy lanh phanh trên các bánh xe, hoạt động theo ba chế độ: tăng áp suất, giữ áp suất và giảm áp suất Nhờ đó, hệ thống giúp kiểm soát xu hướng trượt của bánh trước và bánh sau xe.
7.5.1 Hoạt động của bộ chấp hành phanh dưới sự điều khiển của hệ thống
VSC hạn chế tình trạng trượt của bánh trước khi rẽ phải ( thiếu lái )
Khi điều khiển hạn chế trượt bánh trước, bánh trước phía ngoài vòng cua và các bánh sau sẽ được phanh lại Tuy nhiên, tùy thuộc vào việc người lái có đạp phanh hay không và tình trạng của xe, một số bánh xe có thể không được phanh lại mặc dù đáng lẽ phải phanh Sơ đồ dưới đây minh họa mạch thủy lực ở chế độ tăng áp, kiểm soát tình trạng trượt của bánh trước khi xe đang đánh lái sang phải Trong các chế độ hoạt động khác, van giữ áp và van giảm áp sẽ được điều chỉnh dựa trên hoạt động của hệ thống ABS và EBD.
Hình 7.11 Sơ đồ hoạt động của bộ chấp hành phanh khi VSC hoạt động
*1 Cảm biến áp suất của xi lanh phanh chính
*2 Van điện từ cắt xy lanh phanh chính
*3 Van điện từ giữ áp suất *4 Van điện từ giảm áp suất
*7 Xi lanh bánh xe trước trái *8 Xy lanh phanh trên bánh xe phía trước bên phải
*9 Xi lanh bánh xe sau trái *10 Xi lanh bánh xe sau phải
*a Tới xy lanh phanh chính
Khi điều khiển hệ thống phanh, van điện từ ngắt xy lanh chính ở bánh trước được bật, trong khi van điện từ giữ áp suất bên trái tắt và bên phải bật Điều này dẫn đến việc bơm cấp dầu từ bình chứa tới xy lanh bánh xe trước trái, làm tăng áp suất và phanh bánh trước trái lại Đồng thời, cả hai van điện từ giữ và giảm áp suất của bánh trước phải đều được bật, ngăn chặn dầu tới xy lanh bánh xe, cho phép bánh xe phải hoạt động bình thường.
Khi van điện từ ngắt xy lanh chính ở bánh sau được bật, van điện từ giữ áp suất bên trái và phải sẽ tắt, trong khi cả hai van điện từ giảm áp suất đều đóng lại Điều này khiến bơm hoạt động cung cấp dầu từ bình chứa 6 tới hai xy lanh bánh xe 9 và 10, làm tăng áp suất ở xy lanh 7 và dẫn đến việc phanh hai bánh sau.
Van điện từ ngắt xy lanh chính được bật, trong khi van điện từ giữ áp suất cho 4 bánh đều được kích hoạt Các van điện từ giảm áp suất đều tắt, khiến bơm hoạt động nhưng không cung cấp dầu tới 4 xy lanh bánh xe 6, 7, 8, 9, do đó áp suất của xy lanh 4 bánh được duy trì ổn định.
Khi van điện từ ngắt xy lanh chính được bật và van điện từ giữ áp suất cho cả 4 bánh đều đóng, các van điện từ giảm áp suất cũng được mở Điều này dẫn đến việc dầu được bơm hút từ 4 xy lanh bánh xe về bình chứa, làm giảm áp suất trong các xy lanh của 4 bánh xe.
7.5.2 Hoạt động của bộ chấp hành phanh dưới sự điều khiển của hệ thống
VSC hạn chế tình trạng trượt của bánh sau khi rẽ phải ( thừa lái )
Khi điều khiển xe để giảm trượt bánh sau, bánh trước bên ngoài khúc cua sẽ được phanh lại Tùy thuộc vào việc người lái có đạp phanh hay không và tình trạng xe, một số bánh có thể không được phanh dù cần thiết Sơ đồ minh họa mạch thủy lực ở chế độ tăng áp cho thấy cách kiểm soát trượt bánh sau khi xe đánh lái sang phải Trong các chế độ hoạt động khác, van giữ áp và van giảm áp sẽ hoạt động theo sự điều chỉnh của hệ thống ABS và EBD.
Hình 7.12 Sơ đồ hoạt động của bộ chấp hành phanh khi VSC hoạt động
Khi bánh trước được điều khiển, van điện từ ngắt xy lanh chính được bật, trong khi van điện từ giữ áp suất bên trái tắt và bên phải bật Cả hai van điện từ giảm áp suất đều tắt, cho phép bơm hoạt động cung cấp dầu từ bình chứa tới xy lanh bánh xe trước trái, làm tăng áp suất và phanh bánh trước trái lại Đồng thời, van điện từ giữ và giảm áp suất của bánh trước phải đều bật, ngăn chặn dầu tới xy lanh bánh xe, giúp bánh xe phải hoạt động bình thường.
Khi bánh sau hoạt động, van điện từ ngắt xy lanh chính được đóng lại, trong khi van điện từ giữ áp suất ở cả hai bên vẫn được giữ đóng Đồng thời, cả hai van điện từ giảm áp suất đều tắt, dẫn đến việc dầu không được cung cấp tới xy lanh bánh xe, giúp bánh xe hoạt động bình thường.
Van điện từ ngắt xy lanh chính được bật, trong khi van điện từ giữ áp suất cho 4 bánh đều đóng Đồng thời, cả 4 van điện từ giảm áp suất đều tắt, khiến bơm hoạt động nhưng không cung cấp dầu tới các xy lanh bánh xe 6, 7, 8, 9 Kết quả là áp suất của xy lanh 4 bánh được giữ không đổi.
Khi van điện từ ngắt xy lanh chính được bật và các van điện từ giữ áp suất cho 4 bánh đều được kích hoạt, đồng thời các van điện từ giảm áp suất cũng được mở, dầu sẽ được bơm hút từ 4 xy lanh bánh xe về bình chứa Kết quả của quá trình này là áp suất trong các xy lanh của 4 bánh xe sẽ giảm đi.
Hươ ́ ng dẫn sử du ̣ng và bảo dưỡng hê ̣ thống VSC
- Hệ thống VSC sẽ tự động bật khi khởi động xe
- Khi hệ thống VSC hoạt động thì đèn báo trượt sẽ nhấp nháy và xe sẽ rung động nhẹ do ảnh hưởng của quá trình phanh
Khi xe di chuyển ra khỏi đường trơn trượt hoặc bùn lầy, tốc độ động cơ có thể không tăng dù bạn đạp ga mạnh Hiện tượng này là bình thường, vì nó giúp duy trì sự cân bằng cho xe và đảm bảo độ bám đường tốt nhất.
- Có hai trạng thái để tắt chế độ VSC:
Để tắt chế độ TRC, nhấn nút VSC OFF, màn hình thông tin sẽ hiển thị Khi ở trạng thái này, chức năng kiểm soát lực kéo sẽ không hoạt động, chỉ còn lại chức năng điều khiển phanh và ổn định xe.
Để tắt chế độ VSC, bạn cần ấn và giữ nút VSC OFF trong hơn 3 giây Khi thực hiện đúng, đèn báo VSC OFF sẽ sáng lên và âm thanh cảnh báo sẽ phát ra, cho biết hệ thống VSC đã được tắt Trong trạng thái này, cả chức năng điều khiển lực kéo và chức năng ổn định thân xe sẽ không hoạt động.
- Không nên nhấn nút VSC OFF khi hệ thống VSC đang hoạt động
- Việc tắt chế độ VSC không ảnh hưởng đến hệ thống phanh ABS và phanh thường
Khi thay lốp xe, cần đảm bảo rằng lốp mới có kích thước phù hợp với lốp ban đầu Việc sử dụng lốp có kích thước khác nhau có thể gây ra sự cố cho hệ thống VSC.
