Module 2 4WD (Four Wheel Drive)

Learning
Objectives



Explain the function of each of the four types of 4WD.



Describe the system layout and list the locations, mechanisms and
functions of components.



Explain the difference between ITM, ITCC and DEHA.



Take necessary actions after a part change and list the cautionary
measures required for maintenance.

1. Overview
1.1 Introduction
1.2 Layout of 4WD
1.3 History of 4WD
2. Components
2.1 Main Components & 4WD Layout
2.2 Transfer Case
2.3 Rear Differential

2.4 Driveline
2.5 4WD ECU
2.6 4WD Coupling
2.7 4WD Lock Switch
2.8 4WD Lock Lamp & Warning Lamp
3. Control
3.1 In / Output Elements
3.2 Coupling Control Mode
4. 4WD Type Comparison
4.1 Comparison ITM & ITCC & DEHA
4.2 ITM (Interactive Torque Management)
4.3 ITCC (Intelligent Torque Controlled Coupling)
4.4 DEHA (Direct Torque Controlled Coupling)
5. Maintenance
5.1 Towing of 4 WD vehicles
5.2 Precautions (Only DEHA)


1. Tổng quan
1.1 Giới thiệu
Lý do chính của việc sử dụng hệ thống 4WD là để cải thiện lực kéo tổng thể của xe.
Để dễ hiểu, chúng tôi định nghĩa lực kéo như là 1 lực kéo xe lớn nhất của vỏ xe để có thể thắng
được lực cản của mặt đường. Lợi ích chính của 4 bánh chủ động là tăng gấp đôi lực theo chiều
dọc của bánh xe lên mặt đường. Điều này giúp ích trong nhiều tình huống khác nhau như là
đường ít ma sát (ví dụ: đường tuyết)

Phân bỗ lực kéo

Một phần mặt đường trơn trượt
< So sánh 2WD và 4WD >


Một phần mặt đường trơn trượt được đưa ra trong ví dụ hình bên phải. Trong trường hợp xe sử
dụng hệ thống 2WD, momen đặt ra để kéo cái xe là lớn hơn lực kéo sẵn có. Kết quả là 2 bánh xe
bị trượt quay và xe bị kẹt. Trong hệ thống trên xe 4WD, momen chuyển xuống bánh sau nhiều
hơn ở nơi không trượt, vì thế, momen thực tế của bánh xe trước và sau sẽ cần nhỏ hơn cái sẵn
có: xe sẽ di chuyển về phía trước (ví dụ tổng quát: điều kiện chính xác chuyển momen tùy thuộc
vào bơ trí hệ thống thực tế). Các yếu tô chung ảnh hưởng đến lực kéo: trọng lượng lốp xe, trọng
lượng tác động lên lốp, lực kéo lớn hơn.
Hệ số ma sát liên quan đến lực giữ 2 bề mặt lại với nhau. Nó là cơ số giữa loại vỏ xe và loại mặt
đường. Vấn đề quan trọng là hệ số ma sát tĩnh cao hơn hệ số ma sát động (bánh xe quay), vì vậy,
việc tiếp xúc tĩnh sẽ cung cấp lực kéo tốt hơn tiếp xúc động. Bánh xe quay: xảy ra khi lực tác
động lên lốp lớn hơn lực kéo có sẵn của lốp đó. Lực kéo được giảm trong trường hợp này, như
phần giải thích phía trên. Trọng lượng tác động lên từng bánh xe sẽ chuyển đổi khi xe tăng tốc
hoặc quay vòng.


1.2 Phân loại hệ thống 4WD

Có vài kiểu bố trí hệ thống 4WD thông thường. Lý do của việc bố trí các hệ thống khác nhau là
mục đích sử dụng và hiển nhiên là liên quan cả chi phí sản xuất của cái xe, một hệ thống truyền
động 4 bánh tồn thời gian thì phức tạp và đắt hơn 1 xe sử dụng hệ thống 2WD. Sự khác biệt
trong kết cấu tùy thuộc vào các mẫu xe, bất kể là bánh trước hay bánh sau chủ động. Ngoài ra,
cũng phải xem xét đến mục đích sử dụng, ví dụ như 1 xe thể thao hay 1 xe bán tải sử dụng cho
hoạt động tải nặng….một cái xe ô tô được thiết kế cho việc tải năng thường giảm bớt các phần
kết hợp của hệ thống truyền lực để có thể tăng momen xoắn cần thiết. Lợi thế về chi phí của hệ
thống bán thời gian là không sử dụng chế độ 4WD trên đường có ma sát tốt. Do khơng có vi sai
trung tâm nên hệ thống truyền lực được đặt dưới toàn bộ lực di chuyển, cái gây ra hao mòn và
tiếng ồn. Hệ thống 4 bánh chủ động tồn thời gian được u cầu có vi sai trung tâm (trong một
số ít trường hợp được thay bằng 1 khớp nối mềm), vì vậy, có thể sử dụng chế độ 4WD trên
đường khơ ráo mà khơng có bất cứ vấn đề gì. Việc này giống như tất cả các bánh chủ động

hay 4 bánh chủ động hoàn toàn. Sự khác nhau là hệ thống 4WD khơng có cơng tắc OFF. Trong
trường hợp tất cả các bánh chủ động không có phân chia thấp và cao trong bộ chuyển đổi
moemen, thì cái xe được thiết kế sử dụng chỉ cho đường…. Lưu ý rằng, các phần nói trên là
khác nhau tùy vào nhà sản xuất. Với hệ thống điều khiển điện tử được phát triển ngày nay, hệ
thống 4WD tự động được sử dụng chỉ trong các trường hợp cần thiết.


1.3 Lịch sử phát triển hệ thống 4WD
EST (4WD tùy chọn)

•
•

2H ↔ 4H: Moving vehicle
4H ↔ 4L: kích hoạt sau
khi dừng

ITM & ITCC & DEHA
(Constant 4WD)

TOD (4WD hoàn toàn)

AUTO ↔ LOW: kich1 hoạt sau
khi dừng

•
•

Switch off: AUTO mode on
Switch on: phân bổ tỷ lệ cho

bánh trước/sau50:50 (ở
40km/h↑: tự động phân bổ tỷ
lệ 100:0)

1) EST (Electric Shift Transfer)
EST ln có ở tất cả các đời trên hệ thống 4WD bán thời gian, cho phép người lái “shift on the
fly” giữa 2 chế độ 2 và 4 bánh chủ động ở tốc độ đến 80km/h.
• Chế độ 4WD
• Chế độ 2H: cho đường bình thường (tỷ lệ 0:100, chế độ HIGH)

• Chế độ 4H: cho đường trơn trượt,, như không trải nhựa, tuyết hay trời mưa (tỷ lệ 50:50, chế
độ HIGH)
• Chế độ 4L: cho việc thoát khỏi con đường gồ ghề và khi cần lự kéo lớn nhất (tỷ lệ 50:50, chế
độ LOW)

2) TOD (momen xoắn theo yêu cầu)
Bộ chuyển đổi điện tử TOD chuyển đổi công suất và momen xoắn từ phía sau lên trước theo
yêu cầu, tăng lực kéo trên đường lầy, xử lý nhanh và lái chính xác.
• Chế độ 4WD
• Chế độ AUTO: sử dụng cho đường bình thường hoặc trơn trượt, đường tuyết hay mưa
(phân bộ tỷ lệ lực kéo tự động)
• Chế độ LOW: cho việc thoát khỏi con đường gồ ghề và cần lực kéo lớn nhất (phân bổ
tỷ lệ lực kéo 50:50, chế độ LOW)
3) ITM & ITCC & DEHA
ITM (kiểm soát momen xoắn), ITCC (khớp nối kiểm sốt momen xoắn thơng minh) và DEHA
DEHA (Bộ chấp hành thủy lực) là giống nhau cơ bản về các công nghệ, chỉ khác phần tên gọi,
các cụm chi tiết khác nhau bởi nhà sản xuất. Sự khác biệt này sẽ được giải thích ở phần dưới
đây.

Ba hệ thống này, giống như hệ thống TOD, là chế độ 4WD hồn tồn, chỉ khác là giảm kích

thước và cải thiện khả năng kiểm sốt. Khơng có tùy chọn chế độ LOW. Xoay công tắc chỉnh tỷ
lệ lực kéo trước/sau tỷ lệ 50:50
• Chế độ 4WD
•

Chế độ 4WD LOCK: cho đường trơn trượt như không trải nhựa, đường tuyết hoặc trời mưa
(tỷ lệ 50:50, chế độ HIGH).


2. Các thành phần
2.1 Các thành phần chính & sơ đồ bố trí hệ thống 4WD
CAN Communication
•
•
•
•

Bộ chuyển đổi
Lap ngang

ECM
ABS / ESC
TCM
Cluster

Đèn cánh báo

Trục các-đăng

Engine

Khớp nối 4WD

Visai sau

Hộp số

Công tắc

Hộp điều khiển

1) Configuration
Hệ thống 4WD dựa vào phần dẫn động bánh trước và bao gồm các thành phần sau: hộp
chuyển đổi, trục các-đăng, khớp nối và bộ Visai phía sau là các thành phần cơ khí và hộp điều
khiển, cơng tắc 4WD, cảm biến vị trí bướm ga, cảm biến tốc độ bánh xe, cảm biến góc lái và
đèn cánh báo 4WD.
Khi hệ thống 4WD được kích hoạt (chỉ ở tốc độ cho phép), khớp nối được kích hoạt và xe ở
chế độ 4WD (50:50), đèn hiển thị 4WD sẽ sáng, điều này xảy ra khi khơng có visai trung tâm. Ở
chế độ tiêu chuẩn (công tắc OFF) việc chia monen xoắn của bánh trước và bánh sau dựa trên
tín hiệu đầu vào từ cảm biến vị trí bướm ga, cảm biến tốc độ bánh xe, cảm biến góc lái. Vì vậy,
hệ thống 4WD chỉ sử dụng khi cần thiết (bánh xe bị trượt) suất tiêu hao nhiên liệu giảm so với
hệ thống dẫn động thông thường. Khi hệ thống có vấn đề thì tài xế sẽ nhận thấy đèn cảnh báo.


2) Sơ đồ bố trí
Trục đầu ra bánh trước phải
Bộ chuyển đổi

Trục các đăng
Visai trước


Khớp nối 4WD

Visai sau

Trục đầu ra bánh trước trái

Bộ chuyển đổi bao gồm trục dẫn động đầu vào thông qua bộ visai trước cái mà được nối bởi các
bánh rang để cung cấp momen xoắn cho trục các đăng. Phần trục đầu vào của bộ chuyển đổi có
lỗ, vị vậy láp bên phải của bánh xe dẫn động trước có thể kết nối chỗ này từ bộ Visai trước. Các
bánh rang được dung để thay đổi tốc độ từ trục đầu vào với tốc độ cần thiết đến trục sau chính là
tốc độ đưa đến trục các đăng.
Các bánh răng bao gồm: 2 bánh rang thường, 1 vành bánh rang, 1 bánh rang cơn. ITM kích hoạt
khớp nối để chuyển momen thông qua các bánh rang, trục các đăng, khớp nối 4WD được kích
hoạt, momen được chuyển đến bộ visai sau và cuối cùng là đến các bánh xe sau. Trong trường
hợp khớp nối 4WD không được kích hoạt thì trục các đăng chỉ quay trơn và chỉ mối bánh xe
trước làm nhiệm vụ dẫn động.

2.2 Bộ chuyển đổi momen
Bộ chuyển đổi momen thường được lắp ở vị trí cầu trước của xe, chuyển trực tiếp cơng suất dẫn
động xuống bánh xe phía sau. Dầu bơi trơn được sử dụng là dầu hộp số (SAE 75W/90 API GL5), được châm đến mực lỗ châm dầu.

2 axis tyep

1 axis tyep


2. 3 bộ visai sau
1) Mục đích của bộ visai
Những xe khơng có trang bị bộ visai trung tâm nhưng chỉ
có visai trước và sau thì nên chỉ sử dụng hệ thống 4WD

dưới điều kiện đặc biệt như là đường trơn trượt.

4WD
Coupling

Khi lái xe có trang bị loại này trên đường khơng có trải
nhựa sẽ gây ra tải lớn lên lốp xe và hệ thống truyền lực.
Lái xe có thể dễ dàng nhận thấy trong thời gian xe quay
vòng vào cua sẽ thấy có lực cản lại lực lăn bánh xe tăng

Rear Differential

Điều này được gây ra do thực tế các bánh xe trước và sau đi quãng đường khác nhau khi vào
cua, hình minh họa. Chỉ có cách bù lại việc này với hệ thống khơng có bộ visai trung tâm là lốp
trượt. Do hệ số ma sát cao của đường, một lực lớn cần trước khi lốp xe bắt đầu trượt, vì vậy áp
lực tác động lên đường truyền lực là rất lớn.

2) Nguyên lý
Một hệ thống 4WD thơng thường với bộ visai tiêu chuẩn
vẫn có thể mất lực kéo một cách dễ dàng trong điều kiện
nhất định. Visai mở chỉ có thể đưa một phần momen xoắn

đến các lốp xe, cái không thể gây ra trượt với lực kéo nhỏ
nhất. Việc chuyển momen có thể khơng đủ để đưa cái xe
thoát khỏi việc mắc kẹt của cả 2 cầu trên cùng 1 bề mặt
trơn trượt (theo hình bên), vì vậy lốp xe ở trên sẽ bắt đầu
trượt. Trong tình trạng này có nghĩa là 2 bánh xe bên phải
sẽ quay và xe không thể di chuyển. Như vậy điều này là
không mong muốn trong điều kiện sử dụng thực tế, có vài
cách để cải thiện hệ thống này như sau đây.


2. 4 đường truyền lực
1) Láp ngang
Láp ngang truyền công suất từ động cơ đến trục của bánh xe.
2) Trục các đăng
Trực các đăng truyền công suất từ động cơ đến trục bánh xe sau và tối ưu hóa cơng suất khi lái
xe. Khớp nối chung , khớp nối C/V và khớp nối cao su tạo thành trục các đăng.


2. 5 4WD ECU
ECU 4WD, dựa trên các tín hiệu nhận được từ các cảm biến khác nhau, xác định bề mặt
đường và điều kiện lái xe và điều chỉnh bộ khớp nối 4WD ( bộ ly hợp bên trong bộ khớp nối

4WD ) một cách chính xác phần cơng suất truyền dẫn tới bánh sau. Vị trí lắp đặt của nó nằm
khác so với vị trí 4WD.

2. 6 4WD Coupling
Việc áp dụng các khớp nối 4WD phần lớn phụ thuộc vào loại hệ thống đang sử dụng. Thông tin
thêm sẽ được cung cấp trong phần Loại hệ thống để theo dõi. Trong chương này, khái niệm
khớp nối 4WD sẽ được tóm lượt bằng cách sử dụng khớp nối nhớt như một ví dụ.

ITM

ITCC

DEHA

(Interactive Torque

(Intelligent Torque


(Direct Electro

Management)

Controlled Coupling)

Hydraulic Actuator)

< 4WD Coupling by type >

Chúng ta hãy xem xét kỹ hơn hoạt động của một khớp nối thủy lực, đây là khớp nối của hệ
thống EST. Nó thường được sử dụng để liên kết các bánh sau với bánh xe phía trước để khi
các bánh xe bắt đầu trượt, mô-men xoắn sẽ được chuyển sang bộ khác. Vì vậy, phiên bản này
cho phép có một cái nhìn tại một khớp nối thủy lực giữa trục trước và sau.

< Location of ITM Coupling >


Spacer ring
Silicon oil & air

High viscosity
fluid (Silicon oil)

Input

< Structure of a Coupling >

Output


< Mode of power transmission >

Khi một bộ bánh xe bắt đầu quay nhanh hơn, ví dụ vì nó trượt, bộ đĩa được kết nối với những
bánh xe đó quay nhanh hơn các bánh xe khác. Các chất lỏng nhớt giữa các tấm, cố gắng bắt
kịp với các đĩa nhanh hơn, kéo các đĩa chậm hơn cùng. Điều này chuyển mô-men xoắn cho các
bánh xe di chuyển chậm hơn: các bánh xe không trượt. Tốc độ của các tấm cao hơn tương đối
với nhau, mô-men xoắn càng nhiều khớp nối nhớt chuyển từ bộ này sang bộ khác.

2. 7 4WD Lock Switch

OR

4WD
Lock

Nhấn công tắc chế độ LOCK sẽ bật đèn 4WD LOCK trên bảng điều khiển. ECU 4WD sau đó kích hoạt bộ
truyền động bên trong khớp nối để sửa tỷ lệ của công suất động cơ bánh trước / sau ở 50:50. Công tắc
chế độ LOCK được sử dụng để tăng tối đa công suất của xe trong điều kiện lái xe như địa hình gồ ghề,
đường bộ, dốc dốc, đường cát hoặc bùn, vv Khi tốc độ trên 40 km / h, chế độ LOCK bị tắt và thay đổi
sang chế độ AUTO để bảo vệ hệ thống và cải thiện khả năng lái (đèn cụm vẫn bật), và khi tốc độ xe giảm
xuống dưới 40 km / h một lần nữa, nó sẽ trở về chế độ LOCK. Lái xe trong chế độ AUTO tương tự như
2WD trong điều kiện lái xe bình thường, nhưng khi hệ thống xác định các điều kiện yêu cầu lái xe bốn
bánh, phân phối điện phía trước / bánh sau được kích hoạt tự động bởi ECU, mà khơng có sự can thiệp
của người lái xe, sao cho cơng suất truyền động được truyền tới bánh trước / sau.


2. 8 4WD Lock Lamp & Warning Lamp
1.


khi hệ thống 4WD bị lỗi, đèn cảnh báo 4WD nháy trên đồng hồ táp lô.

2. Chọn chế độ 4WD LOCK sẽ bật đèn 4WD LOCK MODE trên đồng hồ táp lô.
3.

ở chế độ AUTO khơng có cảnh báo

4.

ECU 4WD giao tiếp với đồng hồ táp lô thông qua mạng CAN

4WD Warning Lamp

4WD LOCK Lamp


3. Control
3.1 In / Output Elements
ITM (Quản lý mô-men xoắn tương tác), ITCC (Khớp nối điều khiển mô-men xoắn thông minh)
và DEHA (Thiết bị truyền động thủy lực trực tiếp) về cơ bản là công nghệ 4WD giống hệt nhau,
chỉ với các yếu tố đầu vào / đầu ra hơi khác nhau của nhà sản xuất. Các yếu tố đầu vào / đầu
ra của 4WD sẽ được nêu trong chương này. Sự khác biệt giữa công nghệ của ba nhà sản xuất
sẽ được giải thích trong một phần để theo dõi.
Wire

Battery &
Ignition Power

Wire


EMC
In case of ITM, ITCC
Hydraulic Motor
In case of DEHA

4WD ECU

4WD Lock Switch

Diagnosis

Pressure sensor
Only DEHA
CAN

ECM
Engine RPM
Engine torque
TPS (APS)

ABS/ESC

TCM

MDPS

Cluster

ABS/ESC Active
Wheel Speed Sensor


Gear position
Only ITM & DEHA

Steering Angle Sensor
Only ITM & DEHA

4WD Lock lamp
4WD Warning Lamp

Tất cả các hoạt động mô tả được điều khiển bởi ECU 4WD. Nó xử lý tín hiệu đầu vào và điều
khiển đầu ra. Các tín hiệu đầu vào sau được cung cấp cho ECU.
Điều kiện phanh từ tín hiệu phanh / tín hiệu hoạt động ABS: ở chế độ 4WD tất cả các bánh xe
đều được kết nối bằng cơ khí do đó bánh xe bị khóa sẽ ảnh hưởng đến tất cả các bánh xe
khác, dẫn đến khó kiểm sốt lực phanh của xe. Do đó, 4WD bị tắt khi ABS hoạt động.
Mơ-men xoắn đầu vào dựa trên tín hiệu cảm biến vị trí bướm ga, để quyết định phân bố mômen xoắn phù hợp (bằng cách kiểm soát nhiệm vụ của EMC).
Trạng thái góc từ cảm biến góc tay lái để ngăn ngừa kết thúc truyền động trong khi vào cua.
Cảm biến góc lái nhận tín hiệu thơng qua giao tiếp CAN với MDPS; nếu một chiếc xe khơng có
MDPS, tín hiệu được nhận từ ESC.
Tốc độ xe và sự khác biệt tốc độ bánh xe (trước và sau) từ cảm biến tốc độ bánh xe để phát
hiện tình trạng trượt của bánh xe và điều khiển sự phân bố mô-men xoắn tương ứng.
Tất cả các tín hiệu này được sử dụng để kiểm sốt các nhiệm vụ cho EMC và do đó chia sẻ
mơ-men xoắn của các trục, đó là tín hiệu đầu ra chính. Các đầu ra khác ngồi điều khiển EMC
là đèn khóa 4WD, đèn cảnh báo 4WD và tín hiệu chẩn đoán.


3.2 Coupling Control Mode
1) Hoạt động theo điều kiện lái xe.
Lái xe bình
thường


Quay vịng

Trong điều kiện lái
xe bình thường hầu
hết truyền động đến
bánh xe trước.

Dẫn động phải phù
hợp với bán kính
quay vịng và tốc
độ bánh xe , truyền
dẫn động đến bánh
xe sau

Trượt bánh

khóa

Khi một hoặc cả hai
bánh trước bị trượt,
cơng suất lái thích
hợp cho mức độ
trượt được chuyển
sang bánh xe sau

Tối đa hóa mơmen xoắn trên
những con đường
gồ ghề (chỉ kích
hoạt khi tốc độ của

xe dưới 40 km / h)

2) Phân phối lực truyền động
Front/rear wheel
Mode

driving power

Description of operation

distribution
Tuyền động điều khiển giữa bánh trước và bánh sau
AUTO MODE
(normal driving)

100:0 ~ 50:50
(variable control)

được điều khiển một cách dễ dàng bằng logic điều
khiển ECU 4WD tùy thuộc vào bề mặt đường và điều
kiện lái xe (tăng tốc nhanh, vào cua, v.v.).

Chế độ này được sử dụng để xử lý các điều kiện khắc
nghiệt như cát, bùn, tuyết và vũng nước. Với chế độ
LOCK ON, hệ thống sẽ phân bổ lực dẫn động bánh xe
trước / sau bằng cách phân phối đồng đều công suất
lái tới bánh trước / sau theo tỷ lệ 50:50.
LOCK MODE
(rough driving)


50:50 ~ 50:50
(fixed distribution ratio)

Để ngăn chặn phanh góc hẹp trong khi vào cua, nó
điều chỉnh cơng suất lái theo góc cua, và đặt điều kiện
giới hạn tốc độ của xe để tránh nguy hiểm do những
thay đổi đột ngột về điều kiện trong xe đang chạy ở tốc
độ cao (chế độ LOCK là ngừng hoạt động ở tốc độ 40

km / h hoặc cao hơn).


4. So sánh các loại 4WD
4.1 So sánh loại ITM & ITCC & DEHA
Nhà sản xuất

BorgWarner (US)

JTEKT (Japan)

Wia Magna powertrain
(ROKorea)

Tên hệ thống

ITM
(Interactive Torque
Management)

ITCC

(Intelligent Torque Controlled
Coupling)

DEHA
(Direct Electro Hydraulic)

Model xe được
sử dụng

Tucsan / SM

Tucson ix / Veracruz

DM

Phương thức
hoạt động

EMC
(Cuộn dây điện từ)

EMC
(Cuộn dây điện từ)

Loại mô tơ thủy lực điện

Chế độ hoạt
động

AUTO / 4WD LOCK


AUTO / 4WD LOCK

AUTO / 4WD LOCK

Trọng lượng

Khoảng. 8.0 kg

9.125 kg

8.2 kg

Kiểm soát

ECU / cuộn dây từ /
rãnh bi ép cam/ ma sát ướt

ECU / cuộn dây từ /
rãnh bi ép cam / ma sát ướt

ECU / mô tơ / bơm thủy
lực/pít tơng / ma sát ướt

Tín hiệu đầu
vào

Cảm biến tốc độ bánh xe
APS
SAS


Cảm biến tốc độ bánh xe
APS

Cảm biến tốc độ bánh xe
APS
SAS

ECU điều khiển - cuộn dây từ ECU điều khiển - cuộn dây từ
Tổng quan hoạt
động

Hình dạng bên
ngồi

- ly hợp sơ cấp(1st)

- ly hợp sơ cấp (1st)

- rãnh bi ép cam – ly hợp

rãnh bi ép cam- ly hợp chính

chính (ly hợp thứ cấp)

(ly hợp thứ cấp)

- Công suất truyền động

- Công suất truyền động


Đến bánh sau

Đến bánh sau

ECU điều khiển - mô tơ bơm thủy lực – pít tơng – ly
hợp -

Cơng suất truyền động
Đến bánh sau


4.2 ITM (Interactive Torque Management)
1) Giới thiệu
Khả năng Kiểm soát chiếc xe ở tất cả mọi tình huống địa hình trong lúc điều khiển chiếc xe
đang trở thành 1 yếu tố quan trọng trong việc quảng bá cho hệ thống AWD, một chiếc xe có
trang bị hệ thống AWD có khả năng xử lý đường tốt hơn và an toan hơn trong mọi tình huống.
Đặt điểm của hệ thống này là khi ở trạng thái 2 bánh chủ động chính 2WD, tốc độ xe của 2
bánh trước chủ động này sẽ không đổi, nhưng khi ở trạng thái 4 bánh xe chủ động 4WD nó sẽ
phân bố mơ men xoắn phù hợp đến 2 bánh sau tùy theo điều kiện lái xe.

2) Các thành phần chính

Trục trước
TPS
Cảm biến tốc độ

Cơng tắc khóa cầu 4WD

bánh xe


Cảm biến góc lái

Đèn khóa cầu
4WD

Đèn cảnh báo
4WD

Bộ hộp số phụ

bộ khớp nối ITM

Hộp điều khiển

Bộ vi sai sau

Như hiển thị biểu đồ trên, ITM chuyền tải từ hộp số phụ, Trục truyền động (trục láp), bộ điều
khiển ITM, vi sai sau, hộp điều khiển, Công tắc khóa cầu 4WD, cảm biến vị trí bướm ga, cảm
biến tốc độ bánh xe, cảm biến góc lái, đèn khóa cầu 4WD và đèn báo hư hỏng
Tham khảo phần trước của phần này để biết cơ cấu và thành phần của hệ thống 4WD. các thà
nh phần, cơ cấu của bộ khớp nối và các thành phàn chính của hệ thống 4WD khác nhau tùy th
eo hệ thống, bộ khớp nối ITM sẽ được giải thích ở trang sau.


3) Bộ khớp nối ITM
 Thông số kỹ thuật
Category

Description


Phương thức hoạt động

EMC (Cuộn dây điện từ)

Mô men xoắn

2,000Nm

Trọng lượng

8kg

Chất liệu vỏ

Aluminum

Nhớt

Mobil Fluid: LT (0.15L)

 Tổng quan

under the driver seat

Cuộn dây điện từ

Phần ứng

Mặt đế cam

Vỏ ly hợp
Đĩa ma thứ cấp (10 EA)

Trục đầu vào

Ly hợp thứ cấp (10 EA)
Trục đầu ra

Mặt ép cam

Đĩa ly hợp sơ cấp(3EA)
Đĩa ma sát sơ cấp(3EA)

Bi thép (6EA)

Tâm của hệ thống là bộ khớp nối ITM (bên cạnh bộ điều khiển). Các thành phần chính của bộ g
hép nối là vỏ và vòng bi, cuộn dây điện từ, bộ ly hợp chính, mặt ép lệch cam, bi thép và bộ ly h
ợp thứ cấp. Hai bộ ly hợp là cả hai loại ly hợp đa đĩa. Các ly hợp chính được sử dụng để tạo ra
áp lực trên ly hợp thứ cấp thông qua đĩa ép lệch cam.


 Các thành phần

[ vỏ khớp nối ]

Ly hợp sơ cấp

[Ly hợp sơ cấp]

[phần ứng]


Phần ứng

[Mặt đế cam]

Mặt đế cam

Tấm phía
sau
Mặt ép cam

Bi cam

Đến bộ vi sai
sau

Giắc EMC


 Hoạt động khớp nối
• Tốc độ khơng đổi khi lái xe: hầu hết chủ động 2 bánh trước 2WD

• Phân bố mô men xoắn(trạng thái 4WD) thay đổi theo điều kiện lái xe do logic ECU điều
khiển (VD: đạp ga đột ngột, trượt bánh khi ma sát bề mặt đường thấp)
• Thơng tin cơ bản: mơ men xoắn đầu vào (cảm biến vị trí bướm ga), cảm biến góc tay lái,
cảm biến tốc độ bánh xe, tín hiệu phanh cũng như tín hiệu ABS
• Cuộn từ EMC điều khiển ép ly hợp sơ cấp
• Từ trường trong ly hợp sơ cấp quyết định xoay mặt ép Cam
• Sự di chuyển của mặt ép cam tác động lực ép ma sát đến ly hợp thứ cấp
• Trong khi phanh: thực hiện Logic điều khiển khác nhau để có hiệu quả phanh phù hợp


Vỏ ly hợp
Mặt ép cam
Mặt đế cam
Tấm phía sau

áp
dụng lực

Ly hợp thứ 2

ép
mô men xoắn
đầu ra trục sau

Mô men xoắn
chính trong mặt ép
cam

Phán đốn tình
trạng lái xe
Mơ men xoắn

·cảm biến vị trí bàn đạp ga
·cảm biến tốc độ bánh xe
·cảm biến góc lái
·tín hiệu ABS

chính trong mặt
ép cam


Quyết dịnh phân
phối lực mô men
xoắn tối ưu

Hoạt động 4WD
Bi cam ở trạng thái
bình thường

Hộp ECU 4WD

Mơ men xoắn được
phân bố tại khới nối
4WD

< Biểu đồ hoạt động>
< Hoạt động EMC>


4.3 ITCC (Khớp nối kiểm sốt mơ-men xoắn thơng minh)
1) Giới thiệu
Khả năng kiểm sốt của xe trong mọi tình huống đang trở thành một yếu tố quan trọng của hệ
thống dẫn động 4 bánh toàn thời gian (AWD). Một chiếc xe AWD sẽ giúp xe bám đường tốt
hơn và an tồn hơn trong mọi tình huống lái xe.
Đặc điểm của hệ thống này là tốc độ xe sẽ không thay đổi khi vận hành trong ché độ 2WD
nhưng khi chuyển qua chế độ 4WD thì nó sẽ phân bổ lực kéo vào bánh sau tùy theo điều kiện
lái.
ITCC ( Khớp nối kiểm sốt mơ –men xoắn thơng minh) là một thương hiệu của hệ thống ô tô
JTEKT - Toyoda Koki và được áp dụng làm tiểu chuẩn trong EN. Hệ thống ITCC sẽ dể dàng
kiểm soát việc phân bổ lực kéo, kích hoạt cực nhanh và tự động tắt chế độ 4WD.

2) Các bộ phận chính

Hộp truyền
Cơng tắc khóa 4WD

Đèn báo khóa

động

4WD ECU
Nằm bên hơng táp lơ
bên trái

Khớp nối ITCC
& bộ vi sai cầu sau

TPS

4WD

Đèn cảnh báo

Cảm biến tốc độ

4WD

bánh xe

Hệ thống dẫn động 4WD sẽ có ít chi tiết hơn so với các hệ thông khác , do đó sẽ giảm được trọ
ng lượng và giảm mức tiêu hao nhiên liệu. Hệ thống này sẽ dẫn động cầu trước và bao gồm cá

c bộ phận chính sau đây: Hộp truyền động, trục truyền động, hộp điều khiển hệ thống ITCC, bộ
vi sai cầu sau, mô- đun điều khiển, cơng tắc khóa 4WD, Cảm biến vị trí bướm gas, cảm biến tố
c độ bánh xe, đèn báo khóa 4WD và đèn cảnh báo trên đồng hồ tap lô. Khi chế độ 4WD được k
ích hoạt thì khớp nối sẽ hoạt động và xe sẽ hoạt động ở chế độ 4WD (50:50), được hiển thị bằ
ng đèn báo khóa 4WD. Chế độ khóa hồn tồn sẽ được kích hoạt khi xe chạy với tốc độ trên 3
0 km/h


3) Khớp nối ITCC
 Đặc điểm kỹ thuật
Danh mục

Mơ tả

Hình thức hoạt động

EMC(Electronic magnetic coil)

Mô men xoắn

1,320Nm

Trọng lượng

9 Kg

Vật liệu

Aluminum


Dầu bôi trơn

ATF JWS 3309 (0.13L)
– Permanent, No Exchange

 Tổng quan

Dưới ghế tài

Cam chính

Bi

Điều khiển Cam

Trục truyền động

Front H/G

Rear H/G
Cuộn dây điện từ

Ly hợp chính

Phần ứng Điều khiển ly hợp

Trọng tâm của hệ thông này là khớp nối ITCC ( bên cạnh hộp điều khiển). Hệ thống có thể xử l
ý mô men xoắn đầu ra lên đến 1320NM và được phủ đầy trong dầu JWS 3309 ATF ( sử dụng g
iống như trong Aisin F21-450 AT) để bôi trơn, bảo dưỡng hệ thống. Các thành phần chính của
cụm khớp nối là Vỏ hộp vi sai, các ổ bi, cuộn dây điện từ, dẫn động cam, dẫn động ly hợp, cam

chính, bi thép và ly hợp chính. Tất cả ly hợp đều là ly hợp đĩa. Bộ dẫn động ly hợp được sử dụ
ng để tạo áp lực lên lên ly hợp chính thơng qua cam chính.


 Nguyên lý hoạt động
Trục đầu vào của khớp nối ITCC được nối với vỏ ly hợp. Bằng cách cấp điện cho cuộn dây điệ
n từ, phần ứng được kéo về phía nam châm điện. Phần ứng suất ép các đĩa ly hợp vào vỏ ly h
ợp, do đó bộ dẫn động ly hợp được kết nối với trục đầu vào. Chênh lệch tốc độ giữa dẫn động
cam và cam chính được tạo ra khiến quả bi thép giữa cam dẫn động và cam chính di chuyển lê
n đoạn đường nối bóng. Do đó, cam chính được đẩy về phía ly hợp chính, bây giờ vỏ ly hợp (tr
ục đầu vào) được kết nối với trục đầu ra. Lực tác động lên ly hợp chính phụ thuộc vào lượng á
p lực tạo ra bởi các quả bi thép. Lượng áp lực từ các quả bi thép phụ thuộc vào số lượng chún
g di chuyển lên trên đoạn đường nối, phụ thuộc cuối cùng vào cường độ từ trường của ly hợp t
ừ. Cường độ trường của ly hợp từ tính được điều khiển bởi mô-đun điều khiển ITCC thông qua
kiểm soát nhiệm vụ. Tùy thuộc vào độ trượt bánh xe được phát hiện trên bánh xe phía trước, m
ơ-đun điều khiển ITCC sẽ căn cứ vào các yêu cầu để đáp ứng áp lực mục tiêu được tạo ra bởi
cơ chế trượt bóng. Bằng cách này, việc điều khiển ly hợp chính và mơ-men xoắn cực đại cho tr
ục sau đạt được bằng cách cung cấp bổ sung cho cuộn từ năng lượng và có thể đạt được bất
kỳ giá trị nào từ 100% phía trước 0% phía sau lên đến 50:50 giữa phía trước và phía sau.

Main Clutch

Pilot Clutch

Electro magnetic Coil

ECU

Zero
current


Main Cam

Armature

Shaft
(Rear Wheels)

Pilot Cam

<Khi sử dụng chế độ 2WD>

Magnetic Flux

Torque

Pilot Cam

ECU

Input

Main
Cam
Output

Khi sử dụng chế độ 4WD >

Current
flows



4.4 DEHA (Khớp nối kiểm sốt mơ men xoắn trực tiếp )
1) Giới thiệu
Hệ thống phân phối công suất cho bánh trước, sau tùy thuộc vào bề mặt đường và điều kiện
lái để đạt được hiệu suất chạy xe tối ưu.

1. Điều khiển điện tử phân chia công suất
Dựa trên các tín hiệu nhận được từ các cảm biến khác nhau, ECU 4WD xác định bề mặt
đường và điều kiện lái xe,và điều chỉnh chính xác lực kẹp của khớp nối 4WD (ly hợp) để điều
chỉnh một lượng công suất lái truyền đến bánh sau.
2. Kiểm soát chung với các hệ thống liên quan khác
Hệ thống này đảm bảo hiệu suất chạy xe tối ưu thông qua điều khiển, kiểm soát chung với hệ
thống phanh, giống như ABS và ESC.
2) Các bộ phận chính

Hộp truyền động
Cơng tắc khóa 4WD

4WD ECU
Nằm phía bên phải
taplo

Khớp DEHA
& Cầu sau

Đèn báo khóa 4WD

TPS


Đèn cảnh báo

Cảm biến tốc độ
Cảm biến góc

bánh xe

đánh lái

Mơ-men xoắn được truyền từ động cơ/hộp số đến hộp truyền động sau đó truyền đến vỏ vi sai
cầu sau thơng qua trục truyền động; sự phân bố công suất lái được điều khiển bởi ECU 4WD
và Khớp nối.
Như đã trình bày trong sơ đồ trên, DEHA được tạo thành từ hộp truyền động, trục truyền động,
khớp nối DEAH, vi sai phía sau, mơ-đun điều khiển, cơng tắc khóa 4WD, cảm biến vị trí bướm
ga, cảm biến tốc độ bánh xe, cảm biến góc lái, đèn khóa 4WD và đèn cảnh báo.


3) Khớp nối ITCC
 Đặc điểm kỹ thuật
Danh mục

Mơ tả

Hình thức hoạt động

Electronic control hydraulic motor

Mô men xoắn

1,000Nm


Trọng lượng

8.2 Kg

Vật liệu

Aluminum

Nhớt bôi trơn

Ultra low viscosity ATF (Shell TF0870)(0.485L)

 Tổng thể

under the driver seat
Cơ cấu chấp hành

Li hợp

Van xã khí

Phốt dầu

Trục đầu vào

Trục bánh xe

Piston


ECU 4WD phân tích thơng tin đầu vào, i.e., tức là tín hiệu từ tốc độ bánh xe, gia tốc, góc đánh
lái, vv... Với thơng tin này, nó sẽ điều khiển ly hợp nhiều tấm khớp 4WD tùy thuộc vào bề mặt
đường và điều kiện lái xe để phân phối công suất cho bánh trước / sau. Khi nhấn công tắc chế
độ LOCK, tỷ lệ chia công suất cầu trước / sau được cố định ở 50:50. Khi xe chạy tốc độ 40 km /
h trở lên, chế độ sẽ tự động chuyển sang AUTO và trở về chế độ LOCK khi tốc độ giảm xuống
dưới 40 km / h.


 Hoạt động của Khớp nối
a. Tín hiệu đầu vào CAN nhận được từ các cảm biến khác nhau khi xe đang vận hành
b. ECU 4WD tính tốn cơng suất cần thiết và sau đó cung cấp dịng điện cho thiết bị truyền
động (động cơ điện + bơm thủy lực).
c. Hydraulic pressure generated by the actuator moves the piston.
d. Cơ cấu chấp hành tác động làm di chuyển Piston tạo ra áp suất thủy lực
e. Piston chuyển động tạo ra ma sát cần thiết để đóng ly hợp.
f.

Cơng suất được truyền đến các bánh sau.
4WD ECU

Vehicle drive
Cơ cấu chấp hành

Ly hợp
Trục truyền động
Input

Output

Piston


< 4WD coupling activated >

Cầu sau


5. Bảo trì, bảo dưỡng
5.1 Kéo xe 4WD
1) Xe 4WD truyền động 4 bánh tồn thời gian
á
ố
ấ
ể é
ượ
ê
ế ử ụ
ế
ó à
ẳ
ể
á
í
ướ
ặ
ê
ị á ắ

à ử ụ
ó
ó é

ể ẩ
ể
ạ ó
í
ỏ ặ
ấ

ó à
ẳ
ạ à ó ể ở ứ
ê
ế
ạ
ơ
ể ó ượ
ộ
ể ử ụ
é
ạ à â
ó á á
ị ạ
ặ

FROM FRONT

FROM REAR

METHOD 1. FLAT BED TRUCK
METHOD 2. WHEEL LIFT TYPE TRUCK


< Cách kéo xe 4WD >

2) Xe 2WD
Một chiếc xe 2WD có thể được kéo trên một xe có sàn phẳng bằng một rơ moóc kéo, hoặc trên
một khn, như hình dưới đây. Các bánh xe phía trước được nâng lên khỏi mặt đất cịn bánh s
au giữ trên mặt đất sau khi phanh đỗ được nhả ra. Thận trọng! Nếu bạn để bánh xe của xe kéo
trên mặt đất, bạn có nguy cơ gặp các hư hỏng nghiêm trọng về hệ thống truyền động xe.

< Cách kéo xe 2WD >


5.2 Biện pháp đề phòng (Only DEHA)
1) Gia, bù ly hợp
Danh mục

Chi tiết

Điều kiện và phương
pháp gia bù

Các thuộc tính của vật liệu ma sát ly hợp bên trong khớp nối thay
đổi khi chiếc xe được vận hành. Khi thay thế mô-đun điều khiển h
oặc khớp nối, Cần thiết phải có một quy trình kiểm tra giá trị để bù
cho những thay đổi trước khi nhập dữ liệu.
Khi thay thế ECU và
khớp nối cung 1 lúc:

-

Khi chỉ thay thế khớp nối


Cài đặt lại số Km trong ECU sau khi thay
thế khớp nối

Điều kiện và phương
pháp gia bù

•
Chỉ thay thế ECU

•

Khơng yêu cầu gia, bù.

Trước khi thay ECU: kiểm tra số km
được lưu trong ECU
Sau khi thay thế ECU: Nhập lại số Km đã
lưu trong ECU cũ vào ECU mới.