TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG PHANH ABS, EBD, TRC
VSC, HAC TRÊN Ô TÔ TOYOTA INNOVA 2016 2.0V

SVTH :

HOÀNG VĂN DIỄN

MSSV:

13145051

SVTH :

CAO SĨ SƠN

MSSV:

13145219

GVHD:

THS. NGUYỄN VĂN THÌNH

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2017

LỜI CẢM ƠN
Trong thời gian học tại trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh,
chúng em đã được học hỏi và lĩnh hội nhiều kiến thức quý báu từ quý thầy cô, để
làm nền tảng cho việc nghiên cứu và tiếp cận thêm nhiều tài liệu mới một cách có
hiệu quả.
Trong q trình thực hiện đồ án tốt nghiệp, chúng em xin chân thành cảm ơn:
Ban giám hiệu Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp. Hồ Chí Minh đã
tạo điều kiện cho chúng em theo học lớp đại học chính quy, chuyên ngành Cơ Khí
Động Lực.
Quý Thầy Cơ tham gia giảng dạy lớp Đại học chính quy về đại cương và
chuyên ngành Cơ khí động lực niên khóa 2013-2017 đã trang bị cho chúng em kiến
thức giúp chúng em hoàn thành đồ án tốt nghiệp.
Thầy hướng dẫn Th.S Nguyễn Văn Thình đã chia sẻ những kiến thức,
thơng tin rất bổ ích, hướng dẫn tận tình và đặc biệt những lời khuyên quý báu của
Thầy cho chúng em trong thời gian chúng em làm đồ án tốt nghiệp.
Các Thầy phản biện đóng góp những ý kiến quý báu giúp chúng em hoàn
thiện nội dung đồ án tốt nghiệp
Anh Huỳnh Tấn Thuyết, phó giám đốc cơng ty Toyota Biên Hịa đã cung
cấp cho chúng em những thơng tin chun mơn q báu, để từ đó chúng em có cơ
sở nghiên cứu một cách chuyên sâu, hệ thống và tiếp cận tốt với tình hình phát
triển thực tế của hệ thống phanh ABS trên dòng xe Toyota Innova.
Cuối cùng, trong quá trình thực hiện đồ án, do trình độ tiếng Anh còn hạn hẹp
cũng như kinh nghiệm thực tiễn cịn hạn chế nên khó có thể tránh khỏi sai sót, rất
mong q Thầy Cơ bỏ qua. Qua đó, chúng em cũng rất mong nhận được ý kiến
đóng góp của q Thầy Cơ để chúng em có thể hồn thiện tốt đồ án tốt nghiệp này.
Sinh viên thực hiện
Hoàng Văn Diễn
Cao Sĩ Sơn

i



TÓM TẮT
Ở đề tài này, chúng em tập trung nghiên cứu về cấu tạo, nguyên lý hoạt
động, chức năng, sơ đồ mạch điện và phương pháp chẩn đoán hệ thống phanh
trên xe Toyota innova 2016 bản 2.0V: hệ thống chống bó cứng 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)
và hệ thống hỗ trợ khởi hành ngang dốc (HAC).
Trong phần cấu tạo chúng em đi sâu vào cấu tạo và chức năng các chi tiết,
và nêu khái quát về các nguyên lý áp dụng.
Trong phần ngun lý hoạt động thì đi sâu vào tín hiệu đầu vào, tín hiệu
đầu ra, mạch điều khiển thủy lực. Chuyển nội dung từ phức tạp sang nội dung dễ
hiểu hơn.
Trong phần mạch điện, chúng em đi vào giải thích cách thức hoạt động,
tín hiệu đầu vào, xử lý, tín hiệu đầu ra của từng cụm bộ phận của hệ thống.
Trong phần hướng dẫn chẩn đoán, sửa chữa, chúng em trình bày cách thức
kiểm tra dữ liệu của hệ thống, cách chẩn đoán lỗi và khắc phục hư hỏng với máy
chẩn đoán và dụng cụ đặc biệt của hãng Toyota.
Tham khảo tài liệu và tiếp cận với đề tài thông qua internet, tài liệu của
hãng, dịch tiếng nước ngoài, tổng hợp tài liệu, phân tích và giải quyết vấn đề.
Kết quả là hiểu rõ về các cấu tạo và nguyên lý hoạt động và phương pháp
chẩn đoán, sửa chữa cơ bản của các hệ thống trong đề tài, nâng cao được vốn
tiếng Anh cần thiết và cuốn thuyết minh có thể làm một tư liệu cho các sinh viên
ngành ôtô.

ii


MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN ...................................................................................................................... i
TÓM TẮT ........................................................................................................................... ii
MỤC LỤC ......................................................................................................................... iii
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU ...................................................... viii
DANH MỤC HÌNH .............................................................................................................x
Chương 1 TỔNG QUAN .....................................................................................................1
1.1.

Lý do chọn đề tài ....................................................................................................1

1.2.

Mục tiêu của đề tài .................................................................................................1

1.3.

Phạm vi nghiên cứu ................................................................................................2

1.4.

Phương pháp nghiên cứu ........................................................................................2

Chương 2 TỔNG QUAN VỀ Ơ TƠ TOYOTA INNOVA 2016 2.0V ................................3
1.1

Thơng số kỹ thuật ...................................................................................................3

1.2

Đường đặc tính cơng suất, mơ men ........................................................................5


Chương 3 HỆ THỐNG CHỐNG BÓ CỨNG PHANH - ABS ( ANTI-LOCK BRAKING
.
SYSTEM ) ..........................................................................................................6
3.1.

Chức năng hệ thống phanh ABS ............................................................................6

3.2.

Ưu điểm hệ thống phanh ABS ...............................................................................6

3.3.

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động hệ thống phanh ABS ..........................................7

3.3.1.

Chu trình điều khiển hệ thống phanh ABS ......................................................7

3.3.2. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động hệ thống phanh ABS trên xe Toyota innova
2016 bản 2.0V .............................................................................................................11
3.3.3
3.4.

Hoạt động của bộ chấp hành phanh ABS ......................................................25

Sử dụng và bảo dưỡng hê ̣ thố ng phanh ABS .......................................................29

3.4.1


Trợ lực phanh: ...............................................................................................29

3.4.2

Hê ̣ thống ABS ................................................................................................30

Chương 4 HỆ THỐNG HỖ TRỢ PHANH KHẨN CẤP - BA (Brake Assist System) ....32
4.1.

Chức năng hệ thống hỗ trợ phanh khẩn cấp BA ..................................................32

4.2.

Cấu tạo của hệ thống BA......................................................................................33

4.2.1

Cảm biến áp suất xy lanh phanh chính. .........................................................33
iii


4.2.2
4.3.

Van điện từ cắt xy lanh phanh chính .............................................................34

Nguyên lý hoạt động của hệ thống BA ................................................................34

Chương 5 HỆ THỐNG PHÂN PHỐI LỰC PHANH ĐIỆN TỬ - EBD (Electronic

………….Brakeforce Distribution) ...................................................................................36
5.1.

Chức năng hệ thống phân phối lực phanh điện tử (EBD) ....................................36

5.2.

Nguyên lý hoạt động của hệ thống EBD ..............................................................37

Chương 6 HỆ THỐNG KIỂM SOÁT LỰC KÉO – TRC (Traction Control System) ......39
6.1.

Giới thiệu chung ...................................................................................................39

6.2.

Vị trí các bộ phận và chức năng ...........................................................................40

6.3.

Quá trình điều khiển .............................................................................................41

6.4.

Hoạt động của bộ chấp hành thủy lực ..................................................................43

6.4.1

Trong quá trình phanh bình thường (không hoạt động) ................................45


6.4.2

Hoạt động dưới sự điều khiển của hệ thống TRC: ........................................45

6.5.

Hoạt động của ABS/TRC ECU. ...........................................................................46

6.6.

Điều khiển tốc độ bánh xe và bộ chấp hành bướm ga .........................................46

Chương 7 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ỔN ĐỊNH XE–VSC (Vehicle Stability Control) 48
7.1.

Giới thiệu về hệ thống VSC .................................................................................48

7.2.

Đô ̣ng lực ho ̣c quay vòng của ô tô .........................................................................50

7.2.1

Mố i quan hê ̣ giữa các lực ..............................................................................50

7.3.

Chu triǹ h điề u khiể n hê ̣ thố ng VSC .....................................................................52

7.4.


Cấu tạo và nguyên lý hoa ̣t đô ̣ng của hê ̣ thố ng VSC .............................................53

7.4.1.

Cấu tạo của hê ̣ thố ng VSC.............................................................................53

7.4.2.

Nguyên lý hoa ̣t đô ̣ng của hê ̣ thố ng VSC .......................................................54

7.5.

Hoạt động của bộ chấp hành thủy lực ..................................................................60

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 ) .................................60
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 ) .....................................62
7.6.

Hướng dẫn sử du ̣ng và bảo dưỡng hê ̣ thố ng VSC................................................63

Chương 8 HỆ THỐNG HỖ TRỢ KHỞI HÀNH TRÊN DỐC – HAC (Hill-start Assist
………….Control) .............................................................................................................65
8.1.

Sơ lược về hệ thống và các điều kiện để kích hoạt hệ thống HAC. .....................65
iv



8.1.1.

Sơ lược về hệ thống .......................................................................................65

8.1.2.

Các điều kiện để kích hoạt hê thống HAC. ...................................................65

8.2.

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống HAC. ...........................................66

8.2.1

Cấu tạo ...........................................................................................................66

8.2.2

Nguyên lý hoạt động. ....................................................................................67

Chương 9: SƠ ĐỒ MẠCH ĐIỆN CỦA HỆ THỐNG PHANH ........................................73
9.1

Sơ đồ mạch điện hệ thống phanh trên xe innova 2016 ........................................73

9.2

Nguồn cấp, mát của hệ thống ...............................................................................79


9.2.1

Nguồn cấp ......................................................................................................79

9.2.2

Nối mát ..........................................................................................................79

9.3

Các cực của ABS ECU và ECM dùng trong hệ thống phanh. .............................79

9.3.1

Các cực của ABS ECU ..................................................................................79

9.3.2

Các cực của ECM. .........................................................................................80

9.4

Các loại đèn báo. ..................................................................................................81

9.4.1

Đèn cảnh báo phanh ......................................................................................81

9.4.2


Đèn cảnh báo ABS ........................................................................................81

9.4.3

Đèn báo VSC OFF .........................................................................................82

9.4.4

Đèn cảnh báo trượt ........................................................................................82

9.5

Các công tắc .........................................................................................................82

9.5.1

Công tắc đèn báo phanh ................................................................................82

9.5.2

Công tắc VSC ................................................................................................83

9.6

Mạng CAN ...........................................................................................................83

9.6.1

Định nghĩa .....................................................................................................83


9.6.2

Cấu trúc và nguyên tắc hoạt động của CAN .................................................83

9.7

Bảng đồng hồ táp lô (Combination Meter Assembly) .........................................86

9.7.1

Cấu tạo. ..........................................................................................................86

9.7.2

Hoạt động. .....................................................................................................87

9.8

Cảm biến tốc độ ....................................................................................................87

9.8.1

Cấu tạo. ..........................................................................................................87

9.8.2

Hoạt động. .....................................................................................................87

9.9


Cảm biến gia tốc và cảm biến góc lệch xe. ..........................................................87
v


9.10 Cảm biến góc xoay vơ lăng. .................................................................................88
9.11 Cụm điều khiển hoạt động bướm ga với mô tơ điều khiển ..................................89
9.12 Nguyên lý hoạt động của hệ thống phanh chống bó cứng ABS (Anti - lock
Braking System ) ............................................................................................................90
9.13 Nguyên lý hoạt động của hệ thống hỗ trợ phanh khẩn cấp BA (Brake Assist
System ) ..........................................................................................................................90
9.14 Nguyên lý hoạt động của hệ thống hỗ trợ khởi hành trên dốc HAC....................91
9.15 Nguyên lý hoạt động của hệ thống TRAC ( Traction Control )...........................92
9.16 Nguyên lý hoạt động của hệ thống cân bằng xe điện tử VSC ( Vehicle Stability
Control ). .........................................................................................................................93
Chương 10: HƯỚNG DẪN SỬA CHỮA CHUNG ..........................................................96
10.1 Mô tả cụm chi tiết .................................................................................................96
10.2 Các triệu chứng hư hỏng ......................................................................................98
10.2.1 Bảng các triệu chứng hư hỏng .......................................................................98
10.2.2 Chế độ dự phòng..........................................................................................100
10.3 Hệ thống chẩn đốn ............................................................................................100
10.3.1 Mơ tả hệ thống .............................................................................................100
10.3.2 Chẩn đoán ....................................................................................................101
10.4 Dữ liệu của hệ thống ( data list ) ........................................................................101
10.4.1 Kiểm tra dữ liệu lưu tức thời khi hệ thống phanh hoạt động. .....................101
10.4.2 Thử kích hoạt hoạt động của hệ thống (active test).....................................102
10.5 Kiểm tra các lỗi chập chờn .................................................................................103
10.5.1 Mô tả chức năng ..........................................................................................103
10.5.2 Quy trình ......................................................................................................103
10.6 Kiểm tra tín hiệu cảm biến tốc độ. .....................................................................104
10.6.1 Kiểm tra cảm biến tốc độ khi dùng máy chẩn đoán GTS. ...........................104

10.6.2 Kiểm tra cảm biến khi sử dụng dây kiểm tra SST. ......................................105
10.7 Xóa các mã lỗi ....................................................................................................107
10.7.1 Thao tác xóa mã lỗi trên máy chẩn đốn GTS ............................................107
10.7.2 Thao tác xóa mã lỗi với dây kiểm tra SST ..................................................108
Chương 11 BẢNG MÃ LỖI, CHẨN ĐOÁN VÀ SỬA CHỮA .....................................109
11.1 Giới thiệu chung. ................................................................................................109
vi


11.2 Mã lỗi C1203: Mạch liên lạc của ECM bị lỗi ....................................................109
11.2.1 Mơ tả ............................................................................................................109
11.2.2 Quy trình ......................................................................................................109
11.3 Mã lỗi C1241: Lỗi điện áp nguồn cấp thấp ........................................................110
11.3.1 Mô tả ............................................................................................................110
11.3.2 Sơ đồ mạch điện ..........................................................................................111
11.3.3 Quy trình ......................................................................................................111
11.4 Mã lỗi C1271: tín hiệu ra của cảm biến tốc độ thấp. .........................................112
11.4.1 Mơ tả ............................................................................................................112
11.4.2 Quy trình ......................................................................................................113
11.5 Mã lỗi C1425: mạch công tắc đèn phanh bị hở mạch. .......................................115
11.5.1 Mơ tả ............................................................................................................115
11.5.2 Sơ đồ mạch điện ..........................................................................................116
11.5.3 Quy trình. .....................................................................................................116
11.6 Mã lỗi C146C: mạch rơle môtơ ABS bị hở. Mã lỗi C146D: mạch rơle môtơ ABS
bị ngắn mạch.................................................................................................................117
11.6.1 Mô tả ............................................................................................................117
11.6.2 Quy trình ......................................................................................................118
11.7 Mã lỗi C1468: mạch van điện từ trước phải, C1469 mạch van điện từ trước trái,
C146A mạch van điện từ sau phải, C146B mạch van điện từ sau trái. .......................120
11.7.1 Mơ tả ............................................................................................................120

11.7.2 Quy trình ......................................................................................................120
Chương 12 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ..........................................................................121
11.1. Kết luận ..............................................................................................................121
11.2. Đề nghị ...............................................................................................................121
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...............................................................................................122

vii


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU
ABS

-

Anti-lock Braking System

EBD

-

Electronic Brakeforce Distribution

BA

-

Brake Assist System

TRC


-

Traction Control System

VSC

-

Vehicle Stability Control

HAC

-

Hill-start Assist Control

ECU

-

Electronic Control Unit

ECM

-

Electronic Control Module

ON/OFF -


Bật/Tắt

CAN

-

Controller Area Network

CANL

-

Đường truyền CAN thấp

CANH -

Đường truyền CAN cao

DLC3

-

Giắc chẩn đoán của xe

GTS

-

Máy chẩn đoán


DTC

-

Mã lỗi của hệ thống

IG

-

Ignition

A3

-

Chân giắc nối với bộ chấp hành phanh

CPU

-

Central Processing Unit

VSC OFF SW Công tắc tắt chế độ VSC
+ BM

-

Cực cấp nguồn cho rơle môtơ


+ BS

-

Cực cấp nguồn cho rơle điện từ

FR-

-

Tín hiệu vào ECU, cực âm cảm biến tốc độ trước phải

FR+

-

Tín hiệu vào ECU cực dương biến tốc độ trước phải

FL-

-

Tín hiệu vào ECU cực âm cảm biến tốc độ trước trái

FR+

-

Tín hiệu vào ECU cực dương biến tốc độ trước trái


CSW

-

Cực đầu vào ECU cơng tắc VSC OFF

GND2

-

Cực nối mát mơ tơ bơm

RR-

-

Tín hiệu vào ECU cực âm cảm biến tốc độ sau phải

RR+

-

Tín hiệu vào ECU cực âm dương biến tốc độ sau phải

RL-

-

Tín hiệu vào ECU cực dương cảm biến tốc độ sau trái

viii


RL+

-

Tín hiệu vào ECU cực âm dương biến tốc độ sau trái

IG1

-

Cực nguồn cấp cho ECU kiểm sốt trượt

STP

-

Tín hiệu cơng tắc đèn báo phanh

GND1

-

Nối mát ECU kiểm sốt trượt (bộ chấp hành phanh)

TS

-


Cực kiểm tra tín hiệu đầu vào

ACC

-

Cực cấp nguồn cho phụ tải

M-

-

Tín hiệu hoạt động của cực âm mơtơ điều khiển bướm ga.

M+

-

Tín hiệu hoạt động của cực dương của mơtơ điều khiển bướm ga

VTA1

-

Tín hiệu cảm biến vị trí bướm ga (để điều khiển động cơ)

VCTA

-


Nguồn điện cấp cho cảm biến vị trí ga

+BM

-

Nguồn điện cấp cho mơtơ điều khiển bướm ga

VTA2

-

Tín hiệu cảm biến vị trí bướm ga (để phát hiện sự cố cảm biến chính)

ETA

-

Cấp mát cảm biến vị trí bướm ga

NE+ NE-

Tín hiệu cảm biến vị trí trục khuỷu

ix


DANH MỤC HÌNH
Hình 2.1 Đường đặc tính cơng suất, mơ men ................................................................. 5

Hình 3.1 Sự khác nhau giữa xe có hệ thống phanh ABS và khơng có ABS .................. 7
Hình 3.2 Chu trình điều khiển hệ thống phanh ABS ...................................................... 7
Hình 3.3 Sơ đồ điều khiển phanh trên dường ma sát cao ............................................... 9
Hình 3.5 Vị trí của bộ chấp hành phanh và các cảm biến tốc độ bánh trước, bánh sau 12
Hình 3.6 Vị trí cụm đồng hồ táp lơ và cơng tắc phanh. ................................................ 13
Hình 3.7 Sơ đồ nguyên lý của hệ thống phanh ABS. ................................................... 14
Hình 3.8 Sơ đồ điều khiển hệ thống phanh ABS. ......................................................... 15
Hình 3.9 Cảm biến tốc độ bánh xe................................................................................ 16
Hình 3.10 Cấu tạo của cảm biến tốc độ bánh xe........................................................... 16
Hình 3.11 Nguyên lý hoạt động của cảm biến tốc độ. .................................................. 17
Hình 3.12 Cảm biến độ lệnh và cảm biến gia tốc ngang được tích hợp bên trong cảm
biến túi khí. ................................................................................................................... 18
Hình 3.13 Cấu tạo của cảm biến độ lệch thân xe.......................................................... 18
Hình 3.14 Cấu tạo của cảm biến gia tốc ngang. ........................................................... 18
Hình 3.15 Cảm biến góc lái loại Hall ........................................................................... 20
Hình 3.16 Tín hiệu góc lái từ hai cảm biến Hall........................................................... 21
Hình 3.17 Sơ đồ điều khiển hỗ trợ lực phanh ............................................................... 22
Hình 3.18 ECU kiểm sốt trượt thực hiện kiểm tra ban đầu. ....................................... 23
Hình 3.19 Cấu tạo bộ chấp hành phanh ABS ............................................................... 24
Hình 3.20 Sơ đồ cụm chấp hành phanh ABS ............................................................... 24
Hình 3.21 Van điện từ ở các quá trình tăng, giữ, giảm áp suất. ................................... 25
Hình 3.22 Mạch điều khiển thủy lực khi phanh bình thường ....................................... 26
Hình 3.23 Mạch điều khiển thủy lực ở chế độ giữ áp................................................... 27
Hình 3.24 Mạch điều khiển thủy lực ở chế độ giảm áp ................................................ 28
Hình 3.25 Mạch điều khiển thủy lực ở chế độ tăng áp ................................................. 29
Hình 4.1 Sơ đồ biểu diễn lực phanh khi có hỗ trợ phanh khẩn cấp BA ....................... 32
Hình 4.2 Các chân của một cảm biến xy lanh phanh chính .......................................... 33
Hình 4.3 Van điện từ ngắt xy lanh phanh chính ........................................................... 34
Hình 4.4 Sơ đồ bộ chấp hành hệ thống hỗ tợ lực phanh .............................................. 34
x



Hình 5.1 Mơ tả chức năng hệ thống EBD ..................................................................... 36
Hình 5.2 Nguyên lý hoạt động của hệ thống EBD ....................................................... 37
Hình 6.1 Mơ tả hoạt động của TRC .............................................................................. 39
Hình 6.2 Sơ đồ hệ thống TRC ...................................................................................... 40
Hình 6.3 Sơ đồ điều khiển TRC.................................................................................... 41
Hình 6.4 Đồ thị điều khiển hệ thống TRC .................................................................... 42
Hình 6.5 Tổng quan về mạch thủy lực.......................................................................... 44
Hình 7.1 Lợi ích của hệ thống VSC khi vào cua. ......................................................... 59
Hình 7.2 Các trang bị cơ bản trên một hệ thống VSC .................................................. 50
Hình 7.3 Sơ đồ biể u diễn lực khi xe quay vòng............................................................ 51
Hình 7.4 Chu triǹ h điề u khiể n hê ̣ thớ ng VSC ............................................................... 52
Hình 7.5 Các bộ phận của hệ thống VSC ..................................................................... 54
Hình 7.6 Nguyên lý hoạt động của hệ thống. ............................................................... 54
Hình 7.7 Mơ tả khi ơ tơ quay vịng thiếu ...................................................................... 56
Hình 7.8 Mơ tả khi ơ tơ quay vịng thừa ....................................................................... 56
Hình 7.9 Mơ tả khi ơ tơ tránh chướng ngại vật ............................................................. 57
Hình 7.10 So sánh tổng quát giữa xe có VSC và xe khơng có VSC ............................ 58
Hình 7.11 Sơ đồ hoạt động của bộ chấp hành phanh khi VSC hoạt động.................... 60
Hình 7.12 Sơ đồ hoạt động của bộ chấp hành phanh khi VSC hoạt động.................... 62
Hình 8.1 Mơ tả sơ lược hệ thống HAC ......................................................................... 65
Hình 8.2 Sơ đờ ngun lý cảm biế n mô men xoay và cảm biế n gia tốc....................... 66
Hình 8.3 Mơ tả q trình tăng áp suất lên. .................................................................... 67
Hình 8.4 Mơ tả mơmen phanh quá trình tăng áp suất lên ............................................. 78
Hình 8.5 Hoạt động mạch dầu quá trình tăng áp. ......................................................... 78
Hình 8.6 Mơ tả q trình duy trì áp suất. ...................................................................... 69
Hình 8.7 Mơ men phanh q trình duy trì áp suất. ....................................................... 69
Hình 8.8 Hoạt động mạch dầu quá trình giữ áp. ........................................................... 70
Hình 8.9 Mơ tả q trình giảm bớt áp suất ................................................................... 70

Hình 8.10 Mơ men phanh q trình giảm bớt áp suất .................................................. 71
Hình 8.11 Hoạt động mạch dầu quá trình giảm bớt áp suất. ........................................ 71
Hình 8.12 Mơ tả q trình giảm áp suất ....................................................................... 72
xi


Hình 8.13 Mơ men phanh q trình giảm bớt áp suất .................................................. 72
Hình 9.1 Các ký hiệu cực của ECU kiểm sốt trượt ..................................................... 79
Hình 9.2 Cơng tắc VSC OFF ........................................................................................ 83
Hình 9.3 Đường bus CAN ............................................................................................ 84
Hình 9.4 Cấu trúc một nút CAN ................................................................................... 85
Hình 9.5 Đường CANH ................................................................................................ 85
Hình 9.5 Đường CANL ................................................................................................ 85
Hình 9.6 Xác định trạng thái bus thơng qua sai lệch áp ............................................... 86
Hình 9.7 Sơ đồ mạch điện cảm biến góc xoay vơ lăng ................................................ 88
Hình 9.8 Sơ đồ mạch điện bộ chấp hành bướm ga ....................................................... 89
Hình 10.1 Vị trí các cực TS, TC và CG trên giắc chẩn đốn DLC3 .......................... 106
Hình 10.2 Thời gian nháy đèn ở chế độ kiểm tra mã ánh sáng .................................. 106
Hình 11.1 Nguồn cấp cho ECU .................................................................................. 111
Hình 11.2 Các cực của giắc A3 .................................................................................. 111
Hình 11.3 Các cực của giắc A3 .................................................................................. 112
Hình 11.4 Các tín hiệu ra của cảm biến tốc ................................................................ 113
Hình 11.5 Lỗ láp ráp cảm biến ................................................................................... 114
Hình 11.6 Mạch cơng tắc đèn phanh .......................................................................... 116
Hình 11.7 Các cực của giắc A3 .................................................................................. 116
Hình 11.8 Mạch rơle mơtơ ABS ................................................................................. 118
Hình 11.9 Các cực của giắc A3 .................................................................................. 119
Hình 11.10 Các cực của giắc A3 ................................................................................ 119

xii



Chương 1
TỔNG QUAN
1.1. 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 tồn 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 tồn 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 cơng nghiệp
ơ tơ cũng khơng 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
tồn trên các dịng xe của mình. Ngày nay, gần như tồn bộ các hệ thống tổng thành
nên ơ tơ 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 u 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.

1.2. 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.

1


1.3. Phạm vi nghiên cứu
- Đề tài không đi sâu vào tính tốn 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.

1.4. 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 2.0V
1.1 Thông số kỹ thuật

ĐỘNG CƠ
Loại

Động cơ xăng, VVT-i kép, 4
xylanh thẳng hàng, 16 van DOHC


Dung tích xylanh (l)

2

Mơ 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
Tự động 6 cấp


Loại

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 cơng suất, mơ men.

Hình 2.1 Đường đặc tính công suất, mô men.

5


Chương 3
HỆ THỐNG CHỐNG BÓ CỨNG PHANH - ABS
( ANTI-LOCK BRAKING SYSTEM )
3.1. 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 khơng cịn 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 khơng cho nó bị bó cứng khi phanh trên đường trơn hay khi phanh gấp. Nó
đảm bảo tính ổn định dẫn hướng trong q trình phanh.

3.2. Ưu điểm hệ thống phanh ABS
- Sự khác nhau giữa xe có phanh ABS và xe khơng phanh ABS:

Hình 3.1 Sự khác nhau giữa xe có hệ thống phanh ABS và khơng có ABS

6


- Nhìn vào hình minh họa trên chúng ta có thể thấy đối với xe khơng được trang bị
ABS thì sau khi phanh khơng 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 khơng 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 mịn lốp.

3.3.

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

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 mịn 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 q 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 khơng thích hợp cho việc tính tốn 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 vịng lặp kín, q 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.

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: 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. Trạng thái này chỉ ra rằng các bánh
xe đã đi vào vùng ổn định của đường cong đặc tính trượt
Giai đoạn 7: Áp suất phanh vẫn tiếp tục tăng lên để giảm tốc độ của bánh xe cho đến
khi gia tốc bánh xe giảm dần đến dưới ngưỡng giảm tốc ở cuối giai đoạn 7. Đây là một
giai đoạn tiếp nối với giai đoạn 1 trong 1 chu kì phanh lặp lại đến khi gia tốc các bánh
xe nằm trong giới hạn an toàn, tốc độ các 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
Ngược lại với các mơ hình có độ bám mặt đường cao, trên đường trơn trượt thậm chí
chỉ cần rà chân phanh cũng đủ làm bánh xe bị khóa cứng. Các bánh xe cũng cần nhiều
thời gian để tăng tốc vượt qua ngưỡng trợt. Các mạch logic trong ECU nhận ra điều
kiện mặt đường hiện tại để ABS áp dụng chế độ điều khiển phù hợp.
10



Giai đoạn 1-2: ABS điều khiển phanh giống như trên đường ma sát cao.
Giai đoạn 3: Bắt đầu ở chế độ giữ áp trong khoảng thời gian ngắn, sau đó nhanh chóng
so sánh tốc độ các bánh xe với ngưỡng trượt. Nếu tốc độ bánh xe thấp hơn so với giá
trị của ngưỡng trượt thì áp suất phanh sẽ giảm trong khoảng thời gian nhất định. Sau
đó vẫn tiếp tục giai đoạn giữ áp suất trong thời gian ngắn. Hệ thống lại một lần nữa so
sánh tốc độ bánh xe với ngưỡng trượt, nếu tốc độ bánh xe nhỏ hơn so với ngưỡng trượt
thì tiếp tục giảm áp suất phanh trong thời gian nhất định. Trong giai đoạn giữ áp tiếp
theo, bánh xe tăng tốc cho đến khi tốc độ bánh xe 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 6:
- Giai đoạn cuối cùng áp suất giảm để bắt đầu một chu trình điều khiển mới.
- Trong chu trình điều khiển này, logic điều khiển nhận ra rằng, sau hai gian đoạn
giảm áp thì cần thiết tiến hành một giai đoạn tăng áp, cho tới khi sự giảm tốc chạm
ngưỡng giảm tốc thì tiến hành lặp lại chuu trình.
- Ta nhận thấy bánh xe chạy trong khoảng trượt cao trong một thời gian tương đối
dài, và điều này không phải là tối ưu cho sự ổn định lái và khả năng lái. Để cải thiện
cả hai yếu tố này, việc so sánh được thực hiện liên tục giữa tốc độ bánh xe và ngưỡng
trượt trong các chu trình điều khiển.
- Do sự giảm áp liên tục, bánh xe chạy với độ trượt cao chỉ trong một khoảng thời
gian ngắn, làm tăng sự ổn định của xe và khả năng điều khiển hơn so với chu kỳ
đầu tiên.

3.3.2. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động hệ thống phanh ABS trên xe Toyota
innova 2016 bản 2.0V
 Vị trí trên xe


11


Bộ Chấp Hành Phanh
- Rơ le van điện từ (Tích hợp trong
ECU kiểm sốt trượt)

*1

- Rơ le mơ tơ (Tích hợp trong ECU
kiểm sốt trượt)
- Rơ le tắt mơ tơ (Tích hợp trong
ECU kiểm sốt trượt)
- Các van điện từ

*2

Cảm biến tốc độ trước phải

*4

Cảm biến tốc độ sau trái

- ECU kiểm sốt trượt
- Mơ tơ bơm
- Cảm biến áp suất xy lanh phanh
chính
*3 Cảm biến tốc độ trước trái
Cảm biến tơc độ sau phải


-

-

*5
Hình 3.5 Vị trí của bộ chấp hành phanh và các cảm biến tốc độ bánh trước, bánh sau

12