Hệ thống phanh ABS trên Toyota Innova 2.0e

Tiểu luận ( đồ án ) hệ thống phanh ABS trên xe Toyota Innova 2.0 E . Trong file có hệ thống thủy lực phanh , phân tích đầy đủ nguyên lý hoạt động của hệ thống thủy lực . Phân tích đầy đủ hệ thống điện phanh , rất đầy đủ chi tiết và cực kì dễ hiểu cho người chưa biết gì

A - MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Hệ thống phanh sử dụng ôtô cấu an toàn quan trọng, nhằm giảm tốc hay dừng xe trường hợp cần thiết Nó phận ơtơ, đóng vai trị định cho việc điều khiển ôtô lưu thông đường Chất lượng phanh ôtô đánh giá qua hiệu phanh (như quãng đường phanh, gia tốc chậm dần phanh, thời gian lực phanh) đồng thời bảo đảm cho ôtô chạy ổn định phanh Đây mấu chốt mà nhà nghiên cứu ôtô quan tâm tìm giải pháp Một vấn đề quan tâm phanh ôtô đường trơn hay đường có hệ số bám ϕ thấp xảy tượng trượt lết đường bánh xe sớm bị hãm cứng Do vậy, quãng đường phanh dài hiệu phanh Hơn nữa, bánh xe bị hãm cứng ơtơ ổn định gây khó khăn cho việc điều khiển Trong trường hợp quay vòng, điều dẫn đến tượng quay vòng thiếu thừa làm ổn định quay vịng Để giải tốn phanh, hệ thống phanh chống hãm cứng cho ôtô đời, gọi “Anti – lock Braking System” viết tắt ABS Ngày nay, ABS giữ vai trò quan trọng thiếu xe hiện đại, trở thành tiêu chuẩn bắt buộc phần lớn nước giới Ở thị trường Việt Nam, phần lớn xe nhập cũ qua sử dụng, số lọai xe lắp ráp nước trang bị hệ thống Tại hội thảo khoa học “Quản lý – Kỹ thuật công tác đăng kiểm phương tiện giới đường – Nha Trang 2000”, nhà quản lý, khoa học chuyên gia đầu ngành đề xuất đến vấn đề ban hành tiêu chuẩn quy định việc sử dụng tơ có trang bị hệ thống ABS với mốc thời gian cụ thể Trước tiên ô tô khách liên tỉnh, tương lai khơng dùng tơ khơng có trang bị ABS Với xu hội nhập, thị trường ôtô nước ta sôi động, ngày nhiều chủng loại lẫn số lượng Việc khai thác bảo trì sửa chữa quan trọng cho thị trường ôtô nay, nhằm sử dụng khai thác lắp lẫn thay có hiệu tối đa hệ thống nói chung ABS nói riêng Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu, chế tạo điều khiển ABS có chức làm việc tối ưu nhằm thay điều khiển xe hư hỏng, giải toán kinh tế khan phụ tùng thị trường cung cấp cho hãng lắp ráp xe Việt nam Đối tượng nghiên cứu giới hạn đề tài Đề tài thực việc cấu tạo, nguyên lý hoạt động ABS loại kênh Không nghiên cứu chế tạo mạch tự chẩn đoán, cấu chấp hành cảm biến Phương pháp nghiên cứu Mục tiêu đề tài nghiên cứu ABS để phục vụ cho việc sửa chữa thay thế, lắp cho ô tô có trang bị ABS Phương pháp nghiên cứu phương pháp sưu tầm tài liệu, phương pháp nghiên cứu thực nghiệm, phương pháp thiết kế mạch, phương pháp lập trình vi điều khiển Từ nguồn tài liệu liên quan đến nghiên cứu trình phanh chống hãm cứng, chế tạo mạch điều khiển Sàn lọc, phân tích, tính tốn q trình điều khiển phanh chống hãm cứng MỤC LỤC I – Tổng quan phanh ABS 1.Thế ABS 2.Chức phanh ABS .5 3.Các loại ABS: II - Hệ thống phanh ABS Toyota Innova…………………………… 2.1 Giới thiệu xe Toyota Innova 2.0 E (2010)…………………………8 2.2 Cấu tạo phanh ABS Toyota Innova 10 2.2.1 Cảm biến tốc độ (Speed sensors) 14 2.2.2 Bộ chấp hành ABS (Brake actuator) 15 2.2.3 ECU ABS 16 2.2.3.1 Điều khiển tốc độ xe 17 2.2.3.2 Điều khiển rơle 17 2.2.3.3 Chức kiểm tra ban đầu 18 2.2.3.4 Chức chuẩn đoán 18 2.2.3.5 Chức kiểm tra cảm biến 19 2.1.4.6 Chức dự phòng 19 2.3 Nguyên lý hoạt động hệ thống phanh ABS Toyota Innova 20 2.3.1 Khi phanh bình thường (ABS khơng hoạt động) 20 2.3.2 Khi phanh gấp (ABS hoạt động)……… 21 III – Phân tích mạch điện hư hỏng thường gặp …… …….….24 4.1 Sơ đồ mạch điện phanh ABS Toyota Innova………………….24 4.2 Những hư hỏng thường gặp hệ thống phanh 27 Tài liệu tham khảo…………………………………………………………28 B - NỘI DUNG I - Tổng quan phanh ABS 1.Thế ABS Ở hệ thống phanh thường chức để giảm tốc độ hay dừng xe cách sử dụng loại lực cản Loại thứ lực cản má phanh đĩa phanh loại thứ hai lốp mặt đường Phanh ổn định nhờ vào: < Lực cản hệ thống phanh Lực cản lốp mặt đường Tuy nhiên mối liên hệ bị đảo ngược bánh xe bó cứng bắt đầu trượt: ổn định lái > Lực cản hệ thống phanh Lực cản lốp mặt đường Còn ABS điều khiển áp suất dầu tác dụng lên xylanh bánh xe để ngăn khơng cho bị bó cứng phanh đường trơn hay phanh gấp Nó đảm bảo tính ổn định đẫn hướng q trình phanh, nên xe lái Bảng so sánh hệ thống phanh khơng có ABS hệ thống phanh có ABS Loại đường Tốc độ bắt Quãng đường phanh Sp, m Lợi đầu phanh V, Có ABS Khơng có ABS hiệu m/s phanh Đường bê tông khô Đường bê tông ướt Đường bê tông khô 13.88 10.6 13.1 % 19.1 13.88 18.7 23.7 21.1 27.77 41.1 50.0 17.8 27.77 62.5 100.0 37.5 Đường bê tông ướt Chức phanh ABS Các thiết bị chống bó cứng phanh ABS xe ô tô đại gồm máy tính (CPU) Bốn cảm biến tốc độ bánh xe, bơm van thủy lực Trong trường hợp cần phanh gấp Nếu CPU nhận thấy hay nhiều bánh có tốc độ quay chậm mức quy định so với bánh cịn lại Thơng qua bơm van thủy lực, ABS tự động giảm áp suất tác động lên đĩa (q trình nhả) Giúp bánh xe khơng bị chết cứng (hay cịn gọi “bó”) Cơng dụng hệ thống phanh ABS xe giúp trình phanh trơn tru, an tồn Nếu khơng có ABS, tài xế nhấn chân phanh cách đột ngột Thì bánh xe dẫn hướng bị chết cứng nên điều khiển Dẫn đến tượng lái gây nguy hiểm ABS kích hoạt tình phanh khẩn cấp chân phanh rung giật để báo cho tài xế biết hoạt động 3.Các loại ABS: a) Phân loại theo chất tạo áp suất phanh: + Phanh khí + Phanh thủy lực b) Phân loại theo cách bố trí cảm biến: Van ều ển C ảm biến I, II m ạch dẫn động phanh c) Phân loại theo chấp hành: + Van điện vị trí có van điều khiển lưu lượng + Van điện vị trí có van điều khiển tăng áp + Van điện vị trí có van khí + Van điện vị trí II - Hệ thống phanh ABS Toyota Innova 2.1 Giới thiệu xe Toyota Innova 2.0 E (2010 ) Toyota DxRxC Chiều dài sở Chiều rộng sở (Trước/ sau) Khoảng sáng gầm xe Góc (Trước/ sau) Innova 2.0 E 4735 x 1830 x 1795 2750 1540 x 1540 178 21/ 25 Bán kính vịng quay tối thiểu Trọng lượng khơng tải Trọng lượng toàn tải 5,4 1695-1700 2330 Loại động Động xăng, VVT-i kép, xy lanh thẳng hàng, 16 van DOHC Dung tích cơng tác Cơng suất tối đa Mô men xoắn tối đa Loại vành Phanh Trước Sau Kích thước lốp 1998 102 / 5600 183 / 4000 Mâm đúc Đĩa thơng gió Tang trống 205/65R16 2.2 Cấu tạo: Sơ đồ bố trí phận hệ thống xe Đ èn báo kết nối C ảm biến tốc độ C ảm biến giảm tốc ECU ABS Bộ chấp hành Công tắc phanh Cảm biến tốc độ 10 T ốc độ xe A T ốc độ C D T ốc độ bánh xe M ức độ tăng tốc bánh xe Tín hi ệu B Gi ảm Gi ữ T ăng + - Áp su ất dầu xylanh bánh xe Th ời gian (s) - Giai đoạn A ECU đặt van điện chế độ giảm áp theo mức độ giảm tốc bánh xe,vì giảm áp suất dầu xi lanh mỗI xi lanh phanh bánh xe Sau áp suất giảm,ECU chuyển van điện vị trí sang chế độ “giữ” để theo dõi thay đổI tốc độ bánh xe.nếu ECU thấy áp suất dầu cần giảm lạI gaimr áp suất - Giam đoạn B Khi áp suất dầu bên xi lanh bánh xe giảm (giai đoạn A) áp suất dầu cấp cho bánh xe giảm Nó cho phép bánh xe gần bị bó cứng lạI tăng tốc độ.Tuy nhiên,nếu áp suất dầu giảm, lực phanh tác dụng lên bánh xe trở nên nhỏ.Để tránh tượng 17 ECU liên tục đặt van điện vị trí chế độ”tăng áp”và chế độ “giữ” bánh xe gần bị bó cứng phục hồi tốc độ - Giai đoạn C Khi áp suất dầu bên xi lanh bánh xe tăng từ từ bởI ECU(giai đoạn B)bánh xe có xu hướng lại bị bó cứng Vì vậy, ECU lại chuyển van điện vị trí đến chế độ “giảm áp” để giảm áp suất dầu bên xi lanh bánh xe - Giai đoạn D Do áp suất dầu bên xi lanh bánh xe lạI giảm(giai đoạn C),ECU bắt đầu lạI tăng áp giai đoạn B 2.2.4.2 Điều khiển rơle Điều khiển rơ le van điện ECU bật rơle van điện tất điều kiện sau thỏa mãn: - Khóa điện bật - Chức kiểm tra ban đầu (nó hoạt động sau khóa điện bật) hồn thành - Khơng tìm thấy hư hỏng q trình chuẩn đốn (trừ mã 37) 18 ECU tắt rơle van điện điều kiện không thỏa mãn Điều khiển rơle môtơ bơm ECU bật rơle môtơ bơm tất điều kiện sau thỏa mãn: - ABS hoạt động hay chức kiểm tra ban đầu thực - Rơle van điện bật ECU tắt rơle môtơ điều kiện không thỏa mãn 2.2.4.3 Chức kiểm tra ban đầu ABS ECU kích hoạt van điện mơtơ bơm theo thứ tự để kiểm tra hệ thống điện ABS Chức hoạt động tốc độ xe lớn km/h với đèn phanh tắt Nó hoạt động lần sau lần bật khóa điện 2.2.4.4 Chức chuẩn đoán Nếu hư hỏng xảy hệ thống tín hiệu nào,đèn báo ABS bảng đồng hồ bật sáng để báo cho lái xe biết hư hỏng xảy ra,ABS ECU lưu mã chẩn đoán hư hỏng 2.2.4.5 Chức kiểm tra cảm biến Bên cạnh chức chẩn đoán, ABS ECU bao gồm chức kiểm tra tốc độ (nó chẩn đốn tính cảm biến tốc độ roto) Một vài kiểu xe bao gồm chức kiểm tra cảm biến giảm tốc để chẩn đoán cảm biến giảm tốc Chức kiểm tra cảm biến tốc độ - Kiểm tra điện áp tất cảm biến - Kiểm tra dao động điện áp tất cảm biến Chức kiểm tra cảm biến giảm tốc (chỉ cảm biến giảm tốc kiểu phototransistor) - Kiểm tra điện áp cảm biến giảm tốc - Kiểm tra hoạt động đĩa xẻ rãnh 19 Những chức thiết kế chuyên dùng cho kĩ thuật viên,vớI điều kiện hoạt động thiết lập quy trình đặt biệt để chẩn đốn tính cảm biến 2.2.4.6 Chức dự phòng Nếu xảy hư hỏng hệ thống truyền tín hiệu đến ECU, dòng điện từ ECU đén chấp hành bị ngắt.Kết là,hệ thống phanh hoạt động giống ABS khơng hoạt động,do đảm bảo chức phanh bình thường 2.3 Nguyên lý hoạt động ABS 2.2.1 Khi phanh bình thường (ABS khơng hoạt động) ABS khơng hoạt động q trình phanh bình thường ECU khơng gửi dịng điện đến cuộn dây van Do đó, van vị trí ấn xuống lò xo hồi vị cửa “A” mở cửa “B” đóng Khi đạp phanh, áp suất dầu xi lanhh phanh tăng, dầu phanh chảy từ cửa “A” đến cửa “C” van điện vị trí tới xi lanh bánh xe Dầu phanh không vào bơm van chiều gắn mạch bơm Khi nhả chân phanh, dầu phanh hồi từ xi lanh bánh xe xi lanh qua cửa “C” đến cửa “A” van chiều số van điện vị trí 20 2.2.2 Khi phanh gấp (ABS hoạt động) Nếu có bánh xe bị bó cứng phanh gấp, chấp hành ABS điều khiển áp suất dầu phanh tác dụng lên xy lanh bánh xe theo tín hiệu từ ECU.Vì bánh xe khơng bị bó cứng TÍN HIỆU VÀO Cảm biến tốc độ bánh xe Công tắc báo phanh Cảm biến giảm tốc ABS ECU Cảm biến gia tốc ngang B Ộ PH Ậ N CH Ấ P HÀNH B ộ phận chấp hành thủy l ực Đ èn báo ABS Ch ế độ dự phòng Ch ế độ tự chuẩn đoán 21 a) Chế độ giảm áp Khi bánh xe gần bị bó cứng, ECU gửi dòng điện 5A đến cuộn dây van điện, làm sinh lực từ mạnh Van vị trí chuyển động lên phía trên, cửa “A” đóng cửa “B” mở Kết là, dầu phanh từ xi lanh bánh xe qua cửa “C” tới cửa “B” van điện vị trí chảy bình dầu Cùng lúc đó, mơ tơ bơm hoạt động nhờ tín hiệu từ ECU, dầu phanh hồi trả xi lanh phanh từ bình chứa Mặt khác cửa “A” đóng ngăn khơng cho dầu phanh từ xi lanh vào van điện vị trí van chiều số Kết là, áp suất dầu bên xi lanh bánh xe giảm, ngăn khơng cho bánh xe bó cứng Mức độ giảm áp suất dầu điều chỉnh cách lặp lại chế độ “ giữ áp” “giữ” Tên chi t ết Van ện v ị trí Mơ tơ bơm Ho ạt động C ửa “A” đóng C ửa “B” m Ho ạt động b) Chế độ “Giữ” Khi áp suất bên xi lanh bánh xe giảm hay tăng, cảm biến tốc độ gửi tín hiệu báo tốc độ bánh xe đạt đến giá trị mong muốn, ECU cấp dòng điện 2A đến cuộn dây van điện để giữ áp suất xi lanh bánh xe khơng đổi 22 Khi dịng điện cấp cho cuộn dây van bị giảm từ 5A (ở chế độ giảm áp) xuống 2A (ở chế độ giữ), lực từ sinh cuộn dây giảm Van điện vị trí chuyển xuống vị trí nhờ lực lị xo hồi vị làm đóng cửa”B” Tên chi tiết Hoạt động Van điện vị trí cửa “A” đóng Cửa “B” đóng Mơ tơ bơm Hoạt động c) Chế độ “Tăng áp” Khi tăng áp suất xi lanh bánh xe để tạo lực phanh lớn, ECU ngắt dịng điện cấp cho cuộn dây van điện Vì vậy, cửa “A” van điện vị trí mở, cửa “B” đóng Nó cho phép dầu xi lanh phanh chảy qua cửa “C” van điện vị trí đến xi llanh bánh xe Mức độ tăng áp suất dầu điều khiển nhờ lặp lại chế độ “Tăng áp” “Giữ” Tên chi tiết Hoạt động Van điện vị trí Cửa “ A” mở Cửa “B” đóng Mơ tơ bơm Hoạt động 23 III Phân tích mạch điện hư hỏng thường gặp hệ thống phanh 3.1 Sơ đồ mạch điện phanh ABS Toyota Innova Sơ đồ mạch điện hệ thống phanh ABS xe INNOVA 24 Phía hệ thống cầu chì gồm cầu chì có liên quan Mạch nguồn gồm dây: dây dương thường trực, dây dương công tắc máy, dây nguồn âm nối mát sườn hệ thống ECU ABS Cịn dây dương thường trực gọi BAT bên ngồi dây đèn tín hiệu phanh Bên trái cầu chì cấp nguồn dương cơng tắc hệ thống đèn phanh ABS đèn báo ABS 25 Combination Meter ( Đồng hồ táp lô ) gồm đèn: Brake(đèn phanh tay), đèn ABS Hai đèn lấy điện từ cầu chì phía 7.5A MET Chân WA bật chìa khóa nhiệt mát cho đèn ABS sáng lên Nếu hệ thống bình thường lúc sau đèn tắt khơng tắt có nghĩa hệ thống điều khiển điện tử có vấn đề Đèn cảnh báo phanh tay điều khiển công tắc phanh tay 26 Khi ta kéo phanh tay lên nhiệt mát cho đèn sáng lên thứ điều khiển công tắc cảnh báo mức dầu phanh bình dầu Cơng tắc thường mở hết dầu phao thiết bị chìm xuống làm đóng cơng tắc đèn sáng lên 27 Dây STP dây cơng tắc đèn phanh lấy điện từ cầu chì 10A STOP Nó nối vs cơng tắc thường mở minh đạp phanh dịng điện 12V đưa vào ECU ABS biết đạp phanh Cơng tắc có chân nhiên vào ECU ABS có cặp tiếp điểm Cịn ECU động có cặp tiếp điểm thường đóng thường mở Tiếp theo có cảm biến tốc độ bánh xe Trên xe sử dụng cảm biến điện từ Mỗi cảm biến có hai dây đưa vào ECU ABS FL+ FLlà hai dây cảm biến tốc độ bánh xe phía trước bên trái FR+ FR- hai dây cảm biến tốc độ bánh xe phía trước bên phải RL+; RL- RR+;RR- dây cảm biến tốc độ phía sau bên trái bên phải Bốn cảm biến có thông số giống Công dụng cảm biến báo cho ECU ABS biết tốc độ thực tế banh xe riêng biệt để thực trinh điều khiển phanh cho bánh để khống chế độ trượt bánh xe từ 10 – 30% , từ việc thông qua cảm biến tốc độ mà ECU ABS điều khiển bơm dầu van điện từ solenoid từ van solenoid điều khiển dầu tới bánh xe để phù hợp với điều kiện thực tế Cụm C3 dắc chuẩn đoán để giao tiếp với máy chuẩn đốn 28 Cịn có mơ tơ bơm solenoid( van điện tử ) Khi phanh khẩn cấp ABS hoạt động kích hoạt mơ tơ bơm mạch điện đấu sẵn ECU ABS Đây mô tơ quay chiều Tiếp theo có solenoid có solenoid van giữ áp van giảm áp Thơng qua tín hiệu từ cảm biến tốc độ trình phanh khẩn cấp ECU ABS cần biết điều khiển van điện từ đóng mở để thực chuyển đỗi chế độ tăng áp, giữ áp giảm áp để khống chế độ trượt bánh xe Mô tơ bơm có nguồn dương lấy từ chân BM+ phía , cịn chân nối mát trực tiếp , chân nối mát nối mát cho solenoid nối mát cho mô tơ bơm 3.2 Những lỗi thường gặp hệ thống phanh - Tang trống bị nóng: Một số trường hợp xe ô tô vận hành, người điều khiển xe không đạp chân phanh không tác động vào cần phanh tay tang trống bị nóng lên gây cản trở lớn Nguyên nhân xác định hệ thống bị kẹt hỏng lò xo hội bị guốc phanh bị gãy khe hở má phanh bị điều chỉnh nhỏ - Phanh xe bị kéo lệch bên: Nguyên nhân thường chống bó cứng phanh ABS oto bị kẹt hỏng bên khiến cho áp suất lốp độ mòn bánh 29 xe trái – phải khơng Ngồi ra, số nguyên nhân khác - Phanh xe có tiếng ồn lạ: Hiện tượng xuất hãm phanh cứng bánh xe bị kẹt hỏng Các má phanh bị mòn mức làm cho bề mặt má phanh bị cứng, chai, ổ bi moay – bị mịn, vỡ - Phanh bị bó cứng : Piston phanh đĩa bị bẩn dẫn đến kẹt piston phanh phải vệ sinh lại piston hệ thống hết bị bó cứng - Hư hỏng mã lỗi hệ thống phanh ABS : Khi lỗi hệ thống phanh bảng táp lơ cảnh báo hình phanh ABS ta nên đưa sở sửa chữa bảo dưỡng để kiểm tra - Khi phanh phát tiếng động lạ : Do láng đĩa , đĩa phanh bị mài mòn không dẫn tới má phanh tiếp xúc với đĩa xuất tiếng ma sát - Phanh bị nặng : Khi đạp chân phanh, người lái cảm nhận lực phản hồi định Tuy nhiên phanh bị lỗi, lực phản hồi nặng bình thường, gây khó đạp chân phanh, phải dùng nhiều sức để đạp chân phanh Nguyên nhân phanh bị nặng bầu trợ lực phanh gặp trục trặc, đường ống dẫn dầu bị tắc, xe bị bó phanh, lị xo hồi vị bị kẹt (phanh tang trống)… - Bàn đạp phanh bị thấp : Bàn đạp phanh bị thấp dấu hiệu cho thấy hệ thống phanh gặp vấn đề Nguyên nhân bàn đạp phanh bị thấp xe bị thiếu dầu phanh, đĩa phanh tang trống bị đảo, khí lọt vào đường ống dẫn dầu, xy lanh bị trục trặc, trợ lực phanh có vấn đề, má phanh bị mòn… - Xe phanh : Xe phanh lỗi nghiêm trọng, dễ dẫn đến tình nguy hiểm Có nhiều ngun nhân làm xe bị phanh áp suất dầu phanh, có khơng khí lọt vào đường ống dẫn dầu phanh, xy lanh bị hỏng, phanh ABS bị lỗi… Tài liệu tham khảo Otohui.com 30 https://thanhphongauto.com/ https://thegara.com/ 31 ... điện phanh ABS Toyota Innova? ??……………….24 4.2 Những hư hỏng thường gặp hệ thống phanh 27 Tài liệu tham khảo…………………………………………………………28 B - NỘI DUNG I - Tổng quan phanh ABS 1.Thế ABS Ở hệ thống phanh. .. .5 3.Các loại ABS: II - Hệ thống phanh ABS Toyota Innova? ??………………………… 2.1 Giới thiệu xe Toyota Innova 2.0 E (2010)…………………………8 2.2 Cấu tạo phanh ABS Toyota Innova 10 2.2.1... hướng q trình phanh, nên xe lái Bảng so sánh hệ thống phanh ABS hệ thống phanh có ABS Loại đường Tốc độ bắt Quãng đường phanh Sp, m Lợi đầu phanh V, Có ABS Khơng có ABS hiệu m/s phanh Đường bê