Đây là hệ thống trang bị cho ô tô có thêm các tính năng bảo vệ cho người ngồi trên xe cũng như những người xung quanh, đồng thời tăng khả năng điều khiển cho lái xe. Hệ thống an toàn gồm có hệ thống phanh ABS (Antiblock Brake System) kết hợp điều hòa lực phanh EBD cùng hệ thống hỗ trợ lực phanh khẩn cấp BA và hệ thống túi khí khẩn cấp SRS (Supplementary Restraint System).
2.4.4.1. Hệ thống phanh chống bó cứng ABS kết hợp EBD
a. Giới thiệu hệ thống
Để tránh cho các lốp không bị bó cứng và làm mất khả năng quay vô lăng trong khi phanh khẩn cấp, người điều khiển nên lặp lại động tác đạp và nhả bàn đạp phanh nhiều lần. Tuy nhiên, trong những trường hợp khẩn cấp thường không có thời gian để thực hiện việc này. Người lái đạp dí phanh và xe trượt trên mặt đường trong khi các lốp không quay. Cuối cùng xe cũng dừng lại do ma sát trượt giữa lốp và mặt đường lớn nhưng xe mất khả năng lái khiến cho xe bị văng đi và tai nạn xảy ra là điều khó tránh khỏi.
Vậy để chống lại điều này, người ta chế tạo hệ thống phanh ABS với khả năng chống cho các lốp không bị khóa cứng khi phanh khẩn cấp, xe không bị mất lái và giảm thiểu được tai nạn xảy ra.
Mục tiêu của cơ cấu phanh ABS là giữ cho bánh xe trong quá trình phanh có độ trượt thay đổi trong giới hạn hẹp quanh giá trị để tận dụng được hết khả năng bám, khi đó hiệu quả phanh cao nhất (lực phanh đạt cực đại do giá trị ) đồng thời tính ổn định và tính dẫn hướng của bánh xe là tốt nhất (đại giá trị cao nhất), thỏa mãn các yêu cầu của cơ cấu phanh là rút ngắn quãng đường phanh, cải thiện tính ổn định và khả năng dẫn hướng của xe trong khi phanh. Để giữ cho bánh xe không bị hãm cứng và đảm bảo hiệu quả phanh cao, cơ cấu phanh chống hãm cứng điểu khiển áp suất trong dẫn động phanh sao cho độ trượt của bánh xe với mặt đường quanh giá trị trong giới hạn hẹp.
Bên cạnh các chức năng của ABS xe Toyota Camry còn có kết hơp hệ thống phân bố lực phanh điện tử EBD (Electric brake force distribution) phân phối lực phanh phù hợp cho các bánh trước và sau tùy theo điều kiện chạy xe, ngoài ra trong khi phanh để quay vòng EDB còn điều khiển các lực phanh của bánh bên phải và bên trái giúp duy trì sự ổn định cho xe.
b. Chu trình điều khiển của ABS
Quá trình điều khiển của cơ cấu ABS được thực hiện theo một chu trình kín. Các bước của chu trình bao gồm:
- Tín hiệu vào là lực tác dụng lên bàn đạp phanh của người lái xe, thể hiện qua áp suất dầu tạo ra trong xylanh phanh chính.
- Tín hiệu điều khiển bao gồm các cảm biến tốc độ bánh xe và bộ điều khiển (ECU). Tín hiệu tốc độ các bánh xe và các thông số nhận được từ nó như gia tốc và độ trượt liên tục được nhận biết và phản hồi về hộp điều khiển để xử lý kịp thời.
- Tín hiệu tác động được thực hiện bởi bộ chấp hành, thay đổi áp suất dầu cấp đến các xylanh làm việc ở các cơ cấu phanh của bánh xe.
- Đối tượng điều khiển : Là lực phanh giữa bánh xe và mặt đường. ABS hoạt động tạo ra momen phanh thích hợp ở các bánh xe để duy trì hệ số bám tối ưu giữa bánh xe và mặt đường, tận dụng khả năng bám cực đại lực phanh là lớn nhất.
- Các yếu tố ảnh hưởng: Điều kiện mặt đường, tình trạng phanh, tải trọng của xe, và tình trạng của lốp (áp suất, độ mòn…).
Hình 2.21a Chu trình điều khiển kín của ABS ( Xem rõ sơ đồ mạch điện ở bản vẽ số 05 )
Hình 2.21b Chu trình điều khiển kín của ABS ( Xem rõ sơ đồ mạch điện ở bản vẽ số 05 )
Khi phanh xe áp suất dầu trong mỗi xy lanh bánh xe bắt đầu tăng, tốc độ mỗi bánh xe bắt đầu giảm. Nếu có một bánh xe nào bị bó cứng, ABS ECU sẽ điều khiển bộ chấp hành làm giảm áp suất trong xy lanh bánh xe đó. Nghĩa là ABS ECU sẽ tính toán sao cho không có hiện tượng trượt giữa bánh xe và mặt đường, từ đó tăng độ an toàn khi phanh gấp.
Nguyên lý điều khiển gồm các giai đoạn sau:
+ Giai đoạn A: ABS ECU đặt van điện ba vị trí ở chế độ giảm áp, theo chế độ giảm tốc của các bánh xe. Vì vậy giảm áp suất dầu trong xy lanh của mỗi bánh xe. Sau khi áp suất giảm ECU chuyển van ba vị trí sang chế độ giữ để theo dõi sự thay đổi của tốc độ bánh xe. Nếu ABS ECU thấy cần giảm áp suất dầu thì nó điều khiển giảm áp suất.
+ Giai đoạn B: Khi áp suất dầu trong xy lanh bánh xe giảm, nó cho phép bánh xe gần bị bó cứng tăng tốc độ, tuy nhiên nếu áp suất giảm thì lực phanh tác dụng lên bánh xe sẽ nhỏ. Lúc này ABS ECU liên tục đặt van điện ba vị trí lần lượt ở các chế độ tăng áp và giữ khi bánh xe gần bị bó cứng.
+ Giai đoạn C: Khi áp suất dầu trong xy lanh bánh xe tăng, bánh xe có xu hướng bị bó cứng. Vì vậy ECU lại chuyển van điện ba vị trí đến chế độ giảm áp để giảm áp suất dầu bên trong xy lanh bánh xe.
+ Giai đoạn D: Khi áp suất giảm ABS ECU lại bắt đầu tăng áp suất, như vậy lực phanh bánh xe được điều khiển một cách tối ưu.
Bên cạnh các chức năng của ABS xe Toyota Camry 2013 còn có kết hơp hệ thống phân bố lực phanh điện tử EBD (Electric brake force distribution) phân phối lực phanh phù hợp cho các bánh trước và sau tùy theo điều kiện chạy xe, ngoài ra trong khi phanh để quay vòng EDB còn cũng điều khiển các lực phanh của bánh bên phải và bên trái giúp duy trì sự ổn định cho xe.
2.4.4.2. Hệ thống túi khí an toàn a. Giới thiệu hệ thống
Các túi khí được thiết kế để bảo vệ lái xe và hành khách ngồi phía trước được tốt hơn ngoài biện pháp bảo vệ chính bằng dây an toàn. Trong trường hợp va đập mạnh từ phía trước túi khí làm việc cùng với đai an toàn để tránh hay làm giảm chấn thương cho người ngồi trong xe bằng cách phồng lên, nhằm làm giảm nguy cơ đầu hay mặt của người ngồi trong xe đập thẳng vào vành tay lái hay bảng táp lô.
b. Nguyên lý hoạt động của hệ thống túi khí
Cảm biến túi khí trung tâm nhận tín hiệu va đập khi bị xe bị tai nạn, tín hiệu này được truyền tới bộ xử lý trung tâm, bộ xử lý trung tâm cho dòng điện chạy đến ngòi nổ và
nóng lên. Kết quả là nhiệt này làm bắt cháy chất cháy (chứa trong ngòi nổ) và làm lửa lan truyền ngay lập tức đến chất mồi và chất tạo khí. Chất tạo khí tạo ra một lượng lớn khí nitơ, khí này đi qua màng lọc, được làm mát và sau đó đi vào túi. Túi phồng lên ngay lập tức bởi khí. Nó xé rách mặt vành tay lái hay cửa túi khí và phồng lên trong khoang hành khách. Túi khí xẹp nhanh xuống sau khi nổ do khí thoát qua các lỗ khí xả khí. Nó làm giảm lực va đập vào túi khí cũng như bảo đảm tầm nhìn rộng.
c. Sơ đồ mạch điện điều khiển hệ thống túi khí
Hình 2.22 Sơ đồ điều khiển hệ thống túi khí ( Xem rõ sơ đồ mạch điện ở bản vẽ số 06 )
Khi khóa điện được bật đến vị trí ON, dòng điện chạy từ cầu chì A/B đến cảm biến túi khí trung tâm và ECU xử lý . Khi khóa điện ở vị trí ACC, dòng điện chạy từ cầu chì đến cực của cụm cảm biến túi khí.
Nếu có tai nạn xảy ra khi xe đang chạy, khi lực tác động từ phía trước hay hai bên xe hoặc sau đuôi xe vượt qua một giá trị nhất định cho phép thì dòng điện chạy từ cầu chì A/B đến cụm cảm biến túi khí đến cực và tới mass, do đó xuất hiện dòng điện chạy đến ngòi nổ túi khí và làm cho chúng hoạt động. Ngoài ra trên xe Toyota Camry còn có cụm cảm biến túi khí theo vị trí người ngồi trên xe, tùy theo vị trí của người ngồi trên ghế mà ECU phát hiện vị trí người ngồi trên ghế mà điều khiển túi khí thích hợp với vị trí người ngồi trên xe. Hệ thống túi khí trên xe Toyota Camry kết hợp với bộ dây đai an toàn đảm bảo cho người lái cũng như hành khách trên xe đạt được độ an toàn cao nhất.
2.4.4.3. Hệ thống chống trộm trên xe.
a. Giới thiệu và nguyên lí hệ thống
Hệ thống phát hiện được trộm và tiếp tục báo động xung quanh xe bằng tín hiệu ánh sáng và âm thanh khoảng 60 giây. Thiết bị báo động khác nhau tuỳ theo từng loại xe và từng thị trường bán xe. Có 2 loại hệ thống chống trộm và các loại này có thể đóng tuỳ theo yêu cầu của người sử dụng. ở nhà máy tất cả các xe được đặt ở chế độ hoạt động.
+ Chế độ hoạt động chủ động: Trạng thái làm việc được kích hoạt ngay khi các cửa được đóng và khoá.Khi hệ thống chuyển từ trạng thái làm việc sang trạng thái báo động thì còi kêu ngay lập tức.
+ Chế độ bị động: Trạng thái chuẩn bị hoạt động kích hoạt ngay khi các cửa xe được đóng lại.Việc thiết lập thời gian đưa vào trễ trong quá trình chuyển từ trạng thái làm việc sang trạng thái báo động sẽ giúp cho hệ thống báo động không bị phát tín hiệu âm thanh hoặc nháy đèn nhầm.
Thiết lập chế độ hoạt động của hệ thống chống trộm. Rút chìa ra khỏi ổ khoá điện và đóng tất cả các cửa xe, cửa khoang hành lý nắp capô trước khi khoá bằng chìa hoặc bộ điều khiển từ xa. Từ trạng thái không làm việc sang trạng thái chuẩn bị làm việc. Trạng thái chỉ báo thay đổi khi các cửa được khoá mà tất cả các cửa xe, cửa khoang hành lý và nắp capô đã đóng. Các xe có hệ thống mã hoá khoá động cơ thì từ trạng thái nhấp nháy sang trạng thái sáng. Hủy trạng thái hoạt động của hệ thống chống trộm. Mở khóa các cửa đã khóa bằng bộ điều khiển từ xa, tiếp đến mở khóa các cửa đã khóa bằng chìa và cuối cùng là tra chìa vào ổ điện và bật lên vị trí ON.
+ ECU chống trộm và ECU thân xe: khi ECU này nhận được tín hiệu từ các công tắc và phát hiện trạng thái xe bị trộm, nó truyền tín hiệu đến thiết bị báo động.
+ Thiết bị báo động : gồm có còi báo động, còi xe, các đèn pha và đèn hậu, đèn chỉ báo an ninh, cụm khóa cửa (mô tơ) khi hệ thống đạt tới trạng thái báo động và các cửa được mở khóa thì hệ thống tự động khóa các cửa.
+ Công tắc: gồm công tắc cửa xe, công tắc nắp ca pô, công tắc cửa khoang sau hành lý, công tắc khóa điện công tắc cảnh báo mở khóa bằng chìa ( công tắc này xác định xem chìa khóa có được tra vào ổ khóa điện hay không và truyền tín hiệu tới ECU chống trộm), cụm khóa cửa công tắc vị trí), công tắc mở cửa khoang hành lý bằng chìa.
b. Sơ đồ mạch điều khiển
Hình 2.23b Sơ độ mạch điều khiển hệ thống điều khiển chống trộm