CÂC HỆ THỐNG TRÍN ễ Tễ HYBRID PRIUS 2001 – 2003

2. GIỚI THIỆU VỀ ễ Tễ HYBRID TOYOTA PRIUS 2001 – 2003

2.2. CÂC HỆ THỐNG TRÍN ễ Tễ HYBRID PRIUS 2001 – 2003

2.2.1. Hợ́ thụ́ng những cảm biớ́n điớ̀u khiớ̉n đụ̣ng cơ.

a) Cảm biến đo khối lượng luồng khớ (Mass Airflow Meter).

Đồng hồ đo khụ́i lượng luụ̀ng khí đớ̉ xõc định lượng khụng khớ đi văo trong ống nạp (cổ gúp ống hỳt). Để đo luồng khụng khớ, một dđy bạch kim núng được đặt trong dũng khụng khớ nạp ở trớn thđn cổ họng, nhiệt độ của dđy núng được bảo trỡ tại một giõ trị bất biến, kiểm soõt lưu lượng hiện thời cõc qua dđy núng. Luồng khụng khớ tới lăm mõt dđy núng. Khi luồng khớ tăng, lưu lượng hiện thời xuyớn qua dđy phải được tăng cường để bảo trỡ nhiợ́t đụ̣ của dđy nóng , nú sẽ đo lưu lượng này được đo vă gưởi tới ECM như đầu ra điợ́n áp của đụ̀ng hụ̀ đo khụ́i lượng luụ̀ng khí.

b) Cảm biến nhiệt độ khớ nạp (Intake Air Temperature Sensor).

Cảm biớ́n nhiệt độ khớ nạp được xđy dựng và gắn trong đụ̀ng hụ̀ đo khụ́i lượng luụ̀ng khí vă sử dụng mụ̣t thiớ́t bị điợ́n tử NTC (Negative Temperature Coefficient) để theo dừi nhiợ́t đụ̣ khí nạp. Khi nhiợ́t đụ̣ khí nạp tăng lớn, thiớ́t bị này sẽ chống lại vă cõc tớn hiệu điện õp văo ECM giảm.

c) Cảm biớ́n nhiợ́t đụ̣ nước làm mát đụ̣ng cơ (Engine Coolant Temperature Sensor). Cảm biớ́n nhiệt độ nước làm mát đụ̣ng cơ được đặt trong khối động cơ vă một sử dụng mụ̣t thiớ́t bị điợ́n tử NTC đớ̉ theo dừi nhiệt độ nước làm mát. Khi nhiợ́t đụ̣ nước làm mát tăng lớn, thiớ́t bị này sẽ chụ́ng lại và tớn hiệu điện õp văo ECM giảm.

d) Cảm biớ́n vị trí bàn đạp ga (Accelerator Pedal Position Sensor).

Cảm biến vị trớ băn đạp ga được gắn lớn trớn cụm chi tiớ́t của bàn đạp ga. Hai mạch tích hợp với cảm biớ́n Hall được dựng để phõt hiện ra vị trí bàn đạp ga. Vỡ những đặc trưng của cảm biớ́n Hall, những tớn hiệu khõc nhau ở đầu ra phụ thuộc văo băn đạp đang được nhấn (nĩn) hay đang được giải phúng. ECU HV nhận được những tớn hiệu vă so

sánh chỳng để bảo đảm bảo rằng khụng cú sự hư hỏng. e) Cảm biớ́n vị trí cụ̉ họng (Throttle Position Sensor).

Cảm biến vị trớ cổ họng được gắn lớn trớn thđn cổ họng vă chuyển đổi gúc van giảm áp thành hai tớn hiệu điện õp (VTA vă VTA2). ECM so sõnh hai điện õp để đảm bảo ở đú khụng có sự trục trặc.

ECM sử dụng thụng tin năy để tớnh toõn viợ́c mở van giảm õp, sau đú mụ tơ kiểm soõt để điều chỉnh van giảm õp ở vị trớ tương ứng.

f) Điớ̀u khiớ̉n tụ́c đụ̣ khụng tải (Idle Speed Control).

ETCS_ I điều chỉnh gúc van giảm õp để kiểm soõt tốc độ khụng tải. Khụng cú hệ điều khiển tốc độ khụng tải riớng biệt được yớu cầu. Hệ thống bao gồm khụng tải trớn đớ̉ điều khiển trong thời gian thao tõc khi đụ̣ng cơ lạnh, điều khiển thể tớch khụng khớ văo để cải thiện khả năng khởi động động cơ, vă hiợ́u chỉnh tải cho những thay đụ̉i khi nút A/C được bật hay tắt.

g) Cảm biớ́n kích nụ̉ (Knock Sensor).

Cảm biến kích nụ̉ được gắn lớn trớn khối xy lanh vă phõt hiện ra hiợ́n tượng cháy kích nụ̉ trong động cơ. Cảm biến chứa một phần tử õp điện và phõt sinh ra một điện õp khi khối xy lanh có những sự rung động vỡ việc gừ vào thành xy lanh lăm biến dạng cảm biến. Nếu có hiợ́n tượng gõ ở động cơ xuất hiện, thời gian đõnh lửa bị chậm lại cho đến khi cháy kích nụ̉ được điớ̀u chỉnh

h) Cảm biớ́n vị trí trục khuỷu (Crankshaft Position Sensor).

Cảm biến vị trớ trục khuỷu (tín hiợ́u NE) gồm cú một tớn hiệu cú răng tấm được đặt lớn trớn trục khuỷu vă một cuụ̣n rà soát (cuụ̣n thử) cảm ứng. Phiến tớn hiệu cú 34 răng, với một lỗ hổng được tạo ra bởi răng thiếu, vỡ thế cảm biến phõt sinh 34_ súng xung khi trục khuỷu xoay. Từ đú đđy lă một cảm biến cảm ứng, cả tần số lẫn biớn độ của phõt sinh sự tăng tớn hiệu với việc tăng tụ́c đụ̣ vòng quay rpm (revolutions per minute) của động cơ. ECM sử dụng tớn hiệu NE để xõc định viợ́c tăng tụ́c đụ̣ vòng quay động cơ vă phõt hiện ra những sự khụng nổ.

i) Cảm biớ́n vị trí trục cam (Camshaft Position Sensor).

Cảm biến vị trớ trục cam (tín hiợ́u G2) gồm cú một phiến tớn hiệu với một răng đơn được gắn lớn trớn trục cam xả vă một cuụ̣n ra soát . Cảm biến phõt sinh một súng xung khi cảm xả quay. Do lă một cảm biến cảm ứng, cả hai tần số vă biớn độ tạo ra tớn hiệu tăng với viợ́c tăng tụ́c đụ̣ vòng quay của động cơ. ECM sử dụng tớn hiệu G2 để xõc định vị trớ của số một pit-tụng đang trong quá trình cháy.

k) Cảm biớ́n nụ̀ng đụ̣ ễxy (Heated O2 Sensors). Trớn’01_’03 Prius, cõc cảm biến bao gồm

. Nhóm 1, Cảm biến 1* . Nhóm 2, Cảm biến 2*

*Cảm biến 1_ đề cập đến cõc cảm biến sắp tới của thiết bị chuyển tiếp dựng xỳc tõc. Cảm biến này đo nụ̀ng đụ̣ oxi của khớ xả động cơ. ECM sử dụng nhiớn liệu đầu văo để điều chỉnh sự hòa trụ̣n nhiớn liệu.

*Cảm biến 2_ đề cập đến cõc cảm biến thiết bị chuyển tiếp dựng xỳc tõc sau khi chuyển đổi. Cảm biến năy được dựng để đo hiệu quả chất xỳc tõc.

Điều khiển hợ́ thụ́ng sưởi O2 đớ̉ duy trỡ kiểm soõt nhiệt độ của cõc cảm biến O2 tới quá trình tìm kiớ́m chính xác oxy trong khí xả đụ̣ng cơ.

l) Cảm biớ́n tỷ lớ hòa trụ̣n khụng khí nhiớn liợ́u (Air/Fuel Ratio Sensor).

Trớn’04 vă later Prius, nhóm 1 cảm biến 1thì cảm biớ́n O2 được thay thế bởi một cảm biến A/F. Cảm biến A/F phõt hiện ra tỷ lệ khụng khí/nhiớn liệu trớn một phạm vi rụ̣ng, cho phĩp ECM để xa hơn nữa giảm bớt những sự phõt xạ.

Prius sử dụng một mặt của cảm biến A/F. Cảm biến vă hợ́ thụ́ng sưởi trớn một mặt của cảm biến lă khoảng hẹp hơn so với cảm biến truyền thống. Điớ̀u năy cho phĩp hợ́ thụ́ng sưởi đốt núng ụxit nhụm vă zirconia nhanh hơn, tăng tốc sự kớch hoạt cảm biến.

Hỡnh 2-3 Hệ thống khớ xả.

m) Thiớ́t bị hđ́p thụ hơi xăng và hợ́ thụ́ng chđ́t xúc tác (HC Adsorber and Catalyst System) (HCAC) (01-03 Prius).

bởi động cơ trong thời gian ụ tụ mới bắt đđ̀u khởi đụ̣ng. Khi động cơ đờ nóng lớn, những hy-đrụ-cac-bon được giải phúng vă đươc xuyớn qua bụ̣ xúc tác ba tác dụng. Điớ̀u năy cải thiện sự phõt xạ khí xả tại nhiệt độ thấp.

n) HACA – Đụ̣ng cơ lạnh (HCAC - Cold Engine).

Hỡnh 2-4 HACA – Đụ̣ng cơ lạnh.

Khi động cơ bắt đầu khởi đụ̣ng, ECM bõo hiệu cho HCAC VSV để đưa chđn khụng tới cơ cđ́u chđ́p hành HCAC, đúng van nhõnh. Khớ xả được chuyển tới và xuyớn qua thiớ́t bị hđ́p thụ HC, ở đó HC được lưu trữ cho đến khi nhiệt độ của thiợ́t bị hđ́p thụ HC tăng. Điều năy ngăn cản HC bị bốc hơi khi nhiệt độ chất xỳc tõc thấp.

2.2.2. Hệ thống lăm mõt (Cooling System).

Hỡnh 2-7 Sơ đồ hệ thống lăm mõt.

Đụ̣ng cơ 1NZ_ FXE đã sử dụng mụ̣t thiớ́t bị tăng áp, đớ̉ tạo áp lực làm lưu thụng hợ́ thụ́ng làm mát. Một van hằng nhiệt với một van nhõnh được dđ̃n nước vào cat-te, nước làm mát được điớ̀u khiớ̉n đớ̉ bảo và phđn phối nhiệt độ thớch hợp trong hệ thống lăm mát.

Bụ̣ tản nhiợ́t cho động cơ vă mụ̣t nút A/C của bình ngưng tụ đã được hợp nhđ́t đớ̉ tối giản những yớu cầu vớ̀ khụng gian. Trớn’04 & later Prius, bụ̣ tản nhiợ́t cho hệ thống lăm lạnh và bộ phận biến đổi nghịch đảo cũng đã đươc hợp lại văo trong cựng mụ̣t khụ́i

a) Bộ tản nhiệt vă bỡnh ngưng tụ (Radiator & Condenser).

Hỡnh 2-8 Bộ tản nhiệt vă bỡnh ngưng tụ.

nhiợ́t được hợp lại thành mụt khụ́i.

b) Bỡnh giữ nhiệt nước lăm mõt (Coolant Heat Storage)

Bắt đầu với’04 Prius, hệ thống lăm mõt bao gồm một bình giữ nhiợ́t cho nước làm mát mă cú thể giữ được nhiợ́t đụ̣ của chất lỏng tại 176 đụ̣ ở nhiợ́t kớ́ Fa-ren-hai cho lớn tới trớn ba ngăy. Khi bắt đầu khởi đụ̣ng đụ̣ng cơ, hệ thống đã sử dụng một bơm nước phụ để đưa chất lỏng lăm mát đã được làm núng văo trong động cơ. Do có sự làm nóng nước làm mát mà động cơ giảm bớt sự thoõt ra HC trong khí xả.

Hỡnh 2-9 Hệ thống lõm mõt. Hệ thống lăm mát lăm việc trớn’04 & later Prius:

− Ngắt đầu nối bơm nước của bình giữ nhiệt nước lăm mát vă ngăn cản sự lưu thụng của chất lỏng vă cú thể ngăn ngừa những hư hỏng.

− Sấy khụ chất lỏng lăm mõt động cơ.

− Lăm khi đầy lại, hoạt động của bơm nước bỡnh giữ nhiệt nước lăm mõt giỳp chất lỏng chảy văo trong cõc bồn chứa.

c) Van quay (Rotary Water Valve).

Sự chuyển đổi giữa ba vị trớ để kiểm soõt dũng chảy trong vă ngoăi hệ thống của bỡnh giữ nhiệt nước lăm mõt.

Hỡnh 2-10 Kết cấu van quay. d) Thước đo nhiớn liệu (Fuel Gauge).

Hỡnh 2-11 Thước đo nhiớn liệu.

Thước đo nhiớn liệu (đồng hồ chỉ nhiớn liệu) tõc động trực tiếp được gắn bớn trong một cõi bể kớn. Cõi thước đo năy bao gồm một cõi ống được bao bởi một cuộn dđy. Một nam chđm được gắn được gắn văo một cõi phao trong ống di chuyển lớn xuống với những sự thay đổi trong mức nhiớn liệu gđy ra một sự thay đổi từ trường trong cuộn dđy.Cõc kết quả năy dẫn đến một sự khõc biệt trong điện õp, hoặc ở cuối của cuộn dđy mă được đọc bởi đồng hồ đo ECU (Meter ECU).

phục vụ riớng rẽ.

2.2.3. Hệ thống phanh.

Hợ́ thụ́ng phanh trớn xe Hybrid bao gồm hai phanh thủy lực tiớu chuđ̉n vă một hệ thống hãm tõi sinh duy nhất được sử dụng trớn xe đớ̉ tao ra nguụ̀n xung lực nạp lại bình điợ́n. Băn đạp chđn ga được giải phúng nhanh chóng, ECU HV bắt đầu hãm tõi sinh. MG2 quay bởi bõnh xe vă sử dụng như một mõy phõt để nạp lại những bình điợ́n (ắc quy). Trong thời gian thực hiợ́n phanh này, những phanh thủy lực khụng được sử dụng Khi tụ́c đụ̣ giảm nhanh, những phanh thủy lực được kớch hoạt để cung cấp năng lượng bổ sung đớ̉ thực hiợ́n quá trình phanh. Để tăng cụng suất năng lượng hệ thống sử dụng những phanh lăm tõi sinh bất cứ khi năo có thớ̉. Chọn B " trớn đũn bẩy chuyển dịch sẽ hiệu quả lăm tõi sinh được cực đại vă hữu ớch cho viợ́c tốc độ khi xuống dốc. Trong kiớ̉u B thì khoảng 30% trong số năng lượng phục hồi.

Nếu bụ̣ hãm tõi sinh hoặc hệ thống phanh thủy lực bị hư hỏng, thì hệ thống còn lại vẫn cũn lăm việc được. Tuy nhiớn, bàn đạp phanh sẽ cứng hơn khi ấn xuụ́ng vă quãng đường phanh sẽ dài hơn. Trong hoăn cảnh này, đỉn bõo bộ thắng (hệ thống phanh) sẽ chiếu sõng

Lưu ý: Nguồn pin (bình điợ́n) sẽ nhận sự tớch nạp tới một nhịp độ tức thời từ 20 tới 21KWH. Nhiều năng lượng từ đèn phanh tại những tốc độ cao vă phanh cứng hơn tại thấp hơn ở những tốc độ thđ́p cú thể được phục hồi. Năng lượng thừa trong khi nạp được sử dụng như nhiệt trong những phanh ở những loại ụ tụ khác. Văo thời gian năy khụng cú cõch để biết giới hạn của sự khụi phục năng lượng lăm tõi sinh.

a) Điều khiển phanh hợp tõc lăm tõi sinh (Regenerative Brake Cooperative Control).

Hỡnh 2-12 Sơ đồ hệ thống phanh.

Điều khiển hợp tõc phanh lăm tõi sinh cđn bằng lực phanh của phanh lăm tõi sinh vă phanh thủy lực để tối giản số lượng của động học năng lượng bị mất đối với nhiệt vă ma sõt. Nú khụi phục năng lượng bằng việc chuyển đổi nú văo trong năng lượng điện.

Để chuyển đổi động năng tới năng lượng điện hệ thống sử dụng MG2 như một mõy phõt. Trục lõi vă MG2 được nụ́i nhau bằng cơ khí. Khi bõnh xe quay MG2 nú hướng tới để chống lại sự quay của những bõnh xe, việc cung cấp cả năng lượng điện lẫn lực phanh được cđ̀n làm xe chđ̣m lại. Lớn hơn cường độ dũng điện nạp ắc quy, lớn hơn sự chống cự.

Trớn’04 & later Prius, năng lượng đđ̀u ra của MG2 cung cấp lực phanh lăm tõi sinh đang gia tăng. Ngoăi ra, phđn phối của lực phanh đờ được cải thiện xuyớn qua sự tiếp nhận của hệ thống phanh ECB (Electronically Controlled Brake) kiểm soõt điện tử, cú hiệu quả tăng phạm vi của phanh lăm tõi sinh. Những thuộc tớnh của hợ́ thụ́ng năy tăng cường khả năng khụi phục năng lượng điện mă đúng gúp để nạp nhiớn liệu kinh tế.

b) Phanh ECU (Brake ECU).

Ở ’01_’03 Prius, Phanh ECU giao tiếp với ECU HV dựa trớn những tớn hiệu nhận được từ những cảm biến. Những điều khiển bao gồm :

− Điều khiển phanh theo cách truyền thống.

− ΑΒS (anti-lock brake system) hệ thống chống bú cứng phanh với điều khiển EBD (Electronic brake distributor) hệ thống phđn phối phanh điện tử.

− Điều khiển hợp tõc phanh lăm tõi sinh.

c) ECU điớ̀u khiớ̉n sự trượt (Skid Control ECU) (’04 & later Prius).

Trong 04 & later Prius, điều khiển và xử lý phanh được đưa tới ECU điớ̀u khiớ̉n sự trượt kớ́t hợp với ECU EPS vă ECU HV dựa văo những tớn hiệu nhận được từ những cảm biến. Những điều khiển bao gồm :

− Điều khiển phanh theo cách truyền thống. − ABS với điều khiển EBD.

− Phanh dự trữ.

− VSC tăng cường (vehicle skid control) hệ thống kiểm soõt tỡnh trạng trượt bõnh xe. − Điều khiển hợp tõc phanh lăm tõi sinh.

d) Tăng cường hợ́ thụ́ng kiớ̉m soát tình trạng trượt bánh xe (Enhanced VSC System) (’04 & later Prius).

VSC tăng cường cõc hệ thống hiện cú trớn’04 & later Prius. Sau đđy lă hai vớ dụ điển hỡnh cú thể được xem xĩt trong những trường hợp mà những lốp xe năo sự trượt vượt quá giới hạn. Cõc hệ thống tăng cường VSC được thiết kế để giỳp kiểm soõt hănh vi chiếc xe, kiểm soõt lực vă phanh tại mỗi bõnh xe khi xe được đõp ứng một trong hai điều kiện sau:

− Khi bõnh xe phớa trước mđ́t đụ̣ bám với mặt đường liớn quan tới bõnh xe phớa sau (xu hướng trượt của bõnh xe phớa trước, hay được biết ‘quay vòng thiớ́u’)

− Khi bõnh xe phớa sau mất đụ̣ bám với mặt đường liớn quan tới bõnh xe phớa trước (xu hướng trượt của bõnh xe phớa sau, hay được biết ‘quay vòng thừa’)

e) VSC tăng cường hoạt động (Enhanced VSC Operation) (’04 & later Prius).

Khi ECU điều khiển sự trượt xõc định rằng chiớ́c xe được thớ̉ hiợ́n có xu hướng tới ‘vòng quay thiớ́u’ hay ‘vòng quay thừa’, nú giảm bớt cụng suất đầu ra ở động cơ vă õp dụng vào các phanh của một bõnh xe phía trước hay phớa sau để kiểm soõt sự trượt của chiớ́c xe trong giđy lát. Thao tõc cơ bản của bụ̣ tăng cường VSC được mụ tả ở dưới đđy. Tuy nhiớn, phương phõp kiểm tra khõc nhau phụ thuộc văo chiớ́c xe, những đặc điớ̉m vă điều kiợ́n lái xe.

Khi ECU điều khiển sự trượt xõc định rằng cú một vựng rộng lớn phớa trước cú xu hướng lăm trượt bõnh xe, nú chống lại theo mức độ với phạm vi của xu hướng đú. ECU

điều khiển sự trượt kiểm soõt đầu ra động lực vă õp dụng văo phanh của bõnh xe trước ở vũng trũn phớa ngoăi khi quay vă để hạn chế xu hướng trượt ở bõnh trước.

Khi ECU điều khiển sự trượt xõc định rằng cú xu hướng trượt lớn ở bõnh xe sau, nú chống lại sự trượt theo mức độ vă phạm vi xu hướng đú. Nú õp dụng văo phanh của bõnh trước ở vũng trũn phớa ngoăi khi quay vă phõt sinh một mụmen quõn tớnh bớn ngoăi của xe, vă để hạn chế xu hướng trượt của bõnh xe phớa sau. Cựng với sự giảm tốc độ xe gđy ra bởi lực phanh, đảm bảo cho xe cú sự ổn định cao. Trong một số trường hợp ECU điều khiển sự trượt õp dụng văo phanh của những bõnh xe phớa sau khi cần thiết.

f) Hợp tác điớ̀u khiớ̉n với EPS (Cooperative Control with EPS) (’04 & later Prius). VSC tăng cường lăm việc cung cấp hộ trợ tạo nhiớ̀u điớ̀u kiợ́n thuđ̣n lợi trong quá trình điều khiển xe, tựy thuộc văo tỡnh huống.. Điều năy thực hiện hoăn thănh thụng qua sự phối hợp kiểm soõt với EPS trong sự bổ sung cho điều khiển VSC chung.

EPS ECU: Kiểm soõt mụ tơ điều khiển sau khi tớnh toõn sự điều khiển đũi hỏi giỳp đỡ lực xoắn

ECU điớ̀u khiớ̉n sự trượt: