Hệ thống điều khiển và sửa chữa mô hình động cơ toyota hybrid 2006

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC XÁC NHẬN HOÀN THÀNH ĐỒ ÁN Tên đề tài: Hệ thống điều khiển và sửa chữa mô hình động cơ Toyota Hybrid 2006 Ngàn

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

SVTH: NGUYỄN TẤN ĐẠT MSSV: 15145214

SVTH: LÊ QUỐC THỊNH MSSV: 15145370

GVHD: KS NGUYỄN TẤN LỘC

HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ SỬA CHỮA

MÔ HÌNH ĐỘNG CƠ TOYOTA HYBRID 2006

Trang 2

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

SVTH: NGUYỄN TẤN ĐẠT MSSV:15145214

SVTH: LÊ QUỐC THỊNH MSSV:15145370

GVHD: KS NGUYỄN TẤN LỘC

Tp Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2019

Chuyên ngành: Công nghệ Kỹ thuật ô tô

Tên đề tài

HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ SỬA CHỮA

MÔ HÌNH ĐỘNG CƠ TOYOTA HYBRID 2006

Trang 3

Họ tên sinh viên: 1 Nguyễn Tấn Đạt MSSV: 15145214

(E-mail: 15145214@student.hcmute.edu.vn Điện thoại: 0989647983 )

2.1 Trên động cơ TOYOTA Hybrid có các ECU nào và chức năng của chúng

2.2 Sơ đồ mạch điện của từng hệ thống

2.3 Kiểm tra – Tìm pan và hoàn chỉnh

4 Ngày giao nhiệm vụ đề tài: 22/03/2019

5 Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 22/07/2019

Trang 4

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc

Bộ môn động cơ

PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

( Dành cho giảng viên hướng dẫn )

Tên đề tài: Hệ thống điều khiển và sửa chữa mô hình động cơ Toyota Hybrid 2006

Ngành đào tạo: Công nghệ kỹ thuật ô tô

Họ và tên GV hướng dẫn: KS Nguyễn Tấn Lộc

Ý KIẾN NHẬN XÉT

1 Nhận xét về tinh thần, thái độ làm việc của sinh viên

2 Nhận xét về kết quả thực hiện của ĐATN 2.1.Kết cấu, cách thức trình bày của ĐATN:

2.2.Nội dung đồ án (Cơ sở lý luận, tính thực tiễn và khả năng ứng dụng của đồ án, các hướng nghiên cứu có thể tiếp tục phát triển)

2.3.Kết quả đạt được

Trang 5

2.4.Những tồn tại (nếu có):

3 Đánh giá:

tối đa

Điểm đạt đƣợc

1 Hình thức và kết cấu ĐATN 30

Đúng format với đầy đủ cả hình thức và nội dung của các mục 10

Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan của đề tài 10

Tính cấp thiết của đề tài 10

Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học và kỹ thuật,

khoa học xã hội 5

Khả năng thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá 10

Khả năng thiết kế chế tạo một hệ thống, thành phần, hoặc quy

trình đáp ứng yêu cầu đƣa ra với những ràng buộc thực tế 15

Khả năng cải tiến và phát triển 15

Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên ngành 5

3 Đánh giá về khả năng ứng dụng của đề tài 10

Trang 6

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc

Bộ môn động cơ

PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

( Dành cho giảng viên phản biện )

Tên đề tài: Hệ thống điều khiển và sửa chữa mô hình động cơ TOYOTA Hybrid 2006 Ngành đào tạo: Công nghệ kỹ thuật ô tô

Họ và tên GV phản biện: (Mã GV)

Ý KIẾN NHẬN XÉT 5 Kết cấu, cách thức trình bày của ĐATN:

6 Nội dung đồ án: (Cơ sở lý luận, tính thực tiễn và khả năng ứng dụng của đồ án, các hướng nghiên cứu có thể tiếp tục phát triển)

7 Kết quả đạt được:

8 Những thiếu sót và tồn tại của ĐATN:

9 Câu hỏi:

Trang 7

10 Đánh giá: TT Mục đánh giá Điểm tối đa Điểm đạt đƣợc 1 Hình thức và kết cấu ĐATN 30 Đúng format với đầy đủ cả hình thức và nội dung của các mục 10 Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan của đề tài 10 Tính cấp thiết của đề tài 10 2 Nội dung ĐATN 50 Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học và kỹ thuật, khoa học xã hội 5

Khả năng thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá 10 Khả năng thiết kế chế tạo một hệ thống, thành phần, hoặc quy trình đáp ứng yêu cầu đƣa ra với những ràng buộc thực tế 15 Khả năng cải tiến và phát triển 15 Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên ngành 5

3 Đánh giá về khả năng ứng dụng của đề tài 10

11 Kết luận:

□ Đƣợc phép bảo vệ

□ Không đƣợc phép bảo vệ

TP Hồ Chí Minh, ngày tháng 07 năm 2019

Giảng viên phản biện

( ký, ghi rõ họ tên )

Trang 8

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

XÁC NHẬN HOÀN THÀNH ĐỒ ÁN

Tên đề tài: Hệ thống điều khiển và sửa chữa mô hình động cơ Toyota Hybrid 2006

Ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô

Sau khi tiếp thu và điều chỉnh theo góp ý của Giảng viên hướng dẫn, Giảng viên phản biện và các thành viên trong Hội đồng bảo vệ Đồ án tốt nghiệp đã được hoàn chỉnh đúng theo yêu cầu về nội dung và hình thức

Chủ tịch hội đồng: _

Giảng viên hướng dẫn:

Giảng viên phản biện:

Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng 08 năm 2019

Trang 9

LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình học tập tại trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh, chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến ban giám hiệu nhà trường nói chung, quý thầy cô trong Ban lãnh đạo khoa Cơ khí động lực nói riêng đã tạo điều kiện thuận lợi

về cơ sở vật chất, trang thiết bị thực tế để chúng em có thể học tập hiệu quả nhất cũng như là thực hiện đồ án tốt nghiệp một cách tốt nhất

Chúng em xin gửi lời cám ơn chân thành đến các thầy cô đã nhiệt tình giảng dạy chúng em học tập ở các bộ môn Đặc biệt là quý thầy trong khoa Cơ khí động lực ở bộ môn Động cơ đã có những sự góp ý, đánh giá và giúp đỡ chúng em trong suốt thời gian thực hiện đồ án Những lời chỉ dạy quý báu từ các thầy là một trong số những hành trang tốt nhất mà chúng em có để chúng em tự tin bước vào cuộc sống

Cũng không thể nào quên thầy hướng dẫn, GV KS Nguyễn Tấn Lộc, thầy đã có những định hướng tốt nhất cho chúng em thực hiện đồ án Bên cạnh đó, thầy còn giúp đỡ, chỉ dạy cũng như là sự hỗ trợ tốt nhất về tài liệu nghiên cứu để chúng em có thể hoàn thành đồ án Thầy cũng là một tấm gương sáng cho chúng em học tập và noi theo Chúng

em gửi lời cám ơn chân thành đến thầy, chúc thầy thật nhiều sức khỏe để có thể đào tạo những nguồn lực mới cho xã hội

Đằng sau những khó khăn trong quá trình thực hiện đồ án, gia đình và bạn bè luôn là người ủng hộ, động viên, giúp đỡ cho chúng em vượt qua Chúng em xin gửi lời cám ơn chân thành đến hậu phương vững chắc của chúng em trong suốt quá trình học tập

Với nguồn kiến thức có hạn của chúng em, trong quá trình thực hiện đồ án thì không tránh khỏi những thiếu sót Chúng em xin gửi lời cám ơn những lời đánh giá và đóng góp

ý kiến đến quý thầy, cô và bạn bè để chúng em có thể thực hiện tốt hơn

Tp Hồ Chí Minh, ngày 22 tháng 07 năm 2019

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Tấn Đạt

Trang 10

TÓM TẮT

1 Vấn đề nghiên cứu

Tìm hiểu tổng quát về hoạt động của động cơ Toyota Hybrid

Nghiên cứu hệ thống điện điều khiển động cơ Toyota Hybrid

Kiểm tra, tìm pan và sửa chữa mô hình động cơ Toyota Hybrid

2 Các hướng tiếp cận

Đọc,dịch, chọn và sắp xếp các nội dung liên quan đến việc điều khiển động cơ Toyota Hybrid

Tìm các tài liệu, xem vedeo liên quan đến hoạt động của hệ thống Hybrid

Tiếp thu những lời giảng dạy của thầy về hoạt động của hệ thống Hybrid

Tham khảo ý kiến của thầy hướng dẫn trước khi thực hiện sửa chữa

Báo cáo công việc hằng ngày đã làm cho thầy hướng dẫn cũng như xin ý kiến của thầy về nội dung sẽ thực hiện ở ngày tiếp theo để nghiên cứu trước ở nhà

4 Kết quả cần đạt

Hiểu được cấu tạo, nguyên lý hoạt động của động cơ Hybrid Toyota Prius 2006 Đọc, hiểu được hệ thống điện điều khiển động cơ Hybrid Toyota Prius 2006 cùng với sơ đồ mạch điện của nó

Kiểm tra, tìm pan và hoàn chỉnh mô hình động cơ Hybrid cho việc giảng dạy, học tập của giảng viên và sinh viên sau này

Trang 11

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

TÓM TẮT ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU vi

DANH MỤC CÁC HÌNH viii

DANH MỤC CÁC BẢNG xii

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1

1.1 Lý do chọn đề tài 1

1.2 Mục tiêu của đề tài 2

1.3 Nhiệm vụ của đề tài 2

1.4 Phương pháp nghiên cứu 2

CHƯƠNG 2: CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CỦA ĐỘNG CƠ TOYOTA HYBRID 3

2.1 Hệ thống khởi động bằng nút ấn 3

2.1.1 Giới thiệu hệ thống 3

2.1.2 Chức năng của các bộ phận chính trong hệ thống 5

2.1.3 Cấu tạo và hoạt động của các bộ phận chính 6

2.1.3.1 Chìa khóa 6

2.1.3.2 Rãnh chìa 7

2.1.3.3 Công tắc nguồn 9

2.1.3.4 ECU điều khiển chế độ nguồn 10

2.1.4 Các chế độ điều khiển công tắc nguồn 10

2.1.5 Sơ đồ mạch điện hệ thống 17

2.1.6 Chẩn đoán lỗi trong hệ thống 26

2.2 Hệ thống điều khiển động cơ 1NZ-FXE 27

2.2.1 Giới thiệu động cơ 1NZ-FXE 27

2.2.2 Hệ thống điều khiển động cơ 1NZ-FXE 28

2.2.2.1 Các cảm biến 29

2.2.2.2 Các hệ thống chấp hành 38

2.2.3 Sơ đồ mạch điện hệ thống điều khiển động cơ 1NZ-FXE 44

2.2.4 Chẩn đoán lỗi hệ thống 54

2.3 Hệ thống điều khiển hộp số P112 55

2.3.1 Cụm truyền động Hybrid 55

2.3.1.1 Giới thiệu 55

2.3.1.2 Các bộ phận của cụm truyền động Hybrid 56

2.3.2 Hệ thống điều khiển chuyển số 61

2.3.2.1 Khái quát 61

2.3.2.2 Chức năng của các bộ phận chính trong hệ thống 63

Trang 12

2.3.2.3.3 Đèn báo vị trí số 71

2.3.3 Sơ đồ mạch điện của hệ thống 73

2.3.4 Chẩn đoán hệ thống điều khiển chuyển số 83

2.4 Hệ thống điều khiển Hybrid 84

2.4.1 Giới thiệu hệ thống 84

2.4.2 Sơ đồ khối và chức năng của từng bộ phận trong hệ thống Hybrid 85

2.4.3 Cấu các bộ phận tạo của chính 87

2.4.3.1 Mô-tơ – Máy phát số 1 (MG1) và Mô-tơ – Máy phát số 2 (MG2) 87

2.4.3.2 Bộ đổi điện 91

2.4.3.3 Hệ thống làm mát (cho bộ đổi điện, MG1 và MG2) 95

2.4.4 Hoạt động của hệ thống Hybrid 96

2.4.4.2 Các hoạt động cơ bản của hệ thống Hybrid 96

2.4.5 Các điều khiển của ECU HV 98

2.4.5.2 Điều khiển kiểm soát hệ thống 99

2.4.5.3 Điều khiển ngừng hoạt động 100

2.4.5.4 Điều khiển hỗ trợ khi lên dốc 100

2.4.5.5 Điều khiển lực kéo của mô-tơ 100

2.4.5.6 Điều khiển SMR (Rơle chính của hệ thống) 101

2.4.6 Sơ đồ mạch điện của hệ thống điều khiển Hybrid 103

2.4.7 Chẩn đoán lỗi của hệ thống 120

2.5 Ắc quy HV và hệ thống điều khiển ắc quy HV 121

2.5.1 Ắc quy HV 121

2.5.1.1 Khái quát 121

2.5.1.2 Mô-đun ắc quy và nút sửa chữa 122

2.5.1.3 Hệ thống làm mát ắc quy HV 123

2.5.2 Các điều khiển của ECU ắc quy 124

2.5.2.1 Kiểm soát tình trạng ắc quy HV 124

2.5.2.2 Điều khiển quạt làm mát 125

CHƯƠNG 3: SỬA CHỮA MÔ HÌNH ĐỘNG CƠ TOYOTA HYBRID 127

3.1 Xác định và kiểm tra 127

3.1.1 Xác định và kiểm tra các hộp điều khiển 127

3.1.1.1 Hộp điều khiển động cơ 127

3.1.1.2 Hộp điều khiển Hybrid 130

3.1.1.3 Hộp điều khiển chế độ nguồn 133

3.1.1.6 Hộp thu phát tín hiệu chìa 138

3.1.1.7 Hộp Gateway 139

3.1.2 Xác định và kiểm tra các hộp cầu chì, relay 140

3.1.3 Kiểm tra các cảm biến và cơ cấu chấp hành 143

Trang 13

3.1.3.1 Kiểm tra các cảm biến 143

3.1.3.2 Kiểm tra các cơ cấu chấp hành 147

3.2 Đo thông mạch theo sơ đồ mạch điện 149

3.3 Cấp nguồn ắc quy, tiến hành thay rãnh chìa khóa và hộp ID code 150

3.4 Kiểm tra lỗi bằng máy tính, khắc phục các lỗi 151

3.4.1 Kiểm tra lỗi bằng phần mềm Tech Stream 151

3.4.2 Khắc phục lỗi P3000 ( Battery Control System ) 153

3.4.3 Khắc phục lỗi cụm chuyển số 155

3.4.3.1 Khắc phục lỗi không trả về vị trí trung gian 155

3.4.3.2 Khắc phục lỗi không chuyển số 156

3.4.3.3 Khắc phục lỗi tín hiệu công tắc bàn đạp phanh chập chờn 157

3.5 Vận hành động cơ và kiểm tra lỗi trong lúc vận hành 158

3.5.1 Vận hành động cơ 158

3.5.2 Kiểm tra và khắc phục lỗi trong lúc vận hành 158

CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 161

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 163

Trang 14

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU

Zero Emission Vehicle

Xe có khí thải bằng không với công nghệ tiên tiến

ETCS-i

Electronic Throttle Control

minh bằng điện tử

IGBT Insulated Gate Bipolar Transistor Transistor có cực điều khiển cách ly

Trang 15

MAF Mass Air Flow Cảm biến lưu lượng khí nạp

VVT-i Variable Valve Timing-Intelligent Điều khiển phối khí trục cam thông

minh

Trang 16

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 2 1 Sơ đồ hệ thống khởi động bằng nút ấn 4

Hình 2 2 Chìa khóa 7

Hình 2 3 Rãnh chìa 7

Hình 2 4 Sơ đồ mạch điện rãnh cắm chìa 8

Hình 2 5 Van điện từ khóa liên động 9

Hình 2 6 Công tắc nguồn 9

Hình 2 7 Sơ đồ ECU điều khiển khóa điện 10

Hình 2 8 Sơ đồ điều khiển OFF sang ACC 12

Hình 2 9 Sơ đồ điều khiển ACC sang IG-ON 13

Hình 2 10 Sơ đồ điều khiển OFF sang READY 14

Hình 2 11 Sơ đồ điều khiển READY hay IG-ON sang OFF 15

Hình 2 12 Sơ đồ tự động điều khiển P 16

Hình 2 13 Thời điểm phối khí 28

Hình 2 14 Sơ đồ hệ thống điều khiển động cơ 1NZ-FXE 28

Hình 2 15 Cấu tạo cảm biến lưu lượng khí nạp 29

Hình 2 16 Sơ đồ mạch điện cảm biến nhiệt độ khí nạp 30

Hình 2 17 Sơ đồ mạch điện cảm biến nhiệt độ nước làm mát 30

Hình 2 18 Cấu tạo cảm biến vị trí bướm ga 31

Hình 2 19 Sơ đồ mạch điện cảm biến vị trí bướm ga 32

Hình 2 20 Sơ đồ mạch điện cảm biến vị trí bàn đạp ga 32

Hình 2 21 Sơ đồ mạch điện cảm biến kích nổ 33

Hình 2 22 Sơ đồ mạch điện cảm biến vị trí trục khuỷu 34

Hình 2 23 Sơ đồ mạch điện cảm biến vị trí trục cam 35

Hình 2 24 Cấu tạo cảm biến ôxy 36

Hình 2 25 Sơ đồ mạch điện cảm biến ôxy 37

Hình 2 26 Sơ đồ mạch điện cảm biến A/F 37

Hình 2 27 Sơ đồ mạch điện điều khiển phun nhiên liệu 38

Hình 2 28 Sơ đồ hệ thống đánh lửa 39

Hình 2 29 Cấu tạo van điều khiển dầu 40

Hình 2 30 Cấu tạo bộ điều khiển VVT-i 41

Hình 2 31 Sơ đồ mạch điện điều khiển hệ thống VVT-i 42

Hình 2 32 Cấu tạo bộ điều khiển bướm ga 42

Hình 2 33 Sơ đồ mạch điện điều khiển mô-tơ bướm ga 43

Hình 2 34 Cấu tạo của cụm truyền động Hybrid 55

Hình 2 35 Sơ đồ cụm truyền động Hybrid 57

Hình 2 36 Bộ truyền hành tinh 57

Hình 2 37 Sơ đồ kết nối của bộ truyền hành tinh 58

Hình 2 38 Cấu tạo của bộ giảm chấn truyền động 58

Trang 17

Hình 2 39 Vị trí MG1 và MG2 trong cụm truyền động 59

Hình 2 40 Sơ đồ bộ giảm tốc 60

Hình 2 41 Cấu tạo của bơm dầu 61

Hình 2 42 Sơ đồ hệ thống điều khiển chuyển số 62

Hình 2 43 Cụm chuyển số 64

Hình 2 44 Đèn báo núm chuyển số 65

Hình 2 45 Sơ đồ chuyển số 65

Hình 2 46 Cấu tạo cảm biến chọn và chuyển số 66

Hình 2 47 Bộ chấp hành điều khiển chuyển số 67

Hình 2 48 Cơ cấu khóa đỗ xe 67

Hình 2 49 Cấu tạo cơ cấu giảm tốc Xycloit 68

Hình 2 50 Sự thay đổi xung điều khiển 69

Hình 2 51 Đèn báo vị trí số trên táp lô 72

Hình 2 52 Sơ đồ khối của hệ thống điều khiển Hybrid 85

Hình 2 53 Sơ đồ đấu dây của MG1 và MG2 88

Hình 2 54 Cấu tạo của mô-tơ nam châm vĩnh cửu 89

Hình 2 55 Nam châm vĩnh cửu dạng chữ V 89

Hình 2 56 Cảm biến tốc độ/Bộ phân tích 90

Hình 2 57 Bộ đổi điện 91

Hình 2 58 Sơ đồ khối bên trong bộ đổi điện 92

Hình 2 59 Sơ đồ bộ nâng điện áp 93

Hình 2 60 Sơ đồ bộ chuyển đổi DC-DC 94

Hình 2 61 Sơ đồ bộ đổi điện A/C 94

Hình 2 62 Sơ đồ làm mát cho bộ đổi điện, MG1 và MG2 95

Hình 2 63 Sơ đồ hoạt động khi ở chế độ 1 96

Hình 2 67 Sơ đồ điều khiển của ECU HV 99

Hình 2 68 Sơ đồ điều khiển SMR 101

Hình 2 69 Trạng thái của SMR khi có nguồn ON 102

Hình 2 70 Trạng thái của SMR khi nguồn đƣợc tắt OFF 102

Hình 2 71 Các đèn chỉ báo trên táp lô và màn hình hiển thị đa thông tin 120

Hình 2 72 Các bộ phận chính của ắc quy HV 121

Hình 2 73 Mô-đun ắc quy 122

Hình 2 74 Trình tự gắn nút bảo dƣỡng 122

Hình 2 75 Sơ đồ làm mát ắc quy HV trên xe 123

Hình 2 76 Sơ đồ hệ thống điều khiển ắc quy HV 124

Hình 2 77 Ví dụ về điều khiển SOC 125

Trang 18

Hình 3 1 Hộp điều khiển động cơ 127

Hình 3 2 Sơ đồ giắc ghim hộp điều khiển động cơ 128

Hình 3 3 Hộp điều khiển Hybrid 130

Hình 3 4 Sơ đồ giắc ghim hộp điều khiển Hybrid 131

Hình 3 5 Hộp điều khiển chế độ nguồn 133

Hình 3 6 Sơ đồ giắc ghim của hộp điều khiển chế độ nguồn 134

Hình 3 7 Hộp điều khiển cụm truyền động 135

Hình 3 8 Sơ đồ giắc ghim hộp điều khiển cụm truyền động 135

Hình 3 9 Sơ đồ giắc ghim của hộp điều khiển ắc quy HV 137

Hình 3 10 Hộp thu phát tín hiệu chìa 138

Hình 3 11 Sơ đồ giắc ghim hộp thu phát tín hiệu chìa 138

Hình 3 12 Hộp Gateway 139

Hình 3 13 Sơ đồ giắc ghim hộp Gateway 139

Hình 3 14 Hộp cầu chì relay số 1 140

Hình 3 15 Hộp relay số 2 140

Hình 3 16 Hộp cầu chì relay số 3 141

Hình 3 17 Kiểm tra cầu chì 142

Hình 3 18 Sơ đồ của relay 143

Hình 3 19 Các cực của cảm biến MAF 143

Hình 3 20 Đặc tính cảm biến nhiệt độ nước làm mát 144

Hình 3 21 Các cực cảm biến vị trí bướm ga 145

Hình 3 22 Các cực của cảm biến A/F 146

Hình 3 23 Các cực của cảm biến Oxy 146

Hình 3 24 Kiểm tra cảm biến kích nổ 147

Hình 3 25 Kiểm tra tín hiệu IGT và IGF của IC-Bobin 148

Hình 3 26 Các cực của mô-tơ bướm ga 148

Hình 3 27 Đoạn dây bị dứt khi kiểm tra 149

Hình 3 28 Cắm chìa khóa vào rãnh chìa 150

Hình 3 29 Nối chân 4 và 13 của giắc chẩn đoán 150

Hình 3 30 Giao diện phần mềm Techstream 151

Hình 3 31 Lựa chọn Option của động cơ 151

Hình 3 32 Chọn Heath Check để kiểm tra các hộp điều khiển 152

Hình 3 33 Xóa lỗi của các hộp điều khiển 152

Hình 3 34 Giao diện lựa chọn các hộp điều khiển 153

Hình 3 35 Lỗi hiển thị trên màn hình chẩn đoán 153

Hình 3 36 Thông số các block pin khi kiểm tra 154

Hình 3 37 Sơ đồ nạp điện cho pin 154

Hình 3 38 Điện áp các block pin sau khi sạc 155

Hình 3 39 Cụm chuyển số trên mô hình 156

Trang 19

Hình 3 40 Cảm biến chọn số 157

Hình 3 41 Công tắc đạp phanh trên mô hình 158

Hình 3 42 Hiển thị lỗi P3009 159

Hình 3 43 Những lá đồng kết nối các mô-đun pin 159

Hình 3 44 Lá đồng sau khi làm sạch 160

Hình 3 45 Màn hình không còn hiển thị lỗi 160

Trang 20

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2 1 Thao tác ấn công tắc nguồn 3

Bảng 2 2 Chức năng của các bộ phận trong hệ thống điều khiển bằng nút ấn 5

Bảng 2 3 Trạng thái của van điện từ hãm chìa khóa 9

Bảng 2 4 Trạng thái của đèn báo 9

Bảng 2 5 Sự chuyển đổi các chế độ nguồn 11

Bảng 2 6 Các điều khiển của ECU điều khiển chế độ nguồn khi có lỗi 26

Bảng 2 7 Các mã lỗi liên quan đến hệ thống 26

Bảng 2 8 Các thông số kỹ thuật của động cơ 1NZ-FXE 27

Bảng 2 9 Những mã lỗi ở chế độ dự phòng 54

Bảng 2 10 Các thông số kỹ thuật của hộp số 56

Bảng 2 11 Chức năng của một số bộ phận trong hệ thống điều khiển chuyển số 63

Bảng 2 12 Vị trí số được chọn theo tín hiệu của cảm biến 65

Bảng 2 13 Điều khiển xung cho mô-tơ hoạt động 69

Bảng 2 14 Hoạt động của cần chọn số và điều khiển sự vận hành công tắc đỗ xe tại mỗi vị trí số 70

Bảng 2 15 Vị trí khóa đỗ xe được xác định bởi ECU HV 71

Bảng 2 16 Các tình huống vướng phải chức năng loại trừ 71

Bảng 2 17 Các mã lỗi hệ thống điều khiển chuyển số 83

Bảng 2 18 Chức năng của các bộ phận trong hệ thống điều khiển Hybrid 86

Bảng 2 19 Thông số kỹ thuật của MG1 và MG2 87

Bảng 3 1.Ký hiệu các chân hộp điều khiển động cơ 128

Bảng 3 2 Ký hiệu các chân hộp điều khiển Hybrid 131

Bảng 3 3 Ký hiệu các chân hộp điều khiển nguồn 134

Bảng 3 4 Ký hiệu các chân hộp điều khiển cụm truyền động 136

Bảng 3 5 Ký hiệu các cực hộp điều khiển ắc quy HV 137

Bảng 3 6 Ký hiệu các chân hộp thu phát tín hiệu chìa 139

Bảng 3 7 Ký hiệu các chân hộp Gateway 140

Bảng 3 8 Bảng liệt kê các cầu chì và relay 141

Bảng 3 9 Điện trở tiêu chuẩn của cảm biến nhiệt độ khí nạp 144

Bảng 3 10 Điện trở tiêu chuẩn của cảm biến nhiệt độ nước làm mát 144

Bảng 3 11 Điện trở tiêu chuẩn của cảm biến vị trí bướm ga 145

Bảng 3 12 Điện trở tiêu chuẩn của cảm biến Ne, G 145

Bảng 3 13 Điện trở tiêu chuẩn dây sấy của cảm biến A/F 146

Bảng 3 14 Điện trở tiêu chuẩn dây sấy của cảm biến Oxy 147

Bảng 3 15 Điện trở tiêu chuẩn của mô-tơ bướm ga 149

Trang 21

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1 Lý do chọn đề tài

Hiện nay, các vấn đề về ô nhiễm môi trường luôn là sự quan tâm hàng đầu của hầu hết các quốc gia trên thế giới bởi nó ảnh hưởng đến sức khỏe và chất lượng cuộc sống của con người Trong các vấn đề đó, ô nhiễm không khí được xem là một trong

số những ảnh hưởng lớn do các hoạt động sản xuất công nghiệp từ nhiên liệu hóa thạch và giao thông vận tải do các phương tiện chạy bằng động cơ đốt trong đang ngày càng phát triển cũng như số lượng ngày càng nhiều theo nhu cầu của con người Quá trình cháy của hỗn hợp không khí nhiên liệu ở động cơ đốt trong là quá trình cháy không hoàn toàn Từ đó, nó sẽ tạo ra những sản phẩm cháy như: CO, CO2, HC,

NOX, SOX và các muội than Những sản phẩm cháy này không thể tái tạo để sử dụng lại mà nó còn gây ảnh hưởng đến chất lượng không khí cũng như là một trong những yếu tố gây nên hiệu ứng nhà kính dẫn đến sự biến đổi của khí hậu

Chính vì những hậu quả lớn để lại sau này do quá trình cháy của động cơ đốt trong Các nhà khoa học đã và đang nghiên cứu các giải pháp góp một phần nào đó trong việc bảo vệ môi trường sống Một trong số đó là ở lĩnh vực công nghệ ô tô với việc phát minh, cải tiến và chế tạo các công nghệ trên xe, đặc biệt là ở phần động cơ, nơi mà các sản phẩm cháy ảnh hưởng tới môi trường tạo ra

Để hạn chế ô nhiễm không khí do khí thải của các phương tiện cơ giới gây ra, một số nước đã đặt ra các tiêu chuẩn khí thải cho quốc gia của mình Một trong những tiêu chuẩn khí thải được sử dụng nhiều nhất là của Châu Âu với tên gọi là Euro Ở những loại xe khác nhau và những quốc gia khác nhau trên thế giới cũng sẽ

có những chỉ số áp dụng khác nhau Tuy nhiên, tất cả các quốc gia trên thế giới áp dụng tiêu chuẩn khí thải điều hướng tới việc loại trừ những chiếc xe tạo ra quá nhiều

ô nhiễm, cùng nhau bảo vệ môi trường Đồng thời, các nhà sản xuất xe cũng vì thế

mà có động lực và cả áp lực nhằm tạo ra những chiếc xe xanh hơn, sạch hơn và phù hợp với những tiêu chuẩn

Nhận thức được các vấn đề môi trường cũng như những yêu cầu cao hơn về tính kinh tế kỹ thuật của xe, các nhà sản xuất ô tô trên thế giới đã cho ra đời những công nghệ mới ở việc điều khiển động cơ Cũng như là việc sửa đổi động cơ để dùng các loại nhiên liệu khác nhau như CNG hoặc điện (EV) Đặc biệt là một mẫu xe mới có

sự kết hợp linh hoạt giữa động cơ đốt trong và động cơ điện (còn gọi là xe Hybrid)

Đó là khi hãng Toyota cho ra mắt Prius đầu tiên vào năm 1997 sử dụng công nghệ Hybrid cùng với đó là sự ra đời của Honda Civic cũng sử dụng công nghệ này

Trong tương lai, các dòng xe lai Hybrid cũng như các dòng xe điện sẽ dần được

sử dụng phổ biến khi mà các quy định khí thải ngày càng được thắt chặt Chính vì vậy, nhóm em đã quyết định lựa chọn đề tài “Hệ thống điều khiển động cơ Toyota Hybrid Prius 2006” để hiểu rõ được cấu tạo, nguyên lý hoạt động cũng như là khắc phục, sữa chữa lại mô hình Từ đó, giảng viên có thể dạy cho sinh viên một cách tốt

Trang 22

nhất khi có được mô hình hoàn chỉnh cũng như việc học tập của sinh viên sẽ được dễ dàng hơn theo hướng tiếp cận thực tế

Đây cũng là cơ hội để chúng em có thể lĩnh hội thêm một nguồn kiến thức mới, trau dồi thêm khả năng đọc hiểu tài liệu bằng tiếng anh của hãng Toyota Từ đó, hoàn thiện thêm bản thân để có thể đóng góp một phần sức lực cho xã hội, đặc biệt là trong lĩnh vực công nghệ kỹ thuật ô tô, đó là phương tiện di chuyển không thể thiếu trong cuộc sống của con người

1.2 Mục tiêu của đề tài

Hiểu được cấu tạo, nguyên lý hoạt động của hệ thống điều khiển động cơ Toyota Hybrid Prius 2006

Hoàn chỉnh mô hình động cơ Toyota Hybrid Prius

Nâng cao khả năng làm việc nhóm, tinh thần tự giác và làm việc khoa học theo

sự hướng dẫn của thầy

1.3 Nhiệm vụ của đề tài

Đọc, hiểu tài liệu tiếng anh về xe để nắm được cấu tạo, nguyên lý hoạt động của động của hệ thống điều khiển Hybrid

Đọc, hiểu sơ đồ mạch điện của hệ thống điện điều khiển động cơ

Kiểm tra, tìm pan và hoàn chỉnh mô hình động cơ

Vận hành động cơ để hiểu được cách điều khiển động cơ

Đưa ra các đề xuất và kiến nghị cho mô hình động cơ

1.4 Phương pháp nghiên cứu

Để hoàn thành được đề tài, chúng em đã sử dụng những phương pháp sau:

Tham khảo tài liệu: Đọc, hiểu tài liệu tiếng anh do thầy cung cấp, xem những vedeo về hoạt động của hệ thống Hybrid và tìm kiếm các nội dung liên quan về hệ thống này trên internet

Tham khảo ý kiến của thầy về hệ thống điều khiển Hybrid, cùng với đó là sự giúp đỡ của bạn bè trong việc sửa chữa mô hình động cơ

Phương pháp thực nghiệm: Kiểm tra, vận hành động cơ để hiểu rõ hơn về việc điều khiển hệ thống Hybrid cũng như là sự hoạt động của hệ thống

Trang 23

CHƯƠNG 2: CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CỦA ĐỘNG CƠ

là người lái giữ chìa Hệ thống này nâng cao tính tiện dụng để bật nguồn điện và khởi động hệ thống hybrid

Hệ thống khởi động bằng nút ấn bao gồm các ECU điều khiển nguồn điện, công tắc nguồn, rãnh tra chìa, chìa, rơle ACC, rơle IG1, rơle IG2 và ECU thu phát tín hiệu chìa, ECU điều khiển nguồn điện sẽ điều khiển hệ thống

Bảng 2 1 Thao tác ấn công tắc nguồn

OFF ở mỗi lần ấn công tắc

Trang 25

2.1.2 Chức năng của các bộ phận chính trong hệ thống

Bảng 2 2 Chức năng của các bộ phận trong hệ thống điều khiển bằng nút ấn

Rãnh chìa

Công tắc nửa hành trình

Phát hiện xem chìa đã được cắm vào chưa và phát một tín hiệu đến ECU chìa thu phát

Công tắc

cả hành trình

Phát hiện xem chìa đã được cắm vào chưa và phát một tín hiệu đến ECU điều khiển nguồn

Cuộn dây

và bộ khuếch đại chìa thu phát

Nhận tín hiệu mã ID từ chíp thu phát tín hiệu chìa, gắn bên trong chìa và phát tín hiệu đến ECU chìa thu phát

Cuộn dây điện từ khóa liên động

ECU điều khiển nguồn điện kích hoạt cuộn dây điện từ này theo các chế độ công tắc nguồn và vị trí số, để hãm chìa khóa chặt trong rãnh chìa

Công tắc nguồn

Chuyển chế độ nguồn ở 4 trạng thái (OFF, ACC, IG-ON và READY) theo vị trí cần chọn số và trạng thái của công tắc đèn phanh

Chế độ nguồn hay trạng thái không bình thường của hệ thống khởi động bằng nút ấn có thể nhận biết được từ trạng thái chiếu sáng của đèn báo trên công tắc

Rơle IG1

Hoạt động theo ECU điều khiển nguồn điện để cấp nguồn đến các hệ thống tương ứng

Rơle IG2 Rơle ACC Công tắc đèn phanh Phát ra trạng thái của bàn đạp phanh đến ECU

điều khiển nguồn

Bộ chấp hành điều

khiển chuyển số

Hoạt động theo tín hiệu từ ECU điều khiển hộp số

để kích hoạt cơ cấu khóa phanh Phát hiện trạng thái làm việc của khóa phanh đỗ (vị trí cần số là ở P hay các vị trí khác) và phát nó

Trang 26

ECU điều khiển nguồn Điều khiển hệ thống khởi động bằng nút ấn theo

tín hiệu nhận được từ các công tắc và ECU

ECU thu phát tín hiệu

Truyền tín hiệu cho phép khởi động hệ thống HV đến ECU HV

ECU điều khiển hộp số

Kích hoạt bộ chấp hành điều khiển chuyển số khi nhận được tín hiệu OFF của công tắc nguồn từ ECU điều khiển nguồn

Truyền trạng thái kích hoạt của khóa hãm phanh

đỗ (khi vị trí cần số ở P hay vị trí khác) đến ECU điều khiển nguồn

ECU HV

Khởi động hệ thống Hybrid theo tín hiệu khởi động hệ thống nhận được từ ECU điều khiển nguồn

Nhận tín hiệu cho phép khởi động hệ thống Hybrid từ ECU thu phát tín hiệu chìa

2.1.3 Cấu tạo và hoạt động của các bộ phận chính

2.1.3.1 Chìa khóa

Chìa khóa thực hiện chức năng như khóa điện thông thường Trừ khi ECU chìa thu phát hay ECU mở khóa thông minh* nhận ra mã ID của chìa, việc chuyển chế độ nguồn, khởi động hệ thống Hybrid hay không khóa khóa

đỗ xe (hoạt động của cần chọn số) thông qua việc sử dụng công tắc nguồn sẽ không được phép

Chìa khóa truyền mã ID của chìa đến ECU chìa thu phát khi chìa được cắm vào trong rãnh

Có một chìa khóa cơ, nó có thể được dùng trong trường hợp khẩn cấp do

hư hỏng trong hệ thống điều khiển khóa cửa từ xa (ví dụ do hết pin chìa điều khiển) Chìa khóa cơ có thể dùng để mở khóa cửa lái xe trong trường hợp hệ thống điều khiển khóa cửa không hoạt động

*Kiểu xe có hệ thống khởi động và mở khóa thông minh

Trang 27

Hình 2 2 Chìa khóa

2.1.3.2 Rãnh chìa

2.1.3.2.1 Khái quát về rãnh chìa

Rãnh chìa bao gồm cuộn dây thu phát tín hiệu chìa, bộ khuếch đại chìa thu phát, đèn LED để chiếu sáng rãnh chìa, công tắc nửa hành trình, công tắc

cả hành trình và cuộn điện từ khóa liên động

Công tắc nửa hành trình đƣợc hệ thống sử dụng để phát hiện trạng thái của chìa cắm vào, nó đƣợc nối với ECU chìa thu phát và ECU thân xe ECU chìa thu phát và ECU thân xe dùng tín hiệu này từ công tắc nửa hành trình để kiểm tra mã ID chìa và điều khiển hệ thống điện thân xe

Công tắc cả hành trình cũng đƣợc hệ thống sử dụng để phát hiện trạng thái của chìa cắm vào, nó đƣợc nối với ECU điều khiển nguồn điện ECU điều khiển nguồn điện dùng tín hiệu này để điều khiển hệ thống khởi động bằng nút ấn theo nhƣ các tín hiệu từ công tắc

Hình 2 3 Rãnh chìa

Trang 28

2.1.3.2.2 Van điện từ khóa liên động

ECU điều khiển nguồn kích hoạt van điện từ khóa liên động theo chế độ nguồn và vị trí cần số (cần số có ở vị trí P hay là vị trí khác) để hãm chìa khóa ở trong rãnh và ngăn không cho nó bị rút ra

Việc kích hoạt van điện từ khóa liên động làm cho chốt ăn khớp với lỗ hãm trên chìa khóa ở phía chìa Kết quả là chìa bị hãm trong rãnh chìa

Hình 2 4 Sơ đồ mạch điện rãnh cắm chìa

Trang 29

Bảng 2 3 Trạng thái của van điện từ hãm chìa khóa

Bảng 2 4 Trạng thái của đèn báo

Hình 2 5 Van điện từ khóa liên động

Trang 30

2.1.3.4 ECU điều khiển chế độ nguồn

ECU điều khiển chế độ nguồn điều khiển hệ thống khởi động bằng nút

ấn theo tín hiệu nhận được từ các công tắc và ECU

ECU điều khiển chế độ nguồn duy trì sự liên lạc giữa ECU chìa thu phát, ECU điều khiển hộp số và ECU chứng nhận* qua BEAN Ngoài ra nó còn có một đường truyền dữ liệu riêng cho việc duy trì liên lạc độc lập với ECU chìa thu phát

ECU điều khiển chế độ nguồn có 1 mạch giữ, mạch này duy trì việc kích hoạt rơle IG1 và IG2 trong trường hợp có hư hỏng trong mạch kích hoạt rơle IG1 và IG2 Điều này ngăn không cho nguồn điện bị cắt nếu mạch kích hoạt rơle IG1 và IG2 hỏng trong khi đang lái xe

*Kiểu xe có hệ thống mở khóa và khởi động thông minh

Hình 2 7 Sơ đồ ECU điều khiển khóa điện

2.1.4 Các chế độ điều khiển công tắc nguồn

Khi chì được cắm vào trong rãnh chìa và ECU chìa thu phát nhận ra mã ID của chìa, ECU điều khiển chế độ nguồn cho phép ấn công tắc Kết quả là chế độ nguồn thay đổi đến chế độ đã lựa chọn ở công tắc nguồn

Trang 31

Chế độ OFF sang ACC:

Khi lái xe cắm chìa khóa vào trong rãnh chìa, ECU chìa thu phát sẽ kiểm tra

mã ID của chìa đó

Trong trạng thái này, nếu lái xe ấn công tắc nguồn một lần mà không đạp phanh, ECU điều khiển nguồn sẽ xác nhận kết quả kiểm tra mã ID của chìa do ECU chìa thu phát cung cấp

Khi kết quả kiểm tra cho thấy mã ID là hợp lệ, ECU điều khiển nguồn sẽ bật rơle ACC và bắt đầu cấp nguồn ACC

Lúc này, ECU điều khiển chế độ nguồn sẽ chiếu sáng đèn báo màu xanh lá cây trên công tắc nguồn để báo cho người lái biết về chế độ ACC

Bảng 2 5 Sự chuyển đổi các chế độ nguồn

Trang 32

Hình 2 8 Sơ đồ điều khiển OFF sang ACC

Chế độ ACC sang IG-ON:

Khi công tắc nguồn ở ACC và lái xe ấn công tắc nguồn một lần mà không đạp phanh, ECU điều khiển nguồn sẽ bật rơle IG1 và IG2 để bắt đầu cấp nguồn

IG Lúc này rơle ACC vẫn bật ON

Khi đó, ECU điều khiển chế độ nguồn sẽ bật đèn báo màu hổ phách trên công tắc nguồn để báo cho lái xe về chế độ IG-ON

Trang 33

Hình 2 9 Sơ đồ điều khiển ACC sang IG-ON

Chế độ OFF sang READY:

Khi chìa khóa đƣợc cắm vào rãnh chìa, ECU chìa thu phát sẽ kiểm tra mã ID của chìa đó

Trong trạng thái này, nếu lái xe ấn công nguồn một lần khi đang đạp phanh, ECU điều khiển nguồn sẽ xác nhận kết quả kiểm tra mã ID của chìa Nếu kết quả

là hợp lệ, ECU điều khiển nguồn sẽ bật rơle IG1 và IG2 để bắt đầu cấp nguồn IG-ON

Lúc này, ECU điều khiển nguồn sẽ bật đèn báo màu hổ phách để báo cho lái

Trang 34

Lúc này ECU điều khiển nguồn sẽ tắt đèn báo trên công tắc nguồn để báo cho lái xe biết về chế độ READY (lúc này đèn chỉ báo READY sẽ nháy sau đó bật ON)

Chế độ READY hay IG-ON sang OFF:

Nếu lái xe ấn công tắc nguồn (khi xe đang đỗ và vị trí cần số ở P) để thay đổi chế độ từ READY hay IG-ON sang OFF, ECU điều khiển nguồn sẽ kiểm tra với ECU điều khiển hộp số qua BEAN để biết cần số có ở vị trí P hay không Nếu cần số ở vị trí P, ECU điều khiển nguồn sẽ tắt rơle ACC, IG1 và IG2 để ngừng cấp nguồn

Hình 2 10 Sơ đồ điều khiển OFF sang READY

Trang 35

Khi chế độ nguồn thay đổi từ IG-ON sang OFF, ECU điều khiển nguồn sẽ tắt đèn báo trên công tắc nguồn để báo cho người lái về chế độ OFF

Chế độ tự động điều khiển P:

Nếu lái xe ấn công tắc nguồn (khi xe đang đỗ và vị trí cần số khác P) để thay đổi chế độ từ READY hay IG-ON sang OFF, ECU điều khiển nguồn sẽ kiểm tra với ECU điều khiển hộp số qua BEAN để biết cần số có ở vị trí P hay không Nếu kết quả kiểm tra cho thấy cần số không ở vị trí P, ECU điều khiển nguồn sẽ truyền tín hiệu tắt nguồn cung cấp cho xe đến ECU HV

Hình 2 11 Sơ đồ điều khiển READY hay IG-ON sang OFF

Trang 36

Khi đó, ECU HV sẽ truyền tín hiệu yêu cầu kích hoạt mô-tơ điều khiển cần

số đến ECU điều khiển hộp số ECU điều khiển hộp số sẽ kích hoạt bộ chấp hành điều khiển chuyển số để thay đổi đến vị trí P

Sau khi vị trí số đƣợc thay đổi đến P, ECU điều khiển nguồn sẽ tắt rơle ACC, IG1 và IG2 để ngừng cấp nguồn Khi chế độ nguồn đã thay đổi, ECU điều khiển nguồn cũng sẽ tắt đèn báo trên công tắc

Hình 2 12 Sơ đồ tự động điều khiển P

Trang 37

2.1.5 Sơ đồ mạch điện hệ thống

Định dạng
Số trang	183
Dung lượng	11,44 MB