Tài liệu hệ thống kiểm soát lực kéo – Traction control system (TRC)

ABS và TRC ECU Đánh giá điều kiện chuyển động dựa trên tín hiệu tự càm biến tốc độ trước và sau và dựa vào tín hiệu vị trí bướm ga từ ECU và ECT rồi gửi tín hiệu điều khiển đến bộ chấp h

Phần 4 : Hệ thống kiểm soát lực kéo – Traction control

system (TRC)

I Giới thiệu chung về hệ thống

1 Định nghĩa

Hệ thống kiểm soát lực kéo là hệ thống giúp đảm bảo độ bám giữa các lốp xe và mắt đường nhằm tránh hiện tượng trượt, dẫn đến mất lái, từ đó làm tăng khả năng điều khiển chiếc xe hoạt động ổn định và an toàn hơn

2 Lịch sử phát triển

Hệ thống kiểm soát lực kéo ra đời vào năm 1985 là một trong 3 công nghệ an toàn của hệ thống phanh do công ty Bosch nghiên cứu và phát triển, và xuất hiện lần đầu tiên vào năm 1994 được trang bị trên chiếc xe Turbo supra và phát triển đưa vào xe Camry 1997 và Avalon 1997

3 Mục đích của hệ thống

Mục đích của hệ thống này ngăn bánh xe quay trơn khi tăng tốc Moment xoắn cực đại có thể được truyền đến bánh xe được xác định bằng lực ma sát sinh ra giữa mặt đường và lốp xe Nếu moment xoắn vượt mức giới hạn thì bánh xe có thể quay trơn Những điều kiện để TRAC hoạt động bao gồm: nhựa đường, độ trơn của bề mặt đường, tăng tốc khi quay vòng và đột ngột

II Các bộ phận và chức năng.

1 Vị trí các bộ phận

2 Sơ đồ hệ thống

3 Cấu tạo và chức năng của các bộ phận

ABS và TRC ECU Đánh giá điều kiện chuyển động dựa trên tín hiệu tự càm

biến tốc độ trước và sau và dựa vào tín hiệu vị trí bướm ga

từ ECU và ECT rồi gửi tín hiệu điều khiển đến bộ chấp hành bướm ga phụ và bộ chấp hành phanh TRC Cùng lúc

đó nó gửi tín hiệu đến ECU động cơ và ECT để báo rằng TRC hoạt động Nếu hệ thống TRC hỏng, nó bật đèn TRC

để báo cho người lái biết Khi đặt ở chế độ chẩn đoán, nó hiển thị mỗi hư hỏng bằng mã số

Cảm biến tốc độ

trước và sau

Phát hiện tốc độ bánh xe và gửi tín hiệu tốc độ bánh xe đến ECU ABS và TRC

Công tắc khởi

động số trung gian

Gửi tín hiệu vị trí cần số (“P” và “N”) đến ECU ABS và TRC

Công tắc báo mức

dầu phanh

Phát hiện mức dầu trong bình dầu tổng phanh và gửi tín hiệu đến ECU ABS và TRC

Công tắc đèn

phanh

Phát hiện tín hiệu phanh (có đạp phanh hay không) và gửi tín hiệu này đến ECU ABS và TRC

Công tắc cắt TRC Cho phép người lái ngừng hoạt động của hệ thống TRC ECU động cơ và

ECT

Nhận tín hiệu vị trí mở bướm ga phụ và chính rồi gửi chúng tới ECU ABS và TRC

Cảm biến vị trí

bướm ga chính

Phát hiện góc mở bướm ga chính và gửi tín hiệu tới ECU ABS và TRC

Cảm biến vị trí

bướm ga phụ

Phát hiện góc mở bướm ga phụ và gửi tín hiệu tới ECU ABS và TRC

Bộ chấp hành

phanh TRC

Tạo, tích và cung cấp áp suất dầu đến bộ chấp hành ABS theo tín hiệu từ ECU ABS và TRC

Bộ chấp hành

bướm ga phụ

Điều khiển góc mở bướm ga phụ theo tín hiệu từ ECU ABS

và TRC

Bộ chấp hành ABS Điều khiển áp suất dầu đến các xy lanh phanh bánh xe sau

bên phải và trái một cách riêng rẽ theo tín hiệu từ ECU ABS và TRC

Đèn báo TRC Báo cho người lái biết hệ thống TRC đang hoạt động và

báo cho người lái biết có hư hỏng Đèn báo TRC OFF Báo cho người lái biết hệ thống TRC không hoạt động do

hư hỏng trong ABS hay hệ thống điều khiển động cơ hay công tắc cắt TRC đã tắt

Rờ le chính phanh

TRC

Cấp điện đến bộ chấp hành phanh TRC và rờ le mô tơ TRC

Rờ le môtơ TRC Cấp điện đến mô tơ bơm TRC

Rờ le bướm ga

TRC

Cấp điện đến bộ chấp hành bướm ga phụ qua ECU ABS và TRC

III Bộ chấp hành của hệ thống

3.1 Sơ đồ mạch điện

3.2 Bộ chấp hành bướm ga

phụ

họng gió Nó điều khiển góc

mở bướm ga phụ theo tín

vậy, điều khiển được công

suất động cơ

3.2.1 Cấu tạo

Bộ chấp hành bướm ga phụ bao gồm một nam châm vĩnh cửu, một cuộn dây và một rôto Bộ chấp hành này là một môtơ bước, nó quay bởi tín hiệu từ ECU ABS

và TRC Một bánh răng chủ động được gắn ở đầu trục rôto để dẫn động bánh răng

cam (gắn ở đầu trục bướm ga phụ) Vì vậy, điều khiển được góc mở bướm ga phụ 3.2.2 Chế độ hoạt động

3.2.3 Cảm biến vị trí bướm ga phụ

Cảm biến này được gắn với trục bướm ga phụ Nó biến đổi góc mở bướm ga phụ thành tín hiệu điện áp và gởi tín hiệu này đến ECU ABS và TRC qua ECU ECT và động cơ

3.3 Bộ chấp hành TRC

3.3.1 Cấu tạo

Bộ chấp hành phanh TRC bao gồm một cụm bơm để tạo ra áp suất dầu và một bộ chấp hành phanh để truyền áp suất dầu tới và xả ra khỏi các xy lanh phanh đĩa

Áp suất dầu trong các xy lanh phanh của bánh sau bên phải và trái được điều khiển riêng rẽ bởi bộ chấp hành ABS theo tín hiệu từ ECU ABS và TRC

a Cụm bơm

b Bộ chấp hành.

Bộ chấp hành gồm 4 chi tiết như sau :

3.3.2 Hoạt động

 Trong quá trình phanh bình thường (không hoạt động)

Tất cả các van điện trong bộ chấp hành phanh TRC đều tắt khi đạp phanh Khi đạp phanh với hệ thống TRC trong điều kiện này, áp suất dầu sinh ra trong xy lanh chính tác dụng các xy lanh phanh bánh xe qua van điện cắt xy lanh phanh chính và van điện 3 vị trí của bộ chấp hành ABS Khi nhả phanh, dầu phanh hồi từ xy lanh phanh bánh xe về xy lanh phanh chính

 Trong quá trình tăng tốc (TRC hoạt động)

Nếu bánh sau bị trượt quay trong quá trình tăng tốc, ECU ABS và TRC điều khiển mômen xoắn của động cơ và phanh các bánh sau để tránh hiện tượng này Áp suất dầu trong xy lanh phanh bánh sau bên phải và trái được điều khiển riêng rẽ theo 3 chế độ (“tăng áp”, “giữ”, “giảm áp”)

3.4 Hoạt động của công tắc (hay cảm biến) áp suất

Chỉ áp dụng với loại có bình tích năng

Có 2 kiểu công tắc (hay cảm biến) áp suất dùng để bật hay tắc bơm TRC Những

xe tay lái bên trái dùng cảm biến áp suất loại tiếp điểm, còn những xe có tay lái bên

phải dùng cảm biến áp suất kiểu không tiếp điểm

IV ECU ABS và TRC

ECU ABS và TRC kết hợp các chức năng của 2 ECU riêng rẽ, Nó sử dụng các tín hiệu tốc độ từ 4 cảm biến tốc độ bánh xe và tính toán mức độ trượt giữa các bánh

xe và mặt rồi giảm mômen xoắn động cơ và tốc độ góc bánh xe một cách tương ứng, vì vậy điều khiển được tốc độ bánh xe Bên cạnh đó, ECU ABS và TRC có các chức năng kiểm tra ban đầu, chẩn đoán và dự phòng

4.1 Điều khiển tốc độ bánh xe

 ECU liên tục nhận được các tín hiệu từ 4 cảm biến tốc độ bánh xe và nó cũng liên tục tính tốc độ của từng bánh xe Cùng lúc đó, nó ước lượng tốc độ xe trên

cơ sở tốc độ của 2 bánh trước và đặt ra một tốc độ điều khiển tiêu chuẩn

 Nếu đạp ga đột ngột trên mặt đường trơn và các bánh sau (bánh chủ động) bắt đầu trượt quay, tốc độ bánh sau sẽ vượt quá tốc độ tiêu chuẩn Vì vậy, ECU gửi tin hiệu đóng bướm ga phụ đến bộ chấp hành bướm ga phụ Cùng lúc đó,

nó gửi một tín hiệu đến bộ chấp hành TRC để cấp dầu phanh cao áp đến các

xy lanh phanh bánh sau Van điện 3 vị trí của bộ chấp hành ABS được chuyển chế độ để điều khiển áp suất dầu phanh bánh sau và vì vậy tránh cho bánh sau không bị trượt quay

 Khi khởi hành hay khi tăng tốc đột ngột, nếu các bánh sau bị trượt quay, tốc độ của chúng sẽ không khớp với tốc độ quay của các bánh trước ECU ABS và TRC biết được tình trạng này và sẽ kích hoạt hệ thống TRC

 ECU ABS và TRC đóng bướm ga phụ, giảm lượng khí nạp và vì vậy giảm mômen xoắn của động cơ

 Cùng lúc đó nó điều khiển các van điện bộ chấp hành phanh TRC và đặt bộ chấp hành ABS ở chế độ “tăng áp” Áp suất dầu phanh trong bình tích năng TRC lúc này (cũng như áp suất tạo ra bởi bơm TRC) cung cấp áp suất thích hợp tác dụng lên các xy lanh phanh bánh xe để tạo hiệu quả nhanh

 Khi phanh bắt đầu tác dụng, sự tăng tốc của các bánh sau bắt đầu giảm và ECU ABS và TRC chuyển van điện 3 vị trí của ABS về chế độ “giữ”

 Nếu sự tăng tốc của các bánh sau giảm quá nhiều, nó chuyển van đến chế độ

“giảm áp” làm giảm áp suất dầu trong xy lanh phanh bánh xe và khôi phục lại

sự tăng tốc của các bánh sau

Nhờ lặp lại các hoạt động như trên, ECU ABS và TRC đảm bảo tốc độ điều khiển tiêu chuẩn

Các điều kiện kích hoạt điều khiển tốc độ bánh xe: Điều khiển tốc độ bánh xe sẽ hoạt động nếu tất cả các điều kiện sau được thỏa mãn:

 Bướm ga chính không được đóng hoàn toàn (IDL1 phải tắt)

 Hộp số phải ở các số L, 2, D hay R ( tín hiệu tay số P và N phải tắt )

 Xe phải chạy ở tốc độ lớn hơn 9km/h và công tắc đèn phanh phải tắt (nó có thể bật nếu tốc độ xe thấp hơn 9 km/h)

 Công tắc cắt TRC tắt

 Hệ thống không được ở chế độ kiểm tra, chế độ cảm biến hay chế độ phát mã chẩn đoán

4.2 Điều khiển các role

4.2.1 Rơle chính phanh TRC và rơle bướm ga TRC

Khi không có hư hỏng trong hệ thống TRC, ABS hay hệ thống điều khiển điện tử động cơ, ECU bật rơle chính phanh TRC và rơle bướm ga khi khoá điện bật ON Những rơle này tắt khi khoá điện bật OFF Nếu ECU phát hiện có hư hỏng, nò sẽ tắt các rơle này

4.2.2 Rơle mô tơ bơm TRC

ECU ABS và TRC bật rơle môtơ bơm khi các điều kiện sau được thỏa mãn:

 Rơle chính TRC bật

 Tốc độ động cơ lớn hơn 500V/P

 Cần số ở những vị trí khác với P và N

 Tín hiệu IDL1 tắt

 Tín hiệu công tắc áp suất bật

V Nguyên lý hoạt động của hệ thống TRC

Hệ thống kiểm soát lực kéo không hoạt động riêng lẻ Nó hoạt động cùng với một

hệ thống gọi là ABS (Hệ thống chống bó cứng phanh), cũng như hệ thống điều khiển động cơ

Tốc độ các bánh xe được theo dõi bởi chúng, và nếu bất kỳ bánh xe nào bắt đầu quay và trượt ở tốc độ hơi khác nhau, thì các hệ thống này sẽ bắt đầu hoạt động

Hệ thống TRC sẽ giảm công suất được cung cấp cho động cơ để bánh xe chậm lại với tốc độ tương đương với các bánh xe khác

VI Vai trò của hệ thống

Traction control đóng vai trò giúp chống trượt và làm cho xe có độ bám với mặt đường Đặc biệt, nó có khả năng tác động vào hệ thống phanh ABS dễ dàng, đồng thời hệ thống bướm ga và tăng giảm công suất máy để có thể điều chỉnh được lực kéo Do đó, để làm được những yêu cầu trên, thì traction control sẽ nhận được tín hiệu từ cảm biến trọng lực cùng cảm biến gia tốc ngang, cảm biến tốc độ, chân ga, góc tay lái, vòng quay bánh xe và thậm chí là cả cảm biến bướm ga Ngay sau đó, ECU sẽ giúp tổng hợp các thông tin và “ra lệnh” cho toàn bộ hệ thống phanh ABS phải hãm tốc độ các bánh xe lai thông qua van thủy lực Cùng với đó, bướm ga sẽ

có thể nhận được tín hiệu đóng hay mở để có thể điều chỉnh được công suất động

cơ, nếu như cảm thấy cần thiết thời gian đánh lửa giữa các kỳ cùng với số lượng xăng sẽ được phun vào buồng đốt và sẽ được ECU can thiệp vào để thay đổi sức kéo của xe

Khi đó, người dùng sẽ có thể thấy được nhiệm vụ của traction gần như là tương đương với ESP Thế nhưng, ESP chỉ được đảm nhiệm việc cân bằng xe ở tốc độ cao, nếu khi qua các góc cua hay các trường hợp mà tài xế đánh lái bất ngờ Không chỉ vậy, traction sẽ giúp xử lý tình trạng bánh bị trượt cho đến khi tăng tốc hay lốp

xe bị mất độ bám trên đường trơn trượt ở một tốc độ

thấp

Nguồn tài liệu tham khảo:

https://www.danhgiaxe.com/tim-hieu-he-thong-kiem-soat-luc-keo-traction-control-tren-o-to-27367

https://news.oto-hui.com/tim-hieu-ve-he-thong-can-bang-dien-tu-esp-va-he-thong-kiem-soat-luc-keo-tcs/

https://en.wikipedia.org/wiki/Traction_control_system