Chương 5 Hệ thống kiểm soát lực TRC | Tài liệu môn Nhập môn Công nghệ ôto Trường đại học sư phạm kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh

Chương 5 : Hệ thống kiểm soát lực kéo TRC Chương 5
HỆ THỐNG KIỂM SOÁT LỰC KÉO TRC l. Giới thiệu chung
 Hệ thống điều khiển lực kéo đầu tiên xuất hiện trên xe Turbo Supra 1994 và phát
triển đưa vào dòng xe Camry 1997 và Avalon 1997.
 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.
 Kích hoạt lần đầu, hệ thống TRAC giảm moment động cơ và tốc độ bánh xe chủ
động khi cần thiết để cải thiện sự ổn định của xe khi khởi động, tăng tốc hay quay vòng trên đường trơn.
 Hệ thống TRAC dùng chung một vài bộ phận của ABS để điều khiển lực kéo.
 Mỹ và Canada hệ thống điều khiển lực kéo được viết tắt là TRAC. Còn ở Châu Âu
và các nước khác là TRC. Bộ môn Công Nghệ Ô Tô Trang 91
Chương 5 : Hệ thống kiểm soát lực kéo TRC
2. Vị trí các bộ phận và chức năng
2.1. Vị trí các bộ phận
Ở một vài kiểu xe hiện nay, một đèn báo SLIP được dùng thay cho đèn báo TRC. Đèn báo
SLIP nháy khi hệ thống TRC hoạt động. Tuy nhiên, đó không phải là dấu hiệu của sự trục
trặc hay báo mã chẩn đoán của hệ thống TRC. Những thông báo này được thực hiện bởi đèn báo TRC OFF. Bộ môn Công Nghệ Ô Tô Trang 92
Chương 5 : Hệ thống kiểm soát lực kéo TRC 2.2. Sơ đồ hệ thống
Ở một vài kiểu xe, ABS ECU và TRC ECU tách rời nhau, hay chúng có môtơ dẫn động
bướm ga để điều khiển bộ chấp hành bướm ga phụ trong trường hợp ABS ECU được kết hợp trong một cụm. Bộ môn Công Nghệ Ô Tô Trang 93
Chương 5 : Hệ thống kiểm soát lực kéo TRC
2.3. Chức năng các bộ phận Bộ phận Chức năng
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 ABS và TRC ECU
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. à g tín hi
Cảm biến tốc độ trước và sau
Phát hiện tốc độ bánh xe v ửi ệu 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 ình d à gửi
Công tắc báo mức dầu phanh
Phát hiện mức dầu trong b ầu tổng phanh v
tín hiệu đến ECU ABS và TRC.
ện tín hiệu phanh (có đạp phanh hay không) v Công tắc đèn phanh Phát hi à
gửi tín hiệu này đến ECU ABS và TRC Công tắc cắt TRC
Cho phép người lái ngừng hoạt động của hệ thống TRC. à chính r ECU động cơ và ECT
Nhận tín hiệu vị trí mở bướm ga phụ v ồi 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 à cung c ành Bộ chấp hành phanh TRC Tạo, tích v
ấp áp suất dầu đến bộ chấp h
ABS theo tín hiệu từ ECU ABS và TRC
Điều khiển áp suất dầu đến các xy lanh phanh bánh xe Bộ chấp hành ABS
sau bên phải và trái một cách riêng rẽ theo tín hiệu từ ECU ABS và TRC. góc m
Bộ chấp hành bướm ga phụ Điều khiển
ở bướm ga phụ 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.
Báo cho người lái biết hệ thống TRC không hoạt động Đèn báo TRC OFF
do hư hỏng trong ABS hay hệ thống điều khiển động
cơ hay công tắc cắt TRC đã tắt. ành phanh TRC và r Rờ le chính phanh TRC
Cấp điện đến bộ chấp h ờ 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. Bộ môn Công Nghệ Ô Tô Trang 94
Chương 5 : Hệ thống kiểm soát lực kéo TRC 3. Bộ chấp hành
3.1. Sơ đồ mạch điện của TRC
3.2. Bộ chấp hành bướm ga phụ
Bộ chấp hành này được gắn ở họng gió. Nó điều khiển góc mở bướm ga phụ theo tín hiệu từ
ECU ABS và TRC. Vì vậy, điều khiển được công suất động cơ. Bộ môn Công Nghệ Ô Tô Trang 95
Chương 5 : Hệ thống kiểm soát lực kéo TRC 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. Hoạt động
TRC không hoạt động, bướm ga phụ mở hoàn toàn. Bộ môn Công Nghệ Ô Tô Trang 96
Chương 5 : Hệ thống kiểm soát lực kéo TRC
TRC hoạt động cục bộ, bướm ga phụ mở 50%.
TRC hoạt động hoàn toàn, bướm ga phụ đóng hoàn toàn.
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. Bộ môn Công Nghệ Ô Tô Trang 97
Chương 5 : Hệ thống kiểm soát lực kéo TRC 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
Cụm bơm bao gồm các chi tiết sau: Chi tiết Chức năng
Hút dầu phanh từ bình dầu xy lanh phanh chính, tăng áp suất của nó và Bơm
đưa đến bình tích năng. Đây là bơm kiểu piston dẫn động bằng môtơ.
Tích dầu phanh bị nén bởi bơm và cung cấp đến các xy lanh phanh bánh
Bình tích năng xe trong quá trình hoạt động của hệ thống TRC. Bình tích áp cũng được
điền khí N cao áp để bù lại sự thay đổi thể tích dầu phanh. 2 b. Bộ chấp hành
Bộ chấp hành phanh gồm 4 chi tiết sau: Bộ môn Công Nghệ Ô Tô Trang 98
Chương 5 : Hệ thống kiểm soát lực kéo TRC Chi tiết Chức năng .1
Truyền áp suất dầu từ bình tích năng đến các xy lanh
Van điện cắt bình tích năng phanh bánh xe trong quá trình hệ thống TRC hoạt động.
Khi áp suất dầu trong bình tích năng được truyền tới xy
Van điện cắt xy lanh phanh
lanh phanh đĩa, van điện này không cho dầu phanh hồi về chính xy lanh phanh chính.
Trong quá trình TRC hoạt động, van điện này hồi dầu Van điện cắt bình dầu
phanh từ xy lanh phanh bánh xe về bình dầu của xy lanh chính .1, .2
Theo dõi áp suất trong bình tích năng và gửi tín hiệu này Công tắc áp suất hay cảm .1 , .3
đến ECU ABS và TRC. ECU sẽ điều khiển hoạt động của biến áp suất
bơm trên cơ sở những tín hiệu này.
.1 Chỉ những kiểu xe có bình tích năng .2 Những kiểu xe tay lái bên trái .3 Những kiểu xe tay lái bên phải.
Bộ chấp hành phanh trên các xe có bình tích năng
Bộ chấp hành phanh trên các xe không có bình tích năng. Bộ môn Công Nghệ Ô Tô Trang 99
Chương 5 : Hệ thống kiểm soát lực kéo TRC
Bộ chấp hành phanh trên các xe có bình tích năng.
Bộ chấp hành phanh trên các xe không có bình tích năng. 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 lên Bộ môn Công Nghệ Ô Tô Trang 100
Chương 5 : Hệ thống kiểm soát lực kéo TRC
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. Tên chi tiết Van điện Van
Van điện cắt xy lanh phánh chính Tắt Mở
Van điện cắt bình tích năng Tắt Đóng
Van điện cắt bình dầu phanh Tắt Đóng Van điện 3 vị trí ABS Tắt (0 A)
Cửa “A” mở, cửa B” đóng
 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”), như mô tả sau đây:
Chế độ “tăng áp”:
Khi đạp ga và một bánh sau bắt đầu trượt, ECU phát tín hiệu để bật tất cả các van điện của
bộ chấp hành TRC. Cùng lúc đó van điện 3 vị trí của bộ chấp hành ABS cũng chuyển sang
chế độ “tăng áp”. Ở chế độ này, van điện cắt xy lanh phanh chính bật (đóng) và van điện cắt
bình tích năng bật (mở). Nó làm cho dầu cao áp trong bình tích năng tác dụng lên xy lanh
phanh bánh xe qua van điện cắt bình tích năng và van điện 3 vị trí trong ABS. Khi công tắc
áp suất phát hiện có sự giảm áp bình tích năng (không phụ thuộc vào hoạt động của TRC),
ECU bật bơm TRC để tăng áp suất dầu. Bộ môn Công Nghệ Ô Tô Trang 101
Chương 5 : Hệ thống kiểm soát lực kéo TRC Tên chi tiết Van điện Van
Van điện cắt xy lanh phanh chính Bật Đóng
Van điện cắt bình tích năng Bật Mở Van điện cắt bình dầu Bật Mở Van điện 3 vị trí ABS Tắt (0 A)
Cửa “A” mở, cửa B” đóng
Chế độ “giữ”:
Khi áp suất dầu trong các xy lanh phanh bánh sau tăng hay giảm đến giá trị yêu cầu, hệ
thống được chuyển đến chế độ “giữ”. Sự thay đổi chế độ được thực hiện bằng cách thay đổi
trang thái van điện 3 vị trí của bộ chấp hành ABS. Kết quả là áp suất trong bình tích năng bị
ngăn không cho xả ra ngoài, Giữ nguyên áp suất dầu trong xy lanh bánh xe. Tên chi tiết Van điện Van
Van điện cắt xy lanh phanh chính Bật Đóng
Van điện cắt bình tích năng Bật Mở Van điện cắt bình dầu Bật Mở Van điện 3 vị trí ABS Bật (2 A)
Cửa “A”đóng”, cửa “B” đóng Bộ môn Công Nghệ Ô Tô Trang 102
Chương 5 : Hệ thống kiểm soát lực kéo TRC
Chế độ “giảm áp”:
Khi cần giảm áp suất dầu trong các xy lanh phanh bánh sau, ECU ABS và TRC chuyển van
điện 3 vị trí của bộ chấp hành ABS đến chế độ “giảm áp”. Nó làm cho áp suất dầu trong xy
lanh phanh bánh xe hồi về bình dầu của xy lanh phanh chính qua van điện 3 vị trí của ABS
và van điện cắt bình dầu. Kết quả là áp suất dầu giảm. Lúc này, bộ bơm chấp hành vẫn không hoạt động. Tên chi tiết Van điện Van
Van điện cắt xy lanh phanh chính Bật Đóng
Van điện cắt bình tích năng Bật Mở Van điện cắt bình dầu Bật Mở Van điện 3 vị trí ABS Bật (5 A)
Cửa “A”đóng”, cửa “B” mở
Loại không có bình tích năng (LS400) Bộ môn Công Nghệ Ô Tô Trang 103
Chương 5 : Hệ thống kiểm soát lực kéo TRC
Loại không có bình tích năng (LS400) thì trạng thái của mỗi cửa van và mô tơ bơm. VAN VAN ĐIỆN CẮT XY ĐIỆN VAN ĐIỆN 3 VỊ CHẾ ĐỘ HOẠT ĐỘNG LANH PHANH CẮT TRÍ CỦA ABS BƠM CHÍNH BÌNH TRC DẦU Cửa A Cửa B Cửa C Cửa D Cửa E KHI PHANH BÌNH THƯỜNG Dừng Đóng Mở Đóng Mở Đóng (TRC không hoạt động ) (OFF) KHI XE Chế độ TĂNG Mở Đóng Mở Mở Đóng ON “tăng áp” TỐC Chế độ (TRC Mở Đóng Mở Đóng Đóng ON “giữ” hoạt động) Chế độ Mở Đóng Mở Đóng Mở ON “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. 4. 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 đường Bộ môn Công Nghệ Ô Tô Trang 104
Chương 5 : Hệ thống kiểm soát lực kéo TRC
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. Bộ môn Công Nghệ Ô Tô Trang 105
Chương 5 : Hệ thống kiểm soát lực kéo TRC
 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 rơle
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. Bộ môn Công Nghệ Ô Tô Trang 106
Chương 5 : Hệ thống kiểm soát lực kéo TRC 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.
4.3. Chức năng kiểm tra ban đầu
4.3.1. Bộ chấp hành bướm ga Bộ môn Công Nghệ Ô Tô Trang 107
Chương 5 : Hệ thống kiểm soát lực kéo TRC
Khi những điều kiện sau được thỏa mãn, ECU điều khiển bộ chấp hành bướm ga phụ để
đóng hoàn toàn sau đó mở hoàn toàn bướm ga phụ. Nó tiến hành kiểm tra mạch điện của bộ
chấp hành bướm ga phụ và cảm biến vị trí bướm ga, cũng như hoạt động của bướm ga phụ
ngay sau khi khoá điện bật ON.
Cùng lúc đó, góc mở của bướm ga phụ khi nó đóng hoàn toàn được ghi lại trong bộ nhớ của ECU ABS và TRC. Điều kiện
 Cần số ở vị trí N hay P.
 Bướm ga chính đóng hoàn toàn.  Xe dừng (0 km/h).
4.3.2. Van điện bộ chấp hành phanh TRC
Khi các điều kiện sau được thỏa mãn, ECU ABS và TRC điều khiển van điện bộ chấp hành
phanh TRC và tiến hành kiểm tra ban đầu ngay sau khi khoá điện bật ON. Điều kiện
 Cần số ở vị trí P hay N.  Xe dừng (0 km/h).  Máy đang nổ. Bộ môn Công Nghệ Ô Tô Trang 108
Chương 5 : Hệ thống kiểm soát lực kéo TRC
4.4. Chức năng tự chẩn đoán
Nếu ECU phát hiện thấy hư hỏng trong hệ thống TRC, nó bật sáng neon TRC ở bảng đồng
hồ để báo cho người lái biết có hư hỏng xảy ra. Nó cũng tự lưu lại các mã hư hỏng. Mã chẩn
đoán được hiển thị thông qua việc nháy neon báo TRC khi các điều kiện sau thỏa mãn:  Khoá điện bật ON.
 Nối giữa chân Tc và E1 của giắc kiểm tra.  Xe dừng (0 km/h).
 Cực Tc trong giắc kiểm tra chỉ có ở những xe trang bị túi khí. LƯU Ý
1. Ở một vài kiểu xe ngày nay, đèn TRC OFF được sử dụng để hiển thị mã chẩn đoán.
2. Việc hiển thị mã chẩn đoán được thực hiện bởi đèn ABS ngay cả cho các chi tiết của hệ
thống TRC. Do mối liên hệ giữa mỗi đèn và mã chẩn đoán hiển thị tương ứng với chúng
thay đổi giữa các kiểu xe, hãy tham khảo cẩm nang sửa chữa liên quan. 4.5. Chức năng dự phòng
 Nếu ECU ABS và TRC phát hiện thấy có hư hỏng trong khi TRC không họat động,
ECU ngay lập tức tắt rơle bướm ga TRC, rơle môtơ TRC và rơle chính phanh TRC
vì vậy ngăn không cho TRC hoạt động. Nếu ECU phát hiện thấy hư hỏng khi TRC Bộ môn Công Nghệ Ô Tô Trang 109
Chương 5 : Hệ thống kiểm soát lực kéo TRC
đang hoạt động, ECU dừng việc điều khiển và tắt rơle môtơ TRC và rơle chính phanh TRC.
 Khi ECU ngăn không cho hệ thống TRC hoạt động, động cơ và hệ thống phanh hoạt
động giống như những kiểu xe không có TRC. Bộ môn Công Nghệ Ô Tô Trang 110