Bài giảng Hệ thống cơ điện tử ô tô 2

 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN 
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC 
BÀI GIẢNG 
 HỌC PHẦN: HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ Ô TÔ 2 
 SỐ TÍN CHỈ: 02 
 LOẠI HÌNH ĐÀO TẠO: ĐẠI HỌC CHÍNH QUY 
 NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ 
Hưng Yên - 2015 
Khoa C¬ khÝ §éng lùc Tr-êng §¹i häc SPKT H-ng Yªn 
Bµi gi¶ng HÖ thèng C¬ ®iÖn tö «t« 2 - TÝn chØ 1 1 
MỤC LỤC TÍN CHỈ 1 
TÍN CHỈ 1....................................................................................................................... 3 
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ Ô TÔ 2 ........................... 3 
1.1. TỔNG QUÁT VỀ HỆ THỐNG ...................................................................................... 3 
1.1.1. Bối dây .......................................................................................................... 4 
1.1.2. Các chi tiết bảo vệ ......................................................................................... 6 
1.1.3. Công tắc và Rơ le .......................................................................................... 7 
1.2. BỘ ĐIỀU KHIỂN TRUNG TÂM VÀ CƠ CẤU CHẤP HÀNH ................................... 8 
CHƢƠNG 2. HỆ THỐNG THÔNG TIN TRÊN Ô TÔ ........................................... 10 
2.1. TỔNG QUÁT VỀ HỆ THỐNG .................................................................................... 10 
2.1.1. Tổng quan về hệ thống ............................................................................... 10 
2.1.2. Cấu trúc tổng quát của hệ thống ................................................................. 11 
2.1.3. Phân loại và yêu cầu của hệ thống .............................................................. 12 
2.2. THÔNG TIN DẠNG TƢƠNG TỰ (Analog) ............................................................... 14 
2.2.1. Đồng hồ và cảm biến báo áp suất dầu ........................................................ 14 
2.2.2. Đồng hồ nhiên liệu ...................................................................................... 18 
2.2.3. Đồng hồ và cảm biến báo nhiệt độ nƣớc làm mát ...................................... 22 
2.2.4. Đồng hồ báo tốc độ động cơ ....................................................................... 23 
2.2.5. Đồng hồ và cảm biến báo tốc độ xe ............................................................ 26 
2.2.6. Đồng hồ Ampere ......................................................................................... 27 
2.2.7. Các mạch đèn cảnh báo .............................................................................. 29 
2.3. THÔNG TIN DẠNG SỐ (Digital) ............................................................................... 30 
2.3.1. Cấu trúc cơ bản ........................................................................................... 30 
2.3.2. Các dạng màn hình ..................................................................................... 31 
2.4. SƠ ĐỒ HỆ THỐNG THÔNG TIN TIÊU BIỂU .......................................................... 35 
CHƢƠNG 3. HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG VÀ TÍN HIỆU ...................................... 36 
3.1. TỔNG QUÁT HỆ THỐNG .......................................................................................... 36 
3.1.1. Sơ đồ tổng thể của hệ thống ........................................................................ 36 
3.1.2. Chức năng ................................................................................................... 36 
3.1.3. Yêu cầu ....................................................................................................... 36 
3.1.4. Phân loại ..................................................................................................... 36 
3.2. HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG ......................................................................................... 37 
3.2.1. Hệ thống quang học và kết cấu đèn ............................................................ 37 
3.2.2. Các mạch đèn chiếu sáng tiêu chuẩn .......................................................... 42 
3.2.3. Đèn pha cao áp và đèn thông minh ............................................................. 53 
Khoa C¬ khÝ §éng lùc Tr-êng §¹i häc SPKT H-ng Yªn 
Bµi gi¶ng HÖ thèng C¬ ®iÖn tö «t« 2 - TÝn chØ 1 2 
3.3. HỆ THỐNG TÍN HIỆU ................................................................................................ 67 
3.3.1. Hệ thống đèn xi nhan và cảnh báo nguy hiểm ............................................ 68 
3.3.2. Hệ thống đèn kích thƣớc ............................................................................. 71 
3.3.3. Hệ thống đèn phanh .................................................................................... 71 
3.3.4. Hệ thống cảnh báo lùi xe ............................................................................ 72 
3.3.5. Hệ thống còi điện và chuông nhạc .............................................................. 73 
CHƢƠNG 4: HỆ THỐNG AN TOÀN KHẨN CẤP ................................................ 77 
4.1. CHỨC NĂNG, YÊU CẦU ........................................................................................... 77 
4.1.1. Chức năng ................................................................................................... 77 
4.1.2. Yêu cầu ....................................................................................................... 77 
4.1.3. Sự cần thiết phải có SRS............................................................................. 78 
4.2. HỆ THỐNG TÚI KHÍ .................................................................................................. 79 
4.2.1. Công dụng, phân loại .................................................................................. 79 
4.2.2. Cấu trúc cơ bản của hệ thống ...................................................................... 80 
4.2.3. Nguyên lý hoạt động ................................................................................... 80 
4.2.4. Túi khí RSR loại E ...................................................................................... 81 
4.3. HỆ THỐNG CĂNG ĐAI KHẨN CẤP ........................................................................ 93 
4.3.1. Tổng quan về bộ căng đai khẩn cấp ............................................................ 93 
4.3.2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động ................................................................. 94 
Khoa C¬ khÝ §éng lùc Tr-êng §¹i häc SPKT H-ng Yªn 
Bµi gi¶ng HÖ thèng C¬ ®iÖn tö «t« 2 - TÝn chØ 1 3 
TÍN CHỈ 1 
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ Ô TÔ 2 
1.1. TỔNG QUÁT VỀ HỆ THỐNG 
 Hệ thống điện thân xe áp dụng rất nhanh những tiến bộ của khoa học kỹ thuật cho 
hệ thống an toàn hơn và tạo ra nhiều tiện ích cho ngƣời sử dụng. 
 Hệ thống điện thân xe bao gồm các hệ thống chia nhỏ sau đây: 
 Hệ thống thông tin và chẩn đoán: 
 + Các loại đồng hồ chỉ báo 
 + Các đèn cảnh báo 
 + Các cảm biến cho đồng hồ và cảm biến báo nguy 
 + Các giắc chẩn đoán và giắc kết nối dữ liệu 
 Hệ thống chiếu sáng và tín hiệu: 
 + Các đèn chiếu sáng 
 + Các công tắc và rơle điều khiển 
 + Các ECU đèn 
 + Các cảm biến 
 Hệ thống gạt nƣớc rửa kính: 
 + Các môtơ gạt nƣớc 
 + Công tắc và rơle điều khiển 
 + Các ECU điều khiển 
 + Các cảm biến 
 Hệ thống khóa cửa, chống trộm: 
 + Các môtơ điều khiển khóa cửa 
 + Các bộ phận phát, nhận tín hiệu điều khiển cửa 
 + Các công tắc rơle điều khiển 
 + Các ECU điều khiển 
 + Các cảm biến 
 Hệ thống nâng hạ kính: 
 + Các môtơ cửa sổ điện 
 + Các công tắc cửa sổ điện 
 + Các IC điều khiển và cảm biến tốc độ 
 Hệ thống điều khiển gƣơng chiếu hậu: 
 + Cụm gƣơng và các môtơ 
 + Các công tắc điều khiển và ECU 
 Hệ thống điều hòa không khí: 
Khoa C¬ khÝ §éng lùc Tr-êng §¹i häc SPKT H-ng Yªn 
Bµi gi¶ng HÖ thèng C¬ ®iÖn tö «t« 2 - TÝn chØ 1 4 
 + Các cảm biến 
 + ECU điều khiển 
 + Các công tắc điều khiển 
 + Các bộ phận chấp hành 
 Hệ thống túi khí, dây đai: 
 + Bộ túi khí 
 + Bộ dây đai 
 + Các cảm biến 
 + Bộ kiểm soát CPU 
 Hệ thống mạng CAN: 
 + Các IC CAN 
 + Các ECU 
 + Cáp nối 
 Các bộ phận cơ bản của hệ thống điện thân xe: 
 Trƣớc khi tìm hiểu các bộ phận cơ bản của hệ thống điện thân xe ta tìm hiểu khái 
niệm Mát thân xe. Trên ô tô, các cực âm của tất cả các thiết bị điện và âm ắc quy đều 
đƣợc nối với các tấm thép của thân xe nhằm tạo nên một mạch điện. Chỗ nối các cực 
âm vào thân xe gọi là Mát thân xe. Mát thân xe làm giảm số lƣợng dây điện cần sử 
dụng. 
1.1.1. Bối dây 
 Dây điện có chức năng nối các bộ phận điện của ô tô với nhau. Bối dây đƣợc chia 
thành các nhóm nhƣ sau: 
- Dây điện đƣợc mã màu 
- Các chi tiết nối: Hộp nối, hộp rơle, giắc nối, bulông nối Mát 
 a. Dây điện 
 Dây điện và cáp có 3 loại: 
 Dây thấp áp (dây bình thƣờng) loại này đƣợc dùng phổ biến trên ô tô bao gồm có 
lõi dẫn điện và vỏ bọc cách điện. 
 Dây cao áp (dây cao áp trong hệ thống đánh lửa) và cáp bao gồm lõi dẫn điện phủ 
lớp cao su cách điện dày nhằm ngăn không cho điện cao áp bị rò rỉ. 
 Dây cáp đƣợc thiết kế để bảo vệ nó khỏi những nhiễu điện bên ngoài. Nó sử dụng 
làm cáp ăng ten radio, cáp mạng CAN 
Khoa C¬ khÝ §éng lùc Tr-êng §¹i häc SPKT H-ng Yªn 
Bµi gi¶ng HÖ thèng C¬ ®iÖn tö «t« 2 - TÝn chØ 1 5 
Hình 1.1: Sơ đồ dây điện trên xe 
 b. Các chi tiết nối 
 Để hỗ trợ việc nối các chi tiết, dây điện đƣợc tập trung tại một số phần trên xe 
ôtô. 
 a. Hộp nối là một chi tiết mà ở đó các giắc nối của mạch điện đƣợc nhóm lại với 
nhau. Thông thƣờng nó bao gồm bảng mạch in liên kết các cầu chì, rơle với các bối 
dây 
 b. Các giắc nối (3) , giắc nối dây (4) và bulông nối Mát (5) hình 1.2 
Hình 1.2: Các chi tiết nối 
 - Giắc nối đƣợc sử dụng giữa dây điện với dây điện hoặc giữa dây điện với bộ 
phận điện để tạo ra các kết nối. Có 2 loại giắc kết nối là kết nối dây điện với dây điện 
Khoa C¬ khÝ §éng lùc Tr-êng §¹i häc SPKT H-ng Yªn 
Bµi gi¶ng HÖ thèng C¬ ®iÖn tö «t« 2 - TÝn chØ 1 6 
và dây điện với bộ phận điện. Các giắc nối đƣợc chia thành giắc đực và giắc cái tùy 
theo hình dạng các cực của chúng. Giắc kết nối có nhiều màu khác nhau. 
 - Giắc nối dây có chức năng là nối các cực của cùng một nhóm. 
 - Bulông nối Mát đƣợc sử dụng nối Mát dây điện hoặc các bộ phận điện với thân 
xe, không giống nhƣ bulông thông thƣờng bề mặt của bulông nối Mát đƣợc sơn chống 
ô xy hóa màu xanh lá cây. 
1.1.2. Các chi tiết bảo vệ 
 Các chi tiết bảo vệ, bảo vệ mạch khỏi dòng điện lớn quá mức cho phép chạy 
trong dây dẫn hay các bộ phận điện, điện tử khi bị ngắn mạch. 
Các chi tiết bảo vệ bao gồm: các loại cầu chì. Cầu chì đƣợc lắp giữa nguồn điện với 
các thiết bị điện, khi dòng điện vƣợt qua một cƣờng độ nhất định chạy qua mạch điện 
của thiết bị nào đó cầu chì sẽ nóng chảy để bảo vệ mạch đó. Có 2 loại cầu chì là cầu 
chì dẹt và cầu chì hộp. 
 Cầu chì dòng cao (thanh cầu chì): một cầu chì dòng cao đƣợc lắp trong đƣờng 
dây giữa nguồn điện và thiết bị điện, dòng điện có cƣờng độ lớn sẽ chạy qua cầu chì 
này, nếu dây điện bị chập thân xe cầu chì sẽ chảy để bảo vệ dây điện. 
 Bộ ngắt mạch (cầu chì tự nhảy) đƣợc sử dụng bảo vệ mạch điện với tải có cƣờng 
độ dòng lớn mà không thể bảo vệ bằng cầu chì nhƣ cửa sổ điện, mạch sấy kính, quạt 
gió Khi dòng điện chạy qua vƣợt quá cƣờng độ hoạt động một thanh lƣỡng kim 
trong bộ ngắt mạch sẽ tạo ra nhiệt và giãn nở để ngắt mạch. Thậm chí trong một số 
mạch nếu dòng điện thấp hơn cƣờng độ hoạt động nhƣng dòng lại hoạt động trong thời 
gian dài thì nhiệt độ thanh lƣỡng kim cũng tăng lên và ngắt mạch. Không giống nhƣ 
cầu chì bộ ngắt mạch đƣợc sử dụng lại sau khi thanh lƣỡng kim khôi phục. Bộ ngắt 
mạch có 2 loại là tự khôi phục và khôi phục bằng tay (Hình 1.4) 
Hình 1.3: Các loại cầu chì Hình 1.4: Bộ tự ngắt 
Khoa C¬ khÝ §éng lùc Tr-êng §¹i häc SPKT H-ng Yªn 
Bµi gi¶ng HÖ thèng C¬ ®iÖn tö «t« 2 - TÝn chØ 1 7 
1.1.3. Công tắc và Rơ le 
Hình 1.5: vị trí công tắc và rơle trên ô tô 
 Công tắc và rơle mở và đóng mạch điện nhằm tắt bật đèn cũng nhƣ vận hành các 
hệ thống điều khiển. 
Nhóm công tắc và rơle đƣợc chia nhƣ trong hình 1.6: 
Hình 1.6: Các loại công tắc và rơ le 
1. Công tắc vận hành trực tiếp bằng tay có 
 - Công tắc xoay: khóa điện (a. hình 1.6) 
 - Công tắc ấn: công tắc cảnh báo nguy hiểm (b. hình 1.6) 
 - Công tắc bập bênh: công tắc khóa cửa (c. hình 1.6) 
 - Công tắc cần: công tắc tổ hợp (d. hình 1.6) 
2. Công tắc vận hành bằng cách thay đổi nhiệt độ hay cường độ dòng điện 
 - Công tắc phát hiện nhiệt độ (e. hình 1.6) 
Khoa C¬ khÝ §éng lùc Tr-êng §¹i häc SPKT H-ng Yªn 
Bµi gi¶ng HÖ thèng C¬ ®iÖn tö «t« 2 - TÝn chØ 1 8 
 - Công tắc phát hiện dòng điện (f. hình 1.6) 
3. Công tắc vận hành bằng sự thay đổi mức dầu 
4. Rơle 
 - Rơle điện từ (rơle 4 chân) (g. hình 1.6) 
 - Rơle bản lề (rơle 5 chân) (h. hình 1.6) 
1.2. BỘ ĐIỀU KHIỂN TRUNG TÂM VÀ CƠ CẤU CHẤP HÀNH 
 Hiện nay bộ điều khiển trung tâm (ECU) xuất hiện ngày càng nhiều trên các hệ 
thống Điện thân xe và hệ thống gầm ô tô. Nó có chức năng thu thập các tín hiệu đầu 
vào (là tín hiệu của các loại cảm biến) sau đó tính toán, xử lý và đƣa ra các tín hiệu 
điều khiển đến các cơ cấu chấp hành. 
Hình 1.7. Mối quan hệ giữa tín hiệu đầu vào, đầu ra và ECU 
Cấu trúc tổng thể: 
Hình 1.8. Sơ đồ khối điều khiển của hệ thống điện thân xe dòng KIA 
Khoa C¬ khÝ §éng lùc Tr-êng §¹i häc SPKT H-ng Yªn 
Bµi gi¶ng HÖ thèng C¬ ®iÖn tö «t« 2 - TÝn chØ 1 9 
Bố trí ECU thân xe trên một số dòng xe: 
Hình 1.9. ECU trên S- class 
Hình 1.10. ECU trên xe tải MB (Actros) 
Khoa C¬ khÝ §éng lùc Tr-êng §¹i häc SPKT H-ng Yªn 
Bµi gi¶ng HÖ thèng C¬ ®iÖn tö «t« 2 - TÝn chØ 1 10 
CHƢƠNG 2. HỆ THỐNG THÔNG TIN TRÊN Ô TÔ 
2.1. TỔNG QUÁT VỀ HỆ THỐNG 
2.1.1. Tổng quan về hệ thống 
 Hệ thống thông tin trên xe bao gồm: các bảng đồng hồ (tableau), màn hình và các 
đèn báo giúp tài xế và ngƣời sửa chữa biết đƣợc thông tin về tình trạng hoạt động của 
các hệ thống chính trong xe. 
 Thông tin có thể truyền đến tài xế qua 2 dạng: tƣơng tự (tableau kim) và số 
(tableau hiện số). 
Trên một số loại xe ngƣời ta cũng dùng tiếng nói để truyền thông tin đến tài xế. 
Hình 2.1. Tableau loại thường và loại hiện số. 
Đèn báo hiệu 
và đèn cảnh 
báo 
Đồng hồ 
tốc độ động 
cơ 
Đèn 
báo rẽ Đồng hồ 
tốc độ xe 
Các đèn báo hiệu 
và đèn cảnh báo 
Vôn kế 
Đồng hồ áp suất 
dầu 
Đồng hồ nhiệt độ 
nước làm mát Đèn báo 
chế độ pha 
Đồng hồ 
nhiên liệu 
A- Báo áp lực nhớt C- Báo nhiệt độ nhớt E: Các đèn báo G- Tốc độ động cơ 
B- Báo điện áp D- Báo mực xăng F- Tốc độ xe H- Hành trình 
Khoa C¬ khÝ §éng lùc Tr-êng §¹i häc SPKT H-ng Yªn 
Bµi gi¶ng HÖ thèng C¬ ®iÖn tö «t« 2 - TÝn chØ 1 11 
Hình 2.2 Các loại đồng hồ chỉ thị bằng kim và các ký hiệu trên bảng đồng hồ. 
2.1.2. Cấu trúc tổng quát của hệ thống 
Hệ thống thông tin bao gồm các loại đồng hồ sau: 
2.1.2.1. Đồng hồ tốc độ xe (speedometer) 
 Đồng hồ tốc độ xe dùng để hiển thị tốc độ xe chạy theo kilomet hoặc dặm (mile). 
Nó thƣờng đƣợc tích hợp với đồng hồ đo quãng đường (odometer) để báo quãng 
đƣờng xe đã đi từ lúc xe bắt đầu hoạt động và đồng hồ hành trình (tripmeter) để đo 
các khoảng cách ngắn giữa điểm đi và điểm đến. 
 2.1.2.2. Đồng hồ tốc độ động cơ (tachometer) 
 Hiển thị tốc  ... n chØ 2 130 
Tốc độ chuẩn của bánh xe khi phanh (vRef) là tốc độ tương ứng với tốc độ bánh 
xe dưới điều kiện phanh tối ưu (có độ trượt tối ưu). Để xác định tốc độ chuẩn này, các 
cảm biến tốc độ bánh xe liên tục gửi về ECU tín hiệu tốc độ của cả 4 bánh xe. ECU 
chọn những giá trị chéo tức bánh trước phải và sau trái chẳng hạn và dựa vào đây tính 
tốc độ chuẩn. Một trong hai bánh xe quay nhanh hơn được dùng để xác định tốc độ 
chuẩn của bánh xe trong từng giai đoạn của quá trình phanh. 
Độ trượt khi phanh là giá trị không thể đo được một cách trực tiếp nên sử dụng 
một tín hiệu tương tự được tính toán trong ECU, gọi là ngưỡng trượt 1 (đây là một giá 
trị vận tốc). Tốc độ chuẩn của bánh xe được sử dụng làm cơ sở cho tín hiệu này. 
Ngưỡng trượt 1 là một tín hiệu quan trọng thứ hai trong quá trình điều khiển của hệ 
thống ABS. Vận tốc thực tế của bánh xe khi phanh (vR) được so sánh với ngưỡng 
trượt 1 để hệ thống ABS quyết định các chế độ điều khiển tăng, giữ hay giảm áp suất 
phanh trong bộ chấp hành. 
Đối với các bánh xe bị động hay các bánh xe chủ động mà khi phanh có cắt ly 
hợp thì chỉ cần tín hiệu gia tốc của bánh xe là đủ để điều khiển cho quá trình hoạt động 
của ABS. Điều này tuân theo quy tắc ứng xử trái ngược nhau của hệ thống phanh trong 
vùng ổn định và không ổn định của đường đặc tính trượt. Trong vùng ổn định, sự giảm 
tốc của bánh xe rất nhỏ, tức là nếu lái xe đạp phanh với lực càng tăng thì xe giảm tốc 
càng nhiều mà bánh xe không bị hãm cứng. Tuy nhiên ở vùng không ổn định, thì chỉ 
cần tăng áp suất phanh thêm một ít cũng đủ làm cho các bánh xe bị hãm cứng tức thời, 
nghĩa là sự giảm tốc biến thiên rất nhanh. Dựa trên sự biến thiên gia tốc này, ECU có 
thể xác định được mức độ hãm cứng của bánh xe và có điều khiển thích hợp để duy trì 
độ trượt khi phanh nằm trong khoảng tối ưu. 
Đối với các bánh xe chủ động mà khi phanh không cắt ly hợp và cần số đặt ở vị 
trí số 1 hay số 2, động cơ sẽ tác động lên các bánh xe chủ động và tăng một cách đáng 
kể moment quán tính khối lượng ở các bánh xe. Nói cách khác, các bánh xe sẽ ứng xử 
như thể là chúng nặng hơn rất nhiều. Điều này dẫn đến gia tốc chậm dần bánh xe 
thường chưa đủ lớn để có thể coi như là một tín hiệu điều khiển đủ cho ECU có thể 
xác định được mức độ hãm cứng của bánh xe. Như vậy, việc điều khiển của ABS sẽ 
thiếu sự chính xác. Vì vậy, cần thiết phải dùng một tín hiệu tương tự với độ trượt 
phanh để làm tín hiệu điều khiển phụ, và cần kết hợp tương thích tín hiệu này với tín 
hiệu gia tốc của bánh xe. Đó chính là ngưỡng trượt 1. 
Trên một số xe có gắn thêm cảm biến giảm tốc đo trực tiếp sự giảm tốc của xe và 
cảm biến gia tốc ngang xác định tình trạng quay vòng của xe, các tín hiệu này được 
xem như các tín hiệu bổ sung cho tín hiệu gia tốc của bánh xe. Mạch logic trong ECU 
tính toán và xử lý tổ hợp dữ liệu này để đạt được quá trình điều khiển phanh tối ưu. 
Khoa C¬ khÝ §éng lùc §¹i häc S- ph¹m kü thuËt H-ng Yªn 
Bµi gi¶ng HÖ thèng C¬ ®iÖn tö « t« 2- TÝn chØ 2 131 
 Quá trình điều khiển của ABS: 
Đồ thị hình 5.39 biểu diễn quá trình 
điều khiển điển hình của hệ thống ABS. 
ECU liên tục nhận được các tín 
hiệu tốc độ của bánh xe từ 4 cảm biến 
tốc độ, và ước tính tốc độ của xe bằng 
cách tính toán tốc độ và sự giảm tốc của 
mỗi bánh xe. Quá trình điều khiển này 
được thực hiện theo 3 chế độ: tăng, giữ 
và giảm. Việc thay đổi áp suất dầu theo 3 
chế độ trên được thay đổi bằng cách điều 
khiển dòng điện tới các van dầu. Trong 
quá trình này, mô tơ bơm hồi dầu bơm 
liên tục cho đến khi kết thúc quá trình 
phanh. 
Hình 7.12. Quá trình điều khiển ABS 
Trên hình 5.39 cho ta 4 khoảng thay đổi tốc độ của xe tương ứng với 3 chế độ 
điều khiển của ECU: 
 - Khoảng A: ECU điều khiển trượt đặt các van điện từ vào chế độ giảm áp suất 
theo mức giảm tốc của các bánh xe, như vậy sẽ giảm áp suất thuỷ lực trong xilanh của 
bánh xe. Sau khi áp suất hạ xuống, ECU chuyển các van điện từ sang chế độ “giữ” để 
theo dõi sự thay đổi tốc độ của bánh xe. 
Nếu ECU cho rằng cần tiếp tục giảm áp suất thuỷ lực, nó sẽ lại giảm áp suất này. 
 - Khoảng B: Khi áp suất thuỷ lực bên trong xilanh của bánh xe giảm (khoảng 
A), áp suất thuỷ lực tác động vào bánh xe này giảm xuống. Điều này làm cho bánh xe 
sắp bị khoá chặt sẽ tăng tốc độ. 
Tuy nhiên, nếu áp suất thuỷ lực giảm xuống, lực phanh tác động vào bánh xe này 
sẽ trở nên quá thấp. Để tránh điều này, ECU đặt các van điện từ lần lượt vào chế độ 
“tăng áp suất” và chế độ “giữ” để bánh xe sắp bị khoá sẽ hồi phục tốc độ. 
 - Khoảng C: Khi áp suất thuỷ lực trong xilanh của bánh xe được ECU tăng lên 
dần dần (khoảng B), bánh xe lại có xu hướng bị khoá. Do đó, ECU lại chuyển các van 
điện từ về chế độ “giảm áp suất” để giảm áp suất bên trong xilanh của bánh xe này. 
 - Khoảng D: Vì áp suất thuỷ lực trong xilanh của bánh xe này lại giảm 
(khoảng C), ECU lại bắt đầu tăng áp suất như trong khoảng B. 
Khoa C¬ khÝ §éng lùc §¹i häc S- ph¹m kü thuËt H-ng Yªn 
Bµi gi¶ng HÖ thèng C¬ ®iÖn tö « t« 2- TÝn chØ 2 132 
7.5. ABS kết hợp với các hệ thống khác 
7.5.1. ABS và EBD 
Điều khiển EBD dùng ABS để 
thực hiện việc phân phối lực phanh 
giữa các bánh trước và sau theo điều 
kiện chạy xe. 
a. Trạng thái bình thường 
b. Trạng thái có tải 
Hình 7.13. Phân phối lực phanh giữa bánh 
trước- sau 
Ngoài ra, trong khi phanh để quay 
vòng, nó cũng điều khiển các lực phanh của 
bánh bên phải và bên trái giúp duy trì sự ổn 
định của xe. 
Hình 7.14. Phân phối lực phanh giữa 
bánh trái-phải 
7.5.2. Hệ thống hỗ trợ khi phanh – BA 
BA cũng đặt thời gian hỗ trợ và 
mức hỗ trợ để làm cho cảm giác về 
phanh càng tự nhiên càng tốt bằng cách 
điều chỉnh hỗ trợ theo yêu cầu như thể 
hiện trên đồ thị ở hình vẽ. 
Hình 7.15. Sơ đồ hệ thống BA 
* Điều khiển: 
 Khi ECU điều khiển trượt xác 
định rằng người lái đang phanh khẩn 
cấp, van điện từ chuyển mạch hỗ trợ 
phanh được đóng mạch, tạo thành một 
đường thông giữa xilanh chính và bình 
chứa, và chuyển dầu đến bơm. 
Hình 7.16 . Lực phanh khi có BA và không có BA 
 Bơm hút dầu và đẩy đến xilanh ở bánh xe. Van an toàn 4 mở ra để bảo đảm rằng 
áp suất của xilanh ở bánh xe không vượt áp suất của xilanh chính quá một mức đã đặt 
trước để duy trì độ chênh áp suất này. 
Khoa C¬ khÝ §éng lùc §¹i häc S- ph¹m kü thuËt H-ng Yªn 
Bµi gi¶ng HÖ thèng C¬ ®iÖn tö « t« 2- TÝn chØ 2 133 
Hình 7.17. Quá trình điều khiển của BA 
7.5.3. Hệ thống điều khiển lực kéo- Traction Control 
Đôi khi bàn đạp ga bị nhấn quá nhiều trong khi chuyển hành hoặc tăng tốc trên 
các bề mặt trơn trượt, v.v.., tạo ra monen dư thừa làm cho các bánh dẫn động quay 
trượt khiến xe bị mất khả năng chuyển bánh/ tăng tốc và khả năng điều khiển lái. Việc 
điều khiển áp suất thuỷ lực của phanh bánh dẫn động và điều chỉnh công suất của động 
cơ bằng cách giảm nhiên liệu sẽ hạ thấp lực dẫn động khi nhấn bàn đạp ga. Như vậy 
TRC có tác dụng bảo đảm khả năng chuyển bánh/ tăng tốc và điều khiển lái. 
a. Xe quay vòng b. Xe chuyển bánh 
Hình 7.18. Thời điểm Tr hoạt động 
Khoa C¬ khÝ §éng lùc §¹i häc S- ph¹m kü thuËt H-ng Yªn 
Bµi gi¶ng HÖ thèng C¬ ®iÖn tö « t« 2- TÝn chØ 2 134 
* Điều khiển: 
Áp suất thuỷ lực do bơm tạo ra được van điện từ ngắt xilanh chính điều chỉnh 
đến áp suất cần thiết. Do đó xilanh ở các bánh xe dẫn động được điều khiển theo 3 chế 
độ sau đây: giảm áp suất, giữ áp suất và tăng áp suất để hạn chế độ trượt của các bánh 
xe chủ động. 
Hình 7.19. Sơ đồ điều khiển hệ thống Tr 
Khi tốc độ của bánh xe dẫn động 
bắt đầu vượt tốc độ bắt đầu điều khiển, áp 
suất thuỷ lực của phanh tăng lên và số 
xilanh cắt giảm nhiên liệu tăng lên. Do 
đó, tốc độ của bánh xe dẫn động giảm 
xuống. 
Hình 7.20. Sự thay đổi của tốc độ bánh xe và 
áp suất thủy lực của phanh khi có sự tác động 
của TR 
7.5.4. Hệ thống điều khiển ổn định xe – VSC 
Trong khi ABS và TRC chủ yếu 
được sử dụng để làm ổn định hoạt 
động của phanh và hoạt động bàn 
đạp ga trong khi phanh và tăng tốc, 
thì hệ thống VSC đảm bảo sự ổn 
định việc lái và hướng lái của xe. 
Hệ thống này phát hiện sự 
lái đột ngột và sự trượt ngang trên 
các mặt đường trơn, và sau đó tạo 
ra sự điều khiển tối ưu của phanh ở 
mỗi bánh xe và công suất của động 
Hình 7.21. Quá trình điều khiển lực phanh ở VSC 
cơ để giảm độ trượt của bánh trước và độ trượt của bánh sau. 
 Phương pháp điều khiển phanh (kiểm soát các bánh xe) đối với các bánh khác 
nhau tuỳ thuộc vào kiểu xe (FF, FR). 
Khoa C¬ khÝ §éng lùc §¹i häc S- ph¹m kü thuËt H-ng Yªn 
Bµi gi¶ng HÖ thèng C¬ ®iÖn tö « t« 2- TÝn chØ 2 135 
* Điều khiển: 
Hệ thống VSC, bằng các van điện từ điều khiển áp suất thuỷ lực do bơm tạo ra 
và tác động vào xilanh ở mỗi bánh xe theo 3 chế độ sau đây: giảm áp suất, giữ áp suất 
và tăng áp suất. Do đó hạn chế được xu hướng quay trượt của bánh xe trước hoặc bánh 
xe sau. 
Hình 7.22. Sơ đồ khối quá trình điều khiển và sự thay đổi mức trượt, áp suất thủy lực của VSV 
Khoa C¬ khÝ §éng lùc §¹i häc S- ph¹m kü thuËt H-ng Yªn 
Bµi gi¶ng HÖ thèng C¬ ®iÖn tö « t« 2- TÝn chØ 2 136 
CHƢƠNG 8. ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG LÁI ĐIỆN TỬ 
8.1. Đặc điểm và phân loại hệ thống lái trợ lực điện 
Hệ thống lái trợ lực điện sử dụng nguồn trợ lực là motor điện một chiều, motor 
điện có thể đảo chiều và quay ở các tốc độ khác nhau tuỳ theo mức độ đánh lái của 
người lái và vận tốc của ôtô. Đây là hệ thống điều khiển điện tử sử dụng các cảm biến 
mômen, cảm biến vận tốc, cảm biến góc quay... 
Tuỳ theo việc bố trí motor điện, hiện nay có các loại EPS sau: 
8.1.1. Motor điện lắp trên trục lái (Column- type) 
a. Sơ đồ khối 
b. Sơ đồ thực tế 
Hình 8.1: Sơ đồ EPS kiểu column-type 
 Hình 8.1 trình bày sơ đồ khối điều khiển của hệ thống lái EPS với motor điện đặt 
trên trục lái. Trong sơ đồ này, motor trợ lực, cảm biến mô men, và ECU được gắn vào 
trục lái. ECU nhận các tín hiệu từ cảm biến góc đánh lái, cảm biến mô men và cảm 
biến vận tốc để tính toán điều khiển motor trợ lực vào trục lái của hệ thống. 
Khoa C¬ khÝ §éng lùc §¹i häc S- ph¹m kü thuËt H-ng Yªn 
Bµi gi¶ng HÖ thèng C¬ ®iÖn tö « t« 2- TÝn chØ 2 137 
 Với kiểu trợ lực này motor và phần điều khiển ECU đặt trên trục lái nên không 
gian bên dưới phần cơ cấu lái và thanh răng gọn nên dễ dàng bố trí và cũng thuận tiện 
cho công việc tháo lắp bảo dưỡng sửa chữa motor và phần điều khiển ECU. Đặc biệt 
với motor điện đặt trên trục lái sẽ giảm thiểu được các khả năng hư hỏng như đi nơi 
đường ngập nước và các va chạm trong quá trình chuyển động trên các địa hình phức 
tạp. 
 Vì motor trợ lực đặt trước cơ cấu lái nên mô men lớn nhất của motor không cần 
phải lớn, điện áp sử dụng cho động cơ điện tương thích với hệ thống nguồn 12V. Hệ 
thống kiểu này thường được lắp trên xe có khối lượng đặt lên cầu trước < 650 kg. 
8.1.2. Motor điện lắp trên cơ cấu lái (Pinion- type) 
a. Sơ đồ khối 
b. Sơ đồ thực tế 
Hình 8.2: Sơ đồ EPS kiểu pinion-type 
 Hình 8.2 trình bày sơ đồ khối điều khiển của hệ thống lái với motor điện nằm 
trên cơ cấu lái. Đặc điểm của kiểu trợ lực này là ECU và cảm biến mômen được lắp 
trên trục lái còn motor điện được lắp vào bánh răng chủ động của cơ cấu lái. ECU 
nhận các tín hiệu từ cảm biến góc đánh lái, cảm biến mô men và cảm biến vận tốc để 
tính toán điều khiển motor trợ lực vào trục lái của hệ thống. 
Khoa C¬ khÝ §éng lùc §¹i häc S- ph¹m kü thuËt H-ng Yªn 
Bµi gi¶ng HÖ thèng C¬ ®iÖn tö « t« 2- TÝn chØ 2 138 
Với kiểu trợ lực này ECU điều khiển motor trợ lực, với kiểu lắp này mô men của 
motor sinh ra không cần phải lớn nhưng lại tốn không gian bố trí bên dưới ECU điều 
khiển motor trợ lực trực tiếp vào bánh răng chủ động của cơ cấu lái. Kiểu trợ lực này 
thường được lắp trên xe có khối lượng đặt lên cầu trước < 850 kg 
8.1.3. Motor điện nằm trên thanh răng (Rack- type) 
a. Sơ đồ khối 
b. Sơ đồ thực tế 
Hình 8.3: Sơ đồ EPS kiểu rack-type 
 Hình 8.3 trình bày sơ đồ khối điều khiển hệ thống lái trợ lực điện với motor điện 
nằm trên thanh răng. Kiểu EPS này có đặc điểm là ECU điều khiển motor trợ lực vào 
thanh răng của hệ thống. Vì thế, đòi hỏi mômen của motor cần phải lớn và tốn không 
gian bố trí bên dưới. Đây là hệ thống các bộ phận được bố trí riêng biệt với nhau, nên 
hiệu suất của các bộ phận được phát huy tối đa. 
 Tuy vậy, hệ thống dễ bị các trục trặc như đi ở đường ngập nước, đường mấp mô 
dẫn đến va đập làm ảnh hưởng tới hệ thống. Kiểu này thường được lắp trên các xe có 
khối lượng đặt lên cầu trước > 1350 kg. 
8.2. Sơ đồ khối 
 Sơ đồ khối điều khiển được thể hiện trên hình 2.15. 
Khoa C¬ khÝ §éng lùc §¹i häc S- ph¹m kü thuËt H-ng Yªn 
Bµi gi¶ng HÖ thèng C¬ ®iÖn tö « t« 2- TÝn chØ 2 139 
Hình 8.4: Sơ đồ khối điều khiển hệ thống lái trợ lực điện 
Hệ thống lái trợ lực điện tử bao gồm 3 cụm chính: Khối tín hiệu đầu vào, khối xử 
lý trung tâm ECU và khối cơ cấu chấp hành. Trong đó: 
 Khối tín hiệu đầu vào của ECU EPS bao gồm: 
+ Điện áp ắc quy (+B): Đầu vào này được sử dụng để theo dõi điện áp và tải của 
hệ thống, từ đó tăng tốc độ không tải của động cơ. 
+ Cảm biến tốc độ xe: ECU EPS tính toán dòng điều khiển cho mô tơ dựa vào tín 
hiệu cảm biến tốc độ xe. 
+ Cảm biến mô men: Đo độ xoắn của thanh xoắn. 
+ ECU động cơ: Truyền tải các dữ liệu tới ECU EPS như tốc độ động cơ, nguồn 
và tốc độ xe. 
+ Cảm biến tốc độ động cơ: ECU động cơ nhận tín hiệu này để tính toán tăng tốc 
độ không tải. 
+ Cảm biến vị trí góc đánh lái: tín hiệu này được gửi về ECU EPS thông báo các 
trạng thái đánh lái của người điều khiển xe như: quay trái, quay phải hay đi thẳng. 
 Khối tín hiệu đầu ra của ECU EPS bao gồm: 
 + Mô tơ trợ lực điện: Mô men đầu ra của mô tơ được điều khiển bởi sự thay đổi 
dòng điện do ECU EPS cấp cho mô tơ (dòng nhỏ thì mô men thấp, dòng lớn thì mô 
men cao). 
 + Đèn báo EPS: Đèn báo EPS sáng khoảng 5s khi bật khóa điện. Đèn báo sáng 
liên tục khi hệ thống EPS bị lỗi hoặc trong quá trình kết nối với máy chẩn đoán. 
 Khối xử lý trung tâm ECU: 
Khoa C¬ khÝ §éng lùc §¹i häc S- ph¹m kü thuËt H-ng Yªn 
Bµi gi¶ng HÖ thèng C¬ ®iÖn tö « t« 2- TÝn chØ 2 140 
 ECU tiếp nhận các thông số tín hiệu của tín hiệu đầu vào sau đó tính toán và điều 
khiển mô tơ trợ lực. 
8.3. Nguyên lý điều khiển 
 ECU của EPS nhận tín hiệu chính từ cảm biến mô men và từ tốc độ xe, ngoài ra 
có các tín hiệu phụ như tín hiệu tốc độ động cơ, tín hiệu B+, chế độ không tải để tính 
toán điều khiển mô tơ trợ lực phù hợp với điều kiện lái. Lực đánh lái càng lớn thì mô 
tơ trợ lực càng nhiều, nhưng mô men trợ lực sẽ giảm dần khi tốc độ xe tăng dần. 
 + Trạng thái quay vòng: khi người điều khiển tác động quay vành lái, xuất hiện 
hiện tượng xoay tương đối giữa hai đầu thanh xoắn, cảm biến mô men thay đổi điện áp 
tùy theo chiều quay và độ lệch tương đối giữa hai đầu thanh xoắn sau đó truyền tín 
hiệu về ECU, kết hợp với tín hiệu tốc độ xe lấy từ cảm biến tốc độ mà ECU tính toán 
ra dòng điện điều khiển và chiều quay của mô tơ trợ lực cho phù hợp. 
 + Trạng thái đi thẳng: trục lái không được tác động do đó không có hiện tượng 
xoay tương đối ở hai đầu thanh xoắn, cảm biến mô men không thay đổi điện áp, vì thế 
ECU không điều khiển mô tơ trợ lực và trạng thái đi thẳng được giữ nguyên.