Đồ án khoa cơ điện, điện tử, đại học lạc hồng (24)

ĐẠI HỌC LẠC HỒNG
KHOA CƠ ĐIỆN ĐIỆN TỬ
🙥🕮🙧

BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Đề tài:
KHẢO SÁT XE HYBRID (TOYOTA PRIUS)

Phạm Quốc Toản
Lưu Ngọc Huy
Lê Vũ Đan

Đồng nai, tháng 5 năm 2022


ĐẠI HỌC LẠC HỒNG
KHOA CƠ ĐIỆN ĐIỆN TỬ
🙥🕮🙧

BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Đề tài:
KHẢO SÁT XE HYBRID (TOYOTA PRIUS)

Chuyên ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô

Giáo viên hướng dẫn
Th.s Phạm Công Sơn

LỜI CẢM ƠN
Chúng em xin chân thành cảm ơn các thầy giáo, cô giáo trong ngành Công
nghệ kỹ thuật ô tô Trường Đại học Lạc Hồng đã tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ
chúng em hồn thành khóa luận tốt nghiệp này.
Đặc biệt chúng em xin chân thành cảm ơn thầy Phạm Cơng Sơn đã tận tình
chỉ bảo, giúp đỡ chúng em trong suốt quá trình thực hiện đề tài,
Cảm ơn gia đình, bạn bè và người thân đã ln giúp đỡ, cổ vũ, động viên
chúng em trong quá trình học tập và hồn thành đề tài khóa luận.

Đồng nai, ngày 10 tháng 6 năm 2021
Sinh viên thực hiện
Phạm Quốc Toản
Lê Vũ Đan
Lưu Ngọc Huy


LỜI CAM ĐOAN
Chúng em xin cam đoan cơng trình nghiên cứu là của chúng em, các số liệu, kết quả
nêu ra trong đồ án tốt nghiệp là trung thực và chính xác.
Chúng em xin cam đoan mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện đồ án tốt nghiệp này đã
được xin phép, tất cả các thơng tin trích dẫn trong luận văn đều được ghi rõ nguồn gốc.

Đồng nai, ngày 10 tháng 6 năm 2022
Sinh viên thực hiện
Phạm Quốc Toản
Lê Vũ Đan
Lưu Ngọc Huy


MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN
LỜI CAM ĐOAN
DANH MỤC HÌNH ẢNH
DANH MỤC BẢNG BIỂU
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN ĐỒ ÁN ............................................................................................... 1
1.1 Lý do chọn đề tài ................................................................................................................... 1
1.2 Mục đích nghiên cứu ............................................................................................................. 1
1.3 Đối tượng nghiên cứu ............................................................................................................ 2
1.4 Phương pháp nghiên cứu ....................................................................................................... 2
1.5 Đóng góp của luận văn .......................................................................................................... 2
CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN Ô TÔ HYBRID .................................................................................. 3
2.1. Giới thiệu chung và nguyên nhân ra đời ô tô Hybrid ........................................................... 3
2.2 Lịch sử phát triển ô tô Hybrid ............................................................................................... 4
2.3 Khái niệm, xu hướng phát triển và phân loại ô tô Hybrid ................................................... 10
2.3.1 Khái niệm chung ........................................................................................................... 10
2.3.2 Xu hướng phát triển của ô tô Hybrid ............................................................................ 10
2.3.3 Phân loại ô tô Hybrid .................................................................................................... 12
CHƯƠNG 3 GIỚI THIỆU XE TOYOTA PRIUS ........................................................................ 17
3.1 Tổng quan Toyota Prius ...................................................................................................... 17
3.2 Cấu tạo của các bộ phận chính ............................................................................................ 20
3.2.1 Động cơ ........................................................................................................................ 21
3.2.2 MG1 và MG2 ............................................................................................................... 42
3.2.3 Bộ đổi điện ................................................................................................................... 46
3.2.4 Hệ thống làm mát (Cho bộ đổi điện, MG1 và MG2) ................................................... 49
3.2.5 Ắc quy HV .................................................................................................................... 51
3.2.7 Cáp nguồn ..................................................................................................................... 54
3.2.8 ECU pin ........................................................................................................................ 54
3.2.9 Ắc quy phụ ................................................................................................................... 56
3.2.10 Bình chứa nhiên liệu ................................................................................................... 58

3.2.11 Cụm truyền động ........................................................................................................ 61
3.2.12 Hệ thống phanh ........................................................................................................... 67
3.2.13 Hệ thống lái ................................................................................................................ 76
3.3 Hệ thống truyền thông ......................................................................................................... 78


3.4 Hệ thống cấp điện cao áp ..................................................................................................... 80
3.5 Hệ thống điều khiển Toyota Prius ....................................................................................... 82
3.5.1 Điều khiển ECU HV ..................................................................................................... 87
3.5.2 Điều khiển kiểm soát hệ thống ..................................................................................... 89
3.5.3 Điều khiển ngừng hoạt động ........................................................................................ 90
3.5.4 Điều khiển hỗ trợ lên dốc ............................................................................................. 90
3.5.5 Điều khiển lực kéo của mơtơ ........................................................................................ 91
3.5.6 Điều khiển SMR (Rơle chính của hệ thống) ................................................................ 92
3.5.7 Điều khiển ECU động cơ.............................................................................................. 94
3.5.8 Điều khiển bộ đổi điện.................................................................................................. 95
3.5.9 Điều khiển ECU điều khiển trượt ................................................................................. 96
3.5.10 Điều khiển ECU ắc quy .............................................................................................. 97
3.5.11 Điều khiển SOC .......................................................................................................... 98
3.5.12 Điều khiển quạt làm mát............................................................................................. 98
3.5.13 Điều khiển trong khi gặp tai nạn ................................................................................ 99
3.5.14 Điều khiển chế độ dẫn động mô tơ ........................................................................... 100
3.5.15 Đèn chỉ báo và cảnh báo ........................................................................................... 101
3.6 Sự hoạt động của hệ thống ................................................................................................ 103
3.6.1 Trạng thái sẵn sàng (READY ON/(A)) ...................................................................... 104
3.6.2 Khởi động/(B)............................................................................................................. 106
3.6.3 Trong khi tăng tốc nhẹ bằng động cơ/(C) ................................................................... 109
3.6.4 Khi xe chạy ở tải thấp/(D) .......................................................................................... 110
3.6.5 Khi xe chạy ở chế độ tăng tốc mạnh/(E) .................................................................... 111
3.6.6 Trong khi lái xe ở chế độ giảm tốc/(F) ....................................................................... 112

3.6.7 Trong khi lùi xe/(G).................................................................................................... 113
CHƯƠNG 4 ĐIỀU KIỆN VẬN HÀNH ĐỘNG CƠ .................................................................. 116
4.1 Tín hiệu CARB .................................................................................................................. 116
4.2 Danh sách dữ liệu hoạt động ............................................................................................. 118
CHƯƠNG 5 CÁC SỰ CỐ TRÊN HỆ THỐNG XE TOYOTA PRIUS ...................................... 121
5.1 Mã sự cố chẩn đốn ALL (DTC) mã P09AE .................................................................... 121
5.1.1 Mơ tả ........................................................................................................................... 121
5.1.2 Kiểm tra sự cố xe ........................................................................................................ 123
5.1.3 Thủ tục kiểm tra.......................................................................................................... 124
5.2 Mã sự cố chẩn đoán ALL (DTC) mã P3232 ..................................................................... 134
5.2.1 Mô tả ........................................................................................................................... 134


5.2.2 Phương pháp kiểm tra ................................................................................................. 134
5.3 Mã sự cố chẩn đốn ALL (DTC) Mã P P3108 .................................................................. 137
5.3.1 Mơ tả ........................................................................................................................... 137
5.3.2 Thủ tục kiểm tra.......................................................................................................... 138
5.4 Mã sự cố chẩn đốn ALL (DTC) mã P3110 ..................................................................... 149
5.4.1 Mơ tả ........................................................................................................................... 149
5.4.2 Kiểm tra ...................................................................................................................... 150
5.5 Mã sự cố chẩn đốn ALL (DTC) mã P3233 ..................................................................... 152
5.5.1 Mơ tả ........................................................................................................................... 152
5.5.2 Kiểm tra ...................................................................................................................... 153
5.6 Mã sự cố chẩn đốn ALL (DTC) mã P3024 ..................................................................... 156
5.6.1 Mơ tả ........................................................................................................................... 156
5.6.2 Thủ tục kiểm tra.......................................................................................................... 158
5.7 Mã sự cố chẩn đốn ALL (DTC) mã P0ABF .................................................................... 159
5.7.1 Mơ tả ........................................................................................................................... 159
5.7.2 Thủ tục kiểm tra.......................................................................................................... 162
CHƯƠNG 6 KẾT LUẬN ............................................................................................................ 164

TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 2.1 Cấu tạo xe Hybrid ................................................................................................ 3
Hình 2.2 Xe Detroit Electric model 90 ............................................................................... 5
Hình 2.3 Xe Sebring-Vanguard Citicar .............................................................................. 6
Hình 2.4 Xe General Motor EV1 ........................................................................................ 7
Hình 2.5 Xe Ford Th!nk City Và Toyota............................................................................ 7
Hình 2.6 Xe Ford Th!nk City.............................................................................................. 8
Hình 2.7 Xe GEM e4 .......................................................................................................... 9
Hình 2.8 Xe Chevrolet Volt ................................................................................................ 9
Hình 2.9 Hệ thống Hybrid nối tiếp ................................................................................... 13
Hình 2.10 Sơ đồ truyền động hệ thống Hybrid nối tiếp ................................................... 13
Hình 2.11 Hệ thống Hybrid song song ............................................................................. 14
Hình 2.12 Sơ đồ truyền động hệ thống Hybrid song song ............................................... 15
Hình 2.13 Hệ thống Hybrid hỗn hợp ................................................................................ 15
Hình 2.14 Sơ đồ truyền động hệ thống Hybrid hỗn hợp .................................................. 15
Hình 3.1 Xếp hạng phát thải CARB ................................................................................. 18
Hình 3.2 Các chi tiết chính trong đầu xe .......................................................................... 20
Hình 3.3 Các bộ phận chính trên xe.................................................................................. 21
Hình 3.4 Mặt cắt ngang động cơ ....................................................................................... 22
Hình 3.5 Mặt cắt dọc động cơ ........................................................................................... 22
Hình 3.6 Sơ đồ hệ thống điều khiển động cơ ................................................................... 30
Hình 3.7 Sự bố trí của các bộ phận chính động cơ ........................................................... 30
Hình 3.8 Van nạp .............................................................................................................. 31
Hình 3.9 Hệ thống ống xả ................................................................................................. 34
Hình 3.10 HCAC – Cold Engine ...................................................................................... 35
Hình 3.11 HCAC - Purge .................................................................................................. 35

Hình 3.12 HCAC- Scavenge During Deceleration ........................................................... 36
Hình 3.13 Hệ thống làm mát động cơ ............................................................................... 37
Hình 3.14 Bộ tản nhiệt và tụ điện ..................................................................................... 37
Hình 3.15 bơm nước làm mát ........................................................................................... 38
Hình 3.16 Nút xả nước làm mát ........................................................................................ 38
Hình 3.17 Đầu bơm........................................................................................................... 39


Hình 3.18 Quay van nước ................................................................................................. 39
Hình 3.19 Làm nóng trước hoạt động ............................................................................... 40
Hình 3.20 Khởi động động cơ .......................................................................................... 40
Hình 3.21 Hoạt động lưu trữ (trong khi lái xe) ................................................................. 41
Hình 3.22 Hoạt động lưu trữ (IG-OFF) ............................................................................ 41
Hình 3.23 Mặc cắt ngang MG1 và MG2 .......................................................................... 42
Hình 3.24 Sơ đồ hệ thống MG1 và MG2 ......................................................................... 43
Hình 3.25 Nam châm vĩnh cửu ......................................................................................... 44
Hình 3.26 Cảm biến tốc độ ............................................................................................... 45
Hình 3.27 Bộ đổi điện ....................................................................................................... 46
Hình 3.28 Sơ đồ hệ thống bộ đổi điện .............................................................................. 47
Hình 3.29 Bộ đổi tăng cường ............................................................................................ 48
Hình 3.30 Bộ chuyển đổi DC/DC ..................................................................................... 49
Hình 3.31 Bộ đổi điện A/C ............................................................................................... 49
Hình 3.32 Hệ thống làm mát cho bộ đổi điện, MG1, MG2 .............................................. 50
Hình 3.33 Ắc quy HV ....................................................................................................... 51
Hình 3.34 Mơđun ắc quy HV............................................................................................ 52
Hình 3.35 Hệ thống làm mát ắc quy HV .......................................................................... 53
Hình 3.36 Cáp nguồn ........................................................................................................ 54
Hình 3.37 ECU Pin ........................................................................................................... 55
Hình 3.38 SOC .................................................................................................................. 56
Hình 3.39 Pin phụ trợ........................................................................................................ 57

Hình 3.40 Sạc pin phụ trợ ................................................................................................. 57
Hình 3.41 Bình trữ nhiên liệu ........................................................................................... 58
Hình 3.42 Dụng cụ đo nhiên liệu ...................................................................................... 59
Hình 3.43 Sơ đồ cảm biến độ nghiêng .............................................................................. 60
Hình 3.44 Cụm truyền động ............................................................................................. 62
Hình 3.45 Bộ truyền hành tinh.......................................................................................... 62
Hình 3.46 Sơ đồ cụm truyền động Hybrid ........................................................................ 63
Hình 3.47 Bộ giảm chấn truyền động ............................................................................... 63
Hình 3.48 Bộ giảm tốc ...................................................................................................... 64
Hình 3.49 Bộ bơi trơn ....................................................................................................... 65


Hình 3.50 Thành phần hệ thống phanh ............................................................................. 68
Hình 3.51 Sơ đồ hệ thống phanh ...................................................................................... 68
Hình 3.52 Các thành phần kiểm sốt phanh ..................................................................... 70
Hình 3.53 Các thành phần kiểm sốt phanh ..................................................................... 71
Hình 3.54 Cảm biến hành trình bàn đạp phanh ................................................................ 72
Hình 3.55 Cấu trúc cảm biến bàn đạp phanh .................................................................... 72
Hình 3.56 Kiểm sốt phanh tái sinh .................................................................................. 73
Hình 3.57 Lực phanh đĩa sau ............................................................................................ 74
Hình 3.58 Hỗ trợ Phanh .................................................................................................... 75
Hình 3.59 VSV.................................................................................................................. 76
Hình 3.60 Hệ thống lái 2001 2003 Prius .......................................................................... 77
Hình 3.61 Hệ thống lái Prius 2004 ................................................................................... 77
Hình 3.62 EPS hệ thống lái ............................................................................................... 78
Hình 3.63 Giao tiếp đa kênh ............................................................................................. 79
Hình 3.64 Sơ đồ hệ thống giao tiếp trên xe ...................................................................... 79
Hình 3.65 Sơ đồ hệ thống điều khiển ECU HV................................................................ 88
Hình 3.66 Truyền thơng tin tới ECU HV ......................................................................... 89
Hình 3.67 Sơ đồ nguyên lý cụm bánh răng hành tinh ...................................................... 92

Hình 3.68 Sơ đồ hệ thống điều khiển Rơle ....................................................................... 93
Hình 3.69 Sơ đồ hệ thống điều khiển ECU động cơ ........................................................ 94
Hình 3.70 Sơ đồ hệ thống điều khiển bộ đổi điện ............................................................ 95
Hình 3.71 Sơ đồ hệ thống ECU điều khiển trượt.............................................................. 96
Hình 3.72 Sơ đồ hệ thống điều khiển ECU ắc quy ........................................................... 97
Hình 3.73 Hệ thống điều khiển SOC ................................................................................ 98
Hình 3.74 Sơ đồ điều khiển quạt làm mát ........................................................................ 99
Hình 3.75 Hệ thống điều khiển trong khi gặp tai nạn ..................................................... 100
Hình 3.76 Chế độ EV ...................................................................................................... 101
Hình 3.77 Đèn chỉ báo và cảnh báo ................................................................................ 101
Hình 3.78 Sơ đồ mơmen của cụm truyền hành tinh ....................................................... 105
Hình 3.79 Sơ đồ mơmen của cụm truyền hành tinh ....................................................... 106
Hình 3.80 Sơ đồ mơmen của cụm truyền hành tinh ....................................................... 106
Hình 3.81 Sơ đồ mơmen của cụm truyền hành tinh ....................................................... 107


Hình 3.82 Sơ đồ mơmen của cụm truyền hành tinh ....................................................... 108
Hình 3.83 Sơ đồ mơmen của cụm truyền hành tinh ....................................................... 109
Hình 3.84 Sơ đồ mơmen của cụm truyền hành tinh ....................................................... 110
Hình 3.85 Sơ đồ mơmen của cụm truyền hành tinh ....................................................... 111
Hình 3.86 Sơ đồ mơmen của cụm truyền hành tinh ....................................................... 112
Hình 3.87 Sơ đồ mơmen của cụm truyền hành tinh ....................................................... 113
Hình 3.88 Sơ đồ mơmen của cụm bánh răng hành tinh .................................................. 114
Hình 3.89 Sơ đồ mơmen của cụm truyền hành tinh ....................................................... 114
Hình 3. 90 Sơ đồ mômen của cụm truyền hành tinh ...................................................... 115
Hình 5.1 Sơ đồ hệ thống cảm biến nhiệt độ pin HV ....................................................... 124
Hình 5.2 Giới hạn kiểm sốt SOC .................................................................................. 125
Hình 5.3 Giắc nối pin ...................................................................................................... 126
Hình 5.4 Cụm phụ khung pin.......................................................................................... 127
Hình 5.5 Giắc nối pin ...................................................................................................... 128

Hình 5.6 Cáp pin ............................................................................................................. 129
Hình 5.7 Khối chức năng pin .......................................................................................... 129
Hình 5.8 Sơ đồ dịng pin ................................................................................................. 130
Hình 5.9 Giắc nối c4 ....................................................................................................... 131
Hình 5.10 Pin HV ........................................................................................................... 131
Hình 5.11 Giắc nối c1 và c4 ........................................................................................... 133
Hình 5.12 Sơ đồ mạch điện............................................................................................. 134
Hình 5.13 A59 và A22 .................................................................................................... 135
Hình 5.14 Giắc nối A59 .................................................................................................. 136
Hình 5.15 Hộp sàn .......................................................................................................... 137
Hình 5.16 Sơ đồ mạch điện............................................................................................. 138
Hình 5.17 Đầu nối máy nén ............................................................................................ 139
Hình 5.18 Đầu nối D12 ................................................................................................... 139
Hình 5.19 Đầu nối A21 và D12 ...................................................................................... 141
Hình 5.20 Giắc nối D12 .................................................................................................. 143
Hình 5.21 Hộp ECU ........................................................................................................ 144
Hình 5.22 A21 ................................................................................................................. 145
Hình 5.23 Hộp ECU ........................................................................................................ 146


Hình 5.24 D12 ................................................................................................................. 147
Hình 5.25 Hộp ECU ........................................................................................................ 148
Hình 5.26 Sơ đồ mạch điện............................................................................................. 150
Hình 5.27 Rơle IGCT ..................................................................................................... 151
Hình 5.28 Rơle máy và cụm kết nối ............................................................................... 151
Hình 5.29 Sơ đồ mạch điện............................................................................................. 152
Hình 5.30 A22 và A59 .................................................................................................... 154
Hình 5.31 A59 ................................................................................................................. 155
Hình 5.32 Đầu ra P0AFC-123 ........................................................................................ 158
Hình 5.33 Pin HV ........................................................................................................... 158

Hình 5.34 Sơ đồ dịng điện pin ....................................................................................... 160
Hình 5.35 Sơ đồ mạch điện............................................................................................. 161
Hình 5.36 Giắc nối c1 ..................................................................................................... 163


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1 So sánh ưu nhược điểm giữa 3 kiểu hệ thống phối hợp công suất .................... 16
Bảng 3.1 So sánh lượng khí thải giữa THS và THS-II ..................................................... 18
Bảng 3.2 Những điểm khác nhau chính của THS và THS-II ........................................... 19
Bảng 3.3 Các thông số kỹ thuật của động cơ .................................................................... 23
Bảng 3.4 Hệ thống điều khiển động cơ 1NZ-FXE ........................................................... 24
Bảng 3.5 Thông tin MPX .................................................................................................. 28
Bảng 3.6 Thông số kỹ thuật của MG1 .............................................................................. 43
Bảng 3.7 Thông số kỹ thuật của MG2 .............................................................................. 43
Bảng 3.8 Thông số kỹ thuật .............................................................................................. 50
Bảng 3.9 Thông số kỹ thuật quạt làm mát ắc quy ............................................................. 53
Bảng 3.10 Biểu đồ AVC-LAN .......................................................................................... 80
Bảng 3.11 Hệ thống điều khiển Toyota Prius ................................................................... 82
Bảng 3.12 Đèn báo trên Taplo ........................................................................................ 102
Bảng 3.13 Mơ tả các tình trạng nạo và phát điện của MG1 và MG2 ............................. 104
Bảng 4.1 Tín hiệu được ủy quyền CARB ....................................................................... 116
Bảng 4.2 Danh sách dữ liệu hoạt động ........................................................................... 118
Bảng 5.1 Tham khảo mô tả dành cho DTC P0A9C-123 ................................................ 121
Bảng 5.2 Điều kiện phát hiện sự cố ................................................................................ 121
Bảng 5.3 Nhiệt độ sự cố pin ............................................................................................ 121
Bảng 5.4 Màn hình giám sát ........................................................................................... 122
Bảng 5.5 Điều kiện cho phép .......................................................................................... 122
Bảng 5.6 Quy cách vận hành .......................................................................................... 123
Bảng 5.7 Điện áp tiêu chuẩn ........................................................................................... 128
Bảng 5.8 Điện áp tiêu chuẩn ........................................................................................... 130

Bảng 5.9 Kháng chuẩn (kiểm tra hở mạch) .................................................................... 132
Bảng 5.10 Điện trợ tiêu chuẩn ........................................................................................ 132
Bảng 5.11 Giá trị cảm biến pin hiển thị .......................................................................... 133
Bảng 5.12 Điều kiện phát hiện sự cố .............................................................................. 134
Bảng 5.13 Tiêu chuẩn ..................................................................................................... 135
Bảng 5.14 Tiêu chuẩn ..................................................................................................... 136
Bảng 5.15 Phát hiện sự cố ............................................................................................... 137


Bảng 5.16 Phát hiện sự cố ............................................................................................... 138
Bảng 5.17 Tiêu chuẩn ..................................................................................................... 139
Bảng 5.18 Điện áp tiêu chuẩn ......................................................................................... 140
Bảng 5.19 Kết quả ........................................................................................................... 140
Bảng 5.20 Điện áp tiêu chuẩn ......................................................................................... 141
Bảng 5.21 Tiêu chuẩn (Kiểm tra Hở).............................................................................. 141
Bảng 5.22 Tiêu chuẩn (Kiểm tra ngắn mạch) ................................................................. 142
Bảng 5.23 Tiêu chuẩn ..................................................................................................... 142
Bảng 5.24 Điện áp tiêu chuẩn ......................................................................................... 143
Bảng 5.25 Tiêu chuẩn ..................................................................................................... 144
Bảng 5.26 Điện áp tiêu chuẩn ......................................................................................... 145
Bảng 5.27 Điện áp tiêu chuẩn ......................................................................................... 146
Bảng 5.28 Tiêu chuẩn (kiểm tra Hở) .............................................................................. 147
Bảng 5.29 Điện trở tiêu chuẩn (kiểm tra cho ngắn mạch) .............................................. 147
Bảng 5.30 Tiêu chuẩn ..................................................................................................... 147
Bảng 5.31 Điện áp tiêu chuẩn ......................................................................................... 148
Bảng 5.32 Tiêu chuẩn ..................................................................................................... 149
Bảng 5.33 Điện áp tiêu chuẩn ......................................................................................... 149
Bảng 5.34 Phát hiện sự cố ............................................................................................... 149
Bảng 5.35 Kiểm tra kết nối ............................................................................................. 150
Bảng 5.36 Điện áp tiêu chuẩn ......................................................................................... 151

Bảng 5.37 Phát hiện sự cố ............................................................................................... 152
Bảng 5.38 Tiêu chuẩn ..................................................................................................... 153
Bảng 5.39 Tiêu chuẩn ..................................................................................................... 154
Bảng 5.40 Tiêu chuẩn ..................................................................................................... 155
Bảng 5.41 Tham khảo mô ta cho DTC P0A9C-123 ....................................................... 156
Bảng 5.42 Điều kiện DTC............................................................................................... 157
Bảng 5.43 Quy trình vận hành ........................................................................................ 157
Bảng 5.44 Kết quả ........................................................................................................... 159
Bảng 5.45 Phát hiện sự cố ............................................................................................... 160
Bảng 5.46 Màn hình giám sát ......................................................................................... 160
Bảng 5.47 Quy trình vận hành ........................................................................................ 161


Bảng 5.48 Điện áp tiêu chuẩn ......................................................................................... 163


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
Ắc quy HV: Ắc quy High Volt: Ắc quy điện áp cao
AC: Alternating Current: Dòng điện xoay chiều
A/C: Air Conditioning: Điều hịa khơng khí
A/F: Air/Fuel Ratio: Tỉ lệ khơng khí/nhiên liệu
CVT: Continuously Variable Transmission: Hộp số biến thiên vơ cấp
DC: Direct Current: Dịng điện một chiều
DOHC: Double Overhead Camshafts: Hai trục cam đơn trên nắp máy
ECM: Electronic Control Module: Bộ phận điều khiển điện tử
ECU = ECM: Electronic Control Unit: Bộ điều khiển điện tử
EGR: Exhaust Gas Recirculation: Luân hồi khí thải
ETCS-i: Electric Throttle Control System with Intelligence: Hệ thống điều khiển
bướm ga điện tử thông minh
EV Mode: Electric Vehicle Mode: Chế độ xe chỉ chạy bằng điện (motor)

FWD: Front Wheel Drive: Bánh xe dẫn động cầu trước chủ động
HC: Hydrocarbons: Khí hydro các bon
HCAC: Hydrocarbon Absorption and Catalyst: Hấp thụ hydrocacbon và chất xúc
tác
HV ECU: Hybrid Vehicle ECU: ECU điều khiển kết hợp trên ôtô Hybrid
MG1: Motor Generator 1: Tổ hợp motor điện – máy phát số 1
MG2: Motor Generator 2: Tổ hợp motor điện – máy phát số 2
mph: mile per hour: Dặm trên giờ
hp: horse power : Mã lực
PSD: Power Split Device : Bộ phân chia công suất
RWD: Rear Wheel Drive: Bánh xe dẫn động cầu sau chủ động
SMR: System Main Relay: Hệ thống rơle chính
SOC: State of Charge: Tình trạng nạp
THS: Toyota Hybrid System
TWC: Three Way Catalyst: Bộ xúc tác ba tác dụng
VSV: Vacuum Switching Valve: Van chuyển mạch chân không
VVT-i: Variable Valve Timing with Intelligence: Van điều khiển góc phối khí
thơng minh
4WD: Four Wheel Drive: Dẫn động bốn bánh chủ động


CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN ĐỒ ÁN
1.1 Lý do chọn đề tài
Phương tiện giao thông là một trong những nguyên nhân gây ra ơ nhiễm mơi trường
và hiệu ứng nhà kính. Phương tiện giao thông không những gây ra ô nhiễm mơi
trường và khí thải mà cịn gây ơ nhiễm về tiếng ồn những tác nhân gây ô nhiễm đã
là mục tiêu nghiên cứu của nhiều nhà khoa học từ rất lâu. Đã có rất nhiều phương
pháp được đưa ra để giảm mức độ ơ nhiễm về khí thải và tiếng ồn như thay thế nguồn
nhiên liệu hay hoàn thiện hơn về động cơ. Các phương pháp này càng cần thiết khi
giá dầu thơ đang tăng rất nhanh và rất khó kiểm soát được như hiện nay.

Trong những năm qua nhà nước phải dùng ngân sách bù lỗ xăng dầu với mục đích
ổn định giá cả của mặt hàng này trên thị trường nhằm ổn định giá cả của các mặt
hàng khác. Tuy vậy, hiện nay giá cả của dầu thô trên thị trường thế giới ngày càng
tăng cao, nhà nước đã khơng cịn khả năng bù lỗ. Mặt khác, dự trữ dầu thơ trên thế
giới ngày càng cạn kiệt. Chính vì vậy việc sử dụng năng lượng mới thay thế hoặc
kết hợp với nhiên liệu lỏng là giải pháp hữu hiệu nhất hiện nay.
Với sự phát triển như vũ bão của khoa học kỹ thuật, những thành tựu đó đã giúp cho
ngành công nghiệp ôtô phát triển vượt bậc, hiện nay đã có những cơng nghệ mới áp
dụng trên các loại ôtô nhằm bảo vệ môi trường và tiết kiệm nhiên liệu.
Vậy làm thế nào để sản xuất được loại ôtô không gây ô nhiễm môi trường và tiết
kiệm nhiên liệu? Ơtơ sử dụng năng lượng điện, pin đều khơng dễ thực hiện. Hiện
nay, ơtơ Hybrid là dịng ơtơ dùng nguồn năng lượng tổng hợp để giải quyết các vấn
đề trên. Ơtơ Hybrid đã giảm lượng khí thải ra ngồi môi trường, giảm tiếng ồn và
giảm tới một nửa lượng nhiên liệu tiêu thụ. Vì những lí do trên chúng tôi thực hiện
nghiên cứu đề tài: “Khảo sát công nghệ xe Hybrid (Toyota Prius)”.
1.2 Mục đích nghiên cứu
Khảo sát các hệ thống ô tô Toyota Prius, nguyên lý điều khiển, bộ phận chia công
suất, các cảm biến, cơ cấu chấp hành.
Các sự cố trên xe Toyota Prius và cách kiểm tra, sửa chữa.

1


1.3 Đối tượng nghiên cứu
Xe ô tô Toyota Prius.
1.4 Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp tìm tài liệu.
Phương pháp đọc, dịch tài liệu tiếng anh.
Phương pháp chọn lọc tài liệu.
Phương pháp áp dụng phần mềm tra cứu ALLDATA.

1.5 Đóng góp của luận văn
Khảo sát về công nghệ xe Hybrid (Toyota Prius).
Giúp người đọc hiểu hơn xe công nghệ xe Hybrid. (Toyota Prius).
Làm tài liệu cho những người quan tâm.

2


CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN Ô TÔ HYBRID
2.1. Giới thiệu chung và nguyên nhân ra đời ô tô Hybrid
Được phát minh vào khoảng 300 năm trước bởi nhà phát minh người Pháp Nicolas
- Joseph Cugnot (1725-1804), xe ô tô ngày nay đã trở thành một trong những phương
tiện giao thông không thể thiếu trong xã hội lồi người. Cũng chính vì thế mà tình
trạng ơ nhiễm khơng khí trầm do khí thải từ động cơ ô tô đang là một trong những
vấn đề nhức nhối của nhiều quốc gia hiện nay.
Để có thể giảm thiểu được ơ nhiễm mơi trường từ ô tô, từ lâu đã có nhiều giải pháp
kỹ thuật mang nhiều hứa hẹn như: ô tô chạy điện, ô tơ dùng pin nhiên liệu, động cơ
khí nén v.v... Tuy nhiên, những công nghệ kể trên vẫn chưa thể đưa vào sử dụng
được vì cịn nhiều giới hạn về cơng nghệ. Đối với ô tô chạy điện, việc nạp lại pin
cần đến ít nhất 4 giờ đồng hồ, khuyết điểm này giới hạn tầm sử dụng của ô tô chạy
điện. Đối với công nghệ fuel cell, hydro lỏng phải được lưu trữ ở nhiệt độ cực thấp,
vì thế chỉ có thể thích hợp với những quốc gia có khí hậu băng giá. Cả hai công nghệ
trên cùng vướng phải một vấn đề chung đó là phải xây dựng lại tồn bộ hệ thống cơ
sở cung cấp nhiên liệu. Những sự giới hạn trên của hai công nghệ tương lai này tạo
ra một khoảng trống giữa nhu cầu bảo vệ môi trường và cơng nghệ ơ tơ truyền thống.

Hình 2.1 Cấu tạo xe Hybrid

Fuel Cell, một giải pháp cho ô tô “sạch” nhưng vẫn cịn nhiều giới hạn về cơng nghệ.

3


Gần đây một kỹ thuật chế tạo ô tô mới đã được ra đời nhằm phần nào tiết kiệm nguồn
năng lượng không tái sinh được cũng như bảo vệ môi trường trong lúc công nghệ
fuel cell và pin điện được hồn chỉnh. Cơng nghệ Hybrid là một giải pháp được coi
là thành công hiện nay và đã được đưa vào thị trường rộng rải ở các nước phát triển
như Châu Âu, Mỹ và Nhật Bản v.v...
Ngành công nghiệp ô tô trên thế giới đang đứng trước một câu hỏi lớn: Làm thế nào
để sản xuất được loại xe ô tô không làm ô nhiễm môi trường và tiết kiệm năng lượng?
Ơ tơ Hydro, ơ tơ điện, ơ tơ pin mặt trời... đều không dễ thực hiện. Nhưng giờ đây ô
tô Hybrid - dịng ơ tơ dùng nguồn năng lượng tổ hợp - đã trả lời câu hỏi hóc búa trên.
Ơ tơ Hybrid giảm hẳn lượng khí thải độc hại và giảm tới một nửa lượng tiêu thụ
nhiên liệu.
2.2 Lịch sử phát triển ơ tơ Hybrid
Các tập đồn ơ tơ hàng đầu thế giới ra sức cải tiến công nghệ cho phù hợp tiêu chuẩn
khí thải và sự thất thường của giá nhiên liệu. Xe điện trở thành một trong các hướng
phát triển, bên cạnh công nghệ Hybrid và diesel sạch. Trong nhiều thập niên hãng
đã cho ra đời hàng loạt các mẫu xe sử dụng động cơ, bao gồm: động cơ xăng hỗn
hợp nghèo khí cháy, động cơ xăng phun nhiên liệu trực tiếp và động cơ diesel phun
nhiên liệu trực tiếp dùng trên cả xe hơi và xe lửa.
“Năng lượng sạch” để bảo vệ môi trường là xu thế phát triển chung của thế giới.
Mục tiêu sản xuất ra các loại xe thân thiện với môi trường, không tốn nhiên liệu
được đề cao như một trách nhiệm và mục tiêu phát triển. Các hãng đã liên tục nghiên
cứu và cho ra đời nhiều động cơ được thay đổi để có thể sử dụng các nhiên liệu thay
thế như động cơ chạy bằng khí nén tự nhiên (CNG) hoặc động cơ điện.Nhìn lại lịch
sử phát triển của xe điện, chúng ta hãy cùng đến với 6 chiếc xe là dấu mốc quan
trọng của cơng nghệ mới mẻ này theo bình chọn của MSNBC.
1922 – Detroit Electric model 90
Xe điện đã được phát triển từ khá lâu. Thậm chí chúng cịn thông dụng hơn xe chạy

xăng vào thời kỳ đầu của xe hơi. Do khó khăn trong việc khởi động xe bằng cách
quay tay (như những chiếc công nông ở Việt Nam hồi thế kỷ trước) nên xe điện rất
được phụ nữ ưa chuộng. Và theo các nhà sử học, cũng vì được phụ nữ ưa chuộng

4


mà xe điện trở thành kiêng kỵ đối với các quý ông, không người đàn ông nào muốn
bị bắt gặp đang ngồi trên một chiếc ơ tơ chạy điện.

Hình 2.2 Xe Detroit Electric model 90

Có nhiều hãng sản xuất xe điện vào thời đó như Babcock Electric (1916 - 1912),
Baker Electric (1899 - 1916), Ohio Electric (1908 - 1918)… Detroit Electric là nhà
sản xuất xe điện nổi tiếng nhất và tồn tại lâu nhất, từ 1907 đến tận 1942. Chính vợ
của Henry Ford, Clara Ford, đã nảy sinh mâu thuẫn với chồng khi khơng lựa chọn
sản phẩm của gia đình là Model T, thay vào đó là một chiếc Detroit Electric 1914.
Bà thường dùng chiếc xe đó để đi thăm bạn bè và họ hàng.
1974 – Sebring-Vanguard Citicar
Trong thời kỳ xảy ra khủng hoảng năng lượng những năm 1970, Sebring - Vanguard
Citicar được lựa chọn thay cho các phương tiện giao thông khác, tạo nên cơn sốt xe
cỡ nhỏ. Cho tới 1977, nhà sản xuất đã bán được tới 2.300 chiếc Citicar có giới hạn
chạy 80 km và tốc độ tối đa 45 km/h. Khách hàng cũng có thể lựa chọn nâng cấp từ
phiên bản 3.5 mã lực lên 5 mã lực với tốc độ tối đa lên khoảng 60 km/h. Vỏ nhựa có
tới 5 lựa chọn màu.Thiết kế nhỏ gọn giúp bán kính quay xe chỉ có 3m.

5


Hình 2.3 Xe Sebring-Vanguard Citicar

Đến 1976, số lượng Citicar tiêu thụ đã đưa Sebring – Vanguard lên vị trí thứ 6 tại
Mỹ (sau GM, Ford, Chrysler, AMC và Checker). Sau đó, tập đồn Commuter
Vehicles đã mua lại thiết kế Citicar và đổi tên là Commuter - Car. Phiên bản nâng
cấp được tiếp tục sản xuất vào năm 1979, có khoảng 2 nghìn chiếc Comuta - Car và
Comuta-van đã được xuất xưởng. Với 4.300 chiếc, Citicar, hay Comuta - Car, hiện
đang giữ kỷ lục về lượng xe điện sản xuất trong lịch sử ngành ô tô.
1996 – General Motor EV1
Những năm đầu thập kỷ 90, GM đã đổ hàng tỷ USD vào nghiên cứu xe điện và cho
ra đời mẫu xe điện đầu tiên của hãng - EV1. Thế hệ đầu tiên của EV1 gắn ắc quy chì
- axit, giới hạn chạy từ 120 đến 160 km. Thế hệ thứ 2 thay bằng ắc quy niken hydrua
nâng giới hạn chạy lên 120 đến 240 km nhưng vẫn không đáp ứng được nhu cầu của
người dùng khi đó. Mặc dù được coi là chiếc xe điện tốt nhất thế giới nhưng EV1
vẫn không thể so sánh với động cơ đốt trong.

6


Hình 2.4 Xe General Motor EV1

Một vấn đề nữa là giá của chiếc xe. GM chỉ cho phép thuê EV1 trong 3 năm hoặc
48 nghìn km với giá từ 34 nghìn đến 44 nghìn USD. Giải pháp duy nhất cho EV1 là
ngừng sản xuất do khơng thể hịa vốn.
2002 - Ford Th!nk City Và Toyota

Hình 2.5 Xe Ford Th!nk City Và Toyota

Toyota đã lần đầu tiên giới thiệu ra thị trường dòng xe sử dụng động cơ chạy bằng
nhiên liệu Hybrid Toyota FCHV. Tiếp theo đó các mẫu xe Hybrid như Toyota Prius,
Futuristic Toyota Hybrid X, 2007 Toyota Camry Hybrid, Toyota FT-HS, v.v…lần

lượt ra đời đã khẳng định tên tuổi của hãng trên thị trường dòng xe Hybrid.
Ford Th!nk City

7


Cháu trai của Henry Ford, Bill Ford, đã mạo hiểm đưa tập đồn của mình vào nghiên
cứu cơng nghệ xe sạch sau khi ông lên làm chủ tịch kiêm Tổng Giám đốc Ford. Khởi
đầu bằng việc mua lại hãng sản xuất xe điện Nauy - Th!nk. Th!nk từng nổi tiếng từ
trước đó với những chiếc xe sân golf đáng tự hào, nhưng với City, thương hiệu này
mới có được một chiếc xe thực thụ.

Hình 2.6 Xe Ford Th!nk City

Th!nk City là chiếc xe điện đầu tiên trên thế giới vượt qua kiểm tra va đập và đủ chất
lượng chạy đường cao tốc năm 2008. Tốc độ tối đa 105 km/h và giới hạn chạy 210
km/1 lần sạc, tăng tốc lên 50 km/h trong 6,5 giây và lên 80 km/h trong 16 giây.
Tuy nhiên, vào năm 2002, khi City vẫn còn trong tay Ford, City từng bị thu hồi rất
nhiều do các lỗi kỹ thuật. Ford đã quyết định dừng chiến dịch quảng bá cho City và
bán lại cho một tập đoàn sản xuất xe điện của Thụy Sĩ, những chiếc City được xuất
khẩu ngược lại Nauy do nhu cầu xe điện tại đây đang cao. Th!nk City được sản xuất
tiếp vào năm 2007.
2008 – GEM e4
Chrysler đã đầu tư vào hãng sản xuất xe điện Global Electric Motocars, họ nhận thấy
tiềm năng của thị trường xe điện tốc độ thấp hay còn gọi là NEV (Neighborhood
electric vehicle).

8

Hình 2.7 Xe GEM e4

Mặc dù chỉ có vận tốc tối đa 40 km/h và giới hạn chạy 48km nhưng những chiếc xe
của GEM được ứng dụng khá rộng rãi và phù hợp u cầu của nhiều loại hình cơng
việc. 6 mẫu xe cơ bản của GEM là e2 (2 chỗ), e4 (4 chỗ), e6 (6 chỗ), eS, eL, eL XD
(thêm giá chở hàng phía sau) được sử dụng hàng ngày trong các mục đích như đi
dạo, tuần tra đường phố hoặc công viên, chở khách du lịch, bán hàng lưu động, sử
dụng trong bệnh viện, sân bay hay sân golf…
Đến nay, hơn 35 nghìn chiếc GEM đã được sản xuất và tiêu thụ và tiềm năng của
GEM vẫn còn rất lớn.
2011- Chevrolet Volt
Bước phát triển tiếp theo của ngành công nghiệp xe điện được trông chờ vào
Chevrolet Volt, hứa hẹn sẽ được đưa ra thị trường với phiên bản 2011. Mặc dù được
Hiệp hội kỹ sư ngành ô tô xếp vào loại xe plug-in Hybrid (Hybrid sạc điện gia dụng),
những nhà sản xuất lại tránh dùng từ “ Hybrid ” để chỉ chiếc xe của họ.

Hình 2.8 Xe Chevrolet Volt
9