Chuyên đề hộp số tự động và phanh ABS

LỜI NĨI ĐẦU Sản xuất tơ giới ngày tăng vượt bậc, ô tô trở thành phương tiện quan trọng vận tải hành khách hàng hóa cho ngành kinh tế quốc dân, đồng thời trở thành phương tiện tư nhân nước có kinh tế phát triển Do mật độ tô đường ngày tăng tốc độ chuyển động ngày cao vấn đề tai nạn giao thông đường vấn đề cấp thiết hàng đầu phải quan tâm Một nguyên nhân người gây (như lái xe say rượu, mệt mỏi, buồn ngủ ) Do hư hỏng máy móc trục trặc kỹ thuật đương xá xấu Trong nguyên nhân hư hỏng máy móc trục trặc kỹ thuật tỉ lệ tai nạn giao thơng hệ thống phanh 52.2 % đến 74.4% Từ số liệu thấy tai nạn hệ thống phanh chiếm tỉ lệ lớn mà hệ thống phanh cải tiến, tiêu chuẩn thiết kế, chế tạo sử dụng nghiêm ngặt chặt chẽ nhằm tăng hiệu phanh tính ổn định hướng, tăng độ tin cậy làm việc với mục đích đảm bảo an tồn chuyển động tơ Trong cải tiến có hệ thống phanh trang bị ABS (Anti – Lock Brake System) Nó cịn gọi hệ thống phanh chống bó cứng, hệ thống phanh có ưu điểm vượt trội Nó đảm bảo cho người phương tiện loại đường, giúp cho người lái chủ động tốc độ đảm bảo an toàn giao thông cho tất người Trong chuyên đề báo cáo em trình bày hệ thống phanh ABS với hướng dẫn thầy Lê Minh Xuân môn học “Chuyên đề hộp số tự động phanh ABS” Mặc dù viết khơng tránh khỏi thiếu sót chưa thể hoàn chỉnh Mong thầy bạn góp ý để báo cáo hồn thiện tốt hơn! Đà Nẵng, ngày tháng năm 2022 Sinh viên Toan Đỗ Lê Đức Toàn Chương TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH ABS Tổng quan hệ thống thủy lực 1 Định luật Pascal Vào đầu kỷ 17, Blaise Pascal, nhà khoa học người Pháp, phát đòn bẩy thủy lực dựa vào tính chất gần khơng thể nén chất lỏng Thơng qua thí nghiệm phịng thí nghiệm, ông chứng minh lực chuyển động truyền chất lỏng Thử nghiệm với piston - xilanh có kích thước khác nhau, Pascal phát lợi học thu hệ thống áp suất thủy lực hoàn toàn giống địn bẩy học Từ liệu phịng thí nghiệm mà Pascal thu thập được, ông xây dựng Định luật Pascal, nêu rõ: "Áp suất tĩnh bên tác dụng lên chất lỏng truyền theo hướng hoạt động với lực nhau." 1.2 Công thức định luật Pascal Công thức định luật Pascal F=P.A Trong F: Lực (N) P: Áp suất (N/m2) A: Diện tích (m2) 1.3 Áp suất Áp suất khơng khác lực (kg) chia theo diện tích (m2), lực đơn vị diện tích Với khối 100kg sử dụng diện tích 10m ; áp suất gây khối là: 100kg / 10m2hoặc 10kg mét vuông 1.4 Áp suất thủy lực Áp lực tác động lên chất lỏng cách áp dụng lực vào số khu vực định tiếp xúc với chất lỏng Ví dụ điển hình xi lanh chứa đầy chất lỏng, piston lắp kín với thành xi lanh có lực áp dụng vào piston, áp suất tăng chất lỏng Phải có lực cản dịng chảy để tạo áp lực Do đó, piston phải lắp kín với xilanh hoạt động hệ thủy lực Một cách giải thích khác Định luật Pascal là: "Áp lực lên chất lỏng hạn chế truyền không suy giảm theo hướng." Bất kể hình dạng kích thước thùng chứa, áp suất trì hệ thủy lực Nói cách khác, áp lực chất lỏng khắp nơi Áp suất phía gần piston giống hệt thùng chứa, áp suất hai bên xilanh hệ thủy lực 1.5 Sự khuyếch đại lực Sự tăng lên lực hệ thống thủy lực tổng diện tích tiếp xúc lực tác động lên chất lỏng Khái niệm "Áp suất khắp nơi", có nghĩa áp suất bên hai piston Nó thực chất sử dụng khác diện tích piston thông qua không đổi áp suất để di chuyển đối tượng lực nhỏ 1.6 Hành trình piston Ở hệ thủy lực để di chuyển piston lớn khoảng cách 1m piston nhỏ cần phải di chuyển gấp 10 lần hành trình piston lớn Nguyên tắc tương tự hệ đòn bẩy học Để nâng vật nặng 1.000kg với lực 25kg cánh tay địn địn bẩy phía tác động lực phải dài 40 lần độ dài từ trọng tâm vật nặng 1000kg đến điểm tựa hệ đòn bẩy Tương tự hành trình di chuyển để nâng vật nặng lên 1m 40 lần 1.7 Hệ thống thủy lực Mỗi hệ thống thủy lực loại áp lực bao gồm phận định Các thành phần hệ thống gồm: Két chứa dầu, bơm dầu, loại van thủy lực, motor, xi lanh dầu, lọc dầu, ống dẫn dầu, thiết bị giải nhiệt dầu, thiết bị đo kiểm soát áp lực phụ kiện Hệ thống thủy lực ứng dụng rộng rãi cơng nghiệp khai thác khống sản hầm mỏ, thủy điện, cơng trình xây dựng, nhà máy xử lý rác thải, tua bin gió nhà máy điện gió, ứng dụng máy móc giới, phương tiện vận chuyển, đóng tàu thuyền, sản xuất lắp ráp tơ, nhà máy hóa chất… Hệ thống ln mang đến hài lịng vận hành liên tục, công suất lớn, tải trọng nặng, đảm bảo an tồn, bền bỉ tốn chi phí Nguyên lý hoạt động: Khi cấp điện cho động điện khởi động cho động diezen, lực quay truyền đến bơm Bơm thủy lực hút dầu chứa bể để chuyển đến hệ thống cấu Áp suất dầu thủy lực bị kiểm soát khống chế van an toàn lắp hệ thống Dầu dẫn đến cấu điều khiển để đưa đến cấu chấp hành Lúc nhờ vào lưu lượng áp lực dầu bơm sinh mà tạo động tịnh tiến quay Dầu sau thực truyền lượng xong dẫn thùng chứa để lọc tản nhiệt trước bắt đầu chu kỳ Hệ thống phanh xe Ơ tơ thời chủ yếu hệ thống phanh thủy lực Hệ thống phanh ABS 2.1 Hệ thống phanh ABS gì? Lịch sử phát triển hệ thống phanh ABS Hệ thống phanh chống bó cứng ABS (Viết tắt từ Anti – Lock Brake System) hệ thống an tồn xe tô ABS hệ thống phanh điều khiển điện tử có tính ngăn ngừa hãm cứng bánh xe tình khẩn cấp cần giảm tốc Điều tránh tượng văng trượt đồng thời giúp người lái kiểm soát hướng lái dễ dàng Đảm bảo ổn định cho thân xe ô tô Đối với dịng xe khơng trang bị hệ thống phanh ABS dễ rơi vào tình trạng trượt, độ bám đường giảm thấp mức cho phép bánh xe, lực truyền cho bánh xe không giúp ô tô tiến lên ngược lại dễ gây kiểm soát Lịch sử phát triển hệ thống phanh ABS 1952 ABS trang bị cho máy bay Dunlop 1969 ABS trang bị bánh sau Ford & Kelsey Hayes 1971 ABS trang bị bốn bánh Chrysler & Bendix 1978 ABS sản xuất hàng trang bị Mercedes Benz 1984 Hệ thống ABS tích hợp ITT-Teves - Từ đầu năm 1990 ABS bắt đầu cung cấp xe cỡ trung nhỏ chi phí giảm đáng kể độ hiệu hệ thống tiêu chuẩn an toàn Ý tưởng chức ABS: Mối quan hệ lực phanh hệ s ố trượ t c ó thể hiểu rõ qua đồ thịở Lực phanh không tỷ lệ v ới hệ số trượt, đạt cực đại hệ số trượ t nằm khoảng 10-30% Vượ t quá30%, lực phanh giảm dần Do , để trì mức tối đa lực phanh, cần phải trì h ệ số trượt giới hạn 1030% thời điểm Ngoài ra, cần phải giữ lực quay vịng mức cao để trì ổn định hướ ng Để thực điều này, người ta thiết kế hệ thống ABS để tăng hiệu suất phanh tối đa cách sử dụng hệ số trượt 1030% điều kiện mặt đường, đồng thời giữ lực quay vòng cao tốt để trì ổn đị nh hướ ng Trên mặt đường trơn có hệ s ố ma sát thấp đường có nhựa ướ t, nước mưa quãng đường phanh tăng lên so với mặt đường có trị số ma sát cao, nên có ABS tác độ ng, phải giảm tốc độ chạy mặt đường Trên đường thô nhám, sỏi tác động ABS dẫn đến quãng đường hãm dài xe khơng lắp ABS Ngồi ra, tiếng độ ng độ rung phát sinh tác động ABS báo cho người lái biết ABS hoạt động 2.2 Ưu điểm hệ thống phanh ABS Hệ thống chống bó cứng phanh thiết kế để ngăn chặn khóa cứng bánh xe loại điều kiện đường Trong trình phanh, người lái xe sẽ: Giữ ổn định định hướng (Ổn định xe) Rút ngắn khoảng cách thời gian phanh Giữ quyền kiểm soát tối đa người lái xe Hình 2.1 Hướng di chuyển xe có ABS ABS cung cấp ổn định xe xe dừng lại.Tuy nhiên hệ thống phanh ABS phát huy tác dụng xe đạt đến tốc định Ở tốc độ thấp phanh ABS khơng phát huy tác dụng Hình 2.2 Sự khác có khơng có ABS Khơng có ABS Có ABS 2.3 Các kiểu ABS Hệ thống ABS thường có kiểu chính: - LOẠI KÊNH CẢM BIẾN: Loại thường sử dụng cho xe FF (Động phía trước – Bánh trước chủ động) có đường phanh bố trí hình chữ X Sử dụng cảm biến tốc độ bánh xe có kênh điều khiển thủy lực độc lập tới bánh Hình 2.3 Loại kênh - cảm biến - LOẠI KÊNH CẢM BIẾN: Loại thường sử dụng cho xe FR (Động phía trước – Bánh sau chủ động) có đường phanh bố trí kiểu chữ H Hai bánh trước có hai cảm biến, điều khiển độc lập hai kênh thủy lực bánh sau điều khiển có hai cảm biến - LOẠI KÊNH CẢM BIẾN: Hai bánh trước có hai cảm biến điều khiển độc lập, hai bánh sau dùng chung cảm biến (thường lắp visai) điều khiển kênh thủy lực - LOẠI KÊNH CẢM BIẾN: Kiểu bố trí kiểm soát áp suất bánh sau cảm biến 2.4 Cấu tạo hệ thống phanh ABS Hệ thống phanh ABS bao gồm phận sau đây: - ECU điều khiển trượt: Bộ phận xác định mức trượt bánh xe mặt đường dựa vào tín hiệu từ cảm biến điều khiển chấp hành phanh Một số kiểu xe có ECU điều khiển trượt lắp chấp hành phanh - Công tắc phanh: báo cho ECU biết người lái đạp phanh dừng đạp phanh - Bộ chấp hành phanh: Bộ chấp hành phanh (các cuộn dây solenoid điều khiển đóng mở van) điều khiển áp suất thuỷ lực xilanh bánh xe tín hiệu điều khiển từ ECU điều khiển trượt - Cảm biến tốc độ: Cảm biến tốc độ phát tốc độ bánh xe truyền tín hiệu đến ECU điều khiển trượt Ngồi ra, táp lơ điều khiển cịn có: -Đèn báo táp-lơ: Đèn báo ABS, ECU phát thấy trục trặc ABS hệ thống hỗ trợ phanh, đèn bật sáng để báo cho người lái -Đèn báo hệ thống phanh, đèn sáng lên đồng thời với đèn báo ABS, báo cho người lái biết có trục trặc hệ thống ABS EBD - Công tắc đèn phanh: Công tắc phát bàn đạp phanh đạp xuống truyền tín hiệu đến ECU điều khiển trượt ABS sử dụng tín hiệu cơng tắc đèn phanh Tuy nhiên dù khơng có tín hiệu cơng tắc đèn phanh công tắc đèn phanh bị hỏng, việc điều khiển ABS thực lốp bị bó cứng Trong trường hợp này, việc điều khiển bắt đầu hệ số trượt trở nên cao (các bánh xe có xu hướng khố cứng) so với cơng tắc đèn phanh hoạt động bình thường - Cảm biến giảm tốc: Chỉ có số loại xe Cảm biến giảm tốc cảm nhận mức giảm tốc xe truyền tín hiệu đến ECU điều khiển trượt Bộ ECU đánh giá xác điều kiện mặt đường tín hiệu thực biện pháp điều khiển thích hợp 2.5 Nguyên lý hoạt động hệ thống phanh ABS -Khi phanh bình thường (ABS không hoạt động) -ABS không hoạt động q trình phanh bình thường ECU khơng gửi dịng điện đến cuộn dây van Do đó, van vị trí ấn xuống lị xo hồi vị cửa “A” mở cửa “B” đóng -Khi đạp phanh, áp suất dầu xi lanhh phanh tăng, dầu phanh chảy từ cửa “A” đến cửa “C” van điện vị trí tới xi lanh bánh xe Dầu phanh không vào bơm van chiều gắn mạch bơm -Khi nhả chân phanh, dầu phanh hồi từ xi lanh bánh xe xi lanh qua cửa “C” đến cửa “A” van chiều số van điện vị trí Khi phanh gấp (ABS hoạt động) Mạch tính quan trọng ABS ECU điều khiển trượt ECU điều khiển trượt phân tích đưa tín hiệu điều khiển van điện từ đề điều khiển áp suất phanh cho phù hợp với điều kiện vận hành Để ngăn chặn hoạt động không ECU, hai vi xử lý so sánh giám sát kết chúng ECU giám sát SAS (Hệ thống đảm bảo an tồn) Watch-Dog thơng minh Một IC điều khiển solenoids kênh Power MOSFET với mạch bảo vệ thay cho rơle xử lý hoạt động solenoid dòng điện lớn ECU điều khiển trượt bao gồm số mạch đây: a) Mạch khuếch đại đầu vào cảm biến tốc độ bánh xe Từ cảm biến tốc độ bánh xe cài đặt bánh xe, dạng sóng dịng điện xen kẽ tương ứng với tốc độ xe vào mạch Các dạng sóng khuếch đại chuyển đổi thành dạng sóng vng, gửi đến Vi điều khiển Tùy loại hệ thống ABS mà số lượng cảm biến tốc độ bánh xe khác số lượng mạch khuếch đại khác b) Vi điều khiển Từ thông tin tốc độ bánh xe nhận về, vi điều khiển tính tốn tốc độ tham chiếu, tỷ lệ trượt, tốc độ tăng tốc/giảm tốc thực lệnh điều khiển van điện từ Mạch phát dạng sóng cảm biến tốc độ bánh xe tạo rotor cảm biến thời điểm Vi điều khiển tính tốn tốc độ tham chiếu cách tích hợp tốc độ bánh xe tạm thời sau so sánh tốc độ tham chiếu tốc độ bánh xe tạm thời để ước tính tỷ lệ trượt tốc độ tăng tốc / giảm tốc Mạch điều khiển tín hiệu giảm áp, giữ áp, tăng áp truyền tín hiệu đến solenoids van điều khiển c) Mạch kích hoạt van điện từ Mạch điều khiển dòng van điện từ bật tắt sở tín hiệu điều khiển giữ, tăng, giảm từ Vi điều khiển d) Bộ điều chỉnh điện áp, Rơle động & Mạch điều khiển rơle, mạch điều khiển đèn, mạch thông tin liên lạc Giám sát điện áp cung cấp (5V, 12V) sử dụng cho ECU ổn định phạm vi điện áp hoạt động Phát lỗi hệ thống kích hoạt rơle van, rơle động Hệ thống bị lỗi, hệ thống ABS bị hỏng đèn cảnh báo ABS bật sáng để thông báo cho người lái xe lỗi hệ thống Trong ABS gặp trục trặc phanh hoạt động xe không trang bị ABS 3.2 Mạch an tồn – Tính tự chẩn đốn Khi chìa khóa bật ON, ECU thực tự kiểm tra mạch hoạt động cảm biến – đèn ABS táp lơ sáng vài giây, kiểm tra hồn thành tắt Nếu đèn báo ABS bật sáng sau vài giây dấu hiệu hệ thống ABS gặp cố Tính tự chẩn đốn hoạt động, theo dõi hệ thống xe vận hành Khi ABS gặp cố xe phanh trạng thái phanh xe khơng trang bị ABS Tính điều khiển ABS hệ số lực bám khác ABS hoạt động mặt đường có hệ số lực phanh cao Trong q trình phanh ban đầu, áp suất phanh xi lanh phanh bánh xe tăng tốc độ bánh xe giảm dần Vào cuối giai đoạn 1, tốc độ bánh xe giảm vượt ngưỡng quy định (-a) Van điện từ tương ứng chuyển sang vị trí "giữ áp suất" Áp suất phanh chưa giảm, tốc độ bánh xe giảm dần xuống ngưỡng λ1 Vào cuối giai đoạn Van điện từ sau chuyển sang vị trí "giảm áp suất", với kết áp suất phanh giảm giảm tốc bánh xe vượt ngưỡng (a) Tốc độ giảm xuống ngưỡng (-a) lần Vào cuối giai đoạn giai đoạn giữ áp suất khoảng dài định Gia tốc bánh xe tăng lên thời gian đến mức vượt ngưỡng (+a) Áp lực phanh không đổi Vào cuối giai đoạn 4, gia tốc vượt ngưỡng tương đối cao (+A) Áp suất phanh sau tăng lên miễn không vượt ngưỡng (+A) Trong giai đoạn 6, áp suất phanh giữ không đổi lần không vượt ngưỡng (+a) Vào cuối giai đoạn này, gia tốc bánh xe giảm xuống ngưỡng (+a) Đây dấu hiệu cho thấy bánh xe vào ổn định hệ số lực phanh / đường cong trượt phanh lực phanh Áp suất phanh xây dựng theo giai đoạn (giai đoạn 7) giảm tốc bánh xe vượt ngưỡng (-a) (kết thúc giai đoạn 7) Lần này, áp suất phanh giảm mà không cần tạo tín hiệu λ1 4.2 ABS hoạt động mặt đường có hệ số lực phanh thấp Với điều kiện bề mặt này, áp lực nhẹ bàn đạp phanh thường đủ để làm cho bánh xe bị khóa cứng trượt Bánh xe cần nhiều thời gian để phanh Mạch logic ECU nhận điều kiện đường xá hành điều chỉnh giai đoạn phanh ABS cho phù hợp Trong giai đoạn 2, kiểm soát phanh xảy theo cách tương tự hệ số lực phanh cao Giai đoạn bắt đầu với giai đoạn giữ áp lực thời gian ngắn Tốc độ bánh xe giảm nhanh so với ngưỡng trượt λ1 Vì tốc độ bánh xe nhỏ giá trị ngưỡng trượt, áp suất phanh giảm thời gian ngắn, giữ Tiếp theo giai đoạn giữ áp lực phanh ngắn ECU thực so sánh tốc độ bánh xe ngưỡng trượt λ1, điều dẫn đến giảm áp suất khoảng thời gian ngắn Bánh xe tăng tốc trở lại giai đoạn giữ áp suất gia tốc bánh xe vượt ngưỡng (+a) Điều dẫn đến áp lực giữ thêm gia tốc ngưỡng (+a) lần (kết thúc giai đoạn 4) Áp lực phanh giai đoạn giữ giai đoạn tích tụ áp suất từ phần trước chu kỳ điều khiển bắt đầu cách giảm áp suất giai đoạn Trong chu kỳ mơ tả trước đó, ECU nhận cần thêm hai bước giảm áp suất để tăng tốc bánh xe lần sau giảm áp suất tín hiệu (-a) Xe chạy phạm vi trượt cao thời gian tương đối dài, điều tối ưu cho ổn định lái xe khả lái xe Để cải thiện hai yếu tố này, so sánh thực liên tục tốc độ bánh xe ngưỡng trượt λ1 điều chu kỳ điều khiển Do đó, áp suất phanh liên tục giảm giai đoạn tăng tốc bánh xe vượt ngưỡng (+a) giai đoạn Do áp suất giảm liên tục, bánh xe chạy với độ trượt cao thời gian ngắn, làm tăng ổn định khả lái xe so với chu kỳ Các lực xuất tác động trình phanh Lực tác động lốp xe Lực ngoại vi (Fu): Lực ngoại vi FU có tác dụng mức mặt đường Nó cho phép người lái sử dụng ga phanh đường để tăng tốc làm chậm xe Lực bình thường (Fn): Lực pháp tuyến FN hàm trọng lượng xe hàng hóa Nó thành phần trọng lượng tác dụng mặt phẳng thẳng đứng xuống mặt đường Mức độ mà lực thực ảnh hưởng đến xe phụ thuộc vào tình trạng mặt đường, tình trạng lốp xe thời tiết Hiệu suất mà lực truyền xuống đường xác định hệ số ma sát lốp bề mặt Lực phanh: Giữa trống / đĩa phanh má phanh sinh lực ma sát (FF) Lực ma sát phụ thuộc vào: Áp lực Giá trị ma sát (Vật liệu má phanh) Cấu tạo hệ thống phanh (phanh đĩa phanh tang trống) 5.2 Phanh, lực bên độ trượt lốp Lực phanh độ trượt lốp Đường cong A thể lực phanh hàm lực trượt Lực phanh tương đương với hệ số ma sát lốp mặt đường Mỗi tác dụng lực phanh làm phát sinh độ trượt định Độ trượt bánh xe quay tự biểu thị 0% bánh xe bị khóa 100% Khi phanh lần đầu độ trượt không, lực phanh tăng mạnh theo mức độ trượt tăng dần đến giới hạn định Ngồi điểm đó, lực hãm giảm độ trượt tăng dần Lực bên độ trượt lốp Đường cong B thể lực bên hàm trượt Lực phanh tối đa đạt điểm gọi giới hạn trượt tối ưu Phần đường cong (B) giới hạn trượt giới hạn trượt tối ưu gọi vùng phanh ổn định (2), phần đường cong giới hạn trượt tối ưu trượt 100% gọi vùng phanh không ổn định (3 ), phanh ổn định đạt vùng Điều bánh xe nhanh chóng bị bó cứng sau đạt đến giới hạn trượt tối ưu, trừ lực phanh giảm Trượt xảy lốp kêu gọi để truyền lực bên, ví dụ: vào cua Đường cong B cho thấy lực bên giảm mạnh độ trượt tăng dần Ở mức trượt 100%, tức bánh xe bị bó cứng, khơng cịn lực bên để đánh lái người lái điều khiển xe Vòng tròn ma sát Mối quan hệ lực ma sát, lực bên, lực phanh lực truyền động biểu thị cách sử dụng đường tròn ma sát Đường tròn ma sát giả định lực ma sát lốp mặt đường giống hệt theo hướng Nó sử dụng để hình dung mối quan hệ lực bên, lực phanh lực lái Cấu trúc hệ thống phanh ABS 6.1 Cảm biến tốc độ bánh xe Cấu tạo cảm biến kiểu điện từ Roto quay, từ trường thay đổi tạo điện áp cuộn dây Hiện tượng cảm ứng từ sinh cuộn dây ▶ tạo điện áp gửi ECU Tốc độ ▶ cao tạo tần số cao Tốc độ ▶ thấp tạo tần số thấp Đặc điểm kỹ thuật Bảng 6.1 Đặc điểm kỹ thuật chung cảm biến Điện áp định mức DC12V Điện áp hoạt động DC8~16V Phạm vi nhiệt độ hoạt động -30 C~+85 C Phạm vi nhiệt độ hoạt động tối đa -40 C ~ +100 C Cường độ dòng điện tối đa 10 mA MAX 6.2 Cảm biến G xe AWD 4WD Hoạt động cảm biến G Bốn bánh xe xe AWD (All Wheel Drive) / 4WD liên kết trung tâm, phanh động hoạt động tất bánh xe Bởi điều này, trường hợp lốp xe xe AWD bắt đầu khóa cứng, mơ-men xoắn điều khiển lốp xe bị khóa phân phối cho bánh khác, làm cho tốc độ quay tất lốp gần giống hệt Vì tín hiệu gửi đến ABSCM từ bốn cảm biến ABS thời điểm gần tương tự nhau, tốc độ xe tính tốn ABSCM nhỏ tốc độ xe thực tế Sử dụng kết tính toán ABSCM kiểm soát ABS dẫn đến nguy khóa bánh xe Để khắc phục vấn đề mô tả trên, xe AWD trang bị cảm biến G, sử dụng để xác định ma sát lốp xe mặt đường Ví dụ, người lái xe đạp phanh làm cho tất bánh xe bị khóa, xe bắt đầu trượt giá trị G (giảm tốc) thấp Bởi tất bánh xe độ bám mặt đường chúng đủ lực ma sát làm tăng giá trị cảm biến G Do đó, ABSCM nhận khóa bánh xe cách so sánh giá trị G Trong trường hợp khác, tất tốc độ bánh xe bị giảm khóa bánh xe hai bánh xe, giá trị cảm biến G cao, ABSCM điều chỉnh tốc độ xe đến từ thông tin tốc độ bánh xe Nhờ vậy, việc kiểm soát ABS xác hiệu Các tín hiệu điều khiển Hệ thống phanh ABS hệ thống điều khiển điện tử bao gồm thành phần: Tín hiệu đầu vào: Cảm biến tốc độ bánh xe, công tắc đèn phanh, Bộ xử lý chung tâm: ECU điều khiển trượt Cơ cấu chấp hành: Van điện từ, bơm điện, Tất tín hiệu truyền hệ thống phanh ABS điều tín hiệu điện áp Điều khiển ECU điều khiển trượt ECU liên tục nhận tín hiệu tốc độ bánh xe từ cảm biến tốc độ, ước tính tốc độ xe cách tính tốn tốc độ giảm tốc bánh xe Khi đạp bàn đạp phanh, áp suất thuỷ lực xilanh bánh xe bắt đầu tăng lên, tốc độ bánh xe bắt đầu giảm xuống Nếu bánh xe dường bị bó cứng, ECU giảm áp suất thuỷ lực xilanh bánh xe (1) Điều chỉnh tốc độ bánh xe Khoảng A ECU điều khiển trượt đặt van điện từ vào chế độ giảm áp suất theo mức giảm tốc bánh xe, giảm áp suất thuỷ lực xilanh bánh xe Sau áp suất hạ xuống, ECU chuyển van điện từ sang chế độ “giữ” để theo dõi thay đổi tốc độ bánh xe Nếu ECU cho cần tiếp tục giảm áp suất thuỷ lực, lại giảm áp suất Khoảng B Khi áp suất thuỷ lực bên xilanh bánh xe giảm (khoảng A), áp suất thuỷ lực tác động vào bánh xe giảm xuống Điều làm cho bánh xe bị khoá chặt tăng tốc độ Tuy nhiên, áp suất thuỷ lực giảm xuống, lực phanh tác động vào bánh xe trở nên thấp Để tránh điều này, ECU đặt van điện từ vào chế độ “tăng áp suất” chế độ “giữ” để bánh xe bị khoá hồi phục tốc độ Khoảng C Khi áp suất thuỷ lực xilanh bánh xe ECU tăng lên (khoảng B), bánh xe lại có xu hướng bị khố Do đó, ECU lại chuyển van điện từ chế độ “giảm áp suất” để giảm áp suất bên xilanh bánh xe Khoảng D Vì áp suất thuỷ lực xilanh bánh xe lại giảm (khoảng C), ECU lại bắt đầu tăng áp suất khoảng B Chức kiểm tra ban đầu ECU điều khiển trượt ECU điều khiển trượt điều khiển van điện từ môtơ bơm theo trình tự để kiểm tra hệ thống điện ABS Chức hoạt động bật khố điện sang vị trí ON xe chạy tốc độ lớn km/h, với đèn phanh tắt OFF Nó hoạt động lần sau khoá điện bật ON Chương HỆ THỐNG CHỐNG TRƯỢT TCS HỆ THỐNG PHÂN PHỐI LỰC PHANH ĐIỆN TỬ EBD Hệ thống TCS TCS (Traction Control System) chống trượt bánh xe tăng tốc Khi tài xế đạp ga tăng tốc đường trơn trượt, đoạn vào cua, ga lớn cho lực kéo lớn lực bám, bánh xe có tượng trượt, khơng bám đường dù bánh xe quay lại khơng chạy theo hướng cần tới Khi TSC phát tình trạng này, ECU điều khiển để phân bổ lại công suất bánh, giúp bánh xe bám đường trở lại 1.1 Bộ điều khiển thủy lực (HCU) Hình 8.0.1 Sơ đồ mạch HCU TCS đóng vai trị chống trượt giúp xe có độ bám với mặt đường, có khả tác động vào hệ thống phanh ABS, hệ thống bướm ga tăng giảm công suất máy để điều chỉnh lực kéo Để làm yêu cầu trên, hệ thống chống trượt TCS nhận tín hiệu từ: Cảm biến gia tốc Cảm biến xoay Cảm biến tốc độ Vòng quay bánh xe Chân ga Góc tay lái Cảm biến vị trí bướm ga Sau đó, ECU tổng hợp thơng tin “ra lệnh” cho hệ thống phanh ABS hãm tốc độ bánh xe thông qua van thủy lực Đồng thời bướm ga nhận tín hiệu đóng mở để điều chỉnh công suất động Nếu cần thiết, ECU can thiệp để thay đổi sức kéo xe thông qua việc điều chỉnh số lượng nhiên liệu phun vào buồng đốt Nhiệm vụ hệ thống chống trượt TCS gần tương đương với ESP Tuy nhiên, ESP đảm nhiệm việc cân xe tốc độ cao, qua góc cua trường hợp tài xế đánh lái bất ngờ Mặt khác, hệ thống chống trượt TCS xử lý tình trạng bánh bị trượt tăng tốc lốp xe độ bám đường trơn trượt tốc độ thấp 1.2 Cấu tạo hệ thống TCS Cấu tạo gồm: ECU điều khiển trượt, Bộ chấp hành phanh, Cảm biến tốc độ, Cảm biến gia tốc, - Công tắc đèn phanh, Đồng hồ táp lô( lắp đèn báo TRC) Cảm biến xoay vô lăng, Cảm biến độ lệch xe, Bộ trợ lực phanh 1.3 Nguyên lí hoạt động Khi bánh xe chủ động trình tăng tốc vượt so với bánh lại Cảm biến tốc độ báo ECU TRC ECU TRC điều khiển hệ thống phanh để phanh bớt bánh xe tăng tốc Áp suất thuỷ lực bơm tạo van điện từ ngắt xilanh điều chỉnh đến áp suất cần thiết Do xilanh bánh xe dẫn động điều khiển theo chế độ sau đây: giảm áp suất, giữ áp suất tăng áp suất để hạn chế độ trượt bánh xe chủ động Hệ thống phân phối lực phanh EBD Hệ thống phân phối lực phanh điện tử EBD (Electronic Brakeforce Distribution), công nghệ phanh ô tô tự động, lực phanh bánh tơ thay đổi tùy theo yếu tố tải trọng bánh, điều kiện đường xá tốc độ xe, 2.1 Cấu tạo hệ thống EBD - Cấu tạo gồm phận sau: Cảm biến tốc độ bánh xe (Wheel Speed Sensor - WSS) thiết bị điện tử nhằm mục đích theo dõi tốc độ bánh xe truyền thông tin điều khiển ECU để phát tình trạng bất thường đạp phanh Cấu tạo cảm biến tốc độ bánh xe gồm nam châm vĩnh cửu, cuộn dây lõi từ Vị trí lắp cảm biến tốc độ thay đổi theo kiểu xe Bộ điều khiển lực phanh dùng để điều khiển lực phanh phù hợp đến vị trí khác Bộ điều khiển lực phanh bơm dầu vào đường dẫn kích hoạt xi lanh phanh Bộ điều khiển ECU (Electronic Control Unit) điều khiển điện tử nhận đầu vào từ cảm biến tốc độ Bộ điều khiển để so sánh tốc độ bánh xe với tốc độ xe ô tô Nếu phát thấy bánh xe bị trượt, sử dụng điều chỉnh lực phanh để tác động lực phanh phù hợp nhằm giảm tốc độ xe dừng xe hồn tồn ECU có vai trị não, kiểm sốt hoạt động động thông qua việc tiếp nhận liệu từ cảm biến, sau truyền ECU xử lý tín hiệu đưa định cho phận góc đánh lửa, góc phối cam, ga động lực, điều khiển nhiên liệu, lực phanh bánh,v.v… Càng ngày, ECU ứng dụng nhiều ô tô, điều khiển nhiều hệ thống khác xe, đảm bảo xe hoạt động hiệu quả, tăng tiện nghi an toàn xe Cảm biến độ lệch thân xe (Yaw sensor) cảm biến có nhiệm vụ đo vận tốc góc (chuyển dịch tự động) độ giảm tốc theo hướng độ lệch xe xe bắt đầu vào cua, sau truyền tín hiệu đến điều khiển ECU để điều chỉnh lực phanh phù hợp, đảm bảo an toàn ổn định cho xe Ngoài ra, cảm biến yaw sử dụng với kiểm sốt ổn định điện tử (electronic stability control ESC) để ngăn ngừa tai nạn lật xe Cảm biến góc xoay vơ lăng hay cịn gọi cảm biến góc lái Cảm biến có nhiệm vụ ghi lại góc xoay vơ lăng, sau gửi tín hiệu ECU để hệ thống nhận biết người lái muốn di chuyển xe hướng Nếu nhận thấy góc xoay vơ lăng, bánh xe độ nghiêng thân xe không đồng nhất, cảm biến truyền tín hiệu tới ECU để thực điều chỉnh lực phanh Dữ liệu từ cảm biến giúp xe thăng đánh lái gấp tránh vật cản bất ngờ đường 2.2 Nguyên lý hoạt động EBD Hệ thống phân phối lực phanh điện tử EBD coi chức mở rộng hệ thống chống bó cứng phanh ABS (Anti-lock Braking System) Sau khởi động xe, tất liệu trình di chuyển truyền điều khiển trung tâm ECU qua cảm biến Nó theo dõi tốc độ quay bánh xe thay đổi tốc độ quay thông qua cảm biến để xác định tải trọng vị trí Nếu xe bị nghiêng giới hạn cho phép, hệ thống phân phối lực phanh điện tử EBD tự động kích hoạt thực điều khiển lực phanh phù hợp cho bánh xe 2.2.1 EBD trạng thái giữ áp suất Hình 8.0.3 Trạng thái giữ áp 2.2.2 Trạng thái giảm áp Hình 8.0.4 Trạng thái giảm áp 2.3 Mạch cảnh báo EBD Hình 8.5 Sơ đồ mạch 2.4 Tín hiệu Tính hệ thống EBD thiết kế để xử lí trường hợp sau: - Lái xe cua sang phải nhanh: Nếu lái xe cua gấp bên phải, cảm biến gia tốc ngang cảm biến tải trọng nhận liệu xe nghiêng bên trái, sau thơng báo đến ECU Lúc này, lái xe khơng kiểm sốt tay lái, gây lái ECU chủ động can thiệp, giảm tốc bánh xe cách mở van dầu thắng người lái không đạp phanh - Lái xe cua sang trái nhanh: Khi xe cua sang phải, trọng lượng xe dồn sang trái, hệ thống EBD tăng lực phanh lên bánh phía trái nhiều Trong trường hợp này, Nếu xe không trang bị hệ thống phân phối lực phanh điện tử EBD, có cố bánh xe nhận lực phanh Điều dẫn đến xe cân trượt khỏi đường - Trường hợp xe phanh gấp: Nếu gặp chướng ngại vật phải phanh gấp, toàn trọng lượng xe dồn bánh trước cộng thêm trọng lượng động Lúc này, ECU nhận thông tin, tự động điều chỉnh lực phanh để hiệu suất phanh đạt cao nhất, quãng đường dừng xe đạt khoảng cách ngắn giữ thăng cho xe Mối quan hệ ba hệ thống ABS, TCS EBD: Hệ thống TCS phát triển hệ thống phanh ABS cân điện tử ESP, nên tất “phần cứng” hệ thống chống trượt TCS “vay mượn” từ hệ thống Vì hệ thống chống trượt TCS phần mềm nhà sản xuất nạp vào ECU xe để ngồi việc xử lý tình nguy hiểm tốc độ cao ESP TCS đảm nhận vai trị giữ an tồn cho xe tốc độ thấp Chính lý đó, đèn cảnh báo TCS sáng, đồng nghĩa với việc bạn phải kiểm tra kèm lỗi hệ thống cân điện tử ESP phanh ABS Hệ thống EBD (Phân phối lực phanh điện tử) hệ thống phụ hệ thống ABS để kiểm soát việc sử dụng bám dính hiệu bánh xe phía sau Nó tiếp tục sử dụng hiệu thiết bị ABS phát triển cao cách kiểm soát trượt bánh sau phạm vi phanh phần Lực phanh di chuyển gần với tối ưu điều khiển điện tử, phân phối với cần thiết van cân đối Van cân đối, thiết bị khí, có hạn chế để đạt phân phối lực phanh lý tưởng cho bánh sau thực phân phối lực phanh linh hoạt tương ứng với tải trọng xe trọng lượng tăng lên Và trường hợp trục trặc, người lái xe nhận thấy liệu có thất bại hay khơng EBD điều khiển Mơ-đun điều khiển ABS, tính tốn tỷ lệ trượt bánh xe lúc kiểm sốt áp suất phanh bánh sau khơng vượt q bánh trước Nếu EBD thất bại, đèn cảnh báo EBD (đèn phanh đỗ xe) sáng lên