Quá trình phát triển của hệ thống phanh ABSĐể giải quyết bài toán về vấn đề hiệu quả và tính ổn định khi phanh, phần lớn các ô tô hiện đại ngày nay đều được trang bị hệ thống chống hãm c
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH ABS
Quá trình phát triển của hệ thống phanh ABS
Để giải quyết bài toán về vấn đề hiệu quả và tính ổn định khi phanh, phần lớn các ô tô hiện đại ngày nay đều được trang bị hệ thống chống hãm cứng bánh xe khi phanh, gọi là hệ thống “Anti lock Brake System” và thường được viết tắt là ABS.
Hệ thống hoạt động chống hiện tượng bị hãm cứng của các bánh xe khi phanh bằng cách điều khiển thay đổi áp suất dầu tác dụng lên các cơ cấu phanh ở các bánh xe ngăn không cho nó bị hãm cứng khi phanh trên đường trơn khi phanh gấp, đảm bảo tính hiệu quả và tính ổn định của ô tô trong quá trình phanh.[5]
Các hệ thống ABS thủy lực hiện nay được phát triển từ những hệ thống đầu tiên dùng trên tàu hỏa vào những năm đầu của thế kỉ XIX Sau đó, các hệ thống phanh chống bó cứng bánh xe được phát triển trên các máy bay để trợ giúp cho quá trình hạ cánh trên đường băng trơn trượt Những chiếc ô tô đầu tiên ứng dụng và sử dụng phanh ABS là vào năm 1954, trên một vài mẫu xe của Lincoln với các thiết bị của hệ thống ABS lấy từ một máy bay của Pháp Vào đầu những năm 60 của thế kỉ trước, các hãng xe của Mỹ đều đưa ra và áp dụng trên một số dòng xe của mình có sử dụng hệ thống ABS Các hệ thống đầu tiên này sử dụng các bộ tính toán tương tự và bộ chấp hành chân không Vì bộ chấp hành chân không có thời gian đáp ứng chậm, nên kết quả là quãng đường phanh bị kéo dài trong quá trình phanh Vào những năm 70, tới lượt các hãng xe châu Âu là Mercedes và BMW đưa ra các hệ thống ABS có điều khiển điện tử Vào những năm 1985, Mercedes, BMW và Audi sử dụng hệ thống ABS của Bosch Cuối những năm 80, hệ thống phanh ABS được dử dụng trên rất nhiều dòng xe cao cấp và xe thể thao [1].
Hiện nay, hệ thống ABS trở thành tiêu chuẩn trên đa số các dòng xe ô tô con và ngày càng trở lên phức tạp Các hệ thống ABS hiện nay khác nhau về cấu trúc phần cứng và thuật toán điều khiển Các bộ phận trong hệ thống ABS được cải tiến và áp dụng các công nghệ khác nhau, nhằm tăng tốc độ và hiệu quả hoạt động Các thuật toán thì được nghiên cứu và áp dụng các lí thuyết điều khiển tự động mới, đem lại hiệu quả điều khiển cao trong khi vẫn tiết kiệm chi phí.
Nhằm nâng cao tính ổn định và tính an toàn của xe trong mọi chế độ hoạt động
1 như khi xe khởi hành hay tăng tốc đột ngột, khi đi và đường vòng với tốc độ cao, khi phanh trong những trường hợp khẩn cấp hệ thống ABS còn được thiết kế kết hợp với nhiều cơ cấu khác như: Hệ thống kiểm soát lực kéo Traction Control, hệ thống BAS (Break Assist System), [1].
Quá trình phát triển của hệ thống phanh nói chung trên xe ô tô có thể được khái quát bằng các mốc thời gian sau:
Hình 1.2: Quá trình phát triển của hệ thống phanh trên ô tô
Chức năng nhiệm vụ hệ thống phanh ABS, phân loại ABS
1.2.1 Chức năng của hệ thống phanh ABS
ABS là công nghệ điện tử thay thế cho phương pháp phanh hiệu quả nhất là đạp,nhả pêđan liên tục, cảm nhận dấu hiệu rê bánh để xử lý Các chuyên gia ô tô ở hãng
Bosch (Đức) đã nghiên cứu, chế tạo cơ cấu ABS bao gồm các cảm biến lắp trên bánh xe (ghi lại tình trạng hoạt động), bộ xử lý điện tử CPU và thiết bị điều áp (nó thay đổi áp suất trong piston phanh).[2] Để tránh cho bánh xe không bị bó cứng và làm mất khả năng điều khiển trong khi phanh khẩn cấp, nên lặp lại động tác đạp và nhả bàn đạp phanh nhiều lần Tuy nhiên, không có thời gian để để thực hiện việc này trong khi phanh khẩn cấp.
Hệ thống ABS dùng một máy tính để xác định tình trang quay của 4 bánh xe trong khi phanh và có thể tự động đạp và nhả phanh.
Sự khác nhau về tỷ lệ giữa tốc độ của xe và tốc độ của các bánh xe được gọi là
Hình 1.3: Quan hệ giữa hệ số trượt và lực phanh
Khi sự chênh lệch giữa tốc độ của xe và tốc độ bánh xe trở lên quá lớn, sự quay trượt sẽ xảy ra giữa các bánh và mặt đường Điều này cũng tạo lên ma sát và cuối cùng cũng có thể tác động như một lực phanh và làm chậm tốc độ của xe Mối quan hệ giữa lực phanh và hệ số trượt có thể hiểu rõ hơn qua đồ thị trên.
Lực phanh không tỷ lệ với hệ số trượt và đạt được cực đại khi hệ số trượt nằm trong khoảng 10 – 30% Vượt quá 30%, lực phanh sẽ giảm dần Do đó, để duy trì mức tối đa của lực phanh, cần phải duy trì hệ số trượt trong giới hạn 10 – 30% ở mọi thời điểm Ngoài ra cũng phải giữ lực quay vòng ở mức cao để duy trì sự ổn định về hướng Để thực
3 hiện điều này, người ta nghiên cứu và thiết kế ra hệ thống ABS để tăng hiệu suất phanh tối đa bằng cách sử dụng hệ số trượt là 10 – 30% bất kể các điều kiện mặt đường khác nhau.[2]
Trường hợp phanh gấp, nếu ECU nhận thấy một hay nhiều bánh có tốc độ quay chậm hơn mức quy định nào đó so với các bánh còn lại, thông qua bơm và van thủy lực, ABS tự động giảm áp suất tác động lên đĩa (quá trình nhả), giúp bánh xe không bị hãm cứng
Tương tự, nếu một trong các bánh quay quá nhanh, máy tính cũng tự động tác động lực trở lại, đảm bảo quá trình hãm Để thực hiện được điều này, hệ thống sẽ thực hiện động tác ép, nhả má phanh trên phanh đĩa khoảng 15 lần mỗi giây, thay vì tác động một lần cực mạnh khiến bánh có thể bị "chết" trên các xe không có ABS Các bộ điều chỉnh lực phanh, bằng cách điều chỉnh sự phân phối áp suất trong dẫn động phanh các bánh xe trước và sau, có thể đảm bảo:
Hoặc hãm cứng đồng thời các bánh xe (để sử dụng triệt để trọng lượng bám và tránh quay xe khi phanh)
Hoặc hãm cứng các bánh xe trước (để đảm bảo điều kiện ổn định)
Tuy nhiên quá trình phanh như vậy vẫn chưa phải là có hiệu quả cao và an toàn nhất vì:
- Khi phanh ngặt, các bánh xe vẫn có thể bị hãm cứng và trượt dọc Các bánh xe trượt lết trên đường sẽ gây mòn lốp và giảm hệ số bám
Hình 1.4: Quá trình phanh có và không có ABS trên đoạn đường cong
- Các bánh xe bị trượt dọc hoàn toàn, còn mất khả năng tiếp tục nhận lực ngang và không thể thực hiên quay vòng khi phanh trên đoạn đường cong hoặc đổi hướng để tránh chướng ngại vật, đặc biệt là trên các mặt đường có hệ số bám thấp Do đó dễ gây ra những tai nạn khi phanh.
Mặc dù có chung một nguyên lý làm việc, nhưng các ABS có thể được thiết kế theo nhiều sơ đồ kết cấu và biện pháp điều chỉnh áp suất khác nhau Phân loại theo kiểu điều khiển:
• Điều khiển theo ngưỡng trượt
- Điều khiển theo ngưỡng trượt thấp:
ECU chọn thời điểm bắt đầu bị hãm cứng của bánh xe có khả năng bám thấp, để điều khiển áp suất phanh chung cho cả cầu xe Lúc này, lực phanh ở các bánh xe là bằng nhau, bằng chính giá trị lực phanh cực đại của bánh xe có hệ số bám thấp Bánh xe bên phần đường có hệ số bám cao vẫn còn nằm trong vùng ổn định của đường đặc tính trượt và lực phanh chưa đạt cực đại Vì vậy, cách này cho tính ổn định cao, nhưng hiệu quả phanh thấp vì lực phanh nhỏ
- Điều khiển theo ngưỡng trượt cao:
ECU chọn thời điểm bánh xe có khả năng bám cao bị hãm cứng để điều khiển chung cho cả cầu xe Trước đó, bánh xe ở phần đường có hệ số bám thấp đã bị hãm cứng khi phanh Cách này cho hiệu quả phanh cao vì tận dụng hết khả năng bám của các bánh xe, nhưng tính ổn định kém.[2]
• Điều khiển độc lập hay phụ thuộc
Trong loại điều khiển độc lập, bánh xe nào đạt tới ngưỡng trượt, tức bắt đầu có xu hướng bị bó cứng thì điều khiển riêng bánh đó
Trong loại điều khiển phụ thuộc, ABS điều khiển áp suất phanh chung cho hai bánh xe trên một cầu hay cả xe theo một tín hiệu chung, có thể theo ngưỡng trượt.
- Loại 1 kênh: Hai bánh sau được điều khiển chung (có ở ABS thế hệ đầu, chỉ trang bị ABS cho hai bánh sau vì dễ bị hãm cứng hơn hai bánh trước khi phanh)
- Loại 2 kênh: Một kênh điều khiển chung cho hai bánh xe trước, một kênh điều
5 khiển chung cho hai bánh xe sau
- Loại 3 kênh: Hai kênh điều khiển độc lập cho hai bánh trước, kênh còn lại điều khiển chung cho hai bánh sau
- Loại 4 kênh: Bốn kênh điều khiển riêng rẽ cho 4 bánh.
Các phương án bố trí của hệ thống phanh ABS
a-Phương án 1 b-Phương án 2 c-Phương án 3
Việc bố trí sơ đồ điều khiển của ABS phải thỏa mãn đồng thời hai yếu tố:
- Tận dụng được khả năng bám cực đại giữa bánh xe với mặt đường trong quá trình phanh, nhờ vậy làm tăng hiệu quả phanh tức là làm giảm quãng đường phanh
- Duy trì khả năng bám ngang trong vùng có giá trị đủ lớn nhờ vậy làm tăng tính ổn định chuyển động (driving stability) và ổn định quay vòng (steering stability) của xe khi phanh (xét theo quan điểm về độ trượt)
Kết quả phân tích lý thuyết và thực nghiệm cho thấy: đối với ABS, hiệu quả phanh và ổn định khi phanh phụ thuộc chủ yếu vào việc lựa chọn sơ đồ phân phối các mạch điều khiển và mức độ độc lập hay phụ thuộc của việc điều khiển lực phanh tại các bánh.[6]
Hệ thống phanh ABS có 4 cảm biến bố trí ở bốn bánh xe và 4 van điều khiển độc lập, sử dụng cho hệ thống phanh bố trí dạng mạch thường ( một mạch dẫn động cho hai bánh xe cầu trước, một mạch đẫn động cho hai bánh xe cầu sau) Với phương án này, các bánh xe đều được tự động hiệu chỉnh lực phanh sao cho luôn nằm trong vùng có khả năng bám cực đại nên hiệu quả phanh là lớn nhất Tuy nhiên khi phanh trên đường có hệ số bám trái và phải không đều thì momen xoay xe sẽ rất lớn và khó có thể duy trì ổn định
Hình 1.5: Các phương án bố trí của hệ thống ABS hướng bằng cách hiệu chỉnh tay lái Ổn định khi quay vòng cũng giảm nhiều Vì vậy với phương án này cần phải bố trí thêm cảm biến gia tốc ngang để kịp thời hiệu chỉnh lực phanh ở các bánh xe để tăng cường tính ổn định chuyển động và ổn định quay vòng khi phanh
ABS có 4 kênh điều khiển và mạch phanh bố trí chéo Sử dụng cho hệ thống phanh có dạng bố trí mạch chéo (một buồng của xy lanh chính phân bố cho một bánh trước và một bánh sau chéo nhau) ABS có 4 cảm biến bố trí ở các bánh xe và 4 van điều khiển. Trong trường hợp này, 2 bánh trước được điều khiển độc lập, 2 bánh sau được điều khiển chung theo ngưỡng trượt thấp, tức là bánh xe nào có khả năng bám thấp sẽ quyết định áp lực phanh chung cho cả cầu sau Phương án này sẽ loại bỏ được mômen quay vòng trên cầu sau, tính ổn định tăng nhưng hiệu quả phanh giảm bớt
ABS có 3 kênh điều khiển Trong trường hợp này 2 bánh xe sau được điều khiển theo ngưỡng trượt thấp, còn ở cầu trước chủ động có thể có hai phương án sau:
- Đối với những xe có chiều dài cơ sở lớn và momen quán tính đối với trục đứng đi qua trọng tâm xe cao – tức là có nhiều khả năng cản trở độ lệch hướng khi phanh, thì chỉ cần sử dụng một van điều khiển chung cho cầu trước và một cảm biến tốc độ đặt tại vi sai Lực phanh trên hai bánh xe cầu trước sẽ bằng nhau và được điều chỉnh theo ngưỡng trượt thấp Hệ thống như vậy cho tính ổn định phanh rất cao nhưng hiệu quả phanh lại thấp
- Đối với những xe có chiều dài cơ sở nhỏ và momen quán tính thấp thì để tăng hiệu quả phanh mà vẫn đảm bảo tính ổn định, người ta để cho hai bánh trước được điều khiển độc lập Tuy nhiên phải sử dụng bộ phận làm chậm sự gia tăng momen xoay xe Hệ thống khi đó sử dụng 4 cảm biến tốc độ đặt tại 4 bánh xe.
Điều khiển hệ thống phanh ABS
1.4.1 Cấu trúc hệ thống ABS
Hệ thống ABS gồm các bộ phận sau:
Bộ phận này xác định mức trượt giữa bánh xe và mặt đường dựa vào các tin hiệu từ các cảm biến và điều khiển bộ chấp hành của phanh Trên một số dòng xe ECU có thể
7 được tích hợp trong bộ chấp hành phanh.
* Bộ chấp hành của phanh Điều khiển áp suất thủy lực của các xi lanh bánh xe bằng các tín hiệu điều khiển từ ECU điều khiển trượt cấp đến.
Phát hiện tốc độ của từng bánh xe biến đổi từ tốc độ xe về tín hiệu điện để gửi về cho ECU điều khiển trượt nhận, so sánh và xử lí.
Khi ECU điều khiển trượt phát hiện thấy sự trục trặc của ABS hoặc hệ thống hỗ trợ phanh, đèn này bật sáng để báo cho người lái biết để khắc phục và sữa chữa.
Công tắc này phát hiện bàn đạp phanh đã được đạp xuống và truyền tín hiệu bàn đạp này đến ECU điều khiển trượt.
ABS sử dụng tín hiệu của công tắc chân phanh Tuy nhiên dù tín hiệu công tắc đèn phanh bị hỏng, việc điều khiển ABS vẫn được thực hiện khi các lốp bị bó cứng Trong trường hợp này, việc điều khiển bắt đầu khi hệ số trượt đã trở lên cao hơn (các bánh xe có xu hướng bị bó cứng) so với khi công tắc đèn phanh hoạt động bình thường.
Cảm nhận mức gia tốc của xe và truyền tín hiệu đến ECU điều khiển trượt Bộ ECU đánh giá chính xác các điều kiện của mặt đường bằng các tín hiệu này và sẽ thực hiện các biện pháp điều khiển thích hợp.
Hình 1.6: Sơ đồ hệ thống phanh ABS trên xe 1.4.2 Nguyên lí điều khiển hệ thống ABS
ECU – ABS được lập trình điều khiển dựa trên 3 tín hiệu được lấy từ giắc L của đèn báo nạp, tín hiệu công tắc đèn phanh, tín hiệu từ các cảm biến (cảm biến tốc dộ xa và cảm biến giảm tốc) Sau đó ECU sẽ xử lý, tính toán r gửi các tín hiệu điều khiển tới các van chia dầu ở từng bánh xe và tới moto bơm hồi dầu từ xi lanh đầy bình chứa Quá trình điều khiển như vậy làm cho các má phanh được bóp, nhả liên tục tránh tình trạng trượt lết ở các bánh xe,…[2]
* Quá trình điều khiển hệ thống ABS
Quá trình điều khiển của cơ cấu ABS được thực hiện theo một chu trình kín Các cụm của chu trình bao gồm:
- Tín hiệu vào là lực tác dụng lên bàn đạp phanh của người lái xe, thể hiện qua áp suất dầu tạo ra trong xylanh phanh chính
- Tín hiệu điều khiển bao gồm các cảm biến tốc độ bánh xe và bộ điều khiển (ECU) Tín hiệu tốc độ các bánh xe và các thông số nhận được từ nó như gia tốc và độ trượt liên tục được nhận biết và phản hồi về hộp điều khiển để xử lý kịp thời
- Tín hiệu tác động được thực hiện bởi bộ chấp hành, thay đổi áp suất dầu cấp đến các xylanh làm việc ở các cơ cấu phanh bánh xe
- Đối tượng điều khiển : là lực phanh giữa bánh xe và mặt đường ABS hoạt động tạo ra momen phanh thích hợp ở các bánh xe để duy trì hệ số bám tốiưu giữa bánh xe và mặt đường, tận dụng khả năng bám cực đại lực phanh là lớn nhất
- Các yếu tố ảnh hưởng: như điều kiện mặt đường, tình trạng phanh, tải trọng của xe, và tình trạng của lốp (áp suất, độ mòn…)
Hình 1.7: Chu trình điều khiển kín của ABS
1: Bộ chấp hành thuỷ lực 2: Xy lanh phanh chính
3: Xy lanh làm việc 4: Bộ điều khiển ECU
5: Cảm biến tốc độ bánh xe.
Một hệ thống ABS hoạt động tối ưu, đáp ứng nhu cầu nâng cao chất lượng phanh của ô tô phải thỏa mãn đồng thời các yêu cầu sau:
- Trước hết, ABS phải đáp ứng được các yêu cầu về an toàn liên quan đến động lực học phanh và chuyển động của ô tô.
- Hệ thống phải làm việc ổn định và có khả năng thích ứng cao, điều khiển tốt trong suốt dải tốc độ của xe và ở bất kỳ loại đường nào (thay đổi từ đường bê tông khô có sự bám tốt đến đường đóng băng có sự bám kém).
- Hệ thống phải khai thác một cách tối ưu khả năng phanh của các bánh xe trên đường, do đó giữ tính ổn định điều khiển và giảm quãng đường phanh Điều này không phụ thuộc vào việc phanh đột ngột hay phanh từ từ của người lái xe.
- Khi phanh xe trên đường có các hệ số bám khác nhau thì momen quay xe theo trục thẳng đứng đi qua trọng tâm xe là luôn luôn xảy ra không bao giờ tránh khỏi, nhưng với sự hỗ trợ của hệ thống ABS, sẽ làm cho nó tăng rất chậm để người lái có đủ thời gian bù trừ momen này bằng cách điều chỉnh hệ thống lái theo một cách an toàn và thích hợp.
- Phải duy trì độ ổn định và khả năng lái khi phanh trong lúc đang quay vòng.
- Hệ thống phải có chế độ tự kiểm tra, chuẩn đoán và dự phòng, báo cho lái xe biết hư hỏng cũng như chuyển sang chế độ làm việc như một hệ thống phanh bình thường.
Hình 1.8: Phạm vi điều khiển của ABS theo góc trượt bánh xe.
Khi phanh trên đường vòng, xe chịu sự tác động của lực ngang nên các bánh xe sẽ có một góc trượt α Ta nhận thấy khi góc trượt lớn thì tính ổn định của xe giảm đi rất nhiều Trong trường hợp này hệ thống ABS sẽ ưu tiên điều khiển tính ổn định của xe hơn là quãng đường phanh Nhờ vậy xe giữ được tínhổn định khi phanh trên đường vòng, mặc dù quãng đường phanh có thể dài hơn so với khi chạy thẳng.[2]
Quá trình điều khiển ABS được trình bày dưới dạng sơ đồ trạng thái như sau:
Hình 1.9: Sơ đồ trạng thái không gian biểu diễn hoạt động của cơ cấu ABS
Khi phanh chậm, sự giảm tốc của xe thay đổi chậm và nhỏ thì hoạt động của hệ thống phanh là bình thường, hệ thống ABS không can thiệp.
Khi phanh gấp hay trên đường trơn, gia tốc chậm dần của bánh xe tăng nhanh, có hiện tượng bị hãm cứng ở các bánh xe, thì ABS sẽ đưa ra tín hiệu điều khiển giảm áp suất phanh để chống lại sự hãm cứng các bánh xe Sau đó áp suất phanh sẽ được điều khiển ở các chế độ giữ áp hoặc giảm áp hoặc tăng áp, thực hiện chế độ tăng áp chậm hay tăng áp nhanh để duy trì độ trượt khi phanh nằm trong khoảng tối ưu Chu kỳ giảm áp – giữ áp – tăng áp được điều khiển lặp lại phụ thuộc vào tình trạng trượt của các bánh xe Tùy vào điều kiện của của bề mặt đường, số chu kỳ điều khiển sẽ dao động từ 4 đến 10 lần trong vòng một giây ABS đạt được tốc độ điều khiển nhanh này nhờ những tín hiệu điện tử và khả năng đáp ứng, xử lý của các bộ vi xử lý trong ECU.[2]
Hình 1.10: Lưu đồ thuật toán hoạt động của ABS
HỆ THỐNG PHANH ABS TRÊN TOYOTA INNOVA 2010
Giới thiệu chung hệ thống phanh ABS trên Toyota Innova 2010
Cơ cấu ABS trên toyota innova 2010 được thiết kế dựa trên cấu tạo của một cơ cấu phanh thường Ngoài ra các cụm bộ phận chính của một cơ cấu phanh như cụm xi lanh chính, bầu trợ lực, cơ cấu phanh bánh xe, các van điều hòa lực phanh Để thực hiện chức năng chống hãm cứng bánh xe khi phanh, thì cơ cấu ABS trên toyota innova 2010 cũng đã trang bị thêm các bộ phận như: cảm biến tốc độ bánh xe, hộp điều khiển ECU, bộ chấp hành thủy lực, bộ chuẩn đoán, báo lỗi.
Cơ cấu trên hệ thống phanh ABS trên toyota innova 2010 bao gồm 3 bộ phận chính:
- Cụm tín hiệu vào gồm các cảm biến bánh xe, công tắc báo phanh có nhiệm vụ gửi thông tin tốc độ bánh xe, tín hiệu phanh về hộp điều khiển điện tử ECU dưới dạng tín hiệu điện.
- Hộp điều khiển điện tủ ECU có chức năng nhận và xử lý các tín hiệu đầu vào, đưa tín hiệu điều khiển đến bộ chấp hành thủy lực, điều khiển quá trình phanh chống bó cứng bánh xe.
- Bộ chấp hành gồm có bộ điều khiển thủy lực, bộ phận hiển thị đèn báo phanh ABS, bộ phận kiểm tra , chuẩn đoán.
+ Bộ điều khiển thủy lực nhận tín hiệu điều khiển từ ECU thực hiện quá trình phân phối áp suất dầu đến với các cơ cấu phanh của bánh xe.
+ Bộ phận hiển thị đèn báo phanh và bộ phận kiểm tra chuẩn đoán có chức năng báo cho người lái xe biết khi cơ cấu ABS gặp sự cố, dưới dạng các xung điện hoặc là tín hiệu nhấp nháy của đén báo.
Nguyên tắc điều khiển của cơ cấu ABS trên toyota innova 2010 như sau:
- Các cảm biến tốc độ bánh xe nhận biết tốc độ của bánh xe và gửi tín hiệu về ECU dưới dạng các xung điện áp.
- ECU theo dõi tình trạng các bánh xe bằng cách tính tốc độ và sự thay đổi tốc độ bánh xe, xác định mức trượt dựa trên tốc độ của các bánh xe.
- Khi người lái phanh gấp hay phanh trên đường ướt, trơn trượt có hệ số bám thấp,
ECU điều khiển bộ chấp hành thủy lực cung cấp áp suất dầu tối ưu cho mỗi xy lanh phanh bánh xe theo các chế độ tăng áp, giữ áp hay giảm áp để duy trì độ trượt nằm trong giới hạn tốt nhất, tránh bị hãm cứng bánh xe khi phanh.
Cấu tạo và nguyên lý làm việc của các cụm chi tiết và cả cơ cấu ABS trên Toyota
2.2.1 Cảm biến tốc độ bánh xe a) Chức năng cảm biến tốc độ bánh xe.
Cảm biến tốc độ bánh xe dùng để đo tốc độ của bánh xe và gửi về ECU dưới dạng các tín hiệu điện.
Cảm biến tốc độ bánh xe trên xe Toyota Innova 2010 sử dụng cảm biến điện từ.
Hình 2.12: Cấu tạo chung của hệ thống ABS b) Cấu tạo
Gồm một nam châm vĩnh cửu, một cuộn dây quấn quanh lõi từ, hai đầu cuộn dây được nối với ECU. c) Nguyên lí hoạt động
Khi bánh xe quay, vành răng quay theo, khe hở A giữa hai đầu lõi từ và vành răng thay đổi, từ thông biến thiên làm xuất hiện trong cuộn dây một sức điện động xoat chiều dạng hình sin có biên độ và tần số thay đổi theo tỉ lệ theo tốc độ góc của bánh xe Tín hiệu này liên tục được gửi về ECU Tùy theo cấu tạo của cảm biến, vành răng và khe hở giữ chúng, các xung điện áp tạo ra có thể nhỏ dưới 100mV ở tôc độ thấp, hoặc cao hơn 100mV ở tốc độ cao.
Khe hở không khí giữ lõi từ và đỉnh răng của vành răng cảm biến chỉ khoảng 1mm và độ sau lệch phài nằm trong khoảng giới hạn cho phép Cơ cấu ABS sẽ không làm việc tốt nếu khe hở ngoài giá trị tiêu chuẩn quy định.
Hình 2.15: Tín hiệu điện áp ở cảm biến tốc độ bánh xe 2.2.2 Hộp điều khiển điện tử (ECU) a) Chức năng của hộp điều khiển điện tử (ECU)
Nhận biết thông tin về tốc độ góc của bánh xe, từ đó tính toán ra tốc độ bánh xe và sự tăng giảm tốc độ của nó, xác định tốc độ xe, tốc độ chuẩn của bánh xe và ngưỡng trượt, để nhận biết nguy cơ bị hãm cứng của bánh xe để:
Hình 2.14: Cấu tạo cảm biến tốc độ bánh xe
+ Cung cấp tín hiệu điều khiển đến bộ chấp hành thủy lực.
+ Thực hiện chế độ kiểm tra, chuẩn đoán, lưu giữ mã hỏng hóc và chế độ an toàn và gửi thông tin thông qua các đèn báo tín hiệu là sự sáng lên của đèn báo ABS.
1: Cảm biến tốc độ bánh xe 2: Xylanh phanh bánh xe
3: áp suất dầu phanh. b) Cấu tạo
Cấu tạo của ABS là một tổ hợp các vi xử lí, được chia thành 4 cụm chính và nhận các vai trò khác nhau:
- Phần xử lí tín hiệu
- Bộ phận chuẩn đoán và lưu mã lỗi
Hình 2.16: Hộp điều khiển điện tử
Phần xử lý tín hiệu
Trong phần này các tín hiệu được cung cấp đến bởi các cảm biến tốc độ bánh xe sẽ được biến đổi thành dạng thích hợp để sử dụng cho phần logic điều khiển Để ngăn ngừa sự trục trặc khi đo tốc độ bánh xe, sự giảm tốc của xe, … có thể phát sinh trong quá trình thiết kế và vận hành của xe thì các tín hiệu vào được lọc trước khi sử dụng Các tín hiệu được xử lý xong được chuyển qua phần logic điều khiển
Dựa trên các tín hiệu vào, phần logic tính toán để xác định các thông số cơ bản như gia tốc của bánh xe, tốc độ chuẩn, ngưỡng trượt, gia tốc ngang Các tín hiệu từ phần lôgic điều khiển các van điện từ trong bộ chấp hành thuỷ lực, làm thay đổi áp suất dầu cung cấp đến các cơ cấu phanh theo các chế độ tăng, giữ và giảm áp suất
Một mạch an toàn ghi nhận những trục trặc của các tín hiệu trong cơ cấu cũng như bên ngoài có liên quan Nó cũng can thiệp liên tục vào trong quá trình điều khiển của cơ cấu Khi có một lỗi bị phát hiện thì cơ cấu ABS được ngắt và được báo cáo cho người lái thông qua đèn báo ABS được bật sáng Mạch an toàn liên tục giám sát điện áp bình ắc quy Nếu điện áp nhỏ dưới mức quy định thì cơ cấu ABS được ngắt cho đến khi điện áp đạt trở lại trong phạm vi qui định, lúc đó cơ cấu lại đặt trong tình trạng sẵn sàng hoạt động Mạch an toàn cũng kết hợp một chu trình kiểm tra.
Bộ chuẩn đoán và lưu giữ mã lỗi Để giúp cho việc kiểm tra và sửa chữa được nhanh chóng và chính xác, ECU sẽ tiến hành kiểm tra ban đầu và trong quá trình xe chạy sẽ ghi và lưu lại các lỗi hư hỏng trong bộ nhớ dưới dạng các mã lỗi hư hỏng, nhưng cũng có những mã lỗi không thể tự xoá được kể cả khi tháo cả cực bình ắc quy Trong trường hợp này, sau khi sửa chữa xong phải tiến hành xoá mã lỗi hư hỏng theo qui định của nhà chế tạo c) Nguyên lí hoạt động
Theo dõi tốc đô ̣ quay của mỗi bánh xe khi phanh thông qua tín hiê ̣u thu nhâ ̣n được từ các cảm biến tốc đô ̣ Nếu thấy bánh xe nào đó có xu hướng bị hãm cứng, thì nó sẽ kích hoạt ABS làm viê ̣c và cung cấp mô ̣t điê ̣n áp 12V cho các van điê ̣n tử tương ứng lắp đă ̣t trong khối thủy lực Nhờ đó khối điều khiển điê ̣n tử có thể hiê ̣u chỉnh được áp suất trong dẫn đô ̣ng, để tránh cho các bánh xe khỏi bị hãm cứng.
Theo dõi sự làm viê ̣c của bản thân nó (Self – Test) Nếu có sự cố xảy ra thì nó sẽ tự đô ̣ng đưa hê ̣ thống chuyển sang chế đô ̣ phanh bình thường như khi không có ABS.
Hê ̣ thống đảm bảo an toàn và tự kiểm tra làm viê ̣c nhờ 2 bô ̣ vi xử lý lắp đă ̣t trong nó theo nguyên lý:
Khi 2 bô ̣ vi xử lý nhâ ̣n được cùng mô ̣t thông tin như nhau, thì sau khi xử lí chúng phải tạo ra các tín hiê ̣u bên trong và bên ngoài giống nhau.
Các bô ̣ vi xử lý liên tục so sánh các tín hiê ̣u này Nếu phát hiê ̣n thấy có sự sai lê ̣ch
khối điều khiển điê ̣n tử sẽ cho ngừng hoạt đô ̣ng của ABS để đảm bảo cho hê ̣ thống phanh làm viê ̣c như mô ̣t hê ̣ thống phanh làm viê ̣c chuẩn.
Nếu lực phanh là nguyên nhân làm một bánh xe trượt đối với bánh xe khác, ECU điều khiển van điện từ của khối thủy lực – điện tử làm giảm lực phanh trên bánh trượt.
Hệ thống ABS can thiệp bằng việc tính toán ngưỡng giảm tốc, gia tốc và trượt của các bánh xe Ngay khi mối liên hệ ngưỡng gia tốc/giảm tốc và trượt vượt quá giới hạn, ECU điều khiển các van điện từ của khối thủy lực – điện tử bằng cách điều chỉnh áp suất phanh theo 3 giai đoạn là gia tăng, duy trì và giảm áp suất ECU điều khiển các giai đoạn khác nhau ứng với cung cấp xung cường độ điện thế khác nhau đến các van điện từ
2.2.3 Bộ chấp hành ABS a) Chức năng của bộ chấp hành ABS
Cơ cấu chấp hành thủy lực có chức năng cung cấp hay ngắt áp suất dầu tối ưu đến các xy lanh phanh bánh xe theo sự điều khiển của hộp điều khiển điện tử ECU tránh hiện tượng bị hãm cứng bánh xe khi phanh Cơ cấu chấp hành thủy lực là thiết bị tạo ra chu kì phanh Trên xe Toyota Innova 2010 sử dụng loại van 2 vị trí. b) Cấu tạo
Nguyên lí hoạt động của hệ thống ABS trên Toyota Innova 2010
Sơ đồ hệ thống thủy lực của phanh ABS được mô tả như hình dưới Cơ cấu chấp hành của ABS xe Toyota Innova 2010 3 kênh sử dụng các van điện từ 2 vị trí.
Hình 2.21: Sơ sồ các van điện từ của hệ thống phanh ABS trên Toyota Innova 2010 dùng van điện từ 2 vị trí 2.3.1 Khi phanh bình thường (ABS không hoạt động)
Khi phanh bình thường, tức là lực tác dụng lên bàn đạp phanh tăng dần, áp suất trong xy lanh phanh chính tăng, lúc này bộ ABS chưa làm việc, van giảm áp ở trạng thái đóng, van giữ áp ở trạng thái mở, bơm dầu không hoạt động Hệ thống phanh hoạt động như hệ thống phanh thông thường.
2.3.2 Khi phanh gấp (ABS hoạt động)
Nếu có bất kỳ bánh xe nào bị bó cứng khi phanh gấp, bộ chấp hành ABS điều khiển áp suất dầu phanh tác dụng lên xy lanh bánh xe đó theo tín hiệu từ ECU.Vì vậy bánh xe không bị bó cứng.
Hình 2.22: Khi phanh thông thường (ABS chưa hoạt động)
Hình 2.23: Bộ chấp hành ABS hoạt động
Khi bộ chấp hành ABS hoạt động có thể chia thành ba chế độ sau: giảm áp suất; duy trì áp suất; tăng áp suất.
Khi độ trượt của bánh xe đạt đến ngưỡng điều chỉnh trên ECU cấp điện điều khiển cả van giữ áp và giảm áp và bơm dầu Van giữ áp đóng để cách ly áp suất trên đường từ xy lanh chính đến xy lanh phanh bánh xe Van giảm áp mở để cho một lượng dầu từ xy lanh phanh bánh xe trở về bình chứa, nhờ thế áp suất dẫn động trong xy lanh bánh xe giảm, tránh cho bánh xe không bị hãm cứng.
Tín hiệu vận tốc bánh xe được liê tục gửi về ECU, khi độ trượt của bánh xe đạt giới hạn điều chỉnh ECU xuất tín hiệu đến điều khiển van giữ áp và bơm Van giữ áp tác động duy trì áp suất không đổi trong xy lanh phanh bánh xe trong khi lực tác dụng tác dụng lên bàn đạp phanh của người lái vẫn tăng
Khi độ trượt bánh xe giảm xuống tới giới hạn điều chỉnh dưới, ECU ngắt tín hiệu điều khiển tới các van giữ áp và giảm áp Van giảm áp đóng lại ngăn cách đường dầu từ xy lanh phanh bánh xe quay về bình chứa dầu Van giữ áp mở cho phép đường dầu từ xi lanh chính tăng áp cho xy lanh phanh bánh xe, đồng thời bơm dầu làm việc giúp quá trình tăng áp nhanh hơn.
=> Chu trình giữ áp, tăng áp và giảm áp cứ lặp lại duy trì cho độ trượt các bánh xe được điều chỉnh trong vùng làm việc tối ưu đó là độ trượt nằm trong khoảng 10-30%, tăng hiệu quả và tính ổn định hướng chuyển động của xe.
Hình 2.26: Chế độ tăng áp
Chức năng kiểm tra chuẩn đoán và an toàn trên Toyota Innnova 2010
ECU kích hoạt van điện từ và motor bơm theo thứ tự tự kiểm tra cơ cấu điện của ABS Chức năng này hoạt động khi tốc độ xe lớn hơn 6km/h với đèn phanh tắt Nó chỉ hoạt động một lần sau mỗi lần bật khóa điện, ABS còn có chức năng kiểm tra điện áp của các cảm biến tốc độ bánh xe.
Nếu như hư hỏng xảy ra trong bất cứ hệ thống tín hiệu nào, đèn ABS trên bảng đồng hồ taplo sẽ bật sáng để báo cho người lái xe biết hư hỏng đã xảy ra, ECU sẽ lưu lại mã lỗi hư hỏng của bất kì hư hỏng nào của hệ thống ABS
Khi có hư hỏng trong cơ cấu truyền tín hiệu đến ECU, dòng điện từ ECU đến bộ chấp hành thủy lực bị ngắt Kết quả là hệ thống phanh làm việc giống như ABS không hoạt động, do đó đảm báo chức năng của phanh thường, tránh các tai nạn xấu xảy ra.
Hình 2.28: Chức năng chuẩn đoán của hệ thống ABS
Phân tích sơ đồ mạch điện hệ thống ABS trên xe Toyota Innova 2010
Hình 2.29: Sơ đồ mạch điện hệ thống ABS trên Toyota Innova 2010 2.5.1 Giải thích kí hiệu và nhiệm vụ từng bộ phận có trong sơ đồ mạch
Bảng 2.1: Bảng các kí hiệu và nhiệm vụ của từng bộ phận có trong sơ đồ mạch
Các kí hiệu Giải thích Nhiệm vụ
Nguồn dương sau khóa điện
Cung cấp nguồn dương cho các khối khi bật khóa điện
Cung cấp nguồn dương để nuôi bộ ECU để có thể lưu giữ mã lỗi và chuẩn đoán ngay cả khi đã tắt máy.
Giắc kết nối chuẩn đoán
Kết nối với máy chuẩn đoán để đọc mã lỗi của tất cả hệ thống khi có lỗi hay hỏng hóc xảy ra.
Cảm biến tốc độ bánh xe trước trái Đo tốc độ bánh xe trước trái và chuyển về tín hiệu điện gửi về cho ECU ABS.
Cảm biến tốc độ bánh xe trước Đo tốc độ bánh xe trước phải và chuyển về tín hiệu điện gửi về cho ECU ABS.
Cảm biến tốc độ bánh xe sau trái Đo tốc độ bánh xe sau trái và chuyển về tín hiệu điện gửi về cho ECU ABS.
Cảm biến tốc độ bánh xe sau phải Đo tốc độ bánh xe sau trái và chuyển về tín hiệu điện gửi về cho ECU ABS.
Cấp tín hiệu đầu vào để ECU ABS nhận biết là ngưới lái đang đạp phanh.
Meter Đồng hồ taplo báo đèn phanh và đèn ABS
Hiển thị đèn phanh và đèn ABS cho người lái biết khi hệ thống làm việc hoặc hệ thống lỗi
Công tắc phanh đỗ xe ( Phanh tay)
Cung cấp nguồn mát cho đèn Brake khi xe ở trạng thái đỗ
Công tắc báo mức dầu phanh
Cung cấp nguồn mát cho đèn Brake khi hệ thống phanh đã cạn hoặc hết dầu phanh
Nguồn mát cấp cho ECU ABS và cấp cho đèn Brake và đèn ABS.
Van giảm áp trước phải Đóng mở các của dầu để giảm lượng dầu trong xy lanh phanh trước phải khi có sự điều khiển của ECU ABS.
Van giữ áp trước phải Đóng các cửa dầu để giữ lại lượng dầu cầu thiết cho xi lanh phanh trước phải khi có sự điều khiển của ECU ABS.
Van giảm áp trước trái Đóng mở các của dầu để giảm lượng dầu trong xy lanh phanh trước trái khi có sự điều khiển của ECU ABS.
Van giữ áp trước trái Đóng các cửa dầu để giữ lại lượng dầu cầu thiết cho xi lanh phanh trước trái khi có sự điều khiển của ECU ABS.
Van giảm áp của hai bánh sau Đóng mở các của dầu để giảm lượng dầu trong xy lanh phanh hai bánh sau, khi có sự điều khiển của ECU ABS.
SRRH Van giữ áp của hai bánh sau Đóng các cửa dầu để giữ lại lượng dầu cầu thiết cho xi lanh phanh hai bánh sau, khi có sự điều khiển của ECU ABS.
ECU điều khiển và bộ chấp hành
Tính toán, so sánh tín hiệu đầu vào với các thuật toán đặt sẵn để điều khiển các hệ thống chấp hành.
Khi bật khóa điện nguồn dương sau chìa khóa sẽ chạy qua hai con cầu chì 7,5A MET và 10A ECU-IG&GAUGE Dương qua cầu chì 7,5A là chạy xuống chân giắc 21 của đồng hồ taplo cấp dương cho đèn Brake và đèn ABS, còn dương qua cầu chì 10A là chạy xuống chân giắc 25 của hộp điều khiển trung tâm ECU ABS lúc này ECU nhận biết là đã có nguồn dương cấp đến thì ECU điều khiển xuất tín hiệu âm qua chân 13 cho đèn ABS sáng Đồng thời phanh tay lúc này vẫn ở trọng thái đóng lên qua công tắc phanh tay cấp mát cho đèn Brake sáng lên
Nguồn dương BAT chạy qua hai con cầu chì 40A ABS và 30A ABS Dương qua con cầu chì 40A là cấp cho motor bơm dầu thủy lực của bộ chấp hành ABS quan chân giắc
23, còn dương qua con cầu chì 30A là cấp cho các van giữ và van giữ áp và van giảm áp (solenoid) của các bánh xe.
Nguồn mát EB qua chân 2 và chân 24 của bộ chấp hành để cấp mát cho motor và bộ van solenoid, mát cấp cho motor bơm là qua chân giắc số 2 còn mát cấp cho bộ van là qua chân giắc số 24.
* Mạch tín hiệu và điều khiển:
Nguồn dương BAT qua cầu chì 10A STOP cấp tín hiệu điện qua chân giắc số 10 của hộp điều khiển ECU qua công tắc chân phanh khi người lái đạp phanh, kết hợp với tín hiệu điện mà từ các cảm biến tốc độ của bốn bánh xe gửi về cho ECU.
Lúc này ECU nhận biết tín hiệu cấp vào nếu không có sự thay đổi đột ngột từ công tắc chân phanh thì ECU không điều khiển hệ thống hoạt động và phanh như bình thương. Ngược lại khi có sự thay đổi đột ngột thì ECU sẽ căn cứ từ các tín hiệu đầu vào là các cảm biến và các thuật toán đặt sẵn để so sánh tốc độ giữa các bánh xe để có thể cấp mát điều khiển bơm và các van giữ và van giảm hoạtđộng tùy vào từng trường hợp.
Khi một bánh nào đó có hiệt tượng bó cứng, trượt lết thì ngay lập tức ECU điều khiển cho van giảm mở để giảm bớt áp suất tại xy lanh phanh bánh đó Ngược lại bánh nào đã thiếu lực phanh thì ECU cũng điều khiển bơm và van để tăng áp suất xy lanh bánh đó Còn nếu đã đủ lực phanh thì ECU cũng kích hoạt van giữ hoạt động để giữ ở áp suất cố định trong khi người lái vẫn đạp phanh.
CHƯƠNG 3 MÔ PHỎNG HỆ THỐNG PHANH ABS TRÊN XE INNOVA
Giới thiệu về Matlab – Simulink
Simulink là một phần mềm đồ hoạ, định hướng sơ đồ khối dùng để mô phỏng các hệ động lực Đây là sản phẩm nằm bên trong Matlab và sử dụng nhiều hàm của Matlab và cũng có thể trao đổi qua lại với môi trường Matlab để tăng thêm khả năng mềm dẻo của nó.[3]
Với Simulink ta có thể xây dựng mô hình mô phỏng của hệ thống giống như khi ta vẽ sơ đồ khối Simulink có một khối thư viện với nhiều chức năng khác nhau. Để xây dựng mô hình ta khởi động Matlab và khởi tạo Simulink, mở thư viện của khối Simulink sau đó chọn các nhóm thích hợp Thư viện của Simulink thường có 8 nhóm:
- Nhóm Continuous và Discrete: chứa các khối cơ bản để xử lý tín hiệu liên tục và rời rạc.
- Nhóm Function & table: chứa các khối thực hiện việc gọi hàm từ Matlab, khối nội suy và khối hàm truyền.
- Nhóm Math: chứa các khối thực thi các hàm toán học
- Nhóm Monlinear: chứa các khối phi tuyến
- Nhóm Sinks & Systems: chứa các khối công cụ xử lý tín hiệu
- Nhóm Sinks: chứa các khối thực hiện chức năng xuất kết quả
- Nhóm Source: chứa các khối phát tín hiệu Để copy một khối từ thư viện vào cửa sổ của mô hình, chọn khối, rê chuột để kéo khối đã chọn thả vào cửa sổ mô hình Trong cửa sổ mô hình, nếu muốn copy một khối, ấn phím Ctrl và rê chuột sang vị trí đặt bản copy; nếu muốn xoá hãy chọn nó và ấn phím Delete.[3] Để thực hiện một quá trình mô phỏng ta tiến hành các bước: xây dựng mô hình mô phỏng; xác lập giá trị các thông số của mô hình; xác lập điều kiện đầu; lựa chọn cách thức xuất kết quả; điều khiển việc thực thi quá trình mô phỏng.
Hình 3.30: Giao diện chính của matlab Simulink
Xây dựng công thức toán học
Để mô phỏng hệ thống ABS được một cách hoàn chỉnh và chính xác thì điều tiên chúng ta phải xây dựng được các công thức tính toán về vận tốc, gia tốc, thời gian và quãng đường,… Và điều cần thiết nữa để mô phỏng hệ thống phanh ABS đó chính là mối quan hệ giữa các đại lượng và giữa các công thức với nhau.
1 Sự giảm tốc của bánh xe
Mặt khác khi ta tích phân sự giảm tốc của xe theo thời gian ta sẽ ra được tốc độ của bánh xe:
Khi ta tích phân gia tốc của xe theo thời gian ta sẽ ra được tốc độ của xe(v):
Quãng đường phanh chính là tích giữa tốc độ của xe và thời gian phanh(t):
Mô phỏng hệ thống trên phần mềm matlab - simulink
1 Đưa các BLOCKS LIBRARY ra ngoài màn hình làm việc
Các khối được dùng mô phỏng hoạt động của hệ thống ABS chủ yếu gồm:
- Nhóm Function & table: chứa các khối thực hiện việc gọi hàm từ Matlab, khối nội suy và khối hàm truyền.
- Nhóm Math: chứa các khối thực thi các hàm toán học
- Nhóm Sinks & Systems: chứa các khối công cụ xử lý tín hiệu
- Nhóm Sinks: chứa các khối thực hiện chức năng xuất kết quả
- Nhóm Source: chứa các khối phát tín hiệu
Hình 3.31: Các khối sử dụng trong mô phỏng
1 Chỉnh sửa và kết nối các phần tử lại với nhau
B1: Chỉnh sửa các khối Gain theo công thức toán học đã xây dựng phía trên. B2: Add bảng liên hệ giữa hệ số ma sát và độ trượt vào khối Lookup Table. B3: Gộp một số khối nhỏ lại thành một khối lớn
B4: Kết nối các khối đã hoàn thành với nhau, đổi tên từng khối theo nhiệm vụ để thành mô hình hoàn chỉnh.
Hình 3.32: Chỉnh sửa và kết nối các khối mô phỏng
2 Nhập thông số đầu vào
- Vận tốc của xe V0 = 16,67 (m/s) – 60 (km/h), 23(m/s) – 80 (km/h), 28 (m/s) –
Hình 3.33: Nhập thông số đầu vào
3 Chạy mô phỏng hệ thống
TH1: Xe chạy với vận tốc V0 = 60 km/h
TH2: Xe chạy với vận tốc V0 = 80 km/h
TH3: Xe chạy với vận tốc V0 = 100 km/h
TH4: Xe chạy với vận tốc V0 = 110 km/h
HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG MÔ HÌNH MÔ PHỎNG
Sau khi nhận đề tài thực hiện bài tập lớn cùng với sự hướng dẫn của thầy nhóm em sử dụng phần mềm Matlab Simulink để thực hiện mô phỏng hế thống phanh ABS mô hỡnh ẳ.
Bước 1: Khởi động phần mềm matlab Simulink
- Đầu tiên ta vào phần mềm matlab sau đó chọn Simulink Library
- Tiếp theo ta chọn New model để mở ra không gian làm việc mới.
Bước 2: Lựa chọn, sắp xếp các khối cần thiết để mô phỏng
- Ta bấm chọn Simulink Browser để chọn và tìm khối cần thiết ra ngoài mô trường làm việc.
- Lấy các khối cần thiết ra màn hình làm việc và tiến hành hành sắp xếp chúng.
Bước 3: Kết nối các khối và thay đổi theo công thức toán học đã xây dựng.
- Để kết nối các khối với nhau ta thực hiện để con trỏ chuột vào vị trí khối có mũi tên ra và giữ chuột trái kéo đến phần mũi tên vào của khối cần kết nối đến khi nét nối là nét liền thì nhả chuột.
- Thay đổi các khối tính toán theo công thức đã xây dựng bằng cách kích đúp chuột vào khối cần thay đổi sau đó thay đổi theo công thức mong đã xây dựng, sau đó ấn OK.
Kết nối chưa thành công Kết nối thành công
Bước 4: Nhập các thông số đầu vào cho hệ thống mô phỏng.
- Để nhập được các thông số chúng ta qua không gian làm việc của Matlab sau đó nhập các giá trị đầu vào bao gồm m, I, v0, g, R.
Bước 5: Chạy mô phỏng hệ thống và lấy kết quả.
- Để chạy được mô phỏng thì sau khi chúng ta nhập đầy đủ các thông số đầu bên Matlab và không báo lỗi, chúng ta chuyển sang không gian làm việc của
Simulink với mô hình đã xây dựng và tiến hành chạy.
- Trước khi chạy ta cần cài đặt thời gian chạy cho mô hình và ở đây chúng ta chọn thời gian là 6 giây.
- Bắt đầu chạy mô phỏng ta kích chuột vào biểu tượng Run
47 Nhập thông số đầu vào
- Để lấy kết của của quá trình chạy mô phỏng hệ thống phanh chúng ta chỉ cần kích chuột đúp chuột vào các khối Scope để hiển thị kết quả mô phỏng.
Bước 6: Thay đổi giá trị vận tốc tăng dần từ 60 km/h đến 110km/h.
- Để thay đổi giá trị vận tốc thì chúng ta phải qua không gian làm việc của
Matlab Sau đó chúng ta kích đúp chuột vào v0 sau đó ta thay giá trị v0 cần thiết và Enter.
- Quay trở lại không gian làm việc của Simulink sau đó thực hiện lại các thao tác như B5 đã nêu trên.