1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

Luận văn thạc sĩ Kỹ thuật cơ khí động lực: Thiết kế, chế tạo mô hình hệ thống phanh ABS có giao tiếp hệ thống chẩn đoán phục vụ giảng dạy

192 0 0
Tài liệu đã được kiểm tra trùng lặp

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Tiêu đề Thiết Kế, Chế Tạo Mô Hình Hệ Thống Phanh Abs Có Giao Tiếp Hệ Thống Chẩn Đoán Phục Vụ Giảng Dạy
Tác giả Huỳnh Anh
Người hướng dẫn TS. Huỳnh Phước Sơn
Trường học Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
Chuyên ngành Kỹ Thuật Cơ Khí Động Lực
Thể loại luận văn thạc sĩ
Năm xuất bản 2024
Thành phố Tp. Hồ Chí Minh
Định dạng
Số trang 192
Dung lượng 16,11 MB

Cấu trúc

  • CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN (14)
    • 1.1. Đặt vấn đề (14)
    • 1.2. Tổng quan các nghiên cứu hiện có (15)
      • 1.2.1. Các nghiên cứu ABS trong nước (15)
      • 1.2.2. Các nghiên cứu trên thế giới (17)
    • 1.3. Mục tiêu và đối tượng nghiên cứu (18)
      • 1.3.1. Mục tiêu nghiên cứu (18)
      • 1.3.2. Đối tượng nghiên cứu (18)
    • 1.4. Nội dung nghiên cứu (18)
    • 1.5. Phương pháp nghiên cứu (18)
    • 1.6. Ý nghĩa thực tiễn và khoa học (19)
    • 1.7. Tính mới của đề tài (19)
  • CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT (21)
    • 2.1. Tổng quan về hệ thống phanh ABS (21)
    • 2.2. Phân loại ABS trên ô tô (22)
      • 2.2.1. Hệ thống phanh ABS loại 4 kênh (22)
      • 2.2.2. Hệ thống phanh ABS loại 3 kênh (23)
    • 2.3. Phương pháp điều khiển ABS (23)
      • 2.3.1. Điều khiển theo ngưỡng trượt (0)
      • 2.3.2. Điều khiển độc lập và phụ thụôc (0)
      • 2.3.3. Điều khiển theo kênh (0)
    • 2.4. Phương án bố trí điều khiển (25)
      • 2.4.1. Các phương án bố trí cơ cấu điều khiển của ABS (25)
    • 2.5. Động lực học quá trình phanh (29)
      • 2.5.1. Lực phanh và các mômen cần thiết tác dụng lên bánh xe khi phanh (29)
      • 2.5.2. Lực phanh trên ô tô và các điều kiện bảo đảm phanh tối ưu (31)
        • 2.5.2.1. Lực phanh trên ô tô (31)
        • 2.5.2.2. Hệ thống ABS nâng cao hiệu quả và ổn định khi phanh (33)
      • 2.5.3. Cơ sở lý thuyết của ABS (36)
        • 2.5.3.1. Hệ số bám (36)
        • 2.5.3.2. Hiện tượng trượt lết của bánh xe khi phanh (38)
        • 2.5.3.3. Đặc tính trượt khi phanh (39)
    • 2.6. Nguyên lý làm việc của hệ thống ABS (41)
      • 2.6.1. Khối các tín hiệu đầu vào (các cảm biến – Sensors) (41)
      • 2.6.2. Bộ vi xử lý (ECU) (42)
      • 2.6.3. Khối các thiết bị đầu ra hay còn còn gọi là bộ chấp hành (42)
    • 2.7. Cấu tạo hệ thống phanh ABS (42)
      • 2.7.2. Cấu tạo các bộ phận chính của ABS (44)
  • CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÔ HÌNH (53)
    • 3.1. Mục đích và yêu cầu của mô hình (53)
    • 3.2. Sơ đồ thiết kế tổng thể mô hình (0)
    • 3.3. Thiết kế phần cứng mô hình (54)
      • 3.3.1. Cấu tạo chi tiết (54)
      • 3.3.2. Bảng vẽ thiết kế (55)
      • 3.3.3. Mô tả thiết kế (55)
    • 3.4. Thiết kế hộp khiển Pan (0)
      • 3.4.1. Phần mềm thiết kế (57)
        • 3.4.1.1. Thuật toán điều khiển cho quá trình phanh chống hãm cứng được giới thiệu trên (0)
        • 3.4.1.2. Phần mềm Proteus Design (58)
        • 3.4.1.3. Phần mềm STM32CubeIDE (58)
      • 3.4.2. Thiết kế nguyên lý mạch khiển Pan (59)
  • CHƯƠNG 4: THỰC NGHIỆM, BÀI GIẢNG (76)
    • 4.1. Khái quát (76)
    • 4.2. Hướng dẫn vận hành (76)
    • 4.3. Các điều cần chú ý để bảo quản, bảo trì mô hình (0)
    • 4.4. Thực nghiệm (77)
    • 4.5. Yêu cầu khi thực hiện vận hành (85)
    • 4.6. Hướng dẫn sử dụng mô hình (86)
      • 4.6.1. Điện áp sử dụng cho mô hình (86)
      • 4.6.2. Vận hành mô hình (86)
  • KẾT LUẬN (5)
  • TÀI LIỆU THAM KHẢO (90)
  • PHỤ LỤC (91)

Nội dung

Một số công ty sản xuất đồ dùng dạy học ở nước ta cũng đã nghiên cứu, chế tạo nhiều thiết bị, mô hình dạy học, nhưng về ABS gần như rất ít và đơn giản, phần lớn là chỉ dùng để dạy cấ

TỔNG QUAN

Đặt vấn đề

Tai nạn giao thông đường bộ là một vấn đề toàn cầu nghiêm trọng, gây ra nhiều chấn thương và tử vong Theo Tổ chức Y tế thế giới (WHO), mỗi năm có khoảng 1,3 triệu người chết và 50 triệu người bị thương vĩnh viễn do tai nạn giao thông, trong đó 23% là người điều khiển xe máy Hầu hết các vụ tai nạn chết người xảy ra ở các quốc gia thu nhập thấp và trung bình, nơi mà mặc dù chỉ chiếm 1% tổng số ô tô toàn cầu, nhưng lại có đến 13% số ca tử vong do tai nạn Ngược lại, các nước giàu, với 40% số ô tô thế giới, chỉ ghi nhận tỷ lệ tử vong 7%.

Phanh là hệ thống an toàn chủ động quan trọng trên ô tô, giúp giảm tốc độ hoặc dừng xe khi cần thiết Một vấn đề đáng lưu tâm là cách phanh mà không gây trượt hay bó cứng bánh xe, đồng thời đảm bảo thời gian và quãng đường phanh ngắn nhất Để tăng cường hiệu quả và ổn định, việc phanh không ổn định có thể dẫn đến tai nạn Do đó, các nhà nghiên cứu đã phát triển hệ thống phanh ABS nhằm khắc phục những hạn chế này, nâng cao hiệu quả phanh và tính ổn định cho xe.

Hệ thống phanh ABS đã trải qua nhiều cải tiến, từ những phiên bản cơ bản với điều khiển độc lập và một kênh, đến các thiết kế hiện đại hơn với nhiều kênh và kích thước nhỏ gọn Thời gian xử lý chống bó cứng khi phanh cũng đã được rút ngắn đáng kể, nâng cao hiệu quả an toàn cho người lái.

Hệ thống phanh ABS giúp kiểm soát hãm cứng bánh xe trong các tình huống phanh gấp, cho phép người lái vừa đánh lái để tránh chướng ngại vật vừa giảm tốc độ nhanh chóng mà không mất kiểm soát Điều này đảm bảo an toàn cho người sử dụng phương tiện khi gặp tình huống bất ngờ trong giao thông Hơn nữa, phanh ABS có khả năng phát hiện tình huống nguy hiểm trước khi chúng xảy ra bằng cách theo dõi tốc độ quay bánh xe và lực đạp phanh, từ đó duy trì độ trượt của bánh với mặt đường trong giới hạn cho phép, hạn chế tình trạng trượt bánh xe.

Trong thời gian qua, việc giảng dạy về ABS tại Việt Nam gặp nhiều khó khăn về tài liệu và thiết bị Mặc dù nhiều trường đã đưa nội dung này vào giảng dạy, nhưng mức đầu tư vẫn chưa đáp ứng nhu cầu phát triển hiện nay Đặc biệt, giá thành của thiết bị ngoại nhập quá cao khiến nhiều trường khó có thể trang bị đầy đủ Nghiên cứu và chế tạo mô hình dạy học trong nước vẫn còn ở quy mô nhỏ, chủ yếu do nhu cầu cấp thiết trong giảng dạy Một số công ty sản xuất đồ dùng dạy học đã chế tạo thiết bị, nhưng các sản phẩm liên quan đến ABS vẫn còn hạn chế và đơn giản, chủ yếu chỉ giúp dạy cấu tạo và nguyên lý hoạt động cơ bản, thiếu các chức năng cần thiết để học tập và nghiên cứu, như khả năng quan sát chế độ hoạt động của hệ thống và đo kiểm các thông số cơ bản.

Mô hình ABS không chỉ phù hợp với các mô đun và chương trình đào tạo hiện tại của các trường, mà còn đáp ứng nhu cầu dạy và học theo chương trình dạy nghề Hơn nữa, mô hình này thích hợp cho công tác giảng dạy và có thể áp dụng trong chương trình đào tạo hệ Cao đẳng tại các trường cao đẳng và đại học.

Tổng quan các nghiên cứu hiện có

1.2.1 Các nghiên cứu ABS trong nước

Hệ thống ABS hiện đang được nghiên cứu và phát triển mạnh mẽ Tác giả Dương Nguyễn Hắc Lân đã thực hiện đề tài “Ứng dụng Matlab để tạo giao diện và tính toán hệ thống phanh ô tô”, tuy nhiên, đề tài này chỉ tập trung vào lý thuyết mà chưa đi sâu vào thực hành và khai thác đầy đủ về ABS Trong khi đó, đề tài của Ngô Phạm Hồng Phước mang tên “Nghiên cứu thiết kế, chế tạo mô hình hệ thống phanh chống hãm cứng (ABS) kết nối máy tính phục vụ đào tạo” chỉ giới hạn trong một mô hình thực hành trên loại van điện 2 vị trí của hệ thống ABS.

Nghiên cứu hệ thống phanh chống bó cứng ABS trên ô tô được thực hiện bởi Ngô Sỹ Đồng và Nguyễn Anh Đức từ Trường Đại học Điện lực Hà Nội và Trường Cao đẳng Kinh tế Kỹ thuật số 1, Nghệ An Bài viết này tập trung vào việc ứng dụng mô hình ABS trong giảng dạy, nhằm nâng cao hiệu quả học tập và hiểu biết về công nghệ phanh hiện đại trong ngành ô tô.

Công ty Tân Phát, một trong những nhà sản xuất hàng đầu về thiết bị dạy nghề ô tô, đang cung cấp các thiết bị học tập cho trường học Trong số đó, mô hình hệ thống phanh ABS (Model: TPE) là một sản phẩm tiêu biểu, thể hiện sự đầu tư vào nghiên cứu lý thuyết và ứng dụng thực tiễn trong giáo dục nghề nghiệp.

Mô hình 083107, hình 1.2, được thiết kế với bốn bánh xe và sử dụng bốn mô tơ kéo riêng biệt, nhưng vẫn chỉ là một mô hình đơn giản, thiếu kết nối máy tính và khả năng chẩn đoán Do đó, với các thiết bị và mô hình hiện có, chúng không đáp ứng được nhu cầu giảng dạy hiện nay.

Hình 1.2: Mô hình ABS của công ty Tân Phát

1.2.2 Các nghiên cứu trên thế giới

Hiện nay, nhiều nhà khoa học trên thế giới đang tích cực nghiên cứu và phát triển hệ thống ABS, đạt được nhiều thành tựu đáng kể Tuy nhiên, các kết quả nghiên cứu thường chỉ mang tính chất giới thiệu, thiếu chi tiết để có thể ứng dụng thực tế Việc nghiên cứu và ứng dụng công nghệ ABS trong sản xuất ô tô tại Việt Nam vẫn còn gặp nhiều hạn chế.

Các nhà nghiên cứu và chế tạo thiết bị hệ thống ABS trên toàn cầu không ngừng tìm hiểu và cải tiến để phát triển sản phẩm tối ưu Một nghiên cứu tiêu biểu là đề tài “Wheel Slip Control with Moving Sliding Surface for Traction Control System” của K Chun và M Sunwoo từ Đại học Hanyang-Seoul, Hàn Quốc, trong đó họ đã phân tích quá trình điều khiển, thực hiện mô phỏng bằng phần mềm MATLAB-Simulink và thử nghiệm trên xe điện (electric kart) Nghiên cứu này đã đạt được những kết quả đáng chú ý, tuy nhiên, hạn chế của nó là chỉ kiểm nghiệm trên mô hình đơn giản.

Mô hình hệ thống chống bó cứng phanh ABS và kiểm soát lực kéo TCS, kết hợp với máy tính G-240101 của công ty Daesung G3 – Korea, có độ chính xác không cao do tích hợp nhiều hệ thống Bên cạnh đó, giá thành của thiết bị này cũng khá đắt đỏ, và việc vận hành cũng như bảo dưỡng gặp nhiều khó khăn.

Các nghiên cứu trong nước đã đóng góp quan trọng vào việc hoàn thiện lý thuyết phanh và giải quyết vấn đề điều khiển quá trình phanh Tuy nhiên, nghiên cứu sâu về hệ thống ABS vẫn còn hạn chế.

Dựa trên các nghiên cứu và thiết bị hiện có, việc "Thiết kế, chế tạo mô hình hệ thống phanh ABS có giao tiếp chẩn đoán phục vụ giảng dạy" là rất phù hợp với tình hình giảng dạy hiện nay Mô hình này được chế tạo từ thiết bị thực tế của ô tô và có khả năng kết nối với máy chẩn đoán, đảm bảo tính độc đáo và không trùng lặp với các nghiên cứu trước đây Điểm mới của đề tài nằm ở việc chế tạo bộ tạo Pan kết nối với mô hình mà không cần cắt dây điện, giúp mô phỏng hoạt động của các bộ phận tương ứng với lý thuyết và thực hành, từ đó hỗ trợ người học nắm vững kiến thức về hệ thống phanh ABS, đáp ứng nhu cầu của doanh nghiệp sau khi tốt nghiệp.

Mục tiêu và đối tượng nghiên cứu

Thiết kế và chế tạo một mô hình ABS có giao tiếp chẩn đoán phục vụ giảng dạy trên cơ sở các thiết bị của một ô tô thực tế

Biên soạn bài giảng thực hành về ABS cho sinh viên ngành cơ khí ô tô tại các trường đại học và cao đẳng giúp tiến hành thực nghiệm hệ thống, củng cố kiến thức lý thuyết cơ bản trong lĩnh vực ô tô.

Mô hình hệ thống phanh ABS có giao tiếp chẩn đoán với máy G-scan

Hệ thống tạo pan trên mô hình ABS có kết nối với máy chẩn đoán G-scan.

Nội dung nghiên cứu

Nghiên cứu cấu tạo, nguyên lý làm việc của một số hệ thống phanh ABS trên dòng xe Camry của Toyota

Thiết kế, chế tạo mô hình ABS có giao tiếp với hệ thống chẩn đoán G-scan.

Phương pháp nghiên cứu

Để hoàn thành luận văn tác giả đã thực hiện các phương pháp nghiên cứu sau:

- Nghiên cứu lý thuyết: Tổng hợp, phân tích các dữ liệu quan trọng về hệ thống phanh ABS

- Xây dựng mô hình ABS phù hợp việc giảng dạy

- Thực nghiệm: Chế tạo mô hình ABS phục vụ công tác giảng dạy.

Ý nghĩa thực tiễn và khoa học

Trong những năm qua, công tác đào tạo nghề tại Trường đã được chú trọng về quy mô và chất lượng, đặc biệt trong ngành ô tô, nơi sinh viên luôn đạt và vượt chỉ tiêu do nhu cầu ngày càng tăng Mặc dù đầu tư vào trang thiết bị là một ưu tiên, nhưng chi phí cao và mô hình hiện tại còn hạn chế, dẫn đến việc chẩn đoán không chính xác và khó khăn trong việc tiếp cận thiết bị Nhằm nâng cao chất lượng dạy và học, tôi đã nghiên cứu và phát triển mô hình mới, giúp người học có cái nhìn trực quan hơn về hệ thống và đảm bảo đủ kiến thức cũng như kỹ năng thực hành, từ đó được doanh nghiệp đánh giá cao tay nghề sau khi tốt nghiệp.

Trong những năm gần đây, nhu cầu lựa chọn ngành học của người học ngày càng tăng, đặc biệt là ngành công nghệ ô tô Mặc dù các trường tuyển sinh cao, nhưng chương trình đào tạo chủ yếu tập trung vào lý thuyết, thiếu các mô hình giảng dạy thực tiễn Điều này khiến người học gặp khó khăn trong việc tiếp cận kiến thức một cách trực quan và không có các mô đun đo kiểm để phát hiện sai hỏng, dẫn đến việc học tập trở nên hạn chế.

Tính mới của đề tài

Thiết kế hộp điều khiển Pan kết nối với mô hình và máy chẩn đoán với mô hình tiện lợi và dễ sử dụng

Tạo các Pan thông qua mạch điều khiển không cắt dây dẫn nhằm trách các rủi ro trong quá trình thực tập

Giúp cho việc giảng dạy và học tập tốt hơn mô hình có tính ứng dụng cao trong học tập và giảng dạy trong các trường nghề

Trong chương 1, tác giả đã trình bày vai trò quan trọng của hệ thống phanh, đặc biệt là hệ thống phanh ABS Việc nghiên cứu và chế tạo các mô hình thiết kế phục vụ cho giảng dạy tại trường học là rất cần thiết để nâng cao hiểu biết về công nghệ phanh.

Do đó tác giả đã tìm hiểu, và phân tích các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước có liên quan đến hệ thống phanh ABS trên ô tô

Qua các nghiên cứu tổng quan về hệ thống phanh ABS, tác giả đã xác định được mục tiêu nghiên cứu, phương pháp nghiên cứu, và những nội dung cơ bản của luận văn.

CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Tổng quan về hệ thống phanh ABS

Hệ thống phanh ABS (Anti-Lock Brake System) là một phần quan trọng trong hệ thống an toàn của ô tô, hoạt động bằng điện tử để ngăn ngừa hiện tượng bó cứng bánh xe trong tình huống phanh khẩn cấp Hệ thống này giúp người lái duy trì khả năng điều khiển hướng và ổn định thân xe, đồng thời giảm thiểu nguy cơ trượt văng khi xe mất bám đường So sánh giữa xe trang bị ABS và xe không có ABS sẽ giúp hiểu rõ hơn về lợi ích của hệ thống này.

Xe không trang bị ABS có thể gặp rủi ro khi phanh gấp trên đường trơn, như đường băng tuyết Khi áp suất phanh quá cao, bánh xe có thể bị bó cứng, làm mất khả năng bám đường và dẫn đến trượt xe Điều này khiến người lái khó khăn trong việc điều khiển, tăng nguy cơ va chạm do không thể quay đầu hoặc tránh chướng ngại vật.

Xe trang bị hệ thống ABS giúp điều chỉnh áp suất phanh khi đạp phanh gấp trên đường trơn, ngăn chặn bánh xe bị bó cứng Hệ thống này liên tục thực hiện các lực phanh và nhả phanh để duy trì mức độ trượt tối ưu, từ đó cải thiện khả năng bám đường và điều khiển xe Người lái sẽ cảm nhận rung nhẹ ở bàn đạp phanh, điều này cho thấy ABS đang hoạt động, giúp duy trì kiểm soát xe và tránh chướng ngại vật một cách an toàn.

Hệ thống chống bó cứng phanh ABS đã trở thành tiêu chí quan trọng để đánh giá độ an toàn của ô tô, nhờ vào tính năng ưu việt của nó Hiện nay, hầu hết các dòng xe đều được trang bị công nghệ này nhằm nâng cao khả năng vận hành an toàn.

Phân loại ABS trên ô tô

Phanh ABS được chia thành 3 loại cơ bản:

- Loại 1 kênh (ABS bánh sau): thường dùng trên xe van, xe tải nhẹ nhưng ít phổ biến

- Loại 4 kênh: Loại được dùng phổ biến nhất hiện nay

Hình 2.2: Các loại phanh ABS cơ bản

2.2.1 Hệ thống phanh ABS loại 4 kênh

Hệ thống phanh chống bó cứng ABS hiện đại bao gồm 4 kênh và 4 cảm biến tốc độ, cho phép kiểm soát phanh tối ưu Mỗi bánh xe được trang bị cảm biến tốc độ riêng, giúp theo dõi tốc độ độc lập Áp lực phanh cũng được điều chỉnh riêng cho từng bánh nhờ các van điều chỉnh độc lập, từ đó tối ưu hóa hiệu quả phanh, duy trì sự ổn định của xe và cải thiện khả năng điều khiển trong các tình huống phanh gấp hoặc trên mặt đường trơn trượt.

2.2.2 Hệ thống phanh ABS loại 3 kênh

Bao gồm 3 kênh và 3 cảm biến vận tốc (ít sử dụng)

Hệ thống phanh này thường được sử dụng trên các dòng xe bán tải, với cấu trúc bao gồm 2 kênh và 2 cảm biến được phân bố đồng đều ở cầu trước mỗi bánh Hai bánh thuộc cầu sau chia sẻ chung kênh và cảm biến vận tốc, giúp tối ưu hóa kiểm soát và áp lực phanh cho hai bánh trước Tuy nhiên, điều này cũng có thể dẫn đến tình trạng một trong hai bánh sau bị bó cứng khi phanh, làm giảm hiệu quả của hệ thống ABS.

Phương pháp điều khiển ABS

2.3.1 Điều khiển theo ngưỡng trượt Điều khiển theo ngưỡng trượt thấp: Trong tình huống này, khi các bánh xe trái và phải đang di chuyển trên những phần đường có hệ số bám khác nhau, ECU sẽ chọn thời điểm khi bánh xe trên phần đường có hệ số bám thấp bắt đầu bị bó cứng để điều chỉnh áp suất phanh cho cả cầu xe Lúc này, lực phanh trên tất cả các bánh xe sẽ đồng đều, bằng với giá trị lực phanh cực đại của bánh xe trên phần đường có hệ số bám thấp Bánh xe trên phần đường có hệ số bám cao vẫn hoạt động trong vùng ổn định của đặc tính trượt và đạt lực phanh cực đại Phương pháp này đảm bảo tính ổn định cao, nhưng hiệu quả phanh thấp do lực phanh bị giới hạn bởi bánh xe có hệ số bám thấp Điều khiển theo ngưỡng trượt cao: Trong trường hợp này, ECU sẽ chọn thời điểm khi bánh xe trên phần đường có hệ số bám cao bắt đầu bị bó cứng để điều chỉnh áp suất phanh cho cả cầu xe Trước đó, bánh xe trên phần đường có hệ số bám thấp đã bị bó cứng Phương pháp này tận dụng tối đa khả năng bám của các bánh xe, mang lại hiệu quả phanh cao hơn Tuy nhiên, nó có thể dẫn đến tính ổn định kém vì khi bánh xe trên phần đường có hệ số bám thấp đã bị bó cứng, sự điều chỉnh áp suất cho cả cầu xe có thể làm giảm khả năng điều khiển và ổn định của xe

2.3.2 Điều khiển độc lập và phụ thụôc

Trong hệ thống ABS, có hai loại điều khiển chính: điều khiển độc lập bánh xe và điều khiển phụ thuộc Điều khiển độc lập cho phép điều chỉnh áp suất phanh riêng lẻ cho mỗi bánh xe khi đạt ngưỡng trượt, tối ưu hóa hiệu quả phanh và duy trì sự ổn định của xe Ngược lại, điều khiển phụ thuộc điều chỉnh áp suất phanh chung cho hai bánh trên một cầu hoặc cả cầu xe dựa trên tín hiệu chung, với khả năng điều chỉnh theo ngưỡng trượt thấp hoặc cao Mặc dù phương pháp điều khiển phụ thuộc có thể giảm hiệu quả phanh và tính ổn định so với điều khiển độc lập, nhưng nó thường đơn giản và tiết kiệm chi phí hơn trong thiết kế.

Các loại hệ thống ABS hiện nay có thể được phân loại theo số lượng kênh điều khiển như sau:

Cấu hình của hệ thống phanh ABS này là hai bánh sau được điều khiển chung, thường thấy ở các thế hệ ABS đầu tiên Hệ thống chỉ trang bị ABS cho bánh sau do bánh này dễ bị hãm cứng hơn khi phanh Ưu điểm của thiết kế này là tính đơn giản và chi phí thấp.

Nhược điểm: Không thể kiểm soát độc lập từng bánh, dẫn đến hiệu quả phanh không tối ưu và có thể làm giảm tính ổn định của xe

Cấu hình của hệ thống phanh bao gồm một kênh điều khiển cho hai bánh trước và một kênh cho hai bánh sau, hoặc một kênh cho hai bánh chéo nhau Hệ thống này cung cấp điều khiển ABS cho hai nhóm bánh xe (trước và sau) hoặc các bánh xe đối diện Ưu điểm nổi bật là cải thiện khả năng kiểm soát phanh so với loại một kênh, đồng thời đơn giản hơn so với các loại ba và bốn kênh.

Nhược điểm của hệ thống là vẫn có giới hạn trong việc kiểm soát độc lập từng bánh xe, điều này có thể ảnh hưởng đến hiệu quả phanh và sự ổn định của xe khi có sự khác biệt lớn về độ bám đường giữa các bánh.

Cấu hình hệ thống bao gồm hai kênh điều khiển độc lập cho bánh trước và một kênh điều khiển chung cho bánh sau Đặc điểm nổi bật là khả năng cung cấp điều khiển độc lập cho các bánh trước, đồng thời duy trì điều khiển chung cho hai bánh sau Ưu điểm lớn nhất của hệ thống này là cải thiện khả năng kiểm soát phanh cho bánh trước, nơi mà sự chính xác và ổn định là yếu tố cực kỳ quan trọng.

Nhược điểm: Không kiểm soát độc lập cho từng bánh sau, có thể giảm hiệu quả phanh trong một số tình huống

Cấu hình của hệ thống phanh bao gồm bốn kênh điều khiển riêng biệt cho từng bánh xe, với mỗi bánh được trang bị một kênh điều khiển ABS độc lập Điều này cho phép điều chỉnh áp suất phanh một cách độc lập cho từng bánh, mang lại hiệu quả phanh tốt nhất Hệ thống này tối ưu hóa sự ổn định của xe, đặc biệt trong các điều kiện đường xá khó khăn hoặc khi có sự khác biệt lớn về bám đường giữa các bánh.

Nhược điểm: Chi phí và độ phức tạp cao hơn do cần nhiều cảm biến và bộ điều khiển

Hiện nay, hệ thống ABS điều khiển ba và bốn kênh đang được áp dụng phổ biến trong các xe hiện đại Các hệ thống này mang lại hiệu quả phanh tối ưu và cải thiện đáng kể sự ổn định so với các phiên bản ABS trước đây.

Phương án bố trí điều khiển

2.4.1 Các phương án bố trí cơ cấu điều khiển của ABS

Việc bố trí sơ đồ điều khiển của ABS phải thoả mãn đồng thời hai yếu tố:

Tận dụng tối đa khả năng bám giữa bánh xe và mặt đường trong quá trình phanh giúp giảm quãng đường phanh hiệu quả Đồng thời, duy trì khả năng bám ngang ở mức đủ lớn tăng cường tính ổn định chuyển động và ổn định quay vòng của xe khi phanh.

Kết quả phân tích lý thuyết và thực nghiệm cho thấy hiệu quả phanh và ổn định khi phanh của hệ thống ABS phụ thuộc vào sơ đồ phân phối các mạch điều khiển và mức độ độc lập trong việc điều khiển lực phanh tại các bánh xe Việc đạt được sự thoả mãn đồng thời hai chỉ tiêu này là phức tạp, và cần lựa chọn phương án điều khiển phù hợp dựa trên phạm vi và điều kiện sử dụng khác nhau.

Bài viết này trình bày 6 phương án bố trí cơ cấu điều khiển của hệ thống ABS tại các bánh xe, cùng với các phân tích về hiệu quả và ổn định khi thực hiện phanh.

2.4.1.1 Phương án 1: ABS có bốn kênh được điều khiển độc lập

Hệ thống ABS trang bị 4 cảm biến và 4 van điều khiển độc lập được thiết kế cho các mạch phanh thông thường, với mỗi mạch dẫn động cho hai bánh xe ở một cầu (trước hoặc sau) Điều này cho phép điều chỉnh lực phanh độc lập cho từng bánh xe, đảm bảo tất cả bánh xe hoạt động trong phạm vi bám tối đa, từ đó tối ưu hóa hiệu quả phanh.

Khi phanh trên đường có hệ số bám không đồng đều giữa các bánh, hệ thống có thể gặp vấn đề về ổn định, dẫn đến moment xoay lớn và khó duy trì hướng Để cải thiện tính ổn định khi quay vòng, việc tích hợp cảm biến gia tốc ngang là cần thiết Cảm biến này giúp điều chỉnh lực phanh ở từng bánh xe kịp thời, tăng cường khả năng kiểm soát và duy trì ổn định chuyển động trên các bề mặt đường không đồng đều.

2.4.1.2 Phương án 2: ABS có 4 kênh điều khiển và mạch phanh bố trí chéo

Hệ thống ABS được thiết kế với mạch chéo, phân phối lực phanh từ buồng xy lanh chính cho một bánh trước và một bánh sau Nó bao gồm 4 cảm biến tại các bánh xe và 4 van điều khiển, cho phép hai bánh trước hoạt động độc lập, trong khi hai bánh sau được điều khiển chung theo ngưỡng trượt thấp Điều này có nghĩa là áp suất phanh cho cầu sau được xác định dựa trên bánh xe có khả năng bám thấp nhất.

Phương án này loại bỏ moment xoay vòng trên cầu sau, cải thiện tính ổn định khi quay vòng Tuy nhiên, việc điều chỉnh áp suất phanh chung cho cả cầu sau theo ngưỡng trượt thấp có thể làm giảm hiệu quả phanh so với các phương án điều khiển độc lập hoàn toàn.

Hình 2.3: Các phương án bố trí cơ cấu phanh ABS 2.4.1.3 Phương án 3: ABS có ba kênh điều khiển

Trong hệ thống phanh, hai bánh xe sau được điều khiển theo ngưỡng trượt thấp, trong khi cầu trước có hai phương án tùy thuộc vào chiều dài cơ sở và moment quán tính của xe Đối với xe có chiều dài cơ sở lớn và moment quán tính cao, lực phanh trên hai bánh trước sẽ bằng nhau và được điều chỉnh theo ngưỡng trượt thấp, mang lại tính ổn định cao nhưng hiệu quả phanh thấp Ngược lại, đối với xe có chiều dài cơ sở nhỏ và moment quán tính thấp, hai bánh trước được điều khiển độc lập để tăng hiệu quả phanh, nhưng cần có bộ phận hạn chế sự gia tăng moment xoay Hệ thống này sử dụng bốn cảm biến tốc độ đặt tại bốn bánh xe để đảm bảo hoạt động hiệu quả.

Cầu trước được điều khiển theo phương thức chọn cao, điều chỉnh áp suất phanh dựa trên độ bám của bánh xe, giúp tăng hiệu quả phanh Tuy nhiên, tính ổn định giảm do mô men xoay lớn Khi phanh trên đường có độ bám không đồng đều, xe dễ bị quay đầu do bánh có độ bám thấp bị bó cứng, trong khi bánh còn lại vẫn chuyển động để tận dụng lực bám tối đa.

Cầu trước được điều khiển theo ngưỡng trượt cao, cho phép điều chỉnh áp suất phanh dựa trên bánh xe có độ bám tốt hơn, nhằm tối ưu hóa hiệu quả phanh.

Cầu sau được điều khiển theo ngưỡng trượt thấp, giúp điều chỉnh áp suất phanh dựa trên bánh xe có khả năng bám thấp hơn, nhằm duy trì tính ổn định Ưu điểm của hệ thống này là cải thiện khả năng kiểm soát và an toàn trong quá trình lái xe.

Tăng cường hiệu quả phanh trên cầu trước bằng cách điều chỉnh theo ngưỡng trượt cao, đồng thời duy trì tính ổn định trên cầu sau thông qua điều chỉnh theo ngưỡng trượt thấp.

Tính ổn định của xe có thể bị ảnh hưởng khi điều kiện bám đường giữa các bánh xe không đồng đều, đặc biệt khi có sự khác biệt về hệ số bám giữa hai cầu.

Trên mỗi cầu, chỉ có một cảm biến được đặt tại hai bánh xe chéo nhau để điều khiển áp suất phanh chung cho cả cầu Cầu trước được điều khiển theo ngưỡng trượt cao, trong khi cầu sau được điều khiển theo ngưỡng trượt thấp.

Cấu trúc cảm biến và điều khiển:

Cảm biến tốc độ được lắp đặt tại cầu sau, giúp theo dõi tốc độ của xe Áp suất phanh được điều chỉnh đồng nhất cho các bánh xe chéo nhau, đảm bảo mỗi cầu xe hoạt động với mức áp suất đồng đều Hệ thống điều khiển này tăng cường hiệu suất và an toàn khi phanh.

Động lực học quá trình phanh

2.5.1 Lực phanh và các mômen cần thiết tác dụng lên bánh xe khi phanh:

Khi người lái xe đạp thực hiện phanh, các bánh xe tạo ra mômen ma sát, được gọi là mômen phanh (Mp) Lực phanh (Fp) xuất hiện tại vùng tiếp xúc giữa bánh xe và mặt đường, có hướng ngược lại với chiều chuyển động của ô tô khi phanh.

Hình 2.4: Lực phanh và các mômen cần thiết

Mp: Mômen phanh tác dụng lên bánh xe

Fp: Lực phanh tác dụng tại điểm tiếp xúc giữa bánh xe với mặt đường rb: Bán kính tính toán của bánh xe

Khi mômen phanh Mp tăng, lực phanh Fp cũng tăng theo, tuy nhiên lực phanh không thể tăng một cách tùy ý Lực phanh lớn nhất bị giới hạn bởi điều kiện bám giữa bánh xe và mặt đường.

Fφ: Lực bám dọc giữa bánh xe với mặt đường

Zb: Phản lực pháp tuyến tác dụng lên bánh xe φ: Hệ số bám dọc giữa bánh xe với mặt đường

Khi phanh, lực hãm tổng cộng tác dụng lên bánh xe không chỉ bao gồm mômen phanh mà còn có mômen quán tính Mjb và mômen cản lăn.

Khi tài xế đạp phanh, lực phanh (Fp) tăng dần cho đến khi đạt giá trị tối đa (Fpmax), dẫn đến hiện tượng trượt lết ở các bánh xe Khi bánh xe trượt lết hoàn toàn, hệ số bám (φ) giảm xuống mức tối thiểu (φmin), làm giảm lực phanh xuống mức thấp nhất, gây hiệu quả phanh kém Nếu bánh xe dẫn hướng phía trước trượt lết, xe sẽ mất khả năng điều khiển theo hướng mong muốn, trong khi trượt lết ở bánh xe sau sẽ làm giảm tính ổn định, khiến xe có xu hướng trượt ngang khi có lực tác dụng.

Để đạt được lực bám Fp lớn, cả hệ số bám φ và Zb cần có giá trị cao Do đó, để tận dụng tối đa trọng lượng bám của xe, cần bố trí hệ thống phanh cho tất cả các bánh xe.

Khi tài xế đạp phanh, động năng và thế năng của xe bị tiêu hao do ma sát giữa má phanh và trống phanh, cũng như giữa lốp xe và mặt đường, nhằm khắc phục các lực cản chuyển động.

Nếu mômen phanh càng tăng lên thì cơ năng biến thành nhiệt năng giữa trống phanh và má phanh, giữa lốp xe và mặt đường càng tăng theo

Khi bánh xe bị hãm cứng hoàn toàn, công ma sát giữa trống phanh và má phanh cùng với sự cản lăn sẽ không còn, dẫn đến việc tất cả năng lượng chuyển hóa thành nhiệt năng tại khu vực tiếp xúc giữa lốp và mặt đường.

Sự trượt lết gây giảm hiệu quả phanh, làm tăng độ mòn của lốp và độ trượt dọc, đồng thời ảnh hưởng tiêu cực đến tính ổn định ngang của xe khi phanh.

2.5.2 Lực phanh trên ô tô và các điều kiện bảo đảm phanh tối ưu:

Các lực tác dụng lên ô tô khi phanh: [5]

Hình 2.5: Các lực tác dụng lên ô tô khi phanh

Lực quán tính Fj được xác định theo biểu thức sau:

(2.4) g: Gia tốc trọng trường (g = 9,8 m/s 2 ) jp : Gia tốc chậm dần khi phanh

Khi tài xế đạp phanh, lực cản gió và lực cản lăn có thể không đáng kể và có thể bỏ qua, gây sai số khoảng 1,5 đến 2% Khi lập phương trình cân bằng mômen cho các lực tác dụng lên ô tô khi phanh tại các điểm tiếp xúc giữa bánh xe và mặt đường, ta có thể xác định các phản lực vuông góc tác dụng lên các bánh xe ở cầu trước và cầu sau.

Trong đó: a, b, hg - tọa độ trọng tâm của ô tô; L - chiều dài cơ sở của ô tô

G1, G2: Tải trọng tác dụng lên các bánh xe ở cầu trước và ở cầu sau khi phanh

Thay Fj ở công thức (2.4) vào Z1 và Z2, ta sẽ được Z1 và Z2 như sau:

Khi xe đứng yên trên mặt phẳng nằm ngang, phản lực vuông góc tác dụng lên các bánh xe cầu trước và cầu sau được gọi là phản lực tĩnh (Z1t, Z2t) Hệ số thay đổi tải trọng tác dụng lên các bánh xe ở cầu trước và cầu sau trong quá trình phanh được ký hiệu là m1p và m2p.

G1t, G2t : Tải trọng tĩnh tác dụng lên các bánh xe cầu trước và cầu sau

Các lực phanh sinh ra ở các bánh xe ở cầu trước và ở cầu sau sẽ là Fp1, Fp2 cụ thể như sau:

Để tối ưu hóa hiệu quả phanh của ôtô, hệ thống phanh được lắp đặt ở cả bốn bánh, bao gồm bánh trước và bánh sau Điều này giúp gia tăng lực phanh tối đa cho toàn bộ xe.

2.5.2.2 Hệ thống ABS nâng cao hiệu quả và ổn định khi phanh

Hiện tượng nguy hiểm này thường gặp ở những ô tô có hệ thống phanh thường cổ điển khi phanh gấp hoặc phanh trên đường trơn có hệ số bám nhỏ

Hiện nay, với sự gia tăng vận tốc của ô tô, hệ thống phanh trên các xe đời mới cần khắc phục nhược điểm của phanh truyền thống Do đó, ô tô hiện đại đã được trang bị hệ thống phanh chống hãm cứng ABS (Antilock Braking System) để đảm bảo an toàn và hiệu suất phanh tốt hơn.

Hệ thống phanh ABS có nhiệm vụ điều chỉnh liên tục áp suất trong dẫn động phanh, giúp lực phanh ở các bánh xe luôn xấp xỉ bằng lực bám, ngăn chặn hiện tượng hãm cứng và giữ độ trượt giữa bánh xe với mặt đường trong giới hạn hẹp xung quanh giá trị λpo Nhờ đó, hệ thống phanh ABS đảm bảo hiệu quả phanh tối ưu, duy trì tính dẫn hướng và ổn định của ô tô khi phanh, với các thông số x  xmax và y đạt giá trị tương đối lớn.

Hình 2.6 minh họa sự biến đổi của hệ số bám dọc x và hệ số bám ngang y theo độ trượt tương đối p Đồ thị này cho thấy mối quan hệ rõ ràng giữa các hệ số bám và độ trượt, cung cấp thông tin quan trọng cho việc phân tích hiệu suất bám của vật liệu.

Hệ số bám một mặt của ô tô phụ thuộc vào loại đường và tình trạng mặt đường Ngoài ra, nó còn chịu ảnh hưởng bởi độ trượt của bánh xe khi phanh.

Hệ số bám dọc khi phanh ô tô được định nghĩa :

Nguyên lý làm việc của hệ thống ABS

Hệ thống chống bó cứng phanh (ABS) được phát triển từ hệ thống phanh truyền thống và bao gồm các bộ phận chính như xy lanh chính, bầu trợ lực áp thấp, cơ cấu phanh bánh xe cùng với các van điều hòa lực phanh Để thực hiện chức năng chống hãm cứng bánh xe, ABS cần có thêm các bộ phận như cảm biến tốc độ bánh xe, hộp ECU, bộ chấp hành thủy lực và thiết bị chẩn đoán lỗi Sự phối hợp giữa các bộ phận này giúp duy trì khả năng điều khiển xe và nâng cao an toàn trong các tình huống phanh gấp.

Sơ đồ khối hệ thống ABS

Hình 2.8: Sơ đồ điều khiển ABS 2.6.1 Khối các tín hiệu đầu vào (các cảm biến – Sensors)

Hệ thống ABS nhận các tín hiệu đầu vào điện tử để theo dõi trạng thái hoạt động, trong đó cảm biến tốc độ bánh xe đóng vai trò quan trọng nhất, cung cấp thông tin về tốc độ bánh xe (km/h) hoặc tình trạng bó cứng Tín hiệu từ công tắc chân phanh cho biết trạng thái bàn đạp phanh và kích hoạt đèn báo phanh, thông báo cho các xe phía sau Ngoài ra, tín hiệu từ máy phát điện hoặc ắc quy cung cấp năng lượng cho hộp điều khiển, đảm bảo hệ thống hoạt động liên tục và ổn định.

2.6.2 Bộ vi xử lý (ECU)

Hệ thống điều khiển phanh xe tiếp nhận thông tin từ các cảm biến tốc độ bánh xe để phân tích trạng thái làm việc của chúng Khi bánh xe bị bó cứng, hộp điều khiển ECM sẽ kích hoạt van điện từ xả áp suất dầu phanh, cho phép bánh xe quay trở lại bình thường Khi bánh xe đã quay, ECU sẽ kích hoạt mô tơ bơm và mở van điện từ để cung cấp dầu áp suất vào hệ thống phanh Quá trình phanh – nhả – phanh – nhả diễn ra liên tục và nhanh chóng, giúp bánh xe không bị bó cứng và vẫn duy trì khả năng dẫn hướng cho xe.

Hiện nay, các bộ điều khiển ABS thường được tích hợp với hộp điều khiển điện tử ECM, tạo thành một cụm gọi là HECU (Hydraulic Electronic Control Unit), bao gồm mô tơ bơm và các van điện từ.

2.6.3 Khối các thiết bị đầu ra hay còn còn gọi là bộ chấp hành

Hệ thống ABS thực thi các nhiệm vụ dựa trên tín hiệu điều khiển từ ECM, với các bộ chấp hành bao gồm mô tơ bơm dầu phanh, van điện từ, đèn cảnh báo lỗi và tín hiệu chẩn đoán Mô tơ bơm dầu phanh tạo ra dòng dầu có áp suất để bơm vào hệ thống khi các van điện từ mở, thực hiện phanh xe hiệu quả Các van điện từ đóng mở cửa dầu phanh trong cụm HECU khi hệ thống ABS hoạt động.

Cấu tạo hệ thống phanh ABS

2 7.1 03 thành phần chính của hệ thống ABS

Cụm tín hiệu vào, bao gồm cảm biến tốc độ bánh xe và công tắc báo phanh, có chức năng gửi tín hiệu tốc độ của các bánh xe cùng với tín hiệu phanh đến ECU.

ECU đóng vai trò quan trọng trong việc nhận và xử lý tín hiệu đầu vào, sau đó gửi tín hiệu điều khiển đến bộ chấp hành thủy lực để quản lý quá trình phanh, nhằm ngăn chặn hiện tượng bó cứng.

Bộ phận chấp hành của hệ thống phanh bao gồm bộ điều khiển thủy lực, đèn báo ABS và bộ phận kiểm tra, chẩn đoán Bộ chấp hành thủy lực nhận tín hiệu từ ECU và thực hiện việc phân phối áp suất dầu đến các cơ cấu phanh của bánh xe.

Hình 2.9: Sơ đồ điều khiển ABS

Trên các xe đời mới, ECU thường được tích hợp chung với bộ điều khiển thủy lực, giúp giảm nguy cơ hư hỏng đường dây điện và thuận tiện cho việc kiểm tra, sửa chữa.

Hình 2.10: Sơ đồ cấu tạo một ABS trên xe

1 ECU; 2 Bộ chấp hành; 3 Cảm biến tốc độ; 3 Đèn báo (ABS)

(được lắp trên táp lô); 5 Công tắc đèn phanh; 6 Cảm biến giảm tốc

Tín hiệu đầu vào Bộ phận xử lý Bộ phận chấp hành

- Cảm biến tốc độ bánh xe

- Cảm biến công tắc phanh

ABS ECU Bộ chấp hành thủy lực

2.7.2 Cấu tạo các bộ phận chính của ABS

Cảm biến tốc độ bánh xe

Cảm biến tốc độ phát hiện tốc độ của từng bánh xe và truyền tín hiệu đến ECU điều khiển trượt

Hình 2.11: Cảm biến tốc độ bánh xe

Cảm biến tốc độ bánh xe kiểu điện từ, như hình 2.11, bao gồm nam châm vĩnh cửu, cuộn dây và lõi từ, thường được lắp đặt ở mỗi bánh xe để đo tốc độ hoặc ở vỏ bọc cầu xe để tính tốc độ trung bình của hai bánh Khi răng của vòng răng đi qua nam châm, từ thông qua cuộn dây sẽ tăng lên, và khi răng đã đi qua, từ thông sẽ giảm Sự thay đổi này tạo ra suất điện động biến đổi trong cuộn dây, truyền tín hiệu đến bộ điều khiển điện tử Tần số và độ lớn của tín hiệu điện áp tỷ lệ thuận với tốc độ bánh xe; khi tốc độ bánh xe tăng, tần số và độ lớn tín hiệu cũng tăng theo.

Cảm biến giảm tốc (chỉ có ở một số kiểu xe)

Hình 2.12: Cảm biến góc xoay thân xe

Cảm biến giảm tốc cảm nhận mức giảm 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 2.13: Các chế độ làm việc của cảm biến Công tắc bàn đạp phanh:

Công tắc này phát hiện bàn đạp phanh đã được đạp xuống và truyền tín hiệu đến ABS ECU

Hệ thống ABS sử dụng tín hiệu từ công tắc phanh để hoạt động Tuy nhiên, nếu công tắc đèn phanh bị hỏng, hệ thống ABS vẫn có thể điều khiển khi các bánh xe bị bó cứng Trong tình huống này, việc điều khiển sẽ bắt đầu khi hệ số trượt tăng cao, tức là các bánh xe có xu hướng khóa cứng, khác với khi công tắc đèn phanh hoạt động bình thường.

ECU điều khiển phanh ABS

Cấu tạo hộp điều khiển gồm 4 phần chính

Phần xử lý tín hiệu

Bộ chẩn đoán và lưu giữ mã lỗi

Chức năng của hộp điều khiển hệ thống phanh ABS (ABS Control Module):

Nhận diện thông tin về tốc độ góc của các bánh xe là bước quan trọng để tính toán tốc độ và sự gia tăng hoặc giảm tốc của bánh xe Qua đó, chúng ta có thể xác định tốc độ của xe, tốc độ chuẩn của bánh xe và ngưỡng trượt, từ đó phát hiện nguy cơ bị hãm cứng của bánh xe.

Cung cấp tín hiệu điều khiển đến bộ chấp hành thủy lực

Thực hiện chế độ kiểm tra, chẩn đoán, lưu giữ mã code hư hỏng và chế độ an toàn

Bộ chấp hành phanh ABS:

Bộ chấp hành thủy lực bao gồm các thành phần chính như van điện từ, mô tơ điện dẫn động bơm dầu, bơm dầu và bình tích áp Van điện từ có hai loại chính là 2 vị trí và 3 vị trí, với cấu tạo bao gồm cuộn dây điện, lõi van, các cửa van và van một chiều Chức năng của van điện từ là điều chỉnh áp suất dầu đến các xy lanh bánh xe thông qua việc đóng mở các cửa van theo sự điều khiển của ECU Mô tơ điện dẫn động bơm dầu kiểu piston, được điều khiển bởi cam lệch tâm, giúp đưa dầu từ bình tích áp về xy lanh chính trong các chế độ giảm và giữ áp suất Bơm dầu có hai buồng làm việc độc lập và các van một chiều cho phép dòng dầu chỉ chảy từ bơm về xy lanh chính Bình tích áp chứa dầu hồi từ các xy lanh phanh bánh xe, giảm áp suất dầu tạm thời ở các xy lanh phanh.

Hình 2.16: Cấu tạo của bộ chấp hành Đồng hồ táp lô:

Hình 2.17: Bảng đồng hồ taplo

Khi ECU phát hiện thấy sự trục trặc ở ABS hoặc hệ thống hỗ trợ phanh, đèn này bật sáng để báo cho người lái

- Đèn báo hệ thống phanh

Khi đèn này sáng lên đồng thời với đèn báo của ABS, nó báo cho người lái biết rằng có trục trặc ở hệ thống ABS và EBD

2.7.3 Nguyên lý làm việc của ABS

ECU liên tục nhận tín hiệu từ 4 cảm biến tốc độ bánh xe để ước tính tốc độ xe bằng cách tính toán tốc độ và sự giảm tốc của từng bánh Khi người lái đạp phanh, áp suất thủy lực trong các xy lanh bánh xe tăng lên, dẫn đến giảm tốc độ Nếu ECU phát hiện bánh xe có nguy cơ bó cứng, nó sẽ giảm áp suất thủy lực trong xy lanh của bánh đó để ngăn chặn hiện tượng bó cứng và duy trì khả năng điều khiển của xe.

Hình 2.18: Đồ thị thể hiện tốc độ, áp suất và thời gian phanh ở các bánh xe

(1) Điều chỉnh tốc độ của bánh xe

ECU điều khiển trượt điều chỉnh các van điện từ để giảm áp suất thủy lực theo mức giảm tốc của bánh xe Khi phát hiện cần giảm áp suất, ECU chuyển các van điện từ vào chế độ giảm áp, hạ thấp áp suất trong xy lanh của bánh xe Sau khi giảm áp suất, ECU chuyển sang chế độ “giữ” để theo dõi tốc độ bánh xe Nếu cần thiết, ECU tiếp tục điều chỉnh giảm áp suất để duy trì kiểm soát và ngăn chặn hiện tượng bó cứng.

Nếu ECU cho rằng cần tiếp tục giảm áp suất thuỷ lực, nó sẽ lại giảm áp suất này

Khi áp suất thủy lực trong xy lanh bánh xe giảm, áp suất tác động vào bánh xe cũng giảm, dẫn đến nguy cơ bánh xe gần bị khóa có xu hướng tăng tốc Việc giảm áp suất quá mức có thể làm giảm lực phanh, gây ra hiệu suất phanh không đủ Để khắc phục, ECU điều khiển các van điện từ chuyển sang chế độ “tăng áp suất” để phục hồi lực phanh khi cần thiết, và chế độ “giữ” để duy trì áp suất hiện tại, từ đó theo dõi và điều chỉnh tốc độ bánh xe Điều này giúp bánh xe gần bị khóa phục hồi tốc độ mà không làm giảm hiệu quả phanh.

Khi áp suất thuỷ lực trong xy lanh của bánh xe được ECU tăng lên dần dần (khoảng B), bánh xe lại có xu hướng bị khoá

Do đó, ECU lại chuyển các van điện từ về chế độ “giảm áp suất” để giảm áp suất bên trong xilanh của bánh xe này

Vì áp suất thuỷ lực trong xilanh của bánh xe này lại giảm (khoảng C), ECU lại bắt đầu tăng áp suất như trong khoảng B

ECU điều khiển trượt kiểm tra hệ thống điện của ABS bằng cách điều khiển các van điện từ và mô-tơ bơm theo trình tự Chức năng này hoạt động khi bật khóa điện sang vị trí ON và xe đang chạy với tốc độ lớn hơn 6 km/h, đồng thời đèn phanh phải tắt.

Nó chỉ hoạt động một lần sau mỗi khi khoá điện bật ON [10-11]

Hình 2.19: Sơ đồ thể hiện hoạt động của các van điện từ

Nguyên lý bộ chấp hành:

Hệ thống mạch thuỷ lực trong ABS của xe FF được phân chia thành hai phần: một cho bánh trước bên phải và bánh sau bên trái, và phần còn lại cho bánh trước bên trái và bánh sau bên phải Bài viết này sẽ tập trung vào việc mô tả hoạt động của một trong hai hệ thống, vì các hệ thống còn lại hoạt động theo nguyên lý tương tự.

Hình 2.20: Sơ đồ mạch thuỷ lực hệ thống phanh ABS Khi phanh bình thường (hệ thống không hoạt động):

Trong quá trình phanh bình thường khi hệ thống ABS không hoạt động, tín hiệu từ ECU không tác động vào các van điện từ Kết quả là, van điện từ giữ áp suất mở cửa (a) trong khi van điện từ giảm áp suất đóng cửa (b).

Hình 2.21: Sơ đồ thuỷ lực hệ thống phanh ABS chưa hoạt động

Khi người lái đạp bàn đạp phanh, dầu từ xi lanh chính chảy qua van điện từ giữ và đến xi lanh bánh xe để tạo lực phanh Van một chiều ngăn chặn dòng dầu phanh trở về bơm, đảm bảo hệ thống phanh hoạt động ổn định và hiệu quả.

Chế độ giảm áp suất:

THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÔ HÌNH

Mục đích và yêu cầu của mô hình

Đề tài chính của bài viết là chế tạo mô hình hệ thống phanh ABS kết nối với bộ tạo Pan và máy chẩn đoán Gscan Mô hình này cần hoạt động hiệu quả, thể hiện rõ các chức năng của hệ thống ABS, đồng thời phục vụ tốt cho việc học tập và nghiên cứu của sinh viên, học sinh chuyên ngành cơ khí ô tô tại các trường đại học, cao đẳng và trung học chuyên nghiệp.

Mô hình cần hoạt động hiệu quả và sinh động trên xe, đảm bảo tính ổn định cao Ngoài chức năng điều khiển phanh chống hãm cứng, mô hình cũng phải tích hợp đầy đủ các chức năng như chế độ tự kiểm tra, chẩn đoán và đảm bảo an toàn.

Mô hình phải mang tính khoa học, sư phạm, sáng tạo và thẩm mỹ, phù hợp với mục đích sử dụng

Giá thành thấp, đảm bảo tính thực tiễn và hiện đại, phạm vi ứng dụng rộng rãi, có thể thiết kế và chế tạo với số lượng nhiều

3.2 Sơ đồ thiết kế tổng thể mô hình

Hình 3.1: Sơ đồ cấu trúc mô hình

3.3 Thiết kế phần cứng mô hình

- 04 cụm đĩa và cơ cấu phanh bánh xe trước và sau của xe Toyota Camry

- 04 đầu bán trục có rotor cảm biến tốc độ, gia công lỗ để nối với trục dẫn động

- 03 bánh đai dẫn động có kích thước 100 mm

- 01 bộ xy lanh chính loại kép (2 dòng) có kích thước tổng thể (150 x 150) mm

- 01 bộ trợ lực chân không có kích thước (230 x 130) mm

- 04 cảm biến tốc độ bánh xe của xe Toyota

- 01 ECU của xe Toyota Camry

- 01 bộ chấp hành của xe Toyota Camry

- 04 đồng hồ đo áp suất có thang đo tối đa 7Mpa (70 kg/cm 2 )

- 01 bộ mô tơ dẫn động và bơm chân không: chọn loại bơm chân không của điều hòa nhiệt độ trên ôtô sử dụng nguồn điện ắc quy 220V

- 04 bánh xe có khóa hãm

- Các rơ le điều khiển

Hình 3.2: Bảng vẽ mô hình ABS 3.3.3 Mô tả thiết kế

Kích thước mặt bàn được xác định dựa trên các yếu tố như kích thước lắp ghép cụm đĩa, cơ cấu phanh bánh xe, kích thước xy lanh chính và bộ trợ lực, cùng với các khoảng trống xung quanh thiết bị Kích thước cuối cùng của mặt bàn là 1020 x 850 x 1800 mm.

Kích thước chiều cao khung bảo vệ được xác định dựa trên chiều cao lắp ghép của cụm đĩa và cơ cấu phanh bánh xe là 300 mm, do đó chiều cao khung bảo vệ được chọn là 220 mm.

Kích thước khung mô hình:

Khung của mặt bàn được thiết kế với chiều cao tối ưu để phù hợp với người có chiều cao trung bình 1,65 m Cụ thể, chiều cao từ mặt bàn đến khung dưới được xác định là 580 mm, tổng chiều cao khung của mặt bàn là 1800 mm Thiết kế này không chỉ đảm bảo tính thẩm mỹ mà còn thuận tiện cho việc thao tác tháo lắp và sửa chữa.

+ Phần khung sau: Chọn bảng đứng có kích thước 920 mm, phần tủ sau đảm bảo lắp ghép một số bộ phận và đấu dây, chọn chiều rộng 220 mm

Căn cứ vào các kích thước trên, chọn kích thước khung mô hình: (dài x rộng x cao) = (1280 x 850 x 1800) mm

3.3.4 Sơ đồ bố trí mạch điều khiển

Hình 3.3 Sơ đồ bố trí mạch điều khiển

3.3.5 Sơ đồ mạch điện hệ thống

Hình 3.4: Sơ đồ mạch điện hệ thống 3.4 Thiết kế hộp khiển Pan

3.4.1.1 Thuật toán điều khiển cho quá trình phanh chống hãm cứng được giới thiệu trên

Phần mềm mô phỏng Proteus, phát triển bởi Labcenter Electronics, là công cụ lý tưởng để vẽ sơ đồ nguyên lý, mô phỏng và thiết kế mạch in cho các ứng dụng điện Nó hỗ trợ hầu hết các linh kiện điện tử phổ biến và đặc biệt mạnh mẽ trong việc mô phỏng các vi điều khiển như PIC, MCS-51, STM, AVR, Atmel và nhiều loại khác Proteus Design bao gồm hai phần chính, giúp người dùng dễ dàng thực hiện các dự án điện tử phức tạp.

Schematic Capture (ISIS) là công cụ hỗ trợ vẽ và mô phỏng sơ đồ nguyên lý, cho phép người dùng sử dụng linh kiện từ thư viện có sẵn hoặc tạo linh kiện mới khi cần thiết Sau khi kết nối dây dẫn và nguồn, người dùng có thể thực hiện mô phỏng mạch để kiểm tra hoạt động của nó.

PCB Layout (ARES) là công cụ thiết kế mạch in từ sơ đồ nguyên lý hoặc tạo mới từ linh kiện trong thư viện Sau khi hoàn tất thiết kế, mạch in có thể được xuất ra file để sản xuất bằng máy móc hoặc thực hiện thủ công.

STM32CubeIDE là phần mềm hỗ trợ cấu hình ngoại vi, thiết lập clock và tính toán dòng tiêu thụ cho các vi điều khiển ARM STM32 Công cụ này giúp đơn giản hóa quá trình tạo dự án bằng cách cho phép người dùng lựa chọn và cấu hình các ngoại vi cần thiết mà không cần can thiệp vào mã code.

Phần mềm hỗ trợ thư viện STM32Cube HAL, hay còn gọi là thư viện HAL, cung cấp một bộ thư viện chuẩn hóa, giúp đồng nhất giữa các dòng vi điều khiển như F0, F1, F2, F3, F4, Ngoài ra, nhà sản xuất cũng cung cấp các ví dụ mẫu đi kèm với thư viện này để hỗ trợ người dùng.

Một số tính năng nổi bật của STM32CubeIDE bao gồm:

• Cho phép người dùng dễ dàng quan sát và hiểu rõ các tính năng và thông số của vi điều khiển

• Cung cấp cái nhìn tổng quan về việc lựa chọn và cấu hình các chân, clock và ngoại vi, giúp quá trình cấu hình trở nên trực quan hơn

Chúng tôi hỗ trợ người dùng trong việc lựa chọn các board phát triển của ST, cung cấp các cấu hình có sẵn hoặc tùy chỉnh cho vi điều khiển cụ thể Người dùng có thể dễ dàng chuyển đổi giữa các dòng sản phẩm khác nhau.

MCU STM32 bằng cách tạo dự án mới một cách nhanh chóng

• Cho phép cấu hình ngoại vi, clock và các thông số khác, đồng thời tự động sinh ra mã code tương ứng

• Thư viện HAL được đồng nhất giúp giảm thiểu sự khác biệt khi chuyển đổi giữa các dòng MCU, ví dụ như từ F1 sang F3, F4 hoặc ngược lại

Hình 3.6: Giao diện phần mềm STM32CubeIDE phiên bản 1.16.0

3.4.2 Thiết kế nguyên lý mạch khiển Pan

3.4.2.1 Cấu tạo mạch điều khiển (Master)

Khi thiết bị được cấp nguồn, vi điều khiển (Master) sẽ đọc giá trị từ nút nhấn và biến trở do người dùng cài đặt Sau đó, nó xử lý thông tin và hiển thị lên màn hình thông qua giao tiếp I2C Tiếp theo, vi điều khiển (Master) gửi tín hiệu điều khiển đến ba vi điều khiển (Slave) còn lại qua giao tiếp UART Khi nhận được tín hiệu từ Master, vi điều khiển (Slave) sẽ giải mã và điều khiển rơ le để đóng ngắt đúng Pan theo cài đặt của người dùng.

Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển (Master) bao gồm khối nguồn, có nhiệm vụ cung cấp nguồn cho hệ thống hoạt động Nguồn 5V từ đầu vào được sử dụng cùng với IC ổn áp LM1117 3.3V để cấp nguồn cho vi điều khiển Do dòng điện tối đa của IC ổn áp chỉ đạt 800mA, cần sử dụng hai IC để tăng cường dòng điện cho mạch, đảm bảo mạch điện hoạt động ổn định.

Thông số kỹ thuật IC LM1117 3.3V:

- Điện áp ngõ vào tối đa: 15V

- Dòng điện ngõ ra tối đa: 800mA

- Nhiệt độ hoạt động: 00C đến 1250C

Khối điều khiển sử dụng vi điều khiển STM32F103C4T6, có nhiệm vụ đọc tín hiệu từ nút nhấn và biến trở để xử lý yêu cầu của người tạo Pan Sau đó, thông tin được hiển thị trên màn hình và tín hiệu điều khiển được gửi về mạch rơ le để thực hiện việc tạo Pan.

Thông số kỹ thuật vi điều khiển STM32F103C4T6:

- Độ phân giải ADC: 12 bit

- Tần số hoạt động: 72 MHz

- Nhiệt độ làm việc: -400C đến +850C

- Hỗ trợ giao tiếp: CAN, I2C, SPI, UART, USB

Khối hiển thị có nhiệm vụ hiển thị thông tin lựa chọn cho người tạo Pan, sử dụng IC PCF8574 để giao tiếp giữa vi điều khiển và màn hình, giúp tiết kiệm chân Màn hình LCD được sử dụng với các thông số kỹ thuật phù hợp để đảm bảo hiệu quả hiển thị.

- Điện áp hoạt động là 5 V

- Chữ đen, nền xanh lá

Thông số kỹ thuật IC PCF8574:

- Đầu vào: Hai chân I2C là SCL và SDA

Nút nhấn: Sử dụng ba nút nhấn và một biến trở để giao tiếp giữa hệ thống và người dùng

Sơ đồ nguyên lý mạch rơ le (Slave)

Hình 3.8: Sơ đồ nguyên lý mạch rơ le (Slave)

Khối ngõ vào: Đây là nơi nhận điện áp 12V để cung cấp cho hệ thống hoạt động Có công tắc và cầu chì để bảo vệ hệ thống

Thiết kế phần cứng mô hình

- 04 cụm đĩa và cơ cấu phanh bánh xe trước và sau của xe Toyota Camry

- 04 đầu bán trục có rotor cảm biến tốc độ, gia công lỗ để nối với trục dẫn động

- 03 bánh đai dẫn động có kích thước 100 mm

- 01 bộ xy lanh chính loại kép (2 dòng) có kích thước tổng thể (150 x 150) mm

- 01 bộ trợ lực chân không có kích thước (230 x 130) mm

- 04 cảm biến tốc độ bánh xe của xe Toyota

- 01 ECU của xe Toyota Camry

- 01 bộ chấp hành của xe Toyota Camry

- 04 đồng hồ đo áp suất có thang đo tối đa 7Mpa (70 kg/cm 2 )

- 01 bộ mô tơ dẫn động và bơm chân không: chọn loại bơm chân không của điều hòa nhiệt độ trên ôtô sử dụng nguồn điện ắc quy 220V

- 04 bánh xe có khóa hãm

- Các rơ le điều khiển

Hình 3.2: Bảng vẽ mô hình ABS 3.3.3 Mô tả thiết kế

Kích thước mặt bàn được xác định dựa trên các yếu tố như kích thước lắp ghép cụm đĩa, cơ cấu phanh bánh xe, kích thước xy lanh chính, kích thước bộ trợ lực và các khoảng trống xung quanh thiết bị Kích thước cuối cùng của mặt bàn là 1020 x 850 x 1800 mm.

Chiều cao khung bảo vệ được xác định dựa trên kích thước chiều cao lắp ghép của cụm đĩa và cơ cấu phanh bánh xe là 300 mm, do đó, chiều cao khung bảo vệ được chọn là 220 mm.

Kích thước khung mô hình:

Khung của mặt bàn được thiết kế dựa trên chiều cao bánh xe và khung bảo vệ, đảm bảo thuận tiện cho việc tháo lắp và sửa chữa Đối với người có chiều cao trung bình 1,65 m, chiều cao khung từ mặt bàn đến khung dưới được chọn là 580 mm, tạo nên tổng chiều cao khung mặt bàn là 1800 mm.

+ Phần khung sau: Chọn bảng đứng có kích thước 920 mm, phần tủ sau đảm bảo lắp ghép một số bộ phận và đấu dây, chọn chiều rộng 220 mm

Căn cứ vào các kích thước trên, chọn kích thước khung mô hình: (dài x rộng x cao) = (1280 x 850 x 1800) mm

3.3.4 Sơ đồ bố trí mạch điều khiển

Hình 3.3 Sơ đồ bố trí mạch điều khiển

Thiết kế hộp khiển Pan

Hình 3.4: Sơ đồ mạch điện hệ thống 3.4 Thiết kế hộp khiển Pan

3.4.1.1 Thuật toán điều khiển cho quá trình phanh chống hãm cứng được giới thiệu trên

Phần mềm mô phỏng Proteus của Labcenter Electronics cho phép người dùng vẽ sơ đồ nguyên lý, mô phỏng và thiết kế mạch in cho các mạch điện Nó hỗ trợ hầu hết các linh kiện điện tử phổ biến và đặc biệt có khả năng mô phỏng các vi điều khiển như PIC, MCS-51, STM, AVR, Atmel và nhiều loại khác Proteus Design bao gồm hai phần chính.

Schematic Capture (ISIS) là công cụ giúp vẽ và mô phỏng sơ đồ nguyên lý, cho phép người dùng sử dụng linh kiện từ thư viện có sẵn hoặc tạo linh kiện mới khi cần thiết Sau khi kết nối dây dẫn và nguồn, người dùng có thể mô phỏng mạch để kiểm tra hoạt động của nó.

PCB Layout (ARES) là công cụ thiết kế mạch in từ sơ đồ nguyên lý hoặc tạo mới từ các linh kiện có sẵn trong thư viện Sau khi hoàn thành thiết kế, mạch in có thể được xuất ra file để sản xuất bằng máy móc hoặc thực hiện thủ công.

STM32CubeIDE là phần mềm hỗ trợ cấu hình ngoại vi và thiết lập clock cho vi điều khiển ARM STM32 Công cụ này giúp tính toán dòng tiêu thụ và tạo dự án một cách dễ dàng, cho phép người dùng lựa chọn các ngoại vi cần thiết mà không cần chỉnh sửa mã code trực tiếp.

Phần mềm hỗ trợ thư viện STM32Cube HAL, hay còn gọi là thư viện HAL, là một bộ thư viện chuẩn hóa giúp đồng nhất giữa các dòng vi điều khiển như F0, F1, F2, F3, F4 Nhà sản xuất cung cấp các ví dụ mẫu đi kèm với thư viện này để hỗ trợ người dùng.

Một số tính năng nổi bật của STM32CubeIDE bao gồm:

• Cho phép người dùng dễ dàng quan sát và hiểu rõ các tính năng và thông số của vi điều khiển

• Cung cấp cái nhìn tổng quan về việc lựa chọn và cấu hình các chân, clock và ngoại vi, giúp quá trình cấu hình trở nên trực quan hơn

Chúng tôi cung cấp hỗ trợ trong việc lựa chọn các board phát triển của ST, bao gồm các cấu hình có sẵn hoặc tùy chỉnh cho vi điều khiển cụ thể Người dùng có thể dễ dàng chuyển đổi giữa các dòng sản phẩm khác nhau, giúp tối ưu hóa quá trình phát triển dự án.

MCU STM32 bằng cách tạo dự án mới một cách nhanh chóng

• Cho phép cấu hình ngoại vi, clock và các thông số khác, đồng thời tự động sinh ra mã code tương ứng

• Thư viện HAL được đồng nhất giúp giảm thiểu sự khác biệt khi chuyển đổi giữa các dòng MCU, ví dụ như từ F1 sang F3, F4 hoặc ngược lại

Hình 3.6: Giao diện phần mềm STM32CubeIDE phiên bản 1.16.0

3.4.2 Thiết kế nguyên lý mạch khiển Pan

3.4.2.1 Cấu tạo mạch điều khiển (Master)

Khi cấp nguồn cho thiết bị, vi điều khiển (Master) đọc giá trị từ nút nhấn và biến trở do người dùng cài đặt, sau đó xử lý và hiển thị lên màn hình thông qua giao tiếp I2C Tiếp theo, vi điều khiển (Master) gửi tín hiệu điều khiển xuống ba vi điều khiển còn lại qua giao tiếp UART Khi vi điều khiển (Slave) nhận tín hiệu từ Master, nó sẽ giải mã và điều khiển rơ le đóng ngắt đúng Pan theo cài đặt của người dùng.

Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển (Master) cho thấy khối nguồn đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp năng lượng cho hệ thống Nguồn 5V từ đầu vào được sử dụng cùng với IC ổn áp LM1117 3.3V để cấp nguồn cho vi điều khiển Để đảm bảo dòng điện tối đa đạt 800mA của IC ổn áp, cần sử dụng hai IC nhằm tăng cường dòng điện cho mạch, từ đó giúp mạch điện hoạt động một cách ổn định.

Thông số kỹ thuật IC LM1117 3.3V:

- Điện áp ngõ vào tối đa: 15V

- Dòng điện ngõ ra tối đa: 800mA

- Nhiệt độ hoạt động: 00C đến 1250C

Khối điều khiển sử dụng vi điều khiển STM32F103C4T6 để đọc tín hiệu từ nút nhấn và biến trở, xử lý yêu cầu của người tạo Pan Sau đó, thông tin được hiển thị trên màn hình và tín hiệu điều khiển được gửi đến mạch rơ le để thực hiện việc tạo Pan.

Thông số kỹ thuật vi điều khiển STM32F103C4T6:

- Độ phân giải ADC: 12 bit

- Tần số hoạt động: 72 MHz

- Nhiệt độ làm việc: -400C đến +850C

- Hỗ trợ giao tiếp: CAN, I2C, SPI, UART, USB

Khối hiển thị có chức năng hiển thị thông tin lựa chọn cho người tạo Pan, sử dụng IC PCF8574 để giao tiếp giữa vi điều khiển và màn hình, giúp tiết kiệm chân kết nối Thông số kỹ thuật màn hình LCD rất quan trọng trong việc đảm bảo hiệu suất hiển thị.

- Điện áp hoạt động là 5 V

- Chữ đen, nền xanh lá

Thông số kỹ thuật IC PCF8574:

- Đầu vào: Hai chân I2C là SCL và SDA

Nút nhấn: Sử dụng ba nút nhấn và một biến trở để giao tiếp giữa hệ thống và người dùng

Sơ đồ nguyên lý mạch rơ le (Slave)

Hình 3.8: Sơ đồ nguyên lý mạch rơ le (Slave)

Khối ngõ vào: Đây là nơi nhận điện áp 12V để cung cấp cho hệ thống hoạt động Có công tắc và cầu chì để bảo vệ hệ thống

Khối nguồn 5V cung cấp điện cho mạch điều khiển (Master) bằng cách sử dụng IC ổn áp LM2576 để hạ điện áp từ 12VDC xuống 5VDC.

Thông số kỹ thuật IC LM2576 5V:

- Điện áp đầu vào: Từ 3V đến 30V

- Điện áp đầu ra: 5VDC

- Nhiệt độ hoạt động: -25 0 C đến 75 0 C

Khối nguồn 3.3V sử dụng IC ổn áp LM2576 để giảm điện áp từ 12VDC xuống 3.3VDC, cung cấp nguồn cho ba vi điều khiển STM32F103C4T6 hoạt động hiệu quả.

Thông số kỹ thuật IC LM2576 3.3V:

- Điện áp đầu vào: Từ 3V đến 30V

- Điện áp đầu ra: 3.3VDC

- Nhiệt độ hoạt động: -25 0 C đến 75 0 C

Hình 3.10: Sơ đồ nguyên lý khối nguồn 3.3V

Khối điều khiển sử dụng vi điều khiển STM32F103C4T6, có nhiệm vụ đọc tín hiệu từ mạch điều khiển (Master) để xử lý và tạo Pan theo yêu cầu người dùng Để đáp ứng nhu cầu số lượng Pan lớn, ba vi điều khiển được sử dụng để đọc và điều khiển các Pan khác nhau.

Hình 3.11: Sơ đồ nguyên lý khối điều khiển

Thông số kỹ thuật vi điều khiển STM32F103C4T6:

- Độ phân giải ADC: 12 bit

- Tần số hoạt động: 72 MHz

- Nhiệt độ làm việc: -40 0 C đến +85 0 C

- Hỗ trợ giao tiếp: CAN, I2C, SPI, UART, USB

Khối khuếch đại tín hiệu điều khiển là cần thiết do chân I/O của vi điều khiển xuất ra tín hiệu với điện áp và dòng điện nhỏ (3.3V – 25mA) Để điều khiển đóng cắt rơ le, cần sử dụng các IC để tăng điện áp và dòng điện IC ULN2803 được sử dụng để khuếch đại tín hiệu điều khiển từ vi điều khiển STM32F103C4T6.

Thông số kỹ thuật IC ULN2803:

- Điện áo vào tối đa: 30V

- Điện áp ra tối đa: 50V

- Dòng điện đầu ra liên tục: 500mA

- Dòng điện đầu vào liên tục: 25mA

Khối khuếch đại bao gồm 6 Pan chạm Mass và 6 Pan chạm nguồn, sử dụng rơ le 5 chân để kiểm soát việc đóng cắt các tiếp điểm Hệ thống này giúp phát hiện và xử lý lỗi chạm Mass hoặc chạm nguồn hiệu quả.

Hình 3.13: Sơ đồ nguyên lý khối tạo Pan chạm Mass – Chạm nguồn

Khối tạo Pan đứt dây dẫn: Gồm 24 Pan Sử dụng rơ le 8 chân để đóng cắt các tiếp điểm làm cho hệ thống đứt dây

THỰC NGHIỆM, BÀI GIẢNG

Khái quát

Bài viết cung cấp thông tin chi tiết về thiết bị đào tạo và hệ thống phanh ABS, bao gồm lý thuyết về thông số kỹ thuật, hướng dẫn vận hành với các bước chuẩn bị, thao tác và quy tắc an toàn kèm hình ảnh minh họa Ngoài ra, phần mềm còn giới thiệu kiến thức cơ bản về điện, điện tử, sơ đồ mạch điện, cùng với chẩn đoán và cấu tạo của hệ thống phanh chống hãm cứng ABS Cuối cùng, người dùng sẽ được hướng dẫn về sơ đồ mạch điện và quy trình kiểm tra, đấu nối hệ thống điều khiển phanh ABS.

Chương trình đào tạo thực nghiệm cho phép học viên thực hiện đấu nối giả định hệ thống điều khiển phanh ABS trên phần mềm trước khi thao tác trên thiết bị thực tế, giúp nâng cao kỹ năng đọc và phân tích mạch điện, đồng thời giảm thiểu rủi ro bằng cách cảnh báo các lỗi tiềm ẩn Phần thực hành bao gồm các bài tập đấu nối, vận hành và hiệu chỉnh hệ thống phanh ABS, cũng như tạo lỗi hư hỏng có thể thực hiện trực tiếp hoặc qua máy tính Hệ thống đánh lỗi điện tử, kiểm soát bằng mật khẩu, cho phép giáo viên tạo lỗi và hướng dẫn khắc phục, với các lỗi được kích hoạt qua rơle điện và hiển thị bằng đèn LED Học viên còn thực hành đo kiểm và khảo nghiệm hệ thống, với kết quả hiển thị dưới dạng số, đồ thị hoặc sóng trên thiết bị đo chuyên dụng Cuối cùng, chương trình hướng dẫn kiểm tra, chẩn đoán lỗi, khắc phục, xóa lỗi và khảo sát dữ liệu hiện thời của hệ thống điều khiển.

Các điều cần chú ý để bảo quản, bảo trì mô hình

Hệ thống phanh chống bó cứng (ABS) là công nghệ hiện đại được trang bị trên nhiều loại ô tô, giúp ngăn chặn hiện tượng bó cứng bánh xe trong trường hợp phanh khẩn cấp Nhờ vào hệ thống này, bánh xe không bị trượt dài trên mặt đường, giúp tài xế dễ dàng kiểm soát hướng lái và duy trì sự ổn định cho thân xe Phanh ABS, được phát minh bởi Robert Bosch GmbH, hiện là một trong những tính năng bắt buộc trên ô tô ở nhiều quốc gia.

Việc nghiên cứu hệ thống phanh ABS là rất quan trọng cho những ai học tập và làm việc trong ngành ô tô hiện nay Đầu tư vào các mô hình ABS hiện đại sẽ nâng cao chất lượng đào tạo, giúp học viên có được kiến thức và kỹ năng vững chắc về hệ thống này Xuất phát từ nhu cầu thực tế tại Trường Cao đẳng Nghề Cần Thơ, học viên đã chọn thực hiện đề tài “THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÔ HÌNH HỆ THỐNG PHANH ABS CÓ GIAO TIẾP HỆ THỐNG CHẨN ĐOÁN PHỤC”.

Mô hình "VỤ GIẢNG DẠY" được phát triển nhằm tạo ra một phương pháp dạy học phù hợp với đào tạo nghề công nghệ ô tô, đặc biệt là hệ thống phanh ABS Mô hình này mô phỏng các chế độ hoạt động của hệ thống ABS giống như trên ô tô thực tế và tương tác với máy chẩn đoán G-Scan để thực hành tạo pan và chẩn đoán sự cố Học viên đã thực hiện các thí nghiệm trên mô hình, đánh giá kết quả và xây dựng các bài giảng thực hành liên quan đến hệ thống phanh ABS Luận văn được cấu trúc thành 4 chương, trong đó Chương 1 cung cấp cái nhìn tổng quan về đề tài.

Chương 2: Cơ sở lý thuyết;

Chương 3: Thiết kế, chế tạo mô hình hệ thống phanh ABS;

Chương 4: Thực nghiệm, bài giảng;

Kết luận và hướng phát triển của đề tài

The Anti-Lock Brake System (ABS) is a crucial safety feature in modern vehicles, designed to prevent wheel lock-up during emergency braking By maintaining traction on the road, ABS enhances driver control and stabilizes the vehicle's body Developed by Robert Bosch GmbH, ABS has become a standard requirement in many countries, ensuring safer driving conditions.

Understanding and researching the ABS braking system is essential for students and professionals in the automotive industry, as it enhances operational efficiency and repair capabilities By investing in modern ABS system models, vocational training can be significantly improved, equipping learners with essential knowledge and skills In response to practical needs at Can Tho Vocational College, students undertook the project "Design and Manufacture of ABS Brake System Model with Communication Diagnosis System for Teaching," aimed at creating a teaching model tailored for automotive technology training This model simulates the operating modes of real ABS systems and integrates with the G-Scan diagnostic machine, allowing students to practice system diagnostics and repairs Through experimentation and evaluation, students developed practical lessons on the ABS braking system, structured within a comprehensive thesis comprising four chapters.

Chapter 1: Overview of the topic

Chapter 3: Design and manufacture a model of the ABS braking system

Conclusion and development direction of the topic

QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI i

DANH SÁCH CÁC HÌNH xii

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT xv

1.2 Tổng quan các nghiên cứu hiện có 2

1.2.1 Các nghiên cứu ABS trong nước 2

1.2.2 Các nghiên cứu trên thế giới .4

1.3 Mục tiêu và đối tượng nghiên cứu 5

1.6 Ý nghĩa thực tiễn và khoa học 6

1.7 Tính mới của đề tài 6

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 8

2.1 Tổng quan về hệ thống phanh ABS 8

2.2 Phân loại ABS trên ô tô 9

2.2.1 Hệ thống phanh ABS loại 4 kênh 9

2.2.2 Hệ thống phanh ABS loại 3 kênh 10

2.3 Phương pháp điều khiển ABS 10

2.3.1 Điều khiển theo ngưỡng trượt 10

2.3.2 Điều khiển độc lập và phụ thụôc .10

2.4 Phương án bố trí điều khiển 12

2.4.1 Các phương án bố trí cơ cấu điều khiển của ABS .12

2.5 Động lực học quá trình phanh 16

2.5.1 Lực phanh và các mômen cần thiết tác dụng lên bánh xe khi phanh: 16

2.5.2 Lực phanh trên ô tô và các điều kiện bảo đảm phanh tối ưu: 18

2.5.2.2 Hệ thống ABS nâng cao hiệu quả và ổn định khi phanh 20

2.5.3 Cơ sở lý thuyết của ABS 23

2.5.3.2 Hiện tượng trượt lết của bánh xe khi phanh 25

2.5.3.3 Đặc tính trượt khi phanh 26

2.6 Nguyên lý làm việc của hệ thống ABS 28

2.6.1 Khối các tín hiệu đầu vào (các cảm biến – Sensors) 28

2.6.2 Bộ vi xử lý (ECU) 29

2.6.3 Khối các thiết bị đầu ra hay còn còn gọi là bộ chấp hành 29

2.7 Cấu tạo hệ thống phanh ABS 29

2 7.1 03 thành phần chính của hệ thống ABS .29

2.7.2 Cấu tạo các bộ phận chính của ABS 31

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÔ HÌNH 40

3.1 Mục đích và yêu cầu của mô hình 40

3.2 Sơ đồ thiết kế tổng thể mô hình 40

3.3 Thiết kế phần cứng mô hình 41

3.4 Thiết kế hộp khiển Pan 44

3.4.1.1 Thuật toán điều khiển cho quá trình phanh chống hãm cứng được giới thiệu trên .44

3.4.2 Thiết kế nguyên lý mạch khiển Pan 46

CHƯƠNG 4: THỰC NGHIỆM, BÀI GIẢNG 63

4.3 Các điều cần chú ý để bảo quản, bảo trì mô hình 64

4.5 Yêu cầu khi thực hiện vận hành 72

4.6 Hướng dẫn sử dụng mô hình 73

4.6.1 Điện áp sử dụng cho mô hình: 73

Kết quả đạt được của đề tài 76

Hướng phát triển của đề tài 76

Hình 1.2: Mô hình ABS của công ty Tân Phát 3

Hình 1.3: Mô hình của công ty Daesung G3 4

Hình 2.1: Xe có ABS và không có ABS 8

Hình 2.2: Các loại phanh ABS cơ bản 9

Hình 2.3: Các phương án bố trí cơ cấu phanh ABS 14

Hình 2.4: Lực phanh và các mômen cần thiết 17

Hình 2.5: Các lực tác dụng lên ô tô khi phanh 19

Hình 2.6: Đồ thị biểu diễn sự thay đổi hệ số bám dọc x và hệ số bám ngang y theo độ trượt tương đối p .21

Hình 2.7: Sự thay đổi hệ số bám dọc x và hệ số bám ngang y theo độ trượt tương đối p của bánh xe khi phanh .22

Hình 2.8: Các yếu tố ảnh hưởng đến hệ số bám [8] 24

Hình 2.9 Trạng thái lăn của bánh xe khi có trượt lết [8] 26

Hình 2.8: Sơ đồ điều khiển ABS 28

Hình 2.10: Sơ đồ cấu tạo một ABS trên xe 30

Hình 2.11: Cảm biến tốc độ bánh xe 31

Hình 2.12: Cảm biến góc xoay thân xe 31

Hình 2.13: Các chế độ làm việc của cảm biến 32

Hình 2.16: Cấu tạo của bộ chấp hành 34

Hình 2.17: Bảng đồng hồ taplo 34

Hình 2.18: Đồ thị thể hiện tốc độ, áp suất và thời gian phanh ở các bánh xe 35

Hình 2.19: Sơ đồ thể hiện hoạt động của các van điện từ .37

Hình 2.20: Sơ đồ mạch thuỷ lực hệ thống phanh ABS 37

Hình 2.21: Sơ đồ thuỷ lực hệ thống phanh ABS chưa hoạt động .38

Hình 3.1: Sơ đồ cấu trúc mô hình 40

Hình 3.2: Bảng vẽ mô hình ABS 42

Hình 3.3 Sơ đồ bố trí mạch điều khiển 43

Hình 3.4: Sơ đồ mạch điện hệ thống 44

Hình 3.5: Lưu đồ thuật toán điều khiển ABS đã thiết kế 44

Hình 3.6: Giao diện phần mềm STM32CubeIDE phiên bản 1.16.0 46

Hình 3.7: Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển (Master) 47

Hình 3.8: Sơ đồ nguyên lý mạch rơ le (Slave) 48

Hình 3.9: Sơ đồ nguyên lý khối nguồn 5V 49

Hình 3.10: Sơ đồ nguyên lý khối nguồn 3.3V 49

Hình 3.11: Sơ đồ nguyên lý khối điều khiển 50

Hình 3.12: Sơ đồ nguyên lý khối khuếch đại 51

Hình 3.13: Sơ đồ nguyên lý khối tạo Pan chạm Mass – Chạm nguồn 51

Hình 3.14: Sơ đồ nguyên lý khối tạo Pan đứt dây dẫn 52

Hình 3.15: Sơ đồ nguyên lý mạch led tạo Pan 52

Hình 3.16: Sơ đồ nguyên lý mạch mô phỏng 53

Hình 3.17: Cửa sổ Sine Generator Properties .54

Hình 3.18: Cửa sổ Pulse Generator Properties .54

Hình 3.19: Cửa sổ Random Generator Properties .55

Hình 3.20: Màn hình mô phỏng khi được khởi động 56

Hình 3.21: Cửa sổ Oscilloscope hiện ra khi bắt đầu mô phỏng 56

Hình 3.22: Điều chỉnh vị trí Pan về số 1 và chỉ hiển thị xung sine (Màu vàng) 57

Hình 3.23: Bật Pan 1 chạm mass 57

Hình 3.24: Bật Pan 1 chạm nguồn 58

Hình 3.25: Bật Pan 1 đứt dây 58

Hình 3.26: Điều chỉnh vị trí Pan về số 2 và chỉ hiển thị xung vuông (Màu xanh dương) 59

Hình 3.27: Bật Pan 2 chạm mass 59

Hình 3.28: Bật Pan 2 chạm nguồn 59

Hình 3.29: Bật Pan 2 đứt dây 60

Hình 3.30: Điều chỉnh vị trí Pan về số 3 và chỉ hiển thị xung ngẫu nhiên (Màu hồng) 60

Hình 3.31: Bật Pan 3 chạm mass 61

Hình 3.32: Bật Pan 3 chạm nguồn 61

Hình 3.33: Bật Pan 3 đứt dây 61

Hình 3.34: Hiển thì 3 xung trong trạng thái Pan 62

Hình 4.1: Hệ thống đang bình thường 64

Hình 4.2: Đồng hồ taplo ở số D và đèn ABS tắt 64

Hình 4.3: Cảm biến tốc độ bánh xe đang hoạt động 65

Hình 4.4: Giao diện của giáo viên 66

Hình 4.5: Đăng nhập mật khẩu vào thiết bị tạo Pan 66

Hình 4.6: Các chức năng chính của hộp Pan 67

Hình 4.7: Chọn loại sai hỏng trong mạch 67

Hình 4.8: Thiết lập Pan cho hệ thống 68

Hình 4.9: Đồng hồ taplo báo lỗi ABS 68

Hình 4.10: Máy chẩn không ghi nhận tín hiệu bánh xe 69

Hình 4.11: Giắc chân hộp ECU ABS 69

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

ABS Antilock Braking System Hệ thống phanh chống bó cứng

AC Alternating Current Dòng điện xoay chiều

BAS Brake Assist System Hệ thống phanh khẩn cấp

CAN Controller Area Network Mạng điều khiển cục bộ

DLC Diagnostic Link Connector Kết nối chẩn đoán

Distribution Hệ thống phân phối lực phanh điện tử

ECU Electronic Control Unit Bộ điều khiển điện tử

Hall Hall Magnetic Sensor Cảm biến từ trường Hall

HCU Hydraulic Control Unit Bộ điều khiển thủy lực

OBD On-Board Diagnostic Hệ thống tự chẩn đoán

TCS Traction Control System Hệ thống kiểm soát lực kéo trên ô tô

VSC Vehicle Stability Control Hệ thống kiểm soát tình trạng trượt bánh xe

Tai nạn giao thông đường bộ là một vấn đề toàn cầu nghiêm trọng, với khả năng gây chấn thương và tử vong cao Theo Tổ chức Y tế thế giới (WHO), mỗi năm có khoảng 1,3 triệu người chết và 50 triệu người bị thương tật vĩnh viễn do tai nạn giao thông, trong đó 23% là người điều khiển xe máy Các vụ tai nạn chết người thường xảy ra nhiều hơn ở các quốc gia thu nhập thấp và trung bình, nơi mà mặc dù chỉ chiếm 1% số ô tô toàn cầu, nhưng lại có đến 13% số ca tử vong do tai nạn Ngược lại, các quốc gia giàu có 40% số ô tô nhưng tỷ lệ tử vong chỉ là 7%.

Hệ thống phanh là một phần quan trọng trong an toàn ô tô, giúp giảm tốc độ hoặc dừng xe khi cần thiết Một trong những vấn đề chính là làm thế nào để phanh mà không gây trượt hoặc bó cứng bánh xe, đồng thời đảm bảo thời gian và quãng đường phanh ngắn nhất Để nâng cao hiệu quả và ổn định cho xe, việc kiểm soát hướng lái trong quá trình phanh là rất quan trọng, nếu không sẽ dễ dẫn đến tai nạn Do đó, các nhà nghiên cứu đã phát triển hệ thống phanh ABS nhằm khắc phục những hạn chế này và cải thiện tính ổn định khi phanh.

Hệ thống phanh ABS đã trải qua nhiều cải tiến đáng kể, từ những phiên bản cơ bản với điều khiển độc lập và một kênh, đến các thiết kế hiện đại hơn với nhiều kênh và kích thước ngày càng nhỏ gọn Thời gian xử lý chống bó cứng khi phanh cũng đã được rút ngắn, nâng cao hiệu quả và độ an toàn trong quá trình lái xe.

Hệ thống phanh ABS giúp kiểm soát hãm cứng bánh xe trong tình huống phanh gấp, cho phép người lái vừa đánh lái để tránh chướng ngại vật vừa giảm tốc độ nhanh chóng mà không mất kiểm soát Điều này đảm bảo an toàn cho người sử dụng phương tiện khi gặp tình huống bất ngờ trong giao thông Hơn nữa, phanh ABS có khả năng phát hiện tình huống nguy hiểm dựa vào tốc độ quay bánh xe và lực đạp phanh, từ đó duy trì độ trượt của bánh với mặt đường trong giới hạn cho phép, hạn chế tình trạng trượt bánh xe.

Trong thời gian qua, việc giảng dạy về ABS tại Việt Nam gặp nhiều khó khăn về tài liệu và thiết bị Mặc dù nhiều trường đã đưa nội dung này vào giảng dạy, nhưng mức đầu tư vẫn chưa đáp ứng nhu cầu phát triển hiện nay Thiết bị và mô hình dạy học về ABS thường có giá cao, khiến nhiều trường khó khăn trong việc trang bị Nghiên cứu và chế tạo mô hình dạy học trong nước còn ở quy mô nhỏ, chủ yếu do nhu cầu giảng dạy cấp thiết Một số công ty sản xuất thiết bị dạy học đã nghiên cứu và chế tạo nhiều sản phẩm, nhưng thiết bị về ABS vẫn còn hạn chế và đơn giản, chủ yếu phục vụ cho việc dạy cấu tạo và nguyên lý hoạt động cơ bản, thiếu chức năng cần thiết để học tập và nghiên cứu, như khả năng quan sát chế độ hoạt động của hệ thống và đo kiểm các thông số cơ bản.

Mô hình ABS không chỉ phù hợp với các mô đun và chương trình đào tạo hiện tại tại khoa mà còn đáp ứng nhu cầu dạy và học theo chương trình dạy nghề Bên cạnh đó, mô hình này còn thích hợp cho công tác giảng dạy và áp dụng trong chương trình đào tạo hệ Cao đẳng tại các trường cao đẳng và đại học.

1.2 Tổng quan các nghiên cứu hiện có

1.2.1 Các nghiên cứu ABS trong nước

Hiện nay, hệ thống ABS đang được nghiên cứu và phát triển mạnh mẽ Tác giả Dương Nguyễn Hắc Lân đã thực hiện đề tài “Ứng dụng Matlab để tạo giao diện và tính toán hệ thống phanh ô tô”, tuy nhiên, đề tài này chủ yếu tập trung vào lý thuyết mà chưa đi sâu vào thực hành và khai thác toàn diện về ABS Trong khi đó, tác giả Ngô Phạm Hồng Phước đã giới thiệu đề tài “Nghiên cứu thiết kế, chế tạo mô hình hệ thống phanh chống hãm cứng (ABS) kết nối máy tính phục vụ đào tạo”, nhưng chỉ giới hạn trong một mô hình thực hành cho loại van điện 2 vị trí của ABS.

Nghiên cứu về hệ thống phanh chống bó cứng ABS trên ô tô và ứng dụng mô hình này vào giảng dạy được thực hiện bởi Ngô Sỹ Đồng và Nguyễn Anh Đức từ Trường Đại học Điện lực Hà Nội cùng Trường Cao đẳng Kinh tế Kỹ thuật số 1, Nghệ An.

Công ty Tân Phát, một trong những nhà sản xuất hàng đầu về thiết bị dạy nghề ô tô, đang cung cấp các thiết bị học tập cho trường học Đặc biệt, họ đã sản xuất mô hình hệ thống phanh ABS (Model: TPE-), góp phần nâng cao chất lượng giáo dục nghề nghiệp trong lĩnh vực ô tô.

Mô hình 083107, được thiết kế với bốn bánh xe và bốn mô tơ kéo riêng biệt, vẫn chỉ là một mô hình đơn giản và chưa tích hợp phần kết nối máy tính cũng như chức năng chẩn đoán Do đó, với các thiết bị và mô hình hiện có, chúng không thể đáp ứng nhu cầu giảng dạy hiện nay.

Hình 1.2: Mô hình ABS của công ty Tân Phát

1.2.2 Các nghiên cứu trên thế giới

Thực nghiệm

Hình 4.1: Hệ thống đang bình thường

Hình 4.2: Đồng hồ taplo ở số D và đèn ABS tắt

Kết nối mô hình với máy chẩn đoán và bộ tạo Pan (trạng thái OFF) khảo sát các tín hiệu và trạng thái của hệ thống

Cấp nguồn điện 12V và 220V cho mô hình

Kết nối bộ tạo Pan vào mô hình và máy chẩn đoán

Bật nguồn khởi động cho bộ tạo Pan nhưng lúc này ở trạng thái OFF

Kiểm tra hệ thống làm việc của bánh xe khi xe ở số D, đảm bảo bánh xe đang chuyển động Đọc tín hiệu từ các bánh xe và ghi lại kết quả trên máy chẩn đoán (hình 4.3a và 4.3b).

Máy chẩn đoán thể hiện trạng thái bình thường của hệ thống khi không phát hiện lỗi Đồng hồ taplo không hiển thị đèn báo phanh ABS, cho thấy mô hình đang hoạt động bình thường, vì bộ tạo Pan chưa hoạt động và đang ở trạng thái OFF.

Hình 4.3: Cảm biến tốc độ bánh xe đang hoạt động Thực nghiệm 2:

Thực hiện khởi động bộ tạo Pan khảo sát các giá trị

Hình 4.4: Giao diện của giáo viên

Bước 1: Bật nguồn ON cho bộ tạo Pan

Bước 2: Chọn chức năng của giảo viên

Hình 4.5: Đăng nhập mật khẩu vào thiết bị tạo Pan

Bước 3: Đăng nhập của giáo viên thông qua mật khẩu cài đặt sẵn thông qua nút điều khiển

Bước 4: Sau khi đăng nhập thành công giáo viên chọn các chức năng chính như trên màn hình

Hình 4.6: Các chức năng chính của hộp Pan

Bước 5: Chọn các Pan đã được thiết lập sẵn

Bước 6: Giáo viên lần lượt đặt Pan cho sinh viên ở các sai hỏng như : đứt mạch, chạm mạch, gián đoạn, nối mạch

Hình 4.7: Chọn loại sai hỏng trong mạch

Sau khi chọn Pan, sinh viên sẽ tiến hành kiểm tra dựa trên các kiến thức đã học Qua quá trình thao tác, sinh viên sẽ xác định nguyên nhân và trình bày cho giáo viên các nguyên nhân phổ biến, từ đó đưa ra kết luận.

Thiết lập Pan đứt dây cho các cảm biến bánh xe

Kết nối bộ tạo Pan vào mô hình và máy chẩn đoán

Bật nguồn khởi động cho bộ tạo Pan nhưng lúc này ở trạng thái ON

Thiết lập tạo Pan cảm biến bánh xe

Hình 4.8: Thiết lập Pan cho hệ thống

Cho hệ thống làm việc ở trạng thái bánh xe đang chuyển động khi xe đang ở số D Lúc này đồng hồ taplo báo lỗi ABS

Hình 4.9: Đồng hồ taplo báo lỗi ABS

Kiểm tra hệ thống qua máy chẩn đoán

Hình 4.10: Máy chẩn không ghi nhận tín hiệu bánh xe

Máy chẩn đoán thể hiện trạng thái bình thường của hệ thống khi không có lỗi, với đồng hồ taplo không hiển thị đèn báo phanh ABS Mô hình đang hoạt động bình thường vì bộ tạo Pan chưa hoạt động và đang ở trạng thái OFF.

Thực nghiệm 4 Đo kiểm các chân mạch ECU

Hình 4.11: Giắc chân hộp ECU ABS

Chân giắc kiểm tra Điều kiện Giá trị tiêu chuẩn

1-2 Ngắt kết nối giắc cảm biến 0.9 đến 2.1kΩ Điện áp chân cực ECU

Bảng 4.1: Thông số kỹ thuật của mô hình

Chân giắc Điều kiện Giá trị

Khóa điện bật ON, mô tơ bơm chạy 10 to 14 V

Khóa điện bật ON, bánh xe phải trước quay chậm

Phát điện xoay chiều FSW+ (S27-7) - GND1

Khóa điện bật ON, nhả bàn đạp phanh 2 to 4 V

Khóa điện bật ON, bánh xe trái trước quay chậm

Phát điện xoay chiều RR+ S27-5)-RR-

Khóa điện bật ON, bánh xe sau phải quay chậm

RL+ S27-20)-RL- S27-6) Khóa điện bật ON, bánh xe sau trái quay chậm

Phát điện xoay chiều TRC+ (S27-8) - TRC-

(S27 22) Khóa điện bật ON Phát xung

(S27- 23) Khóa điện bật ON Phát xung

(S27- 32) Động cơ chạy không tải Phát xung CANH (S27-11) -

CANL (S27-25) Khóa điện tắt OFF 54 đến 67 ohm

(S27- 32) Khóa điện bật ON 10 to 14 V

Chân giắc Điều kiện Giá trị

(S27- 32) Di chuyển xe 20k/h Phát xung

+ (S27-45) Khóa điện bật ON 10 đến 14 V

Khóa điện bật ON, mô tơ bơm chạy 10 đến 14 V

Khóa điện bật ON, mô tơ bơm chạy 10 đến 14 V

STP (S27-27) - GND1 Công tắc bàn đạp phanh ON 8 đến 14 V STP (S27-27) - GND1 Công tắc bàn đạp phanh OFF Dưới 1.5V PKB (S27-28) - GND1

Khóa điện bật ON, Công tắc phanh dừng đỗ ON Dưới 1.5V

Khóa điện bật ON, Công tắc phanh dừng đỗ OFF 10 đến 14 V

Khóa điện bật ON, Đèn báo ABS

Khóa điện bật ON, Đèn báo ABS

Khóa điện bật ON, VSC Chuông âm thanh

Dưới 1.0 Mũi tên phải và trái

IG switch ON, VSC không chuông âm thanh 10 to 14 V ENG+ (S27-9) -ENG-

(S27- 23) Khóa điện bật ON Phát xung

Chân giắc Điều kiện Giá trị

(S27- 32) Động cơ chạy không tải Phát xung CANH (S27-11) –

CANL (S27-25) Khóa điện tắt OFF 54 đến 67 ohm D/G (S27-13) - GND1

(S27-32) Khóa điện bật ON 10 đến 14 V

GND1 (S27-32) Khóa điện ON đèn VSC ON Dưới 2.0 V CSW(1) (S27-43) –

GND1 (S27-32) TRAC OFF tắt OFF 10 đến 14 V

Khóa điện ON, Đèn cảnh báo phanh ON 6 đến 11 V

Khóa điện ON, Đèn cảnh báo phanh ON Dưới 2.0 V

(S27 - 32) Khóa điện bật ON 10 đến 14 V

(S27 - 32) Khóa điện bật ON 10 đến 14 V

Yêu cầu khi thực hiện vận hành

Yêu cầu về kiến thức

- Trình bày được sơ đồ nguyên lý của cảm biến tốc độ trên sơ đồ mạch điện

- Nắm vững các thông số về điện áp các cảm biến

- Đọc và hiểu được vị trí của giắc điện trên sơ đồ mạch điện

- Năm vững được kiến thức về quy trình tìm pan

Yêu cầu về kỹ năng

- Thực hành tìm pan khởi động đúng quy trình, đúng yêu cầu kỹ thuật

- Thực hiện các thao tác chính xác, cận thận

- Sự dụng trang thiết bị, dụng cụ thực hành tìm Pan chính xác hợp lý

Yêu cầu về thái độ

- Rèn luyện thói quen cận thận tỉ mỉ trong từng thao thác thực hành

- Rèn luyện tính kỉ luật, thái độ làm việc chuyên nghiệp hoàn thành bài tập đúng tiến độ, đúng yêu cầu đặt ra

- Có trách nhiệm cao, nêu cao tinh thần hợp tác nhóm khi xử lý pan

- Kiểm tra tốc độ cảm biến bánh xe

- Tìm vị trí lắp cảm biến và kiểm tra trạng thái hoạt động của cảm biến

Ngày đăng: 05/12/2024, 10:50

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

  • Đang cập nhật ...

TÀI LIỆU LIÊN QUAN