Báo cáo môn học hệ thống Điều khiển tự Động trên ô tô hệ thống phanh abs

Phanh ABS giúp tăng độ an toàn trên xe ô tô thông qua việc ngăn ngửa hãm cứng bánh xe trong các tình huống khẩn cấp cần giảm tốc độ và tránh được hiện tượng văng trượt đồng thời giúp ngư

BO GIAO DUC VA DAO TAO () HUTECH HUTECH

Đại học Công nghệ Tp.HCM TRUONG ĐẠI HỌC CONG NGHE TP HO CHi MINH

BAO CAO MON HOC:

HE THONG DIEU KHIEN TU DONG TREN O TO

HE THONG PHANH ABS

Ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô

Lớp: 20DOTJBI

Giảng viên hướng dẫn: Huỳnh Quang Thảo

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đức Nhân MSSV: 2011270248 Sinh viên thực hiện: Lê Trọng Cường MSSYV: 2011253487

Sinh viên thực hiện: Lê Hoàng Minh Nhật MSSYV: 2011252306

Sinh viên thực hiện: Trịnh Minh Triết MSSV: 2011255010

Tp.HCM, ngay | tháng 4 năm 2023

Muc luc

1

1

I

_

TI

IV

TỎNG QUAN VẺ HỆ THÓNG PHANH ABS 0 0n HH 1H11 12g ra 3 Công dụng và yêu cầu, phân loại - 52 ST tn12122112212121 121g rea 3

TA" ẽ 3

Cấu tạo của hệ thống phanh ABS 500 TỰ TỰ 1122221221212 2122 ng nu 3 N202:810 1.00271000070757 1 44 5

CƠ SỞ LÝ THUYÊTT 5 222252 22221111222111122211112211111122111111122111.10211.0021 re 5

Các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả phanh 02c nSnnn n1 01111111211 5

IIRAWI`.(:::jrưaiiaiiiiiiiä 5

Các chỉ tiéu danh gia 6n dinh phamh io 0cccccccccccccccccccssecssesssecsseseseeressesevesessetseseeen 7 Các trạng thái làm việc của hệ thống phanh ABS 5 S2 2021211 yeu 8

(7) 20 10

Ưu điểm và nhược điểm của hệ thống phanh ABS 520 HH2 ng 10

4.1 Ưuđiểm 2 2220022211101 1221 11 ra 10

4.2 Nhược điểm S HH HH 2 H2 n H2 n 2 ng 10 h¡):8:7 278 An 11

Vi DU VE HE THONG PHANH ABS - - SEt2122121 21212212 rre i

ABS la viết tắt của cụm từ tiếng anh Anti-Lock Brake System nghĩa là hệ thống phanh chống bó cứng Phanh ABS giúp tăng độ an toàn trên xe ô tô thông qua việc ngăn ngửa hãm cứng bánh xe trong các tình huống khẩn cấp cần giảm tốc độ và tránh được hiện tượng văng trượt đồng thời

giúp người lái kiểm soát hướng một cach dé dang hon

1 Công dụng và yêu cầu, phân loại

1.1 Cong dung

tránh được hiện tượng văng trượt, quay vòng đồng thời giúp người lái kiểm soát hướng lái

dé dang hon

- Đảm bảo ồn định cho thân xe ô tô

- — Đối với những dòng xe hơi không được trang bị hệ thống phanh ABS rất dễ rơi vào tình

trạng trượt, do độ bám đường giảm thấp hơn mức cho phép của bánh xe, lực truyền cho bánh

xe không giúp ô tô tiễn lên và ngược lại dễ gây mất kiểm soát

12 Yêu cầu

- Có hiệu quả phanh cao khi phanh đột ngột với cường độ lớn trong trường hợp nguy hiểm

- _ Giữ được tính ôn định và điều khiển của ô tô

- _ Làm việc bên vững và tin cậy

- Thời gian chậm tác dụng của hệ thống phanh phải nhỏ

- Loại l: Gồm 4 kênh, 4 cảm "biến vận tốc Đây là loại có thiết kế tối ưu nhất cho hệ thống ABS Trên thị trường bởi mỗi bánh xe được kiểm soát bởi I cảm biến vận tốc Áp lực của

má phanh lên từng bánh xe được điều chính độc lập qua từng van ở môi bánh xe

tải với 2 kênh 2 cảm biến được phân bố đều ở 2 bánh trước còn bánh sau sẽ sử dụng chung kênh và cảm biến vận tốc Như vậy, khi gặp tình huống cần phanh gấp thì hệ thống cho phép tối ưu kiểm soát áp lực trên 2 bánh trước còn ở bánh sau | trong 2 bánh sẽ có thể bị bó cứng

thường được trang bị ở cầu sau của xe bán tải, 2 bánh xe sau sẽ được kiêm soát chung bởi

l cảm biến và 1 van thủy lực Cũng tương tự như hệ thống phanh ABS loại 3 kênh, 3 cảm biến tốc thì sẽ có thé có | trong 2 bánh sau sẽ bị bó trong quá trình phanh

2 Cấu tạo của hệ thống phanh ABS

Hệ thống chống bó cứng ABS có cầu tạo gồm những bộ phận sau:

- Cam bién téc độ: Cảm biến tốc độ bánh sau và bánh trước được tạo thành từ một cuộn dây,

nam châm vĩnh cửu và lõi tử tính Vị trí của cảm biến tốc độ, còn được gọi là rôto cảm biến,

và số răng trên rôto cảm biến phụ thuộc vào kiểu xe Có tác dụng giám sát vận tốc của bánh

xe, sau đó gửi đến ABS ECU

xem có nên bơm phanh hay không

trí của van thủy lực ABS cơ bản:

+ Van mở: Áp lực phanh tương đương áp lực của người lái lên ban đạp phanh được truyền trực tiếp đến bánh xe

+ Van khoá: Tăng áp lực phanh mà người lái đặt lên bàn đạp phanh lên bánh xe + Van nhả: Làm giảm áp lực phanh mà người lái đặt lên ban đạp phanh lên bánh xe

- _ Bơm thuỷ lực của hệ thống phanh ABS : Có nhiệm vụ bơm và xá để thay đổi áp lực lên các

bánh xe thông qua hệ thống van thuỷ lực

qi

Van điện =

3 vi trí Bộ hành

Xy lanh bánh Xy lanh bánh Xy lanh bánh Xy lanh bánh trước phải sau trái sau phải trước trái

Sơ đô bộ châp hành thủy lực loại van điện 3 vị trí

- _ Cảm biến giảm tốc: Việc sử dụng cảm biến giảm tốc cho phép ABS đo chính xác tốc độ của bánh xe khi phanh Bằng cách này, ABS có thê xác định tình trạng của mặt đường và điều

chính áp suất của dầu phanh một cách phù hợp

electronic contr

- _ Bộ chấp hành phanh ABS: cung cấp hoặc ngắt khí nén điều áp và van tổng phanh cho từng

bánh phanh dựa trên tín hiệu điều khiển của bộ ABS-ECU Từ đó, điều chỉnh tốc độ thích

hợp cho từng bánh xe khi phanh

- _ Công tắc phanh: thông báp cho ECU biết người lái có đang đạp phanh hay không

- _ Công tắc đèn phanh: Công tắc này được sử dụng để xác định bàn đạp phanh đã được đạp

xuống và sau đó gửi một tín hiệu đến ECU kiêm soát độ trượt

- _ Đèn báo táp-lô: Khi ECU phát hiện sự cô ở hệ thống chống bó cứng phanh, đèn thông báo

nay sé bat sang dé cảnh báo cho người lái

3 Nguyên lý làm việc

ee

CAR

Công tắc búo mức

dâu phanh — Công tắc =

Aden phanh ⁄⁄

Nios Cảm biến tốc

\Cam bién téc ` độ bánh sau z /đô bánh truớc

/

¬"- »

biến được gắn ở các bánh xe nhận biết được vận tốc quay của từng bánh xe, phát hiện bánh

xe đang có hiện tượng bó cứng và truyền tín hiệu về bộ điêu khiên trung tâm

- Bộ điều khiển trung tâm nhận thông tin và kích hoạt hệ thống ABS, tính toán giảm áp suất tac động lên má phanh thông qua bơm và van thủy lực một cách tối ưu nhất (an và nhá thanh kẹp

trên phanh đĩa liên tục), giúp bánh xe không bị bó cứng Tương tự, cơ chế nảy cũng được thực hiện ngược lại khi tốc độ quay của một bánh xe nhanh hơn đáng kể so với các bánh xe khác

I CƠ SỞ LÝ THUYÉT

1 Các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả phanh

Thời gian phanh là một trong những tiêu chí đáng giá chất lượng phanh Một cơ cầu phanh tốt là một

cơ cấu phanh có khoảng thời gian phanh ngắn

- _ Trong thường hợp tông quát ta có:

dị Ê=”

Jp

ihe

v, Jp

- Trong trường hợp phanh khẩn cấp:

é

dt= = Sh dy

J p max 0-g

- Khi oto phanh dén lúc dừng hẳn thì v.=0 do do:

t p mín=¿ mạc ¬

Trong đó:

Y¡ là vận tốc của xe tại thời điểm bắt đầu phanh

v, 1a van tốc của xe tại thời điểm kết thúc phanh

1.2 Gia tốc giảm dần của phanh

Gia tốc được coi la SỰ biến thiên của vận tốc trong một đơn vị thời gian Chính vì thế, một cơ cầu phanh tốt là một cơ cầu phanh phải có gia tốc cham đân khi phanh lớn Tức là tốc độ di chuyển của

xe sẽ phải được giảm xuống thấp nhất trong một khoảng thời gian ngắn nhất

Phương trình cần bằng lực kéo của phanh oto:

P jx Ppt Prt Pot Pyt Pié

Trong do:

PD; Lye Phanh quan tính sinh ra khi phanh

Dpẹ: Lực phanh sinh ra ở các bánh xe

Dr Lyre can lan

Đ,„: Lực cản không khí

D,+ Luc dé thang tiêu hao cho ma sát cơ khí

P¡: Lực cản lên dốc

Quang đưởng phanh là đỗ dài quãng đường tính từ lúc bắt đâu phanh cho đến khi xe dừng hẳn Quang đường phanh là tiêu chí đặc trưng và có ý nghĩa quan trọng nhất để đánh giá chất lượng phanh So với các chí tiêu khác thì quãng đường phanh là chỉ tiêu ,à người lái xe có thể nhận thức được một cách trực quan, đễ đàng tạo điều kiện cho ngừoi lái xe sử lý tốt trong khi phanh oto trên đường

Đề xác định quãng đường phanh nhỏ nhất:

Khinh phanh oto đến dừng hắn thì V;=Ô ta có:

6

— c2

Sp min= 20-g Vị

bám (@) và hệ số dảnh hưởng của các khối lượng quay (ô 9

Lực phanh và lực phanh riêng cũng là tiêu chí đánh giá chất lượng phanh Lực phanh còn phụ thuộc

và những yếu tố khác như độ hao mòn của má phanh, khả năng truyền tải của hệ thống dẫn động,

Chỉ tiêu này được dùng thuận lợi nhất là khi thủ phanh trên bệ thử Lực phanh được xác định theo

biểu thức sau:

D,=—” p ry

Trong do:

Đp: là lực phanh chính

M,,: la mômen của các cơ cầu phanh

Fp : là bản kính làm việc của bảnh xe

- Lực phanh riêng P là lực phanh được tính trên một đơn vị trọng lượng toàn bộ khối lượng của oto:

- Lực phanh riêng P lớn nhất khi lực phanh P, đạt cực đại:

— Pp mà _ 0G _

+

1.5 — Các tiêu chí đánh giá khác

- _ Độ êm dụu khi phanh: giúp xe vận hành êm dịu

- _ Cơ cấu điều khiến nhẹ nhàng: lực tác đụng đạp phanh không được quá lớn

- _ Hệ thống dẫn động phanh: phải đảm bảo có để đáp ứng một các tức thời khi đạp phanh

2 Các chỉ tiêu đánh giá ôn định phanh

trong quả trính phanh Được đánh giá băng : Góc quay khi phanh (Bp) và hành lang phanh (Bp)

- Góc quay khi phanh (Bp): Trong quá trình phanh ôtô thì trục dọc của ôtô bị nghiêng đi một góc

B nào đấy so với hướng của quỹ đạo đang chuyển động Đó là do tông các lực phanh sinh ra ở các bánh xe bên phải khác với tông các lực phanh sinh ra ở các bánh xe bên trái và tạo thảnh mômen quay Mq quanh trục thẳng đứng Z đi qua trọng tâm A của ôtô Khi phanh mà ôtô bị quay

định khi phanh là khả năng ôtô giữ được quỹ đạo chuyên động như ý muốn của người lái trong quá trình phanh

- Qua biểu thức trên ta thấy ð tỷ lệ thuận với M;¿ với bình phương thời gian phanh t và tỷ lệ nghịch

với mômen quán tính Iz của ôtô quanh trục Z đi qua trọng tâm của nó Bảo đảm lực phanh ở các

bánh xe trên cùng một trục là như nhau và độ chênh lệch lực phanh ở các bánh xe trên cùng một trục không vượt quá 15% so với giá trị cực đại ở các bánh xe trục này

3 Các trạng thái làm việc của hệ thống phanh ABS

% Khi phanh bình thường (ABS không hoạt động)

cuộn dây của van Do đó, van 3 vị trí ấn xuống bởi lò xo hồi vị và cửa “A” vẫn mở trong khi cửa “B” vẫn đóng

- _ Khi đạp phanh, áp suất dầu trong xi lanhh phanh chính tăng, dâu phanh chảy từ cửa “A” đến

cửa “C” trong van điện 3 vị trí rôồi tới xi lanh bánh xe Dầu phanh không vào được bơm bởi

van một chiều gắn trong mạch bơm

- _ Khi nhả chân phanh, dầu phanh hồi về từ xi lanh bánh xe về xi lanh chính qua cửa “C” đến

cửa “A” và van một chiêu số 3 trong van điện 3 vị trí

Xi lanh chính

Càng phanh đĩa

KHI PHANH BINH THUONG ( ABS KHONG HOAT DONG )

3.2 Giảm áp lực phanh

- _ Khi một bánh xe gần bị bó cứng, ECU gửi dòng điện 5A đến cuộn dây của van điện, làm sinh

ra một lực từ mạnh Van 3 vi tri chuyên động lên phía trên, cửa “A” dong trong khi cửa “B”

mo

và chảy về bình dầu

Cùng lúc đó, mô tơ bơm hoạt động nhờ tín hiệu từ ECU, dầu phanh được hỏi trả về xi lanh

phanh chính từ bình chứa Mặt khác cửa “A” đóng ngăn không cho dâu phanh từ xi lanh chính vào van điện 3 vị trí và van một chiêu số I và 3 Kết quả là, áp suất đầu bên trong xi lanh bánh xe giảm, ngăn không cho bánh xe bó cứng Mức độ giảm áp suất dầu được điều chinh bằng cách lặp lại chế độ “ giữ áp” và “giữ”

XI lanh chính

Ctra “A” dong

Càng phanh địa

xi lanh bánh xe }

Van điện 3 vị trí

Cửa “B” mo

KHI PHANH GẤP ( ñ8S HOẠT ĐỘNG )-CHế ĐỘ GIAM AP

3.3 Giữ áp lực phanh

Khi áp suất bên trong xi lanh bánh xe giảm hay tăng, cảm biến tốc độ gửi tín hiệu báo rằng

tốc độ bánh xe đạt đến giá trị mong muốn, ECU cấp dòng điện 2A đến cuộn dây của van điện

đề giữ áp suất trong xi lanh bảnh xe không đôi

- _ Khi dòng điện cấp cho cuộn dây của van bị giảm từ 5A (ở chế độ giảm áp) xuống còn 2A (ở

chế độ giữ), lực từ sinh ra trong cuộn dây cũng giảm Van điện 3 vị trí chuyên xuống vị trí

giữa nhờ lực của lò xo hôi vị làm đóng cửa”B”

Cag Tên chỉ tiết Hoạt động

xi lanh bánh xe }

_ —„ „ |ửa*À”"đóng Van điện 3 vịtí _————————

đủ bánh trước

KHI PHANH GẤP ( ABS HOAT DONG )-CHE DO GIỮ

3.4 Tăng áp lực phanh

Khi tăng áp suất trong xi lanh bánh xe để tạo lực phanh lớn, ECU ngắt đòng điện cấp cho cuộn dây van điện Vì vậy, cửa “A” của van điện 3 vị trí mở, và cửa “B” đóng Nó cho phép dầu trong

xi lanh phanh chính chảy qua cửa “C” trong van điện 3 vị trí đến xi lanh bánh xe Mức độ tăng

ap suat dâu được điều khiên nhờ lặp lại các chê độ “Tăng áp” và “Giữ”

Xi lanh chính

Van | chiếu số 3 Van | chiếu

61

Là xo hói

Bơn

xố2 Cửu B

Càng phành dia

( xi lanh bánh xe ) Tên chỉ Hoạt động

Bình dầu = =

Cua “ A” mo

Van dién 3 vi tri

Cảm biên tốc Cửa “B” đóng

R đó bánh trước

KHI PHANH GfiP ( ABS HORT DONG )-CHé BO TANG ấP

4 Ưu điểm và nhược điểm của hệ thống phanh ABS

4.1 Uudiem

- _ Giúp cho chủ xe giữ vững tay lái và kiêm soát được hướng lái khi phanh gấp

- _ Giúp xe không bị trượt bánh

- Lâm g1ảm quãng đường phanh trên 25%

4.2 Nhuge diem

- Nó chỉ phát huy tác dụng khi điều kiện lực kéo ở mức giới hạn hoặc tải xế trong trạng thái

hoảng sợ tột độ (phanh gap)

- _ Nếu có một sự cô xây ra trong các thiết bị điện tử điều khiển ABS, hầu hết các hệ thống sẽ tự

tắt

——

a

Braking - Split Mu

ABS - Brake Tests du

IV Vi DU VE HE THONG PHANH ABS