đồ án hệ thống phanh ABS

Cơ cấu hoạt động chống hiện tượng bị hãm cứng của bánh xe 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 tr

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

Giáo viên hướng dẫn NGUYỄN VĂN NHƠN

M C L C ỤC LỤC ỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 4

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU……….5

CHƯƠNG 2:CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA ĐỀ TÀI 5

1.1.Đặt vấn đề 5

1.2.Lịch sử phát triển của cơ cấu ABS của nước ta trong thời gian qua 7

CHƯƠNG 3:CẤU TẠO VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA CỤM CHI TIẾT CỦA CƠ CẤU ABS CÓ EBD VÀ TRC 8

3.1.Giới thiệu chung 8

3.2.Cấu tạo và hoạt động của các cụm chi tiết và cả hệ thống ABS có EBD và TRC…… 10

3.2.1.Cảm biến tốc độ bánh xe.……… ………10

3.2.2.Cảm biến giảm tốc……….… 12

3.2.3.Cảm biến gia tốc ngang………… ……… 13

3.2.4 Hộp điều khiển điện tử(U)………14

3.2.5.Bộ chấp hành thủy lực……… ………18

3.2.6 Hoạt động của EBD……… 23

3.2.7 Hoạt động của TRC……… 24

3.3.Các chức năng kiểm tra,chẩn đoán và an toàn 29

3.3.1.Điều khiển các rơle……….……… 29

3.3.2.Chức năng kiểm tra ban đầu và kiểm tra cảm biến……….………… 30

3.3.3.Chức năng chẩn đoán……… 30

3.3.4.Chức năng an toàn……… ……… 31

CHƯƠNG 4: HƯ HỎNG VÀ CÁCH KHẮC PHỤC CỦA HỆ THỐNG PHANH CHỐNG HÃM CỨNG BÁNH XE ABS CÓ EBD VÀ TRC 31

4.1.Hư hỏng và cách khắc phục 31

4.1.1.Khi sửa chữa ABS tổng quát cần lưu ý.………… … ……… 31

4.1.2.Hư hỏng ban đầu……… 32

4.1.3.Hư hỏng, nguyên nhân và mã chẩn đoán……… 33

4.1.4 Bảng mã chẩn đoán về hệ thống ABS có EBD và TCS của hãng Kia…….35

4.2.Chẩn đoán 35

4.3.Thao tác tháo, lắp và kiểm tra bộ chấp hành thủy lực 40

4.3.1.Tháo/lắp bộ thủy lực trên xe……… ………40

4.3.2.Kiểm tra bộ chấp hành thủy lực………42

4.4.Tháo/lắp cảm biến tốc độ bánh xe 46

4.4.1.Quy trình tháo,lắp cảm biến tốc độ bánh xe ………46

4.4.2.Kiểm tra tốc độ bánh xe ……… 47

KẾT LUẬN……… ………

52 TÀI LIỆU THAM KHẢO 53

LỜI NÓI ĐẦU

Hệ thống phanh là một hệ thống quan trọng bởi hệ thống không chỉ quan trọngđối với ô tô trong quá trình điều khiển mà còn giữ an toàn cho người trên xe ,giườngnhư nó là linh hồn của câu nói ‘an toàn là bạn, tai nạn là thù’ muốn vậy hệ thốngphanh phải có chất lượng trong suốt quá trình sử dụng xe vì vậy việc bảo dưỡng sửachữa là cực kỳ cần thiết

Với đề tài “ Xây dựng quy trình bảo dưỡng , sửa chữa hệ thống phanh ABS cóEBD và TRC “ mà chúng em được giao là đáp ứng được vấn đề trên Với sự lỗ lựccủa nhóm cùng sự hướng dẫn của thầy giáo chúng em đã hoàn thành được đồ án nàysong do đây là hệ thống phanh hiện đại và do tài liệu còn hạn chế nên đồ án hoànthành còn nhiều chỗ khiếm khuyết Chúng em rất mong có sự đóng góp ý kiến quý báucủa các thầy giáo để đồ án được hoàn thiện hơn

Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Văn Nhơn người trực tiếp hướngdẫn cùng các thầy trong bộ môn ôtô, Khoa Cơ Khí Động Lực - Trường ĐHSPKTHưng Yên đã giúp đỡ chúng em trong quá trình thực hiện đề tài

Chúng em xin chân thành cảm ơn!

Hưng yên, ngày 12 tháng12 năm 2009

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 1.1 Tính cấp thiết của đề tài

Làm đồ án giúp cho sinh viên không những tổng quát lại phần lý thuyết củamình mà còn dần tiếp cận với những vấn đề thực tiễn điều đó là rất cần thiết cho sinhviên và chúng em cũng như bao bạn sinh viên khác được giao đồ án là một cơ hội tốt

để kiểm tra lại mình Đề tài đồ án là “ Xây dựng quy trình bảo dưỡng, sửa chữa hệthống ABS có EBD và TRC ” có tính thực tế rất cao bảo dưỡng sửa chữa hệ thốngphanh là một công việc cần thiết giúp cho xe và người trên xe an toàn trong khi dichuyển

1.2 Ý nghĩa của đề tài

Với đề tài trang bị cho chúng em cả những kiến thức cơ bản về lý thuyết đếnnhững kiến thức về thực hành để chúng em có thể làm được công việc bảo dưỡng sửachữa với hệ thống phanh hiện đại này

1.3 Mục tiêu của đề tài

- Trình bày những kiến thức cơ bản về lý thuyết của hệ thống ABS có EBD vàTRC

- Đưa ra được quy trình tháo lắp bảo dưỡng , sửa chữa hệ thống này

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA ĐỀ TÀI

2.1 Đặt vấn đề.

Cơ cấu phanh là cơ cấu an toàn chủ động của ô tô, dùng để giảm tốc độ haydừng và đỗ ôtô trong những trường hợp cần thiết Nó là một trong những cụm tổngthành chính và đóng vai trò quan trọng trong việc điều khiển ô tô trên đường

Chất lựơng của một cơ cấu phanh trên ô tô được đánh giá thông qua tính hiệu quảphanh (thể hiện qua các chỉ tiêu như quãng đường phanh, gia tốc chậm dần, thời gianphanh và lực phanh), đồng thời đảm bảo tính ổn định chuyển động của ô tô khi phanh.Đây là vấn đề luôn được quan tâm và nghiên cứu của các nhà khoa học, các chuyêngia kỹ thuật trong ngành công nghiệp ôtô.

Nền công nghiệp ôtô đang ngày càng phát triển mạnh, số lượng ô tô tăng nhanh,mật độ lưu thông trên đường ngày càng lớn Các xe ngày càng được thiết kế với côngsuất cao hơn, tốc độ chuyển động nhanh hơn thì yêu cầu đặt ra với cơ cấu phanh cũngcàng cao và nghiêm ngặt hơn Một ô tô có cơ cấu phanh tốt, có độ tin cậy cao thì mới

có khả năng phát huy hết công suất, xe mới có khả năng chạy ở tốc độ cao, tăng tínhkinh tế nhiên liệu, tính an toàn và hiệu quả vận chuyển của ô tô

Một vấn đề lớn và cũng là bài toán quan trọng cần phải giải quyết đối với hoạtđộng của cơ cấu phanh, đó là khi ô tô phanh gấp hay phanh trên các loại đường có hệ

số bám thấp như đường trơn, đường đóng băng, tuyết thì dễ xảy ra hiện tượng sớm bịhãm cứng bánh xe, tức hiện tượng xe bị trựơt lết trên đường khi phanh Khi đó quãngđường phanh sẽ kéo dài hơn, tức hiệu quả phanh thấp đi, đồng thời dẫn đến tình trạngmất ổn định hướng và khả năng điều khiển của ô tô Nếu các bánh xe trước sớm bị bócứng làm cho xe không thể chuyển hướng theo sự điều khiển được, nếu các bánh sau

bị bó cứng, do sự khác nhau về hệ số bám giữa bánh trái và bánh phải với mặt đườngnên làm đuôi xe bị lạng, xe bị trượt ngang của các bánh xe dễ dẫn đến các hiện tượngquay vòng thừa làm mất tính ổn định khi xe quay vòng

Để giải quyết bài toán về vấn đề hiệu quả và tính ổn định khi phanh này, phầnlớn các ô tô hiện đại đều được trang bị Cơ cấu cơ cấu chống hãm cứng bánh xe khi

phanh, gọi là hệ thống:ABS có EBD và TRC trong đó ABS là chữ viết tắt của “

anti-lock brake system”, EBD là chữ viết tắt của “ electronic brake- force distribution”,TRC là chữ viết tắt của “traction control system” Cơ cấu hoạt động chống hiện tượng

bị hãm cứng của bánh xe 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 đườngtrơn hoặc khi phanh gấp, đảm bảo tính hiệu quả và tính ổn định của ô tô trong quátrình phanh

Ngày nay, ABS đã giữ vai trò quan trọng không thể thiếu trong các cơ cấu phanhhiên đại, đã trở thành tiêu chuẩn bắt buộc đối với phần lớn các nước trên thế giới Ở thịtrường Việt Nam, ngoài một phần lớn các xe nhập cũ đã qua sử dụng, một số loại xeđược lắo ráp trong nướccũng trang bị cơ cấu này

Để sử dụng và khai thác có hiệu quả tất cả các tính năng ưu việt của cơ cấu ABS nóiriêng và của ô tô nói chung, việc thực hiện đề tài xây dựng quy trình kiểm tra, sửachữa Hệ thống phanh ABS là hết sức quan trọng cần đặt lên hàng đầu.

2.2 Sơ lược về nội dung và các thiết bị, mô hình về hệ thống ABS ở nước ta trong thời gian qua

Nhờ sự phát triển nhanh về khoa học kỹ thuật, trên thế giới đã có rất nhiều côngtrình nghiên cứu về cơ cấu phanh ABS và đưa vào ứng dụng có hiệu quả, ngày càngcải tiến và tối ưu hoá quá trình điều khiển của cơ cấu Theo đó nội dung chương trình

và công nghệ chế tạo mô hình để phục vụ cho công tác giảng dạy cũng được làm rấttốt Những kết quả mới, cơ cấu mới được đưa ra sử dụng bên ngoài cũng đều được đưalên mô hình để giảng dạy

Các mô hình cơ cấu phanh ABS thường được chế tạo dựa trên các chi tiết thậtcủa ô tô và có các dạng: Mô hình các cụm chi tiết rời, mô hình cắt các chi tiết, mô hìnhcấu tạo của cơ cấu và mô hình làm việc Các mô hình làm việc của cơ cấu ABS do cáccông ty chuyên sản xuất thiết bị dạy học ở các nước sản xuất được thiết kế trên xa bàn

và bố trí đầy đủ như một cơ cấu thật trên xe, có thể xem như một cơ cấu phanh trên xethu nhỏ lại, giá thành của các mô hình như vậy là rất cao

CHƯƠNG 3 :CẤU TẠO VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA CỤM CHI TIẾT CỦA HỆ

THỐNG ABS CÓ EBD VÀ TRC

3.1 Giới thiệu chung.

Cơ cấu ABS 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 xy lanh chính, bầu trợ lực,

cơ cấu phanh bánh xe, các van điều hoà lực phanh.Để thực hiện chức năng chống hãmcứng bánh xe khi phanh, thì cơ cấu ABS cần trang bị thêm các bộ phận như : cảm biếntốc độ bánh xe, cảm biến giảm tốc cảm biến gia tốc ngang, hộp diều khiển điện tử(ECU), bộ chấp hành thuỷ lực cho cả EBD và TRC, bộ chẩn đoán, báo lỗi

Một cơ cấu ABS bao gồm 3 cụm bộ phận chính :

- Cụm tín hiệu vào gồm các cảm biến tốc độ bánh xe, công tắc báo phanh, …cónhiệm 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 tử (ECU) có chức năng nhận và xử lý các tín hiệu vào, đưatín hiệu điều khiển đến bộ chấp hành thuỷ lực, điều khiển quá trình phanh chống bócứng bánh xe

- Bộ phận chấp hành gồm có bộ điều khiển thuỷ lực cho cả EBD và TRC, bộphận hiển thị đèn báo phanh ABS, EBD, TRC, bộ phận kiểm tra, chẩn đoán

Trên các xe đời mới hiện nay, thường ECU được lắp tích hợp chung,thành mộtcụm với bộ điều khiển thủy lực Điều này giúp giảm xác suất hư hỏng về đường dâyđiện và dễ kiểm tra sửa chữa

Hình 1: Sơ đồ khối các cụm chức năng của hệ thống ABS

Hình 2: Sơ đồ điều khiển hệ thống phanh thường.

Nguyên tắc điều khiển cơ bản của cơ cấu ABS như sau:

- Các cảm biến tốc độ bánh xe nhận biết tốc độ góc của các bánh xe và gửi tínhiệu về ECU dưới dạng các xung điện áp xoay chiều

- ECU theo dõi tình trạng các bánh xe bằng cách tính tốc độ xe và sự thay đổi tốc

độ bánh xe, xác định mức trượt dựa trên tốc độ các bánh xe

- Khi phanh gấp hay phanh trên những đường ướt, trơn trượt có hệ số bám thấp,ECU điều khiển bộ chấp hành thuỷ lực cung cấp áp suất dầu tối ưu cho mỗi xy lanhphanh bánh xe theo các chế độ tăng áp, giữ áp hay giảm áp để duy trì độ trượt nằmtrong giới hạn tốt nhất, tránh bị hãm cứng bánh xe khi phanh

EBD

EBD là chữ viết tắt “Electronic brake-force distribution” phân bố lực phanh bằngđiện tử có chức năng là phân phối lực phanh giữa các bánh xe trước và sau và các bánhbên phải và bên trái một cách phù hợp với trạng thái của xe bằng bộ điều khiển phanhABS bằng thủy lực Trong khi phanh để quay vòng , nó cũng điều khiển các lực phanhcủa bánh xe bên phải và bên trái giúp duy trì sự ổn định của xe

TRC

Khi chuyển động trên đường đôi khi bàn đạp ga bị ấn quá nhiều hoặc tăng tốctrên bề mặt trơn trượt ……tạo ra mô mem dư thừa làm cho các bánh xe chuyển độngquay trượt khiến xe bị mất khả năng chuyển bánh tăng tốc và khả năng điều khiển lái Việc điều khiển áp suất thủy lực của phanh bánh dẫn động và điều chỉnh công suất củađộng cơ bằng cách giảm nhiên liệu xẽ hạ thấp lực dẫn động khi nhẫn bàn đạp ga Nhưvậy TRC có tác dụng đảm bảo khả năng chuyển bánh , tăng tốc và điều khiển lái

3.2 Cấu tạo và nguyên lý làm viêc của các cụm chi tiết và cả hệ thống ABS

có EBD và TRC

3.2.1 Cảm biến tốc độ bánh xe.

Cảm biến tốc độ bánh xe dùng để đo vận tốc góc của bánh xe và gửi về ECUdưới dạng các tín hiệu điện

Hình 5: Cảm biến tốc độ bánh xe loại điện từ.

Tuỳ theo cách điều khiển khác nhau, các cảm biến tốc độ bánh xe thường đượcgắn ở mỗi bánh xe để đo riêng rẽ từng bánh hoặc được gắn ở vỏ bọc của cầu chủ động,

đo tốc độ trung bình của hai bánh xe dựa vào tốc độ của bánh răng vành chậu Ở bánh

xe, cảm biến tốc độ được gắn cố định trên các giá đỡ của các bánh xe, vành răng cảmbiến được gắn trên đầu ngoài của bán trục hay trên cụm moay ơ bánh xe, đối diện vàcách cảm biến tốc độ một khe hở nhất định gọi là khe hở từ

Cảm biến tốc độ bánh xe có hai loại : Cảm biến điện từ và cảm biến HALL.Trong đó loại cảm biến điện từ được sử dụng phổ biến hơn

3.2.1.1 Cấu tạo:

Gồm một nam châm vĩnh cửu, một cuộn dây quấn quanh lõi từ, hai đầu cuộn dây

được nối với ECU (hình 5)

3.2.1.2 Nguyên lý làm việc.

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 xoaychiều dạng hình sin có biên độ và tần số thay đổi tỉ lệ theo tốc độ góc của bánh

xe(hình 6) Tín hiệu này liên tục được gửi về ECU Tuỳ theo cấu tạo của cảm biến,

vành răng và khe hở giữa chúng, các xung điện áp tạo ra có thể nhỏ dưới 100mV ở tốc

độ thấp, hoặc cao hơn 100V ở tốc độ cao

3.2.2 Cảm biến giảm tốc.

Trên một số xe ngoài cảm biên tốc độ bánh xe còn được trang bị thêm một cảmbiến giảm tốc cho phép ECU xác định chính xác hơn sự giảm tốc của xe trong quátrình phanh Kết quả là, mức độ đáp ứng của ABS được cải thiện tốt hơn Nó thườngđược sử dụng nhiều trên xe 4WD bởi vì nếu một trong các bánh xe bị hãm cứng thì cácbánh xe khác cũng có xu hướng bị hãm cứng theo, do tất cả các bánh được nối với cơcấu truyền lực nên có tốc độ ảnh hưởng lẫn nhau Cảm biến giảm tốc còn gọi là cảmbiến “G”

Trước

LEDs Cảm biến giảm tốc

rãnh Transistor quang Trong quá trình giảm tốc

Hình 7: Vị trí và cấu tạo cảm biến giảm tốc

Cấu tạo của cảm biến như (hình.7) gồm hai cặp đèn LED và phototransistors, một

đĩa xẻ rãnh và một mạch biến đổi tín hiệu Đặc điểm của đèn LED là phát sáng khi cấpđiện và phototransistors là dẫn điện khi có ánh sáng chiếu vào Khi mức độ giảm tốccủa xe thay đổi, đĩa xẻ rãnh lắc theo chiều dọc xe tương ứng với mức độ giảm tốc Cácrãnh trên đĩa cắt cho ánh sáng từ đèn LED đến phototransistors, làm phototransistorsđóng, mở, báo tín hiệu về ECU ECU nhận những tín hiệu này để xác định chính xác

trạng thái mặt đường và thực hiện các điều chỉnh thích hợp Tín hiệu này cũng đượcdùng để ECU điều khiển chế độ làm chậm sự tăng mômen xoay xe

Sử dụng hai cặp LED và phototransistors sẽ tạo ra sự đóng và mở của cácphototransistors chia mức độ giảm tốc thành 4 mức

Hình.8: Các chế độ hoạt động của cảm biến giảm tốc.

3.2.3 Cảm biến gia tốc ngang.

Cảm biến gia tốc ngang được trang bị trên một vài kiểu xe, giúp tăng khẳ năngứng xử của xe khi phanh trong lúc đang quay vòng, có tác dụng làm chậm quá trìnhgia tăng mô men xoay xe Trong quá trình quay vòng, các bánh xe phía trong có xuhướng nhấc lên khỏi mặt đất do lực ly tâm và các yếu tố góc đặt bánh xe Ngược lại,các bánh xe bên ngoài bị tỳ mạnh xuống mặt đường đặc biệt là các bánh xe phía trướcbên ngoài Vì vậy các bánh xe phía trong có xu hướng bó cứng dễ dàng hơn so với cácbánh xe ở phía ngoài Cảm biến gia tốc ngang có nhiệm vụ xác định gia tốc ngang của

xe khi quay vòng và gửi tín hiệu về ECU

Trong trường hợp này một cảm biến kiểu phototransistors giống như cảm biếngiảm tốc được gắn theo trục ngang của xe hay một cảm biến kiểu bán dẫn được sửdụng để đo gia tốc ngang Ngoài ra cảm biến kiểu bán dẫn cũng được sử dụng để đo sựgiảm tốc, do nó có thể đo được cả gia tốc ngang và gia tốc dọc

Kiểu transistor quang

Hình 9: Cảm biến gia tốc ngang.

3.2.4 Hộp điều khiển điện tử (ECU).

3.2.4.1 Chức năng của hộp điều khiển điện tử (ECU).

Nhận biết thông tin về tốc độ góc của các bánh xe, từ đó tính toán ra tốc độ bánh

xe và sự tăng giảm tốc của nó, xác định tốc độ xe, tốc độ chuẩn của bánh xe và ngưỡngtrượt, để nhận biết nguy cơ bị hãm cứng của bánh xe để:

+Cung cấp tín hiệu điều khiển đến bộ chấp hành thuỷ lực

+Thực hiện chế độ kiểm tra, chẩn đoán, lưu giữ mã hư hỏng và chế độ an toàn vàgửi thông tin thông qua các đèn tín hiệu là sự nhấp nháy của đèn

Xử lý điều khiển

Logic điều khiển

Chuẩn đoán an toàn lỗi

Tác động

áp suất dầu

Hình 10 :Các chức năng điều khiển của ECU 1: Cảm biến tốc độ bánh xe.

2: Xylanh phanh bánh xe.

3: áp suất dầu phanh.

3.2.4.2 Cấu tạo.

Cấu tạo của ECU là một tổ hợp các vi xử lý, được chia thành 4 cụm chính và

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 thểphát sinh trong quá trình thiết kế và vận hành của xe thì các tín hiệu vào được lọctrước khi sử dụng Các tín hiệu được xử lý xong được chuyển qua phần logic điềukhiển

b, Phần lôgic điều khiển.

Dựa trên các tín hiệu vào, phần logic tính toán để xác định các thông số cơ bảnnhư gia tốc của bánh xe, tốc độ chuẩn, ngưỡng trượt, gia tốc ngang

Các tín hiệu từ phần lôgic điều khiển,điều khiển các van điện từ trong bộ chấphành thuỷ lực, làm thay đổi áp suất dầu cung cấp đến các cơ cấu phanh theo các chế độtăng, giữ và giảm áp suất

c, Bộ phận an toàn.

Một mạch an toàn ghi nhận những trục trặc của các tín hiệu trong cơ cấu cũngnhư bên ngoài có liên quan Nó cũng can thiệp liên tục vào trong quá trình điều khiểncủa cơ cấu Khi có một lỗi bị phát hiện thì cơ cấu ABS được ngắt và được báo cáo chongười 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 mứcquy định thì cơ cấu ABS được ngắt cho đến khi điện áp đạt trở lại trong phạm vi quiđịnh, lúc đó cơ cấu lại đặt trong tình trạng sẵn sàng hoạt động Mạch an toàn cũng kếthợp một chu trình kiểm tra

d, Bộ chuẩn đoán và lưu giữ mã lỗi.

Để giúp cho việc kiểm tra và sửa chữa được nhanh chóng và chính xác, ECU sẽtiến hành kiểm tra ban đầu và trong quá trình xe chạy sẽ ghi và lưu lại các lỗi hư hỏngtrong bộ nhớ dưới dạng các mã lỗi hư hỏng, nhưng cũng có những mã lỗi không thể tựxoá được kể cả khi tháo cả cực bình ắc quy Trong trường hợp này, sau khi sửa chữaxong phải tiến hành xoá mã lỗi hư hỏng theo qui định của nhà chế tạo

Khoá điện Cầu chì Gauge

Đèn báo phanh

Đèn báo ABS

Công tắc báo mức dầu phanh

Công tắc phanh tay

ABS ECU

Cầu chì DOME Cầu chì STOP

Công tắc đèn phanh

Cảm biến tốc độ trước - phải Cảm biến báo

đèn hỏng Đèn phanh

Cảm biến tốc độ trước - trái Cảm biến tốc độ sau - phải Cảm biến tốc độ sau - trái Giắc kiểm tra Cảm biến giản tốc (4WD) GND GND

GS1 GS2 GST

TC TS

FL+

RR+

FL-

RR-SRL SRR SFL SFR AST MT MR

W IG

Bộ chấp hành ABS

Môtơ bơm

SR R

RF SOL*

LF SOL*

RR SOL*

LR SOL*

SOL*: Van điện

Rơle van điện

Sơ đồ mạch điện ABS

Giắc sửa chữa

Hình 11: Sơ đồ mạch điện ABS của xe TOYOTA CELICA.

* Quá trình điều khiển chống hãm cứng bánh xe khi phanh

ECU điều khiển các van điện trong bộ chấp hành thuỷ lực đóng mở các cửa van,

thực hiện các chu trình tăng, giữ và giảm áp suất ở các xylanh làm việc các bánh xe,

giữ cho bánh xe không bị bó cứng bằng các tín hiệu điện Có hai phươg pháp điều

khiển:

- Điều khiển bằng cường độ dòng điện cấp đến các van điện, phương pháp này

sử dụng đối với các van điện 3 vị trí Phần lớn hiện nay đang điều khiển ở 3 mức

cường độ dòng điện là: 0; 2 và 5A tương ứng với các chế độ tăng, giữ và giảm áp suất

- Điều khiển bằng điện áp 12V cấp đến các van điện, phương pháp này sử dụng

đối với các van điện 2 vị trí

Mặc dù tín hiệu đến các van điện là khác nhau đối với từng loại xe là khác nhau

nhưng việc điều khiển tốc độ các bánh xe về cơ bản kà giống nhau Các giai đoạn điều

khiển được thể hiện như ( hình 12).

Tốc độ xe

C D

bánh xe

Gia tốc bánh xe

giảmgiữtăng

Áp suất dầu xylanh

-+ 0

Hình 12: Điều khiển chống hãm cứng bánh xe khi phanh.

Khi phanh, áp suất dầu trong mỗi xylanh bánh xe tăng lên và tốc độ xe giảmxuống Nếu có bánh xe nào có xu hướng bị bó cứng ECU điều khiển giảm áp suất dầu

Khi áp suât dầu tăng từ từ như trên làm cho bánh xe có xu hướng lại bị bó cứng

vì vậy các van điện được điều khiển sang chế độ giảm áp

Relay động cơ bơmRelay solenoid

Vít Tấm chắn

Động cơ bơm

12

34

5

5

Hình 13: Bộ chấp hành thuỷ lực.

3.2.5.1 Cấu tạo.

Bộ chấp hành thuỷ lực có chức năng cung cấp áp suất dầu tối ưu đến các xylanhphanh bánh xe theo sự điều khiển của hộp điều khiển điện tử ECU tránh hiện tượng bịhãm cứng bánh xe khi phanh

Cấu tạo của một bộ chấp hành thuỷ lực gồm có các bộ phận chính sau: các vanđiện từ, motor điện dẫn động bơm dầu, bơm dầu và bình tích áp, rơ le bơm, rơ le vanđiện từ

a Van điện từ.

Van địên từ trong bộ chấp hành có hai loại là loại 2 vị trí và loại 3 vị trí Cấu tạochung của một van điện từ gồm một cuộn dây điện, lõi van, các cửa van và van mộtchiều Van điện từ có chức năng đóng mở các cửa van theo sự điều khiển của ECU đểđiều chỉnh áp suất dầu đến các xylanh bánh xe

b Motor điện và bơm dầu.

Một bơm dầu kiểu piston được dẫn động bởi một motor điện có chức năng đưangược dầu từ bình tích áp về xylanh chính trong các chế độ giảm và giữ áp Bơm đượcchia ra làm hai buồng làm việc độc lập thông qua hai piston trái và phải được điềukhiển bằng cam lệch tâm, các van một chiều chỉ cho dòng dầu đi từ bơm về xylanhchính

c Bình tích áp.

Bình tích áp chứa dầu hồi về từ xylanh phanh bánh xe, nhất thời làm giảm áp suấtdầu ở xylanh phanh bánh xe

3.2.5.2 Nguyên lý hoạt động.

Sơ đồ (hình14) thể hiện sự hoạt động của một bộ chấp hành thuỷ lực loại 4 van

điện 3 vị trí Hai van điện điều khiển độc lập hai bánh trước trong khi hai van còn lạiđiều khiển đồng thời hai bánh sau Vì vậy cơ cấu này gọi là ABS 3 kênh

Hình 14: Sơ đồ bộ chấp hành thủy lực

a Khi phanh bình thường (ABS không hoạt động).

Khi phanh xe ở tốc độ chậm (dưới 8 km/h hay 12,25km/h tuỳ từng loại xe) hay ràphanh trong trường hợp này ABS không hoạt động và ECU không gửi dòng điện đếncuộn dây của van địên từ Do đó, van 3 vị trí bị ấn xuống bởi lò xo hồi vị và cửa A vẫn

mở trong khi cửa B vẫn đóng (hình 15) Dầu phanh từ xylanh chính qua cửa A đến cửa

C trong van điện 3 vị trí rồi tới xylanh bánh xe Dầu phanh không vào được bơm bởivan một chiều số 1 gắn trong mạch bơm Khi nhả chân phanh, dầu hồi từ xylanh bánh

xe về xylanh chính qua cửa C đến cửa A và van một chiều số 3 trong van điện 3 vị trí

Khi ngừng phanh

Khi phanh

Hình 15: Chế độ phanh thường (ABS không hoạt động)

b Khi phanh gấp(ABS hoạt động).

Nếu có bất kỳ bánh xe nào có xu hướng bị bó cứng khi phanh gấp thì bộ chấphành thuỷ lực điêu khiển giảm áp suất dầu phanh tác dụng lên bánh xe đó theo tín hiệu

từ ECU vì vậy bánh xe không bị bó cứng

- Chế độ giảm áp (hình 16)

Khi một bánh xe gần bị bó cứng, ECU gửi dòng điện 5A đến cuộn dây của vanđiện từ làm sinh ra một lực từ mạnh Van 3 vị trí chuyển động lên phía trên đóng cửa

A trong khi cửa B mở

Kết quả là, dầu phanh từ xylanh bánh xe qua cửa C tới cửa B trong van điện 3 vịtrí và chảy về bình dầu Cùng lúc đó môtor bơm hoạt động nhờ tín hiệu điện áp 12V từECU, dầu phanh được hồi trả về xylanh phanh chính từ bình chứa Mặt khác cửa Ađóng ngăn không cho dầu phanh từ xylanh chính vào van điện 3 vị trí và van mộtchiều số 1 và số 3, kết quả là áp suất dầu trong xylanh bánh xe giảm ngăn không chobánh xe bị bó cứng Mức độ giảm áp suất dầu được điều chỉnh bằng cách lặp lại cácchế độ “giảm áp” và”giữ áp”

Hình 16: Chế độ giảm áp

- Chế độ giữ áp (hình 17).

Khi áp suất trong xylanh bánh xe giảm hay tăng, cảm biến tốc độ bánh xe gửi tínhiệu báo rằng tốc dộ bánh xe đạt đến giá trị mong muốn, ECU cấp dòng điện 2A đếncuộn dây của van điện để giữ áp suất trong bánh xe không đổi

Khi dòng điện cấp cho cuộn dây của van điện từ bị giảm từ 5A (ở chế độ giảmáp) xuống còn 2A (ở chế độ giữ áp ) lực từ sinh ra trong cuộn dây cũng giảm, van điện

3 vị trí dịch chuyển xuống vị trí giữa nhờ lực của lò xo hồi vị làm cửa A và cửa B đềuđóng Lúc này bơm dầu vẫn còn làm việc.

Hình 17: Chế độ giữ áp

- Chế độ tăng áp (hình 2.18).

Khi cần tăng áp suất trong xylanh bánh xe để tạo lực phanh lớn, ECU ngắt dòngđiện, không cấp cho cuộn dây của van điện từ Vì vậy cửa A của van điện vị trí mở vàcửa B đóng Nó cho phép dầu trong xylanh phanh chính chảy qua cửa C trong van điện

3 vị trí đến xylanh bánh xe Mức độ tăng áp suất dầu được điều khiển nhờ lặp lại cácchế độ tăng và giữ áp suất

Hình 18: Chế độ tăng áp

Như vậy, khi cơ cấu ABS làm việc bánh xe sẽ có hiện tượng nhấp nhả khi phanh

và có sự rung động nhẹ của xe, đồng thời ở bàn đạp phanh có sự rung động do dầuphanh hồi về từ bơm dầu, đây là các trạng thái bình thường khi ABS làm việc

3.2.6 Hoạt động của EBD

Hình 19 :Hoạt động điều khiển của EBD

 Phân phối lực phanh của các bánh trước sau :

Nếu tác động các phanh trong khi xe đang chạy tiến thẳng bộ chuyển tải trọng

sẽ giảm tải trọng tác động lên các bánh sau

ECU xác định điều kiện trượt xác định điều kiện này bằng các tín hiệu từ cảmbiến tốc độ và điều khiển bộ chấp hành ABS để điều chỉnh tối ưu sự phân bố lựcphanh đến các bánh sau

Chẳng hạn như mức tải trọng lên các bánh sau trong khi phanh sẽ thay đổi tùytheo xe có mang tải trọng hay không Mức tải trọng tác động lên các bánh sau cũngthay đổi theo mức giảm tốc Như vậy sự phân bố lực phanh đến bánh sau được điềuchỉnh tối ưu để sử dụng có hiệu quả lực phanh của các bánh sau theo những điều kiệnnày

Phân phối lực phanh giữa các bánh bên phải và bên trái trong khi phanh để quayvòng

Nếu tác động các phanh trong khi đang quay vòng , tải trọng tác động vào cácbánh bên trong sẽ tăng lên ECU điều khiển trượt xác định điều kiện này bằng các tínhiệu từ cảm biến tốc độ và điều khiển bộ chấp hành để điều chỉnh tối ưu sự phân bốlực phanh đến bánh xe bên trong

3.2.7.Hoạt động của TRC

Hình 20 : Đồ thị điều khiển của TRC

Như đồ thị trình bày trên đây khi tốc độ của bánh xe dẫn động bắt đầu trượt , tốc

độ bắt đầu điều khiển áp suất thủy lực của phanh tăng lên và số xylanh cắt giảm nhiênliệu tăng lên Do đó tốc độ của bánh xe dẫn động giảm xuống

Hoạt động của TRC trong chế độ tăng áp

Khi nhấn bàn đạp ga , áp suất thủy lực trong mỗi xylanh của bánh xe được điềukhiển để khống chế sự quay trượt của bánh dẫn động ở các kiểu xe có chức năng nạptrước , khi đó van điện từ nạp trước hoạt động để cùng tác động tới áp suất từ xylanhchính

Người ta sử dụng một van điện từ tuyến tính để làm van điện từ ngắt xylanhchính áp suất thủy lực được điều khiển theo tuyến tính để khử các thay đổi áp suất nàybằng cách điều chỉnh độ lớn của dòng điện trong van điện từ này như được điều khiểnbằng ECU.

- Cảm biến góc xoay vô lăng

- Cảm biến gia tốc ngang

Ví dụ về hệ thống điều khiển lưc kéo của hãng Kia

TCS là viết tắt của ’traction control system’ hệ thống điều khiển lực kéo , hệthống này điều chỉnh lực kéo của bánh xe bằng motor bơm Bộ điều khiển trung tâmABS tính toán tốc độ xe sự tăng tốc và giảm tốc từ tín hiệu ở mỗi cảm biến tốc độbánh xe gửi về Nếu bánh trước quay với tốc độ lớn hơn so với tốc độ của xe thì hệthống TCS bắt đầu hoạt động Bộ điều khiển trung tâm ABS sẽ cho van này hoạt động

ở trạng thái đóng cắt dòng dầu giữa xylanh phanh chính và xylanh phanh bánh xe củaphanh trước, dầu phanh được đưa tới xylanh phanh bánh xe của bánh trước qua vanHSV(hydarulic Shuttle Valve) bởi motor bơm Thêm vào đó bộ điều khiển trung tâmABS sẽ đưa tín hiệu đến bộ điều khiển trung tâm động cơ để thực hiện giảm momemđộng cơ

Sau khi bật khóa điện sẽ chẩn đoán lỗi hệ thống , nếu lỗi hệ thống được phát hiện

bộ điều khiển trung tâm ABS sẽ báo cho người lái là hệ thống bị lỗi thông qua đèn báocủa TCS

 Van HS(hydraulic shuttle)

Hình 21 : sơ đồ van HS

Hoạt động của van HS ( hydraulic Shuttle) : khi hệ thốngTCS hoạt động thì dầuphanh được cung cấp tới motor bơm từ xylanh chính qua van HS Van này đóng khibàn đạp phanh hoạt động

 Van điều khiển lực kéo TC

Hinh22 : Sơ đồ van TC

Van điều khiển lực kéo TC (traction control) van điều khiển lực kéo chỉ đượcdùng cho bánh trước ,van này một đầu kết nối với xylanh phanh chính đầu kia nối vớibình tích năng áp suất cao Khi chưa hoạt động van này là van thường mở và áp suấtđường dầu phanh được cung cấp từ xylanh phanh chính tới các xylanh phanh bánh xequa van điều khiển lực kéo Khi bánh trước xảy ra quay trơn thì van điều khiển lực kéođóng và áp suất dầu phanh được cung cấp tới các bánh trước bởi motor Van này gồmmột van giảm áp và một van một chiều , khi áp suất cao được cung cấp từ motor thìvan giảm áp có tác dụng giảm áp suất ở một mức nhất định

 Các chế độ hoạt động của hệ thống điều khiển lực kéo

Hình 23 : Ở chế độ bình thường

 Ở chế độ bình thường ( chế độ phanh ) hình 23