HỆ THỐNG BAS (Brake Assist System) TRÊN XE VOLSWAGEN TIGUAN

Khái quát chung về sự phát triển của hệ thống phanh trên các xe hãng VolksWagen- Tiguan-Thời kỳ đầu của ngành ô tô,phanh chỉ được xem là 1 bộ phận phụ,vì vào giai đọan này bộ truyền động

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCMKHOA CÔNG NGHỆ ĐỘNG LỰC

BỘ MÔN KHUNG GẦM ÔTÔ

CHUYÊN ĐỀ GẦM ÔTÔ

TRÊN XE VOLSWAGEN TIGUAN

I Giới thiệu chung

1 Giới thiệu tổng quát về xe Volkswagen Tiguan

Kết hợp đặc tính mạnh mẽ của dòng thể thao đa dụng “compact” và kiểu dáng thiết kế của chiếc thể thao chính hạng, Tiguan vượt qua mọi giới hạn định trước và tạo phong cách riêng cho chính mình

-Tại Việt Nam ,xe được nhập khẩu nguyên chiếc với động cơ

Xăng, 4 xy-lanh thẳng hàng, 16 van, turbo, FSI với dung tích động cơ (cc) là 1984

• Thông số kỹ thuật của xe

Đặc tính tiêu biểu

+ Nội Thất

 Nội thất bọc da “Vienna” cao cấp kết hợp ghế thể thao phía trước

 Hệ thống điều hòa nhiệt độ 2 vùng khí hậu

 Hệ thống âm thanh nổi radio “RCD 310”, 8 loa, công suất 600W, hỗ trợ MP3 (**)

 Hệ thống định vị toàn cầu “RNS 510” với màn hình cảm ứng, ổ cứng dung lượng 30-GB, CD-DVD-SD, 8 loa, công suất 600W

 Khoang sau tiện nghi, lưng ghế sau có thể gập rời đối xứng

 Hệ thống sưởi hàng ghế trước

 Gạt nước kính chắn gió với chế độ định thời gian

Bộ hiển thị nhiệt độ bên ngoài

+ Ngoại thất:

 Mâm hợp kim “New York”, 18”, lốp 235/50 R18 (*) (***)

 Mâm hợp kim “Los Angeles”, 17”, lốp 235/55 R17 (*)

 Kính màu cách nhiệt

 Đèn pha halogen, đèn báo rẽ với kính trong suốt

 Gương chiếu hậu ngoại thất chỉnh điện có hệ thống sưởi, bộ nhớ các vị trí và tích hợp đèn báo rẽ

 Giá đỡ hành lý trên mui xe

 Lưới tản nhiệt mạ crôm

+ An toàn

 Hệ thống dẫn động 4 bánh toàn thời gian 4MOTION

 Hệ thống cân bằng điện tử (ESP) kết hợp hệ thống chống bó cứng phanh (ABS) và trợ lực phanh (BA),

 Hệ thống kiểm soát sức kéo (TCS),

 Khóa vi sai điện tử (EDS), hệ thống kiểm soát phanh động cơ (EBC)

 Hệ thống hỗ trợ đỗ xe song song “Park Assist” (*)

 Hệ thống kiểm soát cự ly đỗ xe (PDC) (**)

 Hệ thống kiểm soát cự ly đỗ xe tích hợp camera lùi “Rear Assist” (***)

 Trang bị 8 túi khí bảo vệ an tòan

 Phiên bản cho khí hậu nhiệt đới

(*) Dành cho gói “Sport Pakage”

(**) Dành cho gói “Panoramisch Package”

(***) Dành cho gói “Das Package”

2 Khái quát chung về sự phát triển của hệ thống phanh trên các xe hãng VolksWagen- Tiguan

-Thời kỳ đầu của ngành ô tô,phanh chỉ được xem là 1 bộ phận phụ,vì vào giai đọan này bộ truyền động còn thô sơ khá nặng nề do ma sát chỉ đủ làm xe chạy chậm.Hệ thống phanh cơ khí đầu tiên ra đời vào năm 1885

-Theo thời gian công suất cũng như tốc độ ngày một cao,lúc này ý tưởng về một hệ thống phanh đủ sức hãm cũng như đáp ứng những điều kiện lái khác nhau mới ra đời.Tuy nhiên với sự tiến bộ của ngành điện tử ,vi điều khiển những hệ thống phanh tiên tiến đầu tiên ,nó phản ứng đủ nhanh trong các tình huống khẩn cấp,lần lượt ra đời

-ABS ra đời 1978 tiếp sau là sự ra đời kết hợp những tính năng mới như ESP,TCS,EDL,EBD,EBC giúp cho người lái thêm phần chủ động kiểm sóat xe và gia tăng tính ổn định cho xe

-Năm 2000 lần đầu tiên hãng W.V giới thiệu hệ thống hỗ trợ lực phanh khẩn cấp BAS và nó trở thành trang bị an tòan tiêu chuẩn cho hầu hết các dòng xe.Hệ thống hỗ trợ lái xe trong các tình huống nguy cấp giúp phanh xe với quãng đường phanh ngắn nhất nhưng đồng thời vẫn giữ khả năng lái của xe

3 Cấu tạo của hệ thống phanh trên xe V.W Tiguan

a.Bầu trợ lực phanhb.Cảm biến áp suất dầu phanh c.Công tắc đèn phanh dCụm thủy lực

e.Bơm hồi

f.Hộp điều khiển g.Xy lanh conChi tiết hệ thống BAS

- Người lái xe sau chợt nhận ra xe trước phanh gấp,sau 1 thóang ngừơi lái

xe sau đã nhận ra tình huống nguy cấp và đạp phanh.Có lẽ do ít khi đối diện tình huống này nên anh ta không cảm nhận đuợc lực đạp phanh,nên phanh đã không được đạp hết mức.Áp lực phanh không đủ lớn để giảm quãng đường phanh để hãm xe lại.Xe không dừng đúng lúc

Trong hình còn lại,cùng 1 tình huống.Hệ thống BAS căn cứ là tốc độ đạp phanh,và lực đạp phanh nhận ra ngay lập tức tình huống khẩn cấp.Hệ thống BAS điều chỉnh tăng áp lực dầu phanh cho tới khi đạt ngưỡng họat động của

hệ thống ABS nhằm chống trình trạng bánh xe bị hãm cứng dẫn đến mất lái.Nhờ sự can thiệp của BAS quảng đường phanh được rút ngắn nhất có thể

4 Các vấn đề phải trang bị BAS trên xe V.Ws

5.Sự cần thiết phải trang bị hệ thống trên xe

BA-(Brake Assist) – Bộ hỗ trợ phanh là thiết bị hỗ trợ người lái khi phanh gấp (do hoảng hốt)

*BAS có các chức năng sau:

- Nhận được tình trạng phanh gấp, để tăng áp suất phanh được theo yêu cầu của lái xe đến mức áp suất phanh cao ở các bánh xe sao cho tất cả các bánh xe có thể đạt tới giá trị độ trượt giới hạn

- Nhận được điểm kết thúc của trạng thái phanh gấp để áp lực điều khiển phanh giảm về trạng thái yêu cầu của người lái

II Cấu tạo của hệ thống hệ thống BAS trên xe V.Ws Tiguan

Tùy theo nhà sản xuất ,hệ thống BAS được phát triển theo nhiều hướng.Hiện tại trên xe V.Ws sử dụng 2 hệ thống BAS sau:

1.Hệ thống BAS điều khiển điện tử

-Được BOSCH sản xuất, với ưu điểm sử dụng chung nền tảng sẳn có của hệ thống ESP ,ABS và không có chi tiết khác.Áp suất trong hệ thống được bơm hồi ABS/ESP tạo ra

-Đang ứng dụng trên xe Polo,Passat

2.Hệ thống BAS điều khiển cơ khí.

-Được hãng Continental-Teves sản xuất,áp lực phanh được tạo ra nhờ bầu trợ lực phanh

-Đang sử dụng trên xe Golf ,Bora

**Cả 2 hệ thống này sử dụng các chi tiết của hệ thống phanh sẳn có để bổ trợ cho chức năng BAS.Hầu như BAS luôn luôn đi cùng hệ thống ABS,ESP

1.Hệ thống BAS điều khiển điện tử

a.Tổng quan

Bộ phận chính là cụm thủy lực tích hợp cụm điều khiển ABS và bơm hồi Cảm biến áp suất phanh gắn trên cụm thủy lực,cảm biến tốc độ bánh xe, công tắc đèn phanh gửi tín hiệu về bộ điều khiển nhằm kích họat BAS trong tình huống phanh gấp.Áp lực trong xy lanh con mỗi bánh xe được điều khiển bằng các van điện từ và bơm hồi.

a.Bầu trợ lực phanhb.Cảm biến áp suất dầu phanh c.Công tắc đèn phanh dCụm thủy lực

e.Bơm hồi

f.Hộp điều khiển g.Xy lanh con

b.So sánh

Xe không có BAS để đạt đến ngưỡng phanh làm việc của hệ thống ABS sẽ trễ hơn dẫn đến quảng đường phanh dài hơn

c.Chức năng.

-Hệ thống BAS họat động theo 2 giai đọan

1.Hệ thống BAS được kích họat

2.Hệ thống BAS kết thúc can thiệp

Nếu các điều kiện cần và đủ được đầy đủ

Hệ thống BAS làm việc.Áp suất trong hệ thống sẽ tăng đến khi chạm ngưỡng áp suất làm việc hệ thống ABS nhằm tránh bó cứng bánh xe gây

ra hiện tượng trượt.Có nghĩa là khi tới ngưỡng áp suất của ABS thì áp suất không gia tăng thêm nữa

-Van ESP N225 trong cụm thủy lực mở ra,van cao áp N277 đóng lại ,áp suất tạo ra từ bơm hồi ngay lập tức chuyển đến xy lanh con.

a) Bình tích lũy

b) Van ESP N225

c) Van ESP cao áp N227

d) Bơm hồi

*Giai đọan 1:Hệ thống BAS được kích họat

-BAS có nhiệm vụ tăng áp lực phanh nhanh nhất

có thể tới giá trị tối đa trong tình huống khẩn cấp.Trong khi đó ABS có nhiệm vụ hạn chế áp suất tăng đến ngưỡng mà các bánh xe bị khóa lại.Có nghĩa

là một khi tới ngưỡng họat động của ABS thì BAS không thể tăng áp lực phanh lên được nữa

-Khi tới ngưỡng phanh ABS,thì van N225 đóng lại,van cao áp N227 mở ra.Dòng xã từ bơm hồi vẫn giữ phanh cho bánh xe nhưng dưới ngưỡng phanh ABS

*Giai đọan 2: Hệ thống BAS kết thúc can thiệp

-Khi lái xe giảm lực tách dụng lên bàn đạp phanh,hệ thộng không còn hội đủ điều kiện làm việc.Lúc này nó tự hiểu là tình huống khẩn cấp đã qua và chuyển sang giai đọan 2

-Áp lực phanh trên xi lanh con lúc này tùy thuộc vào áp lực của lái xe tác dụng lên bàn đạp phanh.Bước chuyển từ giai đọan

1 sang giai đọan 2 diễn ra với sự giảm dần đều áp suất trong

hệ thống theo sự giảm dần lực lên bàn đạp phanh.Khi áp lực giảm về 0,hệ thống trở về chức năng phanh bình thường

BAS cũng dừng can thiệp khi tốc độ xe giảm xuống giá trị cài đặt.Trong cà hai trường hợp,áp lực phanh được giảm nhờ

sự đóng mở các van tương ứng.Lúc này dầu phanh tích trong bình tích lũy được bơm về bình chứa trên xy lanh chính nhờ bơm hồi.

*Các điều kiện cần và đủ kích họat BAS

Tình huống phanh khẩn cấp được nhận biết bởi các điều kiện sau đây:

1.Tín hiệu từ công tắc đèn phanh xác định bàn đạp phanh được nhấn xuống2.Cảm biến tốc độ xe xác định tốc độ tức thời của xe

3.Cảm biến áp lực phanh nhận biết tốc độ và lực đạp phanh

-Tốc độ và lực đạp phanh được xác định bằng sự gia tăng Gradient áp suất trong xy lanh chính.Có nghĩa là cụm điều khiển xác định áp suất phanh tức thời thông qua cảm biến áp suất trong 1 đơn vị thời gian

-Ngưỡng can thiệp của BAS là giá trị xác định dựa trên tốc độ xe.Nếu áp lực trên bàn đạp phanh vượt qua ngưỡng nhất định trong 1 khỏang thời gian thì BAS sẽ họat động,và ngược lại -Nói rõ hơn là nếu áp lực trên bàn đạp phanh đạt tới ngưỡng xác định trong 1 đơn vị thời gian

là t1 thì đủ điều kiện kích họat BAS,còn nếu cùng một áp lực phanh nhưng trong 1 đơn vị

thời gian dài hơn t2 thì BAS không họat động

-BAS sẽ không họat động nếu:

1.Bàn đạp phanh chỉ đựơc đạp từ từ họăc không đạp

2.Áp suất phanh thay đổi dưới ngưỡng phanh

3.Tốc độ xe thấp

4.Tài xế đã đạp phanh đủ lực cần thiết

*Các bộ phận điện tử trong hệ thống

+Công tắc đèn phanh

-Là 1 công tắc cơ khí với 2 vị trí -Gắn kết hợp với chân phanh,phát ra 2 tín hiệu ON - OFFtương ứng bàn đạp phanh được nhấn hay không

-Tín hiệu này dung chung cho nhiều hệ thống khác như đèn phanh đồng thời nếu tín hiệu này mất

đi thì BAS không họat động

+Cảm biến áp lực dầu phanh

-Gắn trên cụm thủy lực ,cảm nhận thay đổi áp lực phanh -Phần tử áp điện cảm nhận thay đổi áp suất xuất ra tín hiệu thay đổi điện áp gửi về cụm điều khiển

-Tín hiệu trên dùng để tính tóan gradient áp suất kích họat BAS can thiệp khi hội đủ điều kiện

-Hệ thống BAS sẽ không làm việc đúng nếu mất tín hiệu này

-Sensor bị lỗi sẽ làm hệ thống không xác định được tốc độ xe

-Cần điện áp cung cấp để họat động,có mạch tích hợp Hall.Khi có dòng qua chip bán dẫn

thì xuất hiện hiệu điện thế Hall.Sự thay đổi từ trường dẫn đến sự thay đổi tương ứng điện áp

Hall do sự thay đổi điện trở trong mạch,Nó kết hợp với 1 rãnh từ họăc 1 đĩa từ gắn trên bánh xe

-Cảm biến lọai này có thể cảm nhận khi bánh xe quay rất chậm

+Cảm biến tốc độ xe lọai chủ động

+Bơm hồi ABS

-Bơm hồi về 1 lượng tương ứng dầu phanh so với lượng dầu phanh cung cấp bởi bầu trợ lực phanh khi đạp phanh

-Được kích họat bởi cụm điều khiển ABS,sử dụng piston có thực hiện quá trình hút và xã trong cùng 1 kỳ

Có 2 khoang làm việc khoang trước và sau,khi piston di chuyển sang trái khoang trước trống ,dầu phanh cuốn vào khoang sau.Khi piston di chuyển sang phải dầu phanh bị ép khỏi khoang sau đi vào cửa hút,lúc này áp suất có sẵn trong khoang trước tạo ra 1 dòng xã không đổi là áp suất hút tăng áp nhanh chóng

-Khi bơm này không họat động ABS cũng như BAS đều bị vô hiệu

G201:Cảm biến áp suất dầu phanh

J104:Hộp điều khiển ABS

-Thành phần chính của BAS cơ khí ngòai những thành phần có sẵn của hệ thống phanh thông thường,còn có thêm ống lót rãnh khóa kèm lò xo,piston van,vòng bi

và bi,rãnh bi.

+Đường đi của lực khi không có BAS

-Trong quá trình phanh áp suất hệ thống tăng lên,lái xe sẽ cảm thất 1 phản lực trên bàn đạp phanh.Nguyên lý của hệ thống BAS là chuyển áp lực này sang vỏ cơ cấu phanh,giảm lực của lái xe đạp phanh.Cơ cấu khóa ,giữ các van áp suất khí quyển mở cung cấp không khí tạo áp lực phanh

+ Đường đi của lực khi có BAS

+Nguyên lý sơ bộ

Khi phanh được đạp với 1 lực và 1 tốc

độ xác định,thì cơ cấu khóa trong bầu trợ

lực họat động,kích họat BAS

Theo hình vẽ,piston van di chuyển kéo theo viên bi di chuyển vào rãnh bi,rãnh khóa lúc này được giải phóng bởi lò xo chạm vào thanh giới hạn,hình thành cơ cấu khóa

• Nguyên lý họat động

-Khi bàn đạp phanh được nhấn xuống chậm,BAS không họat động.Lái xe sẽ cảm nhận tòan bộ phản lực từ hệ thống phanh,nếu cần phanh gấp lái xe phải tác động 1 lực phanh khá nặng

-Khi bàn đạp được ấn xuống đủ nhanh,BAS được kích họat.Hầu như phản lực của hệ thống được chuyển qua phần vỏ cơ cấu phanh.Lái xe chỉ cần tác động 1 lực nhỏ cũng đủ tạo ra lực phanh lớn

-Lực đạp phanh và tốc độ đạp phanh là 2 giá trị tham chiếu để BAS can thiệp khi cần.Đồ thị tương quan 2 đại lượng trên

*BAS bắt đầu can thiệp

Khi tới đạp phanh đủ mạnh và nhanh thì,phần màu xanh sẽ ép sát vào đĩa phản ứng,do quán tính phần đỏ lợt chưa kịp phản ứng di chuyển theo

Phần màu xanh di chuyển,nhưng phần đỏ lợt đứng Yên làm bi lăn vào phần màu xanh

Lúc này phần đỏ đậm được giải phóng trượt trênViên bi khóa lại cơ cấu,làm viên bi không Hồi về được vị trí củ.Lúc này phản lực Được chuyển tới vỏ cơ cấu

*BAS kết thúc can thiệp

Khi lái xe rời bàn đạp phanh,phần đỏ lợt và xanh hồi

*Kiểm tra chức năng hệ thống

-Đảm bảo động cơ họat động,chân không được tạo ra

-BAS họat động khi bàn đạp phanh được nhấn nhanh và đủ lực.Tiếng click trong bầu trợ lực báo hiệu cơ cấu khóa đã họat động,lúc này lực phanh được sinh ra lớn dù chỉ đạp nhẹ bàn đạp phanh

-Khi nhảbàn đạp phanh BAS phải kết thúc họat động ( không còn áp suất trong cơ cấu phanh)

III Ưu và nhược điểm của hệ thống BAS và so sánh với các hệ thống tương tự trên các xe khác

1 Ưu và nhược điểm của hệ thống BAS

- Ưu điểm



- Nhược điểm

IV So sánh xe V.Ws có trang bị hệ thống BAS với các xe có trang bị các hệ thống tương tự khác

-Hệ thống PSP (Pre-Sense Plus) của Audi trang bị trên dòng hạng sang A8L,có trang bị thêm camera và radar ,họat động với 4

giai đọan:

1.Đèn hazard bật sáng,cửa kính,cửa sổ trời đóng lại,selt belt siết chặt

2.Đèn báo ,âm thanh báo hiệu đủ gây chú ý cho lái xe

3.Xe tự hãm phanh với gia tốc 3 m/s²

4.Xe tự hãm với gia tốc 5 m/s²,áp lực phanh lớn đủ dừng xe lại hẳn

-Hệ thống IBA ( Intelligent Brake Assist) của Nissan:là một hệ thống phanh động hơn ,nhận biết khị lái xe nhả nhanh bàn đạp

ga,lúc này xe đã bắt đầu phanh trước khi lái xe đạp phanh

-Hệ thống EBA ( Emergency Brake Assist) của Mazda có chức năng tương tự

-Hệ thống BA Plus-Pre Safe của Mercedes –Benz cũng là 1 hệ thống an tòan chủ động có thể tự hãm xe nếu người lái không tác

dụng đủ lực phanh hoặc không kịp phản ứng trước tình huống nguy hiểm

-Hệ thống Collision Mitigation Brake System ( CMBS) của Honda,có trang bị radar,tự động phanh khi lái xe không kịp phản ứng

V.Kết luận

Việc trang bị hệ thống BAS trên xe V.Ws nhằm giúp xe có các ưu điểm sau:

 Cải thiện tính an tòan trong tình huống phanh gấp.

 Quãng đường phanh ngắn nhờ kết hợp với ABS,ESP.

 Giảm thiểu lực phanh,dừng xe lại với lực đạp phanh nhỏ

 Là cơ sở thiết kế của các hệ thống tiên tiến hơn như Brake Assist Plus,Pre Safe,Pre Sense Plus

 Giảm bớt những tai nạn đáng tiếc không đáng có