Tìm hiểu hệ thống chống bó cứng phanh (ABS) trên ô tô

Tìm hiểu hệ thống chống bó cứng phanh (ABS) trên ô tô

Tìm hiểu hệ thống chống bó cứng phanh (ABS) trên ô tô

GVHD: TS Trần Anh Quân

Nội dung

Kết luận

Nguyên lý hoạt động của hệ thống ABS Các thành phần cấu tạo của hệ thống ABS Phân loại hệ thống ABS

Giới thiệu về hệ thống ABS

Yêu cầu thiết kế của hệ thống ABS

Giới thiệu hệ thống ABS

 Hệ thống chống bó phanh

(ABS viết tắt của Anti-lock

Braking System) là một hệ

thống trên ô-tô giúp cho bánh

xe của phương tiện luôn quay

và bám đường trong khi

phanh (phanh trượt), chống

lại việc bánh xe bị trượt trên

mặt đường do má phanh bó

cứng tang phanh hoặc đĩa

phanh.

Khái niệm

Giới thiệu hệ thống ABS

 ABS được phát triển và sử dụng cho máy bay lần đầu tiên vào năm 1929 bởi người Pháp

 1936 hai công ty của đức Bosch và Mercedes-Benz cho ra đời phiên bản điện tử đầu tiên sử dụng cho ô tô của

Mercedes-Benz

 1960 hệ thống ABS thuần cơ khí được sử dụng cho một số dòng xe đua song chưa cho thấy được độ tin cậy

 1971 Ford giới thiệu hệ thống ABS gọi là “Sure-Track” hệ thống này dã trở thành tiêu chuẩn cho hệ ABS trong những năm sau đó

 1978 Bosch và Mercedes-Benz giới thiệu hệ thống ABS sử dụng bộ điều khiển điện tử với 4 cảm biến, điều khiển đa

kênh cho xe tải và dòng xe Mercedes-Benz S-Class

Lịch sử phát triển

Phân loại hệ thống ABS

Loại 1 : 4 kênh, 4

cảm biến vận tốc Loại 2 : 3 kênh, 3 cảm biến vận tốc

Loại 3 : 1 kênh, 1 cảm

biến vận tốc

Đây là thiết kế tối ưu

nhất cho hệ thống

ABS Mỗi bánh được

kiểm soát bởi 1 cảm

biến vận tốc và áp lực

của má phanh lên

từng bánh cũng có thể

được điều chỉnh độc

lập qua từng van ở

mỗi bánh.

Loại này thường được trang bị trên cầu sau của

xe bán tải (pick-up) 2 bánh sau sẽ được kiểm soát chung bởi 1 cảm biến

và 1 van thuỷ lực Cách vận hành của hệ thống này cũng giống như ở cảm biến chung trên loại ABS 3 kênh, 3 cảm biến

Thường được trang bị trên xe dạng bán tải 2 kênh và 2 cảm biến được phân bố đều ở cầu trước trên mỗi bánh, 2 bánh thuộc cầu sau có chung kênh và cảm biến vận tốc Hệ thống này cho phép tối ưu hoá kiểm soát và áp lực phanh trên 2 bánh trước

Cấu tạo hệ thống ABS Tổng quan

Cấu tạo hệ thống ABS Cảm biến vận tốc

Cảm biến vận tốc trong hệ thống ABS

được sử dụng để xác định vận tốc và chiều

quay của bánh xe từ đó phát hiện ra được

tình trạng của bánh xe Thường được đặt ở

trên mỗi bánh hoặc ở bộ vi sai trong 1 số

trường hợp.

Có 2 loại cảm biến vận tốc:

• Loại cảm biến quang

• Loại cảm biến từ trường

 Loại sử dụng nam châm vĩnh cửu

kết hợp với cảm biến hiệu ứng Hall

 Loại sử dụng bánh răng và một

cuộn dây để đo từ trường biến thiên

Cấu tạo hệ thống ABS Van thủy lực

Van là bộ phận giúp điều khiển việc kiểm soát má

phanh ở mỗi bánh Ở một số hệ thống mỗi bánh

được bố trí một van độc lập và đi cùng với mỗi van

là một bộ điều khiển, một số hệ thống khác chúng

được tích hợp với nhau Trong cả hai trường hợp các

van đều hoạt động thông qua sự điều khiển của bộ

điều khiển kết hợp với bơm thuỷ lực để thay đổi áp

suất trên các phanh.

Cấu tạo hệ thống ABS

Thường có 3 vị trí của van :

 Vị trí 1 : Van mở : áp lực phanh

tương đương áp lực của người lái

lên bàn đạp phanh được truyền

trực tiếp đến bánh xe

 Vị trí 2 : Van khoá : tăng áp lực

phanh mà người lái đặt lên bàn

đạp phanh lên bánh xe

 Vị trí 3 : Van nhả : làm giảm áp

lực phanh mà người lái đặt lên bàn

đạp phanh lên bánh xe

Van thuỷ lực

Cấu tạo hệ thống ABS Bơm thuỷ lực

Hệ thống ABS hoạt động dựa trên việc

liên tục bóp và nhả các ma phanh

thông qua việc tăng giảm áp lực dầu

phanh, vì thế khi áp lực phanh được

các van giải phóng cần một bộ phân để

khôi phục lại áp lực này và bơm thuỷ

lực đẩm nhận nhiệm vụ đó

Cấu tạo hệ thống ABS Bộ điều khiển ABS

Bộ điều khiển ABS là bộ não của

hệ thống Nó là một máy tính với

chức năng Nhận các dữ liệu,

thông số từ các cảm biến để tính

toán nhằm đưa ra các áp lực

phanh tối ưu cho mỗi bánh

Nguyên lí hoạt động

Sơ đồ vận hành của hệ thống ABS

Nguyên lí hoạt động

 Nhờ vào các cảm biến vận tốc thành phần, ABS sẽ nắm bắt

được vận tốc quay của các bánh xe, qua đó phát hiện ngay tức khắc khi các bánh xe có hiện tượng bị “bó cứng”

 Khi xảy ra phanh đột ngột, ABS sẽ thực hiện động tác ấn – nhả thanh kẹp trên phanh đĩa khoảng 15 mỗi giây, thay vì tác động một lần cực mạnh khiến bánh có thể bị “chết” như trên các xe không có ABS

 Trong lúc này, máy tính của hệ thống sẽ dựa vào những thông

số của các cảm biến vận tốc và cả những thao tác của người lái

để đưa ra những áp lực phanh tối ưu cho từng bánh qua đó

đảm bảo được tính ổn định của xe và vẫn cho phép người lái kiểm soát được quỹ đạo của xe

Nguyên lí hoạt động

Sơ đồ vòng lặp điều khiển của hệ thống ABS

Yêu cầu thiết kế

 Hệ thống ABS có thể được

thiết kế đế sử dụng cho

nhiều đối tượng như: Máy

bay, Ô tô, Xe tải, Xe máy,

xe đạp…

 Mỗi đối tượng có một điều

kiện hoạt động khác nhau

nên việc thiết kế phải được

tối ưu cho từng đối tượng

này

Đối tượng áp dụng

Yêu cầu thiết kế Các thông số vật lý

(A)Hệ số trượt

(B) Hệ số ma sát giữa lốp và mặt

đường

(1) Đường băng (2) Đường nhựa (3) Dải điều khiển của ABS

 Tháo tác phanh nên thực hiện tốt

nhất trong khoảng 10-20%

 Nếu bánh xe có cùng tốc độ với

xe thì hệ số trượt là 0%

 Bánh xe bị khoá khi hệ số là

100%

Hệ số trượt = (tốc độ xe - tốc độ bánh xe)

/ tốc độ xe × 100%

Yêu cầu thiết kế Lựa chọn phương pháp

Một số phương pháp điều khiển hệ thống ABS

Nhiều phương pháp điều khiển hệ thống ABS đã từng được phát triển, cơ sở của các phương pháp này dựa trên sự thay dổi của

điều kiện đường sá

Yêu cầu thiết kế Yêu cầu về điều khiển

Điều khiển hệ thống ABS là một quá trình kiểm soát phi tuyến ở mức độ cao các thành phần trong hệ thống do mối quan hệ phức tạp giữa các thành phần và các thông số của nó Nhiều phương

pháp điều khiển đã được đề xuất để nâng cao hiệu quả hoạt động của hệ thống song hầu hết các phương pháp này không đáp ứng được yêu cầu khi thay đổi điều kiện hoạt động

Giải pháp cho vấn đề này là sử dụng phương pháp điều khiển

mờ (Fuzzy control)

Kết luận

ABS là một hệ thống an toàn được sử dụng rất phổ biến trên các phương tiện giao thông và là một diển hình cho một hệ thống cơ điện tử.

Việc thiết kế hệ thống ABS được thực hiện dựa trên các nghiên cứu, các kinh nghiệm thực tế cũng như yêu cầu của người sử dụng.

Tuy đã trải qua một quá trình nghiên cứu và phát triển lâu dài và

đã được đưa ra ứng dụng rất nhiều trong thực tế song hệ thống ABS cũng có những vấn đề cần được phát triển và tối ưu để

nâng cao hiệu quả sử dụng, thích nghi được với các điều kiện thực tế.

www.themegallery.comThank You !