NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG ABS DẪN ĐỘNG KHÍ NÉN TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Hồ Hữu Hùng NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG ABS DẪN ĐỘNG KHÍ NÉN Chuyên ngành: Kỹ thuật khí động lực Mã số: 62520116 TĨM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC Hà Nội – 2015 Cơng trình hồn thành tại: Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Người hướng dẫn khoa học: PGS TS Lưu Văn Tuấn PGS TS Đào Mạnh Hùng Phản biện 1: Phản biện 2: Phản biện 3: Luận án bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án tiến sĩ cấp Trường họp Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Vào hồi …… giờ, ngày … tháng … năm …… Có thể tìm hiểu luận án thư viện: Thư viện Tạ Quang Bửu - Trường ĐHBK Hà Nội Thư viện Quốc gia Việt Nam MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Trên giới, hãng sản xuất lớn nghiên cứu sâu hệ thống ABS, có thực nghiệm kiểm chứng ứng dụng thương mại vào hầu hết loại xe Tuy nhiên tài liệu, kết nghiên cứu tư liệu riêng hãng, khơng cơng bố có cơng bố mang tính chất hướng dẫn sử dụng Trong đó, xe tải sử dụng nước đa số sử dụng hệ thống phanh khí nén khơng có ABS Do đó, việc nghiên cứu, làm chủ kỹ thuật ABS khí nén có ý nghĩa thực tiễn ngành công nghiệp ô tô nước Đề tài khoa học công nghệ cấp nhà nước: “Nghiên cứu thiết kế chế tạo thử nghiệm hệ thống ABS cho hệ thống phanh khí nén dùng tơ lắp ráp Việt Nam”, mã số KC.03.05/11-15 (sau gọi tắt đề tài KC.03.05/11-15) Trường Đại học Bách khoa Hà Nội chủ trì thực nhiều nội dung nghiên cứu, chế tạo cụm chi tiết hệ thống ABS Trong nội dung nghiên cứu đề tài KC.03.05/11-15, nội dung nghiên cứu, chế tạo điều khiển điện tử yêu cầu có kết nghiên cứu chi tiết phương pháp thuật toán điều khiển ABS giá trị ngưỡng điều khiển ABS Đây vấn đề nghiên cứu không hãng công bố, cần phải có phương pháp nghiên cứu khoa học, trang thiết bị hoàn thiện nghiên cứu Xuất phát từ yêu cầu thực tế trên, nghiên cứu sinh chọn đề tài: “Nghiên cứu hệ thống ABS dẫn động khí nén” nhằm triển khai số nội dung nghiên cứu đề tài KC.03.05/11-15 Mục đích nghiên cứu Luận án thực nhằm nghiên cứu, đề xuất phương pháp điều khiển, thuật toán điều khiển xác định giá trị ngưỡng điều khiển cho hệ thống phanh khí nén có ABS xe tơ tải Kết nghiên cứu luận án thông số quan trọng cho đề tài KC.03.05/11-15 ứng dụng để chế tạo điều khiển điện tử cho hệ thống phanh khí nén có ABS Ý nghĩa khoa học thực tiễn luận án Hiện nước có nhiều doanh nghiệp sản xuất, lắp ráp ô tô sử dụng hệ thống phanh khí nén với sản lượng chủng loại ngày tăng Tuy nhiên đa số chủng loại ô tô chưa trang bị ABS Do đó, việc nghiên cứu hệ thống phanh ABS khí nén để bước nghiên cứu chế tạo, thay cụm chi tiết hệ thống ABS hãng có ý nghĩa thực tiễn ngành cơng nghiệp ô tô công nghiệp phụ trợ nước Kết nghiên cứu luận án đề tài KC.03.05/11-15 ứng dụng vào sản xuất thử nghiệm điều khiển điện tử ABS cho hệ thống phanh khí nén xe ô tô tải Kết thử nghiệm cho thấy hệ thống ABS hoạt động ổn định, hiệu phanh tơ trường hợp có ABS cải thiện so với trường hợp khơng có ABS -1- Luận án giải vấn đề: Xây dựng mơ hình mơ hệ thống phanh khí nén có ABS, đề xuất thuật toán điều khiển hệ thống theo gia tốc góc bánh xe; Thơng qua bước mơ hoạt động hệ thống máy tính, luận án sơ xác định ngưỡng giá trị gia tốc góc bánh xe để điều khiển hoạt động ABS; Nghiên cứu thực nghiệm nhằm hiệu chỉnh giá trị ngưỡng gia tốc góc điều khiển Đây vấn đề có ý nghĩa khoa học, sở cho nghiên cứu hoàn thiện hệ thống ABS khí nén Equation Chapter (Next) Section CHƯƠNG TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Hệ thống phanh ABS khí nén xe tơ ABS (Anti-lock Braking System) hệ thống chống hãm cứng bánh xe phanh ABS nâng cao tính ổn định hướng chuyển động tơ phanh, trì khả dẫn hướng giảm quãng đường phanh [69] Trong trường hợp phanh đường khô với vận tốc cao (trên 35 km/h), quãng đường phanh có ABS ngắn khơng có ABS Tuy nhiên, trường hợp phanh từ vận tốc thấp hơn, phanh đường trơn trượt, quãng đường phanh có ABS dài khơng có ABS [59] Hiệu ABS phanh vận tốc thấp không cao nên hệ thống ABS khơng kích hoạt Giới hạn vận tốc tơ trước phanh để kích hoạt hệ thống ABS khác theo loại xe theo nhà sản xuất ABS Hệ thống ABS lắp xe tải rơ moóc sơ mi rơ moóc giúp hạn chế nguy đầu kéo bị quay ngược (jackknifing) phanh gấp, nâng cao tính an tồn cho tô Hơn nữa, bánh xe không bị trượt lết trình phanh nên hạn chế tốc độ mài mòn lốp xe [69] So với hệ thống phanh thủy lực có ABS, hệ thống phanh ABS khí nén có tần số làm việc thấp trình biến đổi áp suất khí nén bầu phanh chậm nhiều so với trình biến đổi áp suất dầu hệ thống phanh thủy lực Theo công bố hãng Wabco [67], [68], [69], tần số hoạt động hệ thống ABS khí nén hãng chế tạo nằm khoảng từ đến Hz Trên giới, ABS liên tục nghiên cứu phát triển nên hiệu hệ thống ngày cao Ban đầu, hệ thống ABS khí nén lắp đặt xe tải lựa chọn thêm cho an tồn, với hiệu vượt trội nên từ năm 1991, nước Châu Âu bắt buộc hãng phải lắp ABS lên xe tải hạng nặng, đến năm 1998 tiếp tục áp dụng bắt buộc loại xe tải hạng nhẹ [49] Hiện nay, ABS lắp đặt rộng rãi hầu hết loại xe, kể máy kéo nông nghiệp tiêu chuẩn an toàn [36] 1.2 Lịch sử phát triển hệ thống ABS khí nén Q trình phát triển hệ thống phanh ABS trải qua thời gian dài với nhiều thành tựu đáng kể -2- Hệ thống điều khiển q trình phanh tơ đến hồn thiện kết cấu, tính chất lượng điều khiển Nghiên cứu điều khiển hệ thống phanh ABS sở để phát triển tích hợp hệ thống điều khiển tích cực khác xe 1.3 Tình hình nghiên cứu ngồi nước Các hãng lớn Wabco, Bendix, Bosch … có nghiên cứu sâu vào hệ thống ABS, có phịng thí nghiệm nghiên cứu cảm biến, tối ưu kết cấu van chấp hành thuật toán điều khiển thiết kế điều khiển … Sản phẩm hãng thử nghiệm, tối ưu hóa thiết kế sản xuất thương mại để lắp đặt xe ô tô Tuy nhiên tài liệu nghiên cứu hãng xe tài liệu bí mật, khơng cơng bố 1.4 Tình hình nghiên cứu nước Các cơng trình nghiên cứu nước có nhiều ý nghĩa quan trọng việc hồn thiện sở lý thuyết trình phanh giải vấn đề điều khiển trình phanh Tuy nhiên, nghiên cứu sâu hệ thống ABS hạn chế, chủ yếu tập trung nghiên cứu ABS cho hệ thống phanh thủy lực mơ hình mô phỏng, thực nghiệm chủ yếu thực mơ hình có tính chất minh họa phịng thí nghiệm Một số cơng trình nghiên cứu hệ thống ABS khí nén dừng lại mơ máy tính, chưa có nghiên cứu thực nghiệm để hoàn thiện nghiên cứu 1.5 Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu luận án hệ thống phanh khí nén hệ thống ABS (cảm biến, van chấp hành ABS, điều khiển) sử dụng cho xe tơ tải cỡ trung bình Van chấp hành ABS đề tài KC.03.05/11-15 chế tạo theo mẫu van chấp hành ABS hãng Wabco Các trạng thái tăng áp, giảm áp, giữ áp điều khiển van: van điện từ điều khiển cấp khí van điện từ điều khiển xả khí Bảng trạng thái sau thể hoạt động van chấp hành ABS điều khiển ON/OFF van điện từ 1.6 Mục tiêu phạm vi nghiên cứu Mục tiêu nghiên cứu  Nghiên cứu, xác định khả đáp ứng tần số điều khiển hệ thống phanh khí nén có ABS xe nghiên cứu;  Xây dựng mơ hình mơ chuyển động tơ trình phanh hệ thống phanh dẫn động khí nén có ABS nhằm phục vụ nghiên cứu, mơ xác định ngưỡng điều khiển trình điều khiển hệ thống;  Đề xuất thuật toán điều khiển hệ thống ABS dẫn động khí nén theo gia tốc góc bánh xe xác định giá trị ngưỡng gia tốc góc bánh xe dùng để điều khiển chuyển pha làm việc van chấp hành ABS q trình ABS khí nén hoạt động -3- Phạm vi nghiên cứu Luận án thực nghiên cứu hệ thống ABS dẫn động khí nén tơ tải cỡ trung bình, sử dụng vành cảm biến van chấp hành ABS đề tài KC.03.05/11-15 chế tạo Hệ thống ABS dẫn động khí nén xe nghiên cứu sử dụng thông số từ bốn cảm biến đo vận tốc góc bốn bánh xe để điều khiển bốn van chấp hành ABS độc lập, luận án nghiên cứu thuật tốn điều khiển hệ thống ABS theo gia tốc góc bánh xe phanh Luận án nghiên cứu mô chuyển động xe trình phanh đường bằng, phẳng nghiên cứu mô hệ thống phanh dẫn động khí nén có ABS phần mềm Matlab – Simulink, Matlab – StateFlow, chưa xét đến trình phanh xe quay vịng phanh đường có hệ số bám khác hai vết bánh xe Qua trình mơ hoạt động hệ thống máy tính, luận án xác định gần giá trị ngưỡng gia tốc góc điều khiển ABS Luận án thực nghiên cứu thực nghiệm loại đường thẳng, bề mặt đường đồng phủ nhựa asphalt (khô ướt), phủ bê tông (khô ướt) dải vận tốc khác (từ 30 km/h đến 60 km/h) nhằm xác hóa giá trị ngưỡng gia tốc góc điều khiển ABS đánh giá hiệu hoạt động toàn hệ thống 1.7 Nội dung phương pháp nghiên cứu Nội dung nghiên cứu  Nghiên cứu hệ thống phanh ABS khí nén ô tô;  Nghiên cứu cảm biến phương pháp đo vận tốc góc, gia tốc góc bánh xe;  Nghiên cứu khả đáp ứng tần số điều khiển hệ thống phanh khí nén có ABS;  Nghiên cứu, xây dựng thuật toán điều khiển hệ thống phanh ABS khí nén;  Nghiên cứu, xây dựng mơ hình mô chuyển động ô tô tải trình phanh;  Nghiên cứu, xây dựng mơ hình mơ hệ thống phanh ABS khí nén;  Nghiên cứu, xác định ngưỡng điều khiển hệ thống ABS khí nén;  Nghiên cứu thực nghiệm hệ thống phanh ABS khí nén đường thử nghiệm Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu lý thuyết: xây dựng mơ hình mơ hệ thống máy tính, thực mơ để khảo sát đặc tính hệ thống, từ xác định sơ giá trị ngưỡng điều khiển Nghiên cứu thực nghiệm: Được thực nhiều lần sở giá trị ngưỡng điều khiển xác định sơ từ mơ lý thuyết, phân tích, đánh giá kết nhằm điều chỉnh giá trị ngưỡng điều khiển để hệ thống hoạt động tốt thực tế 1.8 Kết luận chương Hệ thống ABS khí nén liên tục nghiên cứu hồn thiện kết cấu tính làm việc, lắp đặt thương mại nhiều loại xe tải khác Ở -4- nước phát triển, hệ thống ABS khí nén bắt buộc phải lắp đặt xe ô tô tải tiêu chuẩn an toàn Trên giới, việc nghiên cứu, hoàn thiện hệ thống ABS khí nén nhiều nhà khoa học quan tâm nghiên cứu đạt nhiều thành tựu Tuy nhiên, kết nghiên cứu công bố mang tính chất giới thiệu, chưa đủ chi tiết để triển khai ứng dụng vào thực tế Việc nghiên cứu, ứng dụng công nghệ ABS vào sản xuất tơ nước cịn nhiều hạn chế Tại Việt Nam, có số cơng trình nghiên cứu hệ thống ABS chủ yếu tập trung vào ABS dành cho hệ thống phanh thủy lực Cần có nhiều nghiên cứu, chế tạo thử nghiệm để bước làm chủ cơng nghệ ABS khí nén xe ô tô Việc nghiên cứu nhằm bước làm chủ kỹ thuật, cơng nghệ ABS khí nén xe ô tô có ý nghĩa thực tiễn khoa học, giúp phát triển công nghiệp phụ trợ sản xuất ô tô, nâng cao chất lượng cạnh tranh giá thành cho ô tô sản xuất nước sản xuất Luận án nghiên cứu nhằm giải vấn đề phức tạp nội dung thiết kế, chế tạo điều khiển điện tử cho hệ thống phanh khí nén có ABS đề tài KC.03.05/11-15 Kết nghiên cứu luận án đề tài KC.03.05/11-15 ứng dụng, chế tạo thành công điều khiển điện tử hệ thống ABS Equation Chapter (Next) Section -5- CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Quy trình nghiên cứu Quy trình nghiên cứu, xác định ngưỡng điều khiển mơ tả sơ đồ Hình B¾t đầu Biết mục tiêu: Độ trượt từ 10 - 30% Mô theo độ trượt Không đạt Phân tích, đánh giá & hiệu chỉnh Đạt - Xác định miền biến thiên gia tốc góc; - Xác định gia tốc góc thời điểm chuyển pha Mô theo gia tốc góc Mô lý thuyết Không đạt Phân tích, đánh giá & hiệu chỉnh Đạt Xác định bé ng­ìng gia tèc gãc (lý thut) Thùc nghiƯm nghiªn cứu thực nghiệm Không đạt Phân tích, đánh giá & hiệu chỉnh Đạt Xác định ngưỡng gia tốc gãc (thùc tÕ) KÕt thóc Hình Quy trình nghiên cứu, xác định ngưỡng điều khiển 2.2 Phương pháp điều khiển ABS Để trì lực phanh lớn khả điều khiển hướng chuyển động cần thực điều khiển để trì hệ số bám dọc  x hệ số bám ngang  y có -6- giá trị lớn Tuy nhiên, khó để xác định độ trượt bánh xe phanh vận tốc dài bánh xe bán kính động lực học bánh xe đại lượng khó xác định xác Thực tế giới hạn điều khiển ABS theo độ trượt thay đổi phạm vi lớn Do theo ngưỡng độ trượt bánh xe để điều khiển ABS khiến mức độ hiệu phanh không giống loại đường khác sử dụng loại lốp khác Mặt khác, gia tốc góc bánh xe phanh đạo hàm theo thời gian vận tốc góc bánh xe nên thể xu hướng bó cứng bánh xe Vận tốc góc bánh xe b dễ dàng xác định với độ xác tương đối cao cảm biến vận tốc góc, từ hệ thống dễ dàng tính tốn gia tốc góc bánh xe sở đạo hàm giá trị vận tốc góc đo Do luận án chọn phương pháp điều khiển ABS theo gia tốc góc bánh xe phanh 2.3 Nghiên cứu khả đáp ứng tần số điều khiển hệ thống phanh khí nén có ABS Để xây dựng phương pháp thuật toán điều khiển hệ thống ABS, cần thiết phải nghiên cứu đặc tính đối tượng điều khiển Một số đặc tính quan trọng, định đến phương pháp thuật toán điều khiển khả đáp ứng tần số điều khiển đối tượng điều khiển Mỗi chu kỳ làm việc ABS, áp suất khí nén bầu phanh thay đổi qua ba trạng thái tăng áp, giữ áp giảm áp Nếu chu trình làm việc hệ thống gồm pha tăng giảm áp suất với độ dài pha xác định hợp lý hệ thống đáp ứng với tần số cao 2.4 Xây dựng mơ hình mơ chuyển động tơ q trình phanh 2.4.1 Chuyển động tơ q trình phanh đường phẳng Trong trình phanh, ảnh hưởng dao động khung xe, dầm cầu bánh xe nhỏ so với phân bố lại trọng lượng lên cầu xe Hơn đối tượng khảo sát trình phanh đường thẳng, phẳng xe tải, nên để đơn giản, luận án giả thiết khung xe, dầm cầu bánh xe khối thống (bỏ qua hệ thống treo), xét đến phân bố lại trọng lượng lên cầu xe để nghiên cứu trình phanh Trong trình phanh, lực cản khơng khí lực cản lăn nhỏ so với lực phanh [4] nên luận án bỏ qua lực q trình tính tốn Do vậy, phương trình chuyển động tơ phanh viết lại thành: (2.11) mx   Fbf  Fbr 2.4.2 Động lực học bánh xe trình phanh Với giả thiết bỏ qua lực cản lăn, phương trình chuyển động quay bánh xe phanh xác định sau [57], [58], [64]: -7- J bx  M b  Fx rd (2.12) 2.4.3 Sự phân bố lại trọng lượng phanh Trọng lượng phân bố lên cầu xe cần phải xác định để tính tốn lực phanh tác dụng lên bánh xe Trong trình phanh, trọng lượng xe phân bố lên cầu biến đổi theo gia tốc chậm dần x xe, xác định theo công thức: Phân bố cầu trước: Fzf  Phân bố cầu sau: Fzr  m  gb  xhg  L m  ga  xhg  L (2.13) (2.14) 2.4.4 Mơ hình mơ chuyển động xe Từ phương trình (2.21) xác định vận tốc dọc ô tô sau: t vx   Fbf  Fbr m dt  v0 (2.15) 2.4.5 Mơ hình mơ bánh xe Khi mơ chuyển động quay bánh xe, luận án sử dụng phương trình chuyển động quay bánh xe phanh (2.12) Gia tốc góc bánh xe xác định từ công thức (2.12):  M b  Fx rd Jbx (2.16) Từ đó, vận tốc góc bánh xe xác định theo công thức : t M b  Fx rbx  0 Jbx   (2.17) Các thông số v x xác định theo công thức (2.15)  xác định theo công thức (2.17) sở để xác định độ trượt bánh xe 2.5 Xây dựng mơ hình mơ hệ thống phanh khí nén Mơ hình mơ hệ thống phanh khí nén xe ô tô tải sử dụng giả thiết:  Lực đạp phanh người lái đủ để van phân phối mở hoàn toàn thời điểm bắt đầu mơ phỏng;  Áp suất khí nén bình chứa khơng thay đổi q trình phanh, có giá trị 0,8 MPa; 2.5.1 Cơ sở tính tốn áp suất lưu lượng khí nén hệ thống phanh Phương trình trạng thái khí lý tưởng trạng thái đẳng nhiệt: pV  nRT -8- (2.18) CHƯƠNG NGHIÊN CỨU ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG ABS DẪN ĐỘNG KHÍ NÉN Ap suat nen [MPa] 3.1 Khả đáp ứng tần số điều khiển hệ thống ABS Thực nội dung nghiên cứu trình bày mục 2.2 với dãy xung điều khiển có tần số thay đổi từ 0,5 Hz, Hz, … 10 Hz để điều khiển van chấp hành ABS hoạt động chế độ tăng áp giảm áp luân phiên với tỉ lệ thời gian tăng áp/giảm áp 60/40 % 0.9 0.8 Thống kê lại giá trị áp suất khí nén 0.7 Ap suat binh chua Ap suat bau phanh cao nhat bình chứa giá trị áp 0.6 Ap suat bau phanh thap nhat suất cao thấp 0.5 bầu phanh 0.4 phía sau theo tần số 0.3 xung điều khiển, luận án 0.2 xây dựng đồ thị 0.1 Từ nhận 10 11 định rằng, tần số điều Tan so dieu khien [Hz] khiển từ Hz trở lên, Hình Quy luật biến thiên giá trị áp suất cao thấp giá trị cao áp bầu phanh phía sau theo tần số xung điều khiển suất bầu phanh không lớn, áp suất biến thiên phạm vi nhỏ làm giảm ý nghĩa ABS Từ đó, thiết kế điều khiển ABS, khơng thiết phải lấy mẫu tín hiệu từ cảm biến đo vận tốc góc bánh xe với tần số cao chương trình điều khiển điều khiển cần thiết kế để phù hợp với khả đáp ứng hệ thống 3.2 Thuật toán điều khiển hệ thống ABS Khi cấp nguồn điện, điều khiển làm việc liên tục theo dõi vận tốc góc, gia tốc góc bánh xe trạng thái chờ Khi người lái đạp phanh (có tín hiệu từ cơng tắc đèn báo phanh), điều khiển chuyển sang chế độ hoạt động Lúc điều khiển tính tốn vận tốc dài ô tô (v) so sánh với giá trị đặt trước ( v0 ).Nếu vận tốc dài ô tô nhỏ  v  v0  , hệ thống phanh khơng kích hoạt chế độ có điều khiển ABS mà hoạt động trạng thái phanh bình thường Nếu vận tốc dài tơ lớn  v  v0  , điều khiển chạy chương trình điều khiển ABS lập trình sẵn - 11 - Pha hoạt động mặc định chu trình điều khiển pha tăng áp Khi áp suất khí nén bầu phanh tăng dần, mô men phanh tăng theo làm gia tốc góc bánh xe giảm dần Khi gia tốc góc giảm đến giá trị nhỏ giá trị ngưỡng 1   1  , ECU điều khiển chuyển sang trạng thái giữ nguyên áp suất bầu phanh Nếu gia tốc góc bánh xe chưa giảm giá trị ngưỡng 1   1  , ECU tiếp tục điều khiển hệ thống hoạt động trạng thái tăng áp suất bầu phanh Áp suất bầu phanh trì mức cao khiến gia tốc góc bánh xe tiếp tục giảm, gia tốc góc giảm đến giá trị nhỏ giá trị ngưỡng       ECU điều khiển giảm áp suất bầu phanh Nếu gia tốc góc bánh xe chưa giảm giá trị ngưỡng       , ECU tiếp tục điều khiển hệ thống hoạt động trạng thái giữ nguyên áp suất bầu phanh Khi ECU điều khiển chuyển Hình 3 Lưu đồ thuật tốn điều khiển sang trạng thái giảm áp, áp suất ABS theo gia tốc góc bánh xe bầu phanh giảm, mơ men phanh giảm theo làm gia tốc góc bánh xe tăng dần Khi gia tốc góc bánh xe tăng vượt giá trị ngưỡng     3  ECU điều khiển chuyển sang pha giữ nguyên áp suất Nếu trình giảm áp chưa đủ để gia tốc góc bánh xe tăng vượt giá trị ngưỡng       ECU tiếp tục điều khiển hệ thống hoạt động trạng thái giảm áp suất bầu phanh Theo qn tính, gia tốc góc bánh xe tiếp tục tăng, tăng vượt giá trị ngưỡng       , ECU điều khiển chuyển sang pha tăng áp suất bầu phanh Nếu trình giữ áp chưa đủ để gia tốc góc bánh xe tăng vượt giá trị ngưỡng       ECU tiếp tục điều khiển hệ thống hoạt động trạng thái giữ nguyên áp suất bầu phanh - 12 - Chu trình điều khiển lặp lại vận tốc dài ô tô giảm xuống thấp mức đặt trước (v1) chuyển trình phanh sang kiểu phanh bình thường (van chấp hành ABS liên tục trạng thái tăng áp) kết thúc trình phanh 3.3 Cảm biến phương pháp đo vận tốc góc bánh xe Xe nghiên cứu xe tải sử dụng hệ thống phanh khí nén khơng có ABS Do đề tài KC.03.05/11-15 cần phân tích đặc điểm kết cấu xe nghiên cứu để chọn phương án lắp đặt vành đo vận tốc góc bánh xe, tính chọn cảm biến tính số vành để đảm bảo hệ thống ABS làm việc ổn định Đây sở để luận án nghiên cứu, đề xuất thuật toán điều khiển hệ thống nghiên cứu xác định ngưỡng điều khiển 3.3.1 Cảm biến đo vận tốc góc bánh xe Cảm biến lựa chọn loại cảm biến điện từ hãng Omron, có mã hiệu E2A-S08KS02-WP-C1 2M Đây loại cảm biến thông dụng công nghiệp, dễ tìm mua giá thành rẻ Các thơng số khác cảm biến sau:  Tần số làm việc lớn nhất: 1.500 Hz;  Điện áp hoạt động: 12 – 24 V (tối đa tới 32V) 3.3.2 Vành cảm biến Đề tài KC.03.05/11-15 thiết kế chế tạo rành cảm biến đo vận tốc góc bánh xe Vành lắp lên phần trống phanh có đường kính 358 mm, có thơng số sau:  Số răng: 120 răng;  Bề rộng răng: mm;  Khoảng cách hai răng: mm; 3.3.3 Phương pháp đo vận tốc góc gia tốc góc bánh xe Để đo vận tốc góc cảm biến điện từ kết hợp với rành răng, luận án sử dụng phương pháp đo tần số Vận tốc góc bánh xe (rad/s) xác định theo cơng thức sau:  nx 2 tm p (3.1) Gia tốc góc bánh xe tính tốn dựa đạo hàm vận tốc góc Trong thiết kế phần cứng ECU, vi điều khiển tính tốn gia tốc góc bánh xe cở sở đạo hàm số Gia tốc góc bánh xe sau thời gian lấy mẫu k xác định theo công thức: k  k  k 1 tm (rad / s ) (3.2) - 13 - 3.4 Mơ hình mơ hoạt động hệ thống ABS 3.4.1 Mơ hình mơ van chấp hành ABS Áp dụng phương trình (2.20), lưu lượng khí nén Qin qua van ABS đến bầu phanh pha tăng áp lưu lượng khí nén Qout xả qua van ABS pha giảm áp xác định sau: Qin  K g Cv Qout  K g Cv  p  pcha  pcha  pa  GTu Ctr _ Sup  pcha  pa  pa  pa  GTu Ctr _ Exh (3.3) (3.4) Ctr_Sup Ctr_Exh biến điều khiển dịng khí nén vào bầu phanh biến điều khiển xả khí nén khỏi bầu phanh Các biến có giá trị tùy theo tín hiệu điều khiển từ điều khiển 3.4.2 Mơ hình mơ cảm biến đo vận tốc góc bánh xe Trên thực tế, cảm biến đo vận tốc góc bánh xe kiểu cảm biến điện từ vành yêu cầu khoảng thời gian t m để đo cập nhật cho vi xử lý Trong chu kỳ lấy mẫu t m , giá trị vận tốc góc mà vi xử lý nhận số Sử dụng khối Zero order hold để giữ giá trị vận tốc góc khơng đổi suốt thời gian thời gian lấy mẫu Sau thời gian lấy mẫu trên, điều khiển cập nhật giá trị vận tốc góc bánh xe 3.4.3 Mơ hình mơ điều khiển Hệ thống phanh ABS có trạng thái hoạt động: Phanh thường (khơng kích hoạt ABS), tăng áp, giữ áp, giảm áp liên tục có chuyển đổi qua lại trạng thái Do luận án xây dựng điều khiển môi trường Matlab – StateFlow Mơ hình mơ điều khiển ABS theo gia tốc góc bánh xe xây dựng gồm bốn mô đun tương tự nhau, sơ đồ mô đun trình bày Hình Hình Sơ đồ mơ đun mơ hình mơ điều khiển hệ thống ABS theo gia tốc góc bánh xe - 14 - 3.5 Mơ hình mô chuyển động ô tô phanh hệ thống phanh khí nén có ABS Trên sở quan hệ đại lượng vật lý trình phanh trình bày mục nêu mục 2.3 2.4, luận án xây dựng mơ hình mơ chuyển động thẳng tơ q trình phanh đường phẳng hệ thống phanh khí nén có ABS mơi trường Matlab – Simulink Matlab – StateFlow Sơ đồ khối mơ hình mơ thể Hình 10 Chi tiết phần mơ hình mơ giới thiệu Phụ lục p 11 C¸c bình pTank khí nén Bàn đạp phanh Fbđ p1 Mô hình bánh xe trước trái Van chấp QCham2 Cơ cấu phanh Mb2 hành trước pcham2 trước bên phải bên phải Mô hình bánh xe trước phải Van chấp QCham3 Cơ cấu phanh M b3 hành sau pcham3 sau bên trái bên trái Mô hình bánh xe sau trái Van chấp QCham4 Cơ cấu phanh M b4 p 22 hành sau pcham4 sau bên phải bên phải Mô hình bánh xe sau phải Van xả Q12 nhanh p 12 Van phân phèi Q21 Q2 p2 p 21 Van gia tèc QCham1 Cơ cấu phanh M b1 p cham1 trước bên trái Q11 Q1 Van chấp hành trước bên trái Fxi Fzi Mô hình thân xe vx Q22 Ctr_Sup i Ctr_Exhi ECU - ABS vx Hình 10 Sơ đồ khối mơ hình mơ chuyển động thẳng tơ phanh hệ thống phanh khí nén có ABS 3.6 Nghiên cứu, xác định ngưỡng gia tốc góc điều khiển ABS 3.6.1 Mô điều khiển theo độ trượt bánh xe Hệ thống phanh khí nén có ABS mơ với phương pháp điều khiển theo theo độ trượt Phương pháp điều khiển ABS biết trước miền biến thiên đối tượng điều khiển (độ trượt bánh xe nằm khoảng 10 – 30%) Bằng cách quy hoạch giá trị ngưỡng độ trượt điều khiển  1 4  kết mơ Hình 12 Biến thiên giá trị đột trượt, gia tốc tương ứng (độ trượt bánh góc biến điều khiển ECU theo thời gian xe, quãng đường phanh …), luận - 15 - án chọn giá trị độ trượt cho hiệu phanh cao Phân tích biến thiên gia tốc góc bánh xe tương ứng với trạng thái hoạt động van chấp hành ABS (thông qua giá trị biến điều khiển từ ECU) trường hợp mô hoạt động (Hình 3.12) xác định sơ giá trị ngưỡng gia tốc góc điều khiển hệ thống ABS 3.6.2 Mơ điều khiển theo gia tốc góc bánh xe Thực mô hệ thống theo gia tốc góc bánh xe với giá trị ngưỡng gia tốc góc xác định sơ bước (Mục 3.6.1) Đánh giá kết mô để điều chỉnh ngưỡng giá trị gia tốc góc điều khiển  ,  ,  ,  Quá trình thực nhiều lần đến hệ thống đạt hiệu phanh tốt 3.6.3 Kết mô Kết mô sau cho thấy luận án xây dựng mơ hình mơ hệ thống phanh ABS khí nén phù hợp với hoạt động thực tế hệ thống xe, xác định ngưỡng giá trị gia tốc góc điều khiển  ,  ,  ,  phù hợp để điều khiển Cụ thể, ngưỡng gia tốc góc xác định lý thuyết Bảng 3.2 Bảng Ngưỡng gia tốc góc điều khiển ABS xác định theo lý thuyết Chuyển pha Ngưỡng gia tốc góc (ε) điều khiển bánh xe cầu trước Ngưỡng gia tốc góc (ε) điều khiển bánh xe cầu sau Tăng áp → Giữ áp  = −61,6 (rad/s2)  = −56,5 (rad/s2) Giữ áp → Giảm áp  = −82,0 (rad/s2)  = −75,8 (rad/s2) Giảm áp → Giữ áp  = +45,3 (rad/s2)  = +49,4 (rad/s2) Giữ áp → Tăng áp  = +66,7 (rad/s2)  = +69,5 (rad/s2) Để kiểm tra mơ hình mơ phỏng, luận án thực mơ q trình phanh ô tô phanh với vận tốc ban đầu 40 km/h 72 km/h đường khô đường ướt Trên loại đường mô hai trường hợp: hệ thống phanh có ABS hệ thống phanh khơng có ABS (khơng kích hoạt ABS) Sau số kết mô Một số kết mô trình phanh với vận tốc ban đầu trước phanh v0 = 11,11 (m/s) (40 km/h), phanh đường khơ Hình 13, Hình 14, Hình 15 Kết mơ hoạt động trường hợp khác nêu Phụ lục - 16 - Gia toc goc banh xe sau trai Gia toc goc banh xe truoc phai 100 Co ABS Khong ABS 50 Gia toc goc RL [rad/s2 ] Gia toc goc FR [rad/s2 ] 100 -50 -100 Co ABS Khong ABS 50 -50 -100 0.5 1.5 Thoi gian phanh [s] 2.5 0.5 1.5 Thoi gian phanh [s] 2.5 Hình 13 Gia tốc góc bánh xe phanh đường khô, v0 = 40 km/h Do truot banh xe truoc phai Do truot banh xe sau trai 0.8 Do truot RL [x100%] Do truot FR [x100%] Co ABS Khong ABS 0.6 0.4 0.2 0 0.8 Co ABS Khong ABS 0.6 0.4 0.2 0.5 1.5 Thoi gian phanh [s] 2.5 0 0.5 1.5 Thoi gian phanh [s] 2.5 Hình 14 Độ trượt bánh xe phanh đường khô, v0 = 40 km/h Van toc banh xe truoc phai va van toc o to 35 30 25 20 15 10 0 Van toc banh xe sau trai va van toc o to 45 v FR, Co ABS v Vehicle, Co ABS v FR, Khong ABS v Vehicle, Khong ABS 40 v RL & v Vehicle [km/h] v FR & v Vehicle [km/h] 45 v RL, Co ABS v Vehicle, Co ABS v RL, Khong ABS v Vehicle, Khong ABS 40 35 30 25 20 15 10 0.5 1.5 Thoi gian phanh [s] 2.5 0.5 1.5 Thoi gian phanh [s] 2.5 Hình 15 Vận tốc bánh xe xe phanh đường khô, v0 = 40 km/h Các kết mô mơ hình mơ chuyển động thẳng tơ trình phanh phanh hệ thống phanh khí nén có ABS luận án xây dựng phù hợp với quy luật thực tế Do sử dụng mơ hình mơ để nghiên cứu, xác định sơ giá trị ngưỡng điều khiển hệ thống ABS 3.7 Kết luận chương Khả đáp ứng tần số điều khiển hệ thống phanh khí nén có ABS xe nghiên cứu đạt đến Hz, thiết kế điều khiển cần tính tốn thơng số: thời gian lấy mấu tín hiệu vận tốc góc, thời gian điều khiển van chấp hành ABS, phương pháp điều khiển … phù hợp để hệ thống làm việc tốt Trên sở đặc tính thơng số cảm biến đo vận tốc góc bánh xe vành đề tài KC.03.05/11-15 thiết kế, chế tạo, luận án nghiên cứu xác - 17 - định gia tốc góc bánh xe theo phương pháp đạo hàm số vận tốc góc bánh xe Gia tốc góc bánh xe sử dụng làm thông số điều khiển cho hệ thống ABS Luận án xây dựng mơ hình mơ hệ thống ABS (van chấp hành ABS, cảm biến điều khiển) kết hợp với mơ hình mơ hệ thống phanh mơ hình mơ chuyển động xe để có mơ hình mơ q trình phanh xe sử dụng hệ thống phanh khí nén có ABS Mơ hình mơ hệ thống phanh khí nén có ABS luận án xây dựng cho kết mô phù hợp với hoạt động hệ thống thực tế Do sử dụng mơ hình mô cho nghiên cứu, phát triển hệ thống phanh khí nén có ABS xe tơ Điều khiển ABS khí nén theo gia tốc góc bánh xe phương pháp khả thi có hiệu Tuy nhiên, q trình xác định giá trị ngưỡng gia tốc góc điều khiển phức tạp Kết có từ giai đoạn mơ máy tính giá trị sơ cho nghiên cứu, mô thực nghiệm Equation Chapter (Next) Section - 18 - CHƯƠNG NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM 4.1 Mục đích nghiên cứu thực nghiệm Bằng phương pháp thực nghiệm trình bày nội dung 2.3 nghiên cứu, phân tích kết thực nghiệm nội dung 3.1, luận án xác định khả đáp ứng tần số điều khiển hệ thống phanh khí nén có ABS xe nghiên cứu Trên sở luận án nghiên cứu, đề xuất thuật toán điều khiển hệ thống theo gia tốc góc bánh xe phanh Luận án xây dựng mơ hình mơ chuyển động tơ q trình phanh, mơ hình mơ hệ thống phanh khí nén có ABS, sở nghiên cứu, xác định sơ giá trị ngưỡng điều khiển hệ thống ABS Tiếp theo, luận án tiến hành nghiên cứu thực nghiệm nhằm mục đích:  Chính xác hóa giá trị ngưỡng gia tốc góc điều khiển ABS khí nén xác định sơ phương pháp mơ máy tính  Đánh giá hiệu hoạt động toàn hệ thống phanh khí nén có ABS xe nghiên cứu 4.2 Nghiên cứu xác hóa ngưỡng điều khiển 4.2.1 Quy trình mô thực nghiệm Việc thử nghiệm đường thử thực nhiều lần với nhiều giá trị ngưỡng điều khiển khác Các giá trị ngưỡng điều khiển tham khảo từ kết bước mô điều chỉnh dần sau lần mô thực nghiệm để phù hợp với điều kiện vận hành thực tế xe nhiều loại đường (đường khô ướt, đường trải nhựa asphalt, đường bê tông …) 4.2.2 Thiết bị thử nghiệm 4.2.2.1 Bộ điều khiển điện tử hệ thống ABS Phần điều khiển vi điều khiển họ AVR hãng Atmel Các thông số kỹ thuật chức điều khiển sau:  Tốc độ hoạt động: MHz;  Tương thích với hệ thống ABS kiểu 4S/4M;  Dải điện áp hoạt động: – 40 V DC; 4.2.2.2 Thiết bị đo vận tốc góc bánh xe Vận tốc góc bánh xe thông số quan trọng, cho thấy tác động điều khiển tới vận tốc góc bánh xe phanh Để theo dõi ghi lại vận tốc góc bánh xe, luận án sử dụng thiết bị đo ghi vận tốc góc bánh xe Thiết bị sử dụng cảm biến đo vận tốc góc bánh xe có sẵn hệ thống phanh ABS Thiết bị đo ghi vận tốc góc bánh xe kiểm tra độ xác Trung tâm kỹ thuật tiêu chuẩn đo lường chất lượng (Quatest 1), kết kiểm tra cho thấy sai số thiết bị đo nhỏ 1% - 19 - 4.2.2.3 Thiết bị đánh dấu quãng đường phanh Thiết bị đánh dấu quãng đường phanh hoạt động nguyên tắc: người lái tác động lên bàn đạp phanh, thiết bị điều khiển phun liên tục chất lỏng đánh dấu xuống mặt đường Khi kết thúc q trình phanh, người lái thơi tác động lên bàn đạp phanh, vòi phun ngừng phun Vết chất lỏng đánh dấu mặt đường thể quãng đường chuyển động xe trình phanh 4.2.2.4 Thiết bị đo ghi đa kênh (DEWE5000) Quá trình nghiên cứu thực nghiệm giai đoạn cuối yêu cầu xác định thơng số q trình phanh (qng đường phanh, gia tốc phanh, thời gian phanh …) với độ xác cao Với hỗ trợ Viện Kỹ thuật Cơ giới Quân Sự, thiết bị đo ghi đa kênh (DEWE5000) kết hợp với cảm biến vận tốc S400 hãng CORREVIT® (dải đo từ 0,5 km/h đến 400 km/h) cảm biến đo lực bàn đạp phanh (dải đo từ đến 1.500 N) sử dụng để xác định thơng số q trình phanh 4.2.3 Ngưỡng điều khiển hoạt động hệ thống phanh khí nén có ABS Trong thực tế, hệ thống ABS sử dụng vành có số hữu hạn (trường hợp luận án nghiên cứu 120 – mục 3.3), với phương pháp đo vận tốc trình bày mục 3.3.3, số xung mà hệ thống đếm (n x) khoảng thời gian lấy mẫu (tm) số nguyên Do giá trị gia tốc góc mà hệ thống xác định khơng biến thiên liên tục, có giá trị cách bước định Bộ giá trị ngưỡng điều khiển gần với giá trị ngưỡng điều khiển xác định mô lý thuyết (Bảng 2) phù hợp với giá trị đo thực tế Bảng Bảng Các giá trị ngưỡng gia tốc góc điều khiển ABS phù hợp với giá trị đo thực tế hệ thống ABS luận án nghiên cứu Chuyển pha Ngưỡng gia tốc góc (ε) điều khiển bánh xe cầu trước Ngưỡng gia tốc góc (ε) điều khiển bánh xe cầu sau Tăng áp → Giữ áp  = −62,8 (rad/s2)  = −58,1 (rad/s2) Giữ áp → Giảm áp  = −83,7 (rad/s2)  =−76,7 (rad/s2) Giảm áp → Giữ áp  = +46,5 (rad/s2)  = +51,2 (rad/s2) Giữ áp → Tăng áp  = +67,4 (rad/s2)  = +69,7 (rad/s2) Lập chương trình điều khiển cho điều khiển điện tử theo lưu đồ thuật toán điều khiển trình bày mục 3.2 với giá trị ngưỡng điều khiển xác định Bảng thực thử nghiệm đường thử để đánh giá hoạt động hệ thống ABS Sau nhiều lần hiệu chỉnh thực nghiệm, luận án xác định giá trị ngưỡng gia tốc góc điều khiển hệ thống phanh ABS khí nén lắp đặt xe nghiên cứu Bảng - 20 - Bảng Ngưỡng gia tốc góc điều khiển ABS Chuyển pha Ngưỡng gia tốc góc (ε) điều khiển bánh xe cầu trước Ngưỡng gia tốc góc (ε) điều khiển bánh xe cầu sau Tăng áp → Giữ áp  = −58,1 (rad/s2)  = −53,5 (rad/s2) Giữ áp → Giảm áp  = −79,1 (rad/s2)  = −72,1 (rad/s2) Giảm áp → Giữ áp  = +44,2 (rad/s2)  = +48,8 (rad/s2) Giữ áp → Tăng áp  = +65,1 (rad/s2)  = +67,4 (rad/s2) Kết thực nghiệm hoạt động hệ thống phanh khí nén có ABS Với chương trình điều khiển giá trị ngưỡng điều khiển đó, luận án tiến hành thử nghiệm nhiều lần số chế độ thử nghiệm khác (vận tốc ban đầu trước phanh v = 30 km/h, 40 km/h, đường phủ nhựa asphalt khô, đường phủ nhựa asphalt ướt) Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Các kết nhiều lần mô thực nghiệm chế độ tương tự nên nhận định hệ thống ABS hoạt động ổn định Hình 10 trình bày đồ thị biến thiên vận tốc góc bánh xe phanh gấp với vận tốc trước phanh 40 km/h đường phủ nhựa asphalt khơ Hình 10 Biến thiên vận tốc góc bánh xe phanh có ABS đường phủ nhựa asphalt khơ, v0 = 40 km/h Qua kết thu từ thực nghiệm cho thấy: Trong đa số trường hợp thử nghiệm, quãng đường phanh trường hợp hệ thống phanh có ABS ngắn trường hợp hệ thống khơng có ABS Một số trường hợp thử nghiệm phanh với vận tốc ban đầu khoảng 30 km/h trường hợp phanh đường trơn ướt có quãng đường phanh có ABS dài trường hợp khơng có ABS - 21 - Sự biến thiên vận tốc góc bánh xe q trình phanh có điều khiển ABS (trong thực tế) tương tự với biến thiên vận tốc góc bánh xe kết mô mục 3.6.3 Cụ thể, quy luật biến thiên vận tốc góc bánh xe q trình phanh đường khô vận tốc ban đầu 40 km/h thu từ kết mơ (Hình 15) từ kết thực nghiệm (Hình 11) có tương đồng; quy luật biến thiên vận tốc góc bánh xe q trình phanh đường ướt vận tốc ban đầu 40 km/h thu từ kết mơ (Hình 19) từ kết thực nghiệm (Hình 12) có tương đồng Điều cho thấy mơ hình mơ chuyển động tơ mơ hình mơ hệ thống phanh khí nén có ABS phù hợp với hoạt động thực tế xe nghiên cứu trình phanh 4.3 Thử nghiệm đánh giá hiệu hệ thống Luận án tiến hành nghiên cứu thực nghiệm xác định giá trị ngưỡng điều khiển hệ thống ABS theo gia tốc góc bánh xe cho loại xe nghiên cứu Các giá trị sử dụng điều khiển ABS đề tài KC.03.05/11-15 chế tạo Nhằm đánh giá hoạt động điều khiển tồn hệ thống ABS khí nén xe nghiên cứu, đề tài KC.03.05/11-15 thực thử nghiệm đánh giá hiệu phanh trường hợp xe nghiên cứu lắp ABS không lắp ABS Các trường hợp thử nghiệm thực trạng thái xe đầy tải (2,98 tấn) xe không tải, dải vận tốc trước phanh khác Thử nghiệm hiệu phanh đường thử Trung tâm thử nghiệm xe giới – Cục Đăng kiểm Việt Nam thực Kết thử nghiệm trích Bảng 4 Bảng 5, kết thử nghiệm khác báo cáo thử nghiệm Phụ lục Kết theo quy chuẩn Việt Nam (thử vận tốc 30 km/h) Bảng 4 Quy chuẩn Việt Nam hiệu phanh kết thử nghiệm Vận tốc ban đầu trước phanh: 30 km/h TT Kết thử nghiệm Yêu cầu Thông số kiểm tra Kết luận Không tải Đầy tải Không tải Đầy tải ≥ 5,4 ≥ 5,0 6,05 5,94 ≤9 ≤ 10 8,15 8,52 Đạt 3 Đúng Đúng Đạt ≥ 5,4 ≥ 5,0 6,07 5,92 Đạt ≤9 ≤ 10 8,43 8,79 Đạt 3 Đúng Đúng Đạt Xe lắp ABS 1.1 Gia tốc phanh lớn (m/s2) 1.2 Quãng đường phanh (m) 1.3 Hành lang phanh (m) Đạt Xe không lắp ABS 2.1 Gia tốc phanh lớn (m/s2) 2.2 Quãng đường phanh (m) 2.3 Hành lang phanh (m) - 22 - Kết theo tiêu chuẩn Châu Âu ECE R13 (Thử kiểu 0) Bảng Tiêu chuẩn Châu Âu ECE R13 hiệu phanh kết thử nghiệm TT Thử kiểu (Động ngắt khỏi hệ thống truyền lực, v0 = 60 km/h) Thông số kiểm tra Yêu cầu Kết thử nghiệm Xe lắp ABS 1.1 Quãng đường phanh (m) 36,7 31,56 1.2 Hành lang phanh (m) 3,5 Đạt Xe không lắp ABS 2.1 Quãng đường phanh (m) 36,7 34,14 2.2 Hành lang phanh (m) 3,5 Đạt Các kết thử nghiệm cho thấy hiệu hệ thống phanh xe thử nghiệm đáp ứng yêu cầu kỹ thuật theo Quy chuẩn Việt Nam tiêu chuẩn Châu Âu (ECE R13) hệ thống phanh 4.4 Kết luận chương Bằng nghiên cứu thực nghiệm, luận án hiệu chỉnh giá trị ngưỡng gia tốc góc xác định từ mơ lý thuyết máy tính Bộ giá trị ngưỡng điều khiển đề tài KC.03.05/11-15 ứng dụng để thiết kế, chế tạo điều khiển ABS Các kết thử nghiệm cho thấy hiệu hệ thống phanh xe thử nghiệm đáp ứng yêu cầu kỹ thuật theo Quy chuẩn Việt Nam tiêu chuẩn Châu Âu (ECE R13) hệ thống phanh Hiệu phanh cải thiện rõ rệt phanh từ vận tốc cao (từ 50 km/h trở lên) Ở dải vận tốc thấp (từ 40 km/h trở xuống), hiệu phanh không cải thiện đáng kể đáp ứng yêu cầu kỹ thuật Quy chuẩn Việt Nam tiêu chuẩn Châu Âu - 23 - KẾT LUẬN CHUNG CỦA LUẬN ÁN VÀ KIẾN NGHỊ Từ kết nghiên cứu luận án rút số kết luận sau: Khả đáp ứng tần số điều khiển hệ thống phanh khí nén có lắp ABS xe nghiên cứu đạt khoảng Hz Có thể áp dụng phương pháp điều khiển logic theo giá trị gia tốc góc bánh xe cho ABS hệ thống phanh Thuật tốn điều khiển ABS khí nén theo gia tốc góc luận án đề xuất kết hợp với giá trị ngưỡng gia tốc góc điều khiển hợp lý, điều khiển hệ thống làm việc hiệu quả, đáp ứng tiêu chuẩn hành Việt Nam ECE hệ thống phanh Giá trị ngưỡng gia tốc góc điều khiển ABS có ý nghĩa định đến hiệu điều khiển hệ thống phanh ABS Các giá trị cần xác định phù hợp với thuật tốn điều khiển đặc tính xe ứng dụng Đối với xe sử dụng để thực nghiệm luận án, giá trị ngưỡng hợp lý để điều khiển ABS theo thuật toán chọn sau: Với bánh xe cầu trước: Ngưỡng chuyển từ pha tăng áp sang pha giữ áp: gia tốc góc bánh xe ε giảm qua giá trị −58,1 (rad/s2); Ngưỡng chuyển từ pha giữ áp sang pha giảm áp: gia tốc góc ε giảm qua giá trị −79,1 (rad/s2); Ngưỡng chuyển từ pha giảm áp sang pha giữ áp: gia tốc góc ε tăng giá trị +44,2 (rad/s2); Ngưỡng chuyển từ pha giữ áp sang pha tăng áp: gia tốc góc ε tăng giá trị +65,1 (rad/s2) Với bánh xe cầu sau: Ngưỡng chuyển từ pha tăng áp sang pha giữ áp: gia tốc góc ε giảm qua giá trị −53,5 (rad/s2); Ngưỡng chuyển từ pha giữ áp sang pha giảm áp: gia tốc góc ε giảm qua giá trị −72,1 (rad/s2); Ngưỡng chuyển từ pha giảm áp sang pha giữ áp: gia tốc góc ε tăng giá trị +48,8 (rad/s2); Ngưỡng chuyển từ pha giữ áp sang pha tăng áp: gia tốc góc ε tăng q giá trị +67,4 (rad/s2) Mơ hình mơ chuyển động thẳng ô tô đường phẳng mơ hình mơ hệ thống phanh khí nén có ABS luận án xây dựng Matlab – Simulink tham khảo sử dụng cho nghiên cứu, phát triển hệ thống phanh khí nén có ABS xe tơ Kiến nghị hướng nghiên cứu Tiếp tục nghiên cứu, hồn thiện thuật tốn điều khiển có thêm tín hiệu đầu vào khác như: gia tốc dọc xe, gia tốc góc quay thân xe để nâng cao chất lượng điều khiển trình phanh Nghiên cứu thực nghiệm với nhiều mẫu xe ô tô tải tầm trung ô tô buýt khác để xác định ngưỡng gia tốc góc điều khiển cho dịng xe tải trọng tương đương Nghiên cứu hệ thống điều khiển tích hợp với ABS ASR, ATC, ESC - 24 - DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN Hồ Hữu Hùng, Nguyễn Trung Kiên, Hồ Hữu Hải (2013) Mô hệ thống phanh khí nén tơ Tạp chí Giao thông vận tải, số 12/2013, Trang 11 – 13 Hồ Hữu Hải, Hồ Hữu Hùng, Nguyễn Trung Kiên (2014) Mơ điều khiển hệ thống phanh ABS khí nén Tạp chí Giao thơng vận tải, số 3/2014, Trang 34 – 37 Hồ Hữu Hùng, Lưu Văn Tuấn, Đào Mạnh Hùng (2014) Mô điều khiển ABS theo gia tốc góc bánh xe dành cho hệ thống phanh khí nén Tạp chí Cơ khí Việt Nam, số đặc biệt năm 2014, Trang 18 – 23 Hồ Hữu Hùng, Nguyễn Ngọc Tuấn, Trần Quang Tuấn, Lưu Văn Tuấn (2014) Thiết kế cảm biến đo vận tốc góc bánh xe dùng cho hệ thống phanh ABS khí nén Tạp chí Cơ khí Việt Nam, số đặc biệt năm 2014, Trang 24 – 29 Đồng thực đề tài khoa học công nghệ cấp nhà nước: “Nghiên cứu thiết kế chế tạo thử nghiệm hệ thống ABS cho hệ thống phanh khí nén dùng tơ lắp ráp Việt Nam”, mã số KC.03.05/11-15 Trường Đại học Bách khoa Hà Nội chủ trì, đăng ký kết thực nhiệm vụ khoa học công nghệ sử dụng ngân sách nhà nước, số đăng ký 2015-52-449/KQNC ngày 17 tháng năm 2015 Ho Huu Hung, Ho Huu Hai, Luu Van Tuan, Le Anh Vu (2015) Study the Responsibility to Control Frequency of Pneumatic Anti-lock Braking System, Journal of Science & Technology Technical Universities No.106B, pp 75 – 79 Hồ Hữu Hùng, Dương Ngọc Khánh, Lưu Văn Tuấn (2015) Nghiên cứu, xác định ngưỡng điều khiển ABS hệ thống phanh khí nén, Tạp chí Khoa học cơng nghệ Trường Đại học Kỹ thuật, số 109/2015