1. Điều khiển tốc độ bánh xe.
Bộ điều khiển điện tử liên tục nhận đ−ợc các tín hiệu tốc độ bánh xe từ cảm biến tốc độ và xác định tốc độ xe bằng cách tính toán tốc độ và sự giảm tốc của mỗi bánh xe. Khi đạp phanh, áp suất dầu trong xi lanh tại mỗi bánh xe bắt đầu tăng và tốc độ mỗi bánh xe bắt đầu giảm. Nếu có bất kỳ bánh xe nào sắp bị hãm cứng, Bộ điều khiển điện tử sẽ phát tín hiệu đến cơ cấu chấp hành để giảm áp suất dầu trong xi lanh bánh xe đó.
k h ó a đ iện f la m * đ è n b á o p hanh c ầ u c h ì g auge c ầ u c h ì e cu ig đ è n b á o abs c ô n g t ắ c đ è n báo m ứ c d ầ u p hanh c ô n g t ắc p h a n h tay f l alt f l m a in m ô tơ b ơ m c ầ u c hì d o m e c ầ u c h ì stop c ô n g t ắ c đèn p h a nh C ả M B Iế N TốC Đ ộ T R Ư ớ C - PHảI c ả m b iế n báo đ è n h ỏ ng đ è n p h anh b ộ c h ấ p h à nh abs r f s ol* l f s ol* C ả M B Iế N TốC Đ ộ T R Ư ớ C - TRáI C ả M B Iế N TốC Đ ộ S A U - PHảI C ả M B Iế N TốC Đ ộ S A U - TRáI G I á C K IểM TRA C ả M B Iế N G IảM TốC (4W D) g iá c sửa c h ữ a r r so l* l r so l* r ơ l e đ iề u k hiển abs
r ơ l e m ôtơ r ơ le v a n đ iện p kb w ig m r m t b a t stp p r+ p r- f l+ f l- a st s fr r r+ r r- sfl s rr r l+ r l- s rl t c sr r - ts g s1 g s2 g st g n d g n d t c ts
Hình 2.17 Sơ đồ mạch điện bộ điều khiển điện tử.
tốc độ tố c độ bánh xe a b c d m ức độ tăng tốc độ b ánh xe giảm giữ tăn g tín hi ệ u áp s uất dầu xyla nh b án h xe thờ i gia n (s) + - 0
* Giai đoạn A.
Bộ điều khiển điện tử đặt van điện 3 vị trí ở chế độ giảm áp theo mức độ giảm tốc của các bánh xe, vì vậy áp suất dầu trong xi lanh của mỗi bánh xe giảm.
Sau khi áp suất giảm, bộ điều khiển sẽ điều khiển van điện 3 vị trí sang chế độ ‘giữ’ để theo dõi sự thay đổi của tốc độ bánh xe. Nếu bộ điều khiển thấy rằng áp suất dầu cần giảm hơn nữa nó sẽ tiếp tục giảm áp suất dầu trong xi lanh bánh xe.
* Giai đoạn B.
Khi áp suất dầu bên trong xi lanh mỗi bánh xe giảm ‘Giai đoạn A’ áp suất dầu cấp cho bánh xe cũng giảm. Nó cho phép bánh xe gần bị bó cứng lại tăng tốc độ. Tuy nhiên nếu áp suất dầu giảm, lực phanh tác dụng lên bánh xe sẽ trở nên quá nhỏ. để tránh hiện t−ợng này Bộ điều khiển liên tục đặt van điện 3 vị trí lần l−ợt ở các chế độ ‘Tăng áp’ và chế độ ‘Giữ’ khi bánh xe gần bị hãm cứng phục hồi tốc độ.
* Giai đoạn C.
Khi áp suất dầu trong xi lanh bánh xe tăng từ từ ( Giai đoạn B ) bánh xe lại có xu h−ớng bị hãm cứng. Vì vậy bộ điều khiển sẽ điều khiển van điện 3 vị trí đến chế độ ‘Giảm áp’ để giảm áp suất dầu bên trong xi lanh bánh xe.
* Giai đoạn D.
Do áp suất dầu trong xi lanh bánh xe lại giảm ( Giai đoạn C ), bộ điều
khiển lại bắt đầu điều khiển van điện để tăng áp nh− giai đoạn B.
2. Điều khiển rơ le van điện từ.
Bộ điều khiển điện tử bật rơ le của van điện khi tất cả các điều kiện sau đều thoả mãn :
Chức năng kiểm tra ban đầu, nó sẽ hoạt động ngay lập tức sau khi khoá điện bật.
Không tìm thấy h− hỏng trong quá trình chẩn đoán.
Bộ điều khiển tắt rơ le van điện nếu một trong các điều kiện trên không đ−ợc thoả mãn.
3. Điều khiển rơ le bơm.
Bộ điều khiển bật rơ le mô tơ bơm khi tất cả các điều kiện sau đ−ợc thoả mãn. ABS đang hoạt động.
Rơ le van điện bật.
Bộ điều khiển tắt rơ le môtơ bơm nếu bất kỳ một điều kiện trên không đ−ợc thoả mãn.
4. Chức năng kiểm tra ban đầu.
Bộ điều khiển kích hoạt van điện và mô tơ bơm theo thứ tự để kiểm tra hệ thống điện của ABS. Chức năng này hoạt động khi tốc độ xe lớn hơn 6 km/h với đèn phanh tắt. Nó chỉ hoạt động một lần sau mỗi lần bật khoá điện. 5. Chức năng chẩn đoán.
Nếu h− hỏng sảy ra trong bất cứ hệ thống tín hiệu nào, đèn báo ABS trên bảng đồng hồ sẽ bật sáng để báo cho lái xe biết h− hỏng đã sảy ra, bộ điều khiển cũng sẽ l−u mã chẩn đoán của bất kỳ h− hỏng nào.
6. Chức năng kiểm tra cảm biến.
Bên cạnh chức năng chẩn đoán, bộ điều khiển cũng làm nhiệm vụ kiểm tra cảm biến tốc độ ( Nó kiểm tra chẩn đoán tính năng của các cảm biến tốc độ và roto ). Một vài kiểu xe thì chúng cũng kiểm tra cảm biến giảm tốc để chẩn đoán cảm biến giảm tốc.
7. Chức năng kiểm tra cảm biến tốc độ.
+ Kiểm tra điện áp ra của tất cả các cảm biến.
8. Chức năng kiểm tra cảm biến giảm tốc.
Kiểm tra điện áp ra của cảm biến giảm tốc. Kiểm tra hoạt động của đĩa xẻ rãnh.
9. Chức năng dự phòng.
Nếu sảy ra h− hỏng trong hệ thống truyền tín hiệu đến bộ điều khiển, dòng điện từ bộ điều khiển đến bộ chấp hành sẽ bị ngắt. kết quả là hệ thống phanh hoạt động giống nh− khi hệ thống ABS không hoạt động, do đó đảm bảo đ−ợc chức năng phanh bình th−ờng.
1
2.4 Một số hệ thống phanh ABS điển hình.
Ngày nay hệ thống phanh ABS đ−ợc sản suất ở nhiều n−ớc nh− Hoa kỳ, Nhật bản và các n−ớc thuộc Châu âu. Các nhà sản suất th−ờng gặp là: Bendix, Bosch, Delco Moraine ( Hiện nay là Delphi ), Kelsey – Hayes và Teves ( Hiện nay là ITT - Automotive ).
Hệ thống phanh ABS đầu tiên của Teves dùng Booster điện – thuỷ lực, ở đó áp suất của Booster cũng là nguồn áp suất cho các xi lanh bánh xe. Một vài phiên bản của thiết kế này có cách bố trí các van điều tiết khác nhau, nh−- ng cũng dùng áp suất Booster để vận hành các cơ cấu phanh bánh sau.
Hình 2.19 Hệ thống phanh ABS của Teves.
Một số thiết kế khác dùng một cụm van (3 hoặc 4 cặp van). Nguyên tắc hoạt động của hệ thống này là trong quá trình phanh bình th−ờng dầu phanh đi qua cơ cấu chấp hành tới các xi lanh bánh xe tr−ớc và bánh xe sau không thay đổi. Nếu bánh xe bắt đầu bị khoá, van nạp của cơ cấu chấp hành sẽ đóng để ngăn sự gia tăng của áp suất. Nếu bánh xe vẫn bị khoá, van giảm áp của cơ cấu chấp hành sẽ mở để giảm áp suất. Nhiều hệ thống sử dụng bộ tích trữ để l−u trữ dầu phanh xả ra này và một bơm tuần hoàn sẽ đ−a l−ợng dầu phanh này trở về bình chứa xi lanh chính.
2
Hình 2.20 Sơ đồ minh hoạ bố trí các van trong hệ thống phanh ABS.
Cơ cấu chấp hành của Delco/Delphi ABS – VI (Hình 2.21) có hai cuộn dây điện từ và ba con tr−ợt đ−ợc dẫn động bằng động cơ điện, mỗi mạch dẫn động phanh tr−ớc dùng một con tr−ợt và một động cơ điện, mạch dẫn động phanh sau dùng một cặp con tr−ợt, dẫn động chỉ bằng một động cơ điện. Trong quá trình phanh bình th−ờng, các con tr−ợt đ−ợc giữ ở vị trí cao nhất, vị trí mà con tr−ợt làm cho van một chiều mở. Trong quá trình dừng xe có sự tác động của bộ điều khiển điện tử sẽ làm cho con tr−ợt đi xuống. Khi con tr−ợt đ−ợc truyền động đi xuống, van một chiều đóng để ngăn cách mạch dẫn động xi lanh bánh xe với xi lanh chính. Từ thời điểm này, áp suất trong hệ thống đẫn động đ−ợc điều khiển bởi các con tr−ợt, con tr−ợt ở vị trí thấp áp suất sẽ thấp. Bộ điều khiển điện tử sẽ điều khiển hoạt động của động cơ để tăng, giảm hoặc giữ áp suất của xi lanh các bánh xe.
3
1. Van một chiều 2. Van điện từ 3. Cửa vào từ xilanh chính. 4. Con tr−ợt. 5. Trục vít. 6. ESB.
7. Động cơ điện. 8. Cửa tới xilanh bánh xe.
Hình 2.21 Cơ cấu chấp hành của Delco ABS – VI.
2.4.1 hệ thống điều khiển lực kéo (TRC).
2.4.1.1 Các bộ phận cơ bản của hệ thống điều khiển lực kéo.
Các bộ phận cơ bản của hệ thống điều khiển lực kéo bao gồm: 1. Cảm biến vị trí b−ớm ga phụ/ chính.
2. Cơ cấu chấp hành b−ớm ga phụ. 3. Cơ cấu chấp hành phanh (TRC).
4. Bộ điều khiển điện tử (ECU ABS & TRC). 5. Cảm biến tốc độ bánh xe…..
4 ECU ABS & TRC Hình 2.22 Sơ đồ bố trí các bộ phận trên xe Cơ cấu chấp hành TRC Công tắc khởi động số trung gian Công tắc đèn phanh
Rơ le mô tơ TRC
Cảm biến bánh xe sau
Động cơ & ECT ECU Bộ chấp hành ABS Cơ cấu chấp hành TRC Cảm biến vị trí b−ớm ga phụ/chính Bộ chấp hành b−ớm ga phụ Cảm biến bánh xe tr−ớc Rơ le chính TRC Rơ le b−ớm ga TRC ABS vàTRC ecu
Công tắc cắt TRC ECU Engine và ECT
H Đè ình 2.23. Sơ đồ hệ thống TRC n báo TRC Cả hải i C Cả h b− h ụ m biến bánh xe tr−ớc phải Cảm biến bánh xe saup Cảm biến bánh xe tr−ớc trá
Cảm biến bánh xe sau trái ảm biến b−ớm ga phụ m biến b−ớm ga chín ớm ga chín Bộ chấp hành b−ớm ga ph Bộ Đèn báo TRC OFF Bộ chấp hành ABS chấp hành phanh TRC
5
Bảng 2.2 Chức năng của các bộ phận trong hệ thống.
Chi tiết Chức năng
ECU ABS & TRC
- Đánh giá điều kiện chuyển động dựa trên tín hiệu từ cảm biến tốc độ tr−ớc và sau và dựa vào tín hiệu vị trí b−ớm ga từ ECU & ECT rồi gửi tín hiệu điều khiển tới bộ chấp hành b−ớm ga phụ và bộ chấp hành phanh TRC. Cùng lúc đó nó gửi tín hiệu đến ECU & ECT để báo rằng
TRC đang hoạt động.
- Nếu hệ thống TRC hỏng, nó bật đèn TRC để báo cho ng−ời lái biết.
- Khi đặt ở chế độ chẩn đoán, nó hiển thị mỗi h− hỏng bằng mã số
Cảm biến tốc độ tr−ớc và sau
Phát hiện tốc độ bánh xe và gửi tín hiệu bánh xe đến ECU ABS & TRC
Công tắc khởi động số trung
gian
Gửi tín hiệu vị trí cần số (“P” và “N”) đến ECU ABS & TRC
Công tắc báo mức dầu phanh
Phát hiện mức dầu trong bình dầu tổng phanh và gửi tín hiệu đến ECU ABS & TRC
Công tắc đèn phanh
Phát hiện tín hiệu phanh (có đạp phanh hay không) và gửi tín hiệu này đến ECU ABS & TRC
Công tắc tắt TRC Cho phép ng−ời lái ngừng hoạt động của hệ thống TRC ECU động cơ và
ECT
Nhận tín hiệu vị trí b−ớm ga phụ và chính rồi gửi chúng đến ECU ABS & TRC
Cảm biến vị trí b−ớm ga chính
Phát hiện góc mở b−ớm ga chính và gửi tín hiệu đến ECU ABS & TRC
Cảm biến vị trí b−ớm ga phụ
Phát hiện góc mở b−ớm ga phụ và gửi tín hiệu đến ECU ABS & TRC
Bộ chấp hành phanh TRC
Tạo, tích và cung cấp áp suất dầu đến bộ chấp hành ABS theo tín hiệu từ ECU ABS & TRC
Bộ chấp hành ABS
Điều khiển áp suất dầu tới các xylanh bánh xe chủ động bên phải và trái một cách riêng rẽ theo tín hiệu từ ECU
ABS & TRC Bộ chấp hành
b−ớm ga phụ
Điều khiển góc mở b−ớm ga phụ theo tín hiệu từ ECU ABS & TRC
Đèn báo TRC Báo cho ng−ời lái biết hệ thống TRC đang hoạt động và báo cho ng−ời lái biết có h− hỏng
Đèn báo TRC (OFF)
Báo cho ng−ời lái biết hệ thống TRC không hoạt động do h− hỏng trong ABS hay hệ thống điều khiển động cơ hay
6
Rơle chính phanh TRC
Cấp điện đến bộ chấp hành phanhTRC và rơle mô tơ TRC
Rơle mô tơ TRC Cấp điện đến mô tơ bơm TRC Rơle b−ớm ga
TRC
Cấp điện đến bộ chấp hành b−ớm ga phụ qua ECU ABS & TRC.
Bơm Hút dầu phanh từ bình dầu xilanh phanh chính, tăng áp xuất của nó và đ−a đến bình tích năng.
Bình tích năng Tích dầu phanh bị nén bởi bơm và cung cấp đến các xilanh bánh xe trong quá trình hoạt động của hệ thống. Van điện cắt bình
tích năng
Truyền áp xuất dầu từ bình tích năng đến các xilanh bánh xe khi hệ thống TRC hoạt động.
Van điện cắt xi lanh chính
Khi áp xuất dầu trong bình tích năng đ−ợc truyền tới xilanh bánh xe, van điện này ngăn không cho dầu phanh
hồi về xilanh phanh chính. Van điện cắt bình
dầu
Trong quá trình TRC hoạt động , van điện này hồi dầu phanh từ xilanh bánh xe về bình dầu của xilanh chính. Cảm biến áp suất
hay công tắc áp suất
Theo dõi áp suất trong bình tích năng và gửi tín hiệu này đến (ECU ABS & TRC), ECU sẽ điều khiển hoạt động
của bơm trên cơ sở những tín hiệu này
2.4.1.2 Cơ cấu chấp hành b−ớm ga phụ.
Cơ cấu chấp hành b−ớm ga phụ đ−ợc gắn ở họng gió và nó điều khiển góc mở b−ớm ga phụ theo tín hiệu từ bộ điều khiển điện tử (ECU ABS & TRC). Nó có một bánh răng chủ động đ−ợc gắn ở đầu trục roto để dẫn động bánh răng cam điều khiển góc mở b−ớm ga phụ hình 2.24.
7
2.4.1.3 Cảm biến vị trí b−ớm ga phụ.
Cảm biến đ−ợc gắn với trục b−ớm ga phụ, nó biến đổi góc mở b−ớm
ga phụ thành tín hiệu điện áp và gửi tín hiệu này đến bộ điều khiển điện tử (ECU ABS & TRC) Hình 2.25.
Hình 2.25 Cảm biến vị trí b−ớm ga phụ.
2.4.1.4. Bộ điều khiển điện tử (ECU ABS & TRC).
Trên một vài kiều xe bộ điều khiển điện tử (ECU ABS & TRC) tách rời nhau, trong một số tr−ờng hợp chúng đ−ợc kết hợp thành một cụm có mô tơ dẫn động b−ớm ga để điều khiển b−ớm ga phụ thông qua cơ cấu chấp hành b−ớm ga phụ (hình 2.26).
Bộ điều khiển điện tử kết hợp các chức năng của hai bộ điều khiển riêng rẽ. Nó sử dụng các tín hiệu tốc độ từ 4 cảm biến tốc độ bánh xe và tính toán mức độ tr−ợt giữa các bánh xe và mặt đ−ờng rồi giảm mô men xoắn của động cơ và tốc độ góc của bánh xe một cách t−ơng ứng, Cùng lúc đó, nó −ớc l−ợng tốc độ xe trên cơ sở tốc độ của 2 bánh bị động và đặt ra một tốc độ điều khiển tiêu chuẩn.
Nếu đạp ga đột ngột trên đ−ờng trơn các bánh xe chủ động bắt đầu tr−ợt quay, tốc độ bánh xe sẽ v−ợt quá tốc độ tiêu chuẩn. Vì vậy ECU gửi tín hiệu đóng b−ớm ga phụ đến bộ chấp hành b−ớm ga phụ, cùng lúc đó nó gửi một tín
8
hiệu đến bộ chấp hành TRC để cấp dầu phanh cao áp đến các xy lanh phanh bánh xe. Van điện 3 vị trí của cơ cấu chấp hành ABS đ−ợc chuyển chế độ để điều khiển áp suất dầu phanh của xi lanh bánh xe theo tín hiệu từ bộ điều khiển điện tử nhằm tránh cho bánh xe không bị tr−ợt quay.
ECU - Đ K ABS. - Đ K TRC ECU TRC Điều khiển TRC ECU Động cơ và số tự động Cơ cấu chấp hành b−ớm ga phụ Mô tơ dẫn động b−ớm ga Cơ cấu chấp hành b−ớm ga phụ ECU Động cơ và số tự động ECU ABS & TRC
Hình 2.26.Sơ đồkhối bộ điều khiển điện tử.
9 Đạp ga Tốc độ bánh ộn xe chủ đ g Tốc độ Sự giảm tốc độ ộn bánh xe chủ đ g - 0 + Thấp Van điện 3 vị B trí A S Tăng Thời gian
áp suất xi lanh phanh ộn bánh xe chủ đ g Mở hoàn toàn Đóng hoàn toàn Góc mở b−ớm ga chính B−ớm ga B−ớm ga p Cao 0 G miả Giữ Van điện bộ chấp hành phanh TRC 3 4 2 1 Tắt Bật Tốc độ xe Tốc độ điều huẩn khiển tiêu c Cao hụ
1. Bộ điều khiển điện tử (ECU ABS & TRC) đóng b−ớm ga phụ, giảm l−ợng khí nạp và vì vậy giảm mômen xoắn của động cơ.