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.
10
2. Cùng lúc đó nó điều khiển các van của bộ chấp hành TRC và đặt bộ chấp hành ABS ở chế độ tăng áp. áp suất dầu phanh trong bình tích năng TRC tới lúc này, (cũng nh− áp suất tạo ra bởi bơm TRC) cung cấp áp suất thích hợp tác dụng lên các xylanh phanh bánh xe để tạo hiệu quả phanh.
3. Khi phanh bắt đầu tác dụng, sự tăng tốc của các bánh sau bắt đầu giảm và bộ điều khiển điện tử (ECU ABS & TRC) chuyển van điện của ABS về chế độ giữ.
4. Nếu sự tăng tốc của các bánh sau giảm quá nhiều, nó chuyển van điện đến chế độ giảm áp làm giảm áp suất dầu trong xylanh bánh xe và khôi phục lại sự tăng tốc của các bánh sau.
Nhờ lặp lại các hoạt động nh− trên, bộ điều khiển điện tử (ECU ABS & TRC) đảm bảo tốc độ điều khiển tiêu chuẩn.
2.4.1.5. Quá trình điều khiển lực phanh.
A. Trong quá trình phanh bình th−ờng (TRC không hoạt động)
Tất cả các van điện trong bộ chấp hành TRC đều tắt khi đạp phanh. Khi đạp phanh áp suất dầu trong xilanh chính tác dụng lên các xi lanh bánh xe qua van điện cắt xilanh phanh chính và van điện 3 vị trí của bộ phận chấp hành ABS. Khi nhả chân phanh, dầu hồi từ xilanh bánh xe về xilanh phanh chính. B. Trong quá trình tăng tốc ( TRC hoạt động )
Nếu bánh xe bị tr−ợt quay trong quá trình tăng tốc, bộ điều khiển điện tử (ECU ABS & TRC) sẽ điều khiển mô men xoắn của động cơ và phanh các bánh xe. Để tránh cho các bánh xe không bị tr−ợt lết áp suất dầu trong xilanh các bánh xe bên phải và bên trái đ−ợc điều khiển riêng rẽ theo 3 chế độ: “tăng áp”, “giữ áp” và “giảm áp”.
11
1. Chế độ “Tăng áp”
Khi đạp ga quá mạnh và đột ngột, một (hoặc tất cả) bánh xe chủ động bắt đầu tr−ợt quay, ECU phát tín hiệu để bật tất cả các van điện của bộ chấp hành TRC. Cùng lúc đó van điện 3 vị trí của bộ chấp hành ABS chuyển sang chế độ “tăng áp” (cửa A mở, cửa B đóng). ở chế độ này, van điện cắt xylanh phanh chính bật (đóng) và van điện cắt bình tích năng bật (mở). Nó làm cho dầu cao áp trong bình tích năng tác dụng lên xylanh bánh xe qua van điện cắt bình tích năng và van điện 3 vị trí trong ABS. Khi cảm biến áp suất phát hiện có sự giảm áp suất bình tích năng, ECU bật bơm TRC để tăng áp suất dầu.
Bình chứa M
M
Bơm ABS
Van điện cắt xylanh chính (bật) Xyalnh bánh sau Van điện cắt bình chứa(bật) Van điện cắt bình tích năng (bật) Van điện 3 vị trí của ABS ABS và TRC ECU (0 A) Cửa “B” Cửa “A” Van an toàn Công tắc hay cảm
biến áp suất Bình tích năng Bơm TRC
12
2. Chế “độ giữ”
Khi áp suất dầu trong các xylanh bánh xe tăng hay giảm đến giá trị yêu cầu, ECU ABS & TRC sẽ cấp dòng điện 2A để van điện 3 vị trí chuyển đến chế độ “giữ”. Van điện cắt xylanh chính bật (đóng) làm cho dầu từ xylanh chính không đến đ−ợc các xylanh bánh xe, van điện cắt bình tích năng và van điện cắt bình dầu bật (mở). Kết quả là, áp suất trong bình tích năng bị ngăn không cho xả ra ngoài, giữ nguyên dầu trong xylanh bánh xe.
Công tắc hay cảm biến áp suất Bình tích năng Bơm TRC Van điện cắt bình chứa (bật) Van điện cắt xylanh chính (bật) Cửa B Cửa A M M ABS và TRC ECU Bình chứa Bơm ABS Van điện cắt bình tích năng (bật) 2A Van an toàn Van điện 3 vị trí của ABS
Hình2.29. Sơ đồ hoạt động của hệ thống ở chế độ giữ áp
3. Chế độ “giảm áp” .
Khi bánh xe có xu h−ớng bị tr−ợt quay cần phải giảm áp suất dầu trong các xylanh bánh chủ động, ECU ABS & TRC chuyển van điện 3 vị trí của bộ chấp hành ABS đến chế độ “giảm áp”. áp suất dầu trong xylanh bánh xe sẽ
13
hồi về bình dầu của xylanh chính qua van điện 3 vị trí của ABS và van điện cắt bình dầu. Kết quả là, áp suất dầu giảm, bơm bộ chấp hành ABS vẫn hoạt động.
Công tắc hay cảm biến áp suất Bình tích năng Bơm TRC 15 Van điện cắt xylanh chính (bật) Cửa B Cửa A M M ABS và TRC ECU Bình chứa Bơm ABS Van điện cắt bình tích năng (bật) 5A Van an toàn Van điện 3 vị trí của ABS
Hình 2.30. Sơ đồ hoạt động của hệ thốngở chế độ giảm áp
2.4.2 Hệ thống điều khiển ổn định động (dsc).
Khi ô tô chuyển động trên đ−ờng, quỹ đạo chuyển động của nó rất phức tạp, trong tr−ờng hợp chuyển động trên đ−ờng vòng với tốc độ cao có thể xảy ra các tr−ờng hợp quay vòng thiếu hay quay vòng thừa. Khi các hiện t−ợng này xảy ra sẽ làm cho ô tô chuyển động mất ổn định có thể dẫn tới những tai nạn đáng tiếc. Hệ thống điều khiển ổn định động (DSC) sẽ thực hiện chức năng này, từ các tín hiệu đầu vào nh− tốc độ bánh xe, góc đánh lái và gia tốc lệch bên….Nó sẽ tự động điều khiển để đảm bảo chuyển động của xe đ−ợc ổn định khi xe quay vòng kể cả quay vòng ở tốc độ cao.
Nét đặc tr−ng mới về giải pháp công nghệ là DSC truyền tải dữ liệu bằng mạng điều khiển nội bộ (CAN bus). Bộ điều khiển DSC đ−ợc nối mạng với các bộ điều khiển DME, EML và hộp số tự động ECT bằng mạng điều khiển nội bộ CAN. Cảm biến góc lái cũng đ−ợc nối với mạng nội bộ. Bộ điều khiển hộp số tự động thông báo cho DSC biết đang chạy ở tay số nào, vì vậy mô men chủ động có thể đ−ợc tính toán và điều chỉnh hợp lý. Các tín hiệu truyền trong CAN đ−ợc mã hoá với các mã khác nhau. Khi DSC truyền các tín hiệu điều khiển đến cơ cấu chấp hành nào thì cơ cấu chấp hành đó sẽ giải mã tín hiệu điều khiển.
EML DME ECT Cảm biến góc lái Hệ thống thuỷ lực và bơm sơ cấp DSC Cảm biến tốc độ quay Cảm biến gia tốc lệch bên Cảm biến áp suất CAN bus Phanh các bánh xe Các cảm biến tốc độ bánh xe
Hình 2.31 . DSC kết nối qua mạng điều khiển nội bộ
2.4.2.1 Hệ thống thuỷ lực của (DSC).
Bơm sơ cấp có nhiệm vụ cấp dầu cho piston sơ cấp và nó phải bảo đảm