thống phanh khớ nộn cú ABS
Để xõy dựng đƣợc phƣơng phỏp và thuật toỏn điều khiển hệ thống ABS, cần thiết phải nghiờn cứu đặc tớnh của đối tƣợng điều khiển. Một trong số cỏc đặc tớnh quan trọng, quyết định đến phƣơng phỏp và thuật toỏn điều khiển là khả năng đỏp ứng tần số điều khiển của đối tƣợng điều khiển. Do đú luận ỏn cần tiến hành nội dung nghiờn cứu để xỏc định đặc tớnh này của hệ thống phanh khớ nộn cú ABS.
0 Gi a t ốc g óc b án h xe t á p s uấ t t Tăng áp Giảm áp Giữ áp Tăng áp Giảm áp Giữ áp
- 29 -
Khi ABS hoạt động, ỏp suất khớ nộn trong bầu phanh đƣợc điều khiển thay đổi theo cỏc trạng thỏi tăng ỏp, giữ ỏp và giảm ỏp suất theo trạng thỏi lăn của bỏnh xe. Tần số làm việc của hệ thống càng cao càng tốt nhƣng khụng thể điều khiển để hệ thống hoạt động với tần số quỏ cao vỡ hệ thống chỉ đỏp ứng đến một giỏ trị tần số điều khiển nhất định. Hóng Wabco hiện nay cụng bố chung khoảng tần số làm việc của hệ thống ABS trờn hệ thống phanh khớ nộn của hóng trong giới hạn 3 – 5 Hz [68]. Tựy theo kớch cỡ xe, theo đặc điểm và bố trớ hệ thống phanh trờn mỗi loại xe mà khả năng đỏp ứng tần số điều khiển của hệ thống ABS trờn mỗi loại xe cũng cú thể khỏc nhau. Vỡ vậy, cần thiết phải nghiờn cứu, xỏc định khả năng đỏp ứng tần số điều khiển của hệ thống phanh trờn xe nghiờn cứu nhằm làm cơ sở thiết kế bộ điều khiển cho xe đú.
Mỗi chu kỳ làm việc của ABS, ỏp suất khớ nộn trong bầu phanh cú thể thay đổi qua ba trạng thỏi tăng ỏp, giữ ỏp và giảm ỏp. Nếu chu trỡnh làm việc của hệ thống chỉ gồm 2 pha tăng và giảm ỏp suất với độ dài mỗi pha đƣợc xỏc định hợp lý thỡ hệ thống sẽ đỏp ứng đƣợc với tần số cao hơn.
Để xỏc định khả năng đỏp ứng của hệ thống, luận ỏn sử dụng phƣơng phỏp thực nghiệm. Phƣơng phỏp này sử dụng cỏc xung điều khiển dạng vuụng cú độ rộng và tần số xỏc định trƣớc đƣợc dựng để điều khiển van chấp hành ABS hoạt động ở cỏc chế độ tăng và giảm ỏp suất trong bầu phanh. Trờn cơ sở phõn tớch sự biến thiờn ỏp suất khớ nộn trong bầu phanh để xỏc định khả năng đỏp ứng của hệ thống với tần số điều khiển, xỏc định đƣợc tần số biến đổi ỏp suất khớ nộn tối đa trong quỏ trỡnh điều khiển ABS.
Luận ỏn đó thiết kế, chế tạo thiết bị tạo xung vuụng với mức hai điện ỏp 24 V DC (ON) và 0 V DC (OFF) cú khả năng thay đổi độ rộng và tần số của xung điều khiển. Chuỗi xung này đƣợc sử dụng để điều khiển van chấp hành ABS. Mạch nguyờn lý của thiết bị tạo xung điều khiển nhƣ Hỡnh 2. 6.
Thực hiện thớ nghiệm với cỏc xung điều khiển cú tần số tăng dần, nhận thấy van chấp hành ABS vẫn đỏp ứng tốt (đúng, mở van) ở tần số điều khiển 10 Hz. Tuy nhiờn, thời gian cần thiết để ỏp suất trong hệ thống thay đổi lớn hơn nhiều thời gian để van chấp hành ABS đúng mở cỏc van điện từ. Vỡ vậy, luận ỏn cần tiến hành thờm cỏc thực nghiệm để xỏc định khả năng đỏp ứng tần số điều khiển (tăng, giảm ỏp suất) của hệ thống.
- 30 -
Hỡnh 2. 6. Thiết bị tạo xung điều khiển van chấp hành ABS phục vụ khảo sỏt khả năng đỏp ứng tần số điều khiển của hệ thống phanh ABS khớ nộn
Sau khi lắp đặt cỏc van chấp hành ABS lờn xe thớ nghiệm, hai cảm biến (M5100 của hóng Sensys) đƣợc lắp đặt để đo ỏp suất khớ nộn trong bỡnh chứa và trong bầu phanh của bỏnh xe phớa sau bờn trỏi. Vỡ luụn cú tổn thất trong đƣờng ống và qua cỏc van nờn thực tế ỏp suất trong bầu phanh luụn nhỏ hơn ỏp suất trong bỡnh chứa. Thực nghiệm cho thấy, với loại xe thớ nghiệm trong luận ỏn, mức chờnh lệch ỏp suất này vào khoảng 0,07 MPa.
Một thiết bị đo ghi ỏp suất khớ nộn với sai số nhỏ hơn 1% (đó đƣợc kiểm tra độ chớnh xỏc tại Trung tõm kỹ thuật tiờu chuẩn đo lƣờng chất lƣợng 1 - Quatest 1) đƣợc sử dụng để theo dừi ỏp suất trong quỏ trỡnh thớ nghiệm.
Để khảo sỏt quỏ trỡnh thay đổi ỏp suất trong bầu phanh, luận ỏn đó thực hiện thử nghiệm nhƣ sau: Đạp phanh dứt khoỏt với lực phanh lớn để van phõn phối mở hoàn toàn, giữ nguyờn trạng thỏi đú trong khoảng 3 giõy và thụi (nhả) phanh dứt khoỏt. Sự biến thiờn ỏp suất nguồn khớ nộn và ỏp suất trong bầu phanh đƣợc thiết bị đo ghi lại nhƣ đồ thị Hỡnh 2. 7.
- 31 -
Qua đồ thị này cú thể nhận thấy tỉ lệ thời gian của quỏ trỡnh tăng ỏp suất và thời gian của quỏ trỡnh giảm ỏp suất trong bầu phanh ở mức khoảng 60/40%. Từ nhận xột này, luận ỏn tiếp tục tiến hành cỏc thớ nghiệm nhƣ sau:
Tạo dóy xung cú tần số thay đổi từ 0,5 Hz, 1 Hz, … 10 Hz để điều khiển van chấp hành ABS hoạt động ở chế độ tăng ỏp và giảm ỏp luõn phiờn nhau với tỉ lệ thời gian tăng ỏp/giảm ỏp là 60/40 %. Theo dừi, khảo sỏt sự biến thiờn ỏp suất trong bầu phanh phớa sau bờn trỏi và trong bỡnh chứa.
Ghi lại giỏ trị ỏp suất trong bỡnh chứa khớ nộn và giỏ trị ỏp suất cao nhất và thấp nhất trong bầu phanh phớa sau theo tần số điều khiển. Phõn tớch cỏc giỏ trị này cú thể đỏnh giỏ đƣợc khả năng đỏp ứng tần số điều khiển của hệ thống phanh khớ nộn cú lắp ABS trờn xe nghiờn cứu. Kết quả nghiờn cứu cụ thể về khả năng đỏp ứng tần số đƣợc trỡnh bày ở mục 3.1.