III. TÀI LIỆU THAM KHẢO:
2.4 Một số mạch điện về hệ thống ABS trên xe máy
Dưới đây là những sơ đồ mạch điện hệ thống ABS trên xe gắn máy của các hãng xe.
Hình 2.7: Mạch điện hệ thống ABS trên xe máy BMW 1100LT Phân tích sơ đồ
Các bộ phận của hệ thống ABS trên xe máy BMW 1100LT ABS ECU gồm các chân:
F+, F- (Front): cảm biến tốc độ bánh trước. R+, R- (Rear): cảm biến tốc độ bánh sau.
FM (Front Motor): mô tơ bơm ABS bánh trước. RM (Rear Motor): mô tơ bơm ABS bánh sau.
FSH (Front Solenoid Holding valve): van giữ áp bánh trước. FSR (Front Solenoid Releasing valve): van giảm áp bánh trước. RSH (Rear Solenoid Holding valve): van giữ áp bánh sau. RSR (Rear Solenoid Releasing valve): van giảm áp bánh sau. IG (Ignition): Cấp nguồn dương cho ECU.
GND (Ground): Cấp nguồn âm cho ECU.
WLR (Warning Light Relay): Rơ le đèn cảnh báo ABS. AR (ABS Relay): Rơ le ABS.
D (Diagnosis): Giắc chẩn đoán. STP (STOP): Tín hiệu đèn phanh. ASW (ABS Switch): Công tắc ABS. RL-: Được nối thông với chân GND
Cảm biến tốc độ bánh trước và cảm biến tốc độ bánh sau.
Front Pressure Regulator (FPR): Bộ chấp hành phanh ABS bánh trước:
Chân số 1: van giữ áp. Chân số 2: van giảm áp. Chân M: mô tơ bơm.
Rear Pressure Regulator (RPR): Bộ chấp hành phanh ABS bánh sau:
Chân số 1: van giữ áp. Chân số 2: van giảm áp. Chân M: Mô tơ bơm.
ABS Switch: Công tắc để bật hay tắt hệ thống ABS.
Diagnostic plug: Giắc chẩn đoán lỗi hệ thống ABS.
Bulb Monitor Device: Điều khiển đèn báo phanh và đèn phanh phía sau.
Nguyên lý hoạt động
Khi bật công tắc IG, làm nguồn điện 12V được đưa đến chân IG để cấp nguồn cho
hộp ECU và nguồn âm của hộp được nối với Accu(-) qua chân GND, đồng thời nguồn 12V cũng được đưa đến ABS relay và ABS warning relay. ABS ECU cũng nhận tín hiệu của ABS Switch qua chân ASW để hoạt động. Nếu ABS switch mở điện áp tại
ASW – GND là 5V thì hệ thống ABS có thể được kích hoạt, ngược lại nếu công tắc
Sau khi bật công tắc IG, quá trình chẩn đoán lỗi ban đầu sẽ diễn ra, ABS ECU điều khiển cấp nguồn 12V thông qua chân WRL, dòng điện đi từ chân WRL – ABS
Warning relay – RL- – GND , làm tiếp điểm ABS Warning relay đóng lại khi đó
dòng điện đi từ Accu(+) – ABS Waring relay – ABS Warning light – Accu(-), làm đèn cảnh báo ABS sáng thông báo hệ thống đang trong trạng thái kiểm tra ban đầu. ABS ECU điều khiển cấp nguồn 12V cho cuộn dây của ABS relay qua chân AR, dòng
điện đi từ AR – cuộn dây (ABS relay) – RL- – GND, làm xuất hiện lực từ trong cuộn dây làm tiếp điểm của ABS relay đóng lại. Lúc này dòng điện từ Accu(+) – IG switch
– ABS relay – (+) của FPR và RPR – Accu(-). Khi đó, các solenoid và các mô tơ bơm
trong bộ chấp hành phanh trước và sau được cấp nguồn 12V từ Accu(+). Đồng thời ECU điều khiển các chân FSH, FSR, RSH, RSR, FM, RM nối với với nguồn âm của hộp, làm các mô tơ bơm và các solenoid trong bộ chấp hành phanh ABS trước và sau hoạt động. Sau khi quá trình chẩn đoán ban đầu kết thúc, ECU ABS điều khiển đèn cảnh báo ABS tắt và các chân FSH, FSR, RSH, RSR, FM, RM lúc này không thông với nguồn âm của hộp nên các mô tơ bơm, các solenoid không hoạt động, tuy nhiên ABS relay vẫn hoạt động cấp nguồn 12V đến bộ chấp hành phanh ABS trước và sau để hệ thống trong trạng thái sẵn sàng hoạt động. Nếu quá trình chẩn đoán ban đầu phát hiện ra lỗi trong hệ thống, đèn cảnh báo ABS vẫn sáng sau khi kết thúc quá trình. Việc chẩn đoán lỗi có thể thực hiện thông qua giắc chẩn đoán được nối với chân D của hộp ECU.
Lúc xe bắt đầu chuyển động, tín hiệu từ cảm biến tốc độ bánh xe trước và sau sẽ liên tục đưa tín hiệu dưới dạng xung hình sin (có loại cảm biến sẽ đưa xung vuông) về hộp ABS ECU thông qua chân F+ và R+ để tính toán tốc độ bánh xe. Xe càng đi nhanh lượng xung gửi về hộp ECU càng nhiều. Điện áp dao động của cảm biến tốc độ bánh xe nằm trong khoảng -0.6 cho đến 0.6V (khoảng giá trị điện áp này tùy thuộc vào loại cảm biến của các hãng khác nhau).
Khi không đạp phanh, Bulb monitor device sẽ không điều khiển cấp nguồn âm cho Stop light, khi đó sẽ không có sự sụt áp xảy ra, điện áp lúc này tại chân STP – GND là
12V.
Khi đạp phanh, Bulb monitor device điều khiển cấp nguồn âm cho Stop light làm
đèn sáng, lúc này xảy ra sự sụt áp, điện áp của chân STP – GND là 0V. ABS ECU
nhận được tín hiệu thông qua chân STP và tín hiệu tốc độ bánh xe thông qua chân R+
và chân F+. Lúc đó ABS ECU sẽ tính toán mức độ giảm tốc của các bánh xe thông qua
đang giảm tốc và ngược lại nếu tần số xung ngày càng tăng thì bánh xe đang tăng tốc trở lại. Sau đó nếu nhận thấy một trong hai bánh có mức độ giảm tốc quá lớn trong khoảng thời gian ngắn hoặc hệ số trượt của bánh xe lớn hơn 25% so với bánh xe còn lại (đối với một số kiểu xe sẽ so sánh tốc độ của bánh xe với tốc độ của thân xe khi phanh) hoặc trong trường hợp tốc độ bánh xe hoàn toàn về không (tần số xung bằng không) đồng nghĩa với việc bánh xe bị trượt hoàn toàn so với mặt đường hệ số trượt bằng 100%, ABS ECU sẽ:
Điều khiển cấp nguồn 12V thông qua chân WRL, dòng điện đi từ chân WRL –
ABS Warning relay – RL- – GND , làm ABS Warning relay đóng lại khi đó
dòng điện đi từ Accu(+) – ABS Waring relay – ABS Warning light – Accu(-), làm đèn cảnh báo ABS sáng thông báo hệ thống đang làm việc.
Điều khiển cấp nguồn âm cho các solenoid hoạt động theo ba chế độ “Giảm - Giữ - Tăng” thông qua các chân FSR, FSH, RSH, RSR để thay đổi áp suất dầu trong xylanh bánh xe thông qua đó tăng giảm lực phanh tác dụng vào các bánh xe. Tín hiệu của của các chân FSR, FSH, RSH, RSR – GND lúc này có dạng xung vuông. Do trong quá trình phanh tải trọng của xe sẽ tác dụng chủ yếu lên bánh trước nên ECU sẽ điều khiển tăng lực phanh tác dụng lên bánh trước và giảm lực phanh lên bánh sau. Đồng thời hệ số bám của mặt đường sẽ liên tục thay đổi vì vậy gia tốc phanh và quãng đường phanh cũng thay đổi theo trong quá trình phanh, nên tần số hoạt động của các solenoid sẽ liên tục thay đổi để đảm bảo hệ số trượt tốt nhất. Quá trình tăng giảm lực phanh hoạt động cho đến khi không còn xảy ra sự giảm tốc quá lớn (hơn 25%) giữa các bánh xe tùy thuộc vào tín hiệu từ các cảm biến tốc độ bánh xe đưa về ECU ABS.
ECU ABS điều khiển mô tơ bơm hoạt động qua chân FM, RM bằng cách cấp nguồn âm làm dòng điện đi từ Accu(+) – ABS Relay – FPR – FM – GND và
Accu(+) – ABS Relay – RPR – RM – GND. Ở chế độ tăng áp bơm có chức
năng tạo ra áp suất phanh giúp cho áp suất tại các xylanh bánh xe tăng nhanh. Ở chế độ giảm áp bơm có vai trò đưa dầu phanh từ bình chứa qua bơm hồi về xylanh chính đồng thời tạo ra áp suất dầu phanh cho chu kỳ tăng áp. Ở trạng thái phanh thường (sự chênh lệch về tốc độ của các bánh xe không lớn hơn 25%) thì mô tơ bơm không hoạt động.
Khi không còn đạp phanh hoặc khi xe dừng hẳn, hệ thống ABS không còn hoạt động, ECU sẽ điều khiển mô tơ bơm, các solenoid ngừng hoạt động và đồng thời đèn cảnh báo ABS tắt.
Phân tích sơ đồ
Các bộ phận của hệ thống ABS trên xe Triumph Tiger 800XC: ABS ECU with Actuator gồm các chân:
F+, F- (Front): cảm biến tốc độ bánh trước. R+, R- (Rear): cảm biến tốc độ bánh sau. TS, TC (Diagnosis): Giắc chẩn đoán. STP (STOP): Tín hiệu đèn phanh. WA (ABS Warning): Đèn báo ABS
BM (Motor power supply): Nguồn 12V cho mô tơ bơm hoạt động. BS (Solenoid power supply): Nguồn 12V cho solenoid hoạt động. IG (Ignition): cấp nguồn 12V cho hộp.
Cảm biến tốc độ bánh trước và cảm biến tốc độ bánh sau. Công tắc đèn phanh trước và sau.
Instruments: bảng táp-lô hiển thị đèn báo ABS.
Giắc chẩn đoán: chẩn đoán lỗi hệ thống ABS và các hệ thống khác.
Nguyên lý hoạt động
Khi bật chìa khóa IG lên, khi đó dòng điện đi từ Accu – khóa IG – IG, ABS ECU được cấp nguồn là 12V và nguồn âm của hộp được nối với Accu(-) qua chân GND.
Đồng thời dòng điện cũng đi từ Accu(+) – khóa IG – BM và Accu(+) – khóa IG – BS, khi đó mô tơ bơm và các solenoid được tích hợp trong hộp ECU sẽ được cấp
nguồn trong trạng thái sẵn sàng làm việc. Điện áp đo được lúc này của các chân BM,
BS – GND là 12V.
Sau khi bật khóa IG, quá trình chẩn đoán ban đầu sẽ diễn ra, lúc này ECU sẽ điều khiển cấp nguồn thông qua chân WA của hộp. Làm xuất hiện dòng điện đi từ WA –
ABS warning light – GND (Instrument), làm đèn cảnh báo ABS trên Instrument
sáng. Điện áp đo tại chân WA – GND là 1.5V hoặc lớn hơn. Để kiểm tra bơm và các solenoid có hoạt động bình thường, ABS ECU sẽ cấp nguồn 12V và nguồn âm đến bơm, các solenoid để hoạt động một lần rồi tắt. Nếu như bơm, solenoid hoạt động bình thường thì ECU sẽ điều khiển làm đèn báo ABS tắt (WA – GND là 0V) và ngược lại nếu xảy ra lỗi trong quá trình chẩn đoán hay xe đang hoạt động thì đèn ABS sẽ vẫn sáng để cảnh báo đang xảy ra lỗi trong hệ thống phanh cẩn phải kiểm tra gấp. Có thể chẩn đoán lỗi hệ thống ABS thông qua giắc chẩn đoán được nối với các chân TC,TS.
Khi xe chuyển động các cảm biến đặt tại các bánh xe sẽ liên tục đưa tín hiệu dạng xung về hộp ECU qua các chân F+ và R+ để tính toán tốc độ bánh xe dựa vào tần số xung gửi về hộp ECU. Xe càng chạy nhanh tần số xung đưa về càng nhiều và ngược lại. Điện áp dao động và dạng xung tại F+, R+ – GND tùy thuộc vào loại loại cảm biến của từng hãng xe sử dụng.
Ví dụ trong trường hợp phanh trước, công tắc đèn phanh trước đóng lại làm xuất hiện dòng điện đi từ Accu(+) – khóa IG – Front break light switch – Break light –
Accu (-), làm đèn phanh sáng, đồng thời nguồn 12V cũng đi từ Accu(+) – khóa IG – Front break light switch – STP. Điện áp đo được tại chân STP lúc này là 12V. Khi nhận được tín hiệu phanh và tín hiệu từ cảm biến tốc độ bánh xe trước, ECU dựa vào tín hiệu xung từ cảm biến để tính toán mức độ giảm tốc của bánh xe trước so với tốc độ của bánh sau hoặc với tốc độ của thân xe ở một số mẫu xe. Nếu tốc độ của bánh trước giảm quá nhanh (lớn hơn 25%), do đó các bánh xe có xu hướng bị trượt trên mặt đường và dẫn đến hiện tượng mất ổn định khi phanh hay trong trường hợp bánh xe trước hoàn toàn bị trượt lếch trên mặt đường (xung nhận từ cảm biến tốc độ bánh xe trước là bằng không). Lúc này ABS ECU sẽ điều khiển:
Cấp nguồn dương qua chân WA (WA – GND là 1.5V hoặc lớn hơn), làm
xuất hiện dòng điện đi từ WA – ABS warning light – GND (Instrument), đèn ABS sáng để thông báo hệ thống ABS đang làm việc.
Điều khiển cấp nguồn dương 12V và nguồn nối âm cho các solenoid bánh
trước được tích hợp cùng với hộp ECU. Dòng điện đi từ chân BS – Solenoid
bánh trước – GND, làm các solenoid bánh trước bắt đầu hoạt động. Tín
hiệu điều khiển cấp nguồn có dạng xung vuông với độ tần số luôn được thay đổi do khi phanh hệ số bám giữa lốp và mặt đường sẽ luôn thay đổi, dẫn đến gia tốc phanh của các bánh xe và quãng đường phanh của xe cũng thay đổi theo đồng nghĩa với việc áp suất tại các xylanh bánh xe sẽ luôn được thay đổi để giữ sự chênh lệch về tốc độ của hai bánh xe không lớn hơn 25%. Điều khiển cấp nguồn 12V và nguồn âm cho mô tơ. Lúc đó sẽ có dòng điện
đi từ BS – Mô tơ bơm – GND, làm bơm hoạt động tạo ra áp suất phanh trong hệ thống ABS khi ở giai đoạn tăng áp. Còn ở giai đoạn giảm áp bơm sẽ đưa dầu phanh hồi về từ bình chứa đến xylanh chính một cách nhanh chóng, đồng thời tạo áp suất phanh cho chu kỳ tăng áp tiếp theo.
Hệ thống ABS sẽ liên tục hoạt động cho đến khi người lái không còn đạp phanh hoặc khi xe đã dừng lại thì hệ thống ABS sẽ không còn hoạt động. ECU sẽ điều khiển tắt đèn ABS (WA – GND là 0V), solenoid bánh trước, mô tơ bơm ngừng hoạt động.
Đối với trường hợp phanh sau và phanh đồng thời cả hai bánh hệ thống vẫn hoạt động tương tự theo nguyên lý trên.
Khi xảy ra lỗi trong hệ thống ABS, có thể đọc lỗi thông qua các chân TC, TS.
Phân tích sơ đồ
Các bộ phận của hệ thống ABS trên xe máy Kawasaki Ninja 650R: ABS ECU with Actuator gồm các chân:
F+, F- (Front): Cảm biến tốc độ bánh trước. R+, R- (Rear): Cảm biến tốc độ bánh sau. MR (Motor Relay): Rơ le mô tơ bơm. SR (Solenoid Relay): Rơ le solenoid.
SDT (Self-Diagnosis Terminal): Cực tự chẩn đoán. SD (Self-Diagnosis): Giắc chẩn đoán.
STP (STOP): Tín hiệu công tắc đèn phanh. WL (Warning Light): Đèn ABS.
IG (Ignition): Cấp nguồn 12V cho hộp.
Cảm biến tốc độ bánh trước và cảm biến tốc độ bánh sau. Công tắc đèn phanh trước và sau.
Meter unit: Hiển thị đèn cảnh báo ABS.
Giắc chẩn đoán: Chẩn đoán lỗi hệ thống ABS.
Nguyên lý hoạt động.
Khi bật công tắc IG, dòng điện đi từ Accu(+) – Ignition switch – IG, cấp nguồn 12V cho ABS ECU và nguồn âm được nối với Accu(-) thông qua chân GND. Đồng thời dòng điện từ Accu(+) – Ignition switch – Meter Unit, cấp nguồn cho Meter Unit và đèn cảnh báo ABS. Ngoài ra các rơ le solenoid và rơ le mô tơ bơm cũng được cấp nguồn 12V thông qua các chân BS, BM của hộp ECU.
Sau đó quá trình kiểm tra ban đầu diễn ra, ECU ABS sẽ điều khiển chân WL nối với GND, khi đó dòng điện từ (+) của Meter Unit – ABS Warning light – WL – GND, làm đèn cảnh báo ABS sáng. Đồng thời ABS ECU điều khiển cấp nguồn 12V từ các chân BS, BM cho các solenoid và mô tơ bơm hoạt động để kiểm tra các chi tiết của hệ thống có làm việc bình thường. Kết thúc quá trình kiểm tra, ECU điều khiển chân WL
không thông với GND, làm đèn cảnh báo ABS tắt, điện áp lúc này đo được tại chân
WL – GND là 9V. Các solenoid và mô tơ bơm cũng sẽ không hoạt động khi kiểm tra
ban đầu kết thúc. Nếu ABS ECU phát hiện trong hệ thống xảy ra lỗi, đèn cảnh báo ABS vẫn tiếp tục sáng để thông báo ABS đang bị lỗi cần phải kiểm tra, sửa chữa. Có thể chẩn đoán lỗi thông qua giắc chẩn đoán hoặc nối chân SDT của hộp với GND. Đèn cảnh báo ABS trên táp-lô sẽ sáng tắt, từ đó tìm ra được mã lỗi.
Khi xe chuyển động tín hiệu từ cảm biến tốc độ bánh xe liên tục được đưa về ECU. Do xe sử dụng cảm biến tốc độ loại cảm biến chủ động (Hall), nên xung tín hiệu đưa về có dạng xung vuông khác với loại cảm biến bị động (Cảm biến điện từ) xung hình sin.
Người lái bắt đầu đạp phanh (trước, sau hoặc cả hai), công tắc phanh đóng lại dòng điện từ Accu(+) – Brake light switch – STP, điện áp lúc này đo được tại chân STP –
GND là 12V. ECU nhận được tín hiệu phanh từ chân STP và các cảm biến tốc độ bánh
xe sẽ tính toán tốc độ bánh xe và so sánh sự khác nhau giữa hai bánh xe. Nếu một trong hai bánh xe mức độ giảm tốc lớn hơn 25% so với bánh xe còn lại thì ECU hiểu rằng
