Trước tiên cần lưu ý rằng ABS là một hệ thống điều khiển trong hệ thông phanh, các sự cố về phanh như lết phanh, pedan thấp, tiếng ồn không bình thường khi phanh thường gây ra trong hệ thống phanh thủy lực hoặc cụm thiết bị ở bánh xe.
Khi chẩn đoán các sự cố về ABS nên nhớ rằng đường kính và tình trạng bề mặt làm việc của các rơ le là rất quan trọng, chúng ảnh hưởng tới tốc độ quay của bánh xe. Nếu người sử dụng xe ô tô thay đổi kích thước vỏ xe điều này sẽ tạo ra sự sai lệch mô đun điều khiển phanh điện tử ABS ECU mô đun điều khiển xẽ hiểu là có sự cố xảy ra trong hệ thống.
Hệ thống ABS dùng booster chân không hoặc booster thủy lực, trong đó một số hệ thông điện thủy lực dùng bơm để tạo ra áp suất thủy lực để vận hành phanh sau. Với những hệ thống này, nếu bơm hoặc động cơ bơm xảy ra sự cố sẽ làm cho phanh sau mất tác dụng. Trên hầu hết các hệ thống, xi lanh chính được nối với bộ điều tiết thủy lực, với bộ điều tiết thủy lực bằng một cặp ống thủy lực. Với bộ điều tiết thủy lực, mặc
41 dù có thể tháo rời các chi tiết bên trong của nó nhưng đa số các nhà sản xuất khuyến cáo không nên thay thế sửa chữa các bộ phận, chi tiết bên trong mà nên thay thế toàn bộ điều tiết thủy lực (bộ chấp hành). Chỉ một số ít nhà sản xuất cho phép thay thế một vài bộ phận phụ của bộ chấp hành với phụ tùng do họ cung cấp và trình tự thay thế được hướng dẫn trong sổ tay sửa chữa của họ.
Hệ thống ABS là một hệ thống điều khiển điện tử với thiết bị đầu vào là cảm biến tốc độ bánh xe, các thiết bị đầu ra là van điện tử hoặc động cơ. Nên hầu hết các sự cố của hệ thống thuộc phần điện, thường gặp nhất là sự cố đầu nối dây.
Cần đặc biệt chú ý khi kiểm tra ABS ECU, không được sờ tay vào ABS ECU điện từ trong người của bạn có thể làm hỏng ABS ECU. Những người sửa chữa có kinh nghiệm thường nối mát dây đất từ người họ tới thân xe hoặc xịt lên thảm sàn xe hoặc lớp phủ ghế ngồi mặt chất chống tĩnh điện để ngăn sự tạo ra tĩnh điện khi bạn làm việc ở khu vực này. Ngoài ra các vấn đề khác cũng rất quan trọng là không được dùng các thiết bị liểm tra mà chúng tạo ra dòng điện lớn chạy qua các thiết bị điện tử. Khi thực hiện việc hàn hồ quang trên xe. ABS ECU phải được ngắt mạch để tránh bị hư hỏng do các xung cao áp. Nếu xe được sơn là hấp trong lò hấp nhiệt độ cao ABS ECU sẽ bị phá hủy. Phải kiểm tra hết sức cẩn thận khi sửa chữa các bộ phận của hệ thống ABS để tránh
những điều đáng tiếc xảy ra. Thử tưởng tượng nếu dây dẫn từ cảm biến tốc độ bánh xe bị đứt hoặc lỏng thì điều gì sẽ xẩy ra. Lúc này ABS ECU sẽ “nghi rằng” bánh xe sau bị khóa và sẽ điều khiển giảm áp suất ở phanh xe. Điều này có thể dẫn đến hậu quả rất nguy hiểm.
Hệ thống phanh ABS khá phức tạp và các hệ thống khác nhau có một số điểm khác nhau trong nguyên tắc hoạt động vì thế đa số tay sửa chữa đi kèm theo xe đều có hướng dẫn khá chi tiết về trình tự chẩn đoán hư hỏng và sửa chữa hệ thống ABS của xe. Khi sửa chữa hệ thống ABS. Cần tuân thủ những hướng dẫn trong sổ tay sửa chữa từng
xe. Nhưng tổng quan cần lưu ý các vấn đề sau:
Trước khi mở mạch thủy lực phải đẩm bảo rằng hệ thống đã được xả áp suất áp suất được xả bằng cách nhịp pedan phanh một số lần phù hợp tùy hệ thống.
Dùng thiết bị thích hợp theo hướng dẫn của nhà sản suất để rút khí hệ thống.
Chỉ dùng những loại dầu phanh theo chỉ định cảu nhà sản suất. Không dùng dầu silicol trong hệ thống ABS.
42 Đảm bảo công tác khởi động xe được tắt trước khi tháo hoặc nối các mối nối điện của hệ thống ABS để tranh ABS ECU bị phá hủy.
Không dùng tay sờ vào hoặc chạm que đỏ của dây đồng hồ vào các chỗ nối tới ABS ECU. Trừ khi được hướng dẫn trong sổ tay người sửa chữa.
Tháo mạch ABS ECU và các bộ phận máy tính khác khi hàn điện trên xe.
Nếu lắp các thiết bị trên xe như điện thoại hoặc CB, Phải bảo đảm rằng anten và các đầu nối điện không gây nhiễu ABS.
Không đóng búa hoặc ta rô lên cảm biến tốc độ hoặc vòng cảm biến, chúng có thể bị khử từ và ảnh hưởng đến sự chính xác của tín hiệu điện.
Chỉ dùng chất phủ chống ăn mòn trên các cảm biến tốc độ. Không làm nhiễm bẩn chúng bằng mỡ. Khi thay thế cảm biến hoặc vòng cảm biến tốc độ bánh xe phải kiểm tra khe hở giữa chúng.
Xiết chặt các đai ốc bánh xe tới mô men quay thích hợp, xiết chặt quá sẽ làm rô to hoặc trống phanh bị biến dạng ảnh hưởng đến tín hiệu của cảm biến tốc độ.
Khi thay vỏ xe đường kính của 4 bánh phải bằng nhau và giống với vỏ xe ban đầu. Không được làm cho ABS ECU quá nhiệt.
Bảng 3. 6. Bảng mã lỗi của hệ thống ABS
Mã lỗi Chuẩn đoán Vùng hư hỏng
11 Hở mạch trong relay van điện. Mạch bên trong của bộ chấp hành.
Role điều khiển.
Dây điện, giắc nối của role van điện.
12 Chập mạch trong relay van điện.
13 Hở mạch trong mạch relay van motor bơm.
Mạch bên trong của bộ chấp hành.
Role điều khiển. 14
43 Dây điện, giắc nối của
role van điện. 21 Hở hay ngắn mạch van điện 3 vị trí của
bánh xe trước phải.
Van điện bộ chấp hành. Dây điện, giắc nối của mạch điện bộ chấp hành. 22 Hở hay ngắn mạch van điện 3 vị trí của
bánh xe trước trái.
23 Hở hay ngắn mạch van điện 3 vị trí của bánh xe sau phải.
24 Hở hay ngắn mạch van điện 3 vị trí của bánh xe sau trái.
31 Cảm biến tốc độ bánh xe trước phải hỏng.
Cảm biến tốc độ bánh xe. Vòng răng cảm biến tốc độ bánh xe.
Dây dẫn và giắc nối của cảm biến tốc độ bánh xe. 32 Cảm biến tốc độ bánh xe trước trái hỏng.
33 Cảm biến tốc độ bánh xe sau phải hỏng.
34 Cảm biến tốc độ bánh xe sau trái hỏng.
35 Hở mạch cảm biến tốc độ bánh xe sau phải hay trước trái.
36 Hở mạch cảm biến tốc độ bánh xe trước phải hay sau trái.
37 Hỏng cả 2 roto cảm biến tốc độ Vòng răng cảm biến tốc độ bánh xe.
41 Điện áp ác qui không bình thường (nhỏ hơn 9,5V hay lớn hơn 16,2V).
Ac qui.
Bộ tiết chế.
51 Motor bơm của bộ chấp hành bị kẹt hay hở mạch motor bơm của bộ chấp hành.
Motor bơm, ac qui và role Dây điện, giắc nối và bu lông tiếp mass hay hở
44 mạch motor bơm của bộ chấp hành.
45
Chương 4. XÂY DỰNG MÔ HÌNH HỆ THỐNG PHANH ABS 4.1. Các mô hình có sẵn
Ưu điểm: gọn, dễ di chuyển Khuyết điểm: khó quan sát
4.2. Thiết kế khung mô hình
Vật liệu: sắt 20x20(mm) Kích thước: 70x90(mm) Cân nặng: 2kg
Bố trí các cụm chi tiết lên bảng
Hình 4. 2. Sơ đồ bố trí các chi tiết trên mô hình Hình 4. 1. Mô hình ABS có sẵn
46
Bảng 4. 1. Bảng liệt kê các chi tiết trên mô hình
STT Chi tiết Số lượng
1 Bàn đạp phanh 1
2 Bầu trợ lực phanh, xi lanh chính 1
3 Bộ chấp hành ABS 1
4 Bánh răng 2
5 Cảm biến tốc độ 4
6 Phanh tang trống 2
7 Đồ hồ đo áp suất dầu 2
8 Khung tên mô hình 1
9 Sơ đồ mạch điện 1
10 Đèn báo ABS 1
11 Đèn bơm 1
12 Công tắc IG/SW 1
13 Công tắc mô tơ 1
14 Nút vặn điều khiển tốc độ mô tơ 1
4.3. Các bộ phận chính
4.3.1. Hệ thống phanh thủy lực
Sơ đồ hệ thống:
47 Bàn đạp phanh, bầu trợ lực chân không, xi lanh chính, bình dầu
Hình 4. 4. Cấu tạo bầu trợ lực chân không
Bầu trợ lực chân không là một bộ phận thuộc hệ thống phanh trên xe ô tô. Tận dụng độ chênh lệch giữa chân không của động cơ và áp suất của khí quyển để khuếch đại lực nhấn chân phanh. Nhờ bầu trợ lực chân không mà khi sử dụng phanh người điều khiển sẽ không tốn quá nhiều sức. Từ đó mà mang lại sự an toàn và ổn định cho người ngồi trên xe.
48 Xilanh chính là một cơ cấu chuyển đổi lực tác động của bàn đạp phanh thành áp suất thuỷ lực trong hệ thống phanh dẫn động bằng chất lỏng (dầu phanh). Áp suất này có tác dụng điều khiển guốc phanh hoặc má phanh ép sát vào trống hoặc đĩa phanh để hãm các bánh xe lại phục vụ cho mục đích phanh.
Cơ cấu phanh tang trống
Hình 4. 6. Phanh tang trống
Phanh tang trống gồm các bộ phận chính là xi lanh bánh xe, lò xo hồi, guốc phanh, trống phanh. Khi phanh thì áp suất dầu sẽ tác động vào xi lanh chính làm cho piston đây guốc phanh và ma sát với trống phanh nên sẽ hãm bánh xe lại. Hệ thống phanh đỗ được tích hợp vào hệ thống phanh tang trống bằng cách sử dụng dây cáp dẫn tới phía trước xe của bạn. Các dây cáp được gắn vào một đòn bẩy mà bạn đạp lên hoặc kéo. Khi đòn bẩy này được tác động, nó sẽ mở rộng guốc phanh trong tang trống và tự nêm cố định vị trí. Nêm này tạo ra một lực mạnh không cho bánh sau quay.
Đường dầu phanh: đường ống dầu phải chịu được áp lực lớn từ lực phanh.Trên thị trường, đường ống dầu phanh được bán với nhiều chất liệu như: cao su, thép, … Để đảm bảo hoạt động ổn định của cả hệ thống phanh, nên chọn đường ống làm từ thép không gỉ để thay thế. Nếu dùng đường ống dầu phanh làm từ cao su thì sẽ có hiện tượng mềm và phình đường ống sau một thời gian ngắn sử dụng.
49 Đồng hồ đo áp suất
Hình 4. 7. Đồng hồ áp suất dầu
Đồng hồ áp suất dầu có tác dụng đo áp suất trong đường dầu khi hoạt động phanh.
4.3.2. Hệ thống điều khiển ABS
Sơ đồ điều khiển hệ thống ABS của mô hình:
Hình 4. 8. Sơ đồ khổi điều khiển hệ thống ABS
Cảm biến tốc độ: là loại điện từ, chức năng là gửi tín hiệu điện áp xoay đến ECU ABS. ECU nhận được tín hiệu và tính toán được tốc độ xe và cho ra các tín hiệu ra.
50 Phía ngoài của roto có các răng, nên khi roto quay từ thông trong cuộn dây biến thiên nó sinh ra một điện áp xoay chiều. Điện áp xoay chiều này có tần số tỷ lệ với tốc độ quay của roto và trong quá trình hoạt động nó báo cho ABS ECU biết tốc độ quay của bánh xe.
ECU ABS
Hình 4. 10. ECU ABS.
Chức năng là nhận các tín hiệu đầu vào và đưa ra những tín hiệu đầu ra cho hệ thống chấp hành. ECU nhận tín hiệu từ cảm biến, tính toán nhận biết được tốc độ xe, đưa ra các tín hiệu đến van điện, bơm, đèn báo.
Bộ chấp hành thủy lực: các van điện từ, motor điện dẫn động bơm dầu, bơm dầu và bình tích áp.
+ Van điện từ: Van điện từ trong bộ chấp hành có 3 vị trí. Van điện từ có chức năng đóng mở các cửa van theo sự điều khiển của ECU để điều chỉnh áp suất dầu đến các xylanh bánh xe.
+ Motor điện và bơm dầu: Một bơm dầu kiểu piston được dẫn động bởi một motor điện, có chức năng đưa ngược dầu từ bình tích áp về xylanh chính trong các chế độ của hệ thống phanh ABS. Bơm được chia ra làm hai buồng làm việc độc lập thông qua hai piston trái và phải được điều khiển bằng cam lệch tâm. Các van một chiều chỉ cho dòng dầu đi từ bơm về xylanh chính.
51 + Bình tích áp: Chứa dầu hồi về từ xylanh phanh bánh xe, nhất thời làm giảm áp suất
dầu ở xylanh phanh bánh xe.
Công tắc máy, cầu chì, giắc chẩn đoán, đèn báo
+ Công tắc máy: bật và tắt nguồn điện cho việc khởi động
+ Cầu chì: đảm bảo cho mô hình hoạt động an toàn trong trường hợp hệ thống khi dòng điện lên mức quá tải ngăn chặn tình trạng cháy nổ
+ Giắc chuẩn đoán: đọc mã lỗi khi có lỗi xãy ra trong hệ thống.
+ Đèn bảo: có chức năng hiển thị hoạt động bơm, ABS có hoạt động hay không.
4.3.3. Hệ thống mô phỏng tốc độ của xe
Sơ đồ khối điều khiển tốc độ mô tơ mô phỏng cho tốc độ bánh xe:
Mô tơ: là mô tơ quay quạt làm mát két nước, điện áp 12V. Dùng để dẫn động quay bánh răng giúp mô phỏng hoạt động quay của bánh răng được gắn với các bánh xe.
Hình 4. 12. Motor
Thiết bị đầu vào: Công tắc máy Công tắc phanh Công tắc mô tơ
Mạch Điều Khiển Tốc Độ Động Cơ PWM 20A
Thiết bị đầu ra: Mô tơ
52 Mạch điều khiển tốc độ động cơ PWM 20A cho phép cung cấp dòng điện liên tục 20A cho động cơ DC hoặc tải DC khác, mạch được thiết kế với chiết áp điều chỉnh rời, và nút nhấn nhả.
Hình 4. 13. Mạch điều khiển tốc độ động cơ
Thông số kỹ thuật:
+ Điện áp đầu vào từ 12V – 48V + Dòng điện tối đa 20A
+ Xung PWM phạm vi điều chế độ rộng: 0-100%.
+ Kích thước mô-đun: chiều dài * chiều rộng * chiều cao 77mm * 45mm * 28mm
53
4.3.4. Sơ đồ mạch điện mô hình hệ thống ABS
Hình 4. 14. Sơ đồ mạch điện mô hình hệ thống ABS
4.4. Mô phỏng hệ thống điều khiển:
4.4.1 Mô phỏng tín hiệu từ cảm biến tốc độ:
Khi bánh xe đứng yên: không có tín hiệu điện áp
54 Khi xe chạy với tốc độ thấp: tín hiệu điện áp thưa và có giá trị thấp
Hình 4. 16. Đồ thị tín hiệu điện áp của cảm biến khi tốc độ bánh xe thấp
Khi xe chạy với tốc độ trung bình: tín hiệu điện áp dày hơn và giá trị trung bình
55 Khi xe chạy với tốc độ cao: tín hiệu điện áp dày và giá trị điện áp cao.
Hình 4. 18. Đồ thị tín hiệu điện áp của cảm biến khi tốc độ bánh xe cao
4.4.2. Mô phỏng hoạt động của mô hình hệ thống điều khiển ABS
Khi mô hình chưa hoạt động
56 Khi đèn ABS sáng trong 3s khi vừa bật công tắc IG/SW
Hình 4. 20. Mô hình khi đèn báo ABS sáng trong 3s sau khi bật công tắc IG/SW
Khi đạp phanh ABS hoạt động, có áp suất dẫn động, đèn báo bơm ABS sáng.
Hình 4. 21. Mô hình khi hoạt động, có áp suất dẫn động, đèn báo bơm ABS sáng
4.5. Những bài tập thực hành
4.5.1. Bài tập xác định cấu tạo của hệ thống
Yêu cầu:
+ Xác định được các chi tiết trên mô hình, liên hệ với vị trí của các chi tiết của hệ thống ABS trên xe
+ Nắm rõ chức năng của các chi tiết trên hệ thống ABS Mục tiêu:
57 + Giúp sinh viên hiểu rõ hơn các chi tiết của mô hình hệ thống ABS từ đó quen
thuộc các chi tiết ngoài thực tế
+ Giúp sinh viên hiểu về chức năng cơ bản của từng bộ phận của hệ thống ABS,