Hình 2.20: Hệ thống EBD.
Hệ thống ABS giúp người lái duy trì khả năng lái trong những tình huống phanh khẩn cấp mà không bị bó cứng bánh xe, nhưng để hệ thống phanh có thể hoạt động hiệu quả trong mọi điều kiện thì hệ thống EBD được tích hợp vào chung với hệ thống ABS. Hệ thống EBD là hệ thống phân bố lực phanh điện tử. Phần lớn các xe có động cơ đặt ở phía trước, tải trọng tác dụng lên các bánh xe trước lớn hơn và khi phanh do lực quán tính nên tải trọng cũng được phân bố lại, càng tăng ở các bánh xe trước và giảm đi ở các bánh xe sau. Một trường hợp nữa là khi xe vào cua, tải trọng cũng
70 tăng lên ở các bánh xe phía ngoài, còn phía trong giảm đi, nên lực phanh cũng cần phải phân phối lại, nhưng các van điều hòa lực phanh cơ khí không giải quyết được vấn đề này. Chính vì hạn chế đó nên van điều hòa lực phanh bằng cơ khí đã được thay thế bởi hệ thống phân phối lực phanh bằng điện tử EBD với độ chính xác và hiệu quả cao hơn. Hệ thống EBD không chỉ phát hiện tải trọng tác dụng lên từng bánh xe mà còn có thể thay đổi lực phanh tác dụng lên bánh xe ngay lập tức để phù hợp với tải trọng ở từng bánh xe.
Hệ thống EBD có cấu tạo tương tự như hệ thống ABS, nó chỉ được lập trình khác nhau. Đối với hệ thống EBD, 3 sự khác biệt cần thiết đó là: cảm biến có thể xác định tỷ số trượt của từng bánh xe, van có thể điều khiển lực phanh tới từng bánh xe và ECU có thể tính toán lực phanh cần thiết.
Cấu tạo hệ thống EBD bao gồm:
Cảm biến tốc độ bánh xe: Để xác định tỷ số trượt của bánh xe, hệ thống EBD cần 2 tín hiệu: tốc độ quay của bánh xe và tốc độ xe. Nếu tốc độ quay của bánh xe chậm hơn tốc độ xe thì bánh xe có thể trượt. Cảm biến được đặt ở mỗi bánh xe để xác định tốc độ bánh xe. Không có cảm biến nào đo cụ thể tốc độ xe. Thay vào đó, ECU tính toán tốc độ xe được dựa trên tốc độ trung bình của 4 bánh xe.
Bộ điều khiển lực phanh: Hệ thống EBD có thể điều chỉnh lượng dầu phanh đi vào mỗi bánh xe thông qua các van được điều khiển bằng điện.
ECU điều khiển trượt: ECU nhận tín hiệu đầu vào của cảm biến tốc độ, tính toán độ trượt của bánh xe, và điều khiển Bộ điều khiển lực phanh để tác dụng lực phanh thích hợp giữ tỷ số trượt ở mỗi bánh xe nằm trong khoảng cho phép (10% - 30%).
Cảm biến Yaw: cảm biến Yaw xác định sự quay của xe khi xe quay vòng. Nó có thể được so sánh với góc xoay vô-lăng bằng cách sử dụng một cảm biến góc xoay vô-lăng để phát hiện dư lái (xoay quá nhiều so với góc của bánh xe) hoặc thiếu lái (không đủ góc xoay không ứng với góc xoay bánh xe). EBD sau đó có thể điều chỉnh sự lái bằng cách kích hoạt một trong những hệ thống phanh sau. Cảm biến Yaw giúp ngăn ngừa hiện tượng dư lái và thiếu lái. Khi xe đang bắt đầu dư lái hoặc thiếu lái cảm biến Yaw sẽ ghi lại chuyển động bất thường dọc theo trục thẳng đứng của xe,
71 và hệ thống EBD sẽ áp dụng hệ thống phanh trên bánh xe bên trong (để khắc phục hiện tượng thiếu lái) hoặc bánh xe bên ngoài (để khắc phục hiện tượng dư lái).
Hình 2.21: Sơ đồ điều khiển của hệ thống EBD.
Hoạt động của van điện: Khi tốc độ của xe giảm xuống thấp hơn mức quy định, nếu tốc độ bánh sau nhỏ hơn tốc độ bánh trước. Bộ điều khiển thủy lực đóng van giữ áp để giữ áp suất thủy lực ở bánh sau. Nếu tốc độ bánh sau giảm thêm nữa, bộ điều khiển thủy lực mở van giảm áp của bánh sau trong 1 khoảng thời gian ngắn để giảm áp suất thủy lực tác dụng lên bánh sau. ECU gửi tín hiệu tần số cao đến solenoid để điều khiển chính xác vị trí van.
72
Phân phối lực phanh ở các bánh trước và bánh sau:
Hình 2.24: Phân phối lực phanh khi xe đang thực hiện quá trình phanh.
Khi xe thực hiện quá trình phanh, trọng lượng xe di chuyển về phía trước, ở xe có động cơ đặt phía trước làm tăng thêm tải trọng tác dụng lên các bánh trước và làm tăng độ bám ở bánh trước, giảm độ bám ở bánh sau. Điều này làm cho bánh sau dễ bị khóa cứng trong khi phanh. Khi bánh sau bị trượt, chiếc xe bắt đầu bị lắc đuôi hoặc bị xoay vòng. Ở hệ thống cũ, hệ thống phanh sử dụng van điều hòa lực phanh để phân bố lực phanh cho bánh xe trước và sau. Tuy nhiên, với ABS van điều hòa lực phanh không còn cung cấp giải pháp lý tưởng cho vấn đề này nữa. Đối với hệ thống EBD, nếu ECU xác định bánh sau có nguy cơ bị trượt thì ECU sẽ gửi tín hiệu đến bộ điều khiển lực phanh tác dụng ít lực phanh ở bánh sau hơn trong khi vẫn giữ (hoặc nếu cần thiết, tăng) lực phanh tác dụng lên bánh trước.
Phân phối lực phanh ở các bánh trong và bánh ngoài khi xe đang quay vòng:
Hình 2.25: Phân phối lực phanh khi xe đang quay vòng.
Khi xe đang quay vòng, các bánh xe bên ngoài sẽ quay nhanh hơn bánh xe bên trong nếu tác dụng phanh trong khi xe đang quay vòng tải trọng tác dụng lên các
73 bánh phía ngoài tăng lên nếu có quá nhiều lực phanh tác dụng lên bánh bên xe bên trong thì bánh xe bên trong có thể bị khóa cứng. ECU xác định điều khiện này bằng các tín hiệu từ các cảm biến và điều khiển bộ chấp hành để điều chỉnh tối ưu sự phân phối lực phanh đến bánh xe bên trong.