3.7.1. Ưu điểm
- Nó có thể cải thiện việc đo áp suất phanh cần thiết và mỗi bánh xe có thể được điều khiển chính xác.
- Giảm khoảng cách dừng đặc biệt trong khi dừng khẩn cấp.
- Nó có thể Tăng độ an toàn cho động lực học của xe vì hệ thống điều khiển Động lực học xe ABS và ESC có thể được sử dụng một cách tối ưu.
- Nó cũng có thể dẫn đến việc ổn định thời gian và thoải mái hơn cho xe trong quá trình điều khiển ESC.
- Việc sử dụng dự trữ lực phanh ở trục sau do tăng lực phanh và chia sẻ trong phạm vi phanh một phần và khi phanh từ tốc độ thấp.
- Hậu quả trong hiệu suất phanh ổn định hơn với các giá trị giảm tốc tối ưu khi vào cua do lực phanh được chuyển sang các bánh xe bên ngoài.
- Không có phản ứng (rung) trên bàn đạp phanh trong quá trình ABS.
- Nó cải thiện việc đo áp suất phanh cần thiết vì mỗi bánh xe có thể được điều khiển chính xác.
3.7.2. Nhược điểm
- Bảo trì cao
- Các bộ phận điện tử tốn kém để thay thế - Một số người không thích tiếng ồn của SBC
- Việc triển khai kém và thiết kế kém dẫn đến sự sụp đổ của nó - Mercedes quyết định dừng công nghệ do bảo trì tốn kém.
3.8. Tầm nhìn
- Sự xuất hiện của thiết bị điện tử trong công nghệ phanh đã mở ra một cơ hội mới và đầy hứa hẹn cho các kỹ sư của Mercedes - và không chỉ trong các lĩnh vực an toàn và bảng điều khiển.
Hình 3.13 Chi tiết của các bộ phận
- Bằng phương tiện của SBC, họ cũng đã tiến gần hơn đến việc hiện thực hóa mục tiêu dài hạn của mình và được đặt tên là có thể tự động hướng dẫn những chiếc xe của tương lai dọc theo con đường với sự trợ giúp của máy quay video, radar gần và Viễn thông tiên tiến.
- Đối với hướng dẫn xe tự hành như vậy, các chuyên gia Cần một hệ thống phanh được điều khiển bằng máy tính, tự động hành động theo hướng dẫn của xe tự động điện tử và dừng xe an toàn. Ngoài ra, các kỹ sư của Mercedes đang thử một con đường mới và đầy hứa hẹn ngoài sự thoải mái và an toàn. Sao lưu thủy lực điện đóng một vai trò rất quan trọng trong việc cải thiện khả năng hỗ trợ phanh cho hiệu suất. Prefilling là một quá trình trong đó SBC nhận ra các trình điều khiển chuyển động nhanh và với sự trợ giúp của bình chứa áp suất cao, hệ thống sẽ tăng áp suất bên trong các dây phanh và ngay lập tức nhấn bàn đạp vào đĩa phanh để có được độ bám chặt với hỗ trợ bàn đạp phanh. Chức năng tổng thể này dẫn đến khoảng cách phanh ngắn hơn so với các hệ thống phanh khác lên đến 3%.
- Chương trình ổn định điện tử (ESC) giữ an toàn cho xe bằng cách tạo ra các xung phanh ở bánh xe bằng cách giảm tốc độ động cơ do đó mang lại lợi ích của động lực học và độ chính xác cao hơn. Bình chứa áp suất cao đã tạo ra các xung phanh nhanh hơn, do đó giúp ổn định xe dễ dàng và thoải mái. Chức năng dừng mềm chủ yếu tập trung vào việc dừng xe thoải mái và dẫn đến hành động phanh mượt mà. Chức năng hãm khô được kích hoạt để làm khô màng nước trên bề mặt phanh hình thành trong khi di chuyển trên bề mặt ướt. Chức năng hỗ trợ kẹt xe được kích hoạt trong khi không có bất kỳ chuyển động xe nào. Nó đóng góp như một tính năng độc đáo cho các trình điều khiển vì họ chỉ cần sử dụng bàn đạp ga. Khi họ nhả chân ga, SBC làm cho chiếc xe chậm lại ở trạng thái dừng ở tốc độ giảm tốc đều đặn. Lái xe đi là để ngăn chặn chức năng của một chiếc xe hơi lùi và tiến trên những con dốc cao, do đó thêm một tính năng an toàn. Kết quả là việc kiểm soát áp lực hạt bị phạt SBC cung cấp một cơ sở duy nhất để thực hiện kiểm soát lực kéo và bảo vệ. Hơn nữa sự phát triển trong hệ thống phanh này đã dẫn đến sự cải thiện trong việc đo áp suất phanh cần thiết, góp phần kiểm soát chính xác từng bánh xe. Tỷ lệ phanh điện tử (EBP) cho phép tỷ lệ thích hợp từ trước ra sau và từ bên này sang bên kia. Không có rung bàn đạp trong quá trình hoạt động của nó dẫn đến việc loại bỏ sự mất tập trung của người lái xe trong những thời điểm quan trọng.
- Sự tham gia của cơ điện tử trong việc này hệ thống dẫn đến phản ứng nhanh hơn với các đầu vào yêu cầu ngắt. Giảm áp suất ở trạng thái dừng làm giảm căng thẳng cho các thành phần. Mặc dù những ưu điểm nêu trên có thể là về mặt kỹ thuật và có thể bị thách thức, chúng
ta không thể phủ nhận thực tế là tỷ lệ tai nạn đã giảm 15%, đặc biệt là do SBC tiêu chuẩn trong xe hơi của Mercedes giữ cho chiếc xe đi với độ khó ít hơn. Yếu tố chính góp phần làm giảm số vụ tai nạn là sự an toàn được cung cấp do phân bổ lực phanh thay đổi, ảnh hưởng tích cực đến việc tuân thủ lái xe ô tô.
3.9. Kết luận
- Từ đó, chúng ta có thể kết luận rằng công nghệ phanh nhạy cảm là hệ thống công nghệ tiên tiến trong các tương tác của cơ học và điện tử mang lại lợi ích của nó ở mức độ lớn hơn. Máy vi tính, phần mềm, cảm biến, van cũng như máy bơm điện cùng nhau cho phép quản lý phanh hoàn toàn mới lạ, rất năng động. Xem xét những nhược điểm của nó là không chính xác để kết luận rằng Mercedes sẽ hoàn toàn loại bỏ hệ thống SBC. Nó chắc chắn sẽ tiếp tục phát triển và cải thiện hệ thống phanh với các điều kiện ít bị trục trặc hơn. Cân nhắc đến tương lai của Mercedes cần phải thử và bỏ hệ thống SBC và sẽ thay thế bằng hệ thống phanh thích ứng mới, đây là mẫu facelift đầu tiên. Thực tế không thể bỏ qua rằng những lợi thế bổ sung của hệ thống phanh nhạy cảm mang lại chất lượng cao và tiên tiến, ổn định cũng như tuổi thọ. Kết hợp quản lý đi xe và xử lý với an toàn lái xe được cung cấp bởi hệ thống phanh theo cách bền vững và có thể tính toán khác biệt với hệ thống phanh khác một cách sinh lợi. Các kỹ sư của Mercedes đang khám phá những con đường mới và đầy hứa hẹn ngoài sự thoải mái và an toàn. Với SBC, các kỹ sư cũng đã thực hiện một bước tiến lớn khác để đạt được mục tiêu hướng dẫn ô tô của ngày mai hoàn toàn tự động quanh thị trấn và quốc gia. Cơ sở phát triển trong lĩnh vực hệ thống phanh, hệ thống kiểm soát phanh nhạy cảm đã chứng minh rằng chỗ đứng trong kỹ thuật ô tô do hiệu quả và độ tin cậy của nó so với các hệ thống thông thường
Chương 4
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
4.1. Kết luận
4.1.1 Mối quan hệ giữa hệ thống TCS (Traction Control System), hệ thống ABS (Antiblock Braking System) và hệ thống ESC (Electronic Stability Control) (Antiblock Braking System) và hệ thống ESC (Electronic Stability Control)
- Như đã biết qua các lý thuyết và thực tiễn đã nghiên cứu, cả ESC và ABS điều được trang bị trên xe với mục đích an toàn và ổn định khi xe mất cân bằng. Do đó giữa ABS và ESC có mối liên hệ với nhau qua cơ cấu điều khiển.
- Thực tế, công nghệ ESC sử dụng bộ điều khiển của ABS (TCS cũng sử dụng ECU của ABS). Do đó các tín hiệu đầu vào, tín hiệu đầu ra, cơ cấu chấp hành của ABS cũng được sử dụng để tính toán cho ổn định thân xe ESC. Với những xe có ESC thì chắc chắn có ABS, ngược lại, những xe có ABS chưa chắc có ESC.
- Và một lí do khiến ABS là điều kiện tiên quyết đối với ESC là: như chúng ta đã biết ESC ổn định cân bằng xe dựa vào phanh, cụ thể khi quay vòng thiếu ESC điều khiển phanh bánh phía đối diện với hướng xe bị trượt để tạo ra moment bù đưa xe về trạng thái mong muốn. tương tự khi xe quay vòng thừa phanh bánh trước bên lái để tạo moment bù đưa xe về trạng thái mong muốn. Nếu như xe không có ABS, thì rất có thể khi quay vòng thừa quay vòng thiếu hoặc vượt chướng ngại vật ESC điều khiển phanh bánh xe nhưng khi này bánh xe bị bó cứng và trượt lết, tức là không những không tạo ra được moment bù để đưa xe về trạng thái cân bằng (vào cua ổn định) mà còn gây ra tình trạng mất phương hướng của bánh xe do vừa thiếu lái hoặc thừa lái vừa bị bó cứng bánh xe rất nguy hiểm.
- Tương tự với TCS, nếu không có kiểm soát lực kéo can thiệp thì khi ESC hoạt động, bánh xe bị trượt lết gây ra tình trạng vừa quay vòng thiếu hoặc thừa vừa trượt lết bánh xe. Lúc này tài xế không thể điều khiển được xe rất nguy hiểm.
- Tóm lại, trên xe nếu trạng bị ESC thì phải có ABS và TCS.
4.1.2. Tổng kết hệ thống phanh BBW (Brake By Wire)
- BBW là một công nghệ phanh hiện đại mà hiệu quả phanh mang lại là rất cao, có thể thấy BBW rất thích hợp xu hướng phát triển xe hiện nay là bên cạnh tốc độ và hiệu suất còn phải có độ an toàn và tiện nghi.
- Với điều khiển dựa và hệ số trượt của ABS và tính toán phanh bánh xe đối diện để tạo moment bù trong ESC, cùng với tín hiệu từ các cảm biến quan trọng BBW đã ứng dụng rất hiệu quả cơ sở lý thuyết của ABS và ESC vào để điểu khiển cơ cấu phanh, đem lại rất nhiều hiệu quả cho xe sử dụng BBW một trong số đó là SBC trên Mercedes với một số tính năng như ổn định khi mất lái kết hợp cùng với ESC của Mercedes và TRC hay ABS đảm bảo xe không bị trượt.
- Hơn nữa, BBW là công nghệ mà cả các thành phần cấu tạo, các tín hiệu đầu vào đầu ra, bộ điều khiển đến mạng giao tiếp hiện đại nên nó đem lại tốc độ sử lý rất nhanh và tối ưu, điều đó rất cần thiết với xu hướng an toàn trên xe bây giờ. Thêm vào đó, do các ưu điểm về tốc độ giao tiếp, tốc độ sử lý nó cho chúng ta cả tín hiệu về để báo tình trạng hoạt động của hệ thống.
- Như vậy, có thể nói BBW có thể đạt được hiệu suất phanh tối ưu như vậy là nhớ ứng dụng lý thuyết điều khiển của cả ABS và ESC vào hệ thống tính toán của mình cùng với sự kết hợp của các thuật toán xử lý, các bộ phận cấu tạo hiện đại mà BBW đã trở thành một trong những hệ thống phanh an toàn nhất trên thế giới.
4.1.3. Hệ thống BBW (Brake By Wire) và sự khác biệt
- Tại sao lại chọn hệ thống phanh BBW thay vì các hệ thống phanh thông thường?
- So với các mặt hạn chế như chi phí bảo dưỡng thay thế cao do thiết bị hiện đại và sự tin cậy của người dụng vào BBW chưa cao do chưa được phổ biến, thì các ưu điểm mà hệ thống BBW mang lại còn cao hơn rất nhiều so với hiệu quả mà phanh thông thường mang lại:
+ Thời gian phản ứng nhanh hơn do không có liên kết cơ học, dẫn đến khoảng cách dừng ngắn hơn.
+ Loại bỏ các bộ phận cơ khí, thủy lực phức tạp, nặng nề trên xe. + Cải thiện hiệu quả và ổn định kiểm soát phân phối lực phanh.
+ Tăng cường khả năng chẩn đoán của hệ thống phanh. Như đã nói do ECU với các thuật toán tối ưu thì các tín hiệu về để thông báo tình trạng hoạt động của BBW.
+ Thích ứng dễ dàng hơn với các hệ thống hỗ trợ như ABS, ESC,TCS dẫn đến hệ thống điều khiển động lực học xe ABS và ESC có thể được sử dụng một cách tối ưu.
+ Tiết kiệm không gian và giảm thiểu trọng lượng xe.
+ Loại bỏ các vấn đề về môi trường liên quan đến hệ thống phanh thủy lực truyền thống. + Do được điều khiển từ các cảm biến đầu vào, nó có thể cải thiện chính xác việc đo áp suất phanh cần thiết và mỗi bánh xe có thể được điều khiển chính xác. + Nó có thể ổn định thời gian và thoải mái hơn cho xe trong quá trình điều khiển ESC. Nói cách khác là do BBW điều khiển nhanh hơn nên thời gian ESC hoạt động cũng nhanh hơn.
+ Không có phản ứng (rung) trên bàn đạp phanh trong quá trình ABS.
- Qua các sự khác biệt từ các ưu điểm trên của BBW so với các phanh cơ khí thông thường thì có thể thấy BBW đã mang lại một cách nhìn mới cho cơ cấu phanh truyền thống như cách mà xe điện thay đổi cách nhìn với xe truyền thống sử dụng các nhiên liệu hóa thạch (Tesla tiên phong trong lĩnh vực xe điện).
4.2. Kiến nghị
- Vì nhiều lý do mà đề tài còn 1 số hạn chế. Nếu có thời gian và kinh phí nên phát triển đề tài thành một cuốn sách nói về các hệ thống mới trên ô tô để cung cấp nguồi tư liệu cho chuyên ngành.
- Kiến thức chuyên ngành rất quan trọng cho sinh viên. Đây là một tài liệu có ích cho các bạn có sự đam mê về lĩnh vực các hệ thống an toàn và tiện nghi trên xe. Hi vọng nó sẽ giúp ích cho sinh viên ngành Công nghệ Kỹ thuật Ô tô có thể hiểu nhanh và sâu hơn về hệ thống phanh mới trên ô tô.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Weidong Xiang, Paul C. Richardson, Chenming Zhao, and Syed Mohammad,
Automoblie Brake-by-Wire Control System Design and Analysis, IEEE Trans. Veh. Technol,
vol. 57, no. 1, pp. 138-144, 01/2008.
[2] Mohan Sundar, Mohan Sundar, Brake-by-Wire, Motivation and Engineering - GM Sequel, General Motors Corporation, PBR Automotive, 01/2006.
[3] TS. Đào Mạnh Hùng, KS. Nguyễn Đức Trung, Xây dựng thuật toán điều khiển hệ thống chống bó cứng bánh xe (ABS) trên cơ sở lí thuyết điều khiển trượt, Tạp chí cơ khí Việt
Nam, 04/2010.
[4] Konrad Reif Ed, “Brake, brake control and driver assistance systems” của hãng Bosch, năm 2014.
[5] Mr. Atul B. Takle1 Prof. Swapnil R. Umale, Sensotronic Braking System, IJSRD -