C. Bộ điều khiển ASR:
Hệ thống phanh ABS trên ôtô (Phần 6/6)
Phần VI: Hệ thống phanh ABS có BA (hay BAS)
HỆ THỐNG PHANH ABS VỚI CHỨC NĂNG HỖ TRỢ PHANH KHẨN CẤP (BAS HAY BA) BA)
BA - (Brake Assist) – Bộ hỗ trợ phanh là thiết bị hỗ trợ người lái khi phanh gấp (do hoảng hốt). Là một hệ thống sử dụng cảm biến áp suất ở bên trong bộ chấp hành ABS để phát hiện tốc độ và lực đạp bàn phanh của người lái.
Thiết bị này có thể nâng cao áp suất dầu phanh dưới tác động của người lái. Hệ thống hỗ trợ phanh thực hiện như sau: yêu cầu phanh của người lái được kích hoạt (cảm nhận) nhờ lực phanh (hay hành trình) trên bàn đạp phanh, và giá trị tín hiệu được đưa về bộ điều khiển điện tử. Thiết bị hỗ trợ phanh BAS có các chức năng sau:
- Nhận được tình trạng phanh gấp, để tăng áp suất phanh được theo yêu cầu của lái xe đến mức áp suất phanh cao ở các bánh xe sao cho tất cả các bánh xe có thể đạt tới giá trị độ trượt giới hạn.
- Nhận được điểm kết thúc của trạng thái phanh gấp để áp lực điều khiển phanh giảm về trạng thái yêu cầu của người lái.
Khi xe chuyển động trên đường, những tình huống bất ngờ có thể xảy ra và người lái tiến hành đạp phanh khẩn cấp với mong muốn phát huy hết hiệu quả. Bình thường, nếu nhấn hết bàn đạp phanh, hệ thống ABS có thể phát huy tối đa tính hiệu quả, nhưng nó có thể không đáp ứng nếu áp suất phanh chưa đủ lớn. Với xe có trang bị bộ ABS+BAS, các cảm biến nhận được tín hiệu yêu cầu của lái xe và so sánh quá trình biến đổi áp suất với giá trị tăng nhanh áp suất phanh hỗ trợ lái xe ở chế độ phanh khẩn cấp, nhằm mục đích tăng tính an toàn trong chuyển động và đạt hiệu quả phanh tốt nhất theo yêu cầu của người sử dụng.
phanh ngắn nhất trong trường hợp phanh khẩn cấp, lái xe xuống dốc hay khi xe kéo theo khoang chở hành khách, hàng hoá. Tất nhiên trong khi phanh lái xe phải đặt chân lên bàn đạp phanh.
Ở các kết cấu ABS thông thường cảm biến bàn đạp phanh, có nhiệm vụ đóng mạch điều khiển ECU – ABS còn bộ trợ lực phanh làm việc tuỳ thuộc voà vị trí bàn đạp phanh. Trên hệ thống ABS + BAS, sơ đồ khối mạch điều khiển và giản đồ phanh như sau:
Giản đồ phanh ABS có BA
- Bố trí các cảm biến:
Cảm biến áp suất có cấu trúc tương tự như các loại cảm biến dùng cho hệ thống phanh ABS khác, tín hiệu từ cảm biến được thường xuyên được cấp về ECU – ABS. Cảm
biến áp suất gây nên do trạng thái đạp phanh khẩn cấp được bố trí sau xy lanh chính ngay sát với block thuỷ lực nhằm phản ánh đúng trạng thái áp suất của hệ thống. Các van mở đường dầu hỗ trợ được bố trí trực tiếp trong block thủy lực.
Cảm biến hành trình 1 được bố trí trong buồng xy lanh trợ lực bằng chân không của xy lanh chính, và tín hiệu thu đuợc là sự dịch chuyển của màng trợ lực 8. Cảm biến
thường là dạng cảm biến điện trở biến thiên. Sự biến đổi của điện áp tín hiệu tỷ lệ với hành trình bàn đạp.
Đặc tính và nguyên tắc hoạt động của BAS.
Đặc tính phanh và nguyên tắc hoạt động của hệ thống ABS+BAS mô tả trên đồ thị hình. Phần cơ khí sử dụng xy lanh có trợ lực chân không tiếp nhận yêu cầu phanh của lái xe. Khi lái xe đạp phanh bình thường, áp suất phanh tăng dần theo quy luật trợ lực do lái xe tác động.
Khi lái xe đạp phanh khẩn cấp, áp suất sinh ra sau xy lanh chính không tăng kịp, hệ thống điều khiển nhanh chóng chuyển mạch tới mức áp suất cao hơn. Quá trình xảy do sự chậm chễ chuyển mạch rất ngắn và áp suất dầu gia tăng nhanh tới ngưỡng của giá trị điều chỉnh độ trượt. Quá trình giảm áp, giảm áp và tăng áp xảy ra trong một vài chu trình điều chỉnh ở vùng lân cận độ trượt yêu cầu, tốc độ ô tô nhanh chóng giảm xuống, cho tới khi đảm bảo sự tương thích giữa hành trình bàn đạp và áp suất của hệ thống, kết thúc pha 1. Trong thời gian thực hiện phan này, áp suất phanh đạt ở giá trị cao, độ trượt bánh xe trong giới hạn tối ưu của ABS nên giảm nhỏ được quãng đường phanh. Mỗi khi áp suất đo được nhỏ hơn giá trị yêu cầu (nhả chân phanh) hệ thống nhận biết được yêu cầu của lái xe và giảm dần áp suất phanh (pha 2). Trong trường hợp đó ECU – ABS + BAS tác dụng chuyển mạch điều khiển sang chế độ phanh theo thông thường (theo kiểu A hay Kiểu B). Sự điều chỉnh được chuyển êm dịu theo tín hiệu áp suất đo được và tạo điều kiện. Lái xe lại tiếp tục phanh với các hệ thống không có thiết bị hỗ trợ.
Hỗ trợ trực tiếp xy lanh chính (Kiểu A)
Phần cơ khí sử dụng xy lanh có trợ lực chân không tiếp nhận yêu câu phanh của lái xe. Trong trạng thái điều khiển bình thường của bàn đạp phanh, lực trợ lực phanh thông thường xuất hiện. Khi lái xe đạp phanh nhanh khẩn cấp van điện từ 7 làm việc tăng thêm lực đẩy cho cần đẩy pittông xy lanh chính tạp áp lực dầu tới có mức cao hơn. Sơ đồ một hệ thống thủy lực ABS + BAS kiểu A mô tả ở hình.
Hệ thống sử dụng 8 van 2 vị trí với bộ trợ lực có bố trí cảm biến tốc độ bàn đạp, cảm biến áp suất và một cụm van điện từ bên trong bộ trợ lực phanh.
Nhìn chung toàn hệ thống không có nhiều sai khác về nguyên lý so với hệ thống ABS thông thường. Đặc tính làm việc của hệ thống phụ thuộc vào sự kích hoạt làm việc của cụm van điện từ. Độ chậm tác động của hệ thống khi chuyển sang chế độ hỗ trợ nhanh hơn, nhưng hiệu quả đạt được áp suất cao nhất chậm.
Hệ thống sử dụng 8 van 2 vị trí với bộ trợ lực có bố trí cảm biến tốc độ bàn đạp, cảm biến áp suất và một cụm van điện từ bên trong hõ trợ lực phanh.
Nhìn chung toàn bộ hệ thống không có nhiều sai khác về nguyên lý so với hệ thống ABS thông thường. Đặc tính làm việc của hệ thống phụ thuộc vào sự kích hoạt làm việc của cụm van điện từ.
Hỗ trợ từ bơm dầu (Kiểu B)
Cảm biến đóng mạch phanh, cảm biến hành trình bàn đạp, cảm biến áp suất sau xy lanh chính giống như kiểu A, ở kết cấu này sự tiếp nhận yêu cầu phanh của lái xe xảy ra nhờ hành trình bàn đạp và áp suất trên đường dầu kích hoạt hiệu quả của trợ lực phanh.
Trong trạng thái điều khiển bình thường của bàn đạp phanh, lực trợ lực phanh thông thường xuất hiện. Khi sự thay đổi hành trình bàn đạp nhanh hơn các giá trị yêu cầu thiết bị hỗ trợ được kích hoạt làm việc. Nếu lái xe hạ thấp lực bàn đạp dưới hành trình
kích hoạt, thiết bị hỗ trợ được ngắt. Lái xe lại có thể phanh xe không có tác dụng hỗ trợ phụ (không có hiện tượng nháy bàn đạp phanh).
Sơ đồ khối rút gọn một nhánh của hệ thống phanh ABS+BAS kiểu B mô tả trên hình. Bộ phận chấp hành của hệ thống ABS có thêm một cụm van điện từ chuyển mạch hỗ trợ phanh khẩn cấp được điều khiển bởi ECU – ABS. Van chuyển mạch BAS được đặt trong blok thuỷ lực nằm giữa xy lanh chính và blok thuỷ lực.
Khi ECU điều khiển trượt xác định người lái đang thực hiện chế độ phanh khẩn cấp, ECU – ABS ngắt dòng đienẹ cấp đến van điện từ chuyển mạch hỗ trợ phanh, đóng mạch dầu từ xy lanh chính. Bơm dầu cung cấp dầu từ xy lanh các bánh xe tạo nên áp lực dầu lớn để hỗ trợ phanh khẩn cấp.
Các bánh xe được làm việc với áp suất cao, đồng thời với mạch điều khiển ABS thông thường (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Sau khi xác định hết thời gian hỗ trợ phanh, ECU gửi dòng điện đến đóng van chuyển mạch để ngắt dòng thuỷ lực từ bơm đến xylanh bánh xe. Trạng thái phanh trở lại như chưa phanh gấp.
Van an toàn BAS có kết cấu là van điều áp, sẽ được mở phụ thuộc vào diễn biến của sự thay đổi áp suất theo các quá trình giữ, giảm áp yêu cầu, nhằm bảo đảm áp suất dầu trong xylanh bánh xe không vượt quá mức giới hạn.
BAS loại này cũng đặt thời gian hỗ trợ và mức hỗ trợ để làm cho cảm giác về phanh càng tự nhiên càng tốt bằng cách điều chỉnh hỗ trợ theo yêu cầu:
1. Trong trường hợp phanh khẩn cấp (thời gian ngắn) nhưng áp suất dầu phanh mong muốn không đủ lớn.
2. Khi có hỗ trợ của BAS, dựa trên tốc độ đạp phanh, bộ điều khiển trung tâm tính toán để bộ chấp hành thực hiện tăng lực phanh lớn trong thời gian ngắn. Trong khoảng thời gian tiếp theo áp suất dầu phanh có thể giảm nhỏ hơn giai đoạn đầu.
3. Khi BAS đã hoạt động, nếu người lái xe nhả bàn đạp chân phanh có chủ ý, hệ thống sẽ giảm mức độ trợ giúp.
Quãng đường phanh của ô tô khi có BA và không có BA
Ở tốc độ 100 km/h, với các điều kiện tương đương, thử nghiệm so sánh cho thấy việc sử dụng BA giúp rút ngắn quãng đường phanh từ 46 m (không hỗ trợ) còn 40 m.