70
3.2.2. Phanh có ABS khi thay đổi hệ số bám bằng 0,6
Xe vận hành trên nhiều địa hình khác nhau, do đó mà phạm vi hoạt động của hệ thống phanh cũng rộng theo. Xe có thể phanh trên đường khơ, đường ướt hay đường tuyết…nên hiệu quả phanh trên từng loại đường cũng khác nhau. Để đặc trưng cho loại đường mà xe hoạt động có thể kể tới hệ số bám. Hệ số bám đặc trưng cho sự tiếp xúc giữa bánh xe với mặt đường và khơng có giá trị cố định trong q trình xe chuyển động bởi trạng thái vận hành khác nhau. Hệ số bám phụ thuộc vào phản lực thẳng đứng tác dụng lên bánh xe, góc lệnh bánh xe so với phương chuyển động và độ trượt. Để nghiên cứu hành vi của xe khi phanh trên loại đường có hệ số bám khác nhau, luận văn tiến hành mơ phỏng q trình giảm tốc của xe khi phanh trên đường có hệ số bám bằng 0,6.
Quá trình phanh vẫn được luận văn thực hiện theo kịch bản tăng tốc xe trong 10s với độ mở bướm ga là 65% sau đó ngắt động cơ khỏi hệ thống truyền lực và thực hiện phanh.
Hình 3. 16: Vận tốc của xe và vận tốc góc bánh xe khi phanh trên đường có hệ số bám bằng 0,6
Hình 3.16 Thể hiện sự suy giảm vận tốc dài của xe và vận tốc dài của các bánh xe khi phanh. Từ độ thị nhận thấy rằng để xe dừng hẳn trong quá trình phanh cần tới
71
3,6s. Thời gian phanh trong trường hợp này tăng lên rõ rệt khi phanh trên đường ướt (đường có hệ số bám thấp). Điều này được giải thích rằng, trên đường có hệ số bám thấp, sự tiếp giữa bánh xe và mặt đường từ tiếp xúc biến dạng đàn hồi nhanh chuyển sang vùng trượt kéo theo hệ số bám giảm nhanh chóng, do vậy hiệu quả suy giảm vận tốc kém. Mặt khác, do sự tiếp xúc giữa bánh xe và mặt đường nhanh chuyển sang vùng trượt nên tần số điều khiển của bộ điều khiển ABS cũng tăng. Từ đồ thị nhận thấy rằng, từ giây thứ 12 ( t = 12s) tới giây thứ 13 (t = 13s) bộ điều khiển thực hiện khoảng 10 lệnh điều hiển tăng áp – giữ áp – giảm áp.
Hiệu quả phanh trong trường hợp phanh trên đường ướt giảm đáng kể, trên hình 3.17 thể hiện gia tốc của quá trình phanh. Gia tốc lớn chậm dần cực đại trong trường hợp này chỉ đạt jmax = 0,6g.
Hình 3. 17: Gia tốc chậm dần của xe khi phanh trên đường có hệ số bám bằng 0,6
3.2.3. Phanh có ABS khi thay đổi hệ số bám bằng 0,8
Trong những năm gần đây, hệ thống giao thơng tại Việt Nam có nhiều cải biến rõ rệt. Chất lượng đường bộ được tăng lên đáng kể, phần lớn thời gian vận hành xe trên đường có độ bám tốt. Để có cách nhìn nhận thực tế, trong mục này luận văn mô phỏng
72
quá trình chuyển động của xe khi phanh trên đường có hệ số bám bằng 0,8. Kịch bản phanh được áp dụng giống với mục 3.2.2.
Sự thay đổi vận tốc góc tại các bánh xe là phức tạp và được quyết định bởi bộ điều khiển. Để giảm vận tốc từ 80km/h về 0km/h cần thời gian là t = 3s. Gia tốc chậm dần cực đại đạt khoảng 0,8g = 8 m/s2 (hình 3.18 và hình 3.19)
Hình 3. 18: Đồ thị vận tốc dài tại các bánh xe và của xe khi phanh có ABS
73
KẾT LUẬN
CarSim là một phần mềm mơ phỏng cơ khí, cho phép truy suất ảnh động và các kết quả, số liệu dưới dạng đồ thị. Để tác động sâu hơn vào mơ hình, CarSim cho phép khảo sát kết hợp với phần mềm MatLab Simulink và kết hợp với LabView để mô phỏng thời gian thực do vậy Carsim rất thuận lợi trong việc khảo sát đáp ứng của xe trong mọi điều kiện vận hành và mô phỏng trong thời gian thực.
Để mô phỏng và khảo sát hệ thống phanh trên một xe bất kỳ, không những phải khai báo chi tiết các thông số hệ thống phanh như áp suất phanh tại xy lanh chính, lực bàn đạp phanh… mà cần khai báo một cách tỷ mỉ các thông số khác của xe áp dụng khảo sát. Việc khai báo các thơng số sẽ quyết định mức độ chính xác của mơ hình
Hiệu quả phanh của hệ thống phanh khơng có ABS (hệ thống phanh thường) được quyết định bởi thông số kỹ thuật của hệ thống, lực phanh càng nhỏ thì hiệu quả phanh càng kém, nhưng lực phanh quá lớn sẽ gây hiện tượng bó cứng bánh xe làm mất khả năng kiểm sốt xe của người lái.
Kết quả khảo sát hệ thống phanh có ABS cho thấy tần số đáp ứng của hệ thống có thể lên đến 10hz, chu kì điều khiển ABS được quyết định bởi điều kiện vận hành của xe. Đối với các đường có hệ số bám nhỏ, bánh xe nhanh chóng bị bó cứng do vậy tần số điều khiển ABS cần lớn hơn, hiệu quả phanh trên đường này cũng giảm so với đường có hệ số bám cao.
Hệ thống ABS được bố trí trên xe ngồi có tác dụng chống bó cứng bánh xe cịn giúp cho duy trì sự tiếp xúc giữa bánh xe và mặt đường, do đó đảm bảo tính điều khiển hướng chuyển động. Điều này có ý nghĩa vơ cùng quan trọng trong quá trình lái xe đánh lái khi gặp tai nạn bất ngờ.
74
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] GS.TSKH. Nguyễn Hữu Cẩn (chủ biên) và tập thể tác giả – Lý thuyết ôtô
máy kéo – Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật. Hà nội , 2003.
[2] TS. Nguyễn Nước – Lý thuyết ôtô – Nhà xuất bản Giáo dục. 2001.
[3] Đỗ Văn Dũng, - Hệ thống điện và điện tử trên ô tô hiện đại - Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. HCM, 2003.
[4] GS.TSKH. Nguyễn Hữu Cẩn (chủ biên), PGS. TS. Phạm Hữu Nam – Thí nghiệm ơ tơ – Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật. Hà nội , 2O04.
[5] Nguyễn Sĩ Đỉnh (2010), Nghiên cứu động lực học dẫn động điều khiển hệ thống phanh ô tô quân sự, Luận án tiến sĩ kỹ thuật, KHKT, Hà Nội.
[6] Trần Duy Hải (2008), Khảo sát q trình chuyển động quay vịng của ơ tô khi
làm việc ở chế độ ABS+VDC, Luận văn thạc sĩ kỹ thuật, KHKT, Hà Nội.
[7] Đào Mạnh Hùng (2006), Nghiên cứu xác định lực tác động giữa bánh xe và
mặt đường của ô tô tải trong điều kiện sử dụng ở Việt Nam, Luận án tiến sĩ kỹ thuật,
KHKT, Hà Nội.
[8] Hồ Hữu Hùng (2009), Nghiên cứu chế tạo, thử nghiệm bộ điều khiển điện tử
cho hệ thống phanh ABS, Luận văn thạc sĩ kỹ thuật, KHKT, Hà Nội.
[9] Bosh – Braking systems for passenger cars (with ABS) – Stuttgart 1989 [10] Josef Mack (Editor) – ABS-TCS-VDC – Society of Automotive Engineers, Inc.PA 15096-0001, USA.
[11] Ronaid K. Jurgen (Editor in Chief) – Automotive Electronics Handbook –
McGraw-Hill, Inc.
[12] Nissan service manual – Antilock Braking System. [13] James D.Halderman – Automotive bake systems, 1996.
75
[14] Dorf R.C., Bishop R.H. (1998), Modern Control Systems, 8th ed., Addison Wesley, California.
[15] Dugoff H., Fancher P.S., Segal L., (1969), “Tyre Performance Charecteristics
Affecting Vehicle Response to Steering and Braking Control Inputs”, Office of Vehicle Systems Research, US National Bureau of Standards.
[16] Esmailzadeh E., Goodarzi A.,Vossoughi G.R. (2003), “Optimal yaw moment control law for improving vehicle handling”, Mechatronics, Vol.13 (2003), pp.659–
675.
[17] Kiencke U., Nielsen L. (2005), Automotive Control Systems, Springer.
[18] Kuo C., Yeh E. (1992), “A four-phase control scheme of an anti-skid brake system for all road conditions”, IMechE Part D: Journal of Automobile Engineering,
206, pp. 275–283.
[19] Hunsang Jung, Byunghak Kwak, Youngjin Park (2005), “Slip controller design
for traction control system”, KAIST, KOREA.
[20] Jazar R. N. (2008), Vehicle Dynamics: Theory and Application, Springer.
[21] Johansson R., Rantzer A. E. (2003), Nonlinear and Hybrid Systems in Automotive Control, Springer-Verlag, London.
[22] Kuang M.L., Fodor M., Hrovat D. (1999), “Hydraulic Brake System Modeling
and Control for Active Control of Vehicle Dynamics”, Proceedings of the American
Control Conference, Vol. 6, pp. 4538 - 4542.
[23] Lee H., Tomizuka M. (1995), “Adaptive Traction Control”, PATH, ISSN 1055- 1425, Berkeley, USA.
[24] Leiber H., Czinczel A. (1979), “Electronic control unit for passenger car anti-
skid”, Vehicular Technology Conference, 29th
IEEE, Vol.29, pp.65-69.
[25] Leen G., Heffernan D. (2002), “Expanding automotive electronic systems”,
Computer, Vol.35(1), pp.88–93.
[26] Li L., Wang F.Y. (2007), Advanced Motion Control and Sensing for Intelligent
Vehicles, Springer.
[27] Mark A. Morton (2004), “Traction Control Study for a Scaled Automated Robotic Car”, Master of Science in Electrical Engineering, Blacksburg, Virginia,