Khi phanh khaơn câp, các bánh xe có xu hướngng bị bó cứng. Các bánh xe bị bó cứng khođng theơ dăn hướng ođ tođ lađu hơn. Người lái sẽ khođng theơ lái vòng qua moơt chướng ngái vaơt với các bánh xe bị bó cứng, chiêc xe sẽ trượt thẳng vào nó.
Hình 1.1: So sánh ưu đieơm cụa xe có ABS và xe khođng ABS
Cát và sỏi dưới lôp xe đóng vai trò như các vieđn bi nhỏ trong oơ bi. Khi người lái xe “giăm” vào bàn đáp phanh. Kêt quạ là sẽ có rât ít lực bám giữ lôp và maịt đường. Do đó, tât cạ các bánh xe có xu hướng bị khóa cứng ngay laơp tức. Ngoài ra. Ođ tođ có theơ trođi với khoạng cách dừng quá dài và khoạng cách dừng cụa xe là khođng theơ biêt chính xác.
Giáo trình dáy lái xe có phaăn lưu ý veă cách sử dúng phanh hieơu quạ nhât (đaịc bieơt là tređn maịt đường trơn trượt) là đáp – nhạ bàn đáp phanh lieđn túc, cạm nhaơn dâu hieơu ređ bánh đeơ xử lý. Vieơc thực hieơn kỹ thuaơt này khođng đơn giạn.
Ưu đieơm cụa heơ thông ABS bô trí tređn xe:
Nói chung, các xe trang bị ABS sẽ có quạng đường phanh ngaĩn hơn moơt chút so với xe khođng có ABS. Tuy nhieđn, khoạng cách này sẽ khác trong vài đieău kieơn, bao goăm cạ lối beă maịt đường.
ABS giữ cho các bánh xe quay khi đang phanh gâp baỉng cách duy trì cho heơ sô trượt luođn trong khoạng 10-30%...đieău này cho phép lái xe có theơ lái xe vòng qua nơi nguy hieơm nêu hĩ khođng theơ dừng xe lái được. Khi phanh tređn maịt đường có heơ sô bám thâp, ABS sẽ đạm bạo hieơu quạ phanh và tính dăn hướng tôt nhât.
2. Lịch sử phanh ABS
- Hãng Bosch cụa Đức đã có ý tưởng và phát trieơn heơ thông này từ 1930. - 1952 Hãng Dunlop phát trieơn phanh ABS cho máy bay.
- 1969 Ford & Kelsey Hayes phát trieơn phanh ABS chư cho 2 bánh sau. - 1971 Chrysler & Bendix phát trieơn phanh ABS cho cạ 4 bánh.
- 1978 Heơ thông ABS áp dúng laăn đaău tieđn tređn xe ođ tođ là dòng xe S-serie cụa Mercedes-Benz và sau đó được sử dúng roơng rãi ABS do Bosh phát trieơn tređn các sạn phaơm cụa mình.
- 1984 Heơ thông ABS được hãng ITT-Teves tích hợp thành moơt khôi gĩi là khôi đieơn thụy lực.
- Từ những naím 1990 cho đên nay: Heơ thông phanh ABS được sử dúng roơng rãi tređn các xe háng trung và nhỏ do giá thành đã há và chât lượng tôt.
3.Cơ sở lý thuyêt phanh ABS
Lực phanh được táo ra ở cơ câu phanh, nhưng maịt đường là nơi tiêp nhaơn lực phanh đó. Vì vaơy lực phanh cụa ođtođ bị giới hán bởi khạ naíng bám cụa bánh xe với maịt đường, mà đaịc trưng là heơ sô bám ϕ, theo môi quan heơ sau:
ϕ
.
Z PPhanh ≤
Trong đó: Pphanh : Lực phanh.
Z : Phạn lực maịt đường tác dúng leđn bánh xe.
ϕ : Heơ sô bám.
Khi phanh tređn các lối đường có heơ sô bám ϕ thâp như đường baíng, tuyêt hay khi phanh gâp, lực phanh sinh ra ở cơ câu phanh lớn hơn lực bám thì phaăn
phanh
P dư mà maịt đường khođng có khạ naíng tiêp nhaơn sẽ làm bánh xe sớm bị bó cứng và trượt lêch tređn đường.
Heơ sô bám cụa lôp xe với maịt đường ngoài vieơc phú thuoơc vào lối đường sá và tình tráng maịt đường thì còn phú thuoơc khá nhieău vào đoơ trượt tương đôi cụa lôp xe với maịt đường trong quá trình phanh (đoơ trượt giữa tôc đoơ xe và tôc đoơ bánh xe).
Hình 1.2: Đoă thị bieơu dieên sự phú thuoơc cụa heơ sô bám vào đoơ trượt
Heơ sô trượt tương đôi giữa tôc đoơ xe và tôc đoơ bánh xe được định nghĩa là:
ν λ = v−wb*rb
Trong đó: v : Vaơn tôc ođ tođ ;
b
w : Vaơn tôc góc cụa bánh xe đang phanh;
b
r : Bán kính làm vieơc cụa bánh xe;
Heơ sô bám dĩc được hieơu là tỷ sô cụa lực phanh tiêp tuyênPphanh tređn tại trĩng Gb tác dúng leđn bánh xe: b phanh x G P = ϕ
Với khái nieơm tređn thì heơ sô bám dĩc baỉng khođng khi lực phanh tiêp tuyên baỉng khođng, nghĩa là lúc chưa phanh.
Từ đoă thị, ta thây heơ sô bám dĩc đát cực đái ở giá trị đoơ trượt tôi ưu λ0 .
Thực nghieơm chứng tỏ raỉng giá trị đoơ trượt tôi ưu λ0 này thường naỉm trong
khoạng từ 15-30%. Ơû giá trị đoơ trượt tôi ưu λ0 này khođng những đạm bạo giá trị
heơ sô bám dĩc đát cực đái mà heơ sô bám ngang cũng có giá trị khá cao.
Như vaơy nêu giữ cho quá trình phanh xạy ra ở đoơ trượt cụa bánh xe là λ0 thì
sẽ đát được lực phanh cực đái. Nghĩa là hieơu quạ phanh sẽ cao nhât và đạm bạo oơn định tôt khi phanh. Đó cũng chính là nhieơm vú cơ bạn cụa heơ thông ABS.
Khi bàn đáp phanh được ân trong lúc lái xe, bánh xe có theơ bị bó cứng trước khi xe dừng. Trong trường hợp này, tính linh hốt cụa xe bị giạm nêu bánh xe phía trước bị bó cứng và tính oơn định cụa xe bị giạm nêu bánh xe phía sau bị bó cứng, táo ra tình tráng khođng oơn định. ABS đieău khieơn chính xác heơ sô trượt cụa bánh xe đeơ đạm bạo lực bám lớn nhât tređn moêi lôp, do đó, đạm bạo tính linh hốt và tính oơn định cho chiêc xe.
ABS tính toán heơ sô trượt cụa bánh xe dựa tređn tôc đoơ cụa xe và tôc đoơ bánh xe, sau đó nó đieău khieơn áp suât daău phanh đeơ đát đên heơ sô trượt mong muôn.
4. Nguyeđn lý cơ bạn phanh ABS
Moơt chiêc xe được trang bị ABS thường có heơ thông phanh dăn đoơng thụy lực với moơt vài boơ phaơn được theđm vào, bao goăm cạm biên tôc bánh xe, moơt thiêt bị đieău khieơn đieơn tử và moơt boơ chaẫp hành thụy lực.
a. Chức naĩng các boơ phaơn:
Cạm biên tôc đoơ bánh xe có chức naíng phát hieơn tôc đoơ góc cụa bánh xe và gửi tín hieơu đó đên ECU.
ECU theo dõi tình tráng các bánh xe baỉng cách tính tôc đoơ xe và sự thay đoơi tôc đoơ bánh xe từ tín hieơu tôc đoơ bánh xe do cạm biên tôc đoơ gửi tới. Khi phanh gâp, ECU đieău khieơn boơ châp hành đeơ cung câp áp suât tôi ưu cho moêi bánh xe.
Boơ châp hành đóng mở đường daău từ xylanh phanh chính đên xylanh bánh xe tùy vào tín hieơu đieău khieơn cụa ECU, từ đó làm taíng giạm hay giữ nguyeđn áp suât daău khi caăn đeơ đạm bạo heơ sô trượt dao đoơng trong khoạng tôt nhât (0.15- 0.3), tránh bó cứng bánh xe. Cơ câu này bao goăm nhieău van trượt thụy lực và được đieău khieơn baỉng đieơn tử.
Ngoài ra trong heơ thông ABS còn bô trí theđm các nguoăn boơ sung naíng lượng như bình dự trữ áp suât daău, bơm tuaăn hoàn, các van an toàn, đèn báo sự cô,…
b. Nguyeđn lý làm vieơc:
Hình 1.3: Sơ đoă đơn giạn cụa heơ thông ABS bôn keđnh. Trong đó, bánh xe 1 bị bó cứng
Cạm biên tôc đoơ bánh xe gửi thođng tin lieđn túc đên ECU, đạm bạo nó xác định tình tráng saĩp bó cứng cụa moơt vài hay tât cạ các bánh xe trong khi phanh. Khi bó cứng saĩp xạy ra, ECU chư thị cho boơ châp hành đieău khieđûn áp suât heơ thông phanh, baỉng vieơc đieău chưnh nhạ phanh và áp phanh tređn các bánh xe đang bó cứng, khoạng 15 laăn moêi giađy.
Vieơc này ngaín chaịn bánh xe bó cứng trong khi văn duy trì được hieơu quạ phanh lớn nhât và khođng phú thuoơc vào áp suât táo ra từ bàn đáp phanh do người
lái xe táo ra. Chê đoơ phanh ABS sẽ tiêp túc đên khi bàn đáp phanh được nhạ ra hay đã vượt qua tình trángbó cứng phanh.
Trong các trường hợp khác, heơ thông phanh làm vieơc chính xác như heơ thông phanh bình thường, heơ thông chư kích hốt chê đoơ phanh ABS khi caăn thiêt, với tôc đoơ xe khoạng từ 10Km/h.
5. Sơ đoă bô trí ABS tređn xe
a. Sơ đoă ABS 1 keđnh, 1 cạm biên
Heơ thông này còn được gĩi là RWAL. Heơ thông này được tìm thây nhieău tređn xe pickup với ABS bánh sau. Boơ châp hành có moơt van, đieău khieơn tât cạ các bánh xe phía sau, và moơt cạm biên đaịt ở caău sau. Các bánh xe phía sau được theo dõi cùng nhau và tât cạ chúng phại baĩt đaău bó cứng trước khi ABS tác đoơng vào.
Trong heơ thông này, cũng có theơ moơt trong các bánh xe phía sau bị khóa và làm giạm hieơu quạ phanh. Heơ thông này đơn giạn đeơ nhaơn ra baỉng vieơc tìm kiêm moơt giaĩc caĩm đieơn gaăn boơ vi sai tređn vỏ caău sau.
Hình 1.4: Sơ đoă ABS 1 keđnh, 1 cạm biên
b.Sơ đoă ABS ba keđnh, ba cạm biên
Sự bô trí này, được tìm thây nhieău tređn xe pickup với ABS 4 bánh. Heơ thông có moơt cạm biên và moơt van cho moêi bánh xe phía trước, và moơt van và moơt cạm biên cho cạ 2 bánh xe phía sau. Cạm biên tôc đoơ cho bánh xe phía sau được đaịt ở caău sau.
Hình 1.5: Sơ đoă ABS ba keđnh, ba cạm biên
Heơ thông này đieău khieơn rieđng lẽ cho các bánh xe phía trước, vì thê chúng có theơ đát được hieơu quạ phanh lớn nhât. các bánh xe phía sau, được theo dõi cùng với nhau, cạ hai phại baĩt đaău đeơ bó cứng trước khi ABS kích hốt tređn bánh
phía sau. Với heơ thông này, có theơ moơt trong các bánh xe phía sau sẽ bị bó cứng trong khi dừng, giạm hieơu quạ phanh.
c. Sơ đoă ABS biên keđnh, 4 cạm biên (ABS bô trí kieơu chữ T)
Hình 1.6: Sơ đoă ABS biên keđnh, 4 cạm biên (ABS bô trí kieơu chữ T)
Các cạm biên được đaịt ở các bánh xe, boơ châp hành có bôn van đieău khieơn. Trong phương án bô trí này, hai bánh xe trước được đieău khieơn đoơc laơp. Hai bánh xe sau được đieău khieơn chung. Có nghĩa là trong hai bánh xe sau, bánh xe nào có
khạ naíng bám thâp hơn sẽ quyêt định áp lực phanh chung cho hai bánh xe. Phương án này sẽ taíng cường oơn định khi phanh, nhưng hieơu quạ phanh giạm bớt.
d. Sơ đoă ABS bôn keđnh, bôn cạm biên (bô trí kieơu chữ K)
Hình 1.7: Sơ đoă ABS bôn keđnh, bôn cạm biên (bô trí kieơu chữ K)
Kieơu ABS bao goăm 4 cạm biên đaịt ở các bánh xe, boơ châp hành có. Các bánh xe được đieău khieơn đoơc laơp. Với phương án bô trí này, các bánh xe luođn được đieău chưnh lực phanh sao cho đoơ trượt naỉm trong vùng có heơ sô bám cực đái
Chương 2:
CÁC BOƠ PHAƠN CỤA ABS
Hình 2.1: Vị trí các boơ phaơn ABS tređn xe Toyota Corolla 2004. Trong đó:1 – Boơ châp hành và ECU, 2 – Cạm biên tôc đoơ bánh xe phía trước beđn phại, 3 – Cođng taĩc cạnh báo mức daău phanh, 4
– Cạm biên tôc đoơ bánh xe phía sau, 5 - Cạm biên tôc đoơ bánh xe phía trước beđn trái, 6 – Rotor cạm biên, 7 – Cúm đoăng hoă (đèn cạnh báo phanh và ABS), 8 – Cođng taĩc phanh dừng xe, 9 –
Cođng taĩc phanh chađnn, 10 – Giaĩc chaơn đoán DLC3, 11 - Hoơp giaĩc nôi J/B, R/B
1. Cạm biên tôc đoơ bánh xe
a. Nhieơm vú cụa cạm biên tôc đoơ bánh xe:
Khi bánh xe quay, các cạm biên táo ra các tín hieơu đieơn áp. Từ đó EBCM cạm nhaơn được tôc đoơ và tình tráng bị khóa cụa bánh xe.
Moêi cạm biên có sử dúng cơ câu rotor bánh raíng, còn được gĩi là "vòng cạm biên", "vòng kích thích" hay "vòng từ trở", được gaĩn tređn moayơ hoaịc trúc bánh xe và cùng quay với bánh xe.
Cạm biên là moơt cuoơn dađy cạm ứng, goăm moơt cuoơn dađy được quân quanh moơt lõi saĩt từ và moơt nam chađm vĩnh cữu. Cạm biên được đaít beđn cánh vòng cạm biên, khe hở giữa cạm biên và vòng cạm biên được xác định chính xác đeơ đạm bạo sự cạm biên đieơn từ có theơ xạy ra
Hình 2.2: Câu táo cạm biên gia tôc bánh xe
1- Dađy dăn đieơn nôi giữa cạm biên và ECU, 2 - Nam chađm vĩnh cửu, 3 - Vỏ cạm
biên, 4 - Cuoơn dađy, 5- Trúc cạm biên làm baỉng thép từ, 6 - Vòng raíng cạm
biên
c.Nguyeđn lý làm vieơc
Nam chađm vĩnh cửu táo ra từ trường khép kín qua các cuoơn dađy, khi các bánh xe quay thì rotor cạm biên cũng quay cùng tôc đoơ. Các raíng tređn rotor cạm biên caĩt các từ trường cụa chađm làm thay đoơi từ trường qua các cuoơn dađy. Do đó từ thođng qua các cuoơn dađy cũng thay đoơi làm xuât hieơn dòng đieơn tự cạm trong cuoơn dađy.
Hình 2.3: Đieơn áp đaău ra cụa cạm biên
Vì vaơy ở hai đaău cuoơn dađy xuât hieơn moơt đieơn áp xoay chieău. Taăn sô và đoơ lớn đieơn áp taíng khi tôc đoơ bánh xe taíng. Nhờ sự thay đoơi này mà ECU nhaơn biêt được tôc đoơ bánh xe.
Nêu bánh xe đứng yeđn, taăn sô tín hieơu cạm biên sẽ baỉng 0. Heơ thông đánh giá logic trong boơ đieău khieơn đieơn tử sẽ hình thành moơt tôc đoơ chuaơn cụa xe đeơ theo đó mà tác đoơng trong quá trình đieău khieơn cụa phanh. Các thay đoơi cụa moơt hay nhieău bánh xe sẽ được ghi nhaơn theo thực tê và khi chúng giạm tôc đoơ nhieău quá (so với tôc đoơ chuaơn) thì sẽ được nhaơn biêt như là moơt nguy cơ bị bó cứng. Tín hieơu đieơn từ được truyeăn veă EBCM baỉng moơt caịp dađy dăn.
d. Vị trí tương quan giữa cạm biên và rotor cạm biên
• Laĩp đaịt theo vị trí hướng vào tađm rotor: thường thây tređn các cạm biên tôc đoơ các bánh xe phía trước.
Hình 2.4: Trúc cạm biên vuođng góc trúc rotor cạm biên
• Laĩp đaịt theo vị trí song song trúc rotor cạm biên
Hình 2.5: Trúc cạm biên song song trúc rotor cạm biên
Kieơu laĩp đaịt này thường thây tređn các cạm biên tôc đoơ bánh xe phía sau. Rotor cạm biên
2. ABS ECU
ECU ABS (hay còn được gĩi là EBCM – electronic brake control module) là moơt boơ vi xử lý. Trong khi phanh, ABS ECU xác định tôc đoơ bánh xe dựa tređn tín hieơu cụa cạm biên tôc đoơ bánh xe mà nó nhaơn được. Sau đó nó tính toán tôc đoơ xe dựa tređn tôc đoơ bánh xe đã xác định. ECU xác định tôc đoơ xe trong suôt quá trình giạm tôc dựa tređn gia tôc giạm daăn cụa bánh xe. ECU tính toán heơ sô trượt cụa moêi bánh xe và truyeăn tín hieơu đieău khieơn đên boơ châp hành khi heơ sô trượt quá cao.
2.1. Sơ đoă mách đieơn
Mách đieơn cụa ECU ABS hơi phức táp, thay đoơi tùy theo thiêt kê cụa heơ thông ABS và từng kieơu xe.
Hình 2.6: Sơ đoă mách đieơn ABS cụa hãng xe Toyota.
Các tín hieơu đaău vào:
- Nguoăn đieơn từ Accu đưa đên ECBM thođng qua chađn BATT.
- Các cạm biên tôc đoơ bánh xe đưa tín hieơu đieơn áp đên ECBM thođng qua các chađn caĩm: FR+, FR – , FL+, FL –, RR+, RR – , RL+, RL –. Tređn các xe có trang bị cạm biên giạm tôc có các cực: GS1,GS2,GST nhaơn tín hieơu từ cạm biên giạm tôc và báo veă cho ABS ECU.
- Tín hieơu khởi đoơng đoơng cơ được ECBM nhaơn biêt thođng qua chađn IG. - Tín hieơu khi người lái đáp phanh được gửi đên ECBM thođng qua chađn STP. Nêu cođng taĩc đèn phanh hỏng, ECU văn đieău khieơn chông trượt khi lôp bị bó cứng. Trong trường hợp này, vieơc đieău khieơn baĩt đaău khi heơ sô trượt đã trở neđn cao hơn (các bánh xe có xu hướng khoá cứng) so với khi cođng taĩc đèn phanh hốt đoơng bình thường.
- Cođng taĩc phanh tay và cạm biên báo mức daău phanh được maĩc song song với nhau. Khi phanh tay được tác đoơng phanh, sẽ đóng mách làm đèn phanh báo phanh tay sáng leđn, ECBM sẽ nhaơn ra phanh tay đã được áp dúng thođng qua chađn PKB. Khi daău trong bình chứa thâp, cạm biên sẽ đóng mách đieơn làm đèn báo
phanh tay sáng leđn, đoăng thời ECBM cũng nhaơn được tín hieơu này thođng qua chađn PKB.
- ECBM sẽ nhaơn tín hieơu đạm bạo raỉng có dòng đieơn đên boơ châp hành và