NGHIÊN C ỨU H Ệ TH ỐNG PHANH ABS TRÊN XE TOYOTA INNOVA 2010
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (3.41 MB, 63 trang )
BỘ CƠNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP HÀ NỘI
VŨ ĐÌNH HUY
---------------------------------------
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
NGHÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ
NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG PHANH ABS
CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ
TRÊN XE TOYOTA INNOVA 2010
CBHD
: TS Nguyễn Anh Ngọc
Sinh viên
: Vũ Đình Huy
Mã số sinh viên : 2018603870
Hà Nội – 2022
BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
---------------------------------------
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ
NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG PHANH ABS
TRÊN XE TOYOTA INNOVA 2010
CBHD
: TS Nguyễn Anh Ngọc
Sinh viên
: Vũ Đình Huy
Mã số sinh viên : 2018603870
Hà Nội – 2022
BỘ CƠNG THƯƠNG
CỘNGHỒXÃHỘICHỦNGHĨAVIỆTNAM
TRƯỜNGĐẠIHỌCCƠNGNGHIỆPHÀNỘI
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ tên sinh viên: Vũ Đình Huy
Lớp: 2018DHKTOT03
Mã SV: 2018603870
Ngành: CNKTƠTƠ
Khóa: 13
Tên đề tài: Nghiên cứu hệ thống phanh ABS trên xe TOYOTA INNOVA
2010.
Mục tiêu đề tài
- Hiểu về tổng quan hệ thống phanh ABS
- Hiểu về cấu tạo chung và nguyên lý làm việc của hệ thống phanh ABS
trên xe Toyota Innova 2010
- Hiểu biết được cách chuẩn đoán, bảo dưỡng và sửa chữa của hệ thống
phanh ABS
Kết quả dự kiến
1.Phần thuyết minh:
- Tổng quan về hệ thống phanh ABS trên ô tô Toyota Innova 2010
- Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống phanh ABS trên xe Toyota
Innova 2010
- Quy trình bảo dưỡng và sửa chữa hệ thống phanh ABS
2.Bản vẽ:
-1 bản vẽ bố trí chung hệ thống phanh ABS trên xe Toyota Innova 2010
-1 bản vẽ chi tiết
-1 bản vẽ quy trình bảo dưỡng và sửa chữa phanh ABS
Thời gian thực hiện: từ: 22/3/2021 đến 08/5/2021
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
TRƯỞNG KHOA
(Ký và ghi rõ họ tên)
TS. Nguyễn Anh Ngọc
TS. Nguyễn Anh Ngọc
NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
Hà Nội,Ngày…,Tháng…,Năm 2022
5
NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
Hà Nội,Ngày…,Tháng…,Năm 2022
I
MỤC LỤC
MỤC LỤC .............................................................................................I
DANH MỤC HÌNH ẢNH................................................................... II
DANH MỤC BẢNG BIỂU................................................................ III
LỜI NÓI ĐẦU.................................................................................... IV
Chương 1. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ABS ..................................... 7
1.1. Quá trình phát triển của hệ thống phanh ABS .............................. 7
1.2. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước ................................... 9
1.3. Nhiệm vụ và yêu cầu đối với hệ thống phanh ............................. 10
1.4. Đặc điểm hệ thống phanh thủy lực trên xe du lịch sản xuất tại Việt
Nam ............................................................................................................ 10
1.5. Cấu tạo hệ thống phanh ABS ...................................................... 12
1.6. Ý tưởng về chức năng của ABS .................................................. 12
1.7. Lý do nghiên cứu hệ thống phanh ABS xe Toyota innova ......... 13
Chương 2.CẤU TẠO VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA CỤM CHI TIẾT CỦA HỆ
THỐNG ABS ................................................................................................... 14
2.1. Thông số kỹ thuật của xe Toyota innova 2010. .......................... 14
2.2. Cấu trúc hệ thống ABS ................................................................ 15
2.3. Quá trình điều khiển của ABS: ................................................... 17
2.3.1. Yêu cầu của hệ thống điều khiển ABS: ............................ 17
2.3.2. Phạm vi điều khiển của ABS: ........................................... 17
2.3.3. Chu trình điều khiển của ABS: ......................................... 19
2.4. Giới thiệu chung. ......................................................................... 20
2.5. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của các cụm chi tiết và cả cơ cấu
ABS . .......................................................................................................... 22
2.5.1. Cảm biến tốc độ bánh xe................................................... 22
2.5.2. Cấu tạo: ............................................................................. 22
2.5.3. Nguyên lý làm việc. .......................................................... 23
2.5.4. Cảm biến giảm tốc. ........................................................... 24
2.5.5. Cảm biến gia tốc ngang. ................................................... 25
2.6. Hộp điều khiển điện tử (ECU). ................................................... 25
2.6.1. Chức năng của hộp điều khiển điện tử (ECU). ................. 25
2.6.2. Cấu tạo. ............................................................................. 26
2.7. Bộ chấp hành thuỷ lực. ................................................................ 28
2.7.1. Cơ cấu chấp hành loại van 2 vị trí trong bộ chấp hành có các
đặc điểm. ............................................................................................. 28
2.7.2. Chức năng của cơ cấu chấp hành ABS (ABS Modulator
Valve) .................................................................................................. 29
2.7.3. Cấu tạo. ............................................................................. 29
2.7.4. Nguyên lý hoạt động của cơ cấu chấp hành thuỷ lực loại van
điện 2 vị trí trên xe Toyota innova 2010. ............................................ 31
2.8. Các chức năng kiểm tra, chẩn đốn và an tồn. .......................... 34
2.8.1. Điều khiển các rơle. .......................................................... 34
2.8.2. Rơle van điện. ................................................................... 34
2.8.3. Rơle motor bơm. ............................................................... 34
2.8.4. Chức năng kiểm tra ban đầu và kiểm tra các cảm biến. ... 35
2.8.5. Chức năng chẩn đoán. ....................................................... 35
2.8.6. Chức năng an toàn. ........................................................... 35
Chương 3. HƯ HỎNG VÀ CÁCH KHẮC PHỤC CỦA CƠ CẤU PHANH
CHỐNG HÃM CỨNG BÁNH XE ABS ........................................................... 36
3.1. Hư hỏng và cách khắc phục. ....................................................... 36
3.1.1. Khi sửa chữa ABS tổng quát cần lưu ý các vấn đề sau: ... 36
3.1.2. Hư hỏng, nguyên nhân và mã chẩn đoán (áp dụng cho xe
TOYOTA INNOVA 2010). ................................................................ 37
3.2. Chẩn đoán. ................................................................................... 39
3.3. Tháo, lắp và kiểm tra bộ chấp hành thuỷ lực. ............................. 45
3.3.1. Tháo/lắp bộ thủy lực trên xe. ............................................ 45
3.3.2. Kiểm tra bộ chấp hành thuỷ lực. ....................................... 47
3.4. Tháo/lắp cảm biến tốc độ bánh xe. .............................................. 51
3.4.1. Quy trình tháo, lắp cảm biến tốc độ bánh xe. ................... 51
3.4.2. Kiểm tra tốc độ bánh xe. ................................................... 53
KẾT LUẬN ........................................................................................ 57
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................. 58
II
DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1-1:Sơ đồ so sánh giữa xe có trang bị ABS và khơng có ABS ............................... 8
Hình 1-2: Quá trình phát triển của các hệ thống phanh trên ơ tơ .....................................9
Hình 1-3: Sơ đồ hệ thống phanh trên xe du lịch sản xuất tại Việt Nam ........................11
Hình 1-4: Kết cấu cơ cấu phanh bánh xe loại guốc .......................................................11
Hình 2-1: Xe Toyota Innova 2010 .................................................................................14
Hình 2-2:Sơ đồ hệ thống phanh ABS trên xe ................................................................ 15
Hình 2-3: Đồ thị mối quan hệ giữa lực phanh và hệ số trượt ........................................16
Hình 2-4: Phạm vi điều khiển của hệ thống ABS. .........................................................18
Hình 2-5: Phạm vi điều khiển của ABS theo góc trượt bánh xe....................................19
Hình 2-6: Chu trình điều khiển kín của ABS................................................................. 20
Hình 2-7: Sơ đồ điều khiển cơ cấu phanh thường. ........................................................21
Hình 2-8: Sơ đồ khối các cụm chức năng của cơ cấu ABS. ..........................................21
Hình 2-9: Sơ đồ điều khiển của cơ cấu ABS. ................................................................ 21
Hình 2-10: Vị trí lắp cảm biến. ......................................................................................22
Hình 2-11: Cảm biến tốc độ bánh xe loại điện từ. .........................................................23
Hình 2-12:Tín hiệu điện áp ở cảm biến tốc độ bánh xe. ................................................23
Hình 2-13: Các chế độ hoạt động của cảm biến giảm tốc. ............................................24
Hình 2-14: Vị trí và cấu tạo cảm biến giảm tốc ............................................................. 24
Hình 2-15: Cảm biến gia tốc ngang. ..............................................................................25
Hình 2-16: Các chức năng điều khiển của ECU ............................................................26
Hình 2-17: Sơ đồ mạch điện ABS của xe TOYOTA INNOVA 2010. ..........................27
Hình 2-18: Điều khiển chống hãm cứng bánh xe khi phanh. ........................................28
Hình 2-19: Bộ chấp hành thuỷ lực. ................................................................................29
Hình 2-20: Bơm và cụm van điện từ .............................................................................30
Hình 2-21: Sơ đồ các van điện từ của hệ thống phanh ABS 4 kênh dùng van điện từ 2 vị
trí. ............................................................................................................................................31
Hình 2-22: Van giữ áp
Hình 2-23: Van giảm áp ...............................................32
Hình 2-24: Giai đoạn tăng áp, ABS chưa hoạt động .....................................................32
Hình 2-25: Pha giữ áp, ABS hoạt động .........................................................................33
Hình 2-26: Pha giảm áp, ABS hoạt động.......................................................................33
Hình 2-27: Pha tăng áp, ABS hoạt động........................................................................34
Hình 2-28: Sơ đồ điều khiển các rơ le van điện và mô tơ bơm .....................................35
Hình 2-29: Đèn báo ABS ............................................................................................... 35
Hình 3-1: Vị trí đèn báo ABS ........................................................................................39
Hình 3-2: Rút chốt ngắn mạch. ......................................................................................39
II
Hình 3-3: Nối chân E1 và TC trên giắc DLC1 bằng SST..............................................40
Hình 3-4: Mã chẩn đốn hệ thống ABS bình thường ....................................................40
Hình 3-5: Mã hư hỏng hệ thống.....................................................................................40
Hình 3-6: Nối chân E1 va TC giắc DLC1. ....................................................................41
Hình 3-7: Xóa mã lỗi bằng đạp phanh. ..........................................................................41
Hình 3-8: Mã nháy hệ thống bình thường. ....................................................................42
Hình 3-9: Đèn ABS tắt...................................................................................................42
Hình 3-10: Tháo giắc nối ABS ra ..................................................................................45
Hình 3-11: Tháo bu long trên dưới bộ chấp hành. .........................................................46
Hình 3-12: Tháo bu long bộ thủy lực. ...........................................................................46
Hình 3-13: Tháo vít giữ ECU ABS ...............................................................................46
Hình 3-14: Lắp các giắc nối. ..........................................................................................47
Hình 3-15: Tháo bộ chấp hành và rơle ABS..................................................................47
Hình 3-16: Nối thiết bị kiểm tra bộ chấp hành. ............................................................. 48
Hình 3-17: Thiêt bị kiểm tra bộ chấp hành của Toyota. ................................................48
Hình 3-18: Đạp phanh kiểm tra bộ chấp hành. .............................................................. 49
Hình 3-19: Nhả chân phanh kiểm tra độ rung. .............................................................. 49
Hình 3-20: Xoay cơng tắc ở vị trí “Front RH”. ............................................................. 50
Hình 3-21: Tháo cảm biến ra. ........................................................................................51
Hình 3-22: Tháo vịng giữ dây .......................................................................................51
Hình 3-23: Tách giắc nối cảm biến ................................................................................52
Hình 3-24: Tách kẹp giữ ra. ...........................................................................................52
Hình 3-25: Tháo bu lơng lấy cảm biến ra. .....................................................................52
Hình 3-26: Đo điện trở cảm biến. ..................................................................................53
Hình 3-27: Kiểm tra vành răng rơ to..............................................................................53
Hình 3-28: Kiểm tra đèn ABS tắt. .................................................................................54
Hình 3-29: Nối chân E1 va TC giắc DLC1. ..................................................................54
Hình 3-30: Mã hệ thống bình thường. ...........................................................................55
Hình 3-31: Mã lỗi hệ thống............................................................................................55
Hình 3-32: Mã lỗi hệ thống............................................................................................55
III
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 2-1:Bảng trạng thái làm việc của các van và bơm dầu .........................................34
Bảng 3-1: Quy trình chẩn đoán ......................................................................................43
Bảng 3-2:Bảng mã chuẩn đoán ......................................................................................56
IV
LỜI NĨI ĐẦU
Ngày nay tại Việt Nam, ngành ơ tơ đang trên đà phát triển và ngày càng
khẳng định vị trí của mình trong sự phát triền của nền cơng nghiệp Việt Nam.Vì
thế mà ngày càng có nhiều trường đại học, cao đẳng cũng như trung học đưa
ngành công nghệ ô tô vào giảng dạy. Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội có
thể được xem là một trong những trường có ngành cơng nghệ ơ tơ phát triển
mạnh tại nước ta.
Ngành công nghệ ô tô là một trong những ngành ứng dụng rất nhiều hệ
thống hiện đại nhằm đáp ứng được các nhu cầu địi hỏi sự an tồn, tiện nghi và
khả năng phát huy tối đa công suất động cơ, tốc độ xe của người sử dụng. Nên
các nhà chế tạo đã khơng ngừng cải tiến và hồn thiện các bộ phận trên xe. Đối
với những xe có tốc độ cao, khi đang điều khiển trong tình huống bất ngờ có
chướng ngại vật xuất hiện phía trước, buộc người tài xế phải đạp phanh gấp,
hoặc phanh khi xe đang đi trong đường trơn trượt, nếu đối với phanh thường
thì sẽ bị trượt lết ở các bánh xe, làm xe bị mất ổn định lái và mất đi hiệu quả
phanh dễ dẫn đến tai nạn. Vì vậy, các nhà sản xuất và chế tạo ô tô đã sử dụng
hệ thống phanh ABS(Anti-lock Braking System) để trang bị cho các xe đời
mới, với mục đích là để khắc phục được những tình trạng đó, nhằm đảm bảo
an tồn tuyệt đối cho tài xế củng như hành khách trên xe. Hệ thống được sử
dụng rộng rãi trên hầu hết các loại xe của các hãng nổi tiếng.
Tuy khoa cơ khí động lực có khá đầy đủ tài liệu và mơ hình giảng dạy
về hệ thống ABS nhưng đa số các mơ hình thì khá cồng kềnh chỉ thích hợp gi
ảng dạy thực tập tại xưởng. Nên nhóm chúng tơi đã cố gắng nghiên cứu, thiết
kế và chế tạo mơ hình điều khiển hệ thống phanh ABS với kích thước gọn nhẹ
hơn, bằng việc xây dựng mơ hình nhằm giúp cho các giảng viên tại khóa thuận
trong việc giảng dạy trên lớp cũng như tại xưởng thực tập.
Mặc dù đã hết sức cố gắng, nhưng do kiến thức và thời gian có hạn,
thiếu kinh nghiệm thực tế, đề tài thiết kế này chắc chắn sẽ khơng tránh khỏi
những thiếu sót. Em xin chân thành cảm ơn TS. Nguyễn Anh Ngọc cùng bằng
thiện chí và nhiệt tình nghề nghiệp đã chỉ bảo và hướng dẫn em trong thời gian
thực hiện đề tài.
Hà Nội, Ngày 21tháng 3 năm 2022
Sinh viên thực hiện
Vũ Đình Huy
7
Chương 1.
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ABS
1.1.Quá trình phát triển của hệ thống phanh ABS
Để giải quyết bài toán vấn đề hiệu quả tính ổn định khi phanh, phần lớn các
ô tô hiện đại đều được trang bị hệ thống chống hãm cứng bánh xe khi phanh, gọi là
hệ thống“Anti-lock Brake System’’ và thường được viết tắt gọi là ABS.
Hệ thống hoạt động chống hiện tượng bị hãm cứng của bánh xe bằng cách
điều khiển thay đổi áp suất dầu tác dụng lên các cơ cấu phanh ở các bánh xe ngăn
khơng cho nó bị hãm cứng khi phanh trên đường trơn khi phanh gấp, đảm bảo tính
hiệu quả và tính ổn định của ơ tơ trong q trình phanh.
Các hệ thống ABS thủy lực hiện nay được phát triển từ những hệ thống đầu tiên
dùng trên tàu hỏa vào những năm đầu thế kỷ 19. Sau đó, các hệ thống phanh chống bó
cứng bánh xe được phát triển trên các máy bay để trợ giúp cho quá trình hạ cánh trên đường
băng trơn trượt. Những ô tô đầu tiên sử dụng ABS là vào năm 1954, trên một vài mẫu xe
Lincoln với các thiết bị của hệ thống ABS lấy từ một máy bay của Pháp.Vào đầu những
năm 60 của thế kỷ trước, các hãng xe của Mỹ đều đưa ra một số dịng xe của mình có sử
dụng ABS. Các hệ thống đầu tiên này sử dụng các bộ tính tốn tương tự và bộ chấp hành
chân khơng. Vì bộ chấp hàn h chân khơng có thời gian đáp ứng chậm, nên kết quả là quãng
đường phanh bị kéo dài trong quá trình phanh. Vào những năm 70, tới lượt các hãng xe
châu Âu là Mercedes và BMW đưa ra các hệ thống ABS có điều khiển điện tử. Vào năm
1985, Mercedes, BMW và Audi sử dụng hệ thống ABS của Bosch và hãng Ford giới thiệu
hệ thống Teves đầu tiên. Cuối những năm 80, hệ thống phanh ABS được sử dụng trên rất
nhiều dòng xe cao cấp và xe thể thao.
Hiện nay, hệ thống phanh ABS trở thành tiêu chuẩn trên tất cả các ô tô con
và ngày một trở nên phức tạp. Các hệ thống ABS hiện nay khác nhau cả về cấu trúc
phần cứng cũng như thuật toán điều khiển. Các bộ phận trong hệ thống phanh ABS
được cải tiến và áp dụng các công nghệ khác nhau, nhằm tăng tốc độ và hiệu quả
hoạt động. Các thuật toán điều khiển cũng được nghiên cứu và áp dụng các lý thuyết
điều khiển tự động mới, đem lại hiệu quả điều khiển cao trong khi vẫn tiết kiệm chi
phí sản xuất.Nhằm nâng cao tính ổn định và tính an tồn của xe trong mọi chế độ
hoạt động như khi xe khởi hành hay tăng tốc đột ngột, khi đi vào đường vòng với
tốc độ cao, khi phanh trong những trường hợp khẩn cấp hệ thống phanh ABS còn
được thiết kế kết hợp với cơ cấu khác.
Hệ thống phanh ABS kết hợp với hệ thống kiểm soát lực kéo Traction
Control (hay TRC) làm giảm bớt công suất động cơ và phanh các bánh xe để tránh
hiện tượng các bánh xe bị trượt lăn tại chỗ khi xe khởi hành hay tăng tốc đột ngột,
bởi điều này là tổn hao vơ ích một phần cơng suất của động cơ và mất tính ổn định
chuyển động của ơ tơ. (Online, Bài giảng Hệ thống phanh ABS trên ô tô, 2016)
8
Hình 1-1:Sơ đồ so sánh giữa xe có trang bị ABS và khơng có ABS
Hệ thống phanh ABS kết hợp với hệ thống BAS (Break Assist System)
làm tăng thêm lực phanh ở các bánh xe để có quãng đường phanh là ngắn nhất
trong trường hợp phanh khẩn cấp.
Hệ thống phanh BBW bắt đầu được thử nghiệm từ những năm 1997, các
hệ thống phanh này dựa trên cơ sở điều khiển điện tử, cũng như các hệ thống:
Steer-by-wire (hệ thống lái điều khiển bằng điện tử), Drive-by-wire (hệ thống
truyền lực
điều khiển bằng điệntử).
Hệ thống BBW không thể vắng mặt các cơ cấu cơ khí, và có thể phân
chia thành:
-BBW có hỗ trợ thủy lực viết tắt là EHB (Electric Hydraulic Brake)
-BBW khơng hỗ trợ thủy lực, EMB (Electric Mechanical Brake)
Q trình phát triển của hệ thống phanh nói chung trên xe ô tô có thể
được khái quát bằng các mốc thời gian như trong hình dưới đây.
Vào thời kỳ đầu, ABS chỉ có trên các máy bay thương mại. Thời điểm
chính xác mà hệ thống này được sử dụng là vào năm 1949 và kết cấu của ABS
lúc này còn khá cồng kềnh cũng như chưa đạt được sự nhanh nhạy. Cho đến tận
năm 1969 khi kỹ thuật điện tử phát triển, người ta sáng tạo ra các vi mạch
microchip) cũng là lúc hệ thống phanh ABS được ứng dụng trên ô tô.
Từ thập niên 70 của thế kỷ 20, nhiều hãng xe đã nghiên cứu và ứng dụng
ABS vào sản phẩm của mình. Hãng sản xuất ơ tơ của Nhật Toyota bắt đầu sử
dụng ABS trên các dòng xe của mình từ năm 1971 nhưng cho đến những năm
1980s thì hệ thống này mới được hoàn thiện.
9
Hình 1-2: Quá trình phát triển của các hệ thống phanh trên ô tô
Tại Đức, sau khi Mercedes Benz và Bosch công bố kết quả nghiên cứu
chung lần đầu vào tháng 8/1978, ABS chính thức được trang bị cho mẫu sedan
Mercedes-Benz S-Class thế hệ W116 vài tháng sau đó. Vào năm 1981, hệ thống
chống bó cứng phanh ABS đã có mặt trên tất cả các dòng xe thương mại của hãng
xe này.
Tới thập niên 90, ABS đã trở thành trang bị tiêu chuẩn không thể thiếu
khi đề cập đến các tính năng an tồn trên mỗi chiếc xe Mercedes.
Ngày nay, hệ thống chống bó cứng phanh ABS là tiêu chuẩn bắt buộc đối
với các dòng xe du lịch và xe hoạt động tại những vùng có băng tuyết dễ trơn
trượt. Thực tế là hầu hết các dịng xe ơ tơ hiện nay đã đều được trang bị tính năng
an tồn này. (Online, Bài giảng Hệ thống phanh ABS trên ô tơ, 2016)
1.2.Tình hình nghiên cứu trong và ngồi nước
Ngồi nước: Các hãng sản xuất xe đều chế tạo hệ thống phanh ABS để đảm
bảo tính an tồn chủ động của xe. Tiêu chuẩn Châu Âu quy định từ năm 2001, các xe
tải phải được trang bị hệ thống phanh ABS.
Trong nước: Tại Việt Nam ô tô tăng nhanh cả số lượng, chủng loại, nhãn mác,
qua tìm hiểu các hãng ơ tô đang lưu hành thông dụng như: Toyota, Ford, Hyundai,
Kia,Honda…, hầu hết đã trang bị hệ thống phanh ABS. Nhiều doanh nghiệp sản xuất ô
tô trong nước đang đần nội địa hóa các cụm chi tiết và tiến đến sản xuất ơ tơ với thương
hiệu riêng.
Do đó, trong thời gian qua trong nước đã có nhiều cơng trình nghiên cứu về hệ
thống phanh nói chung và hệ thống phanh ABS nói riêng. Các cơng trình nghiên cứu đã
có ý nghĩa góp phần làm rõ cơ sở lý thuyết về quá trình phanh ơ tơ, cũng như giải quyết
các vấn đề về vấn đề điều khiển quá trình phanh nhằm nâng cao chất lượng và hiệu quả
phanh. Trong công tác đào tạo của nhà trường, các kiến thức về hệ thống phanh ABS.
chưa được giảng dạy thành chuyên đề cho sinh viên và học sinh nghề công nghệ ô tô.
Nhà trường cịn thiếu các mơ hình phục vụ cho nội dung giảng dạy hệ thống phanh
10
ABS.
Với phân tích trên, đồ án chọn đề tài “Ngiên cứu hệ thống phanh ABS trên xe
Toyota innova 2010”.
1.3.Nhiệm vụ và yêu cầu đối với hệ thống phanh
Hệ thống phanh trên ô tô làm nhiệm vụ giảm tốc độ chuyển động của xe hoặc
dừng xe một cách chủ động. Trên ơ tơ ngồi hệ thống phanh chính bố trí ở các bánh xe
cịn có các hệ thống khác như hệ thống phanh phụ, hệ thống phanh dừng, phanh chậm
dần và phanh an tồn (khi có sự cố hỏng hệ thống cấp khí nén ở hệ thống phanh khí
nén).
Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng làm việc của hệ thống phanh là chỉ tiêu hiệu
quả và chỉ tiêu ổn định hướng chuyển động của ô tô khi phanh. Chỉ tiêu hiệu quả yêu
cầu quãng đường phanh xe, giảm tốc phanh, thời gian phanh không quá giới hạn qui
định nhằm làm cho xe giảm tốc nhanh, dừng xe với quãng đường ngắn nhất. Chỉ tiêu
ổn định hướng yêu cầu góc lệch hướng chuyển động của ơ tơ trong q trình phanh
cũng như hành lang chiếm chỗ của ơ tơ trong q trình phanh không được vượt quá giới
hạn qui định.
Để tăng lực phanh, trên các xe dùng hệ thống phanh thủy lực, có thể sử
dụng cơ cấu phanh với bố trí xy lanh phanh bánh xe kiểu đối xứng qua tâm, cơ
cấu phanh guốc kiểu tùy động, hoặc sử dụng cơ cấu phanh đĩa. Để tăng lực của
dẫn động phanh, trên xe bố trí thêm bộ cường hóa (thơng thường với các xe tải
nhẹ là bộ cường hóa kiểu chân khơng). Tuy nhiên, lực phanh có thể phát huy tối
đa lại phụ thuộc vào khả năng bám (bám dọc) giữa bánh xe với mặt đường. Kích
thước và kết cấu cơ cấu phanh bánh xe cũng như bộ phận cường hóa dẫn động
phanh được tính tốn trên cơ sở giới hạn khả năng bám dọc của các bánh xe với
mặt đường.
1.4.Đặc điểm hệ thống phanh thủy lực trên xe du lịch sản xuất tại Việt Nam
Trên các xe du lịch thường sử dụng hệ thống phanh thủy lực có cường
hóa chân khơng.
Xy lanh phanh chính tạo ra áp suất thủy lực đẩy dầu thủy lực theo các
đường ống dẫn dầu và tạo ra áp suất làm việc cho các xy lanh phanh bánh xe.
Để tăng tính an tồn cho hệ thống phanh, trên các xe tải hiện nay thường
sử dụng hệ thống phanh dẫn động hai dịng kiểu trước/sau và xy lanh phanh
chính thường có kết cấu kiểu tandem. Xy lanh có hai buồng làm việc riêng để
cung cấp áp suất dầu ra các bánh xe cầu trước và bánh xe cầu sau. Trong trường
hợp nếu có một dịng dẫn động (ra các bánh xe cầu trước hoặc các bánh xe cầu
sau) bị hỏng hệ thống vẫn có thể giữ được hiệu quả phanh cho dòng dẫn động còn
lại.
11
Hình 1-3: Sơ đồ hệ thống phanh trên xe du lịch sản xuất tại Việt Nam
1,2. Cơ cấu phanh trước, sau; 3. Bơm chân khơng; 4. Bình chân khơng;
5. Bàn đạp phanh; 6. Xy lanh phanh chính kiểu tandem;
7. Bộ trợ lực phanh kiểu chân khơng;8. Bình chứa dầu phanh; 9. Phanh tay
Các cơ cấu phanh bánh xe thường sử dụng trên xe tải là cơ cấu phanh
guốc (hình 1.4) bao gồm các cụm chi tiết: Xy lanh phanh bánh xe, mâm phanh,
guốc phanh, lò xo hồi vị guốc phanh, tang trống. Cơ cấu phanh đĩa chưa được sử
dụng trên các xe tải lắp trong nước.
Hình 1-4: Kết cấu cơ cấu phanh bánh xe loại guốc
-Bộ trợ lực chân không hỗ trợ tăng lực phanh để xy lanh chính tăng cường
áp suất thủy lực đến các xy lanh phanh bánh xe.
-Bơm chân không được dẫn động bởi trục máy phát điện dùng để giảm
lực cho bàn đạp khi phanh.
Trên các xe du lịch, hệ thống phanh thủy lực thường sử dụng bộ trợ lực
12
chân không với nguồn chân không lấy từ họng hút của động cơ. Kết cấu bộ trợ
lực như thế tuy nhỏ gọn nhưng hiệu quả trợ lực khơng nhiều vì vậy trên các xe
tải sử dụng bộ trợ lực chân không với nguồn trợ lực từ bơm chân không.
Bơm chân không này được dẫn động từ trục ra của máy phát điện. Áp
suất chân không do bơm chân không tạo ra có thể đạt tới 6 N/cm2.
Các thơng số kết cấu của cơ cấu phanh bánh xe, c ác kích thước của xy
lanh phanh chính và xy lanh phanh bánh xe, kết cấu màng làm việc của bộ cường
hóa chân khơng cần phải tính tốn kiểm tra để đáp ứng được với mô men phanh
ở bánh xe cầu trước và bánh xe cầu sau tránh xảy ra hiện tượng hãm cứng các
bánh xe khi phanh.
1.5.Cấu tạo hệ thống phanh ABS
Hệ thống phanh ABS trên xe ô tô được cấu thành từ các bộ phận: cảm
biến tốc độ, van thủy lực và hệ thống điều khiển.
Cảm biến tốc độ: Là bộ phận giúp hệ thống ABS nhận biết các bánh xe
có bị bó cứng hay khơng. Trên mỗi bánh xe hoặc bộ vi sai người ta sẽ đặt các cảm
biến tốc độ này.
Van thủy lực: Là van kiểm soát các má phanh ở mỗi bánh xe. Van thủy
lực sẽ nằm ở 3 vị trí cơ bản: van mở (người lái tác động lực bao nhiêu thì áp lực
phanh sẽ tạo lực tương đương truyền trực tiếp đến bánh xe), van khóa (áp lực
phanh nhận được nhiều hơn áp lực người lái tác động), van nhả (áp lực phanh
nhận được ít hơn lực người lái tác động).
Máy tính – hệ thống điều khiển: Nhận nhiệm vụ thu thập thông tin, dữ
liệu từ các cảm biến tốc độ từ đó tính tốn và đưa ra các điều chỉnh phù hợp về
áp lực phanh tối ưu cho mỗi bánh xe.
Xe được trang bị hệ thống chống bó cứng ABS sẽ đặc biệt phát huy tác
dụng khi phanh trên đường trơn hay phanh gấp, đảm bảo tính ổn định của ơ tơ
trong q trình phanh, giúp tài xế có thêm thời gian để xử lý sự cố và bảo vệ an
toàn cho những người ngồi trên xe.
1.6.Ý tưởng về chức năng của ABS
Để tránh cho các lốp khơng bị bó cứng và làm mất khả năng quay vô lăng
trong khi phanh khẩn cấp, nên lặp lại động tác đạp và nhả bàn đạp phanh nhiều
lần. Tuy nhiên, khơng có thời gian để thực hiện việc này trong khi phanh khẩn
cấp.
Hệ thống ABS dùng một máy tính để xác định tình trạng quay của 4 bánh xe trong
khi phanh và có thể tự động đạp và nhả phanh.
Sự khác nhau về tỷ lệ giữa tốc độ của xe và tốc độ của các bánh xe được
gọi là “hệ số trượt”.
Khi sự chênh lệch giữa tốc độ của xe và tốc độ của các bánh xe trở nên
quá lớn, sự quay trượt sẽ xảy ra giữa các lốp và mặt đường.
Điều này cũng tạo nên ma sát và cuối cùng có thể tác động như một lực
phanh và làm chậm tốc độ của xe.
Lực phanh không tỷ lệ với hệ số trượt, và đạt được cực đại khi hệ số trượt
13
nằm trong khoảng 10-30%. Vượt quá 30%, lực phanh sẽ giảm dần. Do đó, để duy
trì mức tối đa của lực phanh, cần phải duy trì hệ số trượt trong giới hạn 10-30%
ở mọi thời điểm..
Ngoài ra, cũng cần phải giữ lực quay vịng ở mức cao để duy trì sự ổn
định về hướng. Để thực hiện điều này, người ta thiết kế hệ thống ABS để tăng
hiệu suất phanh tối đa bằng cách sử dụng hệ số trượt là 10-30% bất kể các điều
kiện của mặt đường, đồng thời giữ lực quay vòng càng cao càng tốt để duy trì sự
ổn định về hướng.
1.7.Lý do nghiên cứu hệ thống phanh ABS xe Toyota innova
Nhận xét chung, hệ thống phanh thủy lực trên các xe lắp ráp ở trong nước
có các nhược điểm chính như sau:
-Khơng có khả năng hạn chế áp suất dẫn động phanh ra các bánh xe sau
do đó các bánh xe sau thường bị trượt lết (hãm cứng) trong các trường hợp phanh
ngặt hoặc phanh xe trên đường có hệ số bám thấp.
-Khơng có khả năng điều chỉnh lực phanh ở các bánh xe phù hợp với khả
năng bám của bánh xe với mặt đường do đó làm giảm hiệu quả phanh cũng như
tính ổn định hướng của xe khi phanh kém.
-Trong quá trình phanh, do quán tính của xe nên xảy ra hiện tượng tăng
tải ở các bánh xe cầu trước, giảm tải ở các bánh xe cầu sau vì vậy giới hạn lực
bám ở các bánh xe cầu sau bị giảm đi so với trường hợp phân bố tải trọng tĩnh,
lúc này nếu vẫn giữ nguyên giá trị lực phanh lớn sẽ xảy ra hiện tượng trượt lết ở
các bánh xe cầu sau.
Để đạt hiệu quả phanh cao, yêu cầu lực phanh phát huy ở vùng tiếp xúc
giữa bánh xe với mặt đường phải đạt được trị số bằng lực bám. Trị số của lực
bám giữa bánh xe với mặt đường phụ thuộc vào tải trọng thẳng đứng tác dụng lên
bánh xe và hệ số bám của bánh xe với mặt đường.
Các yêu cầu trên ở các hệ thống phanh khơng có điều khiển điện tử ở các
xe đời cũ không đáp ứng được dẫn đến khi phanh gấp các xe đời cũ thường bị
trượt lết làm giảm hiệu quả phanh và mất ổn định.
Để khắc phục hiện tượng trượt lết tại các bánh xe khi phanh trên xe ô tô
ngày nay đã được trang bị hệ thống phanh ABS. Đây là hệ thống phanh điều
khiển điện tử cho phép tự động điều khiển áp suất trong dẫn động phanh ra các
bánh xe sao cho duy trì được độ trượt của bánh xe trong quá trình phanh nằm
trong vùng độ trượt tối ưu ( vùng giá trị λ từ 0,1 đến 0,3). Nhờ tính năng điều
khiển này, trong q trình phanh, xe vừa có hiệu quả phanh cao vừa ổn định
hướng và có tính năng điều khiển tốt.
14
Chương 2.
CẤU TẠO VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA CỤM CHI TIẾT CỦA
HỆ THỐNG ABS
2.1.Thông số kỹ thuật của xe Toyota innova 2010.
Hình 2-1: Xe Toyota Innova 2010
Hộp số truyền động
Hãng sản xuất
Động cơ
Kiểu động cơ
Dung tích xy lanh
Loại xe
Loại nhiên liệu
Chiều Dài
Chiều Rộng
Chiều Cao
Chiều Dài cơ sở
Chiều Rộng cơ sở trước sau
Trọng lượng không tải
4 số tự động
Toyota Innova
2.7L
4 xy-lanh thẳng hàng, 16 van, cam kép với
VVT –i
2694cc
Minivan
Xăng khơng chì
4555mm
1770mm
1745mm
2750mm
1510mm
2210 Kg
Dung tích bình nhiên liệu
55 lít
15
Số cửa
5 cửa
Số chỗ ngồi
8 chỗ
2.2.Cấu trúc hệ thống ABS
Hình 2-2:Sơ đồ hệ thống phanh ABS trên xe
1.Cảm biến tốc độ bánh xe; 2. Xy lanh; 3. Xy lanh chính và cụm thủy lực.
4. Hộp điều khiển; 5. Đèn báo ABS.
* Nguyên lý :
Khi xe chuyển động ở tốc độ không đổi, tốc độ của xe và bánh xe là như
nhau (nói cách khác các bánh xe khơng trượt). Tuy nhiên khi người lái đạp phanh
để giảm tốc độ, tốc độ của các bánh xe giảm từ từ và không thể bằng tốc độ thân
xe lúc này đang chuyển động nhờ qn tính của nó. Sự khác nhau giữa tốc độ
thân xe và tốc độ bánh xe được biểu diễn bằng một hệ số gọi là hệ số trượt.
Hình 2.3 chỉ ra các đường đặc tính trượt, thể hiện mối quan hệ giữa hệ số
bám dọc 𝜑𝑥 và hệ số bám ngang 𝜑𝑦 theo độ trượt tương đối λ của bánh xe ứng
với các loại đường khác nhau.
Từ các đồ thị trên, chúng ta có thể rút ra một số nhận xét như sau:
- Các hệ số bám dọc 𝜑𝑥 và hệ số bám ngang 𝜑𝑦 đều thay đổi theo độ
trượt λ. Lúc đầu, khi tăng độ trượt λ thì hệ số bám dọc 𝜑𝑥 tăng lên nhanh chóng
và đạt giá trị cực đại trong khoảng độ trượt λ =10 ÷ 30%. Nếu độ trượt tiếp tục
tăng thì 𝜑𝑥 giảm, khi độ trượt λ = 100% (lốp xe bị trượt lết hồn tồn khi phanh)
thì hệ số bám dọc 𝜑𝑥 giảm 20 ÷ 30% so với hệ số bám cực đại. Khi đường ướt
cịn có thể giảm nhiều hơn nữa, đến 50 ÷ 60%. Đối với hệ số bám ngang 𝜑𝑦 ,
sẽ giảm nhanh khi độ trượt tăng, ở trạng thái trượt lết hồn tồn thì 𝜑𝑦 giảm
xuống gần bằng không.
𝑇ố𝑐 độ 𝑥𝑒 −𝑇ố𝑐 độ 𝑏á𝑛ℎ 𝑥𝑒
Hệ số trượt =
𝑇ố𝑐 độ 𝑥𝑒
× 100%
16
Hình 2-3: Đồ thị mối quan hệ giữa lực phanh và hệ số trượt
- Hệ số bám dọc đạt giá trị cực đại 𝜑𝑥𝑚𝑎𝑥 ở giá trị độ trượt tối ưu λ0 .
Thực nghiệm chứng tỏ rằng ứng với các loại đường khác nhau thì giá trị λ0 thường
nằm chung trong giới hạn từ 10 ÷ 30 %. Ở giá trị độ trượt tối ưu λ0 này, không
những đảm bảo hệ số bám dọc 𝜑𝑥 có giá trị cực đại mà hệ số bám ngang 𝜑𝑦
cũng có giá trị khá cao.
- Vùng a gọi là vùng ổn định, ứng với khi mới bắt đầu phanh, vùng b là
vùng không ổn định của đường đặc tính trượt. Ở hệ thống phanh thường, khi độ
trượt tăng đến giới hạn bị hãm cứng λ = 100% (vùng b), do thực tế sử dụng 𝜑𝑥
<𝜑𝑥𝑚𝑎𝑥 nên chưa tận dụng hết khả năng bám (khả năng tiếp nhận phản lực tiếp
tuyến 𝑃𝜑 =Zb. 𝜑).
- Ở hệ thống phanh thường, khi phanh đến giới hạn bị hãm cứng λ=
100% thì hệ số bám ngang 𝜑𝑦 giảm xuống gần bằng khơng, thậm chí đối với loại
đường có hệ số bám dọc cao như đường bê tông khô, nên khả năng bám ngang
khơng cịn nữa, chỉ cần một lực ngang nhỏ tác dụng cũng đủ làm cho xe bị trượt
ngang, không tốt về phương diện ổn định khi phanh.
Như vậy, nếu giữ cho quá trình phanh xảy ra ở độ trượt của bánh xe là λ0
thì sẽ đạt được lực phanh cực đại Ppmax = 𝜑𝑥𝑚𝑎𝑥 Gb, nghĩa là hiệu quả phanh sẽ
cao nhất và đảm bảo độ ổn định tốt khi phanh nhờ 𝜑𝑦 ở giá trị cao. Một hệ thống
phanh chống hãm cứng (ABS) được thiết kế để thực hiện mục tiêu này. (Dũ, Cấu
tạo hệ thống phanh ABS trên ô tô Toyota, 2019)
17
2.3.Quá trình điều khiển của ABS:
2.3.1.Yêu cầu của hệ thống điều khiển ABS:
Một hệ thống ABS hoạt động tối ưu, đáp ứng nhu cầu nâng cao chất
lượng phanh của ôtô phải thỏa mãn đồng thời các yêu cầu sau:
- Trước hết, ABS phải đáp ứng được các yêu cầu về an toàn liên quan
đến động lực học phanh và chuyển động của ôtô.
- Hệ thống phải làm việc ổn định và có khả năng thích ứng cao, điều
khiển tốt trong suốt dải tốc độ của xe và ở bất kỳ loại đường nào (thay đổi từ
đường bêtơng khơ có sự bám tốt đến đường đóng băng có sự bám kém).
- Hệ thống phải khai thác một cách tối ưu khả năng phanh của các bánh
xe trên đường, do đó giữ tính ổn định điều khiển và giảm quãng đường phanh.
Điều này không phụ thuộc vào việc phanh đột ngột hay phanh từ từ của người lái
xe.
- Khi phanh xe trên đường có các hệ số bám khác nhau thì moment xoay
xe quanh trục đứng đi qua trọng tâm của xe là luôn luôn xảy ra không thể tránh
khỏi, nhưng với sự hỗ trợ của hệ thống ABS, sẽ làm cho nó tăng rất chậm để
người lái xe có đủ thời gian bù trừ moment này bằng cách điều chỉnh hệ thốn g
lái một cách dễ dàng.
- Phải duy trì độ ổn định và khả năng lái khi phanh trong lúc đang quay
vịng.
- Hệ thống phải có chế độ tự kiểm tra, chẩn đốn và dự phịng, báo cho
lái xe biết hư hỏng cũng như chuyển sang làm việc như một hệ thống phanh bình
thường
2.3.2.Phạm vi điều khiển của ABS:
1. Lốp bố trịn (radial-ply) chạy trên đường bê tơng khơ ; 2. Lốp bố chéo
(bias-ply) chạy trên đường nhựa ướt ; 3.Lốp bố tròn chạy trên đường tuyết ; 4.
Lốp bố trịn chạy trên đường đóng băng.
Mục tiêu của hệ thống ABS là giữ cho bánh xe trong quá trình phanh có
độ trượt thay đổi trong giới hạn hẹp quanh giá trị λ0 (λ = 10-30%, trên đồ thị đặc
tính trượt), gọi là phạm vi điều khiển của hệ thống ABS. Khi đó, hiệu quả phanh
cao nhất (lực phanh đạt cực đại do giá trị 𝜑𝑥𝑚𝑎𝑥 ) đồng thời tính ổn định của xe
là tốt nhất (𝜑𝑦 đạt giá trị cao), thỏa mãn các yêu cầu cơ bản của hệ thống phanh
là rút ngắn quãng đường phanh, cải thiện tính ổn định hướng và khả năng điều
khiển lái của xe trong khi phanh. Thực tế giới hạn này có thể thay đổi trong phạm
vi lớn hơn, có thể bắt đầu sớm hơn hay kết thúc trễ hơn tùy theo điều kiện bám
của bánh xe và mặt đường.
18
Hình 2-4: Phạm vi điều khiển của hệ thống ABS.
Trên (hình 2.4) thể hiện mối quan hệ giữa hệ số bám dọc 𝜑𝑥 và độ trượt
λ ứng với các loại lốp khác nhau chạy trên các loại đường có hệ số bám khác
nhau. Phạm vi điều khiển của hệ thống ABS ứng với từng điều kiện cụ thể là khác
nhau. Theo đó, ta thấy đối với loại lốp bố trịn chạy trên đường bêtơng khơ (đường
cong1) thì giá trị 𝜑𝑥𝑚𝑎𝑥 đạt được ứng với độ trượt khoảng 10% so với loại lốp bố
chéo chạy trên đường nhựa ướt (đường cong 2) là 30%. Độ trượt tối ưu λ0 để đạt
giá trị hệ số bám cực đại trong hai trường hợp trên là khác nhau. Vì vậy, phạm vi
điều khiển ABS của chúng cũng khác nhau, trường hợp lốp bố tròn chạy trên
đường bêtơng khơ sẽ có q trình điều khiển ABS xảy ra sớm hơn. Tương tự là
phạm vi điều khiển của hệ thống ABS đối với loại lốp bố trịn chạy trên đường
tuyết và đường đóng băng (đường cong 3 và 4).
Khi phanh trên đường vòng, xe chịu sự tác động của lực ngang nên các
bánh xe sẽ có một góc trượt 𝛼. Đồ thị hình 2.5 thể hiện mối quan hệ giữa hệ số
bám dọc 𝜑𝑥 và hệ số bám ngang 𝜑𝑦 với độ trượt λ ứng với góc trượt 𝛼 = 20 và
𝛼 =100 . Ta nhận thấy rằng khi góc trượt lớn (ví dụ 𝛼 =100 ) thì tính ổn định của
xe giảm đi rất nhiều. Trong trường hợp này hệ thống ABS sẽ ưu tiên điều khiển
tính ổn định của xe hơn là quãng đường phanh. Vì vậy ABS sẽ can thiệp sớm
khi hệ số bám dọc 𝜑𝑥 còn giá trị rất nhỏ (𝜑𝑥 ≈ 0,35 ),trong khi hệ số bám
ngang 𝜑𝑦 đạt được giá trị cực đại của nó là 0.8, q trình điều khiển này cũng
được kéo dài hơn bình thường. Nhờ vậy xe giữ được tính ổn định khi phanh trên
đường vịng, mặc dù quãng đường phanh có thể dài hơn so với khi chạy thẳng.
(Dũ, Khảo sát hệ thống phanh ABS trên ô tô Toyota Vios, 2019)
19
Hình 2-5: Phạm vi điều khiển của ABS theo góc trượt bánh xe.
2.3.3.Chu trình điều khiển của ABS:
Quá trình điều khiển của hệ thống ABS được thực hiện theo một chu trình
kín như (hình 2.6). Các cụm của chu trình bao gồm:
- Tín hiệu vào là lực tác dụng lên bàn đạp phanh của người lái xe, thể
hiện qua áp suất dầu tạo ra trong xy lanh phanh chính.
- Tín hiệu điều khiển bao gồm các cảm biến tốc độ bánh xe và hộp điều
khiển (ECU). Tín hiệu tốc độ các bánh xe và các thông số nhận được từ nó như
gia tốc và độ trượt liên tục được nhận biết và phản hồi về hộp điều khiển để xử lý
kịp thời.
- Tín hiệu tác động được thực hiện bỡi bộ chấp hành, thay đổi áp suất dầu
đến các xy lanh làm việc ở các cơ cấu phanh bánh xe.
- Đối tượng điều khiển: là lực phanh giữa bánh xe và mặt đường. ABS
hoạt động tạo ra moment phanh thích hợp ở các bánh xe để duy trì hệ số bám tối
ưu giữa bánh xe với mặt đường, tận dụng khả năng bám cực đại để lực phanh là
lớn nhất.
- Các nhân tố ảnh hưởng: như điều kiện mặt đường, tình trạng phanh, tải
trọng của xe, và tình trạng của lốp (áp suất, độ mòn,…)
20
Hình 2-6: Chu trình điều khiển kín của ABS.
1. Bộ chấp hành thủy lực; 2. Xy lanh phanh chính; 3. Xy lanh làm việc;
4. Bộ điều khiển (ECU); 5. Cảm biến tốc độ bánh xe.
2.4.Giới thiệu chung.
Cơ cấu ABS được thiết kế dựa trên cấu tạo của một cơ cấu phanh thường.
Ngồi ra các cụm bộ phận chính của một cơ cấu phanh như cụm xy lanh chính,
bầu trợ lực, cơ cấu phanh bánh xe, các van điều hoà lực phanh.Để thực hiện chức
năng chống hãm cứng bánh xe khi phanh, thì cơ cấu ABS cần trang bị thêm các
bộ phận như : cảm biến tốc độ bánh xe, hộp diều khiển điện tử (ECU), bộ chấp
hành thuỷ lực, bộ chẩn đoán,báo lỗi.
Một cơ cấu ABS bao gồm 3 cụm bộ phận chính :
-Cụm tín hiệu vào gồm các cảm biến tốc độ bánh xe, cơng tắc báo phanh,
…có nhiệm vụ gửi thơng tin tốc độ bánh xe, tín hiệu phanh về hộp điều khiển
điện tử (ECU), dưới dạng tín hiệu điện.
-Hộp điều khiển điện tử (ECU) có chức năng nhận và xử lý các tín hiệu
vào, đưa tín hiệu điều khiển đến bộ chấp hành thuỷ lực, điều khiển q trình
phanh chống bó cứng bánh xe.
-Bộ phận chấp hành gồm có bộ điều khiển thuỷ lực, bộ phận hiển thị đèn
báo phanh ABS, bộ phận kiểm tra, chẩn đoán.
Trong đó :
+ Bộ điều khiển thuỷ lực nhận tín hiệu điều khiển từ ECU thực hiện quá
trình phân phối áp suất dầu đến các cơ cấu phanh bánh xe.
