Nghiên Cứu Và Biên Soạn Các Hệ Thống An Toàn Trên Hệ Thống Phanh Thủy Lực Ô Tô.pdf

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM K THUT
THNH PH H CH MINH

ẩ1771*+,3
1*ơ1+&é1*1*+.7+87ễ Tễ


1*+,ầ1&89ơ%,ầ1621&ẩ&+7+1*$1
72ơ175ầ1+7+1*3+$1+7+</&é7é


*9+'76+81+3+&61
697+1*8<1/ầ'8<
'1*7+,ầ1/&


SKL008283

Tp. H Chớ Minh, tháng 


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Chuyên ngành: Cơng nghệ Kỹ thuật Ơ tơ

Tên đề tài

NGHIÊN CỨU VÀ BIÊN SOẠN CÁC HỆ THỐNG AN

TOÀN TRÊN HỆ THỐNG PHANH THỦY LỰC Ô TÔ

SVTH:

NGUYỄN LÊ DUY

MSSV:

17145271

SVTH:

DƯƠNG THIÊN LỘC

MSSV:

17145318

GVHD:

TS. HUỲNH PHƯỚC SƠN

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 8 năm 2021
2


TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TP. HỒ CHÍ MINH

Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

TP. Hồ Chí Minh, ngày 29 tháng 3 năm 2021

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ tên sinh viên:

1. NGUYỄN LÊ DUY

MSSV: 17145271

2. DƯƠNG THIÊN LỘC

MSSV: 17145318

Chuyên ngành: Công nghệ Kỹ thuật ô tô

Mã ngành đào tạo: ...................

Hệ đào tạo: Đại học chính quy

Mã hệ đào tạo: .........................

Khóa:

Lớp: 171452B

2017-2021

1. Tên đề tài
NGHIÊN CỨU VÀ BIÊN SOẠN CÁC HỆ THỐNG AN TOÀN TRÊN HỆ THỐNG
PHANH THỦY LỰC Ô TÔ
2. Nhiệm vụ đề tài
- Mở đầu – Tổng quan vấn đề nghiên cứu
- Nghiên cứu giới thiệu các hệ thống hỗ trợ an toàn, ổn định trên hệ thống phanh ô tô;
- Kết luận.
3. Sản phẩm của đề tài
1 tập báo cáo kết quả nghiên cứu và file nội dung báo cáo.
4. Ngày giao nhiệm vụ đề tài: 29/3/2021
5. Ngày hồn thành nhiệm vụ: 25/8/2021
TRƯỞNG BỘ MƠN

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

3


TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TP. HỒ CHÍ MINH

Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

Bộ mơn: Ơ tơ

PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
(Dành cho giảng viên hướng dẫn)
Họ và tên sinh viên: NGUYỄN LÊ DUY

MSSV: 17145271 Hội đồng:……

Họ và tên sinh viên:

MSSV: 17145318 Hội đồng:……

DƯƠNG THIÊN LỘC

Tên đề tài: NGHIÊN CỨU VÀ BIÊN SOẠN CÁC HỆ THỐNG AN TỒN TRÊN HỆ
THỐNG PHANH THỦY LỰC Ơ TƠ
Ngành đào tạo: Cơng nghệ Kỹ thuật Ơ tơ
Họ và tên GV hướng dẫn: TS. Huỳnh Phước Sơn
Ý KIẾN NHẬN XÉT
1. Nhận xét về tinh thần, thái độ làm việc của sinh viên (không đánh máy)
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
2. Nhận xét về kết quả thực hiện của ĐATN (khơng đánh máy)
2.1Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN:
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................

4


...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
2.2 Nội dung đồ án:
(Cơ sở lý luận, tính thực tiễn và khả năng ứng dụng của đồ án, các hướng nghiên cứu
có thể tiếp tục phát triển)
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
2.3 Kết quả đạt được:
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
2.4. Những tồn tại (nếu có):
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
3. Đánh giá:
TT

Mục đánh giá

Điểm

Điểm đạt

tối đa

được

5


1.

Hình thức và kết cấu ĐATN

30

Đúng format với đầy đủ cả hình thức và nội dung của các

10

mục

2.

Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan của đề tài

10

Tính cấp thiết của đề tài

10

Nội dung ĐATN

50

Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học và kỹ

5

thuật, khoa học xã hội…
Khả năng thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá

10

Khả năng thiết kế chế tạo một hệ thống, thành phần, hoặc

15

quy trình đáp ứng yêu cầu đưa ra với những ràng buộc
thực tế.
Khả năng cải tiến và phát triển

15

Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên

5

ngành…

3.

Đánh giá về khả năng ứng dụng của đề tài

10

4.

Sản phẩm cụ thể của ĐATN

10

Tổng điểm

100

4. Kết luận:
 Được phép bảo vệ
 Không được phép bảo vệ
TP.HCM, ngày

tháng

năm 2021

Giảng viên hướng dẫn
((Ký, ghi rõ họ tên)

6

TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TP. HỒ CHÍ MINH

Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
Bộ mơn: Ơ tơ

PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
(Dành cho giảng viên phản biện)
Họ và tên sinh viên: NGUYỄN LÊ DUY

MSSV: 17145271 Hội đồng:…..

Họ và tên sinh viên:

MSSV: 17145318 Hội đồng:…..

DƯƠNG THIÊN LỘC

Tên đề tài: NGHIÊN CỨU VÀ BIÊN SOẠN CÁC HỆ THỐNG AN TỒN TRÊN HỆ
THỐNG PHANH THỦY LỰC Ơ TƠ
Ngành đào tạo: Cơng nghệ Kỹ thuật Ơ tơ
Họ và tên GV phản biện: (Mã GV): ....................................................................................
Ý KIẾN NHẬN XÉT
1. Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN:

...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
2. Nội dung đồ án:
(Cơ sở lý luận, tính thực tiễn và khả năng ứng dụng của đồ án, các hướng nghiên cứu
có thể tiếp tục phát triển)
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................

7


3. Kết quả đạt được:
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
4. Những thiếu sót và tồn tại của ĐATN:
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
5. Câu hỏi:
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................

..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
6. Đánh giá:
TT

Mục đánh giá

Điểm

Điểm đạt

tối đa

được

8


1. ................................
Hình thức và kết cấu ĐATN

30

Đúng format với đầy đủ cả hình thức và nội dung của các

10

mục

Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan của đề tài

10

Tính cấp thiết của đề tài

10

2. ................................
Nội dung ĐATN

50

Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học và kỹ

5

thuật, khoa học xã hội…
Khả năng thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá

10

Khả năng thiết kế, chế tạo một hệ thống, thành phần, hoặc

15

quy trình đáp ứng yêu cầu đưa ra với những ràng buộc
thực tế.
Khả năng cải tiến và phát triển

15

Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên

5

ngành…
3. ................................
Đánh giá về khả năng ứng dụng của đề tài

10

4. ................................
Sản phẩm cụ thể của ĐATN

10

Tổng điểm

100

7. Kết luận:
 Được phép bảo vệ
 Không được phép bảo vệ
TP.HCM, ngày

tháng

năm 2021

Giảng viên phản biện
(Ký, ghi rõ họ tên)

9


TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TP. HỒ CHÍ MINH

Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

XÁC NHẬN HỒN THÀNH ĐỒ ÁN
Tên đề tài: NGHIÊN CỨU VÀ BIÊN SOẠN CÁC HỆ THỐNG AN TỒN TRÊN HỆ
THỐNG PHANH THỦY LỰC Ơ TÔ
Họ và tên Sinh viên: 1. NGUYỄN LÊ DUY
2. DƯƠNG THIÊN LỘC

MSSV:

17145271

MSSV:

17145318

Ngành: Công nghệ Kỹ thuật ô tô
Sau khi tiếp thu và điều chỉnh theo góp ý của giảng viên hướng dẫn, giảng viên phản
biện và các thành viên trong hội đồng bảo về. Đồ án tốt nghiệp đã được hồn chỉnh
đúng theo u cầu về nội dung và hình thức.
Chủ tịch Hội đồng:

Giảng viên hướng dẫn:

Giảng viên phản biện:

Tp. Hồ Chí Minh, ngày

tháng

năm 2021

10


LỜI CẢM ƠN
Trong suốt quá trình nghiên cứu và thực hiện đồ án tốt nghiệp với đề tài “Nghiên
cứu và biên soạn các hệ thống an toàn trên hệ thống phanh thủy lực ơ tơ”, nhóm chúng
em nhận được sự hỗ trợ và giúp đỡ tận tình của Thầy hướng dẫn TS. Huỳnh Phước Sơn.
Chúng em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.
HCM, q Thầy cơ trong Khoa Cơ Khí động lực đã tạo điều kiện học tập và rèn luyện tốt
nhất cho chúng em. Đặc biệt, nhóm chúng em xin gửi lời cảm ơn đến Thầy TS. Huỳnh
Phước Sơn, thầy đã tận tình hướng dẫn, truyền đạt cho chúng em nhiều kiến thức hữu ích
trong q trình thực hiện đồ án tốt nghiệp, giúp chúng em hoàn thành đúng thời hạn.
Thầy luôn cho chúng em nhiều lời khuyên hữu ích, chúng em cũng tiếp thu những kiến
thức, kinh nghiệm và thái độ làm việc đúng đắn từ thầy.

Cuối cùng, trong q trình thực hiện đồ án tốt nghiệp khó có thể tránh khỏi sai sót,
rất mong quý Thầy bỏ qua. Qua đó, chúng em cũng rất mong nhận được ý kiến đóng góp
của quý Thầy để chúng em có thể hồn thiện tốt đồ án tốt nghiệp này.
Nhóm em xin chân thành cảm ơn!

Tp. Hồ Chí Minh, ngày

tháng

năm 2021

Nhóm sinh viên thực hiện
Nguyễn Lê Duy
Dương Thiên Lộc

11


TĨM TẮT
Ngày nay, sự phát triển nhanh chóng của khoa học kỹ thuật cùng với nhu cầu sử
dụng ô tô ngày càng tăng đã dẫn đến số lượng ô tô tham gia giao thơng tăng lên nhanh
chóng, tai nạn giao thơng xảy ra càng nhiều và càng nghiêm trọng, địi hỏi phải có các hệ
thống an tồn chủ động lẫn bị động có độ chính xác cao để hạn chế các tai nạn đáng tiếc
do các phương tiện giao thông gây ra. Việc trang bị thêm các kiến thức liên quan đến các
hệ thống an tồn này trên phanh ơ tô là hết sức cần thiết giúp người sử dụng đúng cách,
người thợ nắm được nguyên lý làm việc cơ bản để đề ra phương hướng sửa chữa thích
hợp, giúp xe tham gia giao thông được ổn định và an tồn để giảm thiểu tai nạn.
Vì vậy với đề tài “Nghiên cứu và biên soạn các hệ thống an toàn trên hệ thống
phanh thủy lực ơ tơ” nhằm mục đích xây dựng tài liệu tham khảo hữu ích một cách dễ
hiểu và tổng quát về các hệ thống an toàn trên hệ thống phanh thủy lực ô tô.

Trong đề tài này, chúng em trình bày về cơ sở lý thuyết, cấu tạo và nguyên lý hoạt
động và sơ đồ của các hệ thống an toàn trên hệ thống phanh thủy lực như: ABS, EBD,
BA, TRC, ESP, DAC, HAC và SBC.
Trong thời gian nghiên cứu và thực hiện, chúng em đã hoàn thành nhiệm vụ đồ án
đã đặt ra. Nội dụng thể hiện rõ qua 6 chương như sau:
-

Chương 1: Tổng quan

-

Chương 2: Các cảm biến được trang bị trong các hệ thống an tồn trên hệ thống
phanh thủy lực ơ tô

-

Chương 3: Hệ thống ABS kết hợp với hệ thống EBD và BA

-

Chương 4: Hệ thống kiểm soát lực kéo TRC và hệ thống cân bằng điện tử ESP

-

Chương 5: Hệ thống chống trượt khi xuống dốc DAC và hệ thống khởi hành
ngang dốc HAC

-

Chương 6: Hệ thống phanh tích hợp điều khiển điện tử SBC (Sensotronic Brake

Control)

12


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................ 11
TĨM TẮT

........................................................................................................ 12

DANH SÁCH KÍ HIỆU VÀ TÊN VIẾT TẮT............................................................. 17
DANH SÁCH HÌNH ẢNH ........................................................................................ 18
DANH SÁCH BẢNG ................................................................................................ 22
CHƯƠNG 1.

TỔNG QUAN .................................................................................. 23

1.1

Tính cần thiết ................................................................................................ 23

1.2

Mục tiêu đề tài .............................................................................................. 23

1.3

Nội dung nghiên cứu ..................................................................................... 23

1.4

Phương pháp nghiên cứu ............................................................................... 23

1.5

Phạm vi nghiên cứu....................................................................................... 24

CHƯƠNG 2.

CÁC CẢM BIẾN ĐƯỢC TRANG BỊ TRONG CÁC HỆ THỐNG AN

TỒN TRÊN HỆ THỐNG PHANH THỦY LỰC Ơ TÔ ............................................. 25
2.1

Cảm biến tốc độ bánh xe: .............................................................................. 26

2.1.1

Cảm biến tốc độ thụ động (loại điện từ có nam châm đứng yên): .............26

2.1.2

Cảm biến tốc độ loại chủ động: .................................................................27

2.2

Cảm biến gia tốc theo chiều dọc (hay cảm biến giảm tốc hoặc cảm biến G) ..... 29

2.3

Cảm biến gia tốc theo chiều ngang:................................................................ 30

2.4

Cảm biến góc tay lái (SAS – steering angle sensor) ........................................ 33

2.4.1

Loại Hall: ...................................................................................................33

2.4.2

Loại Photodiot: ...........................................................................................36

2.5

Cảm biến góc xoay thân xe (Yaw rate sensor): ............................................... 37

2.5.1

Loại vi cơ: Trong phiên bản của Bosch .....................................................37

2.5.2

Loại áp điện: Trong phiên bản của ITT Automotive: ................................37

2.6

Cảm biến áp suất dầu phanh: ......................................................................... 40

2.6.1

Kiểu áp điện trở: Trong phiên bản của Bosch...........................................41

2.6.2

Kiểu tụ: Trong phiên bản của ITT Automotive ........................................42

13


2.7

Cảm biến vị trí bướm ga phụ: ........................................................................ 42

CHƯƠNG 3.

HỆ THỐNG ABS KẾT HỢP VỚI HỆ THỐNG EBD VÀ BA ............ 45

3.1 HỆ THỐNG CHỐNG BÓ CỨNG BÁNH XE KHI PHANH (ABS - ANTILOCK BRAKING SYSTEM): ............................................................................... 45
3.1.1

Giới thiệu chung về hệ thống ABS: ...........................................................45

3.1.2

Cơ sở lí thuyết ............................................................................................45

3.1.3

Đồ thị đặc tính trượt khi phanh ..................................................................46

3.1.4

Q trình điều khiển của ABS ...................................................................48

3.1.5

Phân loại theo phương thức điều khiển ......................................................52

3.1.6

Cấu tạo hệ thống ABS: ...............................................................................54

3.1.7

Bộ chấp hành thủy lực: ..............................................................................56

3.1.8

ABS ECU ...................................................................................................61

3.1.9

Một số hệ thống ABS khác: .......................................................................63

3.2 HỆ THỐNG PHÂN PHỐI LỰC PHANH ĐIỆN TỬ (EBD - ELECTRONIC
BRAKE-FORCE DISTRIBUTION): ...................................................................... 65
3.2.1

Giới thiệu chung về EBD: ..........................................................................65

3.2.2

Cấu tạo hệ thống EBD bao gồm: ...............................................................66

3.2.3

Nguyên lí hoạt động của EBD: ..................................................................67

3.2.4

Nguyên lý hoạt động của EBD: .................................................................69

3.2.5

Điều kiện làm việc của hệ thống EBD: ......................................................72

3.2.6

Ưu điểm của hệ thống EBD: ......................................................................72

3.3

HỆ THỐNG PHANH KHẨN CẤP (BA- BRAKE ASSIST SYSTEM): .......... 72

3.3.1

Giới thiệu chung về BA: ............................................................................72

3.3.2

Cấu tạo của hệ thống BA: ..........................................................................73

3.1

Nguyên lý hoạt động của hệ thống BA: .......................................................... 74

3.2

Ưu điểm của hệ thống hỗ trợ phanh khẩn cấp: ................................................ 77

CHƯƠNG 4.

HỆ THỐNG KIỂM SOÁT LỰC KÉO TRC VÀ HỆ THỐNG CÂN

BẰNG ĐIỆN TỬ ESP ............................................................................................... 78
4.1 HỆ THỐNG KIỂM SOÁT LỰC KÉO (TRC - TRACTION CONTROL
SYSTEM): ............................................................................................................ 78
4.1.1

Giới thiệu chung về TRC: ..........................................................................78

14


4.1.2

Cấu tạo và hoạt động của các phần tử hệ thống TRC: ...............................79

4.1.3

Ưu, nhược điểm của hệ thống TRC: ..........................................................90

4.2 HỆ THỐNG CÂN BẰNG ĐIỆN TỬ (ESP - ELECTRONIC STABILITY
PROGRAM): ........................................................................................................ 91
4.2.1

Giới thiệu chung hệ thống ESP: .................................................................91

4.2.2

Cấu tạo của hệ thống ESP: .........................................................................92

4.2.3

Nguyên lý hoạt động của hệ thống ESP:....................................................94

4.2.4

Ưu điểm của hệ thống ESP: .....................................................................102

CHƯƠNG 5.

HỆ THỐNG CHỐNG TRƯỢT KHI XUỐNG DỐC (DAC) VÀ HỆ

THỐNG KHỞI HÀNH NGANG DỐC (HAC).......................................................... 103
5.1 HỆ THỐNG CHỐNG TRƯỢT KHI XUỐNG DỐC (DAC - DOWN HILL
ASSIST CONTROL) ........................................................................................... 103

5.1.1

Giới thiệu chung về DAC: .......................................................................103

5.1.2

Điều kiện để hệ thống hoạt động: ............................................................104

5.1.3

Cấu tạo và chức năng từng chi tiết trong hệ thống DAC .........................107

5.1.4

Nguyên lí hoạt động: ................................................................................108

5.2 HỆ THỐNG KHỞI HÀNH NGANG DỐC (HAC - HILL START ASSISST
CONTROL) ........................................................................................................ 109
5.2.1

Giới thiệu chung về HAC: .......................................................................109

5.2.2

Cấu tạo hệ thống HAC: ............................................................................110

5.2.3

Các điều kiện để kích hoạt hệ thống HAC. ..............................................111

5.2.4

Nguyên lí điều khiển hệ thống HAC:.......................................................111

CHƯƠNG 6.

HỆ THỐNG PHANH TÍCH HỢP ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ SBC

(SENSOTRONIC BRAKE CONTROL) ................................................................... 119
6.1

Giới thiệu chung về SBC: ............................................................................ 119

6.2

Chức năng của SBC: ................................................................................... 119

6.2.1

Chức năng Soft-stop:................................................................................119

6.2.2

Chức năng tự làm khô đĩa phanh: ............................................................119

6.2.3

Chức năng điền sẵn: .................................................................................120

6.2.4

Đặc tính biến đổi của bàn đạp phanh: ......................................................120

6.2.5

Chức năng khởi động trước: ....................................................................120

15


6.2.6

Chức năng tắt muộn: ................................................................................120

6.2.7

Chức năng giới hạn áp suất: .....................................................................120

6.2.8

Chức năng bù nhiệt: .................................................................................121

6.3

Cấu tạo và nguyên lí điều khiển các cụm thành phần trong hệ thống SBC...... 121

6.3.1

Bộ điều khiển: ..........................................................................................121

6.3.2

Bộ thủy lực: ..............................................................................................125

KẾT LUẬN

...................................................................................................... 133

TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................ 134

16


DANH SÁCH KÍ HIỆU VÀ TÊN VIẾT TẮT
Ký
hiệu
ABS
EBD

Tiếng Anh

Tiếng Việt

Anti-Lock Braking System

Hệ thống chống bó cứng bánh xe

Electronic Brake-force
Distribution

Hệ thống phân phối lực phanh điện tử
Hệ thống phanh khẩn cấp

BA

Braking Assist System

TCS

Traction Control System

TRC

Traction Control

ESP

Electronic Stability Program

ESC

Electronic Stability Control

VSC

Vehicle Stability Control

ASR

Anti Slip Regulator

HAS

Hill-start Assist System

HAC

Hill-start Assist Control

DAC

Downhill Assist Control System

HDC

Hill Descent Control

SBC

Sensotronic Brake Control

Hệ thống phanh thông minh

ECU

Electronic Control Unit

Bộ điều khiển điện tử

ECM

Engine Control Module

Bộ điều khiển động cơ

BCM

Body Control Module

Bộ điều khiển thân xe

TCM

Transmission Control Module

Bộ điều khiển hộp số

CAN

Controller Area Network

Mạng điều khiển cục bộ

ABD

Automatic Braking Differential

Bộ khóa vi sai tự động

P

Proportioning Valve

Van điều hịa lực phanh

4WD

4-Wheel-Drive

Xe dẫn động 4 bánh bán thời gian

AWD

All-Wheel-Drive

Xe dẫn động 4 bánh toàn thời gian

Hệ thống điều khiển lực kéo

Hệ thống cân bằng điện tử

Hệ thống hổ trợ khởi hành ngang dốc
Hệ thống chống trượt khi xuống dốc

17


DANH SÁCH HÌNH ẢNH
Hình 2.1 Sơ đồ bố trí các cảm biến hỗ trợ hệ thống phanh thủy lực .................................25
Hình 2.2 Cấu tạo cảm biến tốc độ loại điện từ ..................................................................26

Hình 2.3 Cấu tạo của cảm biến tốc độ loại nam châm quay .............................................27
Hình 2.4 Tín hiệu đầu ra của cảm biến tốc độ chủ động...................................................28
Hình 2.5 Cấu tạo cảm biến giảm tốc .................................................................................29
Hình 2.6 Các chế độ hoạt động của cảm biến giảm tốc ....................................................30
Hình 2.7 Cảm biến gia tốc theo chiều ngang của Bosch. ..................................................30
Hình 2.8 Hoạt động của cảm biến gia tốc theo chiều ngang. ...........................................31
Hình 2.9 Điện áp đầu ra của cảm biến góc gia tốc ngang. ...............................................32
Hình 2.10 Cảm biến gia tốc theo chiều ngang của ITT Automotive..................................32
Hình 2.11 Nguyên lý hoạt động cảm biến gia tốc theo chiều ngang của ITT Automotive
............................................................................................................................................33
Hình 2.12 Sơ đồ cấu tạo cảm biến góc lái loại Hall .........................................................33
Hình 2.13 Tín hiệu góc lái từ hai cảm biến Hall ...............................................................34
Hình 2.14 Sơ đồ mạch điện của cảm biến góc tay lái trên xe Lexus RX 450H .................35
Hình 2.15 Sơ đồ mạch điện cảm biến góc lái trên xe Toyota RAV4 ..................................35
Hình 2.16 Cấu tạo của cảm biến góc lái loại Photodiot ...................................................36
Hình 2.17 Điện áp sinh ra khi đánh lái. ............................................................................36
Hình 2.18 Cấu tạo của cảm biến góc xoay thân xe loại vi cơ ...........................................37
Hình 2.19 Cấu tạo cảm biến góc xoay thân xe loại áp điện ..............................................38
Hình 2.20 Nguyên lý hoạt động cảm biến Yaw của ITT Automotive .................................39
Hình 2.21 Điện áp đầu ra của cảm biến góc xoay thân xe ................................................39
Hình 2.22 Sơ đồ mạch điện yaw rate sensor trên xe Toyota RAV4 ...................................40
Hình 2.23 Các chân của một cảm biến áp suất dầu phanh ...............................................40
Hình 2.24 Cấu tạo của cảm biến áp suất dầu phanh kiểu áp điện trở. .............................41
Hình 2.25 Nguyên lý hoạt động của cảm biến áp suất dầu phanh kiểu áp điện trở ..........41
Hình 2.26 Cấu tạo cảm biến áp suất dầu phanh kiểu tụ....................................................42
Hình 2.27 Nguyên lý hoạt động cảm biến áp suất dầu kiểu tụ. .........................................42
Hình 2.28 Cảm biến vị trí bướm ga phụ kiểu tuyến tính ...................................................43

18

Hình 2.29 Sơ đồ mạch điện cảm biến vị trí bướm ga phụ trên xe Lexus SC300 ...............44
Hình 3.1 Đồ thị đặc tính trượt. ..........................................................................................46
Hình 3.2 Đồ thị đặc tính trượt trên các loại đường...........................................................47
Hình 3.3 Chu trình điều khiển ABS....................................................................................48
Hình 3.4 Qúa trình điều khiển ABS ...................................................................................51
Hình 3.5 Phân loại hệ thống ABS theo kênh......................................................................53
Hình 3.6 Sơ đồ cấu tạo ABS...............................................................................................54
Hình 3.7 Sơ đồ ngun lí ABS ............................................................................................55
Hình 3.8 Sơ đồ khối ngun lí điều khiển ABS ..................................................................56
Hình 3.9 Bộ chấp hành thủy lực của BOSCH....................................................................56
Hình 3.10 Van giữ áp loại 2 vị trí ......................................................................................57
Hình 3.11 Van giảm áp loại 2 vị trí ...................................................................................57
Hình 3.12 Sơ đồ bộ chấp hành 8 van 2 vị trí .....................................................................58
Hình 3.13 Chế độ làm việc bình thường của bộ chấp hành thủy lực ................................59
Hình 3.14 Chế độ giữ áp ....................................................................................................60
Hình 3.15 Chế độ giảm áp .................................................................................................60
Hình 3.16 Chế độ tăng áp ..................................................................................................61
Hình 3.17 Các chức năng điều khiển của ECU .................................................................62
Hình 3.18 Cơ cấu chấp hành sử dụng 3 van điện 3 vị trí. .................................................63
Hình 3.19 Bộ chấp hành thủy lực loại 4 van 4 vị trí..........................................................64
Hình 3.20 Cơ cấu chấp hành sử dụng 4 van điện 3 vị trí. .................................................64
Hình 3.21 Cơ cấu chấp hành sử dụng áp suất trợ lực lái .................................................64
Hình 3.22 Đồ thị thể hiện đường áp suất dầu lý tưởng cho các bánh trước và bánh sau.65
Hình 3.23 Minh họa phân phối lực phanh theo tải trọng khi có EBD. .............................66
Hình 3.24 Sơ đồ hệ thống EBD ..........................................................................................66
Hình 3.25 Phân phối lực phanh khi xe đang thực hiện quá trình phanh ..........................68
Hình 3.26 Phân phối lực phanh khi xe đang quay vịng ....................................................69
Hình 4.1 Lợi ích của hệ thống TRC. ..................................................................................78
Hình 4.2 Sơ đồ bố trí các chi tiết hệ thống TRC trên xe Toyota Camry năm 1997. ..........79

Hình 4.3 Sơ đồ khối nguyên lý điều khiển hệ thống TRC. .................................................81
Hình 4.4 Bộ chấp hành bướm ga phụ ................................................................................83

19


Hình 4.5 Cấu tạo bộ chấp hành bướm ga phụ ...................................................................83
Hình 4.6 Bướm ga phụ mở hồn tồn ................................................................................84
Hình 4.7 Bướm ga phụ mở 50% ........................................................................................84
Hình 4.8 Bướm ga phụ đóng hồn tồn .............................................................................84
Hình 4.9 Q trình phanh bình thường .............................................................................85
Hình 4.10 Chế độ tăng áp ..................................................................................................87
Hình 4.11 Chế độ giữ áp ....................................................................................................88
Hình 4.12 Chế độ giảm áp .................................................................................................89
Hình 4.13 Minh họa nhược điểm của bộ vi sai khi đường có hệ số bám khác nhau làm
ảnh hưởng đến lực kéo .......................................................................................................90
Hình 4.14 Lợi ích của hệ thống ESP khi vào cua. .............................................................92
Hình 4.15 Sơ đồ cấu tạo hệ thống ESP ..............................................................................92
Hình 4.16 Bộ điều khiển.....................................................................................................93
Hình 4.17 Bộ chấp hành thủy lực ......................................................................................93
Hình 4.18 Cơng tắc ESP. ...................................................................................................94
Hình 4.19 Sơ đồ điều khiển của hệ thống ESP. .................................................................94
Hình 4.20 Chu trình điều khiển hệ thống ESP ...................................................................96
Hình 4.21 Trường hợp xe bị quay vịng thiếu. ...................................................................96
Hình 4.22 Sơ đồ hoạt động của hệ thống khi quay vịng thiếu. .........................................98
Hình 4.23 Trường hợp xe bị quay vịng thừa .....................................................................99
Hình 4.24 Sơ đồ hoạt động của hệ thống khi xe bị quay vịng thừa. ...............................100
Hình 4.25 Mơ tả ơ tơ được trang bị ESP khi tránh chướng ngại vật. .............................101
Hình 5.1 Hệ thống hỗ trợ xuống dốc HDC/DAC .............................................................103
Hình 5.2 Vị trí L4 .............................................................................................................104

Hình 5.3 Cơng tắc khóa vi sai cầu sau ............................................................................104
Hình 5.4 cơng tắc DAC ....................................................................................................105
Hình 5.5 Đèn DAC trên đồng hồ taplo ............................................................................105
Hình 5.6 Đèn báo trượt ....................................................................................................105
Hình 5.7 Sơ đồ điều khiển DAC .......................................................................................108
Hình 5.8 Sơ đồ điều khiển DAC trên xe Toyota RAV4 ....................................................109
Hình 5.9 Tính hiệu quả của HAC ....................................................................................110

20


Hình 5.10 Sơ đồ ngun lí HAC.......................................................................................111
Hình 5.11 Mơ tả q trình tăng áp suất lên.....................................................................112
Hình 5.12 Mơ tả mơ men phanh quá trình tăng áp suất lên ............................................113
Hình 5.13 Hoạt động mạch dầu quá trình tăng áp. .........................................................113
Hình 5.14 Mơ tả q trình duy trì áp suất. ......................................................................114
Hình 5.15 Mơ men phanh q trình duy trì áp suất. .......................................................114
Hình 5.16 Hoạt động mạch dầu quá trình giữ áp. ...........................................................115
Hình 5.17 Mơ tả q trình giảm bớt áp suất ...................................................................116
Hình 5.18 Mơ men phanh q trình giảm bớt áp suất .....................................................116
Hình 5.19 Hoạt động mạch dầu quá trình giảm bớt áp suất. ..........................................117
Hình 5.20 Mơ tả q trình giảm áp suất..........................................................................117
Hình 5.21 Mơ men phanh q trình giảm bớt áp suất ....................................................118
Hình 6.1 Vị trí các cụm chi tiết của SBC .........................................................................121
Hình 6.2 Cấu tạo bộ điều khiển .......................................................................................122
Hình 6.3 Cấu tạo xy lanh chính .......................................................................................122
Hình 6.4 Cấu tạo mơ phỏng lực phanh ............................................................................123
Hình 6.5 Cảm biến hành trình bàn đạp phanh ................................................................123
Hình 6.6 Bình chứa dầu phanh ........................................................................................124
Hình 6.7 Khi đạp bàn đạp phanh .....................................................................................124

Hình 6.8 Cấu tạo bộ thủy lực ...........................................................................................125
Hình 6.9 Sơ đồ bộ thủy lực ..............................................................................................127
Hình 6.10 Khi đạp bàn đạp phanh ...................................................................................128
Hình 6.11 Hoạt động ở mạch phanh trước mạch phanh sau...........................................129
Hình 6.12 Khi nhả phanh .................................................................................................129
Hình 6.13 Khi đạp phanh .................................................................................................130
Hình 6.14 Khi nhả bàn đạp phanh ...................................................................................131
Hình 6.15 Phân phối lực phanh ở bánh sau. ...................................................................132
Hình 6.16 Phân phối lực phanh ở bánh trước. ................................................................132

21


DANH SÁCH BẢNG
Bảng 3.1 Các chế độ hoạt động của bộ chấp hành thủy lực 8 van 2 vị trí ........................58
Bảng 3.2 Các chế độ hoạt động của bộ chấp hành thủy lực xét trên 1 bánh xe................59
Bảng 3.3 Các chế độ hoạt động của bộ chấp hành thủy lực ABS & EBD ........................71
Bảng 3.4 Trạng thái các van và bơm của bộ chấp hành thủy lực khi BA không hoạt động
............................................................................................................................................76
Bảng 3.5 Trạng thái các van và bơm của bộ chấp hành thủy lực khi BA hoạt động ........77
Bảng 4.1 Trạng thái các van và bơm của bộ chấp hành thủy lực ABS&TRC khi phanh
hoạt động bình thường .......................................................................................................86
Bảng 4.2 Trạng thái các van và bơm bộ chấp hành thủy lực ABS & TRC khi tăng áp .....87
Bảng 4.3 Trạng thái các van và bơm bộ chấp hành thủy lực ABS & TRC khi giữ áp ......88
Bảng 4.4 Trạng thái các van và bơm bộ chấp hành thủy lực ABS & TRC khi giảm áp ....89
Bảng 4.5 Hoạt động của hệ thống ở chế độ quay vòng thiếu ............................................98
Bảng 4.6 Hoạt động của hệ thống ở chế độ quay vòng thừa ...........................................100

22

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1 Tính cần thiết
Từ khi xe ơ tô xuất hiện, hệ thống phanh đã trở thành một phần khơng thể thiếu trong
việc đảm bảo tính an tồn, hiệu quả và ổn định khi vận hành xe. Bên cạnh sự phát triển
của động cơ và các hệ thống khác như hệ thống lái, hệ thống giảm chấn,… giúp nâng cao
hiệu suất của ô tô, hệ thống phanh cũng được các hãng xe tập trung nghiên cứu và phát
triển, cùng với đó là các hệ thống an tồn ra đời. Trãi qua một quá trình lâu dài đổi thay
và cải tiến từ một chiếc xe chỉ được trang bị ABS cho đến những mẫu xe hiện đại được
trang bị đầy đủ các hệ thống ABS, EBD, BA, TRC, ESP, HAC, DAC, SBC. Do đó nhu
cầu tìm hiểu và nghiên cứu về các hệ thống an toàn trên hệ thống phanh ơ tơ cũng ngày
càng tăng. Chính vì vậy, nhóm chúng em chọn thực hiện đề tài “nghiên cứu và biên soạn
các hệ thống an toàn trên hệ thống phanh thủy lực ơ tơ” với mong muốn có thể góp phần
vào nguồn tài liệu phục vụ cho các bạn sinh viên, kĩ thuật viên trong ngành công nghệ kĩ
thuật ô tơ nói riêng cũng như những người muốn tìm tịi và tham khảo về chủ đề này nói
chung.
1.2 Mục tiêu đề tài
-

Mục tiêu hàng đầu của nhóm khi thực hiện biên soạn “chuyên đề các hệ thống an toàn

trên hệ thống phanh thủy lực ơ tơ” là có thể xây dựng được tài liệu tham khảo cho sinh
viên, kỹ thuật viên đang học tập và làm việc trong ngành công nghệ kỹ thuật ơ tơ và mọi
người có nhu cầu tìm hiểu về chủ đề này.
-

Củng cố và mở rộng các kiến thức về các hệ thống an toàn được trang bị kèm theo hệ

thống phanh trên ô tô
-

Rèn luyện các kĩ năng tra cứu thông tin, tổng hợp, phân tích vấn đề và nâng cao vốn

từ vựng tiếng anh chuyên ngành.
1.3 Nội dung nghiên cứu
Tìm hiểu, nghiên cứu chức năng, cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các hệ thống an
tồn chủ động trên ơ tơ như hệ thống ABS, EBD, BA, TRC, ESP, HAC, DAC, SBC.
1.4 Phương pháp nghiên cứu
Kết hợp nhiều phương pháp, trong đó có các phương pháp chính sau:

23


-

Sưu tầm các tài liệu về các hệ thống ABS, EBD, BA, TRC, ESP, HAC, DAC,
SBC từ các hãng khác nhau như một vài hãng xe: Toyota, Nissan, Mercedes,…và
các hãng công nghệ như BOSCH, ITT Automotive.

-

Chọn lọc, nghiên cứu và biên dịch tài liệu về cấu tạo, nguyên lý và sơ đồ các hệ
thống an toàn trên hệ thống phanh thủy lực ô tô.

-

Tổng hợp và biên soạn lại một cách tổng quát và dễ hiểu.

1.5 Phạm vi nghiên cứu
Hệ thống phanh được phân thành nhiều loại khác nhau: phanh cơ khí, phanh hơi,

phanh điện….Tuy nhiên hiện nay hệ thống phanh thủy lực được trang bị phổ biến trên
nhiều dòng xe khác nhau. Do đó chúng em đã chọn nghiên cứu về các hệ thống ABS,
EBD, BA, TRC, ESP, HAC, DAC, SBC trang bị trên phanh thủy lực.

24


CHƯƠNG 2. CÁC CẢM BIẾN ĐƯỢC TRANG BỊ TRONG
CÁC HỆ THỐNG AN TỒN TRÊN HỆ THỐNG
PHANH THỦY LỰC Ơ TƠ
2.1 Giới thiệu chung
Với tốc độ phát triển nhanh chóng của các công nghệ hiện đại, hàng loạt các cảm
biến được nghiên cứu và phát triển đa dạng về hình dạng, chức năng và số lượng. Chúng
được xem là các “giác quan” trên các hệ thống điện tử nói chung và các hệ thống phanh
an tồn nói riêng. Các cảm biến đóng vai trị cực kì quan trọng trong việc ghi nhận các
biến đổi về vật lý hay hóa học sau đó chuyển thành tín hiệu điện áp gửi về bộ điều khiển
trung tâm. Dưới đây là một số cảm biến cơ bản được trang bị trên các hệ thống phanh an
toàn phổ biến hiện nay như ABS, EBD, BA, TRC, ESP, HAC, DAC, SBC.

Hình 2.1 Sơ đồ bố trí các cảm biến hỗ trợ hệ thống phanh thủy lực

25