Nghiên cứu ECU ABS và các loại cảm biến tốc độ bánh xe hệ thống phanh ABS

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
Hưng yên, ngày tháng năm 2013
Giáo viên hướng dẫn
I
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
Hưng yên, ngày tháng năm 2013
Giáo viên phản biện
II
MỤC LỤC
DANH MỤC BẢNG BIỂU………………………………………………………
DANH MỤC HÌNH VẼ………………………………………………………….
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT…………………………………………………
LỜI NÓI ĐẦU……………………………………………………………………

MỞ ĐẦU
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH ABS 1
1.1. Cơ sở lý luận về hiệu quả phanh và các tác động điều khiển…………… 3
1.1.1. Quan hệ giữa lốp và mặt đường…………………………………………….3
1.1.2. Động lực học của ô tô trong quá trình phanh ………………………………5
1.2. Cơ sở lý luận của quá trình phanh………………………………………………7
1.2.1. Hiệu quả phanh và tính ổn định hướng của ô tô khi phanh…………………7
1.2.2. Các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả phanh……………………………………….9
1.2.3. Các chỉ tiêu đánh giá tính ổn định hướng của ô tô khi phanh 10
1.2.4. Ổn định động học của ô tô trong quá trình chuyển động 10
1.3. Các tác động điều khiển 12
1.3.1.Trợ lực và xy lanh chính……………………………………………………12
1.3.2. Điều hòa lực phanh 13
1.3.3. Hệ thống chống hãm cứng bánh xe (ABS ) 14
1.3.4. Hệ thống tự động điều khiển tính ổn định và lực kéo ( ASC – T ) 21
1.4. Các sơ đồ bố trí ABS trên ô tô ngày nay……………………………………….23
1.4.1. Các loại dẫn động phanh thủy lực 23
1.4.2. Các cấu trúc điều khiển hệ thống ABS 23
1.4.3. Sơ đồ tổng quát của ABS 27
CHƯƠNG II: ECU ABS VÀ CÁC LOẠI CẢM BIẾN TỐC ĐỘ BÁNH XE…28
2.1. Hộp điều khiển điện tử ( ECU ) 28
2.1.1. Chức năng của hộp điều khiển ABS ( ECU ) 28
III
2.1.2. Phần xử lý tín hiệu 28
2.1.3. Phần logic điều khiển 29
2.1.4. Bộ phận an toàn 29
2.1.5. Bộ phận chẩn đoán và lưu giữ mã lỗi 29
2.2. ECU ABS và TRC …………………………………………………………… 31
2.3. Các loại cảm biến tốc độ bánh xe 34
2.3.1. Cấu tạo và hoạt động cảm biến bánh xe loại điện từ……………………….34

2.3.2. Cảm biến tốc độ bánh xe Mercedes……………………………………… 35
2.3.3. Cảm biến tốc độ loại MRE ……………………………………………… 40
2.4. Các phương án bố trí hệ thống điều khiển ABS……………………………… 41
2.4.1. Phương án 1 41
2.4.2. Phương án 2 42
2.4.3. Phương án 3 42
2.4.4. Các phương án 4,5,6 43
CHƯƠNG III: CÁC GIẢI PHÁP KẾT CẤU ĐIỀU KHIỂN………………… 45
3.1. Một số giải pháp kêt cấu và điều khiển tổng quát 45
3.1.1. Điều khiển mô men phanh 45
3.1.2. Các phương pháp điều khiển mô men chuyển động 47
3.2. Giải pháp tích hợp điều khiển phanh 52
3.2.1. Cơ cấu và hệ thống 52
3.2.2. Qúa trình điều khiển lực phanh 55
CHƯƠNG IV: XÂY DỰNG PHƯƠNG ÁN LẮP ĐẶT MÔ HÌNH HỆ THỐNG
ABS 58
4.1. Mục đích của mô hình……………………………………………… ………58
4.2. Yêu cầu của mô hình………………………………………………………….58
4.3. Phương án lựa chọn thiết kế………………………………………………… 59
4.3.1. Gới thiệu mô hình…………………………………………………………59
4.3.2. Ưu điểm và nhược điểm………………………………………………… 61
IV
4.4. Chế tạo mô hình…………………………………………………………….…61
4.4.1. Các bộ phận chính của mô hình………………………………………… 62
4.4.2. Các thông số cơ bản của mô hình 63
4.5. Kết cấu các chi tiết của hệ thống ABS trên mô hình…………………… … 64
4.5.1. Cơ cấu chấp hành xe lexus ES 300…………………………………… 64
4.5.2. Bảng táp lô xây dựng trên mô hình………………………………… … 65
4.5.3. Kết cấu bộ phận truyền lực và thủy lực……………………………… …66
4.5.4. Các chân giắc kiểm tra sự thông mạch xây dựng trên mô hình 68

4.5.5. Sơ đồ mạch điện xe Lexus ES 300 sử dụng lắp đặt trên mô hình…….…68
4.6. Hướng dẫn sử dụng mô hình…………………………………………… 70
4.6.1. Cấp nguồn cho hệ thống…………………………………………….……70
4.6.2. Cho mô hình hoạt động……………………………………………….….71
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 73
TÀI LIỆU THAM KHẢO 75
V
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1. Chỉ tiêu đánh giá hiệu quả phanh của một số nước 10
Bảng 1.2. Kết quả thí nghiệm hiệu quả phanh của ô tô con có trang bị ABS 20
Bảng 1.3. Kết quả thí nghiệp về tính ổn định hướng khi phanh, khi thử ô tô con
có ABS 21
Bảng 3.1.Các chi tiết của hệ thống ABS – TRC và chức năng của chúng 54
VI
DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1. Qúa trình hoàn thiện và phát triển hệ thống phanh ABS 2
Hình 1.2. Quan hệ giữa hệ số bám dọc với độ trượt trên các mặt đường khác nhau 3
Hình 1.3. Lực tác dụng lên ô tô khi phanh 5
Hình 1.4. Sơ đồ khảo sát hiện tượng bó cứng bánh xe cầu trước 9
Hình 1.5. Sơ đồ khảo sát hiện tượng bó cứng bánh xe cầu sau 9
Hình 1.6. Sự thay đổi phản lực thẳng đứng khi quay vòng 11
Hình 1.7. Sơ đồ bàn đạp phanh, trợ lực chân không và xy lanh chính 13
Hình 1.8. Sơ đồ hệ thống phanh chia dòng kiểu KK và TT 14
Hình 1.9. Sơ đồ khối hệ thống phanh chống hãm cứng bánh xe 16
Hình 1.10. Chu kỳ phanh có ABS 17
Hình 1.11. Sơ đồ khối bộ điều khiển điện tử 17
Hình 1.12. Sơ đồ trạng thái điều khiển của ABS 18
Hình 1.13. Lưu đồ thuật toán của quá trình điều khiển ABS 19
Hình 1.14. Sơ đồ khối hệ thống điều khiển lực kéo 21
Hình 1.15. Các lực tác dụng lên bánh xe khi tăng tốc trên đường có hệ số bám 22

Hình 1.16. Bố trí 4 cảm biến – 4 kênh điều khiển (2 +2) 24
Hình 1.17. Bố trí 4 cảm biến – 3 kênh điều khiển (2+1)và (1+2) 25
Hình 1.18. Bố trí 3 cảm biến – 3 kênh điều khiển (2+1) 26
Hình 1.19. Bố trí ( 2+2) và (0+2) 27
Hình 1.20. Sơ đồ cấu trúc ABS bố trí 4 cảm biến 4 kênh trên ô tô con 27
Hình 2.1. Các chức năng điều khiển của ECU 28
Hình 2.2. Sơ đồ mạch điện ABS (xe toyota celia) 30
Hình 2.3. Điều khiển chống hãm cứng bánh xe khi phanh 31
Hình 2.4. Sơ đồ mạch điện 32
Hình 2.5. Các trạng thái điều khiển tốc độ bánh xe 33
Hình 2.6. Cấu tạo cảm biến tốc độ 35
Hình 2.7. Mô tả sự hoạt động của cảm biến tốc độ bánh xe 35
Hình 2.8. Vị trí cảm biến điện từ tại các bánh xe 36
Hình 2.9. Cấu tạo cơ bản của cảm biến điện từ 36
Hình 2.10. Từ trường bao quanh cảm biến 37
VII
Hình 2.11. Sự thay đổi từ trường khi rô to quay 37
Hình 2.12. Sự thay đổi tín hiệu điện áp khi thay đổi tốc độ 38
Hình 2.13. Bố trí cảm biến tại bộ truyền lực cuối cùng 38
Hình 2.14. Cảm biến ON – OFF 39
Hình 2.15. Tín hiệu ECU ABS nhận được của cảm biến chủ động 40
Hình 2.16. Cảm biến tốc độ lắp trong hộp số hoặc hộp số phụ 40
Hình 2.17. Cảm biến loại MRE dạng sóng 20 chu kỳ 41
Hình 2.18. Các phương án điều khiển ABS 43
Hình 3.1. Sơ đồ tích hợp mạch thủy lực hệ thống phanh ABS/ASC có sử dụng 46
Hình 3.2. Sơ đồ bộ điều khiển thủy lực của ABS/ASC không dùng năng 47
Hình 3.3. Điều khiển lệch hướng với các cách điều khiển khác nhau 48
Hình 3.4. Điều khiển khi vận tốc v <20km/h ở trạng thái “ chọn cao” 50
Hình 3.5. Điều khiển khi vận tốc v>20km/h ở trạng thái “ chọn thấp” 51
Hình 3.6. Bố trí các cụm chi tiết hệ thống phanh ABS –TRC trên xe ô tô 52

Hình 3.7. Sơ đồ hệ thống phanh ABS – TRC 52
Hình 3.8. Sơ đồ mạch điện 53
Hình 3.9. Sơ đồ điều khiển hệ thống phanh ABS-TRC 54
Hình 3.10. Sơ đồ hoạt động của hệ thống phanh ABS –TRC ở chế độ tăng áp 56
Hình 3.11. Sơ đồ hoạt động của hệ thống phanh ABS – TRC 57
Hình 3.12. Sơ đồ hoạt động của hệ thống phanh ABS –TRC ở chế độ giảm áp 57
Hình 4.1. Thiết kế mô hình 3D cơ cấu phanh ABS 59
Hình 4.2. Mô hình hệ thống phanh ABS………. 62
Hình 4.3. Cơ cấu chấp hành xe Lexus ES 300 64
Hình 4.4: Sơ đồ cơ cấu phanh có ABS (Cho xe LEXUS ES 300) 64
Hình 4.5. Bảng táp lô trên mô hình 65
Hình 4.6: kết cấu bộ phận truyền lực và thủy lực 66
Hình 4.7. Chân giắc kiểm tra thông mạch 68
Hình 4.8. Rắc cái trên ABS ECU 68
Hình 4.9a. Sơ đồ mạch điện xe Lexus ES 300 69
Hình 4.9b. Sơ đồ mạch điện xe Lexus ES 300 70
Hình 4.10. Đèn báo và công tắc nguồn 220V 71
Hình 4.11. Bàn đạp phanh 72
VIII
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
ECU: Hộp điều khiển điện tử
ABS: Hệ thống phanh chống bó cứng xe
ASR: Thiết bị chống trượt quay bánh xe
TRC: Hệ thống điều khiển lực kéo trên các bánh xe chủ động
ESP: Thiết bị kiểm soát ổn định động học của ô tô
VSC: Hệ thống được dùng để kiểm soát khả năng ổn định hướng của ô tô khi phanh
khi đi trên đường vòng hay chuyển động thẳng gặp ngoại lực ngẫu nhiên tác động
SBC: Hệ thống phanh thủy lực điện tử
ASC+T: Hệ thống điều khiển bướm ga hay bướm ga phụ và đánh lửa
ASC: Hệ thống bướm ga phụ

BBW: Hệ thống phanh điện là một phân khúc của hệ thống phanh điện tử không có sự
hỗ trợ của hệ thống thủy lực
SL: Điều khiển theo điều kiện bám thấp
IR: Điều khiển độc lập theo từng bánh xe
IRM: Điều khiển độc lập cải biên
DTC: Mã lỗi chẩn đoán
RR: Phía sau phải
RL: Phía sau trái
FL: Phía trước trái
FR: Phía trước phải
SFLH: Van giữ phía trước trái
SFLR: Van giảm phía trước trái
SFRH: Van giữ phía trước phải
SFRR: Van giảm phía trước phải
SRRH: Van giữ phía sau phải
SRRR: Van giảm phía sau phải
SRLH: Van giữ phía sau trái
SRLR: Van giảm phía sau trái
IX
LỜI NÓI ĐẦU
Trong những năm gần đây, do nhu cầu xã hội ngày càng phát triển, kéo theo mọi
hoạt động trong đời sống xã hội đều phát triển theo xu hướng công nghiệp hóa, hiện
đại hóa nên đòi hỏi phải có những phương tiện hiện đại phục vụ cho con người. Do đó
song song với sự phát triển của mọi nghành nghề thì công nghệ ôtô cũng có sự thay
đổi khá lớn. Nhu cầu của con người dần được đáp ứng về các mặt tiện nghi, kinh tế,
giảm thiểu ô nhiễm môi trường…trong đó vấn đề an toàn được đặt lên hàng đầu. Ứng
dụng thành tựu khoa học kỹ thuật đã đạt được, các nhà xản xuất bắt tay vào nghiên
cứu, chế tạo hệ thống phanh ABS (Anti- lock Braking System) với những tính năng ưu
việt ABS (chống bó cứng bánh xe khi phanh), EBD (Phân phối lực phanh điện tử),
VSC (Ổn định xe), … nhằm hạn chế những tai nạn đáng tiếc có thể xảy ra.

Trước những thay đổi của hệ thống phanh trên ôtô khoa cơ khí động lực các
trường đại học đã không ngừng cập nhập thêm về lý thuyết mà còn xây dựng mô hình
mô phỏng hoạt động của hệ thống phanh ABS, cùng với mô hình các bài tập thực hành
trên mô hình cũng được xây dựng lên phục vụ cho công tác giảng dạy, thực hành giúp
cho quá trình dạy và học được sinh động và dễ hiểu hơn.
Từ vấn đề đó, với những kiến thức đã được học em đã được “Bộ Môn Công Nghệ
Kỹ Thuật ôtô - Khoa Cơ Khí Động Lực – Trường ĐHSPKT Hưng Yên” giao nhận đề
tài “Nghiên cứu ECU ABS và các loại cảm biến tốc độ bánh xe hệ thống phanh ABS”
Trong thời gian thực hiện đề tài do thời gian có hạn và kiến thức còn hạn chế nên
trong quá trình thực hiện không thể tránh khỏi những thiếu sót nhất định, em rất mong
sự giúp đỡ, ý kiến đóng góp của quý thầy cô cùng tất cả các bạn để đề tài được hoàn
thiện hơn.
Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn Th.S Khổng Văn Nguyên là giáo viên trực
tiếp hướng dẫn em và các thầy cô giáo trong bộ môn cùng các bạn đã giúp em hoàn
thành đồ án này
Hưng Yên, ngày…. tháng …năm 2013
Sinh viên thực hiện
Đặng Trọng Tình
X
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài.
Ngày nay tại Việt Nam, ngành ô tô đang trên đà phát triển và ngày càng khẳng định vị trí
của mình trong sự phát triền của nền công 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 sư phạm kỹ thuật Hưng Yên có thể được xem là một trong những trường có ngành
công nghệ ô tô phát triển mạnh tại nước ta.
Ngành công nghệ ôtô là một trong những ngành ứng dụng rất nhiều hệ thống hiện đại nhằm đáp
ứng được các nhu cầu đòi hỏi sự an toàn, 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 không ngừng cải tiến và hoàn 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 ôtô 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 toàn tuyệt đối cho tài xế cũng như hành khách trên xe. Nó có
một tầm quan trọng rất lớn trong việc phanh xe và ABS trở thành tiêu chuẩn của các xe khi xuất xưởng.
Trong phạm vi trường “ Đại học sư phạm kỹ thuật Hưng yên” những năm gần đây khoa cơ
khí động lực có rất nhiều đổi mới về công nghệ kỹ thuật phục vụ trong giảng dạy .Các tài liệu và
mô hình sử dụng trong công tác đào tạo luôn luôn được đổi mới giúp cho học sinh ,sinh viên có
điều kiện tiếp xúc và học tập tốt nhất có thể bắt kịp với các công nghệ hiện đại sử dụng trong
nghành công nghiệp ô tô hiện nay .
Nhận thấy đây là một lĩnh vực cần thiết và rất quan trọng trong ngành công nghiệp ô tô
hiện nay nên em đã chọn thực hiện đề tài“Nghiên cứu ECU ABS và các loại cảm biến tốc độ
bánh xe hệ thống phanh ABS”.
2. Giới hạn đề tài.
Do nội dung đề tài khá chuyên sâu và việc sưu tầm tài liệu thích hợp đòi hỏi
phải mất rất nhiều thời gian cũng như kiến thức cho nên đề tài chỉ tập trung vào giải
quyết một số vấn đề như sau.
-Chức năng của hộp điều khiển ABS , phần xử lý tín hiệu, phần logic điều khiển,
bộ phận an toàn, bộ chẩn đoán và lưu giữ mã lỗi.
-Cấu tạo nguyên lý hoạt động cảm biến tốc độ bánh xe loại điện từ, cảm biến
trên xe Mercedes, cảm biến tốc độ loại MRE.
Phần mô hình : Khôi phục một phần mô hình hệ thống ABS dưới xưởng
CKĐL
XI
3. Mục tiêu và nhiệm vụ của đề tài.
Mục tiêu của đề tài “Nghiên cứu ECU ABS và các loại cảm biến tốc độ bánh xe
hệ thống phanh ABS” là tạo ra một cơ sở lý thuyết, một tài liệu tham khảo cho sinh viên
chuyên ngành ô tô cũng như các cá nhân có nhu cầu tìm hiểu về ECU ABS, cảm biến tốc
độ bánh xe hoặc có thể xa hơn làm tài liệu hỗ trợ giảng dạy ở bộ môn điện ô tô

Nhiệm vụ chính của đề tài là phân tích được cấu tạo, nguyên lý hoạt động của
một số cảm biến tốc độ bánh xe, chức năng của hộp điều khiển ABS , phần xử lý tín
hiệu, phần logic điều khiển, bộ phận an toàn, bộ chẩn đoán và lưu giữ mã lỗi và đồng
thời xác định được tầm quan trọng và tính tất yếu của c hệ thống đó trên ô tô.
4. Ý nghĩa của đề tài
Đề tài giúp cho những sinh viên năm cuối khi sắp tốt nghiệp có thể củng cố kiến
thức, tổng hợp và nâng cao kiến thức chuyên môn cũng như kiến thức ngoài thực tế, xã
hội. Đề tài còn thiết kế mô hình để sinh viên trong trường đặc biệt là sinh viên cơ khí
động lực tham khảo, học hỏi, tìm tòi, phát triển.
Trong quá trình hoàn thành đề tài đã giúp sinh viên tập làm quen dần với phương
pháp tự nghiên cứu là chính, giúp sinh viên chủ động trong việc tìm hiểu, tham khảo
học tập qua sách vở, trao đổi với bạn bè, học tập qua thầy cô, qua đó giúp cho sinh
viên hiểu cặn kẽ vấn đề hơn tạo tiền đề cho việc tự nghiên cứu sách vở.
5. Phương pháp nghiên cứu.
Đề tài được thực hiện dựa trên tài liệu chính là Tài liệu đào tạo hệ thống phanh ABS
Toyota, hệ thống điện thân xe và điều khiển tự động trên ôtô. PGS.TS Đỗ văn Dũng
Trường ĐHSPKT TP.HCM. Mô hình điều khiển hệ thống phanh ABS tại xưởng Trường
ĐHSPKT Hưng Yên. và một số tài liệu từ các hãng xe lớn khác như Toyota, Mercede …
v v.
Dựa trên các tài liệu đó đề tài tập trung vào các nguyên lý hoạt động, nguyên lý cấu
tạo và các công dụng cụ thể từ đó nêu ra được tính cấp thiết của hệ thống ABS trên ô tô.
6. Các bước thực hiện.
Bước 1: Thu nhập, tìm tòi tài liệu
Bước 2: Xắp xếp các tài liệu khoa học thành một hệ thống logic chặt chẽ theo
từng bước, từng đơn vị kiến thức, từng vấn đề khoa học, có cơ sở và bản chất nhất định
Bước 3: Đọc, nghiên cứu, phân tích tài liệu nói về “Hệ thống phanh ABS”.
Phân tích kết cấu, nguyên lý làm việc một cách khoa học.
XII
Bước 4: Tổng hợp kết quả đã phân tích được, hệ thống hoá lại những kiến thức
liên quan (Liên kết từng mặt, từng bộ phận thông tin đã phân tích) tạo ra một hệ thống

lý thuyết đầy đủ và sâu sắc nhấ
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH ABS
ABS là tên gọi được viết từ cụm từ sau: “Anti-lock Brake System”, có thể dịch
ra là “Hệ thống phanh chống bó cứng bánh xe”. Từ tên gọi ta có thể hiểu được rằng,
đây là một hệ thống được trang bị trên ô tô nhằm giúp cho việc phanh các bánh xe
được dễ dàng mà không bị trượt lết và không bị mất điều khiển lái khi phanh gấp hay
phanh trên đường trơn, đường có băng, tuyết… Nó thực hiện được điều này là nhờ
việc điều khiển áp suất dầu tác dụng lên các bánh xe thông qua các quá trình đặc biệt,
để ngăn cho các bánh xe không bị trượt lết khi phanh. Nhằm làm tăng hiệu quả phanh
và giảm đến mức tối thiểu hiện tượng mất ổn định dẫn hướng trong quá trình phanh
trên đường có hệ số bám thấp. Vì vậy đây là một hệ thống không thể thiếu trên các ô tô
hiện đại, bởi sự an toàn và hiệu quả của nó, giúp cho người lái cảm thấy tự tin khi điều
khiển xe. Bởi các ưu điểm sau: Quãng đường phanh ngắn hơn so với phanh thường,
phanh ổn định trên đường thẳng, điều khiển được hướng chuyển động của xẹ
ABS được sử dụng lần đầu tiên trên các máy bay thương mại vào năm 1949,
chống hiện tượng trượt ra khỏi đường băng khi máy bay hạ cánh. Tuy nhiên, kết cấu
của ABS lúc đó còn cồng kềnh, hoạt động không tin cậy và không tác động đủ nhanh
trong mọi tình huống. Trong quá trình phát triển, ABS đã được cải tiến từ loại cơ khí
sang loại điện và hiện nay là loại điện tử.
Vào thập niên 1960, nhờ kỹ thuật điện tử phát triển, các vi mạch điện tử
(microchip) ra đời, giúp hệ thống ABS lần đầu tiên được lắp trên ôtô vào năm 1969.
Sau đó, hệ thống ABS đã được nhiều công ty sản xuất ôtô nghiên cứu và đưa vào ứng
dụng từ những năm 1970. Công ty Toyota sử dụng lần đầu tiên cho các xe tại Nhật từ
năm 1971, đây là hệ thống ABS 1 kênh điều khiển đồng thời hai bánh sau. Nhưng phải
đến thập niên 1980 hệ thống này mới được phát triển mạnh nhờ hệ thống điều khiển kỹ
thuật số, vi xử lý (digital microprocessors/microcontrollers) thay cho các hệ thống điều
khiển tương tự (analog) đơn giản trước đó.
Lúc đầu hệ thống ABS chỉ được lắp trên các xe du lịch cao cấp, đắt tiền, được
trang bị theo yêu cầu và theo thị trường. Dần dần hệ thống này được đưa vào sử dụng
rộng rãi hơn, đến nay ABS gần như đã trở thành tiêu chuẩn bắt buộc cho tất cả các loại

xe tải, một số xe du lịch và cho phần lớn các loại xe hoạt động ở những vùng có đường
băng, tuyết dễ trơn trượt. Hệ thống ABS không chỉ được thiết kế trên các hệ thống
XIII
phanh thủy lực, mà còn ứng dụng rộng rãi trên các hệ thống phanh khí nén của các xe
tải và xe khách lớn.
Nhằm nâng cao tính ổn định và tính an toàn 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 ABS còn được thiết kế kết hợp
với nhiều hệ thống khác:
Hệ thống ABS kết hợp với hệ thống kiểm soát lực kéo - Traction control (hay
ASR) làm giảm bớt công suất động cơ và phanh các bánh xe để chống hiện tượng các
bánh xe bị trượt lăn tại chỗ khi xe khởi hành hay tăng tốc đột ngột, bỡi điều này làm
tổn hao vô ích một phần công suất của động cơ và mất tính ổn định chuyển động của
ôtô.
Hệ thống ABS kết hợp với hệ thống phân phối lực phanh bằng điện tử EBD
(Electronic Brake force Distribution) nhằm phân phối áp suất dầu phanh đến các bánh
xe phù hợp với các chế độ tải trọng và chế độ chạy của xe.
Hệ thống ABS kết hợp với hệ thống hỗ trợ phanh khẩn cấp BAS (Brake 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 ABS kết hợp với hệ thống ổn định
ôtô bằng điện tử (ESP), không chỉ có tác dụng trong khi dừng xe, mà còn can thiệp
vào cả quá trình tăng tốc và chuyển động quay vòng của ôtô, giúp nâng cao hiệu suất
chuyển động của ôtô trong mọi trường hợp.
Ngày nay, với sự phát triển vượt bậc và hỗ trợ rất lớn của kỹ thuật điện tử, của
ngành điều khiển tự động và các phần mềm tính toán, lập trình cực mạnh đã cho phép
nghiên cứu và đưa vào ứng dụng các phương pháp điều khiển mới trong ABS như điều
khiển mờ, điều khiển thông minh, tối ưu hóa quá trình điều khiển ABS.
Các công ty như BOSCH, AISIN, DENSO, BENDIX là những công ty đi đầu
trong việc nghiên cứu, cải tiến và chế tạo các hệ thống ABS cho ô tô.
Mô tả về quá trình hoàn thiện và phát triển hệ thống phanh ABS và các liên hợp

trên ôtô con có thể trình bày qua hình 1.1.
XIV
Hình 1.1: Quá trình hoàn thiện và phát triển hệ thống phanh ABS và các liên hợp
trên ôtô con
Các chữ viết tắt trên hình có ý nghĩa sau:
- ASR: Thiết bị chống trượt quay bánh xe, thiết bị là một phần của hệ thống
TRC (Traction Control) dùng để điều khiển lực kéo trên các bánh xe chủ động của ôtô.
- ESP: Electronic Stability Program – Chương trình kiểm soát ổn định động học
của ôtô. Chương trình là một phần của hệ thống VSC, được dùng để kiểm soát khả
năng ổn định hướng của ôtô khi phanh, khi đi trên đường vòng hay chuyển động thẳng
gặp ngoại lực ngẫu nhiên tác động.
- SBC: Sensoelectric Braking Control – Hệ thống phanh thủy lực điện tử, được
bố trí theo sự mở rộng kiểm soát nhờ các cảm biến và chương trình điều khiển thích
hợp của ôtô con.
- EHB: Electrohydraulic brake – Hệ thống phanh thủy lực điện tử là một phân
khúc của hệ thống phanh điện tử có sự hỗ trợ của hệ thống thủy lực.
- BBW: Brake – By – Wirre – Hệ thống phanh điện là một phân khúc của hệ
thống phanh điện tử không có sự hỗ trợ của hệ thống thủy lực.
Ngày nay, hệ thống ABS đã giữ một vai trò quan trọng không thể thiếu trong
các hệ thống phanh hiện đại, đã trở thành tiêu chuẩn bắt buộc đối với phần lớn các
nước trên thế giới.
1.1 Cơ sở lý luận về hiệu quả phanh và các tác động điều khiển
1.1.1 Quan hệ giữa lốp và mặt đường.
Lực phanh sinh ra ở mỗi bánh của ôtô trong suốt quá trình phanh là một hàm
của phản lực từ mặt đường tác dụng vuông góc lên bánh xe và hệ số bám giữa lốp và
mặt đường. Quan hệ giữa trọng lượng đặt lên bánh xe và lực phanh được biểu diễn bởi
công thức (1-1).
XV
Hình 1.2. Quan hệ giữa hệ số bám dọc với độ trượt trên các mặt đường khác nhau
whx

WF .
µ
=
(1-1)
ở đây: F
x
- lực phanh. ( N )
µ - hệ số bám giữa lốp và mặt đường
W
wh
- tải trọng tĩnh và động đặt lên bánh xe.
Hệ số bám giữa lốp và đường không phải là một hằng số mà là một hàm của các
nhân tố, nó phụ thuộc vào loại bề mặt đường cũng như mức độ trượt dọc giữa lốp và
mặt đường. Các đường cong quan hệ giữa hệ số bám dọc với độ trượt bánh xe trên các
bề mặt đường khác nhau trình bày trên hình 1.2
Lực phanh sinh ra phụ thuộc vào mức độ trượt bánh xe. Nếu bánh xe trượt hoàn
toàn, không có lực phanh. Mối quan hệ này là nguyên tắc cơ bản để hiểu quá trình
phanh và không dễ quan sát khi độ trượt gần 100% ( bánh xe gần trượt lết hoàn toàn)
khó nhận thấy khi không có thiết bị chuyên dùng.
Lực phanh cao nhất có được khi mức độ trượt nhỏ. Khi cung cấp lực phanh quá
lớn sẽ gây ra trượt 100 % và như thế sẽ không sinh ra lực phanh cực đại, vì vậy cần
điều khiển áp suất phanh cung cấp bằng kỹ năng của người lái hoặc thông qua bộ điều
khiển chống hãm cứng để quãng đường phanh ngắn nhất trên hầu hết các bề mặt.
Lực phanh sinh ra biến đổi nhiều theo bề mặt đường. Quãng đường phanh và
gia tốc phanh rất dễ nhận ra khi phanh trên đường asphalt khô so sánh với phanh trên
đường đóng băng.
Khi vượt qua điểm có hệ số bám lớn nhất đường cong µ(λ) (λ - độ trượt) sẽ đi
xuống. Điều này nói lên rằng, khi lực phanh bằng với lực bám cực đại thì tăng thêm
lực phanh cũng không có kết quả và giải thích được vì sao một người lái có kinh
nghiệm có thể đạt được quãng đường phanh ngắn hơn đáng kể hơn một người lái xe

thiếu kinh nghiệm.
Một đặc điểm khác quan trọng của lốp ôtô trong khi phanh sinh ra lực bên
chống lại sự trượt bên. phản Lực bên là lực giữ cho lốp xe khỏi trượt theo phương
vuông góc với phương chuyển động của xe. Công thức lực bên được viết như sau:
whyy
WF .
µ
=
(1-2)
ở đây : F
y
- lực bên. ( N )
µ
y
- hệ số bám ngang giữa lốp và mặt đường.
Hệ số bám ngang giảm nhanh khi một bánh xe bắt đầu trượt dọc. Khi bánh sau
trượt quá lớn dẫn đến mất lực bên sẽ góp phần làm không ổn định phần đuôi xe dẫn
đến sự trượt ngang khi có lực bên nhỏ tác động vào xe. Bánh xe trượt quá lớn dẫn đến
XVI
mất lực bên tác động lên các bánh trước của xe làm tăng khả năng mất lái; hiện tượng
mất lái này thường xảy ra khi phanh gấp trên đường có hệ số bám thấp như đường
đóng băng, tác dụng lực phanh quá lớn làm cho lốp ở trạng thái trượt 100%.
1.1.2. Động lực học của ô tô trong quá trình phanh.
Trong trường hợp chung khi ôtô đang chạy trên dốc và tiến hành quá trình
phanh ta có các lực tác dụng lên ôtô như sau:
Phương trình biểu diễn quá trình phanh được thiết lập từ định như sau:
∑
+±+++=
+
==

θθ
cossin WfWDFFD
g
W
MaF
rAxrxfxx
( 1-3)
ở đây: M- khối lượng của xe
a
x
- gia tốc theo phương chuyển động
W- trọng lượng của xe
g - gia tốc trọng trường
D
x
= - a
x
- gia tốc phanh
F
xf
- lực phanh ở cầu trước
F
xr
- lực phanh ở cầu sau
D
A
- lực cản không khí (đưa về một điểm)
θ - góc nghiêng của đường
f
r

- hệ số cản lăn = (R
xf
+ R
xr
)/Wcosθ
XVII
Hình 1.3. Lực tác dụng lên ô tô khi phanh
Nếu lực phanh được giữ không đổi và bỏ qua ảnh hưởng lực cản không khí và
cản lăn, thời gian phanh tính theo công thức (1-4), và quãng đường phanh khi vận tốc
thay đổi từ V
0
đến V
f
, phương trình (1-5).
)(
0 f
xt
VV
F
M
t −=
(1-4)
ở đây:
F
xt
– tổng lực phanh
t – thời gian phanh
V
0
– vận tốc bắt đầu phanh

V
f
– vận tốc kết thúc quá trình phanh








−=
22
2
2
0
f
xt
V
V
F
M
x
(1-5)
x- quãng đường phanh
Những công thức gần đúng trên chỉ ra rằng thời gian phanh tỉ lệ với vận tốc của
xe và quãng đường phanh tỉ lệ với bình phương vận tốc.
Trong quá trình phanh, tải trọng động thay đổi, nó xuất hiện như là một hàm
của chiều cao trọng tâm, trọng lượng của xe, chiều dài cơ sở và gia tốc phanh. Công
thức (1-6) biểu diễn sự thay đổi của tải trọng động.

A
A
xd
D
L
h
D
g
W
L
h
W −














=
(1-6)
ở đây:
W

d
– tải trọng động
h – chiều cao trọng tâm
L – chiều dài cơ sở
g – gia tốc trọng trường
D
x
– gia tốc phanh
h
A
– chiều cao lực cản không khí
Đối với các cầu của xe, tải trọng ở các bánh trước tăng, tải trọng ở các bánh sau
giảm trong quá trình phanh, thể hiện ở công thức (1-7) và (1-8),lần lượt:








−+=
A
A
x
fspxmf
D
L
h
Lg

hWD
WF
µ
(1-7)
ở đây:
XVIII
F
xmf
– lực phanh cực đại ở hai bánh trước
µ
p
– hệ số bám cực đại
W
fs
– trọng lượng tĩnh ở hai bánh trước








+−=
A
A
x
rspxmr
D
L

h
Lg
hWD
WF
µ
(1-8)
ở đây:
F
xmr
– lực phanh cực đại ở hai bánh sau
W
rs
– trọng lượng tĩnh ở hai bánh sau
Đơn giản công thức (1-3) cho trường hợp θ = 0
0
và lực cản không khí không
đáng kể, ta có:
xrxfx
FFD
g
W
F ++==
∑
Giải D
x
và thay thế công thức (1-7) và (1-8) bằng (1-9) và (1-10)
L
h
L
hF

W
F
p
xmr
rs
xmf
µ
µ
−






+
=
1
(1-9)
L
h
L
hF
W
F
p
xmf
rs
xmr
µ

µ
−








+
=
1
(1-10)
Mối quan hệ này chỉ ra rằng lực phanh cực đại ở các bánh trước phụ thuộc vào
lực phanh ở các bánh sau do gia tốc phanh và tải trọng dồn về phía trước và tương tự
lực phanh ở các bánh xe sau phụ thuộc vào lực phanh ở các bánh xe trước.
1.2. Cơ sở lý luận của quá trình phanh.
Khi phanh thì ô tô không dừng ngay tại vị trí bắt đầu phanh mà sẽ dừng cách vị
trí bắt đầu phanh một khoảng cách nào đấy. Không những thế ôtô còn có thể lệch khỏi
hướng chuyển động trước lúc bắt đầu phanh. Vì vậy để đánh giá quá trình phanh cần
phải nghiên cứu cả hiệu quả phanh và tính ổn định hướng của ôtô khi phanh.
1.2.1. Hiệu quả phanh và tính ổn định hướng của ôtô khi phanh.
Các công trình nghiên cứu trước đây đã đề cập rất nhiều tới vấn đề hiệu quả
phanh và tính ổn định hướng khi phanh. Thời gian phanh hay quãng đường phanh phụ
thuộc chủ yếu vào vận tốc bắt đầu phanh và hệ số bám khi phanh µ
B
.
XIX
Từ công thức (1-7) và (1-8) cho ta thấy khi phanh tải trọng động dồn về phía

trước nên lực phanh cực đại ở các bánh trước có thể đạt được lớn hơn là lực phanh cực
đại ở bánh sau. Mặt khác, lực phanh cực đại giới hạn bởi lực bám. Vì vậy, để có thể
phanh hiệu quả cần phân phối áp suất tới các bánh trước và sau hợp lý. Nếu tác dụng
lực phanh đồng đều ở các bánh xe phù hợp với lực bám ở các bánh trước có thể dẫn
đến hiện tượng các bánh xe sau bị trượt lết do lực phanh quá lớn vượt quá giới hạn
bám sẽ làm như vậy lực phanh tác động thêm không hiệu quả. Còn ở các bánh trước
lực phanh lại không tận dụng được tối đa giới hạn bám. Vì vậy vấn đề điều khiển lực
phanh ở các bánh xe là hết sức cần thiết, bởi lẽ khi xảy ra hiện tượng trượt lết các bánh
xe rất dễ bị lệch hướng chuyển động.
Trong thực tế, hệ số bám trên mặt đường luôn luôn thay đổi và không đồng
nhất. Vì thế, lực phanh ở các bánh xe sẽ không đồng đều và điều này cũng là một
nguyên nhân dẫn đến sự lệch hướng của xe khi chuyển động.
Trong hai trường hợp trên, vấn đề cơ bản là điều khiển lực phanh ở các bánh xe
cho phù hợp với lực bám trên mặt đường để đảm bảo lực phanh tối ưu ở các bánh xe
và như vậy, hiệu quả phanh và tính ổn định hướng của ôtô được đảm bảo.
Sự chuyển động an toàn của ôtô phụ thuộc rất nhiều vào trạng thái chuyển động
của ôtô khi phanh. Các trạng thái thường xảy ra là ôtô không thể điều khiển khi phanh.
Trạng thái này gắn liền với sự bó cứng các bánh xe ở các cầu xe. ở đây ta giả thiết sự
bó cứng xảy ra ở từng cầu, có hai khả năng xảy ra:
- Bó cứng ở cầu sau trước.
- Bó cứng ở cầu trước trước.
Trên hình 1.4 và hình 1.5 chỉ ra hai trường hợp bó cứng cầu sau và bó cứng cầu
trước.
Trong trường hợp này, nếu do một ngoại lực bất kỳ nào đó, lực quán tính
xM

theo phương y và x có P
y
và P
x

. Lực P
y
cân bằng với các phản lực ở các cầu xe S
t
và S
s
.
Nếu bó cứng cầu sau (S
s
= 0) lực bên chỉ tồn tại ở bánh trước và P
y
.a = S
t
.a và cặp
ngẫu lực P
y
, S
t
làm quay ôtô theo chiều mũi tên dẫn tới mất ổn định. Nếu bó cứng bánh
xe cầu trước, S
t
= 0 và S
s
≠ 0 mô men do cặp ngẫu lực làm quay ôtô theo hướng giảm
nhỏ góc α. Tức là khi bó cứng bánh xe trước, ôtô chuyển động gần giống trạng thái
trước khi phanh bó cứng, như vậy ôtô chuyển động ổn định hơn.
Qua phân tích trên thì khi xe chuyển động thẳng việc xảy ra bó cứng bánh xe
cầu trước có lợi cho khả năng ổn định hơn. Khi ôtô chuyển động trên đường cong,
phanh bó cứng các bánh trước làm cho ôtô chuyển động theo hướng mở rộng bán kính
quay vòng. Người lái muốn điều chỉnh hướng chuyển động nhưng vì bánh xe không có

XX
khả năng tiếp nhận lực ngang nên việc điều chỉnh không có hiệu quả, ôtô ở trạng thái
mất điều khiển. Nếu bó cứng bánh xe cầu sau, ôtô chuyển động theo hướng thu nhỏ
bán kính quay vòng, tuy nhiên vẫn có khả năng điều khiển hướng chuyển động của
bánh xe cầu trước, để giảm góc quay thân xe phải đánh ngược vành tay lái. Tuy nhiên,
việc điều khiển như vậy đòi hỏi người lái phải có kinh nghiệm như nhả
bớt chân phanh và đánh lái ngược lại. Nếu người lái không có kinh nghiệm lại
đạp thêm phanh và quay thêm vành lái lúc đó ôtô chuyển động nguy hiểm hơn là do
mất tính ổn định. Sự bó cứng đồng thời các bánh xe hai cầu, không gây nên các lực
bên phụ, ôtô vẫn có thể chuyển động thẳng. Song nếu xuất hiện các phản lực bên hay
khi phanh trên đường vòng sẽ dẫn tới quay vòng ôtô.
1.2.2. Các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả phanh.
XXI
a b
F
xr
F
xf
y
P
y
P
x
xM

x
S
t
=0
α

Hình 1.4. Sơ đồ khảo sát hiện tượng
bó cứng bánh xe cầu trước
S
a b
F
xr
F
xf
y
P
y
P
x
xM

x
S
s
=0
α
Hình 1.5. Sơ đồ khảo sát hiện tượng
bó cứng bánh xe cầu sau
S
Từ cơ sở lý thuyết đã nghiên cứu ở các công trình nghiên cứu trước đây có thể
dùng 4 chỉ tiêu đánh giá hiệu quả phanh như sau:
- Quãng đường phanh x.
- Gia tốc chậm dần khi phanh D
x
.
- Thời gian phanh t.

- Lực phanh hoặc lực phanh riêng F
xo
.
Việc dùng chỉ tiêu nào để đánh giá hiệu quả phanh là tuỳ thuộc vào tình
hình trang thiết bị đo lường của từng nước và sự phát triển nền công nghiệp của nước
đó. Sau đây sẽ trình bày chỉ tiêu đánh giá hiệu quả phanh của một số nước.
1.2.3. Các chỉ tiêu đánh giá tính ổn định hướng của ô tô khi phanh.
Để đánh giá tính ổn định dẫn hướng của ôtô khi phanh người ta dùng một số
chỉ tiêu sau:
- Góc lệch β của ôtô khi phanh, về mặt lý thuyết góc này xác định được.
- Hành lang cho phép mà ôtô không được vượt ra ngoài ở cuối quá trình phanh.
- Hệ số không đồng đều lực phanh.
Bảng 1.1. Chỉ tiêu đánh giá hiệu quả phanh của một số nước
Nước
Chỉ tiêu đánh giá hiệu quả phanh
Quãng đường
phanh
Gia tốc chậm dần
Lực phanh
Cực đại Trung bình
Áo
+
Bỉ
+ +
Hungary
+
Đan Mạch
+
Italia
+

Nga
+ +
Mỹ
+ + +
Pháp
+ +
Đức
+ +
Thụy Sĩ
+
Thụy điển
+
Nhật
+ +
1.2.4. ổn định động học của ô tô trong quá trình chuyển động.
Khi xe quay vòng, dưới tác dụng của lực ly tâm thân xe bị nghiêng quanh trục
nào đó gần sát trục dọc của xe một góc nào đó.
XXII
Mô men quay do lực ly tâm đặt cách trục nghiêng thân xe là h. Khi đó mô men
quay do lực ly tâm sẽ là:
h
R
v
MM
n

2
=
(1-11)
Mô men này làm thay đổi các phản lực đặt lên bánh xe. Giả sử xe quay vòng, ở

cầu trước tải trọng thay đổi một lượng ∆Z
t
, bánh xe phía trong giảm đi ∆Z
t
, bánh xe
phía ngoài tăng lên một lượng ∆Z
t
. Tương tự, ở cầu sau bánh phía trong giảm một
lượng ∆Z
s
, và bánh xe phía ngoài tăng một lượng ∆Z
s
.
Giả thiết với vận tốc quay vòng không đổi tải trọng thẳng đứng tác dụng lên các
bánh xe cầu trước và cầu sau là:
L
b
MgZ
t
=
;
L
a
MgZ
s
=
Khi đó tải trọng thẳng đứng tác dụng lên các bánh xe:
t
Z
L

b
MgZ ∆−=
2
1
1
;
t
Z
L
b
MgZ ∆+=
2
1
2
(1-12)
s
Z
L
a
MgZ ∆−=
2
1
3
;
s
Z
L
a
MgZ ∆+=
2

1
4
(1-13)
Từ hình 1.6 và các công thức (1-12), (1-13) ta thấy rằng khi ôtô chuyển động
trên đường vòng, các bánh xe phía trong dễ bị trượt hơn các bánh xe phía bên ngoài vì
lực kéo hay lực phanh cực đại phụ thuộc vào phản lực từ mặt đường lên bánh xe.
XXIII
T
Mv
2
/R
S
1
S
2
S
4
S
3
∆Z
s
∆Z
s
∆Z
t
∆Z
t
t
s
t

t
z
y
x
h
h
g
β
t
b
a
L
Hình 1.6. Sự thay đổi phản lực thẳng đứng khi quay vòng
Sự chuyển động của ôtô trên đường đòi hỏi phải thực hiện theo quỹ đạo rất
phức tạp, người lái luôn phải điều khiển góc quay vành tay lái. Khi chuyển động với
tốc độ cao, mối quan hệ giữa quỹ đạo chuyển động với góc quay vành tay lái càng phải
chặt chẽ. Trong nhiều trường hợp chỉ cần một sự sai lầm nhỏ trong điều khiển sẽ dẫn
tới mất quỹ đạo chuyển động và có thể dẫn đến tai nạn giao thông. Khi ô tô chuyển
động trên đường vòng với tốc độ cao, gặp chướng ngại vật cần phải phanh xe đột ngột
dẫn tới bánh xe bị trượt lết, gia tốc hướng tâm tăng đột ngột sẽ làm các bánh xe bị
trượt bên làm cho xe mất ổn định và có thể bị lật.
Khi ô tô quay vòng có thể xảy ra hiện tượng quay vòng thiếu hoặc quay vòng
thừa, nếu xe quay vòng thừa các phản lực thẳng đứng tác dụng lên các bánh phía bên
trong giảm làm cho phản lực bên bị giảm không cân bằng được với lực ly tâm dẫn đến
các bánh xe sau bị trượt bên rất lớn làm cho phần đuôi xe bị văng ra phía ngoài, ôtô
mất tính ổn định hướng. Mô men truyền tới các bánh sau phải giảm đến khi các phản
lực thẳng đứng tác dụng lên các bánh xe phía trong tăng trở lại có nghĩa là các phản
lực bên của xe cân bằng với lự ly tâm và chúng giữ cho các bánh xe không bị trượt.
Điều này được thực hiện bằng cách điều chỉnh mô men động cơ và phanh bánh sau và
bánh trước phía ngoài để nhanh chóng giảm mô men truyền tới bánh xe. Các lực

phanh tác dụng lên các bánh xe sau và trước phía ngoài sẽ tạo nên mô men ngược
chiều với mô men quay vòng để giảm thiểu khả năng quay vòng thừa. Khi xe quay
vòng thiếu, các phản lực bên tác dụng lên bánh sau lớn có xu hướng làm cho phần
đuôi xe lệch về phía trong. Vì các bánh xe phía trước có góc quay nên không thể tăng
phản lực bên. Để khắc phục hiện tượng này cần phải giảm mô men động cơ, nếu cần
thiết có thể phanh bánh xe sau phía bên trong, lực phanh này sẽ tạo nên một mô men
cùng chiều với mô men quay vòng làm tăng mô men quay vòng. Vì vậy, hiện tượng
quay vòng thiếu được khắc phục.
1.3. Các tác động điều khiển.
1.3.1. Trợ lực và xylanh chính.
Hình 1.7 là sơ đồ của bàn đạp phanh, trợ lực chân không và xylanh chính. Trên
thực tế, trên xe khách và xe tải nhẹ tỷ số truyền lực cơ khí của bàn đạp phanh thường
từ 3- 4 và tỷ số truyền thông qua trợ lực chân không là 5 - 9 đạt được khi phanh và
trước khi sự chuyển động quán tính xảy ra.Vì vậy, lực tác động do người điều khiển sẽ
tăng từ 12 tới 36 lần ở xylanh chính để đạt được áp suất cần thiết cho phanh. áp suất
cuối cùng ở xylanh chính như sau:
piston
sboostmechop
MC
A
FGGF
P
)( −
=
η
(1-14)
XXIV
ở đây: η - hiệu suất cơ khí
P
MC

- áp suất ở xylanh chính
F
op
- Lực tác động ở bàn đạp phanh
G
mech
- Tỷ số truyền cơ khí
G
boost
- Tỷ số truyền trợ lực
F
s
- Lực hồi vị của lò xo
A
piston
- Tiết diện làm việc của xylanh chính
Xylanh chính chia làm hai buồng sơ cấp và thứ cấp để tăng tính an toàn tránh
hệ thống tổng phanh bị mất áp suất trong trường hợp hỏng một buồng của hệ thống.
1.3.2. Điều hoà lực phanh.
Vì tải trọng động thay đổi như đã nói ở công thức (1-6), áp suất phanh thích
hợp cho phanh gấp ở các bánh trước thường quá cao cho các bánh sau; kết quả là các
bánh sau có xu hướng bị bó cứng trong khi phanh. Vấn đề này có thể giảm đáng kể
thông qua việc sử dụng điều hoà lực phanh. Các bộ điều hoà phanh cho phép áp suất
phanh ở phía trước và phía sau như nhau khi áp suất phanh nhỏ (tương ứng với gia tốc
phanh và tải trọng động thay đổi ít) nhưng thay đổi áp suất ra cầu sau và áp suất ra cầu
trước khi tải trọng động thay đổi nhiều.
Hình 1.8 biểu diễn hai sơ đồ van điều hoà phổ biến nhất trên các xe khách và
các xe tải nhẹ. Đặc trưng của hệ thống phanh chia dòng kiểu TT là sử dụng trên xe cầu
sau chủ động và đặc trưng của hệ thống phanh chia dòng kiểu K là được sử dụng trên
xe có cầu trước chủ động.

Sử dụng hệ thống phanh chia dòng kiểu K phổ biến trên xe có cầu trước chủ
động. Dẫn động phanh kiểu TT khó đáp ứng được các quy định pháp lý về hệ thống
phanh khi một dòng dẫn động trước bị hỏng (trên hệ thống phanh chia dòng dọc) và tải
XXV
Hình 1.7. Sơ đồ bàn đạp phanh, trợ lực chân không
và xylanh chính.
F
s
F
MC