hiểu thêm về hệ thống phanh ABS

hiểu thêm về hệ thống phanh ABS

Lịch sử
Hãng Bosch của Đức đã có ý tưởng và phát triển hệ thống này từ thập niên 1930,
sau đó đến năm 1978 lần đầu tiên sản xuất được hệ thống ABS điện. Hệ thống ABS
áp dụng lần đầu tiên trên xe ô tô là dòng xe S-serie của Mercedes-Benz vào năm
1978 sau đấy thì được áp dụng trên cả những phương tiện khác kể cả mô tô.
Nguyên lý
Đây là một hệ thống sử dụng các cảm biến điện tử để nhận biết một hoặc nhiều bánh
bị bó cứng trong quá trình phanh của xe. Hệ thống này giám sát tốc độ của các bánh
khi phanh. Khi một hoặc nhiều lốp có hiện tượng bó cứng, hệ thống này sẽ điều
chỉnh áp lực phanh đến từng bánh, loại bỏ khả năng lốp trượt - duy trì khả năng điều
khiển xe. Thông thường hệ thống máy tính trên xe có trang bị ABS sẽ thay đổi áp lực
phanh khoảng 30 lần/giây, từ mức áp lực tối đa lên một bánh xe đến áp lực bằng 0.
Nguyên lý hoạt động của ABS - Anti Breaking System:
Khi người lái đạp nhẹ bàn đạp phanh, sẽ có hai loại tín hiệu được truyền đi: Một là cơ
học do tác động của bàn đạp lên hệ thống thủy lực. Đồng thời một thiết bị cảm ứng
cũng gởi đến bộ xử lý trung tâm một tín hiệu điện tử. Ngay lúc đó các tín hiệu về vận
tốc của xe cũng được gởi về trung tâm qua các thiết bị cảm biến gắn trên bánh xe.
Bộ xử lý trung tâm sẽ tính toán và gửi đến các van điều khiển áp lực những mệnh
lệnh khác nhau để các van này điều chỉnh một lượng dầu thích hợp trong thời gian
thích hợp áp đặt lên từng má phanh. Các má phanh sẽ hoạt động đóng mở liên tục
để đảm bảo giảm tốc độ xe và không làm bánh xe bị kẹt cứng (một số hệ thống có
thể hoạt động với tần số 18 lần trong một giây). Tín hiệu đồng thời cũng được gởi
đến một chiếc bơm thủy lực. Chiếc bơm này làm nhiệm vụ cung cấp áp lực dầu cho
hệ thống và thu hồi dầu từ các hộc má phanh. Một số xe đời mới còn được chế tạo
tích hợp hệ thống hỗ trợ phanh gấp. Một cảm biến về vận tốc của bàn đạp phanh sẽ
gửi tới bộ điều khiển trung tâm thông tin tình huống. Bộ điều khiển trung tâm sẽ
hiểu và đưa ra những mệnh lệnh phù hợp ngay cả khi bạn không đạp đủ mạnh lên
bàn đạp phanh (thắng) - Điều này thường sảy ra khi người lái là phụ nữ.
Làm thế nào để biết hệ thống ABS đang hoạt động tốt? Khi bật công tắc khởi động ta

sẽ thấy các đèn tín hiệu lần lượt sáng lên. Đèn báo hệ thống ABS sẽ sáng lên chừng
vài giây rồi tắt. Điều đó chứng tỏ hệ thống ABS trên xe bạn vẫn hoạt động bình
thường. Còn khi đèn báo ABS vẫn sáng hoặc bật sáng khi bạn đang vận hành thì bạn
nên đưa xe vào các hãng sửa chữa cho các chuyên viên xem xét sửa chữa. Khi đang
lái xe với vận tốc cao, tình huống khiến bạn đạp phanh gấp lúc này bạn có thể nghe
thấy tiếng động nhỏ liên tục, đồng thời bạn sẽ cảm thấy một lực dội lại và rung
mạnh ở bàn đạp. Các tín hiệu như thế chính tỏ giới hạn lực bám đường đã đạt. Ngay
lúc đó điều quan trọng là bạn đừng rời chân khỏi bàn đạp. Chỉ cần duy trì một lực
nhẹ lên bàn đạp lúc này thì hệ thống phanh (thắng) vẫn hoạt động tốt.
Có nguy hiểm gì không khi hệ thống ABS bị hỏng? Trong bộ điều khiển trung tâm
của hệ thống thắng ABS có một phần hoạt động theo cơ chế tự kiểm tra. Các phát
hiện lỗi sẽ được báo đến đèn tín hiệu cho bạn biết. Tuy nhiên nếu có hư hỏng hoặc
trục trặc về phần điều khiển của hệ thống thì bạn vẫn có thể sử dụng phanh (thắng)
bình thường như các xe không được trang bị hệ thống ABS khác.
Đối với vấn đề ABS sẽ hoạt động khi xe chạy với tốc độ tối thiểu là bao nhiêu thì tuỳ
từng hãng và tuỳ từng xe. Thông thường, ABS chỉ hoạt động khi xe chạy trên


40km/h vận tốc thực.
ABS hoạt động bình thường

MÔ PHỎNG FILE FLASH TRÊN OTO-HUI

clik chuột phải và chọn save link as để down

ABS giảm áp


MÔ PHỎNG FILE FLASH TRÊN OTO-HUI

clik chuột phải và chọn save link as để down

ABS giữ áp


MÔ PHỎNG FILE FLASH TRÊN OTO-HUI

clik chuột phải và chọn save link as để down

Hệ thống ABS (viết tắt của Anti-lock Brake System) dùng một máy tính để xác định
tình trạng quay của 4 bánh xe trong khi phanh qua các cảm biến lắp ở bánh xe và có
thể tự động điều khiển đạp và nhả phanh.
Ý tưởng về chức năng của hệ thống phanh ABS.
Theo kinh nghiệm lái xe, để tránh cho các lốp không bị bó cứng và làm mất khả năng
quay vô lăng trong khi phanh khẩn cấp, người điều khiển nên lặp lại động tác đạp và
nhả bàn đạp phanh nhiều lần. Tuy nhiên, trong những trường hợp khẩn cấp thường
không có thời gian để thực hiện việc này. Người lái đạp dí phanh và xe trượt trên mặt
đường trong khi các lốp không quay. Cuối cùng xe cũng dừng lại do ma sát trượt
giữa lốp và mặt đường lớn nhưng xe mất khả năng lái khiến cho xe bị văng đi và tai
nạn xảy ra là điều khó tránh khỏi.


Vậy để chống lại điều này, người ta chế tạo hệ thống phanh ABS với khả năng chống
cho các lốp không bị khóa cứng khi phanh khẩn cấp, xe không bị mất lái và giảm
thiểu được tai nạn xảy ra
Hệ thống ABS (viết tắt của Anti-lock Brake System) dùng một máy tính để xác định
tình trạng quay của 4 bánh xe trong khi phanh qua các cảm biến lắp ở bánh xe và có
thể tự động điều khiển đạp và nhả phanh.

Trước khi đi sâu tìm hiểu hệ thống phanh ABS, bạn đọc hãy tham khảo thêm về sự

trượt của xe trên mặt đường.
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.


Mối quan hệ giữa lực phanh và hệ số trượt có thể hiểu rõ hơn qua đồ thị ở trên. Lực
phanh không tỷ lệ với hệ số trượt, và đạt được cực đại khi hệ số trượt 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 vòng 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.
Trên các mặt đường trơn có hệ số ma sát thấp như đường có nhựa ướt, nước mưa vì
quãng đường phanh tăng lên so với các mặt đường có trị số ma sát cao, nên ngay cả
khi có ABS tác động, vẫn phải giảm tốc độ khi chạy trên các mặt đường đó. Trên các
đường thô nhám, hoặc trên sỏi tác động của ABS có thể dẫn đến quãng đường hãm
dài hơn các xe không lắp ABS.
Ngoài ra, tiếng động và độ rung phát sinh khi tác động ABS báo cho người lái biết
rằng ABS đang hoạt động.
Các bộ phận của hệ thống phanh ABS.


Hệ thống phanh ABS có các bộ phận chính sau đây.
ECU điều khiển trượt: Bộ phận này xác định mức trượt giữa bánh xe và mặt đường
dựa vào các tín hiệu từ các cảm biến, và điều khiển bộ chấp hành của phanh. Gần
đây, một số kiểu xe có ECU điều khiển trượt lắp trong bộ chấp hành của phanh.
Bộ chấp hành của phanh: Bộ chấp hành của phanh điều khiển áp suất thuỷ lực của

các xilanh ở bánh xe bằng tín hiệu ra của ECU điều khiển trượt.
Cảm biến tốc độ: Cảm biến tốc độ phát hiện tốc độ của từng bánh xe và truyền tín
hiệu đến ECU điều khiển trượt.
Ngoài ra, trên táp lô điều khiển còn có:
Đèn báo táp-lô: Đèn báo của ABS, khi ECU phát hiện thấy sự trục trặc ở ABS hoặc hệ
thống hỗ trợ phanh, đèn này bật sáng để báo cho người lái. Đèn báo hệ thống
phanh, khi đèn này sáng lên đồng thời với đèn báo của ABS, nó báo cho người lái
biết rằng có trục trặc ở hệ thống ABS và EBD.
Công tắc đèn phanh: Công tắc này phát hiện bàn đạp phanh đã được đạp xuống và
truyền tín hiệu đến ECU điều khiển trượt. ABS sử dụng tín hiệu của công tắc đèn
phanh. Tuy nhiên dù không có tín hiệu công tắc đèn phanh vì công tắc đèn phanh bị
hỏng, việc điều khiển ABS vẫn được thực hiện khi các lốp bị bó cứng. Trong trường
hợp này, việc điều khiển bắt đầu khi hệ số trượt đã trở nên cao hơn (các bánh xe có
xu hướng khoá cứng) so với khi công tắc đèn phanh hoạt động bình thường.
Cảm biến giảm tốc: chỉ có ở một số loại xe. Cảm biến giảm tốc cảm nhận mức giảm
tốc của xe và truyền tín hiệu đến ECU điều khiển trượt. Bộ ECU đánh giá chính xác
các điều kiện của mặt đường bằng các tín hiệu này và sẽ thực hiện các biện pháp
điều khiển thích hợp.
ECU điều khiển trượt.


Dựa vào tín hiệu của các cảm biến tốc độ, ECU điều khiển trượt cảm nhận tốc độ
quay của các bánh xe cũng như tốc độ của xe. Trong khi phanh, mặc dù tốc độ quay
của các bánh xe giảm xuống, mức giảm tốc sẽ thay đổi tuỳ theo cả tốc độ của xe
trong khi phanh và các tình trạng của mặt đường, như mặt đường nhựa khô, ướt
hoặc có nước, …
Nói khác đi, ECU đánh giá mức trượt giữa các bánh xe và mặt đường từ sự thay đổi
tốc độ quay của bánh xe trong khi phanh và điều khiển các van điện từ của bộ chấp
hành của phanh theo 3 chế độ: giảm áp suất, giữ áp suất và tăng áp suất để điều
khiển tối ưu tốc độ của các bánh xe.

ECU liên tục nhận được các tín hiệu tốc độ của bánh xe từ 4 cảm biến tốc độ, và ước
tính tốc độ của xe bằng cách tính toán tốc độ và sự giảm tốc của mỗi bánh xe. Khi
đạp bàn đạp phanh, áp suất thuỷ lực trong mỗi xilanh ở bánh xe bắt đầu tăng lên, và
tốc độ của bánh xe bắt đầu giảm xuống. Nếu bất kỳ bánh xe nào dường như sắp bị
bó cứng, ECU sẽ giảm áp suất thuỷ lực trong xilanh của bánh xe đó.
Nếu ECU điều khiển trượt phát hiện một sự cố trong hệ tín hiệu hoặc trong rơle, dòng
điện chạy đến bộ chấp hành từ ECU sẽ bị ngắt. Do đó, hệ thống phanh vẫn hoạt
động mặc dù ABS không hoạt động, nhờ vậy đảm bảo được các chức năng phanh
bình thường.
Bộ chấp hành của phanh (Cụm bơm và điều kiển).


Bộ chấp hành của phanh gồm có van điện từ giữ áp suất, van điện từ giảm áp suất,
bơm, môtơ và bình chứa. Khi bộ chấp hành nhận được tín hiệu từ ECU điều khiển
trượt, van điện từ đóng hoặc ngắt và áp suất thuỷ lực của xilanh ở bánh xe tăng lên,
giảm xuống hoặc được giữ để tối ưu hoá mức trượt cho mỗi bánh xe. Ngoài ra, mạch
thuỷ lực còn thay đổi để đáp ứng yêu cầu của mỗi loại điều khiển.
Mạch thuỷ lực trong ABS của các xe FF được chia thành hệ thống của bánh trước bên
phải và bánh sau bên trái và hệ thống của bánh trước bên trái và bánh sau bên phải
như ở sơ đồ dưới đây. Sau đây chúng tôi chỉ xin đưa ra hoạt động của một hệ thống
trong các hệ thống này, vì các hệ thống khác cũng hoạt động như vậy...
THEO NGUỒN HOWSTUFWORD