Tìm hiểu hệ thống chống bó cứng phanh (ABS) trên ô tô

Tìm hiểu hệ thống chống bó cứng phanh (ABS) trên ô tô

GVHD: TS Trần Anh Quân


Nội dung

Giới thiệu về hệ thống ABS

Phân loại hệ thống ABS

Các thành phần cấu tạo của hệ thống ABS

Nguyên lý hoạt động của hệ thống ABS

Yêu cầu thiết kế của hệ thống ABS

Kết luận


Giới thiệu hệ thống ABS

Hệ thống chống bó phanh (ABS viết tắt của Antilock Braking System) là một hệ thống trên ô-tô
giúp cho bánh xe của phương tiện luôn quay và
bám đường trong khi phanh (phanh trượt), chống
lại việc bánh xe bị trượt trên mặt đường do má
phanh bó cứng tang phanh hoặc đĩa phanh.

Khái niệm

Giới thiệu hệ thống ABS

Lịch sử phát triển

 ABS được phát triển và sử dụng cho máy bay lần đầu tiên vào năm 1929 bởi người Pháp
 1936 hai công ty của đức Bosch và Mercedes-Benz cho ra đời phiên bản điện tử đầu tiên sử dụng cho
ô tô của Mercedes-Benz

 1960 hệ thống ABS thuần cơ khí được sử dụng cho một số dòng xe đua song chưa cho thấy được độ
tin cậy.

 1971 Ford giới thiệu hệ thống ABS gọi là “Sure-Track” hệ thống này dã trở thành tiêu chuẩn cho hệ
ABS trong những năm sau đó.

 1978 Bosch và Mercedes-Benz giới thiệu hệ thống ABS sử dụng bộ điều khiển điện tử với 4 cảm biến,
điều khiển đa kênh cho xe tải và dòng xe Mercedes-Benz S-Class


Phân loại hệ thống ABS

Loại 1 : 4 kênh, 4 cảm biến vận tốc

Loại 2 : 3 kênh, 3 cảm biến vận tốc

Loại 3 : 1 kênh, 1 cảm biến vận tốc

Đây là thiết kế tối ưu nhất cho hệ

Thường được trang bị trên xe dạng bán tải

Loại này thường được trang bị trên cầu sau

thống ABS. Mỗi bánh được kiểm soát

2 kênh và 2 cảm biến được phân bố đều ở

của xe bán tải (pick-up). 2 bánh sau sẽ được

bởi 1 cảm biến vận tốc và áp lực của

cầu trước trên mỗi bánh, 2 bánh thuộc cầu

kiểm soát chung bởi 1 cảm biến và 1 van

má phanh lên từng bánh cũng có thể

sau có chung kênh và cảm biến vận tốc.

thuỷ lực. Cách vận hành của hệ thống này

được điều chỉnh độc lập qua từng van

Hệ thống này cho phép tối ưu hoá kiểm

cũng giống như ở cảm biến chung trên loại

ở mỗi bánh.

soát và áp lực phanh trên 2 bánh trước

ABS 3 kênh, 3 cảm biến.


Cấu tạo hệ thống ABS

Tổng quan


Cấu tạo hệ thống ABS

Cảm biến vận tốc trong hệ thống ABS được sử dụng để xác định vận tốc
và chiều quay của bánh xe từ đó phát hiện ra được tình trạng của bánh xe.
Thường được đặt ở trên mỗi bánh hoặc ở bộ vi sai trong 1 số trường hợp.
Có 2 loại cảm biến vận tốc:

•
•

Loại cảm biến quang
Loại cảm biến từ trường



Loại sử dụng nam châm vĩnh cửu kết hợp với cảm biến hiệu
ứng Hall



Loại sử dụng bánh răng và một cuộn dây để đo từ trường biến
thiên

Cảm biến vận tốc


Cấu tạo hệ thống ABS

Van là bộ phận giúp điều khiển việc kiểm soát má phanh ở mỗi bánh. Ở một số hệ thống
mỗi bánh được bố trí một van độc lập và đi cùng với mỗi van là một bộ điều khiển, một số
hệ thống khác chúng được tích hợp với nhau. Trong cả hai trường hợp các van đều hoạt
động thông qua sự điều khiển của bộ điều khiển kết hợp với bơm thuỷ lực để thay đổi áp
suất trên các phanh.

Van thủy lực


Cấu tạo hệ thống ABS
Thường có 3 vị trí của van :

 Vị trí 1 : Van mở : áp lực phanh tương đương áp lực của
người lái lên bàn đạp phanh được truyền trực tiếp đến bánh
xe.

 Vị trí 2 : Van khoá : tăng áp lực phanh mà người lái đặt lên
bàn đạp phanh lên bánh xe

 Vị trí 3 : Van nhả : làm giảm áp lực phanh mà người lái đặt
lên bàn đạp phanh lên bánh xe

Van thuỷ lực

Cấu tạo hệ thống ABS

Hệ thống ABS hoạt động dựa trên việc liên tục bóp và nhả các ma
phanh thông qua việc tăng giảm áp lực dầu phanh, vì thế khi áp lực
phanh được các van giải phóng cần một bộ phân để khôi phục lại
áp lực này và bơm thuỷ lực đẩm nhận nhiệm vụ đó.

Bơm thuỷ lực


Cấu tạo hệ thống ABS

Bộ điều khiển ABS là bộ não của hệ thống. Nó là một
máy tính với chức năng Nhận các dữ liệu, thông số từ
các cảm biến để tính toán nhằm đưa ra các áp lực phanh
tối ưu cho mỗi bánh.

Bộ điều khiển ABS


Nguyên lí hoạt động

Sơ đồ vận hành của hệ thống ABS


Nguyên lí hoạt động

 Nhờ vào các cảm biến vận tốc thành phần, ABS sẽ nắm bắt được vận tốc quay của các bánh xe, qua đó phát
hiện ngay tức khắc khi các bánh xe có hiện tượng bị “bó cứng”.



Khi xảy ra phanh đột ngột, ABS sẽ thực hiện động tác ấn – nhả thanh kẹp trên phanh đĩa khoảng 15 mỗi
giây, thay vì tác động một lần cực mạnh khiến bánh có thể bị “chết” như trên các xe không có ABS.

 Trong lúc này, máy tính của hệ thống sẽ dựa vào những thông số của các cảm biến vận tốc và cả những thao
tác của người lái để đưa ra những áp lực phanh tối ưu cho từng bánh qua đó đảm bảo được tính ổn định của
xe và vẫn cho phép người lái kiểm soát được quỹ đạo của xe.


Nguyên lí hoạt động

Sơ đồ vòng lặp điều khiển của hệ thống ABS


Yêu cầu thiết kế

 Hệ thống ABS có thể được thiết kế đế sử dụng
cho nhiều đối tượng như: Máy bay, Ô tô, Xe tải,
Xe máy, xe đạp…

 Mỗi đối tượng có một điều kiện hoạt động khác
nhau nên việc thiết kế phải được tối ưu cho từng
đối tượng này

Đối tượng áp dụng


Yêu cầu thiết kế

Các thông số vật lý

Hệ số trượt = (tốc độ xe - tốc độ bánh xe)
/ tốc độ xe × 100%



Tháo tác phanh nên thực hiện tốt nhất trong khoảng 1020%




Nếu bánh xe có cùng tốc độ với xe thì hệ số trượt là 0%
Bánh xe bị khoá khi hệ số là 100%

(A)Hệ số trượt
(B) Hệ số ma sát giữa lốp và mặt đường

(1) Đường băng
(2) Đường nhựa
(3) Dải điều khiển của ABS


Yêu cầu thiết kế

Lựa chọn phương pháp

Nhiều phương pháp điều khiển hệ thống ABS đã từng được phát triển, cơ sở của các phương pháp này dựa trên
sự thay dổi của điều kiện đường sá

Một số phương pháp điều khiển hệ thống ABS


Yêu cầu thiết kế

Yêu cầu về điều khiển

Điều khiển hệ thống ABS là một quá trình kiểm soát phi tuyến ở mức độ cao các thành phần trong hệ thống do
mối quan hệ phức tạp giữa các thành phần và các thông số của nó. Nhiều phương pháp điều khiển đã được đề
xuất để nâng cao hiệu quả hoạt động của hệ thống song hầu hết các phương pháp này không đáp ứng được yêu
cầu khi thay đổi điều kiện hoạt động.
Giải pháp cho vấn đề này là sử dụng phương pháp điều khiển mờ (Fuzzy control)


Kết luận

ABS là một hệ thống an toàn được sử dụng rất phổ biến trên các phương tiện giao thông và là một diển hình
cho một hệ thống cơ điện tử.
Việc thiết kế hệ thống ABS được thực hiện dựa trên các nghiên cứu, các kinh nghiệm thực tế cũng như yêu
cầu của người sử dụng.
Tuy đã trải qua một quá trình nghiên cứu và phát triển lâu dài và đã được đưa ra ứng dụng rất nhiều trong thực
tế song hệ thống ABS cũng có những vấn đề cần được phát triển và tối ưu để nâng cao hiệu quả sử dụng,
thích nghi được với các điều kiện thực tế.


Thank You !
www.themegallery.com