Mô phỏng quỹ đạo chuyển động của ô tô khi làm việc ở chế độ ASR

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ
Đề tài: Mô phỏng quỹ đạo chuyển động của ô tô khi sử dụng chế độ ASR.
Tác giả luận văn: Đỗ Ngọc Thịnh

Khóa: 2009

Người hướng dẫn: PGS.TS. Nguyễn Khắc Trai
Nội dung tóm tắt:
a) Lý do chọn đề tài.
Hệ thống ABS+ASR ngày nay được sử dụng rộng rãi trên ô tô. Các tài liệu hiện có
cũng chỉ là tài liệu trình bày sơ bộ về cấu tạo và sửa chữa. Việc nghiên cứu đánh giá theo
phương pháp mô phỏng ở nước ta là rất ít. Mặt khác, đề tài trên sẽ giúp hiểu sâu thêm về
hệ thống ABS và ASR, xây dựng được chương trình mô phỏng hệ thống ABS + ASR
hoàn thiện hơn, từ đó có thể so sánh đánh giá được các phương pháp điều khiển hệ thống.
b) Mục đích nghiên cứu của luận văn, đối tượng, phạm vi nghiên cứu.
Mục đích nghiên cứu của luận văn là xây dựng chương trình mô phỏng hệ thống
ABS + ASR hoàn thiện hơn với các phương pháp điều khiển theo các thống số khác nhau,
từ đó đưa ra những đánh giá về các phương pháp điều khiển theo từng thông số cụ thể.
Với khuôn khổ của luận văn thạc sỹ, đề tài thực hiện khảo sát qua mô hình trên
máy tính. Các kết quả khảo sát trên máy tính cần được kiểm nghiệm trước khi đi tới
những kết luận cuối cùng, tuy nhiên sự lựa chọn phương pháp như trên ở điều kiện Việt
Nam hiện nay là phù hợp hơn cả.
c) Tóm tắt các nội dung chính và đóng góp mới
Tóm tắt các nội dung chính:
Chương I:

Giới thiệu tổng quan về đề tài

Chương II: Cơ sở lý thuyết đề tài
Chương III: Xây dựng mô hình, chọn bộ số liệu
Chương IV: Lập và giải bài toán trên máy tính bằng phần mềm Matlab + Simulink

Chương V: Kết quả - Đánh giá - Nhận xét
Kết luận
Đóng góp mới
+ Đề tài đã sử dụng mô hình không gian toàn xe có cả các thành phần mô men đàn
hồi (Msi ) ở bốn bánh xe.
+ Đề tài đã mô phỏng, xây dựng và phân tích các phương pháp điều khiển theo gia
tốc góc và vận tốc góc bánh xe.
+ Đề tài đã sử dụng mô hình lốp mô tả đầy đủ mối quan hệ động lực học của bánh
xe
Với việc bổ sung và phát triển thêm đề tài đã cho kết quả mô phỏng gần giống với
thực tế nhất.
d) Phương pháp nghiên cứu.
Dùng phương pháp mô tả quá trình chuyển động của ô tô có ASR với các trạng
thái điều khiển độ trượt bánh xe.
e) Kết luận
- Mô hình tính toán phù hợp với mục đích khảo sát, cho phép đánh giá được các
mối quan hệ động học và động lực học.
- Các kết quả nêu ra là hợp lý và cho phép lý giải các quan hệ trong mô hình khảo
sát, đồng thời xác định được các yêu cầu cần thiết mở rộng hệ thống ABS+ liên hợp đang
có mặt hiện nay trên ôtô.


MỤC LỤC
Trang
Lời cam đoạn
Lời nói đầu ................................................................................................................. 1
CHƢƠNG 1. GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI ....................................... 2
1.1 Tổng quan: ............................................................................................................ 2

1.2 Một số nghiên cứu trong nước .............................................................................. 3
1.3 Đối tượng, phạm vi và nội dung nghiên cứu cụ thể của đề tài ............................. 4
CHƢƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT......................................................................... 6
2.1 Cơ sở lý thuyết của ABS ....................................................................................... 6
2.2 Hệ thống ABS và các liên hợp: ............................................................................. 9
2.3 Phương án bố trí ABS trên ôtô con có ASR ........................................................ 11
2.4 Cơ sở lý thuyết về ABS và ASR ......................................................................... 14
2.4.1 Bộ điều khiển ASR...........................................................................................14
2.4.2 Hệ thống ABS+ASR: .......................................................................................18
2.4.3 Nguyên lý làm việc của hệ thống ABS và ASR ..............................................21
2.4.4 Thiết bị điều khiển công suất động cơ EMS ....................................................25
2.4.5 Bộ điều chỉnh mô men phanh bằng động cơ MSR ..........................................28
2.4.6. Bộ khoá vi sai điện tử ABS+ABD của hãng BOSCH ....................................29
2.4.7 Bộ điều khiển ASC (Automatic Stability Control) ..........................................31
2.5 Nội dung của đề tài ............................................................................................. 34
CHƢƠNG 3. XÂY DỰNG MÔ HÌNH, CHỌN BỘ SỐ LIỆU TÍNH TOÁN .... 36
3.1 Mô hình cơ học về quỹ đạo chuyển động của ô tô.............................................. 36
3.2 Phương pháp toán học mô tả quỹ đạo chuyển động của ô tô .............................. 36
3.3 Quan hệ động lực học trong mô hình toàn xe ..................................................... 38
3.3.1 Mô hình không gian của ôtô.............................................................................38
3.3.2 Xây dựng phương trình quay vòng ô tô ...........................................................41
3.3.3 Mô hình hệ thống lái ........................................................................................42

1


3.3.4 Quan hệ động học của ôtô trong mô hình phẳng .............................................43
3.3.5 Quan hệ động học của các bánh xe ..................................................................46
3.3.6 Phương trình cân bằng sự quay bánh xe ..........................................................47
3.3.7 Sự nghiêng thân xe và sự thay đổi tải trọng thẳng đứng khi phanh .................49

3.3.8 Quan hệ lực và biến dạng của bánh xe trong vết tiếp xúc ...............................50
3.4 Bộ số liệu tính toán lấy theo xe Sedan Escort 2 cửa sản xuất năm 1989 ............ 54
3.5 Các phương trình điều khiển hệ thống: ............................................................... 55
CHƢƠNG 4. TÍNH TOÁN MÔ HÌNH BẰNG MATLAB SIMULINK ............ 57
4.1 Giới thiệu về Matlab Simulink ............................................................................ 57
4.2 Phương pháp giải bài toán ................................................................................... 59
4.3 Chương trình mô phỏng ...................................................................................... 60
CHƢƠNG 5. KẾT QUẢ - ĐÁNH GIÁ – NHẬN XÉT ........................................ 62
5.1. Các phương án tính toán: ................................................................................... 62
5.2 Các thông số kết quả có thể lấy ra ...................................................................... 62
5.3 Các kết quả khảo sát và nhận xét ........................................................................ 63
5.3.1 Điều kiện tính toán ban đầu: ...........................................................................63
5.3.2 Kết quả điều khiển theo độ trượt ......................................................................64
5.3.3 Kết quả điều khiển theo vận tốc góc (phidot) ..................................................68
5.3.4 Kết quả điều khiển theo gia tốc góc (phi2dot) .................................................72
5.4 Nhận xét .............................................................................................................. 77
5.5 Vấn đề sai số của bài toán: .................................................................................. 77
KẾT LUẬN .............................................................................................................. 79
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................... 81

2


Lời nói đầu
Nền kinh tế Việt Nam đang trong thời kỳ hội nhập WTO. Riêng đối với
ngành công nghiệp ô tô ngoài việc giảm hàng rào thuế quan cho xe nhập khẩu thì đó
còn là hội nhập về kiến thức, hội nhập về công nghệ mới. Việc tham gia vào nền
kinh tế chung của thế giới đòi hỏi các nhà kỹ thuật chuyên ngành trong nước phải
có kiến thức về kỹ thuật và công nghệ mới. Có rất nhiều công nghệ mới được ứng
dụng trên ô tô như hệ thống lái thông minh, hệ thống treo điều khiển điện tử, hệ

thống phanh ABS và các liên hợp trong đó có hệ thống ABS + ASR là một trong
những công nghệ tiêu biểu của hệ thống phanh.
Hệ thống phanh ABS + ASR hiện nay đang được dùng phổ biến trên các ô tô
hiện đại. Tuy nhiên các tài liệu đi kèm mới chỉ mang tính chất giới thiệu, do vậy
còn nhiều khó khăn trong việc nghiên cứu.
Đề tài “Mô phỏng quỹ đạo chuyển động của ô tô khi làm việc ở chế độ
ASR” tập trung xây dựng mô hình mô phỏng quỹ đạo chuyển động của ô tô khi chế
độ ASR được kích hoạt, nghiên cứu, xây dựng và phân tích các phương pháp điều
khiển theo 3 thông số: độ trượt, gia tốc góc bánh xe, vận tốc góc bánh xe. Qua đó sẽ
giúp hiểu được bản chất của hệ thống phanh ABS + ASR cũng như cách sử dụng tối
ưu nhất nhằm đảm bảo an toàn cho người điều khiển.
Đề tài được thực hiện tại Bộ môn ôtô và xe chuyên dụng, Viện Cơ khí Động
lực Trường ĐHBK Hà Nội dưới sự hướng dẫn của PGS.TS. Nguyễn Khắc Trai.
Đề tài cũng nhận được nhiều sự hỗ trợ của các thầy trong Bộ môn, Viện Đào tạo sau
Đại học cùng các bạn đồng nghiệp.
Do thời gian, trình độ còn hạn chế, tính chất rộng lớn của đề tài nên không thể
tránh khỏi những thiếu sót, rất mong nhận được sự bổ sung, góp ý của các nhà kỹ
thuật, các thầy cô và đồng nghiệp.
Hà nội, tháng 06 năm 2011
Tác giả
Đỗ Ngọc Thịnh
1


CHƢƠNG 1
GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI
1.1 Tổng quan:
Trong 10 năm trở lại đây, nền công nghiệp sản xuất ô tô đã chứng kiến sự xuất
hiện của nhiều công nghệ mới rất đáng chú ý. Sự phát triển của công nghệ phần
mềm, của những bộ vi xử lý tốc độ khiến ô tô ngày càng hoàn thiện hơn. Một số

công nghệ gần đây giúp hệ thống phanh ô tô hoạt động hiệu quả hơn và tăng cường
sự kiểm soát khi điều khiển xe trong tình trạng môi trường xấu. Traction control
(hay hệ thống điều khiển lực kéo) là một công nghệ mới xuất hiện và được ứng
dụng trong những năm gần đây. Hiện nay, nó đã trở thành một hệ thống phổ biến,
được trang bị trên nhiều loại ô tô. Hệ thống điều khiển lực kéo viết tắt là TRAC
dùng cho các nước Mỹ và Canada còn ở Châu Âu và các nước khác là TRC
Hệ thống điều khiển lực kéo (TRC) là một trong ba công nghệ an toàn của hệ
thống phanh, bắt đầu xuất hiện từ giữa những năm 1980. Đó là các công nghệ: ABS
(Anti-lock Brakes System 1978), Traction control (1985) và hệ thống cân bằng điện
tử Stability control (1995). Ba công nghệ đều liên quan đến vấn đề đảm bảo khả
năng bám giữa lốp xe và mặt đường.
Nếu trên xe đã bố trí ABS, sự kiểm soát trượt lết xảy ra với tất cả các bánh xe
khi phanh nhờ các thiết bị cảm biến, ECU-ABS, và các van thừa hành điều khiển áp
suất, điều khiển chế độ trượt của các bánh xe bị phanh trong vùng có khả năng bám
tối ưu, còn trên TRC cũng sử dụng các thiết bị đó nhưng kiểm soát độ trượt quay
của bánh xe chủ động.
Mô men kéo hay lực kéo cực đại giúp xe chuyển động được quyết định bởi
điều kiện bám giữa bánh xe và mặt đường. Khi mô men kéo vượt quá điều kiện
bám, bánh xe bị trượt quay làm tổn thất công suất hữu ích của động cơ, tăng tiêu
hao nhiên liệu, tăng độ mài mòn bánh xe và có thể gây mất điều khiển lái.
Ô tô chuyển động trên nền đường có hệ số bám thấp như: đường tuyết, đường
lầy, các bánh xe có thể quay tại chỗ nhưng xe không thể chuyển dịch được. Điều
này thường xảy ra khi xe khởi động tại chỗ hoặc tăng tốc đột ngột, người lái không
2


thể quản lý đúng trạng thái chuyển động và có thể tăng ga quá mạnh dẫn đến bánh
xe bị trượt quay. Điều này rất hay xảy ra trong thực tế.
Để khắc phục hiện tượng này trên các loại xe hiện đại ngày nay có trang bị
ABS thường đi kèm bộ điều khiển lực kéo TRC (chống trượt quay bánh xe). TRC

sẽ giảm mô men xoắn của động cơ khi bánh xe bắt đầu trượt quay không phụ thuộc
vào việc điều khiển của người lái xe đồng thời kết hợp với phanh bánh xe để đạt
được giá trị lực kéo phù hợp với điều kiện bám của mặt đường.
Ngày nay tùy theo mức độ hoàn thiện chất lượng kéo của ô tô, hệ thống
ABS+TRC có thể bao gồm:
+ ASR: Bộ điều khiển chống trượt quay (Anti Slip Regulator)
+ EMS: Bộ điều khiển công suất động cơ (Electronic Engine-Mangement
System).
+ MSR: Bộ điều chỉnh mô men phanh hỗ trợ ASR khi đi ở số truyền thấp.
+ EDS: Bộ điều khiển khoá vi sai bên trong hệ thống truyền lực (Automatic
Barking Differentia).
Đề tài: “Mô phỏng quỹ đạo chuyển động của ô tô khi làm việc ở chế độ
ASR” chủ yếu tập trung mô phỏng quỹ đạo chuyển động của ô tô với mục đích hiểu
rõ thêm về khả năng ổn định hướng chuyển động của ô tô khi sử dụng ASR, phân
tích các phương pháp điều khiển, nhận xét đánh giá các phương pháp điều khiển đó.
1.2 Một số nghiên cứu trong nƣớc
Hiện nay các tài liệu trong nước chủ yếu viết cho mục đích khai thác, sửa chữa
và sử dụng của các hãng Toyota, Mitsubishi, Mazda, Ford, Nissan, Fiat, Mercedes,
Suzuki, ... Đề tài sẽ sử dụng các kiến thức kết cấu cho mục đích nghiên cứu của đề
tài.
- Đề tài nghiên cứu về sự hoạt động của ABS trong bánh xe tiến hành bởi tác
giả Lại Năng Vũ (2007), nêu các vấn đề chính của quan hệ động học bánh xe phanh
ABS.
- Đề tài khảo sát về ABS+ASR của tác giả Nguyễn Tiến Vũ Linh thực hiện
trên phần mềm Matlab mô tả động học và động lực học trên ôtô.
3


- Đề tài “Nghiên cứu quá trình chuyển động của ôtô có trang bị ABS+ASR, có
quan tâm tới chế độ làm việc của động cơ” của tác giả Phạm Huy Hoàng thực hiện

trên phần mền Matlab + Simulink.
Các đề tài trên mới chỉ sử dụng mô hình lốp đơn giản, việc khảo sát trượt của
ô tô theo thông số độ trượt điều này không sát thực tế, mô hình không gian toàn xe
đã bỏ quả mô men đàn hồi ở bốn bánh xe (Msi).
1.3 Đối tƣợng, phạm vi và nội dung nghiên cứu cụ thể của đề tài
Để tiến hành khảo sát với nội dung đề tài, có thể thực hiện theo nhiều phương
pháp:
- Khảo sát bằng thực nghiệm: trên các bãi thử chuyên dụng. Đây là phương
pháp tốn kém kinh phí và thời gian tuy nhiên cho những kết quả thực tiễn có thể áp
dụng được.
- Khảo sát qua mô hình trên máy tính, với phương pháp khảo sát này giúp
chúng ta nhanh chóng xác định được kết quả, đồng thời là cơ sở cho tiến hành các
khảo sát thực nghiệm.
Với khuôn khổ của luận văn thạc sỹ, đề tài thực hiện khảo sát qua mô hình
trên máy tính. Các kết quả khảo sát trên máy tính cần được kiểm nghiệm trước khi
đi tới những kết luận cuối cùng, tuy nhiên sự lựa chọn phương pháp như trên ở điều
kiện Việt Nam hiện nay là phù hợp hơn cả.
Đề tài “Mô phỏng quỹ đạo chuyển động của ô tô khi làm việc ở chế độ
ASR” mang tính chất kế thừa, dụng kết cấu hệ thống của các đề tài trên để nghiên
cứu hệ thống ABS+ASR bằng việc mô phỏng Matlab simulink.
Đề tài sẽ mở rộng và phát triển thêm ở một số điểm sau:
+ Đề tài đã sử dụng mô hình không gian toàn xe có cả các thành phần mô men
đàn hồi (Msi ) ở bốn bánh xe.
+ Đề tài đã mô phỏng, xây dựng và phân tích các phương pháp điều khiển theo
gia tốc góc và vận tốc góc bánh xe.
+ Đề tài đã sử dụng mô hình lốp mô tả đầy đủ mối quan hệ động lực học của
bánh xe
4

Với việc bổ sung và phát triển thêm đề tài đã cho kết quả mô phỏng kỹ lưỡng
các trạng thái của ô tô.
Các vấn đề thực hiện trong đề tài - Nhiệm vụ của đề tài.
1. Xây dựng mô hình mô phỏng quỹ đạo chuyển động của ô tô khi chế độ
ASR được kích hoạt
2. Nghiên cứu, xây dựng và phân tích các phương pháp điều khiển theo 3
thông số:
+ Độ trượt
+ Gia tốc góc bánh xe
+ Vận tốc góc bánh xe
3. Lập trình giải bài toán mô phỏng trên máy tính bằng phần mềm MATLAB
SIMULINK. Chọn một bộ số liệu tính toán cho xe để ứng dụng vào tính
toán mô phỏng.
4. Đưa ra các kết quả cụ thể bằng đồ thị.
5. Phân tích, thảo luận, so sánh kết quả giữa 3 phương pháp điều khiển và đưa
ra nhận xét
Nội dung của luận văn được thực hiện bao gồm 5 chương:
Chương I: Giới thiệu đề tài
Chương II: Cơ sở lý thuyết đề tài
Chương III: Xây dựng mô hình, chọn bộ số liệu
Chương IV: Lập và giải bài toán trên máy tính bằng phần mềm Matlab +
Simulink
Chương V: Kết quả - Đánh giá - Nhận xét
Kết luận

5


CHƢƠNG 2
CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1 Cơ sở lý thuyết của ABS
Hệ thống ABS được gọi theo chữ viết tắt của tiếng Anh: “ Anti-Lock Brake
System” và được hiểu là thiết bị chống trượt lết bánh xe khi phanh. Hệ thống ABS
bắt đầu được bố trí ở tất cả các bánh xe vào năm 1971, được chế tạo hàng loạt năm
1978, sau đó hoàn thiện theo hướng điều khiển kỹ thuật số vào năm 1984 và từ sau
năm 1992 một số quốc gia phát triển đã coi ABS là một hệ thống phanh tiêu chuẩn
bắt buộc của ô tô con.
Khả năng điều khiển của ô tô nói chung và trong trạng thái phanh nói riêng bị
giới hạn bởi giá trị các lực truyền giữa bánh xe và mặt đường. Giải quyết hoàn thiện
chất lượng lực truyền này trong các trạng thái mặt đường và điều khiển khác nhau là
một nhiệm vụ được thực hiện bởi ABS và các liên hợp. Phương pháp lựa chọn trong
kết cấu là sử dụng các tổ hợp tự động điều chỉnh cơ điện tử (Mechatronic)
Hệ thống ABS được sử dụng để duy trì khả năng không bó cứng bánh xe trong
các trạng thái phanh với các mục đích:
- Giữ ổn định hướng chuyển động của xe khi phanh trên đường vòng, hay trên
đường có trạng thái khác nhau. Với ô tô không bố trí ABS các bánh xe có thể bị
khoá cứng và gây xoay thân xe. Với ô tô bố trí ABS khi phanh ô tô sẽ chuyển động
ổn định đến khi nào dừng lại, kể cả khi hoạt động trên đường cong (hình 2.1), hoặc
trên nền đường có trạng thái khác nhau (hình 2.2).
- Duy trì khả năng điều khiển ô tô bằng vành lái.
- Tạo điều kiện rút ngắn quãng đường phanh khi sử dụng ở đường tốt, vận tốc
cao.

6


Hệ số bỏm cao

Có ABS

Hệ số bỏm thấp

Có ABS

Hệ số bỏm cao

Không ABS

Hệ số bỏm thấp

Không ABS

Hình 2.1. Phanh khi quay vòng
Hình 2.2. Phanh khi đi thẳng

b. Nguyên lý chung của hệ thống ABS
Sự phanh của bánh xe trên đường được thực hiện tốt nhất khi các bánh xe
quay trong giới hạn độ trượt (15  30%), tại đó hệ số bám dọc, bám ngang có khả
năng đạt cao, tức là: cường độ phanh, khả năng giữ ổn định hướng của ô tô cao
nhất.
Các thiết bị điện tử tham gia điều khiển cùng với lực và hành trình bàn đạp
phanh của ô tô kiểm soát chặt chẽ sự phanh của bánh xe trong giới hạn trượt tối ưu.
Trong trạng thái nguy hiểm, khi cần phanh gấp có thể dẫn tới sự bó cứng bánh xe
(đặc biệt trên đường trơn). Điều này làm mất khả năng ổn định hướng chuyển động
của ô tô. Sử dụng ABS có thể loại trừ tình huống nguy hiểm như vậy, tức là nâng
cao đáng kể an toàn chủ động cho ô tô.
ABS trong hệ thống phanh thủy lực là một hệ thống tự động điều chỉnh áp suất
dầu đưa vào xy lanh bánh xe sao cho phù hợp với chế độ lăn của bánh xe nhằm loại
trừ khả năng trượt lết của bánh xe khi phanh.
Một mạch điều khiển phanh ABS cho một bánh xe bao gồm: xy lanh chính 4,

xy lanh bánh xe 2, cơ cấu phanh (giống như mạch bố trí phanh thông thường), và bố
trí thêm: bộ điều khiển điện tử 5 (ECU), cảm biến đo tốc độ góc 1 (Sensor), van
thủy lực điện từ 2 điều chỉnh áp lực dầu phanh (Actuator). Sơ đồ một mạch điều
khiển trình bày trên hình 2.3
7


- Cảm biến tốc độ bánh xe 1 có chức năng xác định tốc độ quay của bánh xe,
làm việc như một bộ đếm số vòng quay, tín hiệu của bộ cảm biến tốc độ được đưa
về bộ điều khiển điện tử (tín hiệu vào ECU- ABS). Trên xe bộ cảm biến có thể đặt
tại: đĩa phanh, bán trục, tang trống, bánh răng bị động của cầu xe (hay ở bán trục
bánh xe ở cầu chủ động).
Hình 2.3. Sơ đồ đơn giản một mạch
điều khiển phanh ABS
3

1. Cảm biến (Sensor)
2. Xy lanh bánh xe
3. Van thủy lực-điện từ (Actuator)
4. Xy lanh chính
5. Bộ điều khiển (ECU-ABS)

1

4
2

5

- Bộ điều khiển điện tử 5 làm việc như một máy tính nhỏ theo chương trình

định sẵn (điều khiển logic hay gồm các thành phần đánh giá). Tín hiệu điều khiển
van điện từ (output signal) phụ thuộc vào tín hiệu của cảm biến (input signal) và
chương trình vi xử lý, xác định chế độ làm việc của bánh xe (theo độ trượt), đưa ra
tín hiệu điều khiển van điều khiển (cơ cấu thừa hành), thiết lập chế độ điều chỉnh áp
suất dầu phanh ở bánh xe.
- Van điều chỉnh áp suất 3 (hay môdun điều khiển áp lực phanh), được đặt
giữa xy lanh chính và xy lanh bánh xe trong hệ thống dẫn động phanh, là cơ cấu
thừa hành của ABS (Actuator). Nhiệm vụ của nó là tạo nên sự đóng, mở đường dầu
từ xy lanh chính đến xy lanh bánh xe tuỳ thuộc vào tín hiệu điều khiển của ECUABS. Cấu trúc của van điều chỉnh áp suất là các van con trượt thủy lực được điều
khiển bằng điện tử. Sự thay đổi áp suất trong xy lanh bánh xe, tạo nên sự thay đổi
mômen phanh bánh xe tiến hành phanh hay nhả phanh.
Ngoài ra trong ABS cũng có nguồn bổ sung năng lượng như bình dự trữ dầu
áp suất thấp, bơm dầu các van an toàn hệ thống.
Nguyên lý làm việc cơ bản của ABS như sau:
Khi bắt đầu phanh, bánh xe quay với tốc độ quay giảm dần, nếu bánh xe đạt
tới giá trị gần giới hạn của độ trượt, tín hiệu của cảm biến chuyển về bộ điều khiển
8


trung tâm. ECU- ABS lựa chọn chế độ, đưa ra tín hiệu điều khiển van điều chỉnh áp
suất (giữ hay cắt đường dầu từ xy lanh chính tới xy lanh bánh xe). Do vậy lực
phanh ở cơ cấu phanh không tăng được nữa, bánh xe có xu hướng lăn với tốc độ cao
lên, tín hiệu từ cảm biến lại đưa về ECU- ABS. ECU- ABS cung cấp lệnh điều
khiển cụm van thủy lực điện từ, giảm áp lực phanh, sao cho bánh xe không bó cứng.
Nếu vận tốc góc của bánh xe lại tăng cao, cảm biến tiếp nhận thông tin này đưa về
bộ điều khiển điện tử và lại tăng tiếp áp lực điều khiển, nhờ đó bánh xe lại bị phanh
và giảm tốc độ quay tới khi gần bó cứng. Quá trình xảy ra được lặp lại theo chu kỳ
liên tục, tới khi bánh xe dừng hẳn.
Cứ như vậy, hệ thống điện tử hỗ trợ hệ thống phanh duy trì chế độ lăn có trượt
của bánh xe, trong lúc vị trí bàn đạp phanh không thay đổi.

Một chu kỳ điều khiển thực hiện khoảng chừng 1/10 s, đồng thời nhờ các bộ
tích dầu áp suất thấp, cao, van một chiều và bơm dầu độ chậm trễ tác dụng điều
khiển chỉ nhỏ hơn (1/1000 s). Do vậy ABS làm việc rất hiệu quả, tránh được hiện
tượng bó cứng bánh xe. Đây là hệ thống điều khiển có mạch phản hồi thực hiện
điều chỉnh mạch kín, giúp cho bánh xe luôn nằm trong trạng thái phanh với độ trượt
tối ưu.
Trong kết cấu thực tế hệ thống được tổ hợp là nhiều mạch điều khiển khác
nhau cho từng bánh xe hay một số bánh xe.
2.2 Hệ thống ABS và các liên hợp:
Sự mở rộng hệ thống ABS với các liên hợp thực hiện trên nguyên tắc:
- Đảm bảo tối ưu lực phanh và lực kéo (gọi chung là lực dọc) theo hướng tăng
khả năng động lực học của xe,
- Đảm bảo tối ưu khả năng sử dụng năng lượng của động cơ với mục đích
giảm tiêu thụ nhiên liệu, giảm chất độc hại thoát ra môi trường, giảm khả năng phát
sinh tải trọng động xuất hiện trong kết cấu ô tô.
- Đảm bảo nâng cao khả năng ổn định chuyển động của ô tô ở vận tốc cao,
trong những trạng thái giới hạn chuyển động, tức là nâng cao tính an toàn chủ động,
góp phần giảm thiểu các tai nạn có thể xảy ra.
9


Xuất phát từ việc kiểm soát sự trượt xảy ra ở các bánh xe ô tô, các hệ thống
liên hợp đó hình thành:
- Hỗ trợ phanh khi khẩn cấp nhằm đạt được khả năng phanh với quãng
đường phanh ngắn nhất có thể.
- Điều khiển lực kéo trên các bánh xe chủ động bằng các giải pháp điều
khiển sự hoạt động của cơ cấu vi sai, điều khiển lực kéo khi xe chuyển động trên
đường trơn, băng tuyết…
- Điều khiển công suất động cơ phụ thuộc và độ trượt của các bánh xe chủ
động nhằm hạn chế lượng tiêu thụ nhiên liệu bằng thiết bị điều khiển bàn đạp chân

ga và kiểm soát lượng nhiên liệu cấp vào động cơ.
- Điều khiển sự trượt của bánh xe chủ động trong trường hợp phanh bằng
động cơ trên đường trơn dốc.
- Đảm bảo ổn định động học của ô tô theo hướng phân chia lực phanh, lực
kéo thích hợp nhằm điều khiển quỹ đạo chuyển động của ô tô.
Những kết cấu như vậy trên cơ sở của hệ thống phanh ABS thuộc loại cơ cấu
điều khiển thông minh, và nhiều năm gần đây nó được ứng dụng rộng rãi trên ô tô
có chất lượng cao.
Sự phát triển trong lĩnh vực này cũng đang dần dần hoàn thiện theo một trong
dạng như sơ đồ trên hình 2.4.
EMB: Electromechaniccal brake (Phanh cơ điện tử)

Brake-by-wire
(BBW)
Hệ thống
kiểm soát phanh
điện tử

SBC: Electrohydraulic brake (Phanh thủy lưc điện tử)
EBS: Electronic braking system (Phanh điện tử)

ESP: Electronic stability program (CT kiểm soát ổn định điện tử
TCS: Traction control system (Kiểm soát lực kéo)
ABS: Antilock braking system (Phanh chống bó cứng)

Khả năng hỗ
trợ năng lượng

Phanh không được hỗ trợ năng lượng

Hệ thống phanh
thông dụng

Phanh có hỗ trợ năng lượng

Hình 2.4. Sơ đồ xu hướng phát triển ABS và các liên hợp
10


Hãng BOSCH là một nhà sản xuất tổ hợp linh kiện cho lĩnh vực chế tạo ôtô.
Trong nhiều năm qua đã ứng dụng nhanh chóng các tiến bộ của công nghiệp điện tử
vào hệ thống ABS và các liên hợp như mô tả trên hình 2.5 (Tính đến 2006)

Hình 2.5. Quá trình ứng dụng ABS và các liên hợp của hãng BOSCH

Một vài năm gần đây ngoài hãng BOSCH, các hãng khác cũng đã phát triển hệ
thống phanh Brake By Wire (BBW) và đã được lắp trên ô tô trong những năm 2009
- 2010. Tuy nhiên còn nhiều lý do khác nhau lên hệ thống phanh BBW chưa được
sử dụng rộng rãi.
1.3 Phƣơng án bố trí ABS trên ôtô con có ASR
Hiệu quả làm việc của hệ thống ABS phụ thuộc vào sự làm việc của tất cả các
bánh xe, trước hết phụ thuộc vào các cầu trúc bố trí ABS trên các mạch dẫn động
phanh cơ bản của ô tô. Các phương pháp bố trí điều chỉnh áp suất dầu trong hệ
thống phụ thuộc vào kết cấu dẫn động phanh, số lượng cảm biến và số kênh điều
chỉnh.
Hiện nay trên ô tô con chỉ cho phép chế tạo dẫn động phanh hai dòng theo 2
dạng cơ bản sau:
+ Bố trí dẫn động độc lập cho từng cấu (kiểu TT).
+ Bố trí dẫn động chéo (kiểu K).

11


Số lượng cảm biến và số kênh điều khiển phụ thuộc vào kết cấu dẫn động chủ
động các bánh xe và mức độ yêu cầu về giá thành.
+ Loại 1 cảm biến - 1 kênh điều khiển.
+ Loại 2 hoặc 3 cảm biến - 2 kênh điều khiển.
+ Loại 3 hoặc 4 cảm biến - 3 kênh điều khiển.
+ Loại 4 cảm biến - 4 kênh điều khiển.
Trong hệ thống ABS có mạch dẫn động điều khiển riêng rẽ (độc lập cho từng
bánh xe) hiện nay thường sử dụng loại có 4 cảm biến - 4 kênh điều khiển vì loại này
hoàn toàn tối ưu về hiệu quả phanh, tính ổn định hướng khi phanh và phát triển trên
các hệ thống liên hợp.
Đối với loại bố trí dẫn động độc lập phanh cho từng cầu (kiểu TT hình 2.6).
Ký hiệu:

Cảm biến
Van điều khiển
1
2

Xylanh chính hai
buồng độc lập
Bánh chủ động

1

1

2

2

Bánh bị động

Xe FF (2+2)

Xe FR (2+2)

Hình 2.6. Bố trí 4 cảm biến - 4 kênh điều khiển (4+4) kiểu TT

Các bánh xe cầu trước, cầu sau được điều khiển độc lập nhờ các cảm biến và
van điều khiển áp suất riêng rẽ (điều khiển IR/IR). Do điều khiển riêng rẽ cho từng
bánh xe nên nhận được mômen phanh và hiệu quả phanh tối ưu, đảm bảo lái xe an
toàn và quãng đường phanh ngắn phù hợp với trạng thái nền đường tốt, đồng nhất.
Tuy nhiên, khi đi trên đường có hệ số bám khác nhau, lực phanh sinh ra giữa
bánh xe bên trái và bên phải không bằng nhau, sẽ xuất hiện mômen xoay thân xe
xung quanh trục đứng và các lực bên ở các bánh xe khác nhau. Việc xuất hiện lực
bên sẽ xảy ra góc lệch bên bánh xe, kết quả làm xấu ổn định hướng chuyển động.
Tuy lực phanh trên cầu sau nhỏ nhưng cần đảm bảo xe ổn định hướng chuyển động
12


trong khi phanh, nên áp suất dầu phanh ở bánh xe sau được điều khiển theo xu
hướng bị khóa cứng ít hơn. Vì thế, trên các bánh xe cầu sau thường sử dụng giá trị
độ trượt giới hạn (nhờ ECU-ABS) ở mức thấp để điều chỉnh áp suất dầu phanh, duy
trì tốt trạng thái ổn định cho một số nền đường.
Với loại FF (Front engine, Front drive - động cơ đặt trước, cầu trước chủ
động), trọng lượng xe được đặt lớn hơn ở các bánh xe cầu trước, khi phanh tải trọng
của xe lại tăng ở phía trước, và tải trọng phanh bố trí cho cầu trước chiếm khoảng

70% lực phanh của toàn xe. Điều này có nghĩa rằng: hầu hết năng lượng phanh tập
trung trên cầu trước và cần đạt đến giá trị hệ số bám dọc lớn nhất khi ABS hoạt
động, do vậy trên các bánh xe cầu trước sử dụng điều khiển độc lập là cần thiết.
Đối với loại bố trí dẫn động phanh chéo độc lập (kiểu K hình 2.7).
Bộ điều khiển độc lập “IRM/IR” – 4 kênh điều khiển 4 cảm biến bố trí chéo,
bánh xe phía trước điều khiển độc lập cải biên “IRM”, các bánh phía sau bố trí độc
lập “IR”. Bộ điều khiển dạng 2+2 đặt chéo “IRM/IR” đảm bảo người lái xe dễ dàng
điều khiển trong tình huống phanh cần thiết. Sơ đồ (2+2) này được sử dụng nhiều
trên các loại xe có ABS và liên hợp TRC, VSC.
Ký hiệu:
Cảm biến
Van điều khiển
1
2

Xylanh chính hai
buồng độc lập

1
2

Bánh chủ động

Bánh bị động

Xe FF (2+2)

Hình 2.7. Bố trí 4 cảm biến - 4 kênh điều khiển (4+4) kiểu K

Hệ thống ABS là hệ thống tổ hợp từ nhiều mạch riêng rẽ của các bánh xe. Nó

bao gồm hệ thống phanh cơ sở, các cảm biến, bộ điều khiển và cơ cấu chấp hành.

13


Trên hình 2.8 là sơ đồ cấu trúc chung của hệ thống ABS loại IR/IR có 4 cảm biến, 4
kênh điều khiển trên ôtô thông dụng.

Công tắc mức dầu

Công tắc báo phanh

Xy lanh
Cảm biến tốc độ

chính

Cảm biến tốc độ

Blok
thủy lực

(trước - phải) Tp

(sau - phải) Sp

ECU ABS

Cảm biến tốc độ

Bảng đồng hồ





(trước - trỏi) Tt
Báo lỗi

Tốc độ xe
Đầu nối chờ
Đèn báo phanh
Đèn mức dầu

Cảm biến tốc độ
(sau - trỏi) St

Hình 2.8. Sơ đồ cấu trúc của ABS bố trí 4 cảm biến 4 kênh trên ôtô con

Hệ thống điều khiển điện tử cần được kiểm soát chặt chẽ về tình trạng kỹ
thuật, do vậy trên bảng đồng hồ của tablo có các loại đèn báo và chỉ thị về tốc độ
xe, đèn kiểm soát chế độ làm việc của ABS, đèn báo phanh, đèn báo mức dầu phanh
và đầu nối chờ hỗ trợ kiểm tra hệ thống, đồng thời trên ECU-ABS còn có đèn báo
lỗi theo dạng mã. Trong hệ thống ABS cơ bản sử dụng hai loại cảm biến: cảm biến
đo vận tốc bánh xe, cảm biến đo gia tốc dọc của ôtô.
2.4 Cơ sở lý thuyết về ABS và ASR
2.4.1 Bộ điều khiển ASR
Việc hạn chế mô men động cơ truyền xuống bánh xe chủ động còn đồng thời
kèm theo việc điều chỉnh độ trượt tại các bánh xe này. Do vậy cần thiết có thêm khả
năng điều chỉnh sự trượt quay riêng rẽ của từng bánh xe chủ động, kể cả trên ô tô có

tất cả các bánh xe chủ động (AWD, 4WD).
ASR có thể tự động làm việc sau khi có yêu cầu (kích hoạt hoạt bằng phím
điều khiển). ASR có thể phân biệt được sự khác nhau của trượt quay trên các bánh
xe chủ động trong trường hợp chuyển động trên đường cong hay đường trơn. Tương
thích với hệ thống khóa vi sai cơ khí nhằm không xảy ra sự biến dạng quá mức của
14


bánh xe đàn hồi. Nếu người lái tăng ga đột ngột, cơ cấu khóa vi sai không kịp bảo
vệ bánh xe khỏi sự trượt trơn. ASR điều khiển chế độ mô men động cơ sao cho
bánh xe không bị dẫn tới trượt trơn hoàn toàn.
Người lái được hỗ trợ bởi đèn báo ASR và cung cấp thông tin về trạng thái
nằm trong và ngoài các quy luật vật lý.
Lái xe khi tăng tốc làm tăng mô men động cơ, cũng đồng nghĩa với sự tăng
mô men chủ động trên các bánh xe. Nếu như sự tăng mô men này tùy thuộc hợp lý
vào mô men bám cao, ô tô sẽ được gia tốc tốt. Nếu mô men này tăng cao quá mô
men bám có thể sinh ra sẽ dẫn tới trượt quay bánh xe chủ động. Điều này còn làm
cho lực kéo chủ động bị giảm đi và gây nên mất ổn định do trượt ngang mạnh bánh
xe. ASR sẽ giúp giảm sự trượt của bánh xe trong khoảng khắc ngắn tới giá trị tối
ưu.
Bộ điều khiển chống trượt quay bằng cách điều khiển mô men phanh (phanh
bớt mô men quay của bánh xe quay trơn) đòi hỏi mở rộng block thủy lực. Thuận lợi
hơn cả sử dụng bộ ABS tác động độc lập tới các bánh xe (IR/IR). Bộ điều khiển
ASR thực chất là bộ điều khiển mở rộng của ABS.
a. Các yêu cầu của ASR
Thiết bị ASR đảm bảo hạn chế sự trượt quay bánh xe khi khởi hành và khi
tăng tốc:
+ Trên mặt đường trơn một phía hay hai phía của ô tô, khả năng gia tốc cả hai
bánh xe trên đường cong.
+ Khi chuyển động lên dốc cho các xe có cầu trước chủ động

Ngoài ra ASR còn hỗ trợ trong các trường hợp sau:
+ Tạo điều kiện cho bánh xe bị trượt quay có khả năng tiếp nhận lực bên (tuy
nhỏ), đặc biệt trên ô tô có đặc tính quay vòng thừa, khắc phục hiện tượng trượt bên
phía sau. ASR đảm bảo nâng cao tính an toàn.
+ Hạn chế hao mòn nhanh các bánh xe chủ động và hệ thống truyền lực do
trượt quay, giúp đảm bảo khả năng nâng cao độ tin cậy trong làm việc của ô tô.

15


b. Lý thuyết điều khiển của ASR
Để đánh giá sự trượt của bánh xe quay độ trượt , trong tính toán độ trượt
được định nghĩa với trường hợp bánh xe bị phanh:


  rd .
r .
100%  1  d 100%



Còn đối với bánh xe chủ động, độ trượt  và được định nghĩa:


 

  rd .
100%  
 1100%
rd .

 rd .


Trong đó:  là vận tốc dịch dọc của bánh xe tại vết tiếp xúc
rd . là vận tốc dịch dọc của bánh xe do sự quay của bánh xe gây

nên tại vết tiếp xúc.
Bánh xe bị bó cứng vận tốc góc của bánh xe có giá trị bằng không, vận tốc
dịch dọc  khác không, giá trị độ trượt đạt 100%. Bánh xe bị trượt quay hoàn toàn,
giá trị độ trượt là 100% nhưng có chiều ngược lại.
Khi kích hoạt ở chế độ ASR, ECU có sẵn chương trình logic và tính toán cho
ASR theo công thức đối với bánh xe chủ động (nhằm tránh giá trị độ trượt tính toán
theo công thức của bánh xe bị phanh).
Sự trượt quay xảy ra với khoảng độ trượt tối ưu ở vùng -15% đến -40% trên
đường trơn và -10% đến -30% trên đường tốt. Hệ số bám lớn nhất khi sử lý bài toán
trượt quay thực hiện với giá trị bám dọc tối đa, tức là đồng thời xử lý công thức tính
toán theo gia tốc bánh xe. Các giá trị của mặt đường được thực nghiệm và lưu trữ
trong bộ nhớ tĩnh của ECU.
c. Khái niệm điều khiển mức thấp “SL”, điều khiển mức cao “SH”
ABS trong hệ thống phanh thuỷ lực là một hệ thống tự động điều chỉnh áp suất
dầu đưa vào xy lanh bánh xe sao cho phù hợp với chế độ lăn của bánh xe nhằm loại
trừ khả năng trượt lết của bánh xe khi phanh.
Về nguyên tắc chung các van điều chỉnh áp suất dầu cần tiến hành đúng thời
điểm tác động như tăng hay giảm áp suất dầu tương ứng với yêu cầu tạo ra mômen
phanh để đảm bảo độ trượt của các bánh xe nằm trong vùng độ trượt tối ưu 0. Tuy
16


nhiên với độ chậm tác dụng của hệ thống thủy lực đòi hỏi cần điều chỉnh sớm hơn
một chút, tức là cần thiết điều chỉnh khi độ trượt bánh xe ngay từ khi xuất hiện độ

trượt ở giá trị thấp. Thực hiện điều chỉnh như thế sẽ dẫn tới khái niệm lựa chọn điều
khiển ở mức thấp (select - low) hay điều khiển ở mức cao (select - high).
“Select - low” (SL) có nghĩa là ECU-ABS sẽ sử dụng thông tin khi độ trượt
đạt được ở mức thấp. Tác động điều chỉnh như thế sẽ đảm bảo độ trượt của các
bánh xe không vượt quá giá trị độ trượt tối ưu 0. Lựa chọn ở mức thấp này còn phù
hợp với việc tính toán giá trị vận tốc tính toán trung bình của ôtô từ giá trị vận tốc
góc quay của các bánh xe.
“Select - high” (SH) là khái niệm ngược lại của SL. Lựa chọn “SH” sử dụng
trong chương trình điều khiển cho các bánh xe chủ động có ABS và TRC.
Khi bánh xe chủ động hoạt động ở chế độ tăng tốc, bánh xe có thể bị trượt
quay trơn trên nền đường do thừa lực vòng chủ động. Hạn chế lực vòng xảy ra tại
vết tiếp xúc được thực hiện thông qua việc giảm mô men chủ động, đồng thời phanh
nhẹ tại cơ cấu phanh (do ABS đảm nhận). Như vậy độ trượt đang ở giá trị lớn được
chuyển dần sang giá trị nhỏ. Quá trình thực hiện giảm nhỏ độ trượt cần thực hiện
sau khoảng thời gian trễ nhất định. Để không bị giảm nhiều lực kéo, chương trình
được thiết lập với giá trị ở bên bánh xe có hệ số bám cao (Select – high “SH”).
Việc thiết lập ở chế độ “SH” nhằm đảm bảo khả năng tạo lực kéo lớn có thể,
đáp ứng mục đích nâng cao khả năng cơ động của ô tô. Tuy vậy trong nhiều điều
kiện sử dụng “SH” cho bánh xe chủ động sẽ làm giảm một phần khả năng bám, đặc
biệt là khả năng bám ngang, và làm xấu tính ổn định của ô tô. Song trong thực tế tốc
độ của ô tô làm việc khi xuất hiện quay trơn bánh xe là không cao, cần hơn cả là tạo
lực kéo trên tất cả các bánh xe để khắc phục chướng ngại.
Trong trường hợp sử dụng “SH”, vùng ổn định của đồ thị trượt được coi theo
trạng thái ngược lại:
Khi bánh xe được điều chỉnh giảm từ độ trượt cao xuống độ trượt thấp (từ
điểm C về đến điểm B), vùng ổn được thực hiện theo hướng nâng cao hệ số bám.

17

Khi đã vượt qua giá trị điểm đỉnh (từ điểm B về đến độ trượt bằng 0), sẽ gây ảnh
hưởng ngược lại và gây nên giảm hệ số bám, vùng BA là vùng mất ổn định.
Mô tả khái niệm “SL” và “SH” được trình bày trên hình 2.9

Hình 2.9. Mô tả khái niệm “SL” và “SH”

Khi ô tô chuyển động trên nền đường có hệ số bám thấp, hệ thống TRC được
kích hoạt làm việc, vận tốc chuyển động của ô tô không cao, nhưng tốc độ quay của
bánh xe có thể lớn, do vậy trên các ô tô con ngày nay còn phân vùng tốc độ ô tô để
quản lý các chương trình điều khiển trong ECU.
2.4.2 Hệ thống ABS+ASR:
a. Nguyên lý làm việc cơ bản của ASR
Sự trượt quay xảy ra khi mômen từ động cơ truyền xuống bánh xe chủ động
vượt quá giới hạn bám tại bánh xe. Sự trượt quay chỉ xuất hiện trên các bánh xe chủ
động, do vậy ASR được bố trí trên các bánh xe này. Tương tự như sự trượt lết khi
phanh, sự trượt quay cũng có tác động xấu tới khả năng bám của bánh xe, đồng thời
gây nên tiêu thụ nhiên liệu vô ích. Sự trượt quay cũng làm mất khả năng ổn định
hướng chuyển động của ô tô và gây mài mòn nhanh lốp. Do vậy trên xe có trang bị
ASR có khả năng làm tốt các yếu tố động lực của ô tô.
Việc hạn chế mô men động cơ truyền tới bánh xe chủ động cũng đồng thời
kèm theo việc điều chỉnh độ trượt tại các bánh xe này. Do vậy cần thiết có thêm khả
năng điều chỉnh sự trượt quay riêng rẽ của từng bánh xe chủ động, đặc biệt trên ô tô
có tất cả các bánh xe chủ động (4WD, AWD).
18


Mô tả nguyên lý làm việc của ASR trên hình 2.10. Khi mômen chủ động
truyền xuống bánh xe được coi là 100%, mômen bám giữa bánh xe và nền chỉ đáp
ứng bằng 30%, như vậy mô men chủ động không được tận dụng là 70%, sự trượt
quay sẽ xảy ra trên bánh xe chủ động nên sẽ ảnh hưởng xấu đến khả năng chuyển

động của ôtô. Để tối ưu giữa mômen chủ động đặt trên bánh xe và mô men bám,
trên các xe có thiết bị ASR tận dụng hệ thống ABS phanh bánh xe chủ động, đồng
thời giảm mô men của động cơ truyền xuống. Thực hiện điều khiển này có sự tham
gia của hệ thống phanh nhằm làm giảm sự trượt quay của bánh xe chủ động. Thiết
bị như thế được gọi tên là ASR. Như vậy trong hệ thống ABS+ASR có sự tham gia
của hệ thống tự động điều khiển công suất động cơ MSR, và sự kích hoạt phanh độc
lập (ABS) các bánh xe nhằm chống trượt quay.
Mcầngiảm=70%
Hình 2.10. Nguyên lý làm việc của ASR
1. Bán trục
2. Cơ cấu phanh
3 Bánh xe

2

1

3

Mtrục=100%
Mbám=30%

b. Hệ thống liên hợp ABS+ASR:
Ngày nay hệ thống ABS của ô tô con được tổ hợp từ các kết cấu: cơ khí, thủy
lực, điện tử, với kỹ thuật tự động điều chỉnh Cơ điện tử (Mechatronic) dùng cho hệ
thống phanh. Trên cở sở của hệ thống ABS đó hình thành các liên hợp điều chỉnh
khác nhằm hoàn thiện tính chất động học và động lực học. Tùy theo đặc điểm sử
dụng và yêu cầu, hệ thống ABS và các liên hợp điều chỉnh có mức độ phức tạp khác
nhau.

19


4

5
3

7

1

2

8

6

Hình 2.11. Sơ đồ bố trí hệ thống ABS +ASR đơn giản
1.
2.
3.
4.

ECU của ABS và ASR
Block thủy lực ABS và ASR
Cơ cấu điều khiển bướm ga
Mô tơ bước của bướm ga

5.

6.
7.
8.

Động cơ phun xăng
Van thủy lực và bơm trợ lực hỗ trợ
Bàn đạp chân ga
Bàn đạp chân phanh

20


Hệ thống ABS cơ bản được bố trí trên ô tô với mục đích nâng cao khả năng
điều khiển giảm tốc độ của ô tô, cụ thể bao gồm:
 Đảm bảo nâng cao ổn định hướng chuyển động của ô tô khi phanh.
 Rút ngắn quãng đường phanh khi xe hoạt động trên đường tốt.
Hệ thống ABS và các liên hợp điều chỉnh ngày nay được thiết kế nhằm thực
hiện nhiều chức năng điều khiển khác nhau mang tên chung là EBD: phân phối lực
phanh điện tử, (Electronic Brake - force Distribution) và TRC: điều khiển lực kéo
bánh xe (Traction Control)….
Việc hạn chế mô men động cơ truyền tới bánh xe chủ động cũng đồng thời
kèm theo việc điều chỉnh độ trượt tại các bánh xe này. Do vậy cần thiết có thêm khả
năng điều chỉnh sự trượt quay riêng rẽ của từng bánh xe chủ động, đặc biệt trên ô tô
có tất cả các bánh xe chủ động (4WD, AWD).
Trên cở sở hệ thống phanh ABS ngày nay đã xuất hiện nhiều liên hợp riêng lẻ
hay liên hợp đa chức năng điều chỉnh lực dọc ở trên bánh xe nhằm hoàn thiện chất
lượng chuyển động của ô tô.
Bộ điều khiển chống trượt quay bằng cách điều khiển mô men phanh (phanh
bớt mômen quay của bánh xe quay trơn) đòi hỏi mở rộng block thủy lực. Để điều
khiển được chống trượt quay của bánh xe, các hệ thống phanh ABS bố trí tác động

độc lập tới các bánh xe (4 cảm biến 4 kênh điều khiển theo cấu trúc IR/IR).
2.4.3 Nguyên lý làm việc của hệ thống ABS và ASR
a. Sơ đồ khối điều khiển ABS có ASR:
Thiết bị ASR đảm bảo hạn chế sự trượt quay bánh xe khi khởi hành và khi
tăng tốc:


Trên mặt đường trơn một phía hay hai phía của ô tô, khả năng gia tốc

cả hai bánh xe trên đường cong.


Khi chuyển động lên dốc cho các xe có cầu trước chủ động.

Ngoài ra ASR cũng hỗ trợ trong các trường hợp sau:

21