9.5. Hệ thống chống bó cứng bánh xe(ABS)

9.5. Hệ thống chống bó cứng bánh xe(ABS)
9.5.1. Cơ sở lý thuyết về ABS
a. Cơ sở lý thuyết
Khi ôtô chuyển động, giữa bánh xe và mặt đường xuất hiện lực bám P φ,
cùng chiều chuyển động, phụ thuộc vào hệ số bám φ của mặt đường .
Khi người lái tác dụng lực vào
bàn đạp phanh thì ở cơ cấu phanh sẽ
tạo ra mô men ma sát (mô men phanh
Mp) nhằm hãm bánh xe lại. Lúc đó ở
bánh xe xuất hiện phản lực tiếp tuyến
Pp ngược với chiều chuyển động của
ôtô gọi là lực phanh P p được xác định
theo biểu thức:
Mp
Trong đó:

Pp =

rb

M P : Mô men phanh tác dụng lên bánh xe
p p : Lực phanh tác dụng tại điểm tiếp xúc giữa bánh xe với

đường.
rb : Bán kính làm việc của bánh xe

Muốn nâng cao được hiệu quả và ổn định của ôtô khi phanh thì phải
đảm bảo được Pp = Pφ trong suốt quá trình phanh. Vì nếu Pp < Pφ thì quãng
đường phanh sẽ tăng lên còn nếu P p > Pφ thì bánh xe sẽ bị hãm cứng gây ra
không điều khiển được và trượt lết trên đường. Lúc này nếu lực quán tính
quá lớn thì xe có thể bị lật đổ. Hiện tượng nguy hiểm này gặp nhiều ở hệ

thống phanh cổ điển khi phanh gấp hoặc phanh trên đường trơn có hệ số
bám nhỏ.
Hiện nay, vận tốc của các loại ôtô càng ngày càng được nâng lên. Bởi
vậy yêu cầu đặt ra cho các hệ thống phanh trên các xe đời mới là phải trừ
được các nhược điểm nêu trên của hệ thống phanh thường. Cho nên trên các
xe ôtô hiện đại đã được trang bị hệ thống chống hãm cứng phanh ABS
( Antilock Braking System).


b. Nhiệm vụ
Nhiệm vụ cơ bản của ABS là hiệu chỉnh liên tục áp suất trong dẫn động
phanh để lực phanh ở các bánh xe luôn xấp xỉ bằng lực bám nhờ đó các bánh
xe không bị hãm cứng và giữ cho độ trượt của bánh xe với mặt đường thay
đổi trong một giới hạn hẹp. Cho nên hệ thốn phanh ABS đã bảo đảm hiệu
quả phanh cao nhất, duy trì được tính ổn định và tính dẫn hướng của ôtô khi
phanh là tốt nhất.
9.5.2.Các bộ phận của hệ thống phanh ABS

Hình 9.5.2. Sơ đồ cấu tạo hệ thống 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.

- Đồng hồ táp lô (đèn báo táp-lô): 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 biết
mà sử lý.
- 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 (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.
9.5.3.Nguyên lý hoạt động của ABS
Khi ôtô chuyển
động, ECU điều
khiển trượt liên tục
nhận được các tín
hiệu tốc độ của bánh
xe(cũng như tốc độ
của xe) từ 4 cảm
biến tốc độ, ước tính
tốc độ của xe bằng
cách tính toán tốc độ
và sự giảm tốc của
mỗi bánh xe.
Hình 9.5.3. Sơ đồ điều khiển của ABS
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 để cho phép bánh xe hoạt động trở lại


Sau khi bánh xe sắp bị bó cứng hoạt động trở lại thì quá trình phanh ở
bánh xe đó lại tiếp tục hoạt động. Nếu bánh xe đó lại bị bó cứng tiếp thì hệ
thống lại giảm áp suất thủy lực trong xy lanh đó xuống. Hệ thống này lặp lại
quá trình này nhiều lần trong 1 giây để phát huy tiềm năng tối đa củ xe.
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.
9.5.4. Ví dụ thực tế ABS

9.5.4. Bố trí của hệ thống ABS cụm bánh xe
Trên đây tôi đã hướng dẫn các bạn sơ qua về nguồn gốc, cấu tạo các bộ
phận chính và nguyên lý hoạt động trong hệ thống phanh ABS. Để hiểu rông
hơn và ứng dụng theo sư phat triển của khoa hoc chúng ta phải nghiên cứu
thêm về các hệ thống phanh ABS có hỗ trợ EBD và ABS có BA.