Hệ thống phanh ABS trên TOYOTA VIOS 2016

MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU...................................................................................................1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH ABS TRÊN Ô TÔ.....2
1.1.Mục đích, ý nghĩa đề tài..............................................................................2
Bảng 2.1. Các Thông Số Kỹ Thuật Cơ Bản Của Xe ToYoTa Vios 2014.........23
3.2. Cơ cấu phanh............................................................................................24
3.3. Xy lanh chính............................................................................................28
3.4. Các cảm biến............................................................................................29
3.5. Khối điều khiển điện tử ECU...................................................................32
3.6. Khối điều khiển điện tử.............................................................................34
3.7. Khối thuỷ lực- điện tử (Electric-hydraulic Unit).....................................37
3.8. Bộ phân phối lực phanh điện tử (EBD)....................................................37
3.9. Trợ lực phanh...........................................................................................38
Bảng 4.1. Thông số sửa chữa hệ thống phanh Toyota Vios.............................40
4.4. Kiểm tra hệ thống chuẩn đoán.................................................................45
Bảng 4.1 Mã chẩn đoán...................................................................................48
Bảng 4.2 Mã chẩn đoán...................................................................................51
Kết luận...........................................................................................................53


MỤC LỤC HÌNH
Hình 1.8. Quá Trình Phanh khi xe Có ABS Và Không Có ABS Trên Đoạn
Đường Cong......................................................................................................7
Hình 1.9. Sơ đồ tổng quát của hệ thống chống hãm cứng bánh xe...................8
Hình 1.10. Các lực và mômen tác dụng lên bánh xe khi phanh........................9
Hình 1.11. Sự thay đổi các thông số khi phanh có ABS....................................9
Hình 1.12. Sự thay đổi áp suất trong dẫn động (a) và gia tốc chậm dần của
bánh xe (b) khi phanh có ABS.........................................................................10
Hình 1.13. Quá trình phanh điển hình trên mặt đường trơn không có ABS....11
Hình 1.14. Quá trình phanh điển hình của ôtô có trang bị ABS......................12
Hình 1.15. Sơ đồ ABS 1 kênh 1 cảm biến.......................................................12

Hình 1.16. Sơ đồ ABS 3 kênh 3 cảm biến.......................................................13
Hình 1.17. Sơ đồ ABS 3 kênh 4 cảm biến.......................................................13
Hình 1.18. Sơ đồ ABS 4 kênh 4 cảm biến.......................................................14
Hình 2.1. Sơ đồ hệ thống phanh ABS trên xe Toyota 2014.............................15
Hình 2.3 Giai đọan tăng áp suất......................................................................17
Hình 2.4 Giai đoạn giảm áp suất.....................................................................18
Hình 2.5 Giai đoạn giữ áp suất........................................................................19
Hình 2.6 Giai đoạn tăng áp suất tiếp theo.......................................................20
Hình 2.7 Sơ đồ dẫn động hệ thống phanh ABS...............................................21
Hình 3.1 Kết cấu đĩa phanh có xẻ rãnh thông gió...........................................24
Hình 3.2. Cơ cấu phanh trước.........................................................................25
Hình 3.3 Biến dạng đàn hồi của vòng làm kín................................................27
Hình 3.4 Kết cấu xy lanh chính.......................................................................29
Hình 3.4 Cảm biến tốc độ bánh xe trước.........................................................30
Hình 3.5 Cảm biến tốc độ bánh xe sau............................................................30
Hình 3.6 Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc của cảm biến tốc độ bánh xe. 31
Hình 3.7 Khối điều khiển điện tử của ABS.....................................................34


Hình 3.8 Lược đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc của khối điều khiển điện tử
.........................................................................................................................35
.........................................................................................................................38
Hình 3.9 Bầu trợ lực........................................................................................38
Hình 4.1. Đèn báo ABS...................................................................................47
Hình 4.2 Giắc kiểm tra....................................................................................48


MỤC LỤC BẢNG
LỜI NÓI ĐẦU...................................................................................................1
Bảng 2.1. Các Thông Số Kỹ Thuật Cơ Bản Của Xe ToYoTa Vios 2014.........23

Bảng 4.1. Thông số sửa chữa hệ thống phanh Toyota Vios.............................40
Bảng 4.1 Mã chẩn đoán...................................................................................48
Bảng 4.2 Mã chẩn đoán...................................................................................51


1
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 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 ngành nghề thì công nghệ
ôtô cũng có sự thay đổi khá lớn. Nhu cầu của con người dần 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 hang đầu. Ứng dụng thành tựu khoa học kỹ thuật
đã đạt được, các nhà sản xuất bắt tay vào nghiên cứu, chế tạo hệ thống phanh
với những tính năng ưu việt: chống bó cứng bánh xe khi phanh, ổn định
hướng, … nhằm hạn chế những tai nạn đáng tiếc có thể xảy ra.
Từ vấn đề đó, với những kiến thức đã học và sự hướng dẫn tận tình của
giáo viên hướng dẫn, em đã lên ý tưởng và thực hiện đề tài: “NGHIÊN CỨU
HỆ THỐNG PHANH ABS TRÊN XE TOYOTA VIOS 2014”.
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 thầy TRỊNH ĐẮC PHONG cùng
các thầy cô giáo trong bộ môn cùng các bạn đã giúp em hoàn thành đồ án
này.
Hà Nội, Ngày…..Tháng…..Năm 2019
Sinh Viên Thực Hiện

Trần Đức Huy


2
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH ABS TRÊN
Ô TÔ
1.1.

Mục đích, ý nghĩa đề tài
Hiện nay ở nước ta, số người sử dụng ô tô ngày càng nhiều cùng
với sự tăng trưởng của nền kinh tế, giao thông vận tải, cho nên mật độ ô
tô lưu thông trên đường ngày càng cao dẫn đến tai nạn giao thông ngày
càng nhiều. Do đó để đảm bảo tính an toàn vấn đề tai nạn giao thông là
một trong những hướng giải quyết cần thiết nhất, luôn được quan tâm
của các nhà thiết kế và chế tạo ôtô mà hệ thống phanh đóng vai trò rất
quan trọng.
Phanh sử dụng ABS là một trong hai công nghệ bổ sung cho hệ
thống phanh hữu dụng nhất của ngành công nghiệp ôtô thời gian gần
đây. Vai trò chủ yếu của ABS là giúp tài xế duy trì khả năng kiểm soát
xe trong những tình huống phanh gấp, giữ cho các bánh xe không bị
hãm cứng hoàn toàn khi phanh ngặt. Nó góp phần giảm thiểu các tai nạn
nguy hiểm nhờ điểu khiển quá trình phanh một cách tối ưu.
Cũng vì thế mà hiện nay hệ thống phanh ngày càng được cải tiến,
tiêu chuẩn về thiết kế chế tạo và sử dụng hệ thống phanh ngày càng
nghiêm ngặt và chặt chẽ.
Ðối với sinh viên ngành cơ khí giao thông việc khảo sát, thiết kế,
nghiên cứu về hệ thống phanh càng có ý nghĩa thiết thực hơn. Ðó là lý
do em chọn đề tài “KHẢO SÁT HỆ THỐNH PHANH TRÊN XE
TOYOTA VIOS 2014”. Ðể giải quyết vấn đề này thì trước hết ta cần
phải hiểu rõ về nguyên lý hoạt động, kết cấu các chi tiết, bộ phận trong

hệ thống phanh. Từ đó tạo tiền đề cho việc thiết kế, cải tiến hệ thống
phanh nhằm tăng hiệu quả phanh, tăng tính ổn định hướng và tính dẫn


3
hướng khi phanh, tăng độ tin cậy làm việc với mục đích đảm bảo an
toàn chuyển động và tăng hiệu quả chuyển động của ô tô.
Hệ thống phanh xe TOYOTA VIOS là hệ thống phanh dẫn động
thủy lực sử dụng ABS, hiện nay đang sử dụng rộng rải cho các đời xe
hiện nay.
1.2. Công dụng, yêu cầu của hệ thống phanh trên xe ô tô
- Hệ thống phanh là một hệ thống an toàn quan trọng của xe ô tô,
dùng để giảm tốc độ chuyển động của ô tô cho đến khi dừng hẳn hoặc đến
một tốc độ nào đó theo yêu cầu của người lái. Ngoài ra hệ thống phanh còn
giữ cho ô tô dừng ở ngang dốc trong thời gian lâu dài hoặc cố định xe
trong thời gian dừng xe (Phanh tay)
- Đối với ô tô, máy kéo hệ thống Phanh đóng một vai trò rất quan
trọng vì nó đảm bảo cho ô tô chuyển động an toàn ở tốc độ cao hoặc dừng
xe trong tình huống nguy hiểm, nhờ vậy mà nâng cao được năng suất vận
chuyển, Tăng được tính động lực .
Để nâng cao hiệu quả phanh trong quá trình làm việc thì hệ thống
phanh phải đảm bảo được những yêu cầu sau :
- Có độ tin cậy cao để thích ứng nhanh được với những trường
hợp nguy hiểm
- Có hiệu quả phanh cao nhất ở tất cả các bánh xe ở trong mọi
trường hợp nghĩa là phải tạo ra được lực phanh lớn nhất, đồng thời ở
mọi bánh xe,
- Hoạt động êm dịu, đảm bảo được sự hoạt động của ô tô khi
phanh , khi phanh hệ thống phanh không gây ra tiếng ồn, tiếng gõ và
phải có mô men phanh như nhau ở các bánh xe cùng trục của ô tô để

tránh hiện tượng lệch lực phanh
- Điều khiển nhẹ nhàng để giảm bớt cường độ lao động của người
lái, cấu tạo hệ thống sao cho lực đạp phanh của người lái là nhỏ nhất ,
trong khi vẫn tạo được lực phanh tới các bánh xe là lớn nhất, để đảm
bảo yêu cầu này hệ thống phanh có lắp thêm bộ trợ lực (Chân không,
khí nén hoặc thủy lực)


4
- Dẫn động phanh có độ nhậy cao để thích ứng nhanh với các
trường hợp nguy hiểm
- Đảm bảo việc phân bố mô men phanh trên các bánh xe phải đảm
bảo theo nguyên tắc sử dụng hoàn toàn trọng lượng bám khi phanh với
mọi cường độ
- Không có hiện tượng tự xiết khi phanh và nhả phanh tức thời khi
người lái thôi đạp phanh , nếu không sẽ rất nguy hiểm trong quá trình ô
tô chuyển động
- Cơ cấu phanh phải thoát nhiệt tốt : Thực chất của quá trình
phanh là sử dụng lực ma sát sinh ra ở cơ cấu phanh để tạo mô men cản
chuyển động quay của bánh xe, xét về mặt năng lượng thì hệ thống
phanh là biến đổi động năng của ô tô thành nhiệt năng của cơ cấu
phanh. Khi phanh nhiệt độ sinh ra ở cơ cấu phanh rất cao do đó cơ cấu
phanh phải có khả năng truyền nhiệt tốt.
- Giữ được tỉ lệ thuận giữa lực trên bàn đạp và đòn điều khiển với
lực phanh trên bánh xe : Tức là hệ dẫn động phanh phải có tỷ số truyền
ổn định, tạo được cảm giác yên tâm cho lái xe khi đạp phanh .
- Có hệ số ma sát giữa phần quay và má phanh cao và ổn định
trong điều kiện sử dụng
- Có khả năng phanh ô tô khi đứng trong thời gian dài
- Dễ lắp ráp , điều chỉnh, bảo dưỡng và sửa chữa

1.3. Tổng Quan Về Hệ Thống Phanh ABS :
1.3.1. Chức năng, nhiệm vụ :
ABS thực ra là công nghệ điện tử thay thế cho phương pháp phanh hiệu
quả nhất (đặc biệt trên mặt đường trơn trượt) là đạp - nhả pê-đan liên tục, cảm
nhận dấu hiệu rê bánh để xử lý. Do việc thực hiện kỹ thuật này không đơn
giản mà các chuyên gia ôtô ở hãng Bosch, Đức, đã nghiên cứu, chế tạo cơ cấu
ABS bao gồm các cảm biến lắp trên bánh xe (ghi nhận tình trạng hoạt động);
bộ xử lý điện tử CPU và thiết bị điều áp (đảm nhiệm thay đổi áp suất trong
piston phanh).


5
Trong trường hợp phanh gấp, nếu CPU nhận thấy một hay nhiều bánh có
tốc độ quay chậm hơn mức quy định nào đó so với các bánh còn lại, thông
qua bơm và van thủy lực, ABS tự động giảm áp suất tác động lên đĩa (quá
trình nhả), giúp bánh xe không bị hãm cứng (hay còn gọi là "bó").
Tương tự, nếu một trong các bánh quay quá nhanh, máy tính cũng tự
động tác động lực trở lại, đảm bảo quá trình hãm. Để thực hiện được điều này,
hệ thống sẽ thực hiện động tác ép - nhả má phanh trên phanh đĩa khoảng 15
lần mỗi giây, thay vì tác động một lần cực mạnh khiến bánh có thể bị "chết"
như trên các xe không có ABS.
Các bộ điều chỉnh lực phanh, bằng cách điều chỉnh sự phân phối áp suất
trong dẫn động phanh các bánh xe trước và sau, có thể đảm bảo:
- Hoặc hãm cứng đồng thời các bánh xe (để sử dụng triệt để trọng lượng
bám và tránh quay xe khi phanh).
- Hoặc hãm cứng các bánh xe trước (để đảm bảo điều kiện ổn định).
Tuy nhiên quá trình phanh như vậy vẫn chưa phải là có hiệu quả cao và
an toàn nhất vì:
- Khi phanh ngặt, các bánh xe vẫn có thể bị hãm cứng và trượt dọc. Các

bánh xe trượt lết trên đường sẽ gây mòn lốp và giảm hệ số bám.
- Các bánh xe bị trượt dọc hoàn toàn, còn mất khả năng tiếp tục nhận lực
ngang và không thể thực hiên quay vòng khi phanh trên đoạn đường cong
hoặc đổi hướng để tránh chướng ngại vật (hình 1.8), đặc biệt là trên các mặt
đường có hệ số bám thấp. Do đó dễ gây ra những tai nạn khi phanh.
Vì vậy mục tiêu của hệ thống phanh ABS là giữ cho bánh xe trong quá
trình phanh có độ trượt thay đổi trong giới hạn hẹp quanh giá trị λ0, khi đó
hiệu quả phanh cao nhất (lực phanh đạt giá trị cực đại do giá trị φmax) đồng
thời tính ổn định và tính dẫn hướng của xe là tốt nhất (φy đạt giá trị cao), thỏa
mãn các yêu cầu cơ bản của hệ thống phanh là rút ngắn quảng đường phanh,
cải thiện tính ổn định và khả năng điều khiển lái của xe trong khi phanh.
Quảng đường phanh: Trong tính toán động lực học quá trình phanh,


6
quảng đường phanh x được xác định theo phương trình sau:
2
2
Vf 
M  V0

−
x=
Fp  2
2 



Trong đó: X: là quảng đường phanh.
M: là khối lượng của xe.

V0: là vận tốc ban đầu khi bắt đầu phanh.
Vf: là vận tốc cuối cùng.
Ta thấy quãng đường phanh đến khi xe dừng hẳn (Vf = 0) phụ thuộc vào
vận tốc ban đầu (V0), khối lượng M của xe và lực phanh Fp. Khi lực phanh đạt
cực đại thì quảng đường phanh là ngắn nhất (xem các nhân tố khác giữ
nguyên giá trị). Theo hình vẽ dưới, nếu giữ cho quá trình phanh xảy ra ỏ vùng
lân cận λ0 thì sẽ đạt được lực phanh cực đại, khi đó quảng đường phanh là
ngắn nhất.
Tính ổn định chuyển động và tính ổn định hướng: Duy trì khả năng bám
ngang trong vùng có giá trị đủ lớn nhờ vậy làm tăng tính ổn định chuyển động
và ổn định quay vòng khi phanh “xét theo quan điểm về độ trượt”. Tuy nhiên
do sự khác biệt thường xuyên của tải trọng và hệ số bám trên các bánh xe và
các bánh xe được điều khiển một cách độc lập với cùng một ngưỡng gia tốc
nên lực phanh trên các bánh xe sẽ khác nhau. Sự khác biệt lực phanh trên các
bánh xe trái phải sẽ tạo ra mô men quay vòng cưỡng bức quanh trục thẳng
đứng (trục thẳng đứng đi qua trọng tâm xe nếu tổng lực phanh của các bánh
xe bên trái khác tổng lực phanh của các bánh xe bên phải). Mô men quay
vòng cưỡng bức sẽ làm lệch hướng chuyển động của xe khi phanh, làm giảm
ổn định chuyển động. Đối với xe du lịch mô men quán tính của khối lượng
nhỏ, vận tốc đâm xe lớn có thể gây nguy hiểm khi phanh. Ngoài ra trạng thái
trượt của các bánh xe ở các cầu khác nhau cũng làm thay đổi đặc tính quay
vòng của xe khi phanh, nếu độ trượt của bánh xe cầu trước lớn hơn cầu sau
dẫn đến góc lệch hướng trước lớn hơn góc lệch hướng sau thì xe có xu hướng


7
quay vòng thiếu, nếu độ trượt của bánh xe sau lớn hơn bánh xe trước thì xe có
xu hướng quay vòng thừa

Hình 1.8. Quá Trình Phanh khi xe Có ABS Và Không Có ABS Trên Đoạn

Đường Cong
1.3.2. Phân Loại ABS :
Mặc dù có chung một nguyên lý làm việc, nhưng các ABS có thể được
thiết kế theo nhiều sơ đồ kết cấu và biện pháp điều chỉnh áp suất khác nhau.
Hệ thống ABS được phân loại theo các phương pháp sau:
- Theo phương pháp điều khiển, ABS có thể chia thành hai nhóm lớn:
điều khiển bằng cơ khí và điều khiển điện tử.
- Theo thành phần kết cấu, các ABS điều khiển điện tử chia ra:
• Loại dùng kết hợp với xi lanh chính của hệ thống phanh cổ điển
(còn gọi là loại không tích hợp).
• Loại bán tích hợp.
• Loại tích hơp.
- Theo phương pháp điều chỉnh (giảm) áp suất, chia ra:
• Dùng bình tích năng và bơm hồi dầu.
• Dùng van xả dầu về bình chứa.
• Dùng piston đối áp.
- Ngoài ra các ABS còn có thể phân loại theo số lượng cảm biến và số
dòng dẫn động điều khiển riêng rẽ.
1.3.3. Sơ đồ nguyên lý làm việc một số sơ đồ điển hình.
1.3.3.1. Sơ đồ nguyên lý làm việc
Hệ thống chống hãm cứng bánh xe ABS thực chất là một bộ điều chỉnh


8
lực phanh có mạch liên hệ ngược. Sơ đồ khối điển hình của một ABS có dạng
như trên hình 1.9 gồm:

6
1

2

3

4

5

Hình 1.9. Sơ đồ tổng quát của hệ thống chống hãm cứng bánh xe.
1- Cảm biến tốc độ; 2- Bộ phận điều khiển; 3- Cơ cấu thực hiện; 4Nguồn năng lượng; 5- Xilanh chính hoặc tổng van khí nén; 6- Xilanh
bánh xe hoặc bầu phanh.
- Bộ phận cảm biến 1, bộ phận điều khiển 2, bộ phận chấp hành hay cơ
cấu thực hiện 3 và nguồn năng lượng 4.
- Bộ phận cảm biến 1 có nhiệm vụ phản ánh sự thay đổi của các thông số
được chọn để điều khiển (thường là tốc độ góc hay gia tốc chậm dần của bánh
xe hoặc giá trị độ trượt) và truyền tín hiệu đến bộ phận điều khiển 2. Bộ phận
2 sẽ xử lý tín hiệu và truyền đến cơ cấu thực hiện 3 để tiến hành giảm hoặc
tăng áp suất trong dẫn động phanh.
- Chất lỏng được truyền từ xi lanh chính (hay tổng van khí nén) 5 qua 3
đến các xi lanh bánh xe (hay bầu phanh) 6 để ép các guốc phanh và thực hiện
quá trình phanh.
Để hiểu được nguyên lý làm việc của hệ thống chống hãm cứng bánh xe,
ta khảo sát quá trình phanh xe như trên hình 1.10.


9

Hình 1.10. Các lực và mômen tác dụng lên bánh xe khi phanh.
Nếu bỏ qua mômen cản lăn rất nhỏ và để đơn giản coi Z bx = const, thì
phương trình cân bằng mô men tác dụng lên bánh xe đối với trục quay của nó:

M p − Mϕ − Jb (

dω b
)=0
dt

Ở đây:Mp - Mô men phanh tạo nên bởi cơ cấu phanh.
Mφ - Mô men bám của bánh xe với đường.
Jb

- Mô men quán tính của bánh xe.

ω b - Tốc độ góc của bánh xe.

Từ đó ta có gia tốc chậm dần của bánh xe khi phanh:
εb =

dω b ( M p − M ϕ )
=
dt
Jb

Hình 1.11. Sự thay đổi các thông số khi phanh có ABS.
Sự thay đổi Mp, Mφ, và εb theo độ trượt được thể hiện trên hình 1.11


10
- Đoạn O - 1 – 2 biểu diễn quá trình tăng M p khi đạp phanh. Hiệu (Mp Mφ) tỷ lệ với gia tốc chậm dần εb của bánh xe. Hiệu trên tăng nhiều khi đường
Mφ đi qua điểm cực đại. Do đó sau thời điểm này, gia tốc εb bắt đầu tăng
nhanh. Sự tăng đột ngột của gia tốc εb chứng tỏ bánh xe sắp bị hãm cứng và

được sử dụng làm tín hiệu vào thứ nhất để điều khiển làm giảm áp suất trong
dòng dẫn động. Do có độ chậm tác dụng nhất định nào đó (phụ thuộc vào tính
chất hệ thống), sự giảm áp suất thực tế bắt đầu từ điểm 2.
- Do Mp giảm, εb giảm theo và bằng không ở điểm 3 (khi M p - Mφ). Vào
thời điểm tương ứng với điểm 4 – mô men phanh có giá trị cực tiểu không
đổi.
- Trên đoạn từ điểm 3 đến điểm 6, mô men phanh nhỏ hơn mô men bám,
nên xảy ra sự tăng tốc bánh xe. Sự tăng gia tốc góc bánh xe được sử dụng làm
tín hiệu vào thứ hai để điều khiển tăng áp suất trong hệ thống phanh (điểm 5).
- Tiếp theo, chu trình lặp lại. Như vậy, trong quá trình điều khiển, bánh
xe lúc thì tăng tốc lúc thì giảm tốc và buộc Mφ phải thay đổi theo chu trình kín
1 - 2 - 3 - 4 - 5 - 6 - 1, giữ cho độ trượt của bánh xe dao động trong giới hạn λ1
÷ λ2 (hình 1.9), đảm bảo cho hệ số bám có giá trị gần với cực đại nhất.
Trên hình 1.9 là đồ thị biểu diễn quá trình thay đổi áp suất trong dẫn
động và gia tốc chậm dần của bánh xe khi phanh có ABS theo thời gian.

Hình 1.12. Sự thay đổi áp suất trong dẫn động (a) và gia tốc chậm dần của
bánh xe (b) khi phanh có ABS.


11
Hình 1.12.a cho thấy, quá trình phanh với ABS nói chung có 3 giai đoạn
(3pha): tăng áp suất(1-->2), giảm áp suất (2-->4) và duy trì (giữ) áp suất (4->5). ABS làm việc với 3 giai đoạn như vậy gọi là ABS 3 pha.
Với các hệ thống chống hãm cứng bánh xe hiện nay, hệ số trượt thay đổi
trong khoảng λ1 ÷ λ2 = (15 ÷ 30)%. Tần số thay đổi áp suất trong dẫn động khí
nén khoảng (3 ÷ 8) Hz còn trong dẫn động thủy lực đến 20Hz.
Để thấy rõ vai trò của ABS có thể tham khảo số liệu trong bảng 1.1 nhận
được khi thử nghiệm xe du lịch trong hai trường hợp có và không có ABS và
đồ thị quá trình phanh trên hình 1.13; 1.14.
Bảng 1-1. Kết quả thí nghiệm khi phanh ôtô du lịch có trang bị ABS.

(mỗi bánh xe có một cảm biến và điều khiển riêng)
Tốc độ bắt Quảng đường phanh Sp(m)

Mức tăng

Loại đường

đầu phanh

hiệu quả

Đường bê tông khô

V(m/s)
13,88

10,6

13,1

phanh (%)
19,1

Đường bê tông ướt
Đường bê tông khô

13,88
27,77

18,7

41,1

23,7
50,0

21,1
17,8

Đường bê tông ướt

27,77

62,5

100,0

37,5

Có ABS

Không ABS

Hình 1.13. Quá trình phanh điển hình trên mặt đường trơn không có ABS.


12

Hình 1.14. Quá trình phanh điển hình của ôtô có trang bị ABS.
Một số sơ đồ điển hình
Sau đây sẽ giới thiệu một số sơ đồ ABS phổ biến dùng với dẫn động

thủy lực, điều khiển bằng điện tử.
ABS 1 kênh – RWAL (Rear Wheel Antilock) hay RABS ( Rear Antilock
Braking System) là những hệ thống chống hãm cứng hai bánh sau, điều khiển
áp suất dòng dẫn động đi đến đồng thời cả hai phanh bánh sau, nó chỉ là
những hệ thống đơn giản được thiết kế cho các loại xe thể thao, xe tải nặng, vì
các loại xe này rất dễ bị hãm cứng bánh sau khi phanh trong trường hợp non
hoặc không tải.

5

6

7

ECU

4

3

2

1

Hình 1.15. Sơ đồ ABS 1 kênh 1 cảm biến.
1- Cảm biến tốc độ; 2- Xy lanh chính; 3- Khối thủy lực; 4- Cơ cấu cung
cấp năng lượng; 5- Bơm cao áp; 6- Rơle điện ; 7- Xy lanh bánh xe.


13

Sơ đồ hình 1.15 sử dụng một cảm biến tốc độ bánh xe với vòng răng
cảm biến đặt trên bánh răng vành chậu của bộ vi sai cầu sau Sơ đồ này hai
bánh sau được điều khiển chung theo modun chọn thấp (select low mode), tức
là bánh xe nào có khả năng bám thấp sẽ quyết định áp lực phanh chung cho cả
cầu sau.

Hình 1.16. Sơ đồ ABS 3 kênh 3 cảm biến.
Sơ đồ hình 1.16 sử dụng hai cảm biến tốc độ bánh xe đặt ở các bánh xe
cầu trước và một cảm biến tốc độ bánh xe với vòng răng cảm biến đặt trên
bánh răng vành chậu của bộ vi sai cầu sau

Hình 1.17. Sơ đồ ABS 3 kênh 4 cảm biến.


14
Trên hình 1.17 là sơ đồ ABS 3 kênh có 4 cảm biến bố trí ở các bánh xe
và 4 van điều khiển. Phương án này hai bánh trước được điều khiển độc lập,
hai bánh sau được điều khiển chung theo modul thấp (select low mode), tức là
bánh xe nào có khả năng bám thấp sẽ quyết định áp lực phanh chung cho cả
cầu sau. Phương án này sẽ loại bỏ được mô men quay vòng cưỡng bức trên
cầu sau tính ổn định tăng nhưng hiệu quả phanh giảm bớt.
ABS 4 kênh điều khiển phanh 4 bánh xe một cách riêng biệt. Đây là hệ
thống hoàn chỉnh nhưng đắt tiền nhất và yêu cầu mỗi bánh xe phải có một
cảm biến tốc độ riêng.

Hình 1.18. Sơ đồ ABS 4 kênh 4 cảm biến.
Trên hình 1.18 là sơ đồ ABS 4 kênh có 4 cảm biến bố trí ở các bánh xe
và 4 van điều khiển độc lập (sử dụng phổ biến cho xe động cơ đặt trước bánh
trước chủ động). Với phương án này các bánh xe đều được tự động điều chỉnh
lực phanh sao cho luôn nằm trong vùng có khả năng bám cực đại nên hiệu

quả phanh là lớn nhất. Tuy nhiên khi phanh trên đường có hệ số bám trái và
phải không đều thì mô men quay vòng cưỡng bức lớn tính ổn định giảm.


15
CHƯƠNG 2: SƠ ĐỒ CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA HỆ
THỐNG PHANH ABS TRÊN XE TOYOTA VIOS 2014
2.1. Sơ đồ cấu tạo hệ thống phanh ABS trên xe Toyota Vios 2014

1

9

8

2

3

4

5

6

7

Hình 2.1. Sơ đồ hệ thống phanh ABS trên xe Toyota 2014
1,5-Đĩa phanh
2-Xi lanh chính

3-Bầu trợ lực
4-Bàn đạp

6,9-Các cảm biến
7-Dòng dẫn dầu phanh sau
8-Dòng dẫn dầu phanh trước

2.2. Nguyên Lý Làm Việc Của Hệ Thống Phanh ABS Trên Toyota
2.2.1. Trường hợp xe đang chạy nhưng không phanh :
Khi không phanh, không có lực tác dụng lên bàn đạp phanh nhưng cảm
biến tốc độ luôn đo tốc độ bánh xe và gửi về khối điều khiển ECU khi xe hoạt
động.
2.2.2. Trường hợp có phanh nhưng chưa đủ để Abs làm việc : .


16
Khi người lái đạp phanh, rà phanh mà lực phanh chưa đủ lớn để xảy ra
hiện tượng trượt bánh xe quá giới hạn cho phép, dầu phanh với áp suất cao sẽ
đi từ tổng phanh đến lỗ nạp thường mở của van nạp để đi vào và sau đó đi ra
khỏi cụm thủy lực mà không hề bị cản trở bởi bất kỳ một chi tiết nào trong
cụm thủy lực. Dầu phanh sẽ được đi đến các xilanh bánh xe hoàn toàn giống
với hoạt động của phanh thường không có ABS.
Khi phanh các xilanh bánh xe sẽ ép các má phanh vào đĩa phanh hay đĩa
phanh tạo ra lực ma sát phanh làm giảm tốc độ của bánh xe và của xe. Ở chế
độ này bộ điều khiển ECU không gửi tín hiệu đến bộ chấp hành cụm thủy lực,
mặc dù cảm biến tốc độ vẫn luôn hoạt động và gửi tín hiệu đến ECU.
2.2.3 . Khi phanh Abs làm việc :
Khi người lái tác dụng lên bàn đạp phanh đủ lớn sẽ gây nên hiện tượng
trượt. Khi hệ số trượt vượt quá giới hạn quy định (10 ÷ 30%) thì ABS sẽ bắt
đầu làm việc và chế độ làm việc của ABS gồm các giai đoạn sau:

a,Giại đoạn tăng áp suất(phanh bình thường):
Trong giai đoạn này hệ thống phanh làm việc như một hệ thống phanh
bình thường không có ABS.
- Giai đoạn này còn gọi là giai đọan tạo áp suất. Người lái hoàn toàn điều
khiển áp suất cung cấp cho các xi lanh bánh xe và các thiết bị liên quan khác.
- Sơ đồ làm việc của hệ thống như trên hình 2.3: Người lái tác dụng lên
bàn đạp phanh ép dầu từ xi lanh chính đi qua cửa “A” (đang mở) rồi qua cửa
“C” đến xy lanh bánh xe (cửa “B” đóng), ép má phanh vào đĩa phanh để thực
hiện quá trình phanh. Van một chiều (7) (thường đóng) ngăn không cho dầu đi
đến bơm. Áp suất trong dẫn động tỷ lệ với lực đạp. Khi người lái nhả phanh,
dầu đi từ xy lanh bánh xe qua cửa “C” rồi qua cửa “A“ và van một chiều (6)
hồi về xy lanh chính


17

Hình 2.3 Giai đọan tăng áp suất
1- Bộ tích năng
2- Xy lanh bánh xe
3- Cảm biến tốc độ bánh xe
4- Lò xo hồi vị

5- Cuộn Solenoid
6,7,8- Van một chiều
9- Xy lanh chính
10- Bơm cao áp

b,Giai đoạn giảm áp suất:
Khi một bánh xe gần bị bó cứng, ECU gửi dòng điện 5A đến cuộn
solenoid của van điện, làm sinh ra một lực từ mạnh. Van điện 3 vị trí chuyển

động lên phía trên để đóng cửa “A” và mở cửa “B” cho chất lỏng từ xi lanh
bánh xe đi vào bộ tích năng (1) thoát về vùng áp suất thấp của hệ thống, do
vậy áp suất trong dẫn động phanh được giảm xuống (hình 2.4), tránh cho các
bánh xe khỏi bị hãm cứng.
Cùng lúc đó, môtơ bơm hoạt động nhờ tín hiệu từ ECU, dầu phanh được
hồi trả về xy lanh phanh chính từ bình chứa. Mặt khác van một chiều 6 và cửa


18
“A” đóng ngăn không cho dầu phanh từ xy lanh chính vào van điện 3 vị trí.
Kết quả là áp suất dầu bên trong xy lanh bánh xe giảm, ngăn không cho bánh
xe bị bó cứng.

Hình 2.4 Giai đoạn giảm áp suất
1- Bộ tích năng
2- Xy lanh bánh xe
3- Cảm biến tốc độ bánh xe
4- Lò xo hồi vị

5- Cuộn Solenoid
6,7,8- Van một chiều
9- Xy lanh chính
10- Bơm cao áp.

c,Giai đọan giữ áp suất:
Sơ đồ làm việc của giai đọan này như trên hình 2.5 : Khi áp suất bên
trong xy lanh bánh xe giảm hay tăng, cảm biến tốc độ gửi tín hiệu báo rằng
tốc độ bánh xe đạt đến giá trị mong muốn, ECU cấp dòng điện 2A đến cuộn
dây của van điện để giữ áp suất trong xy lanh bánh xe không đổi.

19

Hình 2.5 Giai đoạn giữ áp suất
1- Bộ tích năng
5- Cuộn Solenoid
2- Xy lanh bánh xe
6,7,8- Van một chiều
3- Cảm biến tốc độ bánh xe
9- Xy lanh chính
4- Lò xo hồi vị
10- Bơm cao áp.
Khi dòng điện cung cấp cho cuộn Solenoid giảm từ 5A (ở chế độ giảm
áp) xuống 2A (ở chế độ giữ) thì lực từ phát ra trong cuộn Solenoid cũng giảm
xuống, lúc này dưới tác dụng của lực lò xo viên bi bị ép chặt trên đế van làm
cho cửa “A” và cửa “B” đóng lại. Các van một chiều (6) và (7) chịu tác dụng
của áp suất do lực đạp phanh cũng đóng lại. Nhờ đó mà áp suất trong dẫn
động phanh được giữ không đổi mặc dù người lái vẫn tiếp tục đạp phanh.
Trên đây là gia đoạn giữ áp suất . Trong giai đoạn giữ áp suất có ảnh
hưởng đến bộ tích năng , xy lanh bánh xe , cảm biến tốc độ bánh xe , lò xo hồi
vị , cuộn Solenoid , van một chiều , xy lanh chính , bơm cao áp.
Sau đây là giai đoạn tăng áp suất tiếp theo cũng có ảnh hưởng đến bộ tích
năng , xy lanh bánh xe , cảm biến tốc độ bánh xe , lò xo hồi vị , cuộn Solenoid
, van một chiều , xy lanh chính , bơm cao áp.


20

Hình 2.6 Giai đoạn tăng áp suất tiếp theo
1- Bộ tích năng

5- Cuộn Solenoid
2- Xy lanh bánh xe
6,7,8- Van một chiều
3- Cảm biến tốc độ bánh xe
9- Xy lanh chính
4- Lò xo hồi vị
10- Bơm cao áp.
Khi cần tăng áp suất trong xy lanh bánh xe để tạo lực phanh lớn, ECU
ngắt dòng điện cấp cho van điện. Vì vậy cửa “A” của van điện 3 vị trí mở, và
cửa “B” đóng. Nó cho phép dầu trong xy lanh phanh chính chảy qua cửa “C”
trong van điện 3 vị trí đến xy lanh bánh xe. Mức độ tăng áp suất dầu được
điều khiển nhờ lặp lại các chế độ “tăng áp” và “giữ áp”.
Trong quá trình ABS làm việc, thông qua công tắc cảm biến hành trình
của bàn đạp phanh, bộ điều khiển điện tử cũng đồng thời truyền tín hiệu kích
hoạt cụm bơm môtơ (10) làm việc để bù lại lượng dầu xả về bình chứa, để giữ
hành trình bàn đạp không bị tăng lên.
Chu trình cứ thế lặp đi lặp lại giữ cho bánh xe được phanh ở giới hạn
trượt cục bộ tối ưu mà không bị hãm cứng hoàn toàn.
Trên hình 2.7 là sơ đồ nguyên lý của hệ thống phanh ABS. Chu trình điều
chỉnh áp suất trong dẫn động phanh khi ABS làm việc.


21

Hình 2.7 Sơ đồ dẫn động hệ thống phanh ABS
2- Xy lanh bánh xe trước bên trái
1, 3, 8, 10- Van điện từ 3 vị trí
4- Xy lanh bánh xe sau bên phải
5- Bầu tích năng
6- Mô tơ bơm

9- Xylanh bánh xe trước bên phải
7- Xy lanh bánh xe sau bên trái
11- Van phân phối
12- Xy lanh chính