Nghiên cứu hệ thống abs dẫn động khí nén
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (5.8 MB, 129 trang )
GIÁO D C VÀ ÀO T O
B
TR
NG
I H C BÁCH KHOA HÀ N I
H
H U HÙNG
NGHIÊN C U H TH NG ABS D N
(D
KI N
I TÊN THÀNH: NGHIÊN C U
NG KHÍ NÉN
I U KHI N ABS TRONG H
TH NG PHANH KHÍ NÉN)
LU N ÁN TI N S K THU T C
Hà N i ậ 2016
KHÍ
NG L C
B
TR
NG
GIÁO D C VÀ ÀO T O
I H C BÁCH KHOA HÀ N I
H H u Hùng
NGHIÊN C U H TH NG ABS D N
NG KHÍ NÉN
Chuyên ngành: K thu t c khí đ ng l c
Mã s : 62520116
LU N ÁN TI N S K THU T C
NG
IH
KHÍ
NG D N KHOA H C
1. PGS. TS. L u V n Tu n
2. PGS. TS.
NG L C
Ơo M nh Hùng
Hà N i ậ 2016
L I CAM
OAN
Tơi xin cam đoan đơy lƠ cơng trình nghiên c u c a riêng tơi. Cơng trình đ
hi n t i B mơn Ơ tơ và xe chun d ng, Tr
h
ng
ng d n c a PGS. TS. L u V n Tu n vƠ PGS. TS.
c th c
i h c Bách Khoa Hà N i d
Ơo M nh Hùng. Các s li u và k t
qu nghiên c u trong lu n án là trung th c vƠ ch a t ng đ
c ai công b trong b t kì cơng
trình nào khác.
Hà N i, ngày
T P TH H
Ng
i h ng d n
khoa h c 1
PGS. TS. L u V n Tu n
tháng
Ng
NG D N
Ng
n m
i cam đoan
i h ng d n
khoa h c 2
PGS. TS. Ơo M nh Hùng
i
i s
H H u Hùng
L IC M
N
hoàn thành Lu n án Ti n s nƠy, bên c nh s c g ng n l c c a b n thân, tôi đư
nh n đ
c s đ ng viên vƠ giúp đ r t l n c a nhi u nhà khoa h c và t p th nghiên c u.
Tơi xin bày t lịng c m n sơu s c đ n PGS. TS. L u V n Tu n ậ Tr
h c Bách Khoa Hà N i và PGS. TS.
t i Hà N i, là nh ng ng
ào M nh Hùng ậ Tr
i đư t n tình h
ng d n, đ nh h
ng
ng
i
i h c Giao thông v n
ng, đƠo t o và giúp đ tơi trong
su t q trình nghiên c u và hồn thành lu n án.
Tơi xin chân thành c m
n
tài khoa h c công ngh c p nhƠ n
c mã s
KC.03.05/11-15 vƠ các thƠnh viên trong đ tƠi đư t o nhi u đi u ki n nghiên c u, thi t b
thí nghi m đ th c hi n lu n án.
Tôi xin chân thành c m n các th y giáo
C khí đ ng l c, B mơn T đ ng hóa ậ Vi n
B mơn Ơ tô và xe chuyên d ng ậ Vi n
i n ậ Tr
ng
i h c Bách Khoa Hà N i
đư gi ng d y, ch b o và t o đi u ki n giúp đ tơi hồn thành lu n án này.
Tôi xin chân thành c m n các anh, em đ ng nghi p trong Khoa C khí, lưnh đ o
tr
i h c Kinh t - K thu t Công nghi p đư t o đi u ki n giúp đ v th i gian và v t
ng
ch t đ tơi hồn thành lu n án này.
Tơi xin chân thành c m n các anh, em nghiên c u sinh, h c viên cao h c và sinh
viên các khóa thu c b mơn Ơ tơ và xe chun d ng ậ Vi n C khí đ ng l c ậ Tr
ng
i
h c Bách Khoa Hà N i đư h t lịng h tr , đ ng viên tơi trong su t th i gian tôi th c hi n
lu n án.
Cu i cùng, tơi xin bày t lịng kính yêu và bi t n t i đ i gia đình, b n bè đư
th c s đ ng viên, giúp đ tôi trong su t th i gian tôi h c t p t i Tr
ng
i h c Bách
Khoa Hà N i.
Hà N i, ngày
tháng
Nghiên c u sinh
H H u Hùng
ii
n m
M CL C
M c l c ...................................................................................................................................... iii
Danh m c các ký hi u và ch vi t t t ...................................................................................... vi
Danh m c các b ng ................................................................................................................. viii
Danh m c các hình nh, đ th ................................................................................................. ix
M đ u ........................................................................................................................................ 1
CH
NG 1. T NG QUAN V N
NGHIÊN C U ......................................................... 5
1.1. H th ng phanh ABS khí nén trên xe ô tô .................................................................. 5
1.2. L ch s phát tri n h th ng ABS khí nén ................................................................... 6
1.3. Tình hình nghiên c u ngoƠi n
c ............................................................................... 8
1.4. Tình hình nghiên c u trong n
c .............................................................................. 11
1.5.
it
ng nghiên c u ................................................................................................ 14
1.5.1. Xe nghiên c u vƠ b trí h th ng ABS .......................................................... 14
1.5.2. Van ch p hƠnh ABS vƠ ph
ng pháp đi u khi n ......................................... 17
1.6. M c tiêu vƠ ph m vi nghiên c u ............................................................................... 19
1.7. N i dung vƠ ph
CH
ng pháp nghiên c u ...................................................................... 20
1.8. K t lu n ch
ng 1 ...................................................................................................... 21
NG 2. C S
LÝ THUY T ....................................................................................... 23
2.1. Quy trình nghiên c u ................................................................................................. 23
2.2. Ph
ng pháp đi u khi n ABS ................................................................................... 25
2.3. Nghiên c u kh n ng đáp ng t n s đi u khi n c a h th ng phanh khí nén có
ABS .................................................................................................................................... 28
2.4. Xơy d ng mơ hình mơ ph ng chuy n đ ng c a ơ tơ trong q trình phanh .......... 31
2.4.1. Chuy n đ ng c a ô tô trong quá trình phanh trên đ
2.4.2.
ng b ng ph ng......... 31
ng l c h c bánh xe trong quá trình phanh ................................................ 33
2.4.3. S phơn b l i tr ng l
ng khi phanh ........................................................... 35
2.4.4. Mơ hình mơ ph ng chuy n đ ng c a xe ....................................................... 36
2.4.5. Mơ hình mô ph ng bánh xe............................................................................ 36
iii
2.5. Xơy d ng mơ hình mơ ph ng h th ng phanh khí nén............................................ 37
2.5.1. C s tính tốn áp su t vƠ l u l
ng khí nén trong h th ng phanh ........... 38
2.5.2. Mơ hình mơ ph ng van phơn ph i ................................................................. 40
2.5.3. Mơ hình mơ ph ng van x nhanh
dòng phanh c u tr
c .......................... 41
2.5.4. Mơ hình mơ ph ng van gia t c trên dịng phanh c u sau ............................. 42
2.5.5. Mơ hình mô ph ng b u phanh vƠ c c u phanh ........................................... 42
2.6. K t lu n ch
CH
ng 2 ...................................................................................................... 44
NG 3. NGHIểN C U I U KHI N H TH NG ABS D N
NG KHÍ NÉN 46
3.1. Kh n ng đáp ng t n s đi u khi n c a h th ng ABS ......................................... 46
3.2. Thu t toán đi u khi n h th ng ABS ........................................................................ 48
3.3. C m bi n vƠ ph
ng pháp đo v n t c góc bánh xe ................................................. 51
3.3.1. C m bi n đo v n t c góc bánh xe .................................................................. 51
3.3.2. VƠnh r ng c m bi n ........................................................................................ 52
3.3.3. Ph
ng pháp xác đ nh v n t c góc vƠ gia t c góc bánh xe .......................... 54
3.4. Mơ hình mơ ph ng ho t đ ng c a h th ng ABS .................................................... 55
3.4.1. Mơ hình mơ ph ng van ch p hƠnh ABS ....................................................... 55
3.4.2. Mô hình mơ ph ng c m bi n đo v n t c góc bánh xe .................................. 57
3.4.3. Mơ hình mô ph ng b đi u khi n .................................................................. 58
3.5. Mơ hình mơ ph ng chuy n đ ng c a ô tô khi phanh b i h th ng phanh khí nén có
ABS .................................................................................................................................... 59
3.6. Nghiên c u, xác đ nh ng
ng gia t c góc đi u khi n ABS .................................... 61
3.6.1. Mô ph ng đi u khi n theo đ tr
t bánh xe ................................................ 62
3.6.2. Mô ph ng đi u khi n theo gia t c góc bánh xe ............................................ 64
3.6.3. K t qu mô ph ng ........................................................................................... 64
3.7. K t lu n ch
CH
ng 3 ...................................................................................................... 69
NG 4. NGHIểN C U TH C NGHI M ................................................................... 70
4.1. M c đích nghiên c u th c nghi m............................................................................ 70
4.2. Nghiên c u chính xác hóa ng
ng đi u khi n ......................................................... 70
iv
4.2.1. Quy trình mơ ph ng th c nghi m .................................................................. 70
4.2.2. Thi t b th nghi m......................................................................................... 71
4.2.3. Ng
ng đi u khi n vƠ ho t đ ng c a h th ng phanh khí nén có ABS ...... 77
4.3. Th nghi m đánh giá hi u qu h th ng .................................................................. 85
4.4. K t lu n ch
ng 4 ...................................................................................................... 87
K T LU N CHUNG C A LU N ÁN VÀ KI N NGH ................................................... 88
TÀI LI U THAM KH O ....................................................................................................... 90
DANH M C CÁC CÔNG TRỊNH
ẩ CÔNG B
C A LU N ÁN .................................. 1
PH L C ................................................................................................................................... 1
v
DANH M C CÁC KÝ HI U VÀ CH
VI T T T
Danh m c ký hi u
Ký hi u
nv
Gi i thích
a, b
m
Kho ng cách t tr ng tơm ơ tơ đ n c u tr
c, đ n c u sau
hg
m
Kho ng cách t tr ng tơm ô tô đ n m t đ
ng
L
m
Chi u dài c s
Fx , Fy , Fz
N
L ct
Fr , Fw
N
L c c n l n, l c c n khơng khí
Mb
Nm
Fb
N
L c phanh
rd
m
Bán kính đ ng l c h c c a bánh xe
x , y
v, v
ng tác gi a l p và m t đ
ng x, y, z
Mô men phanh
H s bám d c, h s bám ngang gi a bánh xe và m t đ
m/s
V n t c dài c a ô tô, v n t c tr
tr
Kh i l
t c a bánh xe
m
kg
b
rad/s
V n t c góc bánh xe
, b
rad/s2
Gia t c góc bánh xe
p
N/m2
Áp su t khí nén
V
m3
Th tích bình ch a
T
K
Nhi t đ c a ch t khí
n
mol
R
Jmol-1 K-1
g
ng theo các ph
Kh i l
ng c a ô tô
ng mol phân t
H ng s khí lỦ t
N/m3
Tr ng l
m/s2
Gia t c tr ng tr
ng
ng riêng c a ch t khí
ng
vi
t c a bánh xe
ng
A
m2
Q
m3/s
Ti t di n dịng ch y
L ul
ng khí nén
Cn
Khí dung c a ch t khí
Cv
H s ti t l u
G
N/m3
Tu
K
Tr ng l
ng riêng trung bình c a ch t khí
Nhi t đ c a khí nén
Danh m c ch vi t t t
Ký hi u
Gi i thích
H th ng phanh ch ng hãm c ng bánh xe
ABS
Anti-look Braking System
ASR
Anti Skid Regulator
H th ng ch ng tr
ATC
Automatic Traction Control
H th ng đi u khi n l c kéo
ECU
Electronic Control Unit
B đi u khi n đi n t
ESC
Electronic Stability Control
H th ng đi u khi n n đ nh đi n t
RSC
Roll Stability Control
H th ng n đ nh ch ng l t
khi phanh
vii
t quay bánh xe
DANH M C CÁC B NG
B ng 1. 1. Thông s c a xe nghiên c u .................................................................................. 15
B ng 1. 2. B ng tr ng thái ho t đ ng c a van ch p hành ABS............................................. 19
B ng 3. 1. B ng tr ng thái ho t đ ng c a mơ hình mơ ph ng van ch p hành ABS ............ 57
B ng 3. 2. Các thông s đ u vào chính c a mơ hình mơ ph ng ........................................... 60
B ng 3. 3. Ng
ng gia t c góc đi u khi n ABS đ
B ng 4. 1. Các giá tr ng
c xác đ nh theo lý thuy t.................... 65
ng gia t c góc đi u khi n ABS phù h p v i giá tr đo đ
c
trong th c t c a h th ng ABS lu n án nghiên c u.............................................................. 77
B ng 4. 2. Ng
ng gia t c góc đi u khi n ABS đư đ
c hi u ch nh qua mô ph ng th c
nghi m....................................................................................................................................... 81
B ng 4. 3. Ng
ng gia t c góc đi u khi n ABS .................................................................... 82
B ng 4. 4. Quy chu n Vi t Nam v hi u qu phanh và k t qu th nghi m ........................ 85
B ng 4. 5. Tiêu chu n Châu Âu ECE R13 v hi u qu phanh và k t qu th nghi m ........ 86
viii
DANH M C CÁC HÌNH
Hình 1. 1. Ph
NH,
TH
ng án b trí ABS ki u 4S/4M trên xe nghiên c u........................................ 16
Hình 1. 2. Tr ng thái van ch p hành ABS khi khơng làm vi c ............................................. 17
Hình 1. 3. Tr ng thái van ch p hành ABS trong pha gi m áp ............................................... 18
Hình 1. 4. Tr ng thái van ch p hành ABS trong pha gi áp ................................................. 19
Hình 2. 1. Quy trình nghiên c u, đ xu t thu t tốn đi u khi n ........................................... 23
Hình 2. 2. Quy trình nghiên c u, xác đ nh ng
ng đi u khi n ............................................. 24
Hình 2. 3. Quan h gi a h s bám d c, bám ngang vƠ đ tr
t d c c a bánh xe khi phanh
................................................................................................................................................... 25
Hình 2. 4. Ph m vi đi u khi n c a ABS ................................................................................. 27
Hình 2. 5. Các pha đi u khi n áp su t trong h th ng theo gia t c góc bánh xe.................. 28
Hình 2. 6. Thi t b t o xung đi u khi n van ch p hành ABS ph c v kh o sát kh n ng đáp
ng t n s đi u khi n c a h th ng phanh ABS khí nén ....................................................... 30
Hình 2. 7. Áp su t khí nén trong b u phanh khi phanh bình th
Hình 2. 8. Các l c tác d ng vƠo xe khi phanh trên đ
Hình 2. 9. Phân b
ng su t và ph n l c t đ
ng .................................... 30
ng th ng, b ng ph ng ..................... 32
ng khi l p l n ............................................. 34
Hình 2. 10. L c và mơ men tác d ng lên bánh xe khi phanh ................................................ 34
Hình 2. 11. S đ h th ng phanh khí nén có ABS trên ơ tơ ................................................ 37
Hình 2. 12. S đ van phân ph i trong h th ng phanh khí nén ........................................... 40
Hình 2. 13. S đ nút chia khí nén đ n các b u phanh .......................................................... 41
Hình 2. 14. S đ van gia t c trên dòng phanh c u sau ......................................................... 42
Hình 2. 15. S đ mơ t b u phanh ......................................................................................... 43
Hình 3. 1. Quy lu t bi n thiên c a áp su t khí nén trong b u phanh khi đi u khi n
t ns
0,5 Hz (bên trái) và 5 Hz (bên ph i) ....................................................................................... 47
Hình 3. 2. Quy lu t bi n thiên giá tr áp su t cao nh t và th p nh t trong b u phanh phía
sau theo t n s c a xung đi u khi n ........................................................................................ 47
Hình 3. 3. L u đ thu t tốn đi u khi n ABS theo gia t c góc bánh xe .............................. 50
ix
Hình 3. 4. S đ m ch c a c m bi n E2A-S08KS02-WP-C1 2M ........................................ 52
Hình 3. 5. VƠnh r ng vƠ c m bi n l p lên xe ......................................................................... 53
Hình 3. 6. Ph
ng pháp đo t n s ........................................................................................... 54
Hình 3. 7. Thơng tin b đi u khi n thu đ
c t c m bi n ..................................................... 57
Hình 3. 8. S đ m t mơ đun trong mơ hình mơ ph ng b đi u khi n h th ng ABS theo
đ tr
t c a bánh xe ................................................................................................................. 58
Hình 3. 9. S đ m t mơ đun trong mơ hình mơ ph ng b đi u khi n h th ng ABS theo
gia t c góc c a bánh xe ............................................................................................................ 59
Hình 3. 10. S đ kh i mơ hình mơ ph ng chuy n đ ng th ng c a ô tô khi phanh b i h
th ng phanh khí nén có ABS ................................................................................................... 60
Hình 3. 11. Các pha đi u khi n h th ng theo đ tr
t c a bánh xe .................................... 62
Hình 3. 12. Bi n thiên giá tr gia t c góc bánh xe và bi n đi u khi n ECU theo th i gian. 63
Hình 3. 13. Gia t c góc c a bánh xe khi phanh trên đ
Hình 3. 14.
tr
t c a bánh xe khi phanh trên đ
ng khô, v0 = 40 km/h ................... 65
ng khô, v0 = 40 km/h ........................ 66
Hình 3. 15. V n t c c a bánh xe và c a xe khi phanh trên đ
Hình 3. 16. Quưng đ
ng phanh khi phanh trên đ
ng khơ, v0 = 40 km/h ......................... 66
Hình 3. 17. Gia t c góc c a bánh xe khi phanh trên đ
Hình 3. 18.
tr
t c a bánh xe khi phanh trên đ
ng
ng
t, v0 = 40 km/h .................... 67
t, v0 = 40 km/h ......................... 67
Hình 3. 19. V n t c c a bánh xe và c a xe khi phanh trên đ
Hình 3. 20. Quưng đ
ng phanh khi phanh trên đ
ng khô, v0 = 40 km/h......... 66
ng
ng
t, v0 = 40 km/h ......... 67
t, v0 = 40 km/h .......................... 68
Hình 4. 1. S đ quy trình mơ ph ng th c nghi m xác đ nh ng
ng gia t c góc đi u khi n
ABS ........................................................................................................................................... 71
Hình 4. 2. C u trúc b đi u khi n đi n t c a h th ng phanh ABS .................................... 72
Hình 4. 3. B đi u khi n đi n t h th ng ABS ..................................................................... 73
Hình 4. 4. Ph n m m hi n th và ghi d li u v n t c góc bánh xe ........................................ 74
Hình 4. 5. Thi t b đánh d u quưng đ
ng phanh trên xe th nghi m ................................. 75
Hình 4. 6. Thi t b đo ghi đa kênh DEWE5000 vƠ các c m bi n ......................................... 76
x
Hình 4. 7. V n t c góc b n bánh xe khi phanh v i v n t c ban đ u 40 km/h khơng dùng
ABS ........................................................................................................................................... 78
Hình 4. 8.
Hình 4. 9.
th v n t c góc bánh xe khi phanh t i v n t c 40km/h có ABS..................... 79
nh h
ng c a giá tr ng
ng gia t c đ n v n t c góc bánh xe ......................... 80
Hình 4. 10. Quy lu t bi n thiên v n t c góc các bánh xe khi th c nghi m phanh trên đ
t t v i v n t c ban đ u 40km/h có ABS (s d ng b giá tr ng
ng
ng trong b ng B ng 4. 2)
................................................................................................................................................... 82
Hình 4. 11. Bi n thiên v n t c góc các bánh xe khi phanh có ABS trên đ
ng ph nh a
asphalt khô, v0 = 40 km/h ........................................................................................................ 83
Hình 4. 12. Bi n thiên v n t c góc các bánh xe khi phanh có ABS trên đ
asphalt
ng ph nh a
t, v0 = 40 km/h ......................................................................................................... 84
xi
M
U
Tính c p thi t c a đ tài
Cơng nghi p ô tô là ngành công nghi p t o nhi u vi c làm và giá tr v t ch t l n
cho xã h i. Hi n nay trong n
c u trong n
c đư có nhi u cơng ty s n xu t, l p ráp ô tô đ ph c v nhu
c và xu t kh u. Vi c ti p c n khoa h c công ngh cao là v n đ c p thi t,
giúp Vi t Nam có th s n xu t đ
t t v ch t l
c ô tô hi n đ i, đ t các tiêu chu n qu c t và c nh tranh
ng và giá thành v i các s n ph m ô tô trên th gi i.
H th ng phanh là h th ng an toàn ch đ ng quan tr ng trên ô tô. V n t c và t i
tr ng c a xe t i ngày càng cao nên yêu c u h th ng phanh ph i có hi u qu càng cao. Bên
c nh đó c n ph i t ng tính n ng n đ nh h
ng chuy n đ ng cho xe khi phanh, đ c bi t là
khi phanh g p. Hi u qu phanh và n đ nh h
ng chuy n đ ng c a ô tô khi phanh ph
thu c nhi u y u t , trong đó đi u khi n q trình phanh là y u t có nh h
ng l n nh t.
Trên các xe ô tô t i t i tr ng trung bình và l n s d ng h th ng phanh khí nén có
đ tr cao, phân b tr ng l
qu phanh b nh h
ng trên các c u xe thay đ i l n theo đi u ki n ch t i nên hi u
ng r t l n. H th ng ch ng bó c ng bánh xe khi phanh (ABS) là m t
h th ng quan tr ng, nh m t ng tính n đ nh h
ng chuy n đ ng và hi u qu phanh. Nh
đó nơng cao tính an toƠn khi v n hành cho xe. M t s n
c tiên ti n đư quy đ nh b t bu c
ph i l p đ t h th ng ABS trên các lo i xe t i.
Trên th gi i, các hãng s n xu t l n đư nghiên c u r t sâu v h th ng ABS, có
th c nghi m ki m ch ng và đư ng d ng th
ng m i vào h u h t các lo i xe. Tuy nhiên
các tài li u, k t qu nghiên c u là t li u riêng c a các hãng, khơng đ
cơng b ch mang tính ch t h
c cơng b ho c có
ng d n s d ng.
Trong khi đó, các xe t i hi n đang s d ng trong n
c đa s s d ng h th ng
phanh khí nén và khơng có ABS. Do đó, vi c nghiên c u, làm ch k thu t, công ngh
hi n đ i trên ơ tơ nói chung, h th ng phanh ABS khí nén nói riêng đ t ng b
c nghiên
c u ch t o, thay th các c m chi ti t trong h th ng ABS c a các hãng có ý ngh a th c
ti n đ i v i ngành công nghi p ô tô n
c ta, giúp nâng cao ch t l
tranh cho các s n ph m ô tô ch t o trong n
ng và kh n ng c nh
c.
tài khoa h c công ngh c p nhƠ n
c: “Nghiên c u thi t k ch t o th nghi m
h th ng ABS cho h th ng phanh khí nén dùng trên ô tô l p ráp t i Vi t Nam”, mư s
KC.03.05/11-15 (sau đơy g i t t lƠ đ tài KC.03.05/11-15) do Tr
-1 -
ng
i h c Bách khoa
Hà N i ch trì th c hi n nhi u n i dung nghiên c u, ch t o các c m chi ti t trong h
th ng ABS. Trong các n i dung nghiên c u c a đ tài KC.03.05/11-15, n i dung nghiên
c u, ch t o b đi u khi n đi n t yêu c u có các k t qu nghiên c u chi ti t v ph
pháp và thu t toán đi u khi n ABS và giá tr ng
nghiên c u không đ
ng đi u khi n ABS.
c các hãng công b , c n ph i có ph
ng
ơy lƠ v n đ
ng pháp nghiên c u khoa h c,
trang thi t b hi n đ i đ hoàn thi n nghiên c u.
Xu t phát t nh ng yêu c u th c t trên, nghiên c u sinh ch n đ tài: “Nghiên c u
h th ng ABS d n đ ng khí nén” nh m tri n khai m t s n i dung nghiên c u c a đ tài
KC.03.05/11-15.
Ý ngh a khoa h c và th c ti n c a lu n án
Hi n nay trong n
phanh khí nén v i s n l
ơ tơ này ch a đ
c có nhi u doanh nghi p s n xu t, l p ráp ô tô s d ng h th ng
ng và ch ng lo i ngƠy cƠng t ng. Tuy nhiên đa s các ch ng lo i
c trang b ABS. H th ng ABS đang đ
thu c nhi u vào các hãng s n xu t
n
c nh p kh u nguyên b nên ph
c ngoài, lƠm t ng giá thƠnh s n xu t. Do đó, vi c
nghiên c u h th ng phanh ABS khí nén đ t ng b
c nghiên c u ch t o, thay th các
c m chi ti t trong h th ng ABS c a các hãng có ý ngh a th c ti n đ i v i ngành công
nghi p ô tô và công nghi p ph tr trong n
c, giúp nâng cao ch t l
tranh cho các s n ph m ô tô ch t o trong n
c.
Lu n án đư gi i quy t đ
ng và kh n ng c nh
c các v n đ : Xây d ng mơ hình mơ ph ng h th ng
phanh khí nén có ABS, đ xu t m t thu t toán đi u khi n h th ng theo gia t c góc bánh
xe; Thơng qua b
đ
c mô ph ng ho t đ ng c a h th ng trên máy tính, lu n án đánh giá
c g n đúng đ c tính c a h th ng ABS khí nén trên m t m u xe nghiên c u, s b xác
đ nh đ
c ng
ng giá tr gia t c góc c a bánh xe đ đi u khi n chuy n đ i gi a các pha
t ng áp, gi áp, gi m áp trong chu trình ho t đ ng c a ABS; Nghiên c u đ c tính c a c m
bi n đo v n t c góc bánh xe lên ô tô, t đó xác đ nh đ
c u th c nghi m nh m hi u ch nh giá tr ng
c gia t c góc c a bánh xe; Nghiên
ng gia t c góc đi u khi n. ơy lƠ các v n đ
có tính khoa h c, lƠ c s cho các nghiên c u hoàn thi n ti p theo c a h th ng ABS khí
nén.
K t qu nghiên c u c a lu n án đ
c đ tài KC.03.05/11-15 ng d ng vào s n xu t
th nghi m b đi u khi n đi n t ABS cho h th ng phanh khí nén trên xe ô tô t i. K t qu
th nghi m cho th y h th ng ABS ho t đ ng n đ nh, hi u qu phanh c a ơ tơ trong
tr
ng h p có ABS đ
c c i thi n so v i tr
ng h p không có ABS.
-2 -
N i dung và b c c c a lu n án
Ngoài ph n m đ u và các m c theo quy đ nh, n i dung nghiên c u c a lu n án
đ
c trình bày trong b n ch
CH
ng vƠ sáu ph l c:
NG 1. T NG QUAN V N
NGHIÊN C U: Trình bày t ng h p k t qu
nghiên c u v đi u khi n h th ng ABS khí nén trên th gi i và trong n
c; qua đó tìm ra
nh ng v n đ cịn t n t i trong các cơng trình nghiên c u t i Vi t Nam đ xác đ nh n i
dung và m c tiêu lu n án c n th c hi n.
CH
NG 2. C
S
LÝ THUY T: Trình bày nghiên c u c s lý thuy t đi u
khi n c a h th ng ABS, nghiên c u và mơ hình hóa chuy n đ ng c a ơ tơ trong q trình
phanh; nghiên c u và mơ hình hóa ho t đ ng c a h th ng phanh khí nén trên xe nghiên
c u.
CH
NG 3. NGHIÊN C U
I U KHI N H TH NG ABS D N
NÉN: Trình bày nghiên c u, đ xu t ph
NG KHÍ
ng pháp vƠ thu t tốn đi u khi n h th ng phanh
khí nén có ABS, nghiên c u và mơ hình hóa ho t đ ng c a h th ng ABS lƠm c s cho
nghiên c u xác đ nh giá tr ng
ph
ng đi u khi n h th ng phanh khí nén có ABS b ng
ng pháp mơ ph ng trên máy tính.
CH
NG 4. NGHIÊN C U TH C NGHI M: Trình bày nghiên c u th c nghi m
xác đ nh giá tr ng
ng đi u khi n h th ng phanh khí nén có ABS k t qu th nghi m
đánh giá hi u qu phanh c a h th ng ABS trên xe nghiên c u.
Ph n k t lu n và ki n ngh :
h
ánh giá k t qu nghiên c u c a lu n án, đ xu t
ng phát tri n c a các cơng trình nghiên c u ti p theo đ t ng b
c hồn thi n h th ng
phanh ABS khí nén.
Các k t qu nghiên c u m i c a lu n án
Lu n án đ t đ
Xác đ nh đ
c các k t qu nghiên c u m i sau:
c kh n ng đáp ng t n s đi u khi n c a h th ng phanh khí nén
có ABS trên xe nghiên c u;
Xây d ng đ
c mơ hình mơ ph ng h th ng phanh khí nén có ABS trên ơ tơ t i
c trung bình;
xu t đ
c ph
ng pháp đi u khi n và m t thu t toán đi u khi n h th ng
phanh khí nén có ABS;
-3 -
Xác đ nh đ
c b giá tr ng
ng gia t c góc bánh xe dùng đ đi u khi n
chuy n pha làm vi c c a các van ch p hành ABS trong q trình ABS khí nén
ho t đ ng.
Equation Chapter (Next) Section 1
-4 -
CH
NG 1. T NG QUAN V N
NGHIÊN C U
H th ng phanh trên ô tô ngày càng phát tri n hoàn thi n v k t c u và quá trình
đi u khi n, nơng cao tính n ng an toƠn cho xe ô tô. Nhi u thành t u khoa h c, công ngh
đ
c ng d ng ngày càng ph bi n trên ơ tơ nói chung và h th ng phanh nói riêng. Trên
c s phân tích, đánh giá các cơng trình nghiên c u trên th gi i và t i Vi t Nam, lu n án
đ xu t các n i dung vƠ ph
ng pháp nghiên c u.
1.1. H th ng phanh ABS khí nén trên xe ô tô
ABS (Anti-lock Braking System) là h th ng ch ng hãm c ng bánh xe khi phanh.
ABS đi u khi n áp su t phanh đ duy trì l c bám d c và bám ngang c a bánh xe v i m t
đ
ng
m c cao, nh đó nơng cao tính n đ nh h
duy trì kh n ng d n h
trên đ
ng và gi m quưng đ
ng phanh [71]. Trong tr
ng khô và v i v n t c cao (trên 35 km/h), quưng đ
h n khi khơng có ABS. Tuy nhiên, trong tr
đ
ng chuy n đ ng c a ô tô khi phanh,
ng tr n tr
t, quưng đ
ng h p phanh
ng phanh khi có ABS ng n
ng h p phanh t v n t c th p h n, phanh trên
ng phanh khi có ABS có th dƠi h n khi khơng có ABS [60].
Hi u qu c a ABS khi phanh
v n t c th p không cao nên h th ng ABS không đ
ho t. Gi i h n v n t c c a ơ tơ tr
c kích
c khi phanh đ kích ho t h th ng ABS khác nhau theo
t ng lo i xe và theo nhà s n xu t ABS. H th ng ABS l p trên xe t i r moóc ho c s mi
r moóc giúp h n ch đ
c nguy c đ u kéo b quay ng
c (jackknifing) khi phanh g p,
nơng cao tính an toƠn cho ô tô. H n n a, các bánh xe không b tr
phanh nên h n ch đ
t l t trong q trình
c t c đ mài mịn c a l p xe [71].
So v i h th ng phanh th y l c có ABS, h th ng phanh ABS khí nén có t n s làm
vi c th p h n do quá trình bi n đ i áp su t khí nén trong b u phanh ch m h n nhi u so v i
quá trình bi n đ i áp su t d u trong h th ng phanh th y l c. Theo công b c a hãng
Wabco [69], [70], [71], t n s ho t đ ng c a h th ng ABS khí nén do hãng ch t o n m
trong kho ng t 3 đ n 5 Hz.
Hi n nay h th ng phanh ABS s d ng c m bi n đ xác đ nh tình tr ng l n c a
bánh xe, t đó đ a ra tín hi u đi u khi n van ch p hành ABS theo thu t toán đư đ
tr
c đ nh
c. M t s h th ng hi n đ i cịn tích h p thêm c m bi n đo gia t c dài c a thơn xe đ
gia t ng hi u qu đi u khi n quá trình phanh. D a trên c u trúc c a h th ng ABS c b n,
các nhà nghiên c u đư phát tri n nhi u h th ng đi u khi n khác nh m nơng cao tính n ng
n đ nh vƠ an toƠn nh h th ng t đ ng đi u khi n l c kéo (ATC - Automatic Traction
-5 -
Control); H th ng đi u khi n cân b ng đi n t (ESC - Electronic Stability Control) …
[49], [50].
Trên th gi i, ABS liên t c đ
c nghiên c u và phát tri n nên hi u qu c a h
th ng ngƠy cƠng cao. Ban đ u, h th ng ABS khí nén l p đ t trên xe t i nh m t l a ch n
thêm cho s an toƠn, nh ng v i s hi u qu v
t tr i c a nó nên t n m 1991, các n
c
Chơu Ểu đư b t bu c các hãng ph i l p ABS lên xe t i h ng n ng, đ n n m 1998 ti p t c
áp d ng b t bu c trên các lo i xe t i h ng nh [50]. Hi n nay, ABS đ
c l p đ t r ng rãi
trên h u h t các lo i xe, k c máy kéo nông nghi p nh m t tiêu chu n an toàn [36].
Trong n
c hi n nay có nhi u doanh nghi p s n xu t, l p ráp ô tô s d ng h th ng
phanh khí nén nh T ng cơng ty Máy đ ng l c và máy nông nghi p (VEAM), Công ty C
ph n ô tô Tr
ng H i, Công ty c ph n ô tô TMT, Công ty TNHH ô tô Chi n th ng,
Vinaxuki …. S n ph m ô tô c a các doanh nghi p ô tô trong n
c r t đa d ng, t xe t i
tr ng nh đ n các xe t i tr ng l n, t xe con đ n xe khách, xe buýt. Trong đó, các xe t i c
trung bình tr lên vƠ xe khách, xe buỦt đ
c trang b h th ng phanh khí nén. S l
ng xe
s d ng h th ng phanh khí nén khá l n vƠ ngƠy cƠng t ng. Tuy nhiên, ch có m t s ít lo i
xe có trang b h th ng phanh khí nén có ABS, cịn đa s các dịng cịn l i khơng có ABS.
ABS khí nén là h th ng ph c t p, ch y u đ
c nh p kh u nguyên b t các hãng
nh Wabco, Bendix … nên giá thƠnh c a ô tô s n xu t, l p ráp trong n
cao. V i xu h
c có ABS b t ng
ng nơng cao tính n ng an toƠn cho xe, gia t ng t l n i đ a hóa s n ph m,
gi m giá thành s n xu t, các nhà s n xu t bu c ph i nghiên c u, hoàn thi n s n ph m đ
t ng b
c làm ch các công ngh , quy trình cơng ngh s n xu t.
1.2. L ch s
phát tri n h th ng ABS khí nén
Q trình phát tri n h th ng phanh ABS đư tr i qua th i gian r t dài v i nhi u
thành t u đáng k . Các nhà s n xu t d n chuy n sang nghiên c u chuyên sâu v t ng lo i
phanh. Có th k đ n hãng Bosch r t n i ti ng v i s n ph m ABS cho h th ng phanh th y
l c, hãng Wabco và Bendix chi m th ph n l n trên th tr
ng ABS dùng cho h th ng
phanh khí nén. Hai hãng này có q trình nghiên c u, phát tri n s n ph m g n gi ng nhau.
Lu n án trích d n m t s s ki n quan tr ng c a hãng Wabco [69], đ i di n cho s phát
tri n c a h th ng ABS khí nén trên ơ tơ.
N m 1969: Sau th i gian dài nghiên c u, h th ng phanh phanh ABS khí nén đ u
tiên đ
c cơng b t i tri n lãm Ơ tơ IAA.
-6 -
N m 1974: Hưng WABCO và Mercedes-Benz chính th c ký k t th a thu n h p tác
nh m thúc đ y phát tri n h th ng và th c hi n các th nghi m trên xe.
N m 1975: WABCO b t đ u phát tri n h th ng đi u khi n đi n t c a riêng mình
d a trên vi c x lý tín hi u t
ng t (Analog). WABCO đư h p tác v i các hãng khác đ
m r ng s n xu t.
N m 1980: Gi i thi u thi t b đi n t đ
lý trung tâm. Th nghi m cu i cùng đ
c th c hi n vƠo mùa đông n m 1980 t i Lapland
v i s có m t cùa nhi u chuyên gia t nhi u n
t h th ng phanh nƠy đ
c s hóa hồn tồn. Máy vi tính là b x
c trên th gi i. Sau đó b đi u khi n đi n
c s d ng trên các xe th
ng m i.
N m 1981, hãng Mercedes-Benz vƠ các hưng khác đư phát tri n h th ng ABS c a
WABCO. Dòng s n ph m thu c th h A g m h th ng đi u khi n 2 kênh vƠ đi u khi n 4
kênh.
N m 1986, hãng WABCO gi i thi u h th ng ch ng tr
t quay (qua h th ng ki m
soát l c kéo) v i b đi u khi n đi n t th h B g m 6 kênh đi u khi n ABS.
N m 1989, hãng WABCO gi i thi u c c u ch p hành ABS dành cho moóc kéo,
kèm theo b ch n đoán l i theo tiêu chu n ISO.
N m 1990, hãng WABCO gi i thi u b đi u khi n ABS/ASR th h C, v i b ch n
đoán l i và các ch c n ng b sung đi kèm.
Tháng 10 n m 1991, Các n
c Châu Âu (EC) b t bu c ph i l p đ t h th ng phanh
ABS trên các xe t i h ng n ng.
N m 1996, hãng WABCO gi i thi u h th ng h th ng ABS th h D dành cho xe
kéo moóc và gi i thi u h
th ng đi u khi n đi n t
cho h
th ng phanh EBS
(Electronically controlled Braking System).
N m 1998, h th ng EBS dƠnh cho xe kéo mc đ
c hồn thi n và b t đ u b t
bu c ph i l p đ t h th ng ABS trên các xe t i h ng nh h n.
N m 2000, gi i thi u h th ng ABS th h E trên xe kéo moóc.
N m 2003, h th ng ABS đ
c phát tri n thêm ch c n ng đi u khi n n đ nh
ch ng l t ậ RSC (Roll Stability Control).
N m 2008, h th ng ABS phiên b n E4 đ
c phát tri n.
ơy lƠ phiên b n có ch c
n ng m r ng thêm cho ABS nh : H th ng đi u khi n n đ nh đi n t (ESC - Electronic
-7 -
Stability Control), h th ng n đ nh ch ng l t (RSC - Roll Stability Control), h th ng đi u
khi n l c kéo (ATC - Automatic Traction Control) k t h p đi u khi n đ ng c .
Nh v y, h th ng đi u khi n q trình phanh ơ tơ đ n nay đư khá hồn thi n v k t
c u, tính n ng vƠ ch t l
ng đi u khi n, trong đó h th ng ch ng hãm c ng bánh xe ABS
v n là h th ng c b n. Nghiên c u đi u khi n h th ng phanh ABS là c s đ phát tri n
và tích h p các h th ng đi u khi n tích c c khác trên xe.
1.3. Tình hình nghiên c u ngoƠi n
c
L c phanh t i đa ph thu c vào h s bám gi a bánh xe và m t đ
s bám này l i ph thu c vƠo đ tr
ng, trong khi h
t c a bánh xe. Do đó, đ nâng cao l c phanh nh m
nâng cao hi u qu phanh và tính n đ nh c a xe khi phanh c n ph i đi u khi n đ đ tr
t
c a bánh xe luôn n m trong vùng t i u, t i đó các giá tr h s bám d c vƠ bám ngang đ u
cao. Các nghiên c u sau đó [59], [69], [71] đư ch ra r ng hi u qu phanh cao nh t khi đ
tr
t c a bánh xe v i m t đ
ng n m trong kho ng 15% ậ 30%. ây chính là m c tiêu đ
nghiên c u, ch t o h th ng phanh có h th ng ch ng hãm c ng (ABS). Trên th gi i đư
có nhi u nghiên c u v h th ng ABS, tiêu bi u có các cơng trình sau:
Tháng 5 n m 1991, Rutledge Jack cơng b sáng ch “H th ng phanh ABS khí nén
dành cho xe t i” [61]. H th ng đi u khi n q trình phanh ABS khí nén này khác v i các
h th ng phanh ABS tr
m i khi ng
c đó lƠ khơng có ECU vƠ c m bi n. H th ng t đ ng kích ho t
i lái đ p phanh và áp su t khí nén trong b u phanh v
t quá ng
ng 10 psi
(0,07 MPa). H th ng này có th đi u khi n ABS cho c đ u kéo vƠ r -moóc. H th ng s
d ng b đi u khi n đ n gi n, ch là các b t o xung đ đóng m van ch p hành ABS theo
th i gian đư đ nh tr
c. Do đó trong tr
h s bám cao …) ho c tr
trong b u phanh v
t ng
ng h p có l c bám l n h n l c phanh (đ
ng h p h s bám th p và bánh xe b tr
v n t c, l u l
c khi áp su t
ng 10 psi, hi u qu phanh không đ t t i giá tr cao nh t.
Nghiên c u đ c tính c a h th ng khí nén, Ing. T. Hong
và Richard K. Tessmann
t l t tr
ng có
cơng ty BarDyne (M )
cơng ty FES (M ) đư xơy d ng m i quan h gi a các đ i l
ng, áp su t, tr ng l
trình Navier Storkes. T h ph
ng riêng c a ch t khí, nhi t đ d a trên các ph
ng
ng
ng trình đ ng h c c a dịng ch t khí, tác gi s d ng ph n
m m Hypneu đ xây d ng mơ hình mơ ph ng h th ng. Các tác gi đư đ a thêm ví d v
q trình x khí nén t bình ch a và ví d v mơ ph ng h th ng treo khí nén đ minh h a.
K t qu nghiên c u là n n t ng cho các nghiên c u ti p theo v h th ng khí nén nói chung
-8 -
và c th trên h th ng phanh khí nén trên ơ tơ. Cơng trình nƠy đ
c trình bày t i Chicago
trong h i ngh qu c t v k thu t th y khí n m 1996 [38].
Tháng 6 n m 1998, JohnBernad (
Handsworth Wood, Birmingham) công b
nghiên c u v h th ng đi n t đi u khi n quá trình phanh c a h th ng phanh khí nén trên
ơ tơ [42]. H th ng này có m t b đi u khi n trung tâm và 4 b đi u khi n ph . B đi u
khi n trung tâm xu t tín hi u đi u khi n cho t ng b đi u khi n ph , các b đi u khi n ph
hi u ch nh theo các d li u v đ tr
t và áp su t khí nén đ đ a tín hi u cu i cùng đi u
khi n van ch p hành ABS. H th ng này x lý d li u t nhi u lo i c m bi n (c m bi n áp
su t khí nén, c m bi n bƠn đ p phanh, c m bi n gia t c d c c a ô tô, c m bi n v n t c góc
bánh xe) nên xác đ nh đ
đi u khi n t i u.
c chính xác tr ng thái phanh, nh đó đ a ra đ
tin c y c a h th ng cao do cùng lúc đ
c ph
ng án
c đi u khi n t hai c p đi u
khi n nên khi có s c v i m t b đi u khi n, h th ng ABS v n có th ti p t c làm vi c
m c dù hi u qu phanh không cao nh tr
c. Tuy nhiên, h th ng này có quá nhi u b
đi u khi n giao ti p liên t c v i nhau, vì v y gi i quy t v n đ truy n thông r t ph c t p,
yêu c u v thi t b đ ng b .
Mark Bennett và Michael Tober đư nghiên c u và th c hi n mô ph ng th c nghi m
(HIL) s d ng c m bi n đi n t vƠ vƠnh r ng s d ng trên ô tô th c t vƠ đ ng trên t p chí
SAE s 2002-01-3123 [46]. Nghiên c u ch ra nhi u d ng tín hi u khác nhau c a c m bi n
trong các tr
ng h p nh b m t r ng, có va ch m v i vƠnh r ng, kho ng cách c m bi n ậ
vƠnh r ng không đ ng đ u …
Tháng 8 n m 2005, Pierre Abboud và Thanh Ho công b sáng ch “C c u ch p
hành ABS s d ng piston cân b ng áp su t” [54]. Tác gi đư nghiên c u và th c nghi m
m t lo i van ch p hành ABS r t đ c bi t, bên trong s d ng piston cân b ng áp su t, do
v y có th t o ra đ
đ
cc p
c các pha t ng áp, gi m áp và gi áp ch v i m t cu n dây. Khí nén
đ u vào v i áp su t kho ng 120 psi (0,83 MPa), áp su t khí nén
đ u ra đ
c
đi u ch nh b i van ch p hành ABS 3 v trí. V trí c a piston trong van ABS ph thu c vào
c
ng đ dòng đi n c p vào cu n dây. H th ng nƠy có u đi m là ch s d ng m t cu n
dây k t h p v i piston cân b ng đ đi u khi n van ch p hành ABS. Tuy nhiên vì van ch p
hành ABS ch có m t cu n dây và piston có 3 v trí làm vi c nên r t khó đi u khi n chính
xác v trí piston, đ c bi t là khi ho t đ ng
t n s cao.
Tháng 6 n m 2006, Timothy J. Frashure và hãng Bendix công b sáng ch “Phơn
chia h th ng ch ng hãm c ng bánh xe” dƠnh cho h th ng phanh ô tô t i [67]. H th ng
-9 -
c a Timothy J. Frashure g m hai mô đun đi u khi n riêng bi t. Hai mô đun đi u khi n này
giao ti p v i nhau thông qua chu n truy n thông J1939.
này lƠ mô đun đi u khi n và van ch p hƠnh ABS đ
chi u dài dây tín hi u vƠ các đ u k t n i đ
đáng k . H n n a, h th ng đ
u đi m c a cách thi t k ki u
c tích h p trong m t c m, do đó t ng
c gi m t i đa, đ tin c y c a h th ng t ng lên
c chia thƠnh hai mô đun đi u khi n ABS đ c l p, n u x y
ra s c v i m t mơ đun ABS thì h th ng ABS
kênh cịn l i v n ho t đ ng bình th
ng.
Gi a hai mơ đun có giao ti p nên h th ng ch c n có m t h th ng ch n đoán vƠ đèn báo
l i. Nh
c đi m l n c a cơng trình này là h th ng ph c t p, c n đ n hai mô đun riêng bi t
đ đi u khi n ABS.
Diego Pedroso dos Santos, Eduardo Lobo Lustosa Cabral đư xơy d ng b đi u
khi n ABS trên c s đi u khi n m [28] đ
n m 2008. Mơ hình xe đ
c cơng b trên t p chí SAE s 2008-36-0039
c xây d ng gi i h n
đ ng l c h c ph
ng d c. H th ng đi u
khi n có s d ng thêm c m bi n gia t c đ xác đ nh gia t c dài c a xe khi phanh nh m t i
u hóa q trình đi u khi n. K t qu mô ph ng cho th y quưng đ
gi m đáng k so v i tr
ng phanh khi có ABS
ng h p khơng có ABS. Trên th c t , c m bi n gia t c d c c a xe
d b nhi u b i rung đ ng c a thơn xe, đ c bi t trên xe ô tô t i. Do đó c n có thu t tốn và
ch
ng trình l c t t đ h n ch các nhi u do rung đ ng gây ra.
Jinglai Wu, Hongchang Zhang, Yunqing Zhang và Liping Chen đư xơy d ng mơ
hình v t lý mơ t h nhiêu đ i t
ng (t ng van, van gia t c, b u phanh) trong h th ng
phanh khí nén b ng ph n m m AMESim. Nghiên c u đ
2009-01-0408 [41], theo đó các thơng s
bi n thiên áp su t khí nén đ
nh h
c xác đ nh b ng ph
c đ ng trên t p chí SAE, s
ng l n đ n th i gian ch m tác d ng và
ng pháp th nghi m. BƠi báo c ng nêu
các kh n ng c i ti n b m t v t li u, k t c u … đ thu đ
c các thông s t i u, h th ng
phanh khí s có đ ch m tác d ng nh nh t.
Cùng h
ng nghiên c u th c nghi m (HIL), n m 2010, Wu Chao, Duan Jianmin và
Yu Yongchuan đư xơy d ng mơ hình th nghi m trong phịng thí nghi m v i các thi t b
nh
trên xe th c t và mơ hình xe [74]. Tr
c h t, mơ hình đ
c mơ ph ng trong
Matlab/Simulink v i nhi u tình hu ng s c nh m t c m bi n, … sau đó h th ng biên
d ch thƠnh mư đi u ki n v i th i gian th c, mư đi u khi n nƠy đ
c c p nh t vào ph n
c ng DSPACE. V i ph n m m đi kèm c a DSPACE có th ki m sốt các pha trong q
trình mơ ph ng, có th theo dõi vƠ đi u ch nh các thông s mô ph ng trong th i gian th c.
- 10 -
xây d ng mơ hình h
th ng phanh khí nén, Jeevan N Patil, Sivakumar
Palanivelu và Ajit Kumar Jindal b
c đ u xây d ng mơ hình tốn h c cho van phân ph i
(lo i van kép, có hai dịng đi u khi n phanh cho hai c u đ c l p). Cơng trình đ
c cơng b
trên t p chí SAE s 2013-26-0150 [39]. Trong cơng trình này, các tác gi đư l p ph
ng
trình mơ t ho t đ ng c a t ng ph n t trong van, xây d ng mơ hình b ng ph n m m
AMESim. Tác gi mô ph ng m t chu trình phanh g m đ p phanh (pha t ng áp) trong 0,3
giây, gi phanh (gi áp) trong 2,8 giây và nh phanh (gi m áp) trong 0,3 giây. Mô hình mơ
t chi ti t van phân ph i, k t qu nghiên c u có đ chính xác cao, th hi n đ
c m i quan
h gi a đ tr c a s bi n thiên áp su t sau van v i khe h gi a các chi ti t chuy n đ ng
bên trong van. Mơ hình lƠ c s đ m r ng nghiên c u cho c h th ng phanh khí nén.
Có th nói các cơng trình nghiên c u h th ng t đ ng đi u khi n quá trình phanh
th i k đ u t p trung gi i quy t v n đ hoàn thi n k t c u. Th i gian g n đơy các nghiên
c u ch y u t p trung gi i quy t v n đ thu t toán đi u khi n nh m t i u hóa hi u qu
phanh và kh n ng n đ nh h
l nđ
ng chuy n đ ng c a ô tô khi phanh. Các nghiên c u ph n
c th c hi n b ng mô hình mơ ph ng trên máy tính, m t s cơng trình th c hi n
nghiên c u th c nghi m. Tuy nhiên k t qu công b m t cách s l
và các s li u không đ
c, n i dung khoa h c
c cơng b nên khó s d ng tr c ti p cho th c t s n xu t.
Các hãng l n nh Wabco, Bendix, Bosch … đ u các có nghiên c u r t sâu vào h
th ng ABS, có phịng thí nghi m nghiên c u c m bi n, t i u k t c u van ch p hƠnh c ng
nh thu t toán đi u khi n và thi t k b đi u khi n … S n ph m c a các hưng đ
nghi m, t i u hóa thi t k và s n xu t th
ng m i đ l p đ t trên xe ô tô. Tuy nhiên tài
li u nghiên c u c a các hãng xe là tài li u bí m t, không đ
thu t do các hãng này công b ch là h
c
ng xe t i, xe khách s d ng h th ng phanh khí nén
Nam t ng nhanh, đ c bi t là m t s dòng xe l p ráp trong n
ráp ô tô trong n
th
c công b . Các tài li u k
ng d n s d ng và gi i thi u s n ph m.
1.4. Tình hình nghiên c u trong n
Th i gian g n đơy, s l
c th
Vi t
c. Các công ty s n xu t, l p
c đang d n n i đ a hóa các c m chi ti t và ti n t i s n xu t ô tô v i
ng hi u riêng. Do đó các nhà nghiên c u trong n
ngh tiên ti n đư vƠ đang đ
c c n nhanh chóng làm ch cơng
c ng d ng trên ô tô hi n đ i. Th i gian qua, có m t s nhà
khoa h c đư nghiên c u v h th ng phanh có ABS, tiêu bi u có các cơng trình sau:
tài KC.03.05/11-15 do Tr
ng
i h c Bách khoa Hà N i ch trì đư hoƠn thƠnh
n m 2015 v i các n i dung nghiên c u chính: Nghiên c u h th ng phanh khí nén s d ng
- 11 -
trên ô tô t i l p ráp t i Vi t Nam; Nghiên c u, thi t k , ch t o van ch p hành ABS; Thi t
k , ch t o c m bi n và vành r ng đo v n t c góc bánh xe cho h th ng ABS; Thi t k , ch
t o b đi u khi n đi n t cho h th ng ABS khí nén. Sau khi ch t o th nghi m và l p đ t
lên xe đ có h th ng phanh khí nén có ABS, đ tài ti n hành các th c nghi m đ đánh giá
hi u qu làm vi c c a h th ng ABS trên ô tô l p ráp trong n
c. K t qu th nghi m cho
th y h th ng ABS khí nén trên xe nghiên c u đ t Quy chu n Vi t Nam và tiêu chu n
Châu Âu v hi u qu phanh.
Trong các n i dung th c hi n c a đ tài, n i dung thi t k , ch t o b đi u khi n
đi n t cho h th ng ABS khí nén có m c đ ph c t p cao nh t.
khi n đi n t bu c ph i có thu t tốn đi u khi n vƠ các ng
ch t o đ
ng đi u khi n chuy n pha c a
ABS. Hai v n đ này là y u t c t lõi c a b đi u khi n, không đ
ABS công b , vƠ c ng không th gi i mư đ
tr
c b đi u
c các hãng s n xu t
c t các s n ph m ECU th
ng m i trên th
ng.
Lu n án đ
c th c hi n nh m nghiên c u, đ xu t ph
khi n ABS, xác đ nh các ng
ng đi u khi n chuy n pha c a ABS đ i v i lo i xe do đ tài
KC.03.05/11-15 nghiên c u. Nghiên c u đ
c th c hi n trên xe ô tô t i có t i tr ng 2,98
t n có h th ng phanh chính là phanh khí nén, đư đ
b n van ch p hƠnh ABS tr
ng pháp vƠ thu t toán đi u
c đ tài KC.03.05/11-15 l p đ t thêm
c các b u phanh, l p đ t c m bi n và vƠnh r ng lên các tr ng
phanh đ xác đ nh tình tr ng l n c a t t c các bánh xe. K t qu nghiên c u c a lu n án
đ
c đ tài KC.03.05/11-15 ng d ng vào thi t k , ch t o b đi u khi n đi n t cho h
th ng phanh khí nén có ABS.
Lu n v n th c s c a Nguy n Trung Kiên (N m 2013 ậ H Bách khoa HƠ N i) v i
đ tƠi “Nghiên c u mô ph ng h th ng phanh khí nén có ABS” [8] đư nghiên c u, xây
d ng mơ hình và th c hi n mô ph ng h th ng phanh ABS khí nén trên xe tham kh o là xe
t i Kamaz-5320, t i tr ng 8.000 kg. Tác gi đư xây d ng mơ hình c a các c m chi ti t
chính trong h th ng phanh nh : mô ph ng van phân ph i, đ
ng ng d n khí nén, b u
phanh, c c u phanh, van ch p hành ABS v i nhi u gi thi t nh m đ n gi n hóa vƠ ch a
xét đ n nh h
c u tr
c.
ng c a van gia t c trên dòng phanh c u sau, van x nhanh trên dịng phanh
tài mơ ph ng b đi u khi n b ng Stateflow trong Matlab, thu t toán đi u
khi n d a trên đ tr
t c a các bánh xe trong q trình phanh. Mơ hình ch a th c hi n mơ
ph ng tín hi u t các c m bi n đo v n t c góc bánh xe, giá tr đ tr
tđ
mơ ph ng chuy n đ ng c a thân xe. Tác gi th c hi n mô ph ng
các v n t c ban đ u
- 12 -
c l y t k t qu
