Nghiên cứu thiết kế chế tạo hệ thống điều khiển phanh ABS cho mô tô

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
---------------------------------------

PHAN VĂN BÌNH

C
C

R
L
T.

NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CHẾ TẠO
HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN PHANH ABS CHO MƠ TƠ

DU

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

Đà Nẵng – Năm 2020


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
---------------------------------------

PHAN VĂN BÌNH

NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CHẾ TẠO
HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN PHANH ABS CHO MƠ TƠ

C
C

R
L
T.

DU

CHUN NGÀNH : KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
MÃ SỐ
: 85.20.11.6

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. PHẠM QUỐC THÁI

Đà Nẵng – Năm 2020


LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi. Mọi kết quả
nghiên cứu cũng như ý tưởng của tác giả khác nếu có đều được trích dẫn đầy đủ.
Các số liệu, kết quả trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai cơng bố
trong bất kỳ cơng trình nào khác.
Luận văn này cho đến nay vẫn chưa hề được bảo vệ tại bất kỳ một hội đồng bảo
vệ luận văn thạc sĩ nào trên toàn quốc cũng như ở nước ngoài và cho đến nay vẫn
chưa hề được công bố trên bất kỳ phương tiện thơng tin nào.
Tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm về những gì mà tơi đã cam đoan trên đây.

Tác giả luận văn ký và ghi rõ họ tên

C
C

DU

R
L
T.

Phan Văn Bình


NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CHẾ TẠO HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN PHANH ABS
CHO MƠ TƠ
Học viên: Phan Văn Bình Chun ngành: Kỹ thuật cơ khí động lực
Mã số: 85.20.11.6
Khóa: K36 Trƣờng Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng.
Tóm tắt: Nghiên cứu thiết kế chế tạo hệ thống điều khiển phanh ABS cho mơ tơ
nhằm nâng cao tính năng an toàn. Sử dụng Arduino làm bộ điều khiển trung tâm để
nhận tín hiệu của mơ tơ từ cảm biến tốc độ bánh xe, tính tốn xử lý tín hiệu và điều
khiển cơ cấu chấp hành hoạt động. Trong trƣờng hợp phanh gấp với lực phanh lớn sẽ
làm cho bánh xe bị bó cứng và mơ tơ có khả năng bị trƣợt lê trên đƣờng, mất ổn định
gây ngã xe. Lúc này ABS hoạt động sẽ thông qua bộ chấp hành thủy lực điều khiển
các van điện từ đóng mở cũng nhƣ mô tơ bơm hoạt động để làm giảm và tăng áp suất
thủy lực trong hệ thống phanh một cách liên tục nhằm khơng cho bánh xe bị bó cứng.
Qua đó sẽ tăng đƣợc hiệu quả phanh và độ ổn định cho mô tô trong trƣờng hợp phanh
gấp nhất là trên các đoạn đƣờng trơn ƣớt. Vấn đề làm tăng giảm áp suất thủy lực trong
hệ thống phanh để tránh bánh xe bị bó cứng đƣợc kết hợp với điện tử nên khả năng

điều khiển rất nhanh với độ chính xác cao. Nghiên cứu này góp phần làm cơ sở để
thiết kế, chế tạo hệ thống phanh ABS trang bị cho các dịng mơ tơ với cơ cấu phanh
trƣớc đĩa – cơ cấu phanh sau guốc ở Việt Nam.
Từ khóa: mô tô, Arduino, ABS, trƣợt lê bánh xe, phanh gấp
ABSTRACT
RESEARCH AND DESIGN OF CREATING ABS BRAKE CONTROL
SYSTEM FOR MOTORCYCLE
Abstract: Researching on the designing and manufacturing of ABS brake control
system for motorcycles is improving safety features. Using Arduino as the central
controller is to receive motorbike signals from wheel speed sensors, to calculate for
processing signals and to control actuators. In the case of emergency braking with high
braking force, the wheels will be locked and the motorcycle may be slipped on the
road, which causes the motorcycle to fall by the instability. At this time, the ABS will
operate through hydraulic actuators that control the solenoid valve to open and close as
well as control the pump motor to operate, which reduces and increases the hydraulic
pressure in the brakes continuously so that the wheel can not be locked.. Thereby it
will increase braking efficiency and stability of the motorcycle in the case of
emergency braking, especially on slippery wet roads. The problem of increasing or
decreasing hydraulic pressure in the braking system to avoid the locked wheel is
combined with electronics, so the ability of the control is very quickly with high
accuracy. This research contributes to the basis for designing and manufacturing ABS
brakes for motor vehicles with front disc brakes - rear brake mechanism in Vietnam.
Keywords: motorcycles, Arduino, ABS, roller skates, emergency braking

C
C

DU

R

L
T.


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN .............................................................................................................i
TÓM TẮT...................................................................... Error! Bookmark not defined.
MỤC LỤC ...................................................................................................................... ii
DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ ......................................................................................iv
DANH SÁCH CÁC BẢNG ...........................................................................................vi
DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT ....................................................... vii
MỞ ĐẦU ........................................................................................................................ 1
I. Lý do chọn đề tài ..........................................................................................................1
III. Phạm vi và đối tƣợng nghiên cứu ..............................................................................2
1. Phạm vi nghiên cứu .....................................................................................................2
2. Đối tƣợng nghiên cứu ..................................................................................................2
IV. Phƣơng pháp nghiên cứu ........................................................................................... 2
Chƣơng 1- NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN ....................................................................4
1.1. Lịch sử phát triển phanh ABS ..................................................................................4
1.2. Công nghệ mới trên mô tô ........................................................................................ 6
1.3. Tổng quan về hệ thống phanh ABS ..........................................................................8
1.3.1. Sơ đồ cấu tạo .........................................................................................................8
1.3.2. Nguyên lý làm việc ................................................................................................ 9

C
C

R
L
T.

DU

Chƣơng 2- CƠ SỞ LÝ THUYẾT ..................................................................................10
2.1. Cơ sở lý thuyết về phanh ........................................................................................ 10
2.1.1. Lực phanh sinh ra ở bánh xe ...............................................................................10
2.1.2. Các ch tiêu đánh giá chất lƣợng của quá trình phanh ........................................11
2.1.3. Cơ sở lý thuyết về chống hãm cứng bánh xe khi phanh gấp ............................... 15
2.2. Kết cấu hệ thống phanh ABS .................................................................................19
2.2.1. Cảm biến tốc độ bánh xe ..................................................................................... 19
2.2.2. Bộ chấp hành thủy lực ......................................................................................... 20
2.2.2.3. Nguyên lý hoạt động: ....................................................................................... 21
2.2.3. Bộ điều khiển ABS-ECU..................................................................................... 21
2.3. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống phanh ABS trên mô tô...................23
2.3.1. Sơ đồ cấu tạo .......................................................................................................23
2.3.2. Nguyên lý hoạt động ........................................................................................... 24
Chƣơng 3- TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ HỆ TH NG PHANH ABS ........................ 27
3.1. Tính tốn hệ thống phanh ....................................................................................... 27
3.1.1. Giới thiệu mô tô Husky 150cc ..............................................................................27


3.1.2. Tính tốn thiết kế hệ thống phanh ABS cho mô tô Husky 150cc ........................ 28
3.1.2.1. Xác định momen phanh yêu cầu ......................................................................28
3.1.2.2. Xác định momen phanh các cơ cấu phanh sinh ra ...........................................31
a. Đối với cơ cấu phanh trƣớc ....................................................................................... 31
b. Đối với cơ cấu phanh sau .......................................................................................... 33
c. Momen phanh mà các cơ cấu phanh có thể sinh ra ...................................................35
3.1.2.3. Lực tác dụng lên tay phanh .............................................................................. 35
3.1.2.4. Tính tốn các ch tiêu phanh ............................................................................. 36
a. Gia tốc chậm dần khi phanh. ..................................................................................... 37

b. Thời gian phanh .........................................................................................................37
3.2.1. Cấu trúc bộ điều khiển phanh ABS trên mô tô.................................................... 38
3.2.1.1. Sơ đồ cấu trúc ...................................................................................................38
3.2.1.2. Kết cấu các bộ phận .......................................................................................... 39
3.2.2. Thuật toán điều khiển phanh ABS.......................................................................41
3.2.2.1. Thuật toán tự kiểm tra lỗi .................................................................................41
3.2.2.2. Thuật toán điều khiển bộ chấp hành thủy lực ..................................................42
3.2.3. Thiết kế bộ điều khiển ABS-ECU .......................................................................43
3.2.3.1. Sơ đồ khối bộ điều khiển ..................................................................................43
3.2.3.2. Mạch xử lý trung tâm ....................................................................................... 43
3.2.3.3. Mạch nguồn ......................................................................................................45
3.2.3.4. Khối mạch giao tiếp đầu vào ............................................................................46
3.2.3.5. Khối mạch giao tiếp đầu ra ...............................................................................49
3.2.3.6. Sơ đồ nguyên lý bộ điều khiển .........................................................................51
3.2.4. Lập trình điều khiển phanh ABS .........................................................................52
3.2.4.1. Giới thiệu phần mềm lập trình Arduino IDE.................................................... 52
3.2.4.2. Viết chƣơng trình điều khiển ............................................................................53
Chƣơng 4- THỬ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ ................................................................ 57
4.1. Thử nghiệm.............................................................................................................57
4.1.1. Kết quả thử nghiệm xe có ABS trên đƣờng khô .................................................58
4.1.2. Kết quả thử nghiệm xe khơng có ABS trên đƣờng khơ ......................................60
4.1.3. Kết quả thử nghiệm xe có ABS trên đƣờng ƣớt ..................................................62
4.1.4. Kết quả thử nghiệm xe khơng có ABS trên đƣờng ƣớt .......................................64
4.1.5. Kết quả thử nghiệm xe có ABS trên đƣờng nữa khô nữa ƣớt ............................. 66
4.1.6. Kết quả thử nghiệm xe khơng có ABS trên đƣờng nữa khơ nữa ƣớt ..................68
4.2. Đánh giá ..................................................................................................................70
KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ ........................................................................................... 71

C
C

R
L
T.

DU

TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................. 72


DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ
Hình 1.1- Q trình phát triển hệ thống phanh ABS ..................................................5
Hình 1.2- Phanh ABS trên mơ tơ ................................................................................6
Hình 1.3- Cấu tạo hệ thống phanh ABS......................................................................8
Hình 2.1- Sơ đồ lực và momen tác dụng lên bánh xe khi phanh .............................. 10
Hình 2.2- Đồ thị thể hiện sự thay đổi quãng đƣờng phanh nhỏ nhất ........................ 14
Hình 2.3- Sự thay đổi hệ số bám dọc φx và hệ số bám ngang φy theo ...................... 15
Hình 2.4- Sự thay đổi các thông số Mp, P và J khi phanh .........................................17
Hình 2.5- Sự thay đổi tốc độ góc ωb của bánh xe, tốc độ mô tô v và độ trƣợt λ ......18
Hình 2.6- Cấu tạo cảm biến tốc độ bánh xe .............................................................. 19
Hình 2.7- Dạng xung của cảm biến tốc độ bánh xe ..................................................19
Hình 2.8– Sơ đồ cấu tạo bộ chấp hành thủy lực ....................................................... 20
Hình 2.9– Sơ đồ cấu tạo hệ thống phanh ABS trên mơ tơ ........................................23
Hình 2.10- Phanh ABS hoạt động ở giai đoạn giữ áp ...............................................24

C
C

R
L

T.

Hình 2.11- Phanh ABS hoạt động ở giai đoạn giảm áp ............................................25
Hình 2.12- Phanh ABS hoạt động ở giai đoạn tăng áp .............................................26
Hình 3.1- Mơ tơ Husky 150cc .................................................................................... 27
Hình 3.2- Sơ đồ lực tác dụng lên xe khi phanh ......................................................... 28

DU

Hình 3.3- Sơ đồ phân bố tải trọng lên 2 bánh xe ...................................................... 29
Hình 3.4- Sơ đồ tính tốn bán kính trung bình của đĩa ma sát..................................32
Hình 3.5- Sơ đồ tính tốn cơ cấu phanh trồng guốc .................................................34
Hình 3.6- Sơ đồ tính tỷ số truyền dẫn động tay phanh .............................................36
Hình 3.7- Giảng đồ phanh ......................................................................................... 36
Hình 3.8- Sơ đồ cấu trúc hệ thống điều khiển phanh ABS .......................................38
Hình 3.9- Cảm biến tốc độ bánh xe...........................................................................39
Hình 3.10- Module AD620 ....................................................................................... 39
Hình 3.11- Tín hiệu trƣớc khi khuếch đại và sau khi khuếch đại ............................. 40
Hình 3.12- Bộ chấp hành thủy lực ............................................................................40
Hình 3.13- Lƣu đồ thuật tốn tự kiểm tra lỗi ............................................................ 41
Hình 3.14- Lƣu đồ thuật tốn điều khiển bộ chấp hành thủy lực ............................. 42
Hình 3.15- Sơ đồ khối bộ điều khiển ........................................................................43
Hình 3.16- Sơ đồ phần cứng Arduino .......................................................................44
Hình 3.17- Sơ đồ kết nối khối điều khiển trung tâm với các bộ phận ...................... 45
Hình 3.18- Sơ đồ mạch điện khối nguồn ..................................................................45
Hình 3.19- Tụ điện ................................................................................................... 46


Hình 3.20- IC7805 ................................................................................................... 46
Hình 3.21- Sơ đồ mạch điện kiểm tra tín hiệu phanh ...............................................46

Hình 3.22- LM358 ....................................................................................................47
Hình 3.23- Sơ đồ mạch điện kiểm tra tín hiệu ắc quy...............................................47
Hình 3.24- Sơ đồ mạch điện xử lý tín hiệu cảm biến ...............................................48
Hình 3.25- Tín hiệu trƣớc và sau khi đƣợc xử lý ...................................................... 48
Hình 3.26- Sơ đồ mạch điện điều khiển các van điện từ ..........................................49
Hình 3.27- PC817......................................................................................................49
Hình 3.28- IRF540 .................................................................................................... 49
Hình 3.29- Sơ đồ mạch điện điều khiển mơ tơ bơm ................................................. 50
Hình 3.30- IRF9540 .................................................................................................. 50
Hình 3.31- Transistor C1815..................................................................................... 50
Hình 3.32- Sơ đồ mạch điện điều khiển đèn báo lỗi ................................................. 51
Hình 3.33- Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển ........................................................... 51
Hình 3.34- Vi mạch bộ điều khiển hệ thống phanh ABS ......................................... 52

C
C

R
L
T.

Hình 3.35- Giao diện phần mềm Arduino IDE ......................................................... 52

DU


DANH SÁCH CÁC BẢNG
Bảng 3.1- Thông số kỹ thuật của mô tô Husky 150cc .................................................... 27
Bảng 3.2- Thông số kỹ thuật module AD620 ............................................................... 39
Bảng 3.3- Thông số cơ bản của bộ chấp hành thủy lực ................................................ 40

Bảng 3.4- Thông số kỹ thuật Ardino Nano ................................................................... 44
Bảng 3.5- Thông số kỹ thuật của tụ điện ....................................................................... 46
Bảng 3.6- Thông số kỹ thuật của IC7805 ...................................................................... 46
Bảng 3.7- Thông số kỹ thuật của LM358 ...................................................................... 47
Bảng 3.8- Thông số kỹ thuật của PC817 ....................................................................... 49
Bảng 3.9- Thông số kỹ thuật của IRF............................................................................ 49
Bảng 3.10- Thông số kỹ thuật của IRF9540 ............................................................................. 50
Bảng 3.11- Thông số kỹ thuật của Transistor C1815 ............................................................. 50
Bảng 4.1- Kết quả phanh xe có trang bị ABS trong điều kiện đƣờng khô.................... 58
Bảng 4.2- Kết quả phanh khi xe không trang bị ABS trong điều kiện đƣờng khơ ....... 60

C
C

R
L
T.

Bảng 4.3- Kết quả phanh khi xe có trang bị ABS trong điều kiện đƣờng ƣớt .............. 62
Bảng 4.4- Kết quả phanh xe không trang bị ABS trong điều kiện đƣờng ƣớt .............. 64
Bảng 4.5- Kết quả phanh xe trang bị ABS trong điều kiện đƣờng nữa khô nữa ƣớt .... 66
Bảng 4.6- Kết quả phanh không trang bị ABS trong điều kiện đƣờng nữa khô nữa ƣớt...... 68

DU

Bảng 4.7- Bảng so sánh kết quả thực nghiệm .............................................................. 70


DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT
Ký hiệu:

Ga
G0
Gn

[N]
[N]
[N]

Trọng lƣợng tồn bộ xe
Trọng lƣợng xe khi khơng tải
Trọng lƣợng ngƣời sử dụng

Gt
G01

[N]
[N]

Trọng lƣợng chất lên xe
Trọng lƣợng phân bố lên bánh xe trƣớc

G02

[N]

Trọng lƣợng phân bố lên bánh xe sau

Z1, Z2

[N]

Phản lực tiếp tuyến của mặt đƣờng tác dụng lên các bánh xe

L0
S
a, b

[mm] Chiều dài cơ sở
[mm] Chiều rộng xe
[mm] Khoảng cách từ tâm của xe theo chiều cao

hg
P1
P2
Pj
Mp1
Mp2

[mm]
[N]
[N]
[N]
[Nm ]
[Nm ]

Tọa độ trọng tâm của xe theo chiều cao
Lực phanh tác dụng lên bánh xe trƣớc
Lực phanh tác dụng lên bánh xe sau
Lực quán tính
Momen phanh của bánh xe trƣớc

Momen phanh của bánh xe trƣớc

Rbx
d
dc
B

[mm]
[mm]
[mm]
[mm]

Bán kính làm việc của bánh xe
Đƣờng kính xylanh bánh xe trƣớc
Đƣờng kính xylanh chính
Bề rộng của lốp

R1
R2
Ptp
itp
ηtp
S0

[mm] Bán kính trong của đĩa ma sát
[mm] Bán kính ngồi của đĩa ma sát
[N] Lực tác dụng lên tay phanh
Tỷ số truyền dẫn động tay phanh
Hiệu suất dẫn động tay phanh
[mm] Hành trình tự do của tay phanh

Slv
Stp
jpmax
t
v1
v2
S

[mm]
[mm]
[m/s2]
[s]
[m/s]
[m/s]
[m]

C
C

R
L
T.

DU

Hành trình làm việc của tay phanh
Hành trình tay phanh
Gia tốc chậm dần khi phanh lớn nhất
Thời gian phanh

Vận tốc của mô tô tại thời điểm bắt đầu phanh
Vận tốc của mô tô lúc dừng hẳn
Quãng đƣờng phanh


ECU

(Electronic Control Units)- Bộ điều khiển trung tâm.

CPU

(Central Processing Unit)- Là các mạch điện tử trong một máy tính, thực
hiện các câu lệnh của chƣơng trình máy tính bằng cách thực hiện các
phép tính số học, logic, so sánh và các hoạt động nhập/xuất dữ liệu (I/O)

I/O
VCC
GND
IC

cơ bản do mã lệnh ch ra.
Input/ Output.
Nguồn dƣơng.
Điểm nối đất.
(Intergated Circuit)- Là vi mạch tích hợp nhiều linh kiện điện tử nhƣ tụ
điện, điện trở, transistor… với số lƣợng lớn, ghép lại với nhau theo một

PCB

mạch đã đƣợc thiết kế.

(Printed Cricuit Boards)- Bo mạch in.

MCU

(Module Control Unit)- Bộ điều khiển.

DU

R
L
T.

C
C


1

MỞ ĐẦU
I. Lý do chọn đề tài
Hệ thống phanh là một trong những hệ thống quan trọng nhất trên mô tơ, cùng với
hệ thống lái, hệ thống phanh góp phần giữ an toàn cho ngƣời ngồi trên xe khi giảm tốc
độ và dừng xe, đặc biệt là trong những tình huống nguy
C
C

R
L
T.

S  S  S  S  S 17  16.5  17  17.25  16.5
S 1 2 3 4 5
 16.95 (m)
5
5
Sai số tuyệt đối của quãng đƣờng phanh đƣợc tính nhƣ sau:

DU

S1 | S  S1 ||16.95  17 | 0.05 (m)

S2 | S  S2 ||16.95  16.5 | 0.45 (m)
S3 | S  S3 ||16.95  17.5 | 0.55 (m)

S4 | S  S4 ||16.95  17.25 | 0.3 (m)
S5 | S  S5 ||16.95  16.5 | 0.45 (m)

Sai số trung bình của quãng đƣờng phanh:

S 

S1  S2  S3  S4  S5 0.05  0.45  0.55  0.3  0.45

 0.36 (m)
5
5

Vậy quãng đƣờng phanh trung bình thử nghiệm xe trang bị ABS trên đƣờng nữa
khô nữa ƣớt là: 16.95  0.36 (m)
Thời gian phanh trung bình đƣợc tính nhƣ sau:

t

t1  t2  t3  t4  t5 3.26  2.93  2.64  3.17  2.9

 2.98 (s)
5
5

Sai số tuyệt đối của thời gian phanh đƣợc tính nhƣ sau:
t1 | t  t1 || 2.98  3.26 | 0.28 (s)

t2 | t  t2 || 2.98  2.93 | 0.05 (s)


67
t3 | t  t3 || 2.98  64 | 0.34 (s)
t4 | t  t4 || 2.98  3.17  0.19 (s)
t5 | t  t5 || 2.98  2.9 | 0.08 (s)

Sai số trung bình của thời gian phanh:

t 

t1  t2  t3  t4  t5
 0.19 (s)
5

Vậy thời gian phanh trung bình thử nghiệm xe trang bị ABS trên đƣờng nữa khô
nữa ƣớt là: 2.98  0.19 (s)

Theo cơng thức (4-4) ta có gia tốc phanh qua các lần thử là:
j1 

v1  v2 13.89

 4.26 (m/s2)
t1
3.26

j2 

v1  v2 13.89

 4.74 (m/s2)
t2
2.93

C
C

R
L
T.

v  v 13.89
j3  1 2 
 5.26 (m/s2)
t3
2.64
j4 

v1  v2 13.89

 4.38 (m/s2)
t4
3.17

j5 

v1  v2 13.89

 4.79 (m/s2)
t5
2.9

DU

Gia tốc trung bình qua các lần phanh:

j

j1  j2  j3  j4  j5
 4.69 (m/s2)
5

Sai số tuyệt đối của gia tốc phanh đƣợc tính nhƣ sau:
j1 | j  j1 || 4.69  4.26 | 0.43 (m/s2)
j2 | j  j2 || 4.69  4.47 | 0.05 (m/s2)
j3 | j  j3 || 4.69  5.26 | 0.57 (m/s2)
j4 | j  j4 || 4.69  4.38 | 0.31 (m/s2)

j5 | j  j5 || 4.69  4.79 | 0.1 (m/s2)

Sai số trung bình của gia tốc phanh:

j 

j1  j2  j3  j4  j5
 0.29 (m/s2)
5

Vậy gia tốc phanh trung bình thử nghiệm xe trang bị ABS trên đƣờng nữa khô nữa
ƣớt là: 4.69  0.29 (m/s2)


68
4.1.6. Kết quả thử nghiệm xe khơng có ABS trên đường nữa khô nữa ướt
Quảng đƣờng phanh

Thời gian phanh

Gia tốc phanh

(m)

(s)

(m/s2)

1

21.00

3.91

3.55

2

21.50

3.90

3.56

3

22.32

3.37

4.12

4

21.75

3.79

3.66

5

22.00

3.53

3.93

Giá trị
trung bình

21.71

3.70

3.77

Số lần thử

Bảng 4.6- Kết quả phanh khơng trang bị ABS trong điều kiện đường nữa khô nữa ướt
Kết quả đo đƣợc xử lý theo phƣơng pháp xác định giá trị trung bình và sai số tuyệt đối.
Theo cơng thức (4-1) qng đƣờng phanh trung bình:

S

C
C

S1  S2  S3  S4  S5 22  21.5  22.32  21.75  22


 21.71 (m)
5
5

R
L
T.

Sai số tuyệt đối của quãng đƣờng phanh đƣợc tính nhƣ sau:

DU

S1 | S  S1 || 21.71  21| 0.71 (m)

S2 | S  S2 || 21.71  21.5 | 0.21 (m)

S3 | S  S3 || 21.71  22.75 | 0.61 (m)
S4 | S  S4 || 21.71  21.75 | 0.04 (m)

S5 | S  S5 || 21.71  22 | 0.29 (m)

Sai số trung bình của quãng đƣờng phanh:

S 

S1  S2  S3  S4  S5 0.71  0.21  0.61  0.04  0.29

 0.37 (m)
5
5

Vậy quãng đƣờng phanh trung bình thử nghiệm xe khơng trang bị ABS trên đƣờng
nữa khô nữa ƣớt là: 21.71  0.37 (m)
Thời gian phanh trung bình đƣợc tính nhƣ sau:

t

t1  t2  t3  t4  t5 3.91  3.9  3.37  3.79  3.53

 3.7 (s)
5
5

Sai số tuyệt đối của thời gian phanh đƣợc tính nhƣ sau:
t1 | t  t1 || 3.7  3.91| 0.21 (s)
t2 | t  t2 || 3.7  3.9 | 0.2 (s)
t3 | t  t3 || 3.7  3.37 | 0.33 (s)


69
t4 | t  t4 || 3.7  3.79 | 0.09 (s)
t5 | t  t5 || 3.7  3.53 | 0.17 (s)

Sai số trung bình của thời gian phanh:

t 

t1  t2  t3  t4  t5 0.21  0.2  0.33  0.09  0.17

 0.2 (s)

5
5

Vậy thời gian phanh trung bình thử nghiệm xe khơng trang bị ABS trên đƣờng nữa
khô nữa ƣớt là: 3.7  0.2 (s)
Theo cơng thức (4-4) ta có gia tốc phanh qua các lần thử là:
j1 

v1  v2 13.89

 3.55 (m/s2)
t1
3.91

j2 

v1  v2 13.89

 3.56 (m/s2)
t2
3.9

j3 

v1  v2 13.89

 4.12 (m/s2)
t3
3.37

j4 

v1  v2 13.89

 3.66 (m/s2)
t4
3.79

j5 

v1  v2 13.89

 3.93 (m/s2)
t5
3.53

C
C

R
L
T.

DU

Gia tốc trung bình qua các lần phanh:

j

j1  j2  j3  j4  j5 3.55  3.56  4.12  3.66  3.93


 3.77 (m/s2)
5
5

Sai số tuyệt đối của gia tốc phanh đƣợc tính nhƣ sau:
j1 | j  j1 || 3.77  3.91| 0.21 (m/s2)
j2 | j  j2 || 3.77  3.56 | 0.21 (m/s2)
j3 | j  j3 || 3.77  4.12 | 0.35 (m/s2)
j4 | j  j4 || 3.77  3.66 | 0.1 (m/s2)
j5 | j  j5 || 3.77  3.93 | 0.17 (m/s2)

Sai số trung bình của gia tốc phanh:

j 

j1  j2  j3  j4  j5 0.21  0.21  0.35  0.1  0.1

 0.21 (m/s2)
5
5

Vậy gia tốc phanh trung bình thử nghiệm xe không trang bị ABS trên đƣờng nữa
khô nữa ƣớt là: 3.77  0.21 (m/s2)


70
Qua quá trình thử nghiệm ta lập bảng so sánh quãng đƣờng phanh của mô tô khi
đƣợc trang bị ABS và không trang bị ABS
Điều kiện

thử nghiệm

Đƣờng khô

Đƣờng ƣớt

Đƣờng nữa
khô nữa ƣớt

Ch tiêu đánh giá

Có trang bị
hệ thống ABS

Khơng trang bị
hệ thống ABS

Quãng đƣờng phanh (m)

14.06

18.38

Thời gian phanh (s)

2.55

3.22

2

Gia tốc phanh (m/s )

5.52

4.34

Quãng đƣờng phanh (m)

17.59

23.19

Thời gian phanh (s)

3.05

3.96

2

Gia tốc phanh (m/s )

4.60

3.53

Quãng đƣờng phanh (m)

16.95

21.71

Thời gian phanh (s)

2.98

3.70

2

4.69

3.77

Gia tốc phanh (m/s )

C
C

R
L
T.

Bảng 4.7- Bảng so sánh kết quả thực nghiệm
Quãng đƣờng phanh tiêu chuẩn ở vận tốc thử 50 km/h với loại xe L3 (theo TCVN
6824:2001) quãng đƣờng phanh thử với chế độ không chất tải và ch sử dụng phanh
trƣớc thỏa mãn:

DU

V2
502
S  0,1V 
 0,1*50 
 43,3 (m)
65
65
4.2. Đánh giá
- Với nhận định của ngƣời lái trong quá trình thử nghiệm thì hệ thống đƣợc lắp
lên xe hoạt động ổn định mọi chức năng của xe hoạt động bình thƣờng. Xe khơng bị
trƣợt khi phanh gấp tuy nhiên xe có giật nhẹ ở đầu do tần số nhấp nhả của phanh chƣa
cao.
- Kết quả thực nghiệm cho thấy hệ thống phanh của xe đạt tiêu chuẩn Việt Nam.
- Khi lắp đặt hệ thống ABS lên xe vận hành ổn định.
- Quãng đƣờng phanh giảm so với phanh thƣờng.
- Mô tô không bị trƣợt, bánh xe trƣớc không bị bó cứng
- Mơ tơ vận hành tốt khi phanh giúp ngƣời điều khiển đánh lái tránh các chƣớng
ngại vật trên đƣờng.
Kết luận
Qua kết quả thử nghiệm khi mô tô đƣợc trang bị ABS so với không trang bị ABS
càng thấy rõ đƣợc chức năng nổi bậc là chống trƣợt rất tốt trong điều kiện đƣờng trơn
ƣớt nhằm đảm bảo an toàn tối ƣu cho ngƣời lái


71

KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ
Kết luận:
Sau khi thiết kế, tính toán, lắp đặt và thử nghiệm hệ thống điều khiển phanh ABS

trên mơ tơ Husky 150cc, về cơ bản thì hệ thống phanh ABS trên mô tô hoạt động ổn
định; mơ tơ vận hành tốt khi phanh. Q trình phanh đƣợc thực hiện một cách tối ƣu
đặc biệt là trong những trƣờng hợp nguy hiểm khi ngƣời lái phanh gấp thì bánh xe
khơng bị trƣợt lết trên đƣờng.
Q trình phanh của mơ tơ có trang bị ABS đảm bảo cho nó có độ ổn định cao,
nâng cao độ an tồn cho ngƣời điều khiển, ngồi ra cịn giảm mài mịn và nâng cao
tuổi thọ cho lốp.
Hệ thống chống hãm cứng bánh xe ABS ngày càng trở nên phổ biến với mơ tơ,

C
C

nó là hệ thống an tồn chủ động; giảm thiểu tai nạn xảy ra vì điều khiển đƣợc quá trình
phanh một cách tối ƣu.

R
L
T.

Trên ơ tơ hệ thống phanh đƣợc dẫn động từ bàn đạp nên lực phanh đƣợc phân
bố đồng thời đến các xylanh bánh xe, ngƣời điều khiển có thể dễ dàng thay đổi lực ở

DU

bàn đạp để có đƣợc lực phanh mong muốn. Tuy nhiên đối với mô tô do đƣợc dẫn động
độc lập nên yêu cầu ngƣời điều khiển phải có thao tác sử dụng phanh tay và phanh
chân một cách nhịp nhàng để hệ thống ABS trên mô tô đạt hiệu quả cao.
Kiến nghị:
Đề tài đã nghiên cứu thiết kế thành công hệ thống ABS và đã lắp trên mô tô. Kết
quả thử nghiệm cho thấy hệ thống vận hành ổn định giúp tối ƣu hóa việc sử dụng

phanh và đảm bảo an tồn cho ngƣời điều khiển phƣơng tiện.
Tuy nhiên để có thể lắp đặt và sử dụng rộng rãi trên phƣơng tiện tham gia giao
thơng thì cần phải tiến hành thử nghiệm thêm để đánh giá độ tin cậy, hoàn thiện hệ
thống cũng nhƣ cần có sự quan tâm xem xét của các cơ quan có thẩm quyền để đề tài
này có thể ứng dụng rộng rãi


72

TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] TS.Nguyễn Hồng Việt; Kết cấu, tính tốn và thiết kế ơ tơ; Đại học Bách khoa Đà
Nẵng
[2] TS.Nguyễn Hồng Việt, Chun đề ơ tơ Bộ điều ch nh lực phanh và hệ thống
chống hãm cứng bánh xe khi phanh A.B.S, Đại học Bách khoa Đà Nẵng.
[3] PGS.TS Đỗ Văn Dũng, Hệ thống điện & điện tử trên ô tô hiện đại, NXB. Đại học
Quốc gia, Hồ Chí Minh,2003.
[4] Anti-look Bracking System (ABS) and Anti-Slip Regulation (ARS) 2nd Edition.
WABCO Vehicle Control Systems.
[5] Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 6824:2001.
[7] Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 6441:1998.
[8] Datasheet IC 7805
[9] Datasheet IC LM358
[10] Datasheet mosfet IRF540
[11] Datasheet IC PC 817
[12] Datasheet mosfet IRF 9540
[13] Datasheet transistor C1815

C
C

DU

R
L
T.

[14] Datasheet Aruino Nano
[15] GS. TS. Nguyễn Hữu Cẩn, PTS. Dƣ Quốc Thịnh, KS Phạm Minh Thái, KS
Nguyễn Văn Tài, Lý thuyết ô tô Máy kéo, NXB Khoa học và kỹ thuật


C
C

DU

R
L
T.


C
C

DU

R
L
T.

C
C

DU

R
L
T.


C
C

DU

R
L
T.


C
C

DU

R
L
T.

C
C

DU

R
L
T.


C
C

DU

R
L
T.