Hệ thống phanh ABS trên ô tô

HỆ THỐNG PHANH ABS TRÊN Ô TÔ Anti lock Braking System CƠ SỞ LÝ THUYẾT I. HỆ THỐNG PHANH ABS TRÊN ÔTÔ CON 1. Hệ thống phanh ABS và các liên hợp: Hệ thống ABS gọi theo các chữ viết tắt của tiếng Anh: “Anti Lock Brake System” và được hiểu là thiết bị chống trượt lết bánh xe khi phanh. Ngày nay thiết bị này đã được tích hợp chức năng của ABS với khả năng chống trợt quay bánh xe chủ động (Acceleration Slip Control: ASR), khả năng ổn định động học của ôtô (Vehicle Stability Control: VSC) khi sử dụng. Hệ thống ABS bắt đầu được bố trí ở tất cả các bánh xe vào năm 1971, chế tạo hàng loạt năm 1978, sau đó hoàn thiện theo hướng điều khiển kỹ thuật số vào năm 1984 và từ sau năm 1992 một số quốc gia phát triển đã coi ABS là một hệ thống phanh tiêu chuẩn bắt buộc của ôtô con. Hiện nay hệ thống ABS được tổ hợp từ các kết cấu: cơ khí, thủy lực, điện tử, với kỹ thuật tự động điều chỉnh “Cơ – điện tử” dùng cho hệ thống phanh. Trên cơ sở của hệ thống ABS bố trí trên ôtô đã hình thành các liên hợp điều chỉnh khác nhằm hoàn thiện tính chất động học và động lực học. Tùy theo đặc điểm sử dụng và yêu cầu, hệ thống ABS và các liên hợp điều chỉnh có mức độ phức tạp khác nhau. Mô tả về quá trình hoàn thiện và phát triển hệ thống phanh ABS và các liên hợp trên ôtô con có thể trình bày qua hình 1.1. Hình 1.1: Quá trình hoàn thiện và phát triển hệ thống phanh ABS và các liên hợp trên ôtô con Các chữ viết tắt trên hình có ý nghĩa sau: ASR: Thiết bị chống trượt quay bánh xe, thiết bị là một phần của hệ thống TRC (Traction Control) dùng để điều khiển lực kéo trên các bánh xe chủ động của ôtô. ESP: Electronic Stability Program – Chương trình kiểm soát ổn định động học của ôtô. Chương trình là một phần của hệ thống VSC, được dùng để kiểm soát khả năng ổn định hướng của ôtô khi phanh, khi đi trên đường vòng hay chuyển động thẳng gặp ngoại lực ngẫu nhiên tác động SBC: Sensoelectric Braking Control – Hệ thống phanh thủy lực điện tử, được bố trí theo sự mở rộng kiểm soát nhờ các cảm biến và chương trình điều khiển thích hợp của ôtô con. EHB: Electrohydraulic brake – Hệ thống phanh thủy lực điện tử là một phân khúc của hệ thống phanh điện tử có sự hỗ trợ của hệ thống thủy lực. BBW: Brake – By – Wirre – Hệ thống phanh điện là một phân khúc của hệ thống phanh điện tử không có sự hỗ trợ của hệ thống thủy lực. Nội dung kỹ thuật của các hệ thống này sẽ được lần lượt trình bày tiếp sau. 2. Mục đích cơ bản của việc bố trí thiết bị ABS trên ôtô: Khả năng điều khiển ôtô nói chung và trong trạng thái phanh nói riêng bị giới hạn bởi giá trị các lực truyền giữa bánh xe và mặt đường. Giải quyết hoàn thiện chất lượng lực truyền này trong các trạng thái mặt đường và điều khiển khác nhau là một nhiệm vụ được thực hiện bởi ABS và các liên hợp. Phương pháp được lựa chọn trong kết cấu là sử dụng các tổ hợp tự động điều chỉnh cơ điện tử (Mechatronic) trên cơ sở của hệ thống phanh ôtô. Hệ thống ABS được sử dụng để duy trì khả năng không bó cứng bánh xe trong các trạng thái phanh ngặt với các mục đích: - Giữ ổn định hướng chuyển động của xe khi phanh trên đường vòng, hay trên đường có trạng thái khác nhau. Với ôtô không bố trí ABS các bánh xe có thể bị khóa cứng và gây xoay thân xe. Với ôtô bố trí ABS khi phanh ôtô sẽ chuyển động ổn định đến khi nào dừng lại, kể cả khi hoạt động trên đường cong, hoặc trên nền đường có trạng thái khác nhau. - Duy trì khả năng điều khiển ôtô bằng vành lái. - Tạo điều kiện rút ngắn quãng đường phanh đặc biệt khi sử dụng ở đường tốt, vận tốc cao. II. CÁC KIẾN THỨC CƠ BẢN VỀ ABS 1. Độ trượt dọc của bánh xe khi phanh: Lực dọc (lực phanh hay lực kéo) trên bề mặt đường của các bánh xe liên quan trực tiếp bởi trọng lượng (tải trọng thẳng đứng) và hệ số bám của bánh xe với nền đường. Hệ số bám phụ thuộc vào nhiều yếu tố: chất lượng bề mặt đường, tính chất của lớp phủ bề mặt, loại lốp xe, nhưng trước hết phụ thuộc rất lớn vào độ trượt của bánh xe. Nếu hệ số bám lớn sẽ cho phép bánh xe tiếp nhận lực dọc lớn, và ngược lại. Độ trượt của bánh xe được gắn liền với khái niệm: nếu bánh xe lăn tự do không chịu tải trọng thẳng đứng, độ trượt bằng không, khi bánh xe bị phanh bó cứng trên nền đường độ trượt sẽ bằng 100%. Để đạt được hệ số bám cao khi phanh cần thiết khảo sát mối quan hệ của hệ số bám j với độ trượt lx của bánh xe. Quan hệ vật lý này được biểu diễn trên hình 1.2. Qui luật như vậy cũng gần giống giữa bánh xe bị phanh và bánh xe chủ động. Ở đây chỉ nêu lên trong trường hợp bánh xe bị phanh. Sự trượt dọc của bánh xe gắn liền với sự biến dạng theo chu vi lốp. Các lớp ở vùng tiếp xúc bị biến dạng, gây nên dịch chuyển tương đối với nền, và được xác định bằng độ trượt Lamdax. Đánh giá sự trượt dọc của bánh xe nhờ độ trượt Lamdax và được định nghĩa trong trường hợp bánh xe bị phanh: Trong đó: v là vận tốc dịch dọc của bánh xe tại vết tiếp xúc, w.rd là vận tốc dịch dọc của bánh xe do sự quay của bánh xe gây nên tại vết tiếp xúc. Như vậy sự trượt của bánh xe với nền xuất hiện kể cả khi bánh xe chịu lực dọc nhỏ. Nếu càng gia tăng lực dọc (ở đây là lực phanh) sự trượt xảy ra càng lớn. Khi lực dọc vượt quá giá trị của lực bám giới hạn, sự trượt hoàn toàn xảy ra. Mối quan hệ giữa hệ số bám dọc jx với độ trượt lx khi phanh được thực nghiệm trên các loại mặt đường: bêtông khô (1), afan ướt (2), nền tuyết (3), nền băng (4) mô tả trên hình 1.3. Trong thực nghiệm hệ số bám dọc lx được định nghĩa bằng tỷ số giữa lực dọc (lực phanh) với tải trọng đặt lên bánh xe. Quá trình diễn biến hệ số bám dọc jx theo độ trượt l xảy ra ở dạng đường cong lồi. Trong trạng thái phanh nhẹ nhằm giảm vận tốc ôtô, giá trị độ trượt thấp. Nếu càng tăng lực phanh, độ trượt cũng sẽ tăng, hệ số bám tăng tới một giá trị lớn nhất (điểm đỉnh – B của hình 1.4) và bắt đầu suy giảm. Sự suy giảm hệ số bám sẽ không cho phép tăng khả năng tiếp nhận lực dọc và bánh xe dẫn tới bị bó cứng. Như vậy đồ thị quan hệ trên chia ra làm hai vùng: vùng ổn định và vùng mất ổn định. Trong các cấu trúc ABS giá trị được lựa chọn trong khoảng 10% đến 30%, và gọi là vùng điều chỉnh tối ưu tương ứng trên hình 1.4 và A, B, C. Tuy nhiên, qui luật của hệ số bám và độ trượt trên các loại mặt đường khác nhau bị thay đổi, do vậy cần thiết bổ sung thông số gia tốc góc bánh xe. Trên các ôtô ngày nay sử dụng cả hai thông số gia tốc phanh (a) và độ trượt (l) của bánh xe làm thông số ngưỡng điều chỉnh thay đổi áp suất phanh của bánh xe, đồng thời sử dụng chế độ điều chỉnh mức thấp với mục đích đảm bảo khả năng quản lý độ trượt ở vùng ổn định. 2. Quan hệ vật lý của bám dọc, bám ngang với độ trượt ở bánh xe: Trong thực tiễn, bánh xe đồng thời thực hiện khả năng truyền lực dọc và lực bên, đồ thị quan hệ của lực dọc, lực bên với hệ số bám như trên hình 1.5. Khi bánh xe biến dạng chịu lực bên, còn kèm theo sự xuất hiện góc lệch bên a ở các bánh xe. Qui luật biến đổi của jy với độ trượt bánh xe Lamdax. - Hệ số jy sẽ đạt giá trị cực đại khi lamdax = 0, sau đó sẽ giảm dần và đạt đến giá trị thấp nhất tương ứng với trạng thái bị bó cứng bánh xe hoàn toàn. Điều này có nghĩa: khi bánh xe dẫn hướng bị bó cứng, khả năng điều khiển hướng ôtô bằng vành lái sẽ không còn hiệu quả. - Trạng thái tối ưu cho phép để đạt được khả năng tiếp nhận lực dọc và lực bên lớn (cả jx và jy đạt giá trị cao), cần thiết hạn chế giá trị độ trượt dọc của bánh xe trong vùng l0 = (10 + 30)% và hệ thống ABS sẽ điều chỉnh độ trượt nằm trong vùng tối ưu đó. - Khi xem xét bánh xe đàn hồi có mặt của góc lệch bên anpha, giá trị Fix, Fiy sẽ giảm khi góc lệch tăng lên, khả năng ổn định của ôtô sẽ kém hơn. Giá trị độ trượt tối ưu l0 = (10 + 30)% là vùng tối ưu mà hệ thống phanh có thiết bị ABS cần đạt được. Vùng tối ưu này được ứng dụng thực tế trên ôtô thông qua các thực nghiệm đối với từng loại ôtô và cấu trúc ABS, bố trí trên xe. 3. Sự quay thân xe: Sự quay thân xe khi phanh gây nên lệch hướng chuyển động của ôtô và làm khó khăn cho việc kiểm soát quĩ đạo chuyển động của ôtô bằng vành lái. Tuy nhiên, sự quay thân xe xuất hiện trên cầu trước và xuất hiện trên cầu sau sẽ ảnh hưởng khác nhau đến quá trình phanh. Sự quay thân xe xảy ra trên cầu trước: Mô tả hiện tượng này trên ôtô có cầu trước điều khiển độc lập trên hình: 1.6. Mô men gây quay thân xe Mz được xác định theo biểu thức: Mz = (Pp1 – Pp2+) B Pp1 và Pp2 là lực phanh sinh ra trên các bánh xe trái và phải. B: chiều rộng của hai vết lốp. Như vậy sự quay thân xe còn chịu ảnh hưởng của trọng lượng toàn bộ ôtô (thông qua Jz) và chiều rộng của ôtô B. Sự quay thân xe xảy ra trên cầu trước, người lái còn có khả năng kịp thời điều chỉnh vành lái, lấy lại quĩ đạo chuyển động của ôtô. Sự quay thân xe xảy ra trên cầu sau: Sự quay thân xe xảy ra trên cầu sau ảnh hưởng nhiều tới khả năng giữ quĩ đạo chuyển động của ôtô, chỉ có các lái xe có kinh nghiệm mới có khả năng hiệu chỉnh vành lái trong trường hợp này. Hạn chế khả năng quay thân xe do cầu sau sẽ đảm bảo hiệu quả ổn định hướng chuyển động khi phanh, mặc dù phải chấp nhận yếu tố giảm khả năng tận dụng trọng lượng bám. Do vậy trên các bánh xe cầu sau có bổ sung bộ điều chỉnh cân bằng áp suất dầu phanh tới các bánh xe của cầu sau. 4. Nguyên lý chung của một mạch điều khiển phanh ABS: Hệ thống phanh của ABS được bố trí cho dẫn động phanh thủy lực và dẫn động phanh khí nén với các nguyên lý tổng quát như nhau. ABS trong hệ thống phanh thủy lực là một hệ thống tự động điều chỉnh áp suất dầu đưa vào xy lanh bánh xe sao cho phù hợp với chế độ lăn của bánh xe nhằm loại trừ khả năng trượt lết của bánh xe khi phanh. Một mạch điều khiển phanh ABS cho một bánh xe bao gồm: xy lanh chính 4, xy lanh bánh xe 2, cơ cấu phanh (giống như mạch bố trí phanh thông thường), và bố trí thêm: bộ điều khiển điện tử 5 (ECU); cảm biến đo tốc độ góc bánh xe 1 (Sensor), van thủy lực điện từ 3 điều chỉnh áp lực dầu phanh (Actuator). Sơ đồ một mạch điều khiển trình bày trên hình 1.7. Cảm biến tốc độ bánh xe 1 có chức năng xác định tốc độ quay của bánh xe, làm việc như một bộ đếm số vòng quay, tín hiệu của bộ cảm biến tốc độ được đưa về bộ điều khiển điện tử (tín hiệu vào ECU – ABS). Bộ điều khiển điện tử 5 làm việc như một máy tính nhỏ theo chương trình đặt sẵn. Tín hiệu điều khiển van điện tử (output signal) phụ thuộc vào tín hiệu của cảm biến (input signal) và chương trình vi xử lý, xác định chế độ làm việc của bánh xe (theo độ trượt), đưa ra tín hiệu điều khiển van điều khiển (cơ cấu thừa hành), thiết lập chế độ điều chỉnh áp suất dầu phanh ở bánh xe. Van điều chỉnh áp suất 3 (hay môdun điều khiển áp lực phanh), là cơ cấu thừa hành của ABS (Actuator). Nhiệm vụ của nó là tạo nên sự đóng, mở đường dầu từ xy lanh chính đến xy lanh bánh xe tùy thuộc vào tín hiệu điều khiển của ECU – ABS. Cấu trúc của van điều chỉnh áp suất là các van con trượt thủy lực được điều khiển bằng điện tử. Sự thay đổi áp suất trong xy lanh bánh xe tạo nên sự thay đổi mômen phanh bánh xe tiến hành phanh hay nhả phanh. Ngoài ra trong ABS còn có nguồn bổ sung năng lượng như: bình dự trữ dầu áp suất thấp, bơm cầu, bình tích năng giảm xung, van an toàn hệ thống. Nguyên lý làm việc cơ bản của ABS như sau: Khi bắt đầu phanh, bánh xe quay với tốc độ quay giảm dần, nếu bánh xe đạt tới giá trị gần bó cứng, tín hiệu của cảm biến chuyển về bộ điều khiển trung tâm. ECU-ABS lựa chọn chế độ, đưa ra tín hiệu điều khiển van điều chỉnh áp suất (giữ hay cắt đường dầu từ xy lanh chính tới xy lanh bánh xe), lực phanh ở cơ cấu phanh không tăng được nữa, bánh xe có xu hướng lăn với tốc độ cao lên, tín hiệu từ cảm biến lại đưa về ECU-ABS. ECU-ABS cung cấp lệnh điều khiển cụm van thủy lực điện từ, giảm áp lực phanh, sao cho bánh xe không bó cứng. Nếu vận tốc góc của bánh xe lại tăng cao, cảm biến tiếp nhận thông tin này đưa về bộ điều khiển điện tử và lại tăng tiếp áp lực điều khiển, nhờ đó bánh xe lại bị phanh và giảm tốc độ quay tới khi gần bó cứng. Quá trình xảy ra được lặp lại theo chu kỳ liên tục, tới khi bánh xe dừng hẳn. Cứ như vậy, hệ thống điện tử kiểm soát chế độ lăn có trượt của bánh xe, trong lúc vị trí bàn đạp phanh không thay đổi. Một chu kỳ điều khiển thực hiện khoảng chừng 1/10 s, do vậy ABS làm việc rất hiệu quả, giúp cho bánh xe luôn nằm trong trạng thái phanh với độ trượt tối ưu, tránh được hiện tượng bó cứng bánh xe. Quá trình này có thể coi như sự nhấp phanh liên tục của người lái khi phanh, nhưng mức độ chuẩn xác cao hơn và tần số lớn hơn nhiều so với người lái xe có kinh nghiệm. Trong kết cấu thực tế hệ thống được tổ hợp là nhiều mạch (kênh) điều khiển khác nhau cho từng bánh xe hay một số bánh xe. Để giữ cho các bánh xe làm việc ở vùng có hệ số trượt l0 với lực phanh tối ưu và không xảy ra sự khóa cứng các bánh xe cần phải điều chỉnh áp suất dầu dẫn đến cơ cấu phanh. 5. Kiểm soát độ trượt bánh xe: Việc điều chỉnh được thực hiện nhờ các thông số sau: - Theo giá trị độ trượt cho trước; - Theo gia tốc góc của các bánh xe bị phanh; - Theo giá trị tỷ số giữa vận tốc góc bánh xe với gia tốc chậm dần của nó. Trong thực tế việc xác định trực tiếp độ trượt rất khó khăn, đặc biệt là khi phanh gấp trên nền trơn, giá trị độ trượt nhanh chóng vượt quá giới hạn độ trượt tối ưu, bộ ECU của ABS sẽ tính toán thông qua các giá trị khác như: vận tốc góc, gia tốc góc của bánh xe và gia tốc dài của xe. Các hệ thống ABS ngày nay sử dụng cảm biến đo vận tốc bánh xe theo thời gian và xác lập các mối quan hệ say đây trong ECU: vận tốc tức thời của bánh xe, gia tốc góc của bánh xe, độ trượt bánh xe. Mô tả quá trình kiểm soát độ trượt theo gia tốc trình bày trên hình 1.8. Phương pháp quản lý độ trượt của bánh xe trên cơ sở các tín hiệu tiếp nhận từ cảm biến vận tốc bánh xe được giải thích như sau: Vận tốc chuyển động của ôtô Vxe được hình thành trên cơ sở các vận tốc quay của các bánh xe bị phanh Vk. Việc xác định được giá trị gia tốc giới hạn (-a) được xuất phát từ giá trị vận tốc giới hạn của bánh xe là v (l1) với l1 nằm trong vùng độ trượt tối ưu. Nếu giá trị tuyệt đối l1 càng lớn (bánh xe bị phanh bó cứng nhiều), giá trị vận tốc giới hạn v (l1) càng nhỏ và ngược lại. Giá trị giới hạn -a dùng để điều khiển chuyển chế độ tăng áp sang chế độ giữ áp hay giảm áp. Tại giá trị vận tốc bánh xe, thực hiện chế độ điều chỉnh, tốc độ bánh xe được ghi nhận là tốc độ đại diện vdd và dùng để kiểm soát giá trị vận tốc giới hạn theo độ trượt v(l1). Quá trình thay đổi Vdd bám sát quá trình biến đổi vận tốc ôtô, cho tới khi giá trị Vk = Vdd, Vdd lại lấy theo Vk. Điều này đảm bảo độ trượt nằm sát vùng tối ưu l0. Khi nhả phanh, bánh xe đạt được gia tốc dương, giá trị giới hạn +a thường thấp hơn giá trị tuyệt đối của -a, nhằm hạn chế sự tăng gia tốc góc lớn. Giá trị giới hạn +a dùng để điều khiển chuyển chế độ giữ áp hay giảm áp sang chế độ tăng áp. III. CÁC SƠ ĐỒ BỐ TRÍ ABS TRÊN ÔTÔ CON NGÀY NAY Các loại dẫn động phanh thủy lực: Ngày nay trên ôtô con chỉ cho phép chế tạo dẫn động phanh hai dòng, xy lanh “tăngđem” với các sơ đồ kết cấu dẫn động phanh cơ bản sau - Bố trí dẫn động độc lập cho từng cầu (kiểu T); - Bố trí dẫn động chéo (kiểu K). Trên cơ sở của hai dạng, hình thành các cấu trúc ABS khác nhau, với việc bố trí cụm van điều chỉnh áp suất đặt trên các mạch dẫn động phanh khác nhau. Tùy thuộc vào mức độ phức tạp yêu cầu các cấu trúc ABS sẽ có các kết cấu bố trí khác nhau. Các cấu trúc điều khiển hệ thống ABS: Trong các chương trình thiết lập của ECU-ABS, các môđun điều khiển áp suất có liên quan trong hệ thống với nhau. Tùy thuộc vào loại cảm biến, thiết lập chương trình điều khiển có thể phân chia ra một số nguyên tắc điều khiển khác nhau: điều khiển theo điều kiện bám thấp “SL”, điều khiển độc lập từng bánh xe “IR”, điều khiển độc lập cải biên “IRM” Các khái niệm điều khiển này gắn liền với khả năng đảm bảo hiệu quả phanh và tránh quay thân xe khi phanh như đã trình bày. Hiệu quả làm việc của hệ thống phanh ABS phụ thuộc vào sự làm việc của tất cả các bánh xe, trước hết phụ thuộc vào các cấu trúc bố trí ABS trên các mạch dẫn động phanh cơ bản của ôtô. Các mạch dẫn động phanh có điều chỉnh áp suất trong hệ thống ABS phụ thuộc vào kết cấu dẫn động phanh cơ sở, yêu cầu của phương pháp điều chỉnh áp suất đối với các bánh xe và số lượng kênh điều chỉnh, cảm biến tốc độ bánh xe. Loại có 4 cảm biến – 4 kênh điều khiển, kiểu dẫn động T: Các bánh xe cầu trước, cầu sau được điều khiển độc lập (hình 2.1) nhờ các cảm biến và van điều khiển áp suất độc lập “IR/IR”. Do điều khiển riêng rẽ cho từng bánh xe nên tạo được hiệu quả phanh cao, các bánh xe dẫn hướng dễ dàng điều khiển hướng chuyển động. Cấu trúc phù hợp với ôtô con thường xuyên sử dụng ở vận tốc cao, trên nền đường tốt, đồng nhất. Tuy nhiên, khi đi trên nền đường có hệ số bám khác nhau, lực phanh sinh ra không bằng nhau giữa bánh xe trái và phải, sẽ xuất hiện mômen quay thân xe xung quanh trục đứng lớn, các lực bên ở các bánh xe khác nhau nhiều. Việc xuất hiện lực bên đồng thời xảy ra góc lệch bên bánh xe, kết quả có thể làm xấu ổn định hướng chuyển động. Trong sơ đồ cho phép ứng dụng với các phương pháp bố trí truyền lực với ký hiệu được ghi: - Động cơ đặt trước, cầu trước chủ động (Front engine, Front drive – FF); - Động cơ đặt trước, có cầu sau chủ động (Front engine, Rear drive – FR) Với cấu trúc FF, trọng lượng xe được đặt lớn hơn ở trên các cấu trước, khi phanh tải trọng của xe tăng ở phía trước và tải trọng phanh bố trí cho cầu trước chiến khoảng 70% lực phanh của toàn xe. Điều này có nghĩa rằng: hầu hết năng lượng phanh tập trung trên cầu trước và cần đạt đến giá trị hệ số bám dọc lớn nhất khi ABS hoạt động, do vậy trên các bánh xe cầu trước sử dụng điều khiển độc lập là cần thiết. Loại ABS điều khiển riêng rẽ ở trên tuy không hoàn toàn tối ưu về tính ổn định hướng khi phanh, nhưng được sử dụng với các hệ thống có ABS và liên hợp điều khiển (sẽ trình bày ở các phần sau). Loại có 4 cảm biến – 3 kênh điều khiển dẫn động T: Loại có 4 cảm biến – 3 kênh điều khiển được sử dụng phổ biến trên xe có ABS đơn giản với 3 cấu trúc như trên hình 2.2. Cấu trúc (2+1): Các bánh xe cầu trước điều khiển độc lập, các bánh xe cầu sau sử dụng hai cả biến riêng rẽ nhưng chỉ có một van điều khiển chung. Các bánh xe của cầu sau được điều khiển chung theo tín hiệu trượt từ bánh xe có hệ số bám thấp hơn (điều khiển chung cả hai bánh xe bởi mạch logic “điều khiển SL”). Cấu trúc này giảm được sự xoay thân xe, nâng cao khả năng tiếp nhận lực bên ở cầu sau. Cấu trúc (1+2): Các bánh xe cầu trước sử dụng hai cảm biến riêng nhưng có một van điều khiển chung, làm việc theo “điều khiển SL”, các bánh xe của cầu sau điều khiển độc lập “IR”. c. Loại có 3 cảm biến – 3 kênh điều khiển, kiểu dẫn động T: Loại 3 cảm biến – 3 kênh điều khiển trình bày trên hình 2.3. Cấu trúc (2+1) dùng trên xe cấu trúc FR. Hai bánh xe trước được điều khiển độc lập cải biên (IRM”. Khi phanh trên nền đường có hệ số bám khác nhau, các bánh xe được điều khiển độc lập đảm bảo khả năng tiêu hao lớn động năng của ôtô, mặt khác do sự tăng tải nên mômen phanh tại bánh xe cầu trước có hệ số bám cao tăng chậm, giúp cho người lái có đủ thời gian để điều khiển các bánh xe dẫn hướng phù hợp với sự điều chỉnh trên vành lái. Cầu sau chủ động có một cảm biến đặt ở truyền lực chính, còn van điều chỉnh bố trí trước khi chia đường dầu ra các bánh. Cấu trúc (1+2) dùng trên xe có cấu trúc FF. Một van và một cảm biến đặt ở cầu trước, hai cảm biến và hai van điều khiển đặt ở hai bánh xe sau (bộ điều khiển độc lập IR). Cấu trúc hình thành khả năng điều khiển cân đối lực phanh tại hai bánh xe cầu trước khi chuyển động với vận tốc cao, trên đường tốt. Sự gia tăng tải trọng thẳng đứng trên cầu trước cho phép hạn chế khả năng bó cứng các bánh xe cầu trước và tận dụng tối đa lực bám để tăng lực phanh, tiêu hao động năng ôtô khi phanh gấp. Cấu trúc ABS đối với dẫn động phanh kiểu dẫn động “K”: Hai sơ đồ sử dụng được trình bày trên hình 2.4. Bộ điều khiển độc lập “IRM/IR” – 4 kênh điều khiển 4 cảm biến bố trí chéo, bánh xe phía trước điều khiển độc lập cải biên “IRM”, các bánh phía sau bố trí độc lập “IR”. Bộ điều khiển dạng 2+2 đặt chéo “IRM/IR” đảm bảo người lái xe dễ dàng điều khiển trong tình huống phanh cần thiết. Sơ đồ (2+2) này được sử dụng nhiều trên các loại xe có ABS và liên hợp TRC, VSC. Loại 2 cảm biến 2 kênh điều khiển bố trí trên cầu sau, thực hiện “điều khiển IR”, được sử dụng trên xe loại FF có giá thành rẻ. Cũng như các cấu trúc tương tự, cấu trúc này không có khả năng rút ngắn quãng đường phanh khi phanh gấp (thậm chí còn gia tăng quãng đường phanh do việc hạn chế lực phanh trên cầu sau và ảnh hưởng xấu đến khả năng ổn định hướng). Các cấu trúc theo sơ đồ 2 kênh, 1 kênh ngày nay không bố trí trên ôtô con nữa, kể cả cho dạng bố trí dẫn động phanh kiểu K và kiểu T. Sơ đồ tổng quát của ABS: Trên hình 2.5 trình bày sơ đồ cấu trúc chung của hệ thống ABS loại “IR/IR” có 4 cảm biến, 4 kênh điều khiển trên ôtô con phổ thông. Các môđun điều khiển ABS là các van điện từ điều chỉnh áp suất dẫn tới xy lanh bánh xe. Mỗi kênh điều khiển của xe bố trí các môđun điều khiển theo hai dạng: - Mỗi kênh sử dụng 1 van 3 vị trí (môđun 3 vị trí). - Mỗi kênh sử dụng 2 van 2 vị trí (môđun gồm 2 van 2 vị trí). 4. Cấu trúc, nguyên lý làm việc một môđun 3 vị trí: Toàn bộ các cụm van được bố trí trong block thủy lực. Tách riêng một mạch điều khiển của van 3 vị trí được mô tả trên hình 2.6a. Môđun (3a) là cụm van thủy lực điện từ 3 vị trí, đặt nằm giữa xy lanh chính (4) và xy lanh bánh xe (2). Môđun làm việc gắn liền với bơm và van điều tiết áp suất (3c), bầu tích năng (3b). Môtơ bơm có nhiệm vụ cung cấp dầu có áp suất cao (120 – 130) bar cho van khi cần thiết, cuộn dây của van được điều khiển nhờ tín hiệu điều khiển của ECU-ABS. Mạch thủy lực của bơm dầu nối song song với mạch thủy lực điều khiển xy lanh bánh xe và cung cấp dầu hay chuyển dầu qua hai van một chiều. Bầu tích năng bố trí song song với bơm làm nhiệm vụ ổn áp đường dầu trong quá trình điều khiển và là nơi tích trữ năng lượng khi xy lanh bánh xe giảm áp. Điện áp điều khiển cuộn dây ở 3 mức (0; 2; 5A). Cụm van (3a) bao gồm: cuộn dây điện (4) bố trí trong vỏ của cụm van, cuộn dây 4 tạo nên từ trường khi cho dòng điện đi qua, lõi thép từ (5) đặt trong cuộn dây có khả năng di chuyển theo cường độ từ trường tạo ra, lõi thép từ luôn chịu tác động của lò xo định vị các van A, van B bố trí nằm trong lõi thép từ, liên kết với nhau thông qua các lò xo nhỏ. Van A có nhiệm vụ đóng mở mạch cấp dầu cho xy lanh bánh xe, van B có nhiệm vụ đóng mở mạch thoát dầu sang bình tích dầu (3b). Trong lõi thép từ có một cửa dầu C cấp dầu thông qua lõi thép (2). Các trạng thái điều khiển cho một bánh xe bao gồm: chế độ phanh trước điều chỉnh, chế độ giữ áp, chế độ giảm áp, chế độ tăng áp trở lại. Chế độ phanh trước điều chỉnh (phanh bình thường): Ở trạng thái phanh bình thường (hình 2.6a) khi bánh xe được phanh chưa tới giới hạn của độ trượt tối ưu ECU-ABS không gửi dòng điện đến cuộn dây của các van điện. Do vậy các cuộn dây chưa bị điều khiển. Khi đó lõi thép 5 bị đẩy xuống dưới tác dụng lò xo nén, van A mở, van B đóng. Khi tác động lên bàn đạp phanh, dầu có áp suất từ xilanh phanh chính (7) qua van A đến cửa C và đưa tới xilanh bánh xe (2) thực hiện tăng áp phanh bánh xe. Dầu phanh không đi qua bơm bởi van một chiều đóng kín. Bơm không hoạt động. Khi thôi phanh, dầu hồi từ xilanh bánh xe (2) về xilanh phanh chính (7) thông qua cửa C và van A. Lúc này môđun đóng vai trò như đường thông dẫn dầu. Khi xe chuyển động với tốc độ cao, thực hiện phanh với cường độ phanh lớn hơn, ECU-ABS được đưa vào hoạt động, quá trình tăng áp xảy ra theo mạch bình thường. Bơm làm việc ở chế độ không tải. Nếu bất kỳ bánh xe nào có độ trượt gia tăng tới giới hạn trượt trong khoảng định sẵn (thông qua ECU-ABS) van thủy lực điện từ sẽ được điều khiển giữ áp suất dầu phanh tác dụng lên xilanh của bánh xe đó. Chế độ giữ áp (hình 2.6b): Khi áp suất bên trong xilanh công tác tăng, cảm biến độ thu nhận thông tin về tốc độ bánh xe đạt giá trị mong muốn. ECU-ABS cấp dòng điện 2A đến cuộn dây van điện từ để điều khiển van giữ áp suất dầu không đổi đến xilanh công tác. Điện áp của cuộn dây do ECU-ABS ở mức 2A, lực điện từ sinh ra trong cuộn dây giữ lõi thép ở vị trí giữa, đóng van A, van B chưa được mở (vẫn đóng). Van A đóng giúp cho mạch dẫn động dầu ngăn cách giữa xilanh chính và xilanh bánh xe. Cửa C sẽ không chịu ảnh hưởng của áp suất dầu từ xilanh chính do van A đóng. Áp suất dầu trong xilanh bánh xe không gia tăng được nữa. Chế độ giữ áp cũng được thực hiện như thế khi bánh xe đang nằm trong giới hạn độ trượt định sẵn do quá trình giảm áp gây nên. Chế độ giảm áp (hình 2.6c): Khi một bánh xe có xu hướng bị tăng độ trượt vượt quá giới hạn định trước, ECU-ABS sẽ cấp tín hiệu dòng điện 5A đến cuộn dây. Lực điện từ sinh ra trong cuộn dây giữ lõi thép ở vị trí trên cùng, đóng van A, van B được mở. Van A đóng giúp cho mạch dẫn động dầu ngăn cách giữa xilanh chính và xilanh bánh xe. Dầu phanh từ xilanh công tác qua cửa B hồi về bầu tích (3b), áp suất dầu trong xilanh bánh xe giảm. Nếu áp suất dầu từ xilanh bánh xe còn lớn, ban đầu chất lỏng san bằng với áp suất trong bầu (3b), sau đó được bơm chuyển qua van một chiều quay trở về xilanh chính. Do cửa A đóng, dầu không vào được van điện từ nên không ảnh hưởng tới quá trình giảm áp suất của xilanh bánh xe giảm, ngăn không cho bánh xe bị khóa cứng. Mức độ giảm áp suất dầu được điều chỉnh bằng cách lặp lại các chế độ giảm áp và giữ. Van điện từ ở vị trí này cho tới khi bánh xe chuyển động tới giá trị độ trượt cho phép. Tiếp theo van điện từ quay trở lại chế độ “giữ áp” hay “tăng áp” tùy thuộc theo tín hiệu nhận được từ bánh xe, và chu kỳ điều khiển lại lặp lại. Chế độ tăng áp trở lại: Khi độ trượt giảm nhỏ cần tăng áp trong xilanh công tác để tạo nên lực phanh lớn. ECU ngắt dòng điện cấp cho van điện. Lực từ trường không còn, nhờ lực hồi vị của lò xo mà van phía trên dịch chuyển xuống mở van A, van B đóng. Dầu từ xilanh chính chảy qua cửa C đến xilanh công tác, thực hiện gia tăng áp suất, mômen trên bánh xe. Mức độ tăng áp được điều khiển nhờ lặp lại chế độ tăng áp và giữ áp. Môtơ bơm hoạt động. Đồng thời sự tăng hay giảm áp suất chất lỏng có thể xảy ra liên tục bằng phương pháp tương tự mà không bị xảy ra mạch động trong điều khiển. Sơ đồ ở trạng thái như trên hình 2.6a. Sơ đồ tổng quát hệ thống ABS sử dụng 3 van 3 vị trí (kiểu T): Sơ đồ hệ thống phanh ABS chỉ ra trên (hình 2.7) có bộ điều hòa áp suất (đặt ngay sau xilanh chính) cho hai dòng dẫn động. Cảm biến gia tốc dọc có thể bố trí hay không trên một số xe 2WD. Các nhà sản xuất chế tạo theo tiêu chuẩn, nhằm giảm thiểu sự phức tạp trong công nghệ. Các van thủy lực điện từ ngày nay trên ôtô con đều bố trí trong một khối (block) thủy lực. Khối này đặt gọn bên cạnh (hay đặt tách rời) với ECU-ABS. Như vậy cả hai van được làm việc trên cơ sở tín hiệu điện của ECU-ABS, ở mỗi van có hai vị trí tương ứng với trạng thái tín hiệu cấp: ON, OFF. Tổ hợp các trạng thái mạch điều khiển thực hiện chức năng tăng áp, giữ áp, giảm áp (tương tự như môđun điều khiển của loại van 3 vị trí). Hệ thống thuộc hệ thống phanh ABS tiêu chuẩn với 3 hay 4 cảm biến tốc độ và 3 kênh điều chỉnh (2+1), với kiểu bố trí dẫn động phanh T. Một kênh điều chỉnh cho hai bánh xe sau đảm bảo hạn chế sự khác nhau của lực phanh trên cầu sau. Hai kênh bố trí trên cầu trước độc lập (IRM) cho phép sử dụng tối đa lực bám của các bánh xe cầu trước và tăng khả năng điều khiển hướng chuyển động của bánh xe dẫn hướng. Việc sử dụng bộ điều hòa áp suất giữa hai dòng dẫn động cho phép đảm bảo cung cấp đủ lớn lượng dầu cho hai bánh xe cầu sau mà không gây nên sự thay đổi áp suất dẫn động chung. - Một van 2 vị trí thực hiện chức năng đóng và mở đường dầu. Tổ hợp 2 van 2 vị trí thực hiện dễ dàng các chức năng tăng áp, giữ áp và giảm áp của mạch điều chỉnh áp suất. - Mỗi van chỉ bao gồm 2 vị trí đối ngược nhau (ON, OFF), tương ứng với các trạng thái cấp và ngắt đường dầu qua một van khi con trượt di chuyển trong vỏ. Mạch logic điều khiển này phù hợp với hệ cấp tín hiệu ở hai mức, nâng cao độ tin cậy của hệ thống, rút ngắn khoảng thời gian chậm tác dụng và nâng cao tần số điều khiển. Cấu trúc cụ thể van 2 vị trí dùng trên ABS của các nhà chế tạo có thể khác nhau, song đều Cấu tạo, nguyên lý làm việc của một modun 2 van 2 vị trí: Ngày nay trên ôtô con phần lớn chuyển sang sử dụng cấu trúc mô đun điều chính áp suất dạng 2 van 2 vị trí. Cấu trúc của van 2 vị trí khác với van 3 vị trí. Sơ đồ cấu tạo của các van dùng trong các tài liệu kỹ thuật hiện nay trình bày trên hình 2.8. Sử dụng môđun hình thành bởi tổ hợp 2 van 2 vị trí cho mạch điều khiển đảm nhận chức năng tương tự như loại môđun 3 vị trí, tuy nhiên có nhiều ưu điểm nổi bật: - Hệ thống ABS có nhiều khả năng tổ hợp với các tính năng khác (BAS, TRC,), bằng cách gia tăng thêm số lượng môđun điều chỉnh. Khi phanh xe, áp suất dầu được cung cấp bởi xilanh chính tăngđem đi qua van dầu (A) đến từ xilanh bánh xe và một phần được cấp cho bầu tích năng qua một van tiết lưu. Chế độ phanh trước giới hạn điều chỉnh: Khi phanh bình thường (hình 2.9a), tín hiệu điều khiển không được đưa vào ECU-ABS. ECU-ABS không cấp điện cho các van điện từ A và van điện từ B, van A mở, còn van B đóng. Dầu từ xilanh chính qua van A truyền trực tiếp tới xilanh bánh xe, van B ngắt đường dầu về bơm, thực hiện đưa dầu tăng áp đến bánh xe, tạo sự phanh trước giới hạn điều chỉnh ở cơ cấu phanh. Bánh xe đang lăn trơn trên đường được phanh bởi cơ cấu phanh và xuất hiện sự trượt lết bánh xe trên nền đường với độ trượt tăng dần theo sự gia tăng của áp suất dầu trong xilanh bánh xe. Độ trượt bánh xe trên nền đường tăng dần tới giới hạn cần thiết phải điều chỉnh, ECU-ABS xuất tín hiệu điện, van A chuyển sang chế độ đóng, ngắt dầu cấp tới xilanh, kết thúc chế độ tăng áp, chuyển sang chế độ giữ áp. Chế độ giữ áp (hình 2.9b): Nếu bánh xe bị phanh tới giới hạn độ trượt cần điều chỉnh (gia tốc phanh hoặc độ trượt giới hạn), thông tin từ cảm biến về tốc độ bánh xe gửi về ECU-ABS. ECU-ABS thực hiện duy trì áp suất dầu bằng cách: chuyển tín hiệu đến van A và ngắt mạch cấp dầu, trong lúc van B vẫn đóng kín đường thoát dầu. Áp suất dầu trong xilanh bánh xe không thay đổi tạo nên chế độ giữ áp suất dầu. Mômen phanh không tăng được, duy trì độ trượt của bánh xe. Trong thực tế quan hệ lăn của bánh xe trên đường liên tục biến đổi, độ trượt bánh xe cũng thay đổi và dẫn tới các trạng thái: - Nếu độ trượt giảm nhỏ hơn độ trượt giới hạn, mạch điều khiển cần chuyển về chế độ tăng áp suất dầu trong xilanh phanh bánh. - Nếu độ trượt tăng cao hơn độ trượt giới hạn, mạch điều khiển cần chuyển về chế độ giảm áp suất dầu trong xilanh phanh bánh. Các cảm biến tốc độ quay của bánh xe tiếp nhận các tín hiệu này, chuyển về bộ vi xử lý (ECU-ABS) và ECU đưa ra các tín hiệu điều khiển các van điện từ thích hợp. Quá trình giữ áp có thể duy trì với một khoảng thời gian dài hay ngắn tùy thuộc vào sự biến đổi độ trượt của bánh xe trên nền đường. Chế độ giảm áp (hình 2.9c): Nếu độ trượt (hoặc gia tốc) bánh xe đột ngột gia tăng vượt quá giới hạn cho phép, mạch điều chỉnh thực hiện giảm áp suất dầu bằng cách: ECU-ABS chuyển tín hiệu đến van A và ngắt mạch cấp dầu, chuyển tín hiệu đến van B mở đường thoát dầu sang bình dự trữ (7). Áp suất dầu trong xilanh bánh xe và mômen phanh giảm, giảm độ trượt của bánh xe với nền.Khi giảm áp suất dầu: - Nếu áp suất dầu sau van B cao, dầu được chuyển vào bình dự trữ (7) và đẩy van một chiều chảy vào bơm. Bơm hút dầu chuyển về bình tích năng (4), chuẩn bị đáp ứng điều kiện khi cần thay đổi chế độ làm việc tiếp sau. - Nếu áp suất dầu sau van B thấp, dầu chứa vào bình dự trữ. d. Chế độ tăng áp trở lại: Nếu độ trượt của bánh xe đột ngột giảm quá giới hạn tối ưu cho phép, thông tin tốc độ bánh xe từ cảm biến gửi về ECU-ABS, ECU-ABS thực hiện tăng áp suất dầu bằng cách: cắt tín hiệu đến van A và đóng mạch cấp dầu, cắt tín hiệu đến van B ngắt đường thoát dầu sang bình dự trữ. Chế độ làm việc của mạch điều chỉnh áp suất thực hiện như trên hình 2.9a. Áp suất dầu trong xilanh bánh xe được tăng dần, mômen phanh trong cơ cấu phanh tăng, độ trượt lại tăng tới giới hạn yêu cầu. Sự tăng áp trong trạng thái điều chỉnh này của mạch ABS không có sự gia tăng áp lực từ bàn đạp phanh, mà thực hiện cấp năng lượng (qua áp suất dầu) từ bơm dầu. Nhờ tác dụng cấp năng lượng từ bơm dầu thông qua bình tích năng nên người lái không cảm thấy sự thay đổi lực trên bàn đạp. Trong suốt quá trình điều chỉnh ABS, các van được điều khiển bằng cuộn dây từ trường chuyển trạng thái tắt hay mở trong một khoảng thời gian rất nhanh bởi hệ điều khiển điện tử. Sự đóng ngắt mạch cấp dầu điều chỉnh theo sự quay của bánh xe với giới hạn độ trượt tối ưu. Sơ đồ tổng quát hệ thống phanh ABS sử dụng môđun 2 van 2 vị trí: Sơ đồ tổng hợp mạch thủy lực ABS đơn thuần với 6 van 2 vị trí (kiểu T): Mạch thủy lực ABS với 6 van 2 vị trí dẫn động kiểu T trình bày trên hình 2.10. Hệ thống được bố trí cho dẫn động phanh kiểu T với 3 cảm biến tốc độ và 3 kênh điều chỉnh (2+1). So với loại môđun 3 vị trí, loại môđun 2 van 2 vị trí có khả năng dịch chuyển con trượt ngắn, nên trên một số cấu trúc không bố trí van một chiều hồi dầu nhanh. Hai kênh bố trí trên cầu trước độc lập (IRM). Một kênh cho hai bánh xe sau. Để đảm bảo hạn chế áp suất ra cầu sau tránh bị sớm tăng độ trượt tới giới hạn điều chỉnh, trên mạch dẫn ra cầu sau sử dụng van giảm áp suất. Cấu tạo của van giảm áp suất loại cơ khí: sử dụng van con trượt tiết lưu lượng dầu tùy thuộc vào áp lực dẫn ra cầu sau, theo nguyên tắc càng tăng cường độ phanh càng giảm áp suất ra cầu sau. Sơ đồ được sử dụng với hệ thống 3 cảm biến 3 kênh điều khiển. Khi sử dụng với hệ thống điều khiển 4 cảm biến, mạch dẫn ra cầu sau được điều khiển theo logic ở mức thấp “SL” như đã trình bày trước đây. Sơ đồ mạch thủy lực ABS với van 2 vị trí của hãng BOSCH trình bày trên hình 2.11, với dẫn động phanh chéo (K). Hệ thống ABS 5 này được áp dụng trên ôtô con (năm 1994) với ký hiệu E38/M60. Các bộ phận của mạch thủy lực được tổ hợp trong cùng một block thủy lực, các van điện từ được bố trí rời và lắp ráp ngay trên thân của blok thủy lực. Khi cần bố trí bộ ECU-ABS với các môđun thủy lực có thể liên kết với nhau bằng các cáp dẫn, đầu nối. Mạch thủy lực chia thành 2 phần cơ ban: cụm van ABS cơ bản, cụm van mở rộng chức năng ABS. - Cụm van ABS cơ bản dùng với 8 van 2 vị trí cho 4 bánh xe điều khiển độc lập “IR”, theo nguyên lý đã trình bày ở phần trên. Van A của mạch điều chỉnh có thêm van hồi dầu nhanh, nhằm giúp cho việc mở rộng đường dầu hồi, tạo điều kiện nhanh chóng tiến hành phanh lần sau. - Cụm van mở rộng chức năng ABS bao gồm 4 van 2 vị trí. Mỗi mạch phanh cấp dầu cho môđun điều k hiển ABS của bánh xe thông qua 2 van 2 vị trí và các van một chiều, van an toàn áp suất. - Khi làm việc ở chế độ phanh ABS thông thường các van 3 (nằm trong cụm van mở rộng chức năng) ở trạng thái mở thông đường dầu từ xilanh chính tới các cụm van ABS cơ bản, các van 4 ở trạng thái ngắt. - Khi làm việc ở các chức năng mở rộng các van 3 và 4 đều ngắt mạch dầu thông với xilanh chính. Van 4 chỉ được mở khi cần bù dầu vào hệ thống ABS cơ bản. So với các mạch thủy lực khác trên hệ thống có lắp van 3, van 4 tạo điều kiện ngắt mạch dầu ra khỏi xilanh chính khi làm việc ở chế độ BAS, TRC, VSC. Các van này được điều khiển bởi ECU-ABS và các chương trình chức năng sẽ trình bày ở các bài sau. Mạch tín hiệu lấy từ các cảm biến vận tốc quay của bánh xe và ECU-ABS tính toán vận tốc chuyển động của ôtô (không có cảm biến gia tốc G). Từ giá trị vận tốc của từng bánh xe riêng lẻ xác định độ trượt và vận tốc đặc trưng của ôtô. Trong trường hợp đi thẳng, tốc độ đặc trưng nằm gần cùng độ trượt có hệ số bám max. Trong trường hợp quay vòng, vận tốc đặc trưng tính toán thu được từ các cặp bánh xe chéo có vận tốc lớn nhất. Từ giá trị này tính toán gia tốc bánh xe. Bộ điều khiển điện tử được trang bị hai tổ hợp xử lý vi mạch song song (Microprocessor) có liên hệ chặt chẽ và cả phần mềm kiểm soát, nhằm có thể xác định đúng các hàm và mạch logic điều khiển. Khi có cùng tín hiệu vào, các tín hiệu ra điều khiển phải phù hợp. Nếu có sự sai lệch mạch logic tại một thời điểm bất kỳ nào đó, các tính toán trước đó được loại bỏ và van mở mạch dầu 3 tạm ngắt. Các hàm tính toán và mạch logic phân tích các tín hiệu tiến hành liên tục và có tốc độ tính toán nhanh hơn nhiều lần sơ với một chu trình điều chỉnh áp suất thủy lực trên hệ thống. Như vậy, việc sử dụng các môđun 2 van 2 vị trí giúp cho hệ thống ABS có thể thực hiện được chức năng phanh với chế độ ABS cơ bản (khi đó sự phanh của hệ thống ABS được tiến hành nhờ tín hiệu đóng mạch điều khiển phanh từ công tắc bố trí ở bàn đạp phanh). Khi hoạt động ở chế độ BAS, TRC, VSC hệ thống sử dụng tín hiệu phanh khẩn cấp (BAS) hay kích hoạt bằng phím bấm ở trên bảng điều khiển (TRC, VSC). Trong trường hợp này mạch năng lượng cung cấp phanh dùng từ bơm dầu mà không tiếp nhận năng lượng từ bàn đạp phanh và xilanh chính. PHẦN 4: CÁC BỘ PHẬN CHÍNH CỦA HỆ THỐNG ABS I - ECU điều khiển trượt: 1. Khái quát : - ECU nhận tín hiệu từ các cảm biến tốc độ. - ECU đánh giá mức trượt giữa các bánh xe và mặt đường khi phanh. - ECU điều khiển các van điện từ của bộ chấp hành theo 3 chế độ. 2. Điều khiển: - ECU ước tính tốc độ bánh xe bằng cách tính toán tốc độ và sự giảm tốc của mỗi bánh xe. - ECU sẽ phát hiện và giảm áp suất thủy lực trong xylanh của bánh xe sắp bị bó cứng. 3. Điều chỉnh tốc độ bánh xe: - Khoảng A : ECU đặt các van điện từ vào chế độ “giảm áp” theo mức giảm tốc của bánh xe. ECU chuyển các van điện từ vào chế độ “giữ” sau khi áp suất hạ xuống để theo dõi sự thay đổi tốc độ bánh xe. ECU sẽ lại giảm áp suất nếu nó cho rằng cần tiếp tục giảm. - Khoảng B : Khi áp suất thủy lực tác động vào bánh xe giảm do giảm áp suất thủy lực trong xylanh (khoảng A). ECU đặt các van điện từ lần lượt vào chế độ “tăng áp” và “giữ” để bánh xe sắp bị khóa hồi phục tốc độ. - Khoảng C: Khi áp suất thủy lực trong xylanh bánh xe được ECU tăng lên (khoảng B),bánh xe lại có xu hướng bị khóa. ECU lại chuyển các van điện từ về chế độ “giảm áp”. Khoảng D : Vì áp suất thủy lực trong xylanh của bánh xe lại giảm (khoảng C),ECU lại bắt đầu tăng áp suất như trong khoảng B. 4. Chức năng kiểm tra ban đầu: ECU điều khiển các van điện từ và các môtơ bơm theo trình tự để kiểm tra hệ thống điện của ABS. Chức năng này chỉ hoạt động 1 lần mỗi khi bật khóa điện sang vị trí ON, tốc độ xe lớn hơn 6km/h, với đèn phanh tắt. 5. Chức năng chẩn đoán: Nếu một sự cố xảy ra ở bất cứ một hệ thống nào trong các hệ thống tín hiệu,đèn báo ABS trên đồng hồ táp lô sáng lên. Đồng thời,các mã chẩn đoán hư hỏng (DTC) được lưu giữ trong bộ nhớ. Đọc DTC bằng cách nối máy chẩn đoán vào DLC3 hoặc gây ra đoản mạch giữa cực TC và CG và đếm số lần nháy đèn. 6. Chức năng an toàn: Nếu ECU phát hiện một sự cố trong hệ tín hiệu hoặc trong rờ le, dòng điện chạy đến bộ chấp hành sẽ bị ngắt. Do đó,hệ thống phanh hoạt động mặc dù ABS không hoạt đông, nhờ vậy đảm bảo được các chức năng phanh bình thường. II - Bộ chấp hành: 1. Khái quát : Bộ chấp hành gồm các van điện từ giữ và giảm áp suất,bơm,môtơ và bình chứa. Khi nhận tín hiệu từ ECU,van điện từ đóng hoặc ngắt,áp suất thủy lực ở xylanh bánh xe tăng lên,giảm xuống hoặc giữ để tối ưu hóa mức trượt cho mỗi bánh xe. 2. Hoạt động : Mạch thủy lực ABS của các xe FF là mạch chéo. Sau đây là nguyên lý hoạt động của một nhánh mạch chéo,nhánh còn lại hoạt động tương tự. b. Khi phanh gấp - Chế độ giảm áp : ECU điều khiển đóng mạch các van điện từ giữ và giảm. Cửa (a) đóng và cửa (b) mở. Dầu chảy từ cửa (b) đến bình chứa và được bơm hút về xylanh chính. - Chế độ giữ : ECU điều khiển đóng van điện từ giữ và ngắt van điện từ giảm áp suất. Cửa (a) và (b) đều đóng. Áp suất thủy lực ở cả 2 phía xylanh chính và bình chứa bị ngắt để giữ nguyên áp suất thủy lực ở xylanh bánh xe - Chế độ tăng áp : ECU điều khiển ngắt các van điện từ giữ và giảm áp suất. Cửa (a) mở và cửa (b) đóng. Áp suất thủy lực của xylanh bánh xe tăng lên. 3. Một số loại bộ chấp hành : Van điện từ 2 vị trí có van điều khiển lưu lượng được điều khiển bằng cơ học (vận hành không theo chỉ thị trực tiếp từ ECU) để điều khiển áp suất thủy lực của từng phanh Van điện từ 2 vị trí có van tăng áp suất điều khiển bằng cơ học để điều khiển áp suất của phanh bánh sau cùng với van điện từ của bánh sau. Van điện từ 3 vị trí điều khiển áp suất thủy lực của mỗi phanh dựa vào tín hiệu từ ECU. III - Cảm biến tốc độ: 1. Nhiệm vụ : Nhận biết về tốc độ góc của bánh xe trong quá trình ôtô hoạt động và báo về cho bộ xử lý trung tâm ABS ECU. Có nhiều loại cảm biến tốc độ bánh xe khác nhau, ở đây chỉ tìm hiểu về loại cảm biến điện từ, vì hiện nay loại này đang được sử dụng phổ biến 2. Cấu tạo : Gồm một nam châm vĩnh cửu, một cuộn dây và lõi từ. 3. Nguyên lý họa động : Phía ngoài của roto có các răng, nên khi roto quay từ thông trong cuộn dây biến thiên nó sinh ra một điện áp xoay chiều. Điện áp xoay chiều này có tần số tỷ lệ với tốc độ quay của roto và trong quá trình hoạt động nó báo cho ABS ECU biết tốc độ quay của bánh xe. IV-Đồng hồ táp lô: Đèn báo của ABS: đèn này sẽ sáng lên khi ECU phát hiện thấy trục trặc ở ABS hoặc hệ thống hổ trợ phanh. - Đèn báo hệ thống phanh: đèn này cùng với đèn ABS thông báo cho người lái biết rằng có trục trặc ở hệ thống ABS. - Khi ECU bị hỏng : Khi ECU hoạt động bình thường,đèn báo này không sáng lên. Nếu ECU bị hỏng và không có tín hiệu,đèn báo ABS,đèn báo hệ thống phanh,đèn báo ngắt TRC luôn bật sáng. V- Công tắc đèn phanh Công tắc này phát hiện bàn đạp phanh đã được đạp xuống và truyền tín hiệu đến ECU. ABS sử dụng tín hiệu này, tuy nhiên dù công tắc đèn phanh bị hỏng, ABS vẫn được thực hiện khi các lốp bị bó cứng nhưng bắt đầu khi hệ số trượt đã trở nên cao hơn. VI - Cảm biến giảm tốc: HỆ THỐNG ĐIỆN ABS SƠ ĐỒ ĐIỆN HỘP CẦU CHÌ VỊ TRÍ CÁC BỘ PHẬN VÀ DÂY ĐIỆN PHẦN 5: HỆ THỐNG ABS CÓ KIỂM SOÁT SỰ QUAY CỦA BÁNH XE CHỦ ĐỘNG (TRC) Ký hiệu TRC (hay TRAC- Traction Control) là ký hiệu về hệ thống kiểm soát sự quay của bánh xe chủ động. Nếu trên xe đã bố trí ABS, sự kiểm soát trượt lết, theo độ trượt của các bánh xe theo phanh trong vùng có khả năng bám tối ưu, xảy ra với tất cả bánh xe khi phanh. Trên ô tô con số ABS + TRC cũng sử dụng nguyên lý đó nhưng kiểm soát chế độ trượt quay của bánh xe chủ động. Ô tô chuyển động trên nền đường có hệ số bám thấp như: đường tuyết, đường lầy, các bánh xe chủ động có thể quay tại chỗ nhưng xe không thể dịch chuyển được. Điều này thường xảy ra trong thực tế khi xe khởi động tại chỗ hoặc khi tăng tốc, người lái không thể quản lý đúng trạng thái chuyển động và có thể tiếp ga quá mạnh dẫn đến bánh xe bị trượt quay. Để khắc phục hiện tượng này, trên các loại xe hiện đại có trang bị ABS, thường đi kèm với bộ điều khiển lực kéo TRC (chống trượt quay bánh xe). Khi bánh xe và giảm mô men xoắn của mặt đường (không phụ thuộc vào việc tiếp ga của lái xe). Việc sử dụng ABS + TRC sẽ giúp cho việc khởi hành và tăng tốc ô tô một cách êm dịu, nhanh chóng và chính xác trên đường có khả năng bám thấp. Khái niệm cơ sở về TRC: Ngày nay tuỳ theo mức độ hoàn thiện chất lượng kéo của ô tô, hệ thống ABS + TRC có thể bao gồm: + ABS: Bộ tự động điều khiển lực phanh 4 kênh độc lập + ASR: Bộ điều khiển chống trượt quay (Anti Spin Regulator) + EMS: Bộ điều khiển công suất động cơ (Electronic Engine-Mangement System). + MSR: Bộ điều khiển khoá vi sai bên trong hệ thống truyền lực (Automatic Barking Differentia). Sự trượt quay xảy ra khi mômen từ động cơ truyền bánh xuống bánh xe vượt quá giới hạn mômen bám tại bánh xe. Sự trượt quay xảy ra tương tự như sự trượt lết khi phanh, sự trượt quay cũng có tác động xấu tới khả năng bám của bánh xe, đồng thời gây nên tiêu thụ nhiên liệu vô ích, làm mất khả năng điều khiển hướng chuyển động và gay mài mòn nhanh lốp. Do vậy trên xe trang bị ABS+TRC có khả năng điều chỉnh tức thời mô men chủ động theo khả năng bám của bánh xe với mặt đường (tức là làm tốt các yês tố động lực của ôtô) do vậy các thiết bị TRC chỉ được bố trí cho các bánh xe chủ động. Nguyên lý cơ bản của TRC có thể mô tả trên hình 1. Khi ô tô chuyển động, mô men truyền xuống bám trục được coi 100%, khả năng bám trên nền chỉ bằng 30%, bánh xe sẽ bị trượt quay với hệ số trượt lớn, xe không chuyển động bằng công suất từ động cơ truyền xuống, mà chỉ bằng giá trị lực kéo do bám tác động (30%). Nhờ thiết bị TRC, tại bán trục và cơ cấu phanh, tạo nên sự giảm khoảng 70% mô men chủ động, bánh xe sẽ không còn bị trượt lớn. Mô men cần giảm là mô men điều chỉnh, điều này được thực hiện bằng cách. - Giảm mô men truyền từ động cơ tới bánh xe chủ động bằng thiết bị điều khiển điện tử EMS. - Tạo lực phanh tại bán trục thông qua cơ cấu phanh có ABS. Nhiệm vụ tạo thêm lực phanh đối với bánh xe chủ động, cần thực hiện với phương thức. + Phanh nhẹ cho bánh xe chủ động lại cơ cấu phanh, với thiết bị có tên gọi là ASR. + Phân chia lại mô men truyền qua cơ cấu phanh, với thiết bị khoá liên kết vi sai ABD. Muốn làm việc ở chế độ TRC cần thiết phải có cơ cấu kích hoạt chuyển sang chế độ có TRC. Các loại đèn báo của xe có ABS+TRC trên bảng tablo của một xe con. Người lái xe điều khiển ô tô trên đường, khi thấy tác động của việc nhấn sâu chân ga không có hiệu quả tăng tốc độ chuyển động của ô tô hay đèn báo trượt 5 sáng, sẽ sử dụng một phím ấn kích hoạt TRC, đèn TRC sáng, xe chuyển sang chế độ làm việc có TRC. Khi độ trượt bánh xe trở lại phạm vi độ trượt tối ưu (trở lại chế độ chuyển động trên đường tốt) để phát huy tốc độ ô tô tự động nhả phím ấn (hoặc do người lái nhả phím ấn) khi đó ô tô chỉ hoạt động ở chế độ phanh ABS. Ở chế độ hoạt động này, chức năng phanh thực hiện nhờ thiết bị ABS, theo phương pháp tự kích hoạt, không có sự tham gia của bàn đạp phanh. Thiết bị điều khiển công suất động cơ EMS: Việc tiến hành điều chỉnh mô men động cơ truyền xuống bánh xe chủ động thực hiện bằng nhiều giải pháp kết cấu khác nhau, với các trình tự khác nhau. Các giải pháp kỹ thuật điều khiển mô men động cơ trên các loại ô tô hiện nay rất đa dạng. Trên các loại ô tô cụ thể, có thể áp dụng toàn bộ hay một số các giải pháp như trình bày dưới đây. Đối với động cơ xăng: Điều khiển mô men chủ động tới các bánh xe tiến hành trên ô tô thông qua. + Thiết lập trạng thái tối ưu của bướm ga. + Thay đổi tức thời quá trình cháy (đóng mở xu pap) + Thay đổi quá trình phun nhiên liệu cho động cơ phun xăng. + Dịch chuyển thời điểm đánh lửa cho động cơ xăng. Động cơ động cơ diezel: Đối với động cơ diêzel, mômen chủ động tới các bánh xe tiến hành thông qua: + Thiết lập trạng thái tối ưu của thanh ranh bơm cao áp, + Điều khiển lưu lượng phun. + Điều khiển phanh bằng động cơ MSR (đóng bớt cửa khí xả) + Giảm bớt số lượng xy lanh làm việc. Điều khiển bàn đạp chân ga: Để đảm bảo bàn đạp chân ga không chịu ảnh hưởng của liên kết cơ khí với bướm ga khi người lái tăng ga trên động cơ xăng (hay liên kết cơ khí với thanh răng của bơm cao áp trong động cơ diezel) hệ thống EMS bố trí cơ cấu điều khiển điện tử công suất động cơ. EMS cung cấp thêm lệnh điều khiển từ ECU-EMS các giá trị thích hợp của vị trí của bàn đạp chân ga sao cho: giống như sự điều khiển của người lái. Tên gọi của thiết bị tuỳ thuộc vào phương pháp điều khiển công suất động cơ. +Với động cơ diezel có tên EDC (Electronic Diezel Control + Với động cơ xăng – EGAS hay ETC (Electronic Throttle Control) Trên một số động cơ xăng sử dụng phương pháp điều khiển bướm ga phụ. Bướm ga phụ mô tơ điều khiển với cảm biến. Bướm ga phụ được lắp trước bướm ga chính. Bình thường bướm ga phụ mở hoàn toàn, bướm ga chính điều khiển chế độ hoạt động của động cơ. Khi sử dụng ở chế độ TRC, bướm ga chính mở hoàn toàn, sự hoạt động của động cơ phụ thuộc vào vị trí làm việc của bướm ga phụ. Vị trí bàn đạp chân ga được nối với cảm biến vị trí chân ga (dạng điện trở biến thiên), và chuyển thành tín hiệu ra (thay đổi cường độ dòng điện), cùng với các tín hiệu khác (chẳng hạn: nhiệt độ, số vòng quay) đưa tới bộ điều khiển điện tử của EMS (với các giá trị được lập trình sẵn) xác định hiệu điện thế điều khiển mô tơ bước. Mô tơ bước tiếp nhận tín hiệu điều khiển vị trí bướm ga hay vị trí thanh răng của bơm cao áp. Vị trí của bướm ga hay vị trí thanh răng của bơm cao áp lại được cung cấp ngược lại cho bộ điều khiển điện tử. Hệ thống điều khiển có thể thực hiện hoàn toàn theo điều khiển điện tử gián tiếp (chẳng hạn trên động cơ diezel). Hệ thống có 1 bướm ga điều khiển công suất động cơ bằng các thay đổi lượng cấp nhiên liệu. Thanh răng được dịch chuyển bằng một mô tơ điện DC (mô tơ bước). Trên ô tô con BMW với hệ thống ABS có ASR2 (thế hệ thứ hai, sản xuất năm 1992) sử dụng linh kiện điện tử tổ hợp sẵn của hãng BOSCH. Bộ điều khiển công suất động cơ được thực hiện với mục đích chính là đảm bảo ổn định chuyển động. Theo yêu cầu trước hết cần giảm nhỏ góc đánh lửa sớm. Nếu không giảm được độ trượt của bánh xe, sẽ dẫn tới giảm xung đánh lửa và tiếp theo là rút ngắn thời gian phun nhiên liệu (tất nhiên chỉ phù hợp với hệ thống phun nhiên liệu Motronic). nếu như cần tăng công suất, hệ thống đánh lửa, góc phun sớm lại từ từ tăng trở lại tới giá trị tối ưu theo quan điểm công suất và thân thiện môi trường. C. Bộ điều khiển ASR: a. Các đặc điểm làm việc của ASR: Việc hạn chế mô men động cơ truyền tới bánh xe chủ động còn đồng thời kèm theo việc điều chỉnh độ trượt tại các bánh xe này. Do vậy cần thiết có thêm khả năng điều chỉnh sự trượt quay riêng rẽ của từng bánh xe chủ động, kể cả trên ô tô có tất cả các bánh xe chủ động (4WD, AWD). Nếu người lái tăng ga đột ngột, cần thiết bảo vệ bánh xe khởi sự trượt quay. ASR điều khiển tốc độ mô men động cơ sao cho bánh xe không bị trượt quay lớn và tự hoạt động khi có yêu cầu (kích hoạt bằng phím điều khiển). ASR có thể phân biệt được sự khác nhau của trượt quay trên các bánh xe chủ động trong trường hợp chuyển động trên đường cong hay đường tròn. Cùng với hệ thống khoá vi sai ADS nhằm không xảy ra sự biến dạng quá mức của bánh xe đàn hồi. Người lái được hỗ trợ bởi đèn báo ASR và cung cấp thông tin về các trạng thái hoạt động. ASR sẽ giúp giảm sự trượt của bánh xe trong khoảnh khắc ngắn chuyển tới giá trị tối ưu. Bộ điều khiển chống trượt quay bằng cách điều khiển mô men phanh (phanh bớt mô men quay của bánh xe quay trơn) đòi hỏi mở rộng blok thuỷ lực. Phổ biến hơn cả là sử dụng bộ ABS tác động độc lập tới các bánh xe (IR/IR). Như vậy hệ thống điều khiển ABS + ASR thực chất là bộ điều khiển mở rộng của ABS. Độ trượt đối với bánh xe chủ động được đánh giá theo công thức riêng. Khi kích hoạt ở chế độ ASR, ECU có sẵn chương trình logic và tính toán cho ASR theo công thức đối với bánh xe chủ động, nhằm tránh giá trị độ trượt tính toán theo công thức của bánh xe bị phanh. Sự trượt quay xảy ra với khoảng độ trượt tối ưu ở vùng 15% đến 40% trên đường trơn và -10% đến -30% trên đường tốt. Hệ số bám lớn nhất khi xử lý bài toán trượt quay thực hiện tới giá trị bám dọc tối đa, tức là đồng thời xử lý công thức tính toán theo giá tốc bánh xe. Khi bánh xe chủ động hoạt động ở chế độ tăng tốc, bánh xe có thể bị quay trượt trơn trên nền đường do thừa lực vòng chủ động. Hạn chế lực vòng xảy ra tại vết tiếp xúc được thực hiện thông qua việc giảm mômen chủ động, đồng thời phanh nhẹ tại cơ cấu phanh (do ABS đảm nhận). Như vậy độ trượt đang ở giá trị lớn được chuyển dần sang giá trị nhỏ. Quá trình thực hiện giảm nhỏ độ trượt cần thực hiện sau khoảng thời gian trễ nhất định. Để không bị giảm nhiều lực kéo, chương trình được thiết lập với giá trị điều chỉnh theo bánh xe có hệ số bám cao. Việc thiết lập, ở chế độ SH nhằm đảm bảo khả năng tạo lực kéo lớn có thể, đáp ứng mục đích nâng cao khả năng cơ động của ô tô. Tuy vậy, trong điều kiện sử dụng SH cho bánh xe chủ động sẽ làm giảm một phần khả năng bám, đặc biệt là khả năng bám ngang, và làm xấu tính ổn định của ô tô. Song trong thực tế, tốc độ của ô tô làm việc khi xuất hiện quay trơn bánh xe là không cao, cần hơn cả là tạo lực kéo trên tất cả các bánh xe để khắc phục chướng ngại. Khi ô tô chuyển động trên nền đường hệ số bánh thấp, hệ thống TRC được kích hoạt làm việc, vận tốc chuyển động của ô tô không cao, nhưng tốc độ quay của bánh xe có thể lớn, do vậy cần thiết phân vùng tốc độ ô tô để quản lý các chương trình điều khiển trong ECU. Chẳng hạn: trên xe BMW, trong vùng tốc độ đến 60km/h các bánh xe chủ động được thực hiện điều khiển theo SH, vượt quá tốc độ này bánh xe chủ động trở lại trạng thái hoạt động bình thường. Điều này đảm bảo cho ô tô phát huy hết khả năng gia tốc tối đa, trên nền đường có hệ số bám cao. Các bộ phận của hệ thống phanh ABS có TRC: Khi độ trượt quay của bánh xe chủ động bắt đầu vượt giá trị cho phép đèn báo trượt quay bật sáng, kích hoạt ASR, đèn ASR sáng, các van ASR bắt đầu hoạt động, EMS giảm công suất động cơ cùng với van ABS được điều khiển. Áp suất thuỷ lực của các xy lanh thuỷ lực trong xy lanh bánh xe phanh tăng lên t heo mạch điều khiển độc lập. Do đó, tốc độ của bánh xe dẫn động giảm xuống đạt đến giá trị trượt tối ưu. Công suất tiêu thụ cho bộ điều khiển ASR và EMS rất nhỏ. Phần lớn các ô tô con ngày nay bố trí ASR như là một môđun tính toán nằm trong khối chung ECU. Trên một số loại khác, cụm ECU-ABS và ECU-ASR tách rời nhau. Một trong các cụm có môtơ dẫn động bộ chấp hành điều khiển bướm ga. Áp suất thuỷ lực do bơm tạo ra được cấp đến van điều chỉnh áp suất ABS cho các bánh xe, đồng thời van điện từ ASR tách mạch dầu cấp từ xy lanh chính. Do đó xy lanh ở các bánh xe được điều khiển theo 3 chế độ giảm áp suất, giữ áp suất và tăng áp suất để hạn chế độ trượt của từng bánh xe chủ động. Điều khiển tốc độ ô tô: Trong hoạt động ABS thường trực ở chế độ làm việc từ khoảng tốc độ ô tô từ 8km/h trở lên. Các cảm biến của bánh xe liên tục cập nhật tín hiệu tốc độ quay của bánh xe (và gia tốc dọc nếu có) về ECU-ABS. Sự trượt quay của các bánh xe xảy ra khi tăng ga ở vận tốc ô tô thấp hơn, đèn báo trượt quay sáng, lái xe ấn nút chuyển về sử dụng ở chế độ ASR, đèn ASR báo sáng, hệ thống bắt đầu thực hiện nhiệm vụ chống trượt quay cho bánh xe chủ động. Nếu trong quá trình sử dụng ở chế độ ASR, người lái thả chân ga chuyển sang chân phanh, hệ thống sẽ trở về chế độ sử dụng có ABS. Các tín hiệu của cảm biến liên tục xác định ngưỡng tốc độc điều chỉnh (còn gọi là tốc độ chuẩn của ô tô) thông qua: các cảm biến tốc độ của bánh xe hay cảm biến gia tốc dọc. Khi xuất hiện tượng trượt qua của bánh xe, ECU-ASR cấp tín hiệu đến mô tơ điều khiển bướm ga phụ, đồng thời cấp tín hiệu điều khiển van ASR và các van ABS ở các bánh xe chủ động, thực hiện các chế độ tăng, giữ, giảm áp suất thuỷ lực tránh cho các bánh xe chủ động bị trượt quay. Các điểm làm việc đặc biệt trình bày trên đồ thị: 1. Van điện từ bắt đầu hoạt động, cho phép cấp áp suất cho các van điều khiển ABS ở các bánh xe chủ động thực hiện tạo mô men phanh ở các bánh xe, theo yêu cầu đáp ứng độ trượt quay cần thiết.2. Bướm ga phụ chuyển về vị trí hạn chế lượng khí nạp, giảm công suất động cơ. 3. Khi độ trượt đã đáp ứng các van sẽ chuyển sang chế độ giữ, giảm áp. 4. Khi độ trượt đã giảm giá, các van ABS sẽ chuyển sang chế độ giảm áp, hôi phục khả năng tốc độ của bánh xe, tận dụng lực bám.Hệ thống làm việc liên tục theo độ trượt quay tối ưu. Hệ thống thuỷ lực điều khiển của ABS và ASR đòi hỏi mở rộng blok thuỷ lực. Sơ đồ một hệ thống điều khiển tổ hợp ABS, ASR, EMS. Phần mạch thuỷ lực được bố trí thêm các bộ van chuyển mạch ASR cho các bánh xe chủ động. Khi phanh với chế độ ABS, bộ van chuyển mạch ASR ở trạng thái thông mạch dầu cấp từ xy lanh chín tới bộ van ABS: cả hai van ở trạng thái thông mạch. Khi làm việc ở chế độ ASR bộ van chuyển mạch ở trạng thái ngắt mạch dầu cấp từ xy lanh chính tới bộ van ABS. Bơm dầu làm nhiệm vụ cung cấp dầu cho bộ van ABS và các van ABS làm việc theo điều khiển của ECU-ASR và tạo nên độ trượt quay tối ưu (theo chương trình lập sẵn). Các bánh xe bị động không chịu tác động trực tiếp của hệ thống điều khiển. Bộ điều chỉnh mô men phanh bằng động cơ MSR Thiết bị ASR có thể được bổ sung bộ điều chỉnh mô mem phanh MSR trên các loại ô tô con động cơ diezel. Thiết bị MSR làm việc ở số truyền thấp, hay khi nhả nhanh bàn đạp chân ga trên nền đường trơn hạn chế khả năng có thể dẫn tới tăng độ trượt của bánh xe bị phanh (hiện tượng phanh bằng động cơ). Bộ MSR làm việc theo nguyên lý chung: Khi thả chân ga đột ngột, tức là thực hiện thay đổi nhanh lực kéo, bánh xe chủ động xảy ra hiện tượng trượt lết nhiều. Khi đó, cần làm chậm quá trình giảm lực kéo, thiết bị MSR có khả năng nâng cao công suất động cơ bằng cách thay đổi chậm bướm ga (hay thanh trượt bơm cao áp) sao cho sự phanh của các bánh xe được giảm nhỏ đến ngưỡng không xảy ra mất ổn định chuyển động. Trên động cơ diezel còn có thêm bộ đóng bớt van xả khí thực hiện giảm mômen động cơ (phanh bằng động cơ). Bộ điều khiển ABS có ASR, EMS và MSR của hãng BOSCH trình bày trên hình 8 lắp trên xe BMW (1993) với tên ASR3. Ngày nay các thiết bị được tích hợp trên một số ô tô con, chẳng hạn trên hệ thống ABS+ABD sử dụng thiết bị của hãng BOSCH và phân chia thành hai modem 3.0 và 3.3.Trên hệ thống ABS/ABD này, các cơ cấu phanh của bánh chủ động được kích hoạt độc lập (IR/IR). Blok thủy lực bao gồm hai dòng dẫn động phanh có 8 van điện từ dẫn tới các modum điều chỉnh áp lực phanh và có 4 van điện từ chuyển mạch có áp suất cao dùng cho ASR và ABD. Các tổ hợp điều khiển được bổ sung theo các chương trình lập sẵn. Thiết bị điều khiển công suất động cơ phụ thuộc vào yêu cầu của hệ thống ABS có ASR, EMS, MSR và phụ thuộc vào cấu trúc của thiết bị điều khiển mô tơ bước với các phương pháp điều khiển sau: + Thiết lập lại vị trí của bướm ga. + Loại bỏ khả năng đánh lửa và phun nhiên liệu ở một số xy lanh, + Giảm bớt góc phun sớm. Hệ thống ABS+ASR, EMS như thế giúp làm tốt quá trình vận hành ô tô, do vậy mức độ phức tạp cũng tăng lên. Tuy nhiên trên xe đã có ABS cơ sở mức độ phức tạp không tăng quá nhiều, do vậy ngày nay trên ô tô còn rất hay sử dụng. Cũng cần lưu ý rằng: trên ô tô con hệ thống ABS đã được tiêu chuẩn hoá và có thể sử dụng theo dạng chọn lắp tại nhà sản xuất, còn đối với ô tô con có tổ hợp ABS+ASR đòi hỏi áp suất điều khiển phanh khá cao, đặc biệt trên ô tô con với cầu trước chủ động và không thể lắp chọn. Các nhà sản xuất chỉ sử dụng một số linh kiện tiêu chuẩn của thiết bị ABS (thiết bị ABS có thể được chọn lắp theo tiêu chuẩn) còn lại các phần thuỷ lực như blok van điều chỉnh, bơm và thiết bị chính được chế tạo riêng. Bộ khoá vi sai điện tử ABS+ABD: Điều chỉnh lực kéo trên các bánh xe chủ động của ô tô con gặp khó khăn trong việc hạn chế tác động quay của các bánh xe có liên hệ vi sai. Để thực hiện điều chỉnh giữa các bánh xe này, các xe hiện đại có bố trí thêm bộ khóa vi sai điện tử ABD.Bộ khóa vi sai điện từ ABS+ABD đuợc thiết kế trên cơ sơ hệ thống thủy lực khóa vi sai điện tử .Sự phanh các bánh xe chủ động để làm tốt khả năng truyền lục, đặc biệt trên đường có hệ số bám của hai vết bánh xe khác nhau. Giá trị độ trược yêu cầu được thực hiện bởi thiết bị ABS+ASR của các bánh chủ động trên xe. Bộ khóa vi sai điện tử sử dụng van điền khiển dạng 3 vị trí. Bộ khóa vi sai điện tử được nối với hệ thống phanh ABS, với van điện từ phục vụ việc đóng mở các đường dầu cấp cho ly hợp khoá các phanh xe trên bộ vi sai .Các ly hợp khoá bố trí đối xứng và làm việc với điều kiện chỉ khoá một bên. Ly hợp khóa được bố trí khóa tương ứng với trên bánh xe có vận tốc góc quay cao. Để hoàn thiện chất lượng điều khiển khóa vi sai (khóa toàn phần hay khóa một phần) cần bố trí thêm cảm biến áp suất nguồn thủy lực. Hiệu quả điều chỉnh tốc độ của hệ thống phanh và khóa vi sai điện tử được xác định phù hợp với ngưỡng trượt cơ bản theo tốc độ chuẩn của ô tô ,tương thích với các vùng tốc độ khóa nhau. Nếu vận tốc nằm trong vùng tốc độ thấp, hệ thống EMS và ASR, ABD kích hoạt làm việc. Nếu vận tốc Vc nằm trong vùng trung bình, hệ thống ASR, ABD hoạt động. Nếu vận tốc Vc lớn hơn 80km/h, hệ thống ASR chỉ kích hoạt cho 2 bánh chủ động làm việc. Như vậy hệ thống ABS+TRC là tổ hợp bao gồm các bộ điều khiển ABS, ASR, EMS, MSR, ABD với ưu điểm nổi bật của TRC. + Điều chỉnh mômen xoắn của động cơ theo điều kiện bám của bánh xe với mặt đường. Nhờ việc điều chỉnh này mà giảm được công suất động cơ, tiết kiệm nhiên liệu. + Đảm bảo duy trì được lực dọc và lực ngang tốt theo điều kiện bám, do vậy xe có thể khởi hành và tăng tốc một cách nhanh chóng khi khởi hành hoặc khi tăng tốc, cũng như nâng cao khả năng ổn định hướng chuyển động. PHẦN 6: HỆ THỐNG ABS CÓ TRANG BỊ VSC VSC - (Vehicle Stability Contral) là một nhóm vấn đề thuộc hệ thống tự động điều khiển nhằm nâng cao khả năng an toàn chuyển động cho ô tô. Nếu chữ viết tắt trong tiếng Anh VDC (Vehicle Dynamic Control) là hệ thống ổn định động học của ô tô: bao gồm ổn định trên cơ sở ổn định tải trọng thẳng đứng, ổn định lực dọc và ổn định lực ngang ở các bánh xe thì VSC phần lớn các cụm của ABS được sử dụng và đặt thêm chương trình điều khiển VSC với tên là ESP. Với VSC hệ thống được hiểu ngắn gọn hơn (mặc dù không hoàn toàn chính xác) là hệ thống ổn định điều khiển theo góc quay vành lái, sử dụng phương pháp điều khiển lực dọc và lực ngang trên các bánh xe. Về mặt lý thuyết, phương pháp điều khiển này nhằm thực hiện khả năng chuyển các trạng thái quay vòng đúng. Ngoài ra, trong quá trình quay vòng của ô tô luôn luôn tồn tại các giá trị điều khiển giới hạn, tại giới hạn đó, khả năng điều khiển ô tô hết sức khó khăn, thậm chí không điều khiển được. Các trạng thái nguy hiểm này, nếu sử dụng các giá trị nghiệm thường không đảm bảo tính tổng quát, do vậy trên ô tô cần xác định góc quay vành lái lớn dẫn tới trượt bên ô tô. Một số hệ thống điều chỉnh động học chuyển động của ô tô hỗ trợ kiểm soát tình huống như: Continental – Teves ASMS hình thành với mục đích đảm bảo ổn định chuyển động của ô tô. VSC được bố trí trên xe Toyota Corolla S 008, sản xuất 2008-2009 Ổn định động học VSC và ABS: Hệ thống ổn định động chọ liên hợp với ABS thường dùng chương trình ESP trong bộ vi xử lý để hoàn thiện tính chất động học của ô tô. ESP và ASM bổ sung vào hệ thống ABS, ASR, EBD (phân chi lực phanh điện tử), MSR (điều chỉnh chế độ động học của ô tô và được gọi chung là hệ thống VSC. Tổ hợp hệ thống VSC trên ô tô con được trình bày tổng quát trên hình 1. Trong hệ thống sử dụng thêm 3 cảm biến: góc quay vành lái, gia tốc bên thân xe và vận tốc góc quay thân xe cùng voíư chương trình ESP. Hệ thống ổn định động học của ô tô VSC được thiết lập trên cơ sở ABS và ASR thực hiện các chức năng của ABS, MSR, ASR, ESP theo công thức: VSC = ABS + MSR + ASR + ESP Các hệ thống quản lý độ trượt của bánh xe (trượt lết khi phanh hay trượt quay khi tăng tốc) ABS và ASR theo phương dọc của bánh xe. ESP quản lý và điều chỉnh sự chuyển động ô tô theo cả phương dọc và phương ngang bằng chương trình phần mềm máy tính (cùng với các chương trình có sẵn trong ECU + TRC). Sự trượt ngang quá lớn của bánh xe dẫn tới mất khả năng dẫn hướng, gaya nên trượt trên ô tô về motọ phía và hạn chế khả năng truyền lực dọc. ESP cho phép nâng cao khả năng ổn định của bánh xe với nền khi ô tô chuyển động trong đường cong, đồng thời giảm sự trượt không an toàn khi phanh, tăng tốc và cả khi xe lăn tự do. Kỹ thuật điều khiển tổ hợp của ESP, yêu cầu có bộ điều khiển điện tử có công suất cao. Ảnh minh họa: trang bị VSC cho Corolla S Nếu như các thông tin về trạng thái động học của ô tô được xác định nhờ cảm biến gia tốc bên, đồng thời mô men quay thân xe xung quanh trục đứng (được xác định bởi cảm biến vận tốc góc quay thân xe) được xác định là “quay vòng không tối ưu động học”. Hệ thống VSC tự động phanh độc lập các bánh xe và điều khiển công suất động cơ nhằm hạn chế các trạng thái này, mà không cần có sự tham gia của lái xe. Đặc biệt trong ESP còn xác định được trạng thái quay vòng nguy hiểm, tiến hành hạn chế đảm bảo giảm thiểu mất an toàn trong chuyển động. Thiết bị VSC cùng với sự giảm tốc độ (do giảm công suất động cơ) góp phần đáng kể tới việc ổn định trở lại của ô tô. Hệ thống còn vài phần trăm tgây bộ vi xử lý xác định mức độ và vị trí bánh xe bị phanh quá cứng và câầ giảm bao nhiêu công suất động cơ để ô tô có thể lại được chuyển động ổn định. Tác động hỗ trợ thực hiện nhờ blok thuỷ lực và bộ điều khiển ESP của VSC. ESP cho phép tăng áp suất phanh bánh xe. + Độc lập cho từng bánh xe. + Nâng cao áp suất phanh quá giá trị do lái xe thực hiện (tương tự như ABS). Quá trình điều chỉnh góc quay thân xe ở hai trường hợp: Khi đã quay vành lái thích hợp với cung cong của mặt đường nhưng tình trạng chuyển động xảy ra với bán kính quay vòng lớn hơn dẫn đến cần phải quay thêm thân xe (trạng thái quay vòng thiếu). Sự phanh được tiến hành ở bánh xe trước phía ngoài giúp tạo nên khả năng tự đồng điều chỉnh thân xe về đúng quỹ đạo cong của đường. Sự hỗ trợ quay thân xe (tăng hay giảm) tuỳ thuộc vào mức độ phức tạp của kết cấu blok thuỷ lực và tổ hợp điện tử điều khiển. Cấu trúc có thể chia thành hai loại. + Sự hỗ trợ được thực hiện độc lập trên từng bánh xe của một cầu. + Sự hỗ trợ được thực hiện độc lập trên cả hai cầu. Trên hình vẽ hệ thống VSC thực hiện hỗ trợ trên cả hai cầu xe. Cơ sở lý luận của VSC: Sự quay thân xe thường xảy ra khi xe quay vòng trên đường có tốc độ cao. Các yếu tố gây nên sự tăng quá mức (quay vòng thừa) hay quay chưa đủ (quay vòng thiếu) do nhiều nguyên nhân. + Do sự phân bố tải trên các bánh xe không phù hợp (xếp tải, tăng giảm tốc độ chuyển động) + Do ảnh hưởng của các yếu tố tác động ngoại cảnh của môi trường xung quanh (nền đường nghiêng không phù hợp, gió bên thổi mạnh, nền đường có khả năng kém khác nhau) + Do tốc độ duy chuyển trên đường cong + Do ảnh hưởng của hệ thống treo, đàn hồi của bánh xe Mặc dù khi thiết kế các trạng thái này đã được quản lý, nhưng tác động của nó nhiều khi thuộc vùng không thể quản lý trước, điều này trong thực tiễn thường gọi là xảy ra các hiện tượng “mất lái”. Hậu quả dẫn tới là sự quay thân xe không hoàn toàn phụ thuộc vào vành lái. Mô men gây quay thân xe này có thể xảy ra với hai trạng thái tổng quát, cần thiết đảm bảo khả năng giảm mômen quay nhờ sự tạo lực phanh tương ứng trên các bánh xe, do VSC đảm nhận. Lực phanh do VSC đặt tại vết tiếp xúc của bánh xe với mặt đường gây nên đối với trục t hẳng đứng của ô tô mô men hỗ trợ. Mô men hôỗtrợ tác động liên tục theo phương ngược chiều mô men quay thân xe cho tới khi nào bằng với giá trị mô men quay tính toán bởi ESP. Thông thường hệ thống cài đặt sẵn tính toán trực tiếp từ giá trị gia tốc bên của thân xe mà không cần tính toán xác định giá trị tối ưu mô men quay thân xe. Giá trị được thực hiện nhờ các tín hiệu từ cảm biến gia tốc bên (hoặc cả bảm biến gia tốc bên và cảm biến vận tốc góc quay thân xe). Giá trị gia tốc bên tối ưu trong chuyển động được rút ra từ góc quay vành lái (được kiểm soát bởi cảm biến góc quay vành lái) và tốc độ chuyển động của thân xe v (được kiểm soát bởi các cảm biến tốc độ banhbánh xe, đã bố trí cho thiết bị ABS) từ đó rút ra.Các thông số chiều dài cơ sở của ô tô (l) tỷ số truyền của hệ thống lái là các thông số kết cấu của ô tô (không thay đổi. Các thông sóo bán kính quay vòng R, góc quay của bánh xe dẫn hướng là các thông số trung gian tính toán. ECU thường xuyên tiếp nhận thông tin của góc quay vành lái, gia tốc bên tìm ra sự sai lệch giữa gia tốc bên tối ưu và gia tốc bên thực tế đo được và dựa theo các chương trình logic (ESP) đưa ra tín hiệu điều khiển phanh các bánh xe tương ứng. Chương trình tính toán còn cho phép. Nếu xuất hiện các gia tốc bên thực tế quá cao cần loại trừ tình trạng này để tránh nguy hiểm, ECU đưa ra tín hiệu giảm ngay vận tốc ô tô nhờ bộ điều khiển trong thiết bị EMS. Hai tín hiệu điều khiển đồng thời giúp xe nhanh chóng thoát khỏi tình trạng nguy hiểm kể trên. Các loại cảm biến dùng cho xe có VSC + Cảm biến gia tốc ngang Việc sử dụng cảm biến gia tốc ngang cho phép ECU đo trực tiếp sự gia tốc bên của xe trong quá trình quay vòng. Tín hiệu gia tốc bên được chuyển về ECU xác định trạng thái quay vòng. Cảm biến gia tốc ngnag được gắn theo trục ngang của xe và là loại cảm biến dạng phototransistor. Cảm biến này có mặt trên hệ ABS + TRC + VSC đơn giản. + Một kiểu cảm biến khác có khả năng xác định cả gia tốc dọcv à gia tốc ngang dựa trên nguyên tắc hiệu ứng Hall (đo chuyển vị nhờ sự thay đổi từ trường). Việc đo gia tốc bên của thân xe bị hạn chế bởi độ chính xác của kết quả đo, do vị trí đặc cảm biến trên xe không đích thực là trọng tâm của ô tô (trọng tâm ô tô thay đổi theo tải trọng và sắp xếp hàng hoá, người trên xe). Bố tría thêm các cảm biến đo góc quay thân xe giúp cho việc điều khiển chính xác các hệ thống VSC, tuy nhiên nâng cao công suất tiêu thụ và giá thành sản phẩm đáng kể. Với các lý do trên các hệ thống hiện đại hiện nay đã bố trí cả cảm biến gia tốc bên và cảm biến góc quay thân xe. + Cảm biến đo góc quay thân xe với dạng đầu đo được đặt trên giá con quay hồi chuyển. Cảm biến đo sử dụng nguyên lý đo gia tốc Coriolis. Giá đặt trên thân xe tham gia chuyển động quay theo hai trục (trong không gian 3 chiều). Cảm biến này thường dùng cho xe có hệ thống điều khiển VSC với chương trình điều khiển ESP. Cảm biến sử dụng bánh đà quay với số vòng quay cao được dẫn động bằng động cơ điện một chiều, do vậy tổn hao công suất điện rất lớn. + Cảm biến đo góc quay thân xe thuộc loại cảm biến áp điện làm việc trên nguyên tắc đo. Cảm biến đo góc của ống trụ 5 bằng các cặp phần tử áp điện bố trí cố định bao quanh ống trụ. Ống trụ quay đặt trên con quay hồi chuyển. Phần giá đỡ cố định 6 có các chân nối điện 7 đưa các tín hiệu điện ra ngoài thông qua các bộ khuyếch đại và chuyển tín hiệu về ECU. Thực hiện quay ống trụ nhờ bộ giá con quay hồi chuyển. Cảm biến có khả năng tự bù sai số đo do nhiệt độ. Ngày nay các cặp phần tử áp điện được chế tạo từ hợp kim gốm sứ nhằm hạn chế khả năng sai lệch kết quả đo do nhiệt độ. + Mới đây xuất hiện cảm biến do góc quay thân xe bằng các vi phần tử silicon. Giá trị gia tốc bên đặt tại trọng tâm được tính chính xác thông qua các phép tính tổng véctơ, bố trí sẵn ở khối cảm biến này. Cấu trúc hệ thống điều khiển tổ hợp Sơ đồ tổng quan Hệ thống bố trí các khối liên kết với cấu trúc. Các mạch thuỷ lực điều khiển độc lập (IR/IR), mạch điều khiển tách làm hai phần. Phần điều khiển EMS nằm riêng và liên kết trao đổi dữ liện như một mạng thông tin nội bộ của ô tô( CAN: Control Area Network), phần còn lại các tổ hợp được bố trí trong block ECU: ABS, ASR, ESP, VSC, ECU là một bộ đôi máy tính kép cho phép tính toán theo phương pháp so sánh kết quả nhằm đạt hiệu quả tính toán xác định chính xác và có khả năng dự phòng hư hỏng. Khối cảm biến (1,2,3,4,5,6 và cảm biến áp suất sau xy lanh chính) nằm ở các vị trí cần xác định trạng thái làm việc tức thời của ô tô, cung cấp tín hiệu về trạng thái của xe được đưa về ECU. ECU sử dụng các chương trình logic và tính toán theo chương trình định sẵn và đưa ra tín hiệu điều khiển tới block thuỷ lực, EMC, và các tín hiệu kiểm soát trạng thái. Nếu hệ thống có lỗi các đèn báo sẽ thông báo và quản lý các lỗi trong khối lưu trữ của ECU. Một đầu nối chẩn đoán nằm chờ ở sau tablo để thông tin lỗi và mã lỗi. Cấu trúc của hệ thống bố trí trên xe cua Dailamber-Benz. Tỏo hợp cảm biến gia tốc bên, vận tốc góc quay thân xe được bố trí ở vị trí sát với cầu sau cho phép xác định chính xác. Gia tốc bên của trọng tâm và vận tốc góc quay thân xe. Xe thuộc loại ô tô con giá thành cao, được trang bị khá hoàn hảo cho phép ổn định chuyển động ở mọi vùng tốc độ. Cấu trúc hệ thống thuỷ lực Hệ thống đáp ứng các chức năng của ABS, TRC, VSC, Mô tơ bơm có chức năng chuyển dầu về mạch áp suất cao áp. Trong một số trường hợp lượng dầu năm trong bình chứa 7 không đủ cấp cho bơm 6, van 4 có thể thực hiện cấp bổ sung. Điều này giúp cho khi không sử dụng năng lượng từ bàn đạp phanh và xy lanh chính, hệ thống hoạt động với đủ lượng dầu cần thiết. Khối thuỷ lực có thể coi như tập hợp của hai phần: blok thuỷ lực ABS cơ bản và block thuỷ lực bổ sung ABS, ARS, VSC. Các trạng thái hoạt động của hệ thống có thể tóm tắt như sau: + Làm việc với ABS: CB bàn đạp bàn đạp phanh đóng, các van 3 mở thông đường dầu, các van 4 đóng, các van 1 mở đường dầu tới xy lanh bánh xe. ABS thực hiện các quá trình tăng, giữ, giảm áp. Ở quá trình giữ, các van 1, 2 đóng, ở quá trình giảm các van 1 đóng, các van 2 mở, thông thường dầu về bình chứa 7. Khi nhả bàn đạp phanh, các van 1 đóng, các van 2 mở, van hồi dầu nhanh 9 phụ thuộc vào mức độ nhả phanh sẽ đóng hay mở, van 3 mở, van 4 đóng, dầu hồi về xy lanh chính. + Làm việc với BAS (phanh khẩn cấp): các van 3, van 4 đóng. Bơm dầu 6 cấp dầu cho hệ thống. Khả năng tăng và giảm lượng dầu được thực hiện nhờ các van 4 và van điều áp 3. ÁP suất làm việc ở blok thuỷ lực ABS tăng cao (120130 bar), việc điều chỉnh áp suất xảy ra như ở quá trình làm việc của ABS. + Làm việc ở chế độ ASR được thực hiện thông qua thiết bị giảm công suất động cơ EMS. Hệ thống chỉ kích hoạt với các bánh xe chủ động. Các van 3,4 ở trạng thái đóng, tách hệ thống thuỷ lực ABS khỏi tác động của xy lanh chính và bàn đạp phanh. Bơm dầu làm nhiệm vụ cung cấp dầu cho các xy lanh. Trường hợp này các xy lanh bánh xe bị động đều bị ngắt ở trạng thái đóng, còn các bánh xe chủ động được đưa vào làm việc ở chế độ ASR theo chương trình định sẵn. + Làm việc ở chế độ VSC: tương tự như hoạt động của chế độ ASR nhưng chỉ một (hoặc cả hai) bánh xe tham gia hoạt động ở chế độ phanh theo chương trình của ESP định trước. Nếu gia tốc bân và vận tốc quay quá lớn tới gần giới hạn nguy hiểm hệ thống chuyển sang chế độ giảm tốc độ ô tô nhờ EMS và phanh nhẹ ABS. Quá trình làm việc của hệ thống xảy ra rất nhanh, các tín hiệu điện trên đường truyền chỉ nằm trong vùng (1/10)ms, các khả năng hiệu chỉnh hệ thống thuỷ lực thường nhỏ hơn (1/10)s, do vậy tần số điều chỉnh của hệ thống thường nằm trong giới hạn 3-10lần/phút.Nhìn chung các hệ thống liên hợp kể trên vẫn dựa trên cơ sở của hệ thống phanh truyền thống và hệ thống ABS. Các hệ thống này còn có tên gọi chung là hệ thống EBD.Trong quá trình phanh xe, điều khiển EBD dùng ABS để thực hiện việc phân phối lực phanh giữa các bánh xe.+ Theo điều kiện chuyển động của xe. + Ổn định quay vòng của xe khi phanh, hoặc không phanh. + Theo điều kiện nguy hiểm xác lập trước: phanh khẩn cấp, chống trượt quay cho bánh xe chủ động. Với việc sử dụng ABS + VSC giúp cho xe vận hành an toàn trong nhiều tình huống phức tạp, song giá thành của xe cùng khá cao. Tuy nhiên ở nước ta một số loại xe cũng đã được trang bị hệ thống này. HỆ THỐNG PHANH ABS VỚI CHỨC NĂNG HỖ TRỢ PHANH KHẨN CẤP (BAS HAY BA) BA - (Brake Assist) – Bộ hỗ trợ phanh là thiết bị hỗ trợ người lái khi phanh gấp (do hoảng hốt). Là một hệ thống sử dụng cảm biến áp suất ở bên trong bộ chấp hành ABS để phát hiện tốc độ và lực đạp bàn phanh của người lái. Thiết bị này có thể nâng cao áp suất dầu phanh dưới tác động của người lái. Hệ thống hỗ trợ phanh thực hiện như sau: yêu cầu phanh của người lái được kích hoạt (cảm nhận) nhờ lực phanh (hay hành trình) trên bàn đạp phanh, và giá trị tín hiệu được đưa về bộ điều khiển điện tử. Thiết bị hỗ trợ phanh BAS có các chức năng sau: - Nhận được tình trạng phanh gấp, để tăng áp suất phanh được theo yêu cầu của lái xe đến mức áp suất phanh cao ở các bánh xe sao cho tất cả các bánh xe có thể đạt tới giá trị độ trượt giới hạn. - Nhận được điểm kết thúc của trạng thái phanh gấp để áp lực điều khiển phanh giảm về trạng thái yêu cầu của người lái. Khi xe chuyển động trên đường, những tình huống bất ngờ có thể xảy ra và người lái tiến hành đạp phanh khẩn cấp với mong muốn phát huy hết hiệu quả. Bình thường, nếu nhấn hết bàn đạp phanh, hệ thống ABS có thể phát huy tối đa tính hiệu quả, nhưng nó có thể không đáp ứng nếu áp suất phanh chưa đủ lớn. Với xe có trang bị bộ ABS+BAS, các cảm biến nhận được tín hiệu yêu cầu của lái xe và so sánh quá trình biến đổi áp suất với giá trị tăng nhanh áp suất phanh hỗ trợ lái xe ở chế độ phanh khẩn cấp, nhằm mục đích tăng tính an toàn trong chuyển động và đạt hiệu quả phanh tốt nhất theo yêu cầu của người sử dụng. Bằng cách đó sẽ tạo điều kiện cho người lái xe ít kinh nghiệm có được quãng đường phanh ngắn nhất trong trường hợp phanh khẩn cấp, lái xe xuống dốc hay khi xe kéo theo khoang chở hành khách, hàng hoá. Tất nhiên trong khi phanh lái xe phải đặt chân lên bàn đạp phanh. Ở các kết cấu ABS thông thường cảm biến bàn đạp phanh, có nhiệm vụ đóng mạch điều khiển ECU – ABS còn bộ trợ lực phanh làm việc tuỳ thuộc voà vị trí bàn đạp phanh. Trên hệ thống ABS + BAS, sơ đồ khối mạch điều khiển và giản đồ phanh như sau: Giản đồ phanh ABS có BA - Bố trí các cảm biến: Cảm biến áp suất có cấu trúc tương tự như các loại cảm biến dùng cho hệ thống phanh ABS khác, tín hiệu từ cảm biến được thường xuyên được cấp về ECU – ABS. Cảm biến áp suất gây nên do trạng thái đạp phanh khẩn cấp được bố trí sau xy lanh chính ngay sát với block thuỷ lực nhằm phản ánh đúng trạng thái áp suất của hệ thống. Các van mở đường dầu hỗ trợ được bố trí trực tiếp trong block thủy lực. Cảm biến hành trình 1 được bố trí trong buồng xy lanh trợ lực bằng chân không của xy lanh chính, và tín hiệu thu đuợc là sự dịch chuyển của màng trợ lực 8. Cảm biến thường là dạng cảm biến điện trở biến thiên. Sự biến đổi của điện áp tín hiệu tỷ lệ với hành trình bàn đạp. Đặc tính và nguyên tắc hoạt động của BAS. Đặc tính phanh và nguyên tắc hoạt động của hệ thống ABS+BAS mô tả trên đồ thị hình. Phần cơ khí sử dụng xy lanh có trợ lực chân không tiếp nhận yêu cầu phanh của lái xe. Khi lái xe đạp phanh bình thường, áp suất phanh tăng dần theo quy luật trợ lực do lái xe tác động. Khi lái xe đạp phanh khẩn cấp, áp suất sinh ra sau xy lanh chính không tăng kịp, hệ thống điều khiển nhanh chóng chuyển mạch tới mức áp suất cao hơn. Quá trình xảy do sự chậm chễ chuyển mạch rất ngắn và áp suất dầu gia tăng nhanh tới ngưỡng của giá trị điều chỉnh độ trượt. Quá trình giảm áp, giảm áp và tăng áp xảy ra trong một vài chu trình điều chỉnh ở vùng lân cận độ trượt yêu cầu, tốc độ ô tô nhanh chóng giảm xuống, cho tới khi đảm bảo sự tương thích giữa hành trình bàn đạp và áp suất của hệ thống, kết thúc pha 1. Trong thời gian thực hiện phan này, áp suất phanh đạt ở giá trị cao, độ trượt bánh xe trong giới hạn tối ưu của ABS nên giảm nhỏ được quãng đường phanh. Mỗi khi áp suất đo được nhỏ hơn giá trị yêu cầu (nhả chân phanh) hệ thống nhận biết được yêu cầu của lái xe và giảm dần áp suất phanh (pha 2). Trong trường hợp đó ECU – ABS + BAS tác dụng chuyển mạch điều khiển sang chế độ phanh theo thông thường (theo kiểu A hay Kiểu B). Sự điều chỉnh được chuyển êm dịu theo tín hiệu áp suất đo được và tạo điều kiện. Lái xe lại tiếp tục phanh với các hệ thống không có thiết bị hỗ trợ. Hỗ trợ trực tiếp xy lanh chính (Kiểu A) Phần cơ khí sử dụng xy lanh có trợ lực chân không tiếp nhận yêu câu phanh của lái xe. Trong trạng thái điều khiển bình thường của bàn đạp phanh, lực trợ lực phanh thông thường xuất hiện. Khi lái xe đạp phanh nhanh khẩn cấp van điện từ 7 làm việc tăng thêm lực đẩy cho cần đẩy pittông xy lanh chính tạp áp lực dầu tới có mức cao hơn. Sơ đồ một hệ thống thủy lực ABS + BAS kiểu A mô tả ở hình. Hệ thống sử dụng 8 van 2 vị trí với bộ trợ lực có bố trí cảm biến tốc độ bàn đạp, cảm biến áp suất và một cụm van điện từ bên trong bộ trợ lực phanh. Nhìn chung toàn hệ thống không có nhiều sai khác về nguyên lý so với hệ thống ABS thông thường. Đặc tính làm việc của hệ thống phụ thuộc vào sự kích hoạt làm việc của cụm van điện từ. Độ chậm tác động của hệ thống khi chuyển sang chế độ hỗ trợ nhanh hơn, nhưng hiệu quả đạt được áp suất cao nhất chậm. Hệ thống sử dụng 8 van 2 vị trí với bộ trợ lực có bố trí cảm biến tốc độ bàn đạp, cảm biến áp suất và một cụm van điện từ bên trong hõ trợ lực phanh. Nhìn chung toàn bộ hệ thống không có nhiều sai khác về nguyên lý so với hệ thống ABS thông thường. Đặc tính làm việc của hệ thống phụ thuộc vào sự kích hoạt làm việc của cụm van điện từ. Hỗ trợ từ bơm dầu (Kiểu B) Cảm biến đóng mạch phanh, cảm biến hành trình bàn đạp, cảm biến áp suất sau xy lanh chính giống như kiểu A, ở kết cấu này sự tiếp nhận yêu cầu phanh của lái xe xảy ra nhờ hành trình bàn đạp và áp suất trên đường dầu kích hoạt hiệu quả của trợ lực phanh. Trong trạng thái điều khiển bình thường của bàn đạp phanh, lực trợ lực phanh thông thường xuất hiện. Khi sự thay đổi hành trình bàn đạp nhanh hơn các giá trị yêu cầu thiết bị hỗ trợ được kích hoạt làm việc. Nếu lái xe hạ thấp lực bàn đạp dưới hành trình kích hoạt, thiết bị hỗ trợ được ngắt. Lái xe lại có thể phanh xe không có tác dụng hỗ trợ phụ (không có hiện tượng nháy bàn đạp phanh). Sơ đồ khối rút gọn một nhánh của hệ thống phanh ABS+BAS kiểu B mô tả trên hình. Bộ phận chấp hành của hệ thống ABS có thêm một cụm van điện từ chuyển mạch hỗ trợ phanh khẩn cấp được điều khiển bởi ECU – ABS. Van chuyển mạch BAS được đặt trong blok thuỷ lực nằm giữa xy lanh chính và blok thuỷ lực. Khi ECU điều khiển trượt xác định người lái đang thực hiện chế độ phanh khẩn cấp, ECU – ABS ngắt dòng đienẹ cấp đến van điện từ chuyển mạch hỗ trợ phanh, đóng mạch dầu từ xy lanh chính. Bơm dầu cung cấp dầu từ xy lanh các bánh xe tạo nên áp lực dầu lớn để hỗ trợ phanh khẩn cấp. Các bánh xe được làm việc với áp suất cao, đồng thời với mạch điều khiển ABS thông thường. Sau khi xác định hết thời gian hỗ trợ phanh, ECU gửi dòng điện đến đóng van chuyển mạch để ngắt dòng thuỷ lực từ bơm đến xylanh bánh xe. Trạng thái phanh trở lại như chưa phanh gấp. Van an toàn BAS có kết cấu là van điều áp, sẽ được mở phụ thuộc vào diễn biến của sự thay đổi áp suất theo các quá trình giữ, giảm áp yêu cầu, nhằm bảo đảm áp suất dầu trong xylanh bánh xe không vượt quá mức giới hạn.BAS loại này cũng đặt thời gian hỗ trợ và mức hỗ trợ để làm cho cảm giác về phanh càng tự nhiên càng tốt bằng cách điều chỉnh hỗ trợ theo yêu cầu: 1. Trong trường hợp phanh khẩn cấp (thời gian ngắn) nhưng áp suất dầu phanh mong muốn không đủ lớn. 2. Khi có hỗ trợ của BAS, dựa trên tốc độ đạp phanh, bộ điều khiển trung tâm tính toán để bộ chấp hành thực hiện tăng lực phanh lớn trong thời gian ngắn. Trong khoảng thời gian tiếp theo áp suất dầu phanh có thể giảm nhỏ hơn giai đoạn đầu. 3. Khi BAS đã hoạt động, nếu người lái xe nhả bàn đạp chân phanh có chủ ý, hệ thống sẽ giảm mức độ trợ giúp.Kết quả nghiên cứu cho thấy: Quãng đường phanh của ô tô khi có BA và không có BA Ở tốc độ 100 km/h, với các điều kiện tương đương, thử nghiệm so sánh cho thấy việc sử dụng BA giúp rút ngắn quãng đường phanh từ 46 m (không hỗ trợ) còn 40 m. HỆ THÔNG Phần thực hành : KIỂM TRA & SỬA CHỮA HỆ THỐNG THẮNG ABS MỤC ĐÍCH - YÊU CẦU - TRỢ HUẤN CỤ 1. MỤC ĐÍCH - Kiểm tra hoạt động của hệ thống ABS - Chuẩn đoán những sự cố trong hệ thống ABS - Kiểm tra hoạt động của các cảm biến vòng cảm biến mô đun điều khiển và đường dây của mạch điện có thể tháo lắp - Điều chỉnh các bộ phận trong hệ thống ABS 2. YÊU CẦU - Hiểu được cấu tạo và hoạt động của hệ thống ABS - Thực hiện theo sự hướng dẫn của giáo viên 3.TRỢ HUẤN CỤ a. Dụng cụ - Đồng hồ đo điện 9 Thiết bị chuyên dùng kiểm tra bộ chấp hành ABS - Cơ lê tháo các đai ốc - Tiếp và nụ tháo đai ốc b. Vật tư - Dầu thắng, mỡ bò , cúp pen giấy nhám mịn, dây điện, giắc nối... II. KIỂM TRA SƠ BỘ TRÊN XE Nếu hư hỏng xảy ra trong hệ thống phanh, đèn báo ABS sẽ không sáng , nên tiến hành những thao tác kiểm tra sau LỰC PHANH KHÔNG ĐỦ: Kiểm tra rò rỉ dầu phanh từ các đường ống hay lọt khí Kiểm tra xem độ giơ chân phanh có quá lớn không. Kiểm tra chiều dày má phanh và xem có dầu hay mỡ trên má phanh không? Kiểm tra trợ lưc phanh xem có hư hỏng không. Kiểm tra xi lanh phanh chính xem có hư hỏng không. CHỈ CÓ MỘT PHANH HOẠT ĐỘNG HAY BÓ PHANH: Kiểm tra má phanh mòn không đều hay tiếp xúc không đều. Kiểm tra xem xi lanh phanh chính có hỏng không. Kiểm tra xi lanh bánh xe có hỏng không. Kiểm tra sự điều chỉnh hay hồi vị kém của phanh tay. Kiểm tra xem van điều hòa lực CHÂN PHANH RUNG (KHI ABS KHÔNG HOẠT ĐỘNG) Kiểm tra độ rơ đĩa phanh b. Kiểm tra độ rơ moayơ bánh xe 4. KIỂM TRA KHÁC Kiểm tra góc đặt bánh xe Kiểm tra các hư hỏng trong hệ thống treo Kiểm tra lốp mòn không đều Kiểm tra sự rơ lỏng của các thanh dẫn động lái. Trước tiên tiến hành các bước trên. Chỉ khi chắc chắn rằng hư hỏng không xảy ra ở các hệ thống đó mới kiểm tra ABS III. PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA SỬA CHỮA HỆ THỐNG ABS 1. KIỂM TRA HỆ THỐNG CỦA ĐÈN BÁO * Trước khi tiến hành kiểm tra hoạt động của đèn báo, ta quan sát những đầu mối dây có bị lỏng không, quan sát mức dung dịch và sự rò rỉ dung dịch trong hệ thống. Các bước kiểm tra trình tự hoạt động của đèn báo: a. Để công tắc khởi đông xe ở vị trí “OFF” ít nhất 15 giây, rồi xoay qua vị trí “RUN” nếu đèn sáng trong 3 giây hoặc ít hơn lập lại bước này. b. Xoay công tắc qua vị trí “START” và khởi động động cơ. c. Ngay khi động cơ khởi động. Xoay công tắc sang vị trí “RUN”. d. Lái xe chạy một khoảng ngắn với tốc độ tối thiểu. e. Thắng dừng xe f. Đặt cần số ở vị trí “PARK” và để động cơ chạy không tải trong vài giây. Trong suốt thời gian này trình tự sáng tắt của đèn phải như trong hình dưới đây: Trạng thái xe Bước 1 Bước 2 Bước 3 Bước 4 Bước 5 Bước 5 Động cơ ngừng công tắc ở vị trí “ON”. Động cơ được khởi động. Động cơ hoạt động. Xe chạy. Xe ngừng. Xe ngừng, động cơ hoạt động. Trạng thái của đèn Đèn màu đỏ (*). Sáng Tắt Tắt Tắt Tắt Đèn hổ phách sáng 3 đến 6s. Sáng Sáng 3 – 6s Tắt Tắt Tắt (*) Đèn sáng trong 30 s hoặc ít hơn. 3. KIỂM TRA HỆ THỐNG CHẨN ĐOÁN 3.1 CHỨC NĂNG KIỂM TRA BAN ĐẦU Kiểm tra tiếng động làm việc của bộ chấp hành a. Nổ máy và lái xe với tốc độ lớn hơn 6 Km/h. b. Kiểm tra xem có nghe thấy tiếng động làm việc của bộ chấp hành không. c. Lưu ý: ABS ECU tiến hành kiểm tra ban đầu mỗi khi nổ máy và tốc độ ban đầu vượt quá 6 Km/h. Nó cũng kiểm tra chức năng của van điện 3 vị trí và môtơ bơm trong bộ chấp hành, nếu đạp phanh kiểm tra ban đầu sẽ không được thực hiện, nhưng nó sẽ bắt đầu sau khi nhả chân phanh. d. Nếu không có tiếng động làm việc, chắc chắn bộ chấp hành đã được nối. Nếu không có trục trặc gì kiểm tra bộ chấp hành. 3.2 CHỨC NĂNG CHẨN ĐOÁN ĐỌC MÃ CHẨN ĐOÁN a. Kiểm tra điện áp ắc qui Kiểm tra điện áp ắc qui khoảng 12V Kiểm tra đèn báo bật sáng Bật khóa điện Kiểm tra đèn ABS bật sáng trong 3s. Nếu không thì kiểm tra và sửa chữa cầu chì GAUGE, bóng đèn báo hay dây điện. Đọc mã chuẩn đoán Bật khóa điện “ON”. Rút giắc sửa chữa Dùng dụng cụ chuyên dùng, nối chân Tc và E1 của giắc kiểm tra. Nếu hệ thống hoạt động bình thường đèn sẽ nháy trong 0,5s một lần. Trong trường hợp có hư hỏng sau 4s đèn báo sẽ bắt đầu nháy, đếm số lần nháy của nó (Xem mã chẩn đoán trang dưới). Lưu ý: số lần nháy đầu tiên sẽ bằng chữ số đầu của mã chuẩn đoán hai số sau khi tạm dừng 1,5s, đèn lại nháy tiếp. Số lần nháy ở lần thứ 2 sẽ bằng chữ số sau của mã chuẩn đoán. Nếu có 2 hay nhiều lỗi hơn, sẽ có khoảng dừng 2,5s giữa hai mã và việc phát mã lại lặp lại từ đầu sau 4s tạm ngừng. Các mã sẽ phát theo thứ tự tăng dần từ mã nhỏ nhất đến mã lớn nhất - Sửa hệ thống - Sau khi sửa chi tiết bị hỏng, xóa mã chuẩn đốn chứa trong ECU Lưu ý: Nếu tháo kẹp cọc ăc qui trong quá trình sửa chữa, tất cả các mã chứa trong ECU đều bị xóa - Tháo dụng cụ chuyên dùng ra khỏi cực Tc và E1 của giắc kiểm tra Nối giắc sửa chữa Bật khóa điện ON kiểm tra rằng đèn ABS tắt sau khi sáng trong 3s. MÃ CHẨN ĐOÁN Mã Dải tín hiệu Chẩn đoán Khu vực hư hỏng 11 Hở mạch trong mạch role điện • Mạch bên trong của bộ chấp hành • Rơle điều khiển • Dây điện và giắc nối của mạch rơle van điện 12 Chập mạch trong mạch role van điện 13 Hở mạch trong mạch role bơm • Mạch bên trong của bộ chấp hành • Rơle điều khiển • Dây điện và giắc nối của mạch rơle môtơ bơm 14 Hở mạch trong mạch role bơm 21 Hở hay ngắn mạch van điện 3 vị trí của bánh xe trước phải • Van điện bộ chấp hành • Dây điện và giắc nối của mạch van điện bộ chấp hành 22 Hở hay ngắn mạch van điện 3 vị trí của bánh xe trước trái 23 Hở hay chập mạch van điện 3 vị trí của bánh xe sau phải 24 Hở hay chập mạch van điện 3 vị trí của bánh xe sau trái 31 Cảm biến tốc độ bánh xe trước phải hỏng • Cảm biến tốc độ bánh xe • Dây điện và giắc nối của cảm biến tốc độ bánh xe 32 Cảm biến tốc độ bánh xe trước trái hỏng 33 Cảm biến tốc độ bánh xe sau phải hỏng 34 Cảm biến tốc độ bánh xe sau trái hỏng 35 Hở mạch cảm biến tốc độ bánh xe sau phải hay trước trái 36 Hở mạch cảm biến tốc độ bánh xe trước phải hay sau trái 37 Hỏng cả hai rôto cảm biến tốc độ • Rôto cảm biến tốc độ bánh xe 41 Điện áp ắc qui không bình thường (nhỏ hơn 9,5V hay lớn hơn 16,2V) •Ăc qui • Bộ tiết chế 51 • Môtơ bơm ắc qui và rơle • Dây điện giắc nối và bu lông tiếp mát hay mạch môtơ bơm của bộ chấp hành • ECU XÓA MÃ CHẨN ĐOÁN a.Bật khóa điện ON b.Dùng dụng cụ chuyên dùng nối chân Tc với E1 của giắc kiểm tra c. Xóa mã chẩn đoán chứa trong ECU bằng cách đạp phanh 8 lần hay nhiều hơn trong vòng 3 giây (hoặc trong 5 giây đối với xe đời mới) Kiểm tra rằng đèn báo chỉ mã bình thường d. Kiểm tra rằng đèn báo chỉ mã bình thường. e. Tháo dụng cụ chuyên dùng ra khỏi cực Tc và E1 của giắc kiểm tra f. Kiểm tra đèn báo ABS tắt CHỨC NĂNG KIỂM TRA CẢM BIẾN 3.1. CHỨC NĂNG KIỂM TRA CẢM BIẾN TỐC ĐỘ 3.1 Kiểm tra điện áp ắc qui Điện áp ắc qui khoảng 12V 3.2 Kiểm tra đèn báo ABS a. Bật khóa điện ON b.Kiểm tra đèn ABS sáng trong vòng bao 3s. Nếu không kiểm tra và sửa chữa thay thế cầu chì bóng đèn hay giây điện c.Kiểm tra rằng đèn ABS tắt d. Tắt khóa điện e. Dùng dụng cụ chuyên dùng, nối chân E1 với chân Tc và Ts của giắc kiểm tra f. Kéo phanh tay và nổ máy Lưu ý : không được đạp phanh g. Kiểm tra đèn ABS nháy khoảng 4 lần/1s (xem hình vẽ) 3.3 Kiểm tra mức tín hiệu cảm biến Lái xe chạy thẳng với tốc độ 4-6 km/h và kiểm tra xem đèn ABS có bật sáng sau khi ngừng 1s không. Nếu đèn sáng nhưng không nháy khi tốc độ xe không nằm trong khoảng tiêu chuẩn dừng xe và đọc mã chẩn đoán , Sau đó sửa chữa các chi tiết hư hỏng. Lưu ý: Nếu đèn bật sáng khi tốc độ xe từ 4-6 km/h việc kiểm tra đã hoàn thành. Khi tố độ xe vượt quá 6km/h, đèn ABS sẽ nháy lại. Ở trạng thái này cảm biến tốc độ tốt. Chú ý: Trong khi ABS tắt, không được gây ra rung động mạnh nào lên xe như tăng tốc, giảm tốc, phanh, sang số, đánh lái hay va đập từ những ổ gà ở trên mặt đường. 3.4 Kiểm tra sự thay đổi tín hiệu cảm biến ở tốc độ thấp Lái xe chảy thẳng với tốc độ 45-55 km/h và kiểm tra xem đèn ABS có sáng sau khi tạm ngừng 1 giây không. Nếu đèn bật sang mà không nháy khi tốc độ xe nằm ngoài khoảng tiêu chuẩn, dừng xe và đọc mã chẩn đoán . Sau đó sửa các chi tiết hỏng Lưu ý: Nếu đèn bật sáng khi tốc độ xe nằm trong khoảng tiêu chuẩn việc kiểm tra đã hoàn thành. Khi tố độ xe không nằm trong dãy tiêu chuẩn , đèn ABS sẽ nháy lại. Ở trạng thái này rôto cảm biến tốt Chú ý: trong khi ABS tắt , không được gây ra rung động mạnh nào lên xe như tăng tốc, giảm tốc, phanh, sang số , đánh lái hay va đập từ những ổ gà ở trên mặt đường 3.5 Kiểm tra sự thay đổi tín hiệu cảm biến ở tốc độ cao Kiểm tra tương tự như trên ở tốc độ khoảng 110 đến 130 km/h Kiểm tra tương tự như trên ở tốc độ khoảng 80 đến 90 km/h 3.6 Đọc mã chẩn đoán Dừng xe đèn báo sẽ bắt đầu nháy đếm số nháy và xem mã chẩn đoán ở bảng dưới 3.7 Sửa chữa các chi tiết hỏng Sửa hay thay thế các chi tiết bị hỏng 3.8 Đưa hệ thống về trạng thái bình thường a. Tắt khóa điện OFF b.Tháo dụng cụ chuyên dùng ra khỏi cực E1,Tc và Ts của giắc kiểm tra BẢNG MÃ CHẨN ĐOÁN Mã Các kiểu nháy Chẩn đoán Phạm vi hư hỏng Tất cả các cảm biến tốc độ và rôto cảm biến dều bình thường 71 Điện áp của cảm biến tốc độ phía trước bên phải thấp 1.Cảm biến tốc độ trước bên phải 2. Lắp đặt cảm biến 72 Điện áp của tín hiệu cảm biến tốc độ phía trước bên trái thấp 3. Cảm biến tốc độ trước trái 4. Lắp đặt cảm biến 73 Điện áp của tín hiệu cảm biến tốc độ phía sau bên phải thấp 5. Cảm biến tốc độ sau phải 6. Lắp đặt cảm biến 74 Điện áp của tín hiệu cảm biến tốc độ phía sau bên trái thấp 7. Cảm biến tốc độ sau trái 8. Lắp đặt cảm biến 75 Thay đổi không bình thường của tín hiệu cảm biến tốc độ phía trước bên phải 9. Rôto cảm biến trước phải 76 Thay đổi không bình thường của tín hiệu cảm biến tốc độ phía trước bên trái 10. Rôto cảm biến trước trái 77 Thay đổi không bình thường của tín hiệu cảm biến tốc độ phía sau bên trái 11. Rôto cảm biến sau phải 78 Thay đổi không bình thường của tín hiệu cảm biến tốc độ phía sau bên phải 12. Rôto cảm biến sau trái 4. KIỂM TRA BÔ CHẤP HÀNH ABS a. Kiểm tra điện áp ắc quy: Điện áp ắc quy khoảng 12V b. Tháo vỏ bộ chấp hành Tháo các giắc nối, tháo giắc nối ra khỏi bộ chấp hành và rơle điều khiển Nối thiết bị kiềm tra bộ chấp hành và bộ chấp hành Dùng dụng cụ chuyên dùng kiểm tra bộ chấp hành nối vào rơle điều khiển bộ chấp hành và dây điện phía thân xe qua bộ dây điện phụ của dụng cụ chuyên dùng Nối dây đỏ của thiết bị kiểm tra vối cực dương ắc qui và dây đen cực âm ắc qui. Nối dây đen của bộ dây điện phụ vào cực âm ắc qui hay mát thân xe Kiểm tra hoạt động của bộ chấp hành Nổ máy và cho chạy tốc độ không tải Bật công tắc lựa chọn của thiết bị kiểm tra đến vị trí “FRONTRH” Nhấn và giữ công tắc môtơ trong một vài giây Đạp nhanh và giữ nó đến khi hoàn thành Nhấn công tắc POWER và kiểm tra rằng bàn đạp phanh không đi xuống (không giữ công tắc POWER hơn 10 giây ) nhả công tắc POWER và kiểm tra rằng chân phanh đi xuống Nhấn và giữ công tắc MOTOR trong vài giây sau đó kiểm tra rằng chân phanh trả về vị trí cũ nhả chân phanh Nhấn và giữ công tắc motor vài giây Đạp nhanh và giữ trong khoảng 15s. Khi đang giữ chân phanh, ấn công tắc motor trong vài giây và kiểm tra rằng chân phanh không bị cứng Kiểm tra các bánh xe Xoay công tắc lựa chọn đến vị trí “FRONT LH” Lặp lại như trước và kiểm tra hoạt động của bộ chấp hành kiểm tra các bánh sau với công tắc lựa chọn ở vị trí “REAR RH” và theo qui trình tương tự f. Nhấn công tắc motor Nhấn và giữ công tắc MOTOR trong vài giây g. Tháo thiết bị chuyên dùng ra khỏi bộ chấp hành h. Nối các giắc bộ chấp hành i. Lắp các giắc nối j. Lắp vỏ bộ chấp hành k. Xóa mã chẩn đoán 5. KIỂM TRA CẢM BIẾN TỐC ĐỘ BÁNH XE a. Kiểm tra cảm biến tốc độ bánh xe *Tháo giắc cảm biến tốc độ * Đo điện trở giữa các cực Điện trở :0,8-1,3kΩ (bánh xe trước) Điện trở :1,1- 1,7kΩ (bánh xe sau) Nếu khác thay mới c. Kiểm tra phần răng cưa của rôto cảm biến - Tháo cụm moayơ sau - Kiểm tra các răng cưa của rôto cảm biến xem có bị nứt , vặn hay mất răng không Lắp cụm moayơ sau IV. QUI TRÌNH THÁO, RÁP HỆ THỐNG THẮNG ABS Khi tháo ráp sửa chữa hệ thống ABS cần lưu ý các vấn đề sau: b. Trước khi mở mạch thuỷ lực phải bảo đảm rằng hệ thống đã được xả áp suất. áp suất đươc xả bằng cách nhịp pedal thắng một số lần phù hợp tuỳ theo hệ thống. c. Dùng thiết bị thích hợp đễ rút khí hệthống. d. Chỉ dùng những đường ống chuyêng dùng để dẫn dầu thắng. e. Chỉ dùng những loại dầu thắng theo chỉ định của nhà sản xuất.không dùng dầu silicone trong hệ thống ABS. f. Bảo đảm công tắc khởi động xe được tắt trước khi tháo hoặc nối các mối nối điện của hệ thống ABS để tránh EBCM bị phá huỷ. g. Không dùng tay sờ vào hoặc chạm que đo của đồng hồ vào các chỗ nối tới EBCM trừ khi được hướng dẫn của giáo viên h. Tháo mạch EBCM và các bộ phận máy tính khác khi hàn điện trên xe. i. Nếu lắp các thiết bị như điện thoại hoặc cảm biến, phải bảo đảm rằng ăngten và các đầu nối điện không gây nhiễu cho hệ thống ABS. j. Không đóng búa hoặc tarô lên cảm biến tốc độ hoặc vòng cảm biến, chúng có thể bị khử từ và ảnh hưởng đến sự chính xác của tín hiệu điện. k. Khi thay thế cảm biến hoặc vòng cảm biến tốc độ bánh xe kiểm tra khe hở l. Siết chặt các đai ốc bánh xe tới momen thích hợp xiết quá chặt sẽ làm roto hoặc trống thắng biến dạng ảnh hưởng đến tín hiệu của cảm biến tốc độ m. Không được làm cho EBCM bị quá nhiệt. 1. THÁO a. THÁO BỘ CHẤP HÀNH ABS - Tháo tấm lót tài xế trong phía trước bên phải - Tháo bu lông giá kẹp ,ống dẫn điều hồ không khí - Tháo các đường dẫn động phanh - Tháo giắc nối - Tháo bộ chấp hành ABS b. THÁO CẢM BIẾN TỐC ĐỘ PHÍA TRƯỚC - Tháo giắc nối của cảm biến tốc độ bánh xe trước - Tháo cảm biến tốc độ C. THÁO CẢM BIẾN TỐC ĐỘ PHÍA SAU - Tháo giắc nối của cảm biến tốc độ bánh xe sau - Tháo cảm biến tốc độ 2. Quy trình ráp. Ngược với quy trình tháo Nhận diện 37 chân của hộp đầu nối Lỗ Mạch/Màu Chức năng B7WT Cảm biến tốc độ bánh xe (+) 3 B116GY Điều khiển rơle động cơ bơm 4 G84LB/BK Đèn báo TCS 5 D1VT/BR Bus C2D (+) 7 A20RD/DK .. 8 B28VT/WT Cảm biến chuyển động quay (+) 9 B27RD/YL Cảm biến điều khiển lực kéo 10 B30RDWT Cảm biến hành trình pedal thắng 11 Z1BK Nối mát 12 Z1BK Nối mát 13 B120BR/WT 15 B9RD Cảm biến tốc độ bánh xe LF (+) 16 G19LG/OR Cảm biến đèn báo ABS màu hổ phách 17 B21DR/WT . 18 G9GY/BK Điều khiển đèn báo thắng màu đỏ 19 B3LG/DB (-) Cảm biến tốc độ bánh xe LR 20 G83GY/BK .. 21 B29YL/WT Cảm biến chuyển động quay (+) 22 L50WT/TN Công tắc đèn STOP 24 Z1BK Nối mát 25 B12OBR/WT 27 D2WT/BK Bus C2D (-) 28 B4LG Cảm biến tốc độ bánh xe LR(-) 29 B2YL Cảm biến tốc độ bánh xe RR(+) 30 B8RD/DB Cảm biến tốc độ bánh xe LF(-) 31 B1YL/DB Cảm biến tốc độ bánh xe RR(-) 32 B58OR/BK Điều khiển rơle chính ABS 33 F20WT Đánh lửa 34 B20DB/WT Trở về công tắc mức dầu thắng #2 35 B31PK Trở về cảm biến hành trình pedal thắng 36 B120BR/WT .. Nối hộp đầu với hệ thống ABS Bảng hướng dẫn cách kiểm tra nhanh các sự cố thông thường Mục kiểm tra Công tắc khởi động Đo giữa các chân Thang đo Số liệu kỹ thuật Kiểm tra Nguồn ắc qui OFF 1 và 13 DC volt 10 V min B ON 2 và 14 DC volt 10 V min B Đánh lửa OFF 15 và 3 DC volt 0 V B ON 15và 3 DC volt 10 V min B Điện trở cảm biến LF Điện trở cảm biến RF OFF 5 và 6 kOhm 0,8 – 1,4 kOhm C D OFF 7 và 8 kOhm 0,8 – 1,4 kOhm Điện trở cảm biến LR Điện trở cảm biến RR OFF 9 và 10 kOhm 0,8 – 1,4 kOhm F E OFF 11và 2 kOhm 0,8 – 1,4 kOhm Sự liên tục của sensor Nối mát LF OFF 5 và 13 liên tục không liên tục C RF OFF 6 và 13 liên tục không liên tục D LR OFF 7 và 13 liên tục không liên tục E RR OFF 8 và 13 liên tục không liên tục F Điện áp cảm biến bánh xe quay 1 vòng 1 giây LF OFF 5 và 6 acmVolt 100– 3500mV C RF OFF 7 và 8 acmVolt 100– 3500mV D LR OFF 9 và 10 ac Volt 100– 3500mV F RR OFF 11và 2 ac Volt 100– 3500mV E Liên kết chuẩn đốn ON 28và 3 dc volt 10 V min A Đèn báo ABS OFF 21và13 dc volt 0 V G ON 21và 3 dc volt 10 V min G Nối đất OFF 13,14và22 A V. NGUYÊN NHÂN HƯ HỎNG VÀ CÁCH KHẮC PHỤC Vấn đề Nguyên nhân có thể Mã chẩn đoán Các bộ phận Kiểu hư hỏng Đèn báo ABS sáng không có lý do Đèn báo và mạch điện Ngắn mạch Rơle van điện Hở hay ngắn mạch 11, 12 Rơle môto bơm Hở hay ngắn mạch 13, 14 Van điện bộ chấp hành Hở hay ngắn mạch 21, 22, 23, 24 Cảm biến tốc độ và rôto Hỏng 31, 32, 34, 35, 36, 37 Ắc qui và mạch nguồn Ắc qui hỏng, hở hay ngắn mạch 41 Cảm biến giảm tốc Hỏng 43,44 Bơm bộ chấp hành Hỏng 51 ECU Hỏng Đèn báo ABS không sáng trong 3s sau khi bật khóa điện Đèn báo mạch điện Hở hay ngắn mạch Rơle bơm và ECU Hỏng Hoạt động của phanh 14. Phanh lệch 15. Phanh không hiệu quả 16. ABS hoạt động khi phanh bình thường 17. ABS hoạt động ngay trước khi dừng trong quá trình phanh bình thường 18. Chân phanh rung không bình thường trong khi ABS hoạt động Cảm biến tốc độ và rôto Lắp đặt sai (71,72,73,74) Bẩn (71,72,73,74) Gẫy răng rôto (75,76,77,78) Cảm biến giảm tốc Hỏng Bộ điều hành ABS Hỏng ECU Hỏng ABS khó hoạt động Công tắc đèn phanh Hở hay ngắn mạch Công tắc phanh tay Hở hay ngắn mạch