HỆ THỐNG điều KHIỂN và GIÁM sát TRÊN ôtô tên đề tài nghiên cứu và mô phỏng hệ thống phanh ABS

Theo đó, hệ thống phanh khi hoạt động sẽ giúp kiểmsoát việc giảm tốc độ hoặc dừng hẳn xe theo chủ ý của lái xe.. 1.Bàn đạp phanh2.Bộ trợ lực phanh 3.Xilanh chính 4.Van điều hòa lực phanh

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

Vũ Xuân PhúChu Văn Phong

Đỗ Văn PhúPhùng Hải Quân

Hà Nội - 2021

download by : skknchat@gmail.com

Chương 1 : TỔNG QUAN HỆ THỐNG PHANH 2

1.1 Hệ thống phanh 2

1.2 Sơ đồ cấu tạo cơ bản hệ thống phanh 3

1.3 Phân loại hệ thống phanh ôtô 4

1.3.1 Phanh đĩa 5

1.3.2 Phanh tang trống 8

1.4 Các chi tiết đánh giá chất lượng phanh 9

1.4.1 Gia tốc chậm dần khi phanh 9

1.4.2 Thời gian phanh 10

1.4.3 Quãng đường phanh 11

1.4.4 Lực phanh và lực phanh riêng 12

Chương 2 : HỆ THỐNG PHANH ABS 14

2.1 Quá trình điều khiển của ABS 14

2.1.1 Yêu cầu cơ cấu ABS 17

2.1.2 Phạm vi điều khiển của ABS 18

2.1.3 Chu trình điều khiển của ABS 20

2.1.4 Tín hiệu điều khiển ABS 21

2.2 Nguyên lý làm việc của hệ thống ABS 22

2.2.1 Trạng thái phanh bình thường (ABS không hoạt động) 22

2.2.2 Trạng thái phanh gấp (ABS hoạt động) 22

Chương 3 : MÔ PHỎNG HỆ THỐNG PHANH ABS SỬ DỤNG MÔ HÌNH ¼ XE 26 3.1 Giới thiệu về Matlab-Simulink 26

3.2 Sơ đồ ¼ mô phỏng hệ thống phanh ABS 29

3.2.1 Sơ đồ lực và mô men tác dụng lên bánh xe khi phanh 29

3.2.2 Tỉ lệ trượt 30

3.2.3 Hệ số ma sát 31

3.2.4 Mô men bánh xe 33

3.3 Mô phỏng hệ thống ABS sử dụng mô hình ¼ xe trên Simulink 33

3.3.1 Lựa chòn độ trượt mong muốn kích hoạt hệ thống ABS 33

3.3.2 Khối điều khiển 34

3.3.3 Thiết lập bảng thể hiện mối quan hệ giữa hệ số ma sát và độ trượt 34 3.3.4 Thiết lập các khối tính toán tốc độ bánh xe, tốc độ xe, quãng đường phanh, tính toán độ trượt thực tế 35

3.4 Sơ đồ mô phỏng hệ thống ABS sử dụng mô hình ¼ xe 36

Chương 4 : KẾT QUẢ MÔ PHỎNG VÀ PHÂN TÍCH 36

4.1 Lựa chọn thông số đầu vào 36

4.2 Kết quả mô phỏng 37

4.2.1 Kết quả tốc độ bánh xe 37

4.2.2 Kết quả mô phỏng tốc độ xe 38

4.2.3 Quãng đường đến khi xe dừng hẳn 39

4.2.4 Sơ đồ tỉ lệ trượt thực tế 39

4.3 Kết luận 40

LỜI KẾT 41

TÀI LIỆU THAM KHẢO

download by : skknchat@gmail.com

Hình 1 1 Hệ thống ô tô giúp giảm vận tốc hoặc dừng hẳn xe 2

Hình 1 2 Sơ đồ hệ thống phanh cơ bản trên ôtô 3

Hình 1 3 Cấu tạo phanh đĩa 5

Hình 1 4 Đĩa phanh 5

Hình 1 5 Ngàm phanh 6

Hình 1 6 Má phanh 6

Hình 1 7 Nguyên lý hoạt động phanh đĩa 7

Hình 1 8 Cấu tạo phanh tang trống 8

Hình 1 9 Nguyên lý hoạt động phanh tang trống 9

Hình 1 10 Ảnh hưởng của vận tốc ban đầu Vo và hệ số bám đến quãng đường phanh nhỏ nhất 11

Hình 2 1 Sơ đồ khối các cụm chức năng của cơ cấu ABS 14

Hình 2 2 Cảm biến tốc độ bánh xe 14

Hình 2 3 Cảm biến tốc độ xe 15

Hình 2 4 Vị trí cấu tạo cảm biến giảm tốc 15

Hình 2 5 Hộp ECU 15

Hình 2 6 Bộ phận chấp hành 16

Hình 2 7 Bộ phận chấp hành thủy lực 16

Hình 2 8 Phạm vi điều khiển của cơ cấu ABS 18

Hình 2 9 Phạm vi điều khiển ABS theo góc trượt bánh xe 20

Hình 2 10 Chu trình điều khiển kín của ABS 21

Hình 2 11 Chế độ phanh thường (ABS không hoạt động) 22

Hình 2 12 Chế độ tăng áp 23

Hình 2 13 Chế độ giữ áp 24

Hình 2 14 Chế độ giảm áp 25

Hình 3 2 Sơ đồ lực mô-men tác dụng lên bánh xe khi phanh 29

Hình 3 3: Vùng ổn định của hệ số ma sát 31

Hình 3 4 Lựa chọn độ trượt mong muốn kích hoạt ABS 34

Hình 3 5 Khối điều khiển BANG-BANG controller 34

Hình 3 6 Khối Look-up table 34

Hình 3 7 Bảng thông số nhập Look-up table 35

Hình 3 8 Sơ đồ tính toán tốc độ bánh xe 35

Hình 3 9 Sơ đồ tính toán tốc độ xe 35

Hình 3 10 Sơ đồ tính toán độ trượt thực tế của xe 36

Hình 3 11 Sơ đồ mô phỏng hệ thống ABS sử dụng mô hình ¼ trên Simulink 36 Hình 4 1 Đồ thị mô phỏng tốc độ bánh xe 37

Hình 4 2 Đồ thị mô phỏng tốc độ xe 38

Hình 4 3 Đồ thị quãng đường phanh của xe 39

Hình 4 4 Đồ thị độ trượt thực tế của xe 40

Bảng 3 1 Các hệ số ảnh hưởng bởi tình trạng mặt đường 33

Bảng 4 1 Thông số đầu vào (Tham khảo xe Toyota Innova 2010) 37

Công thức 1 1 Gia tốc chậm dần khi phanh 9

Công thức 1 2 Gia tốc chậm dần khi phanh với anpha = 0 10

Công thức 1 3 Thời gian phanh 10

Công thức 1 4 Quãng đường phanh nhỏ nhất 11

Công thức 1 5 Lực phanh sinh ra ở các bánh xe 12

Công thức 1 6 Lực phanh riêng P là lực phanh tính trên một đơn vị trọng lượng G 12

download by : skknchat@gmail.com

Công thức 3 1 Tỉ lệ trượt 30 Công thức 3 2 Độ trượt bánh xe thực tế 32 Công thức 3 3 Gia tốc chậm dần bánh xe khi phanh 33

LỜI NÓI ĐẦU

Ô tô hiện nay có một vai trò rất quan trọng trong nhiều lĩnh vực củanền kinh tế quốc dân, dùng để vận chuyển hành khách, hàng hóa và nhiều công việckhác Nhờ sự phát triển của khoa học kỹ thuật và xu thế giao lưu, hội nhập quốc tếtrong lĩnh vực sản xuất và đời sống, giao thông vận tải đã và đang

là một ngành kinh tế kỹ thuật cần được ưu tiên của mỗi quốc gia

Hiện nay,ngành ô tô đã có những tiến bộ vượt bậc về thành tựu kỹthuật mới như: Điều khiển điện tử và kỹ thuật bán dẫn cũng như các phươngpháp tính toán hiện đại Khả năng cải tiến, hoàn thiện và nâng cao để đáp ứngvới mục tiêu chủ yếu về tăng năng suất, vận tốc, tải trọng có ích, tăng tínhkinh tế, nhiên liệu, giảm cường độ lao động cho người lái, tăng tiện nghi sửdụng cho hành khách

Trong thời gian học tập tại trường, chúng em được trang bị nhữngkiến thức về chuyên ngành và để đánh giá quá trình học tập và rèn luyện tạitrường và trong môn Chuyên đề hệ thống điều khiển và giám sát, chúng em đãchọn đề tài “Nghiên cứu mô phỏng hệ thống phanh ABS xe Toyota Innova2010”.Trong quá trình làm đồ án, dù bản thân đã hết sức cố gắng, cộng với sựgiúp đỡ nhiệt tình Vì vậy chúng em rất mong sự chỉ bảo của thầy cô để đồ áncủa chúng em được hoàn thiện

Qua đây chúng em cũng xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ, chỉ bảotận tình của thầy giáo TS Lê Đức Hiếu đã hướng dãn tận tình và tạo điều kiện

để chúng em hoàn thành nhiệm vụ được giao

Chúng em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội,ngày……tháng… năm 2021

Nhóm sinh viên thực hiện

download by : skknchat@gmail.com

Chương 1 : TỔNG QUAN HỆ THỐNG PHANH

1.1 Hệ thống phanh

Phanh là thiết bị cơ học có chức năng hạn chế chuyển động của bánh xebằng cách tạo ra ma sát Theo đó, hệ thống phanh khi hoạt động sẽ giúp kiểmsoát việc giảm tốc độ hoặc dừng hẳn xe theo chủ ý của lái xe Trong giai đoạnphát triển đầu tiên của xe hơi, phanh chỉ là những khúc gỗ được gắn vào vànhbánh xe ngựa Người lái gạt đòn bẩy, khối gỗ sẽ hạn chế tốc độ quay của bánhxe

Sau đó, để giảm sự nặng nề, hệ thống phanh gỗ được thay thế bằng thép

và da Tuy nhiên, chúng vẫn không mang lại hiệu quả phanh như mong muốn

và gây ra tiếng ồn khó chịu Vấn đề đặt ra cho các nhà sản xuất xe hơi nhữngyêu cầu cần phải cải tiến hệ thống phanh đảm bảo an toàn, có tính thẩm mỹcao và mang lại sự thoải mái cho lái xe Đến nay, các dòng ô tô hiện đại đượctrang bị hệ thống phanh đĩa thủy lực giúp tăng cường việc đảm bảo an toàncho sử dụng

Hình 1 1 Hệ thống ô tô giúp giảm vận tốc hoặc dừng hẳn xe

Yêu cầu của hệ thống phanh

Yêu cầu của hệ thống phanh ô tô được xác định dựa trên những cơ sở docác cơ quan, tổ chức uy tín như quy định N0-13 ESK 00H (Hội đồng kinh tếChâu Âu, tiêu chuẩn F18-1969 (Thụy Điển), tiêu chuẩn FM VSS-121 (Mỹ) vàtiêu chuẩn quốc gia về an toàn chuyển động của phương tiện giao thông Theo

đó, hệ thống phanh ô tô đạt chuẩn cần đáp ứng những tiêu chí như sau:

- Quãng đường phanh ngắn nhất trong điều kiện phanh đột ngột

- Thời gian phanh nhỏ nhất thích ứng các tình huống bất ngờ

- Gia tốc phanh chậm dần càng lớn mang lại hiệu quả phanh càng cao

- Phanh êm dịu, đảm bảo tính ổn định trong mọi trường hợp

- Điều khiển nhẹ nhàng, người lái không tốn nhiều sức khi sử dụng

- Phân bố mô men đều trên các bánh xe phù hợp với tải trọng lực bám

- Không bị hiện tượng bó phanh

- Thoát nhiệt tốt, nâng cao tuổi thọ của linh kiện trong hệ thống phanh

- Kết cấu gọn nhẹ, dễ chẩn đoán hư hỏng trong mọi điều kiện

1.2 Sơ đồ cấu tạo cơ bản hệ thống phanh

1.2.1 Cấu tạo

Hình 1 2 Sơ đồ hệ thống phanh cơ bản trên ôtô

Về cơ bản hệ thống phanh trên ô tô gồm 6 bộ phận:

download by : skknchat@gmail.com

1.Bàn đạp phanh

2.Bộ trợ lực phanh

3.Xilanh chính

4.Van điều hòa lực phanh (van P)

5.Phanh chân gồm 2 loại phanh đĩa và phanh trống

6.Phanh đỗ/ Phanh tay

1.2.2 Nguyên lý làm việc

Hệ thống phanh hoạt động khi lái xe đạp phanh, lực sẽ truyền từ bàn đạpđến bầu trợ lực của phanh Khi đó, các piston chuyển động nén lò xo và dầutrong xi lanh chính Quá trình này làm tăng áp suất, đẩy dầu đến các đường ống

và xi lanh của bánh xe, đẩy piston và guốc phanh ép chặt vào má phanh sinh ralực ma sát Dưới tác động này, tang trống và moay ơ tại bánh xe sẽ giảm tốc độquay hoặc dừng lại theo yêu cầu của lái xe Khi lái xe dừng việc tác động lực vàobàn đạp phanh, xi lanh phanh ép các piston đẩy dầu ngược trở lại xi lanh chính,tạo cơ chế nhả phanh khiến xe sẽ trở lại vận tốc như lái xe mong muốn

1.3 Phân loại hệ thống phanh ôtô

Hệ thống phanh mà chúng em tìm hiểu và phân loại dựa trên trạng thái

xe đang chạy, phanh chân có 2 loại là phanh đĩa và phanh tang trống đượcđiều khiển bằng áp suất thủy lực còn hệ thống phanh khi đỗ xe tác động vàocác phanh bánh sau qua các dây kéo để xe không dịch chuyển được

1.3.1 Phanh đĩa

Hình 1 3 Cấu tạo phanh đĩaCấu tạo phanh đĩa ô tô gồm 4 bộ phận chính: đĩa phanh, ngàm phanh,

má phanh và dầu Tổ hợp phanh này được thiết kế hở, các bộ phận phối hợp

ăn ý với nhau, trợ giúp ô tô dừng đỗ xe hoặc giảm tốc độ hiệu quả

- Đĩa phanh (Roto)

Đĩa phanh được gắn trực tiếp lên cụm may-ơ bánh xe Hiện nay, rotophanh đĩa có loại đặc, loại được thông gió và loại có tang trống Tuỳ vào chủ

ý thiết kế, đĩa phanh sẽ được đục lỗ hoặc xẻ rãnh nhằm tối ưu hóa khả năngtản nhiệt cho hệ thống phanh đĩa ô tô khi hoạt động

Hình 1 4 Đĩa phanh

Hầu hết các loại roto hiện nay được làm từ thép carbon Đây là loại vật liệu

có khả năng chịu nhiệt, chịu lực tốt, có độ bền cao Tuy nhiên, đĩa phanh có thể

download by : skknchat@gmail.com

nứt vỡ nếu quá trình vận hành phải chịu lực tác động vượt ngưỡng cho phépnhiều lần Trong trường hợp má phanh không đạt tiêu chuẩn, đĩa phanh sẽ bịcào xước, giảm ma sát khi hoạt động.

- Ngàm phanh (Caliper) hay còn gọi là cùm phanh

Hình 1 5 Ngàm phanh

Ngàm phanh có tác dụng giữ và ép má phanh tỳ lên mặt đĩa phanh để tạo

ra lực phanh đủ mạnh giúp xe giảm tốc, dừng lại mà không bị giật cục Hiện nay,

bộ phận này được thiết kế với 2 dạng chính là dạng trôi hoặc cố định

Trong đó, thiết kế dạng trôi bao gồm piston và mặt tựa Khi xuất hiệnlực tác động, piston sẽ tỳ lên mặt đĩa tạo phản lực đẩy cùm phanh di chuyển

Ngàm phanh cố định có kết cấu phức tạp hơn với 2 piston thủy lực đượcđặt ở thế đối xứng Khi có lực tác động, má phanh tỳ vào đĩa phanh, quá trìnhnày không khiến ngàm phanh di chuyển Hiện nay, ngàm phanh cố định có chiphí sản xuất đắt đỏ, chỉ phù hợp với số ít dòng xe thể thao hiệu năng cao

- Má phanh (Brake pads) hay còn gọi là bố thắng đĩa

Hình 1 6 Má phanh

Má phanh là khối thống nhất được chế tạo từ các vật liệu chịu nhiệt nhưgốm, hợp kim, Kevlar Bộ phận thuộc cấu tạo phanh đĩa ô tô này gồm 2 mákẹp chặt lấy đĩa phanh.

- Piston (Dầu)

Nguyên lý hoạt động của phanh đĩa là dùng dầu chuyên dụng để truyềnlực Khi piston vận hành tạo lực ép má phanh vào đĩa phanh, giúp xe giảmvận tốc hoặc dừng lại

*Ngoài 4 bộ phận chính trên, phanh đĩa còn có lò xo, bộ lọc khí giúp hệthống phanh đĩa vận hành mượt mà, hiệu quả

Nguyên lý hoạt động đĩa phanh:

Hình 1 7 Nguyên lý hoạt động phanh đĩa

- Người lái khi đạp và bàn đạp phanh sẽ làm tăng áp suất dầu trong cácđường ống dầu và xi lanh của bánh xe, đẩy piston và tấm má phanh ép vào đĩaphanh, tạo nên lực ma sát làm cho đĩa phanh và moayer bánh xe giảm dần tốc

độ quay hoặc dừng lại theo yêu cầu của người lái

- Khi người lái rời chân khỏi bàn đạp phanh, áp suất trong hệ thống dầuphanh giảm nhanh, nhờ sự biến dạng của vòng đệm kín dầu của piston làm chopiston và má phanh rời khỏi đĩa phanh

download by : skknchat@gmail.com

1.3.2 Phanh tang trống

Phanh tang trống còn được gọi là phanh guốc, phanh đùm, tên gọi tiếnganh là Drum Brake Hệ thống phanh này được phát minh bởi Louis Renaultvào năm 1902

Hình 1 8 Cấu tạo phanh tang trống

Về cơ bản, cấu tạo phanh tang trống bao gồm các bộ phận như xi lanhbánh xe, piston, cuppen, má phanh và lò xo hồi vị và một số bộ phận có nhiệm

vụ truyền lực khác Mỗi bộ phận đảm nhận một chức năng khác nhau, cụ thểnhư sau:

- Xi lanh bánh xe (wheel cylinder): Đóng vai trò làm buồng chứa piston, cuppen, dầu

- Piston: Là bộ phận được nối với guốc phanh Khi có áp suất dầu, bộphận này sẽ đẩy ra làm cho má phanh ép vào trống phanh giúp xe giảm tốc độ hoặcdừng

- Cuppen: Giữ vai trò làm kín xi lanh, không cho khí lọt vào và rò rỉ dầu

- Má phanh (brake pads): Là bộ phận ma sát trực tiếp với trống phanh

- Lò xo hồi vị (return spring): Khi áp suất dầu giảm, lò xo hồi vị sẽ ép piston trở về vị trí ban đầu

Nguyên lý hoạt động phanh tang trống:

Hình 1 9 Nguyên lý hoạt động phanh tang trống

Hệ thống phanh tang trống ô tô hoạt động bằng cách tác động lực lênphanh làm cho các bánh xe ngừng quay Cụ thể, khi người lái đạp phanh, cơcấu phanh tạo ra một lực Lực này sẽ làm cho các bánh xe dừng quay đồngthời kìm hãm quán tính của xe khiến xe dừng lại

Bằng cách sử dụng áp suất thuỷ lực truyền từ xilanh chính đến xi lanhphanh, guốc phanh sẽ được ép vào trống, trống phanh này lại quay cùng vớilốp khiến bánh xe dừng lại Khi không có sự xuất hiện của áp suất đến xi lanh,lực của lò xo phản hồi đẩy guốc phanh rời khỏi mặt trong của trống phanh vàtrở về vị trí ban đầu

1.4 Các chi tiết đánh giá chất lượng phanh

Để đánh giá chất lượng của quá trình phanh ta phải xét đến các yếu tốsau:

Gia tốc chậm dần khi phanh

Thời gian phanh

Quãng đường phanh

Lực phanh và lực phanh riêng

1.4.1 Gia tốc chậm dần khi phanh

Trong đó: j - hệ số tính đến ảnh hưởng của các chi tiết chuyển độngquay không đều trong hệ thống truyền lực.

Khi phanh trên đường nằm ngang ( = 0 ):

jmax = g

j

Công thức 1 2 Gia tốc chậm dần khi phanh với anpha = 0

Từ các công thức trên thấy, để tăng gia tốc chậm dần khi phanh cầngiảm hệ số 1 Vì vậy khi phanh đột ngột, người lái cần cắt ly hợp để tách động

cơ ra khỏi hệ thống truyền lực nhằm giảm 1 và tăng jmax Gia tốc phanh cực đạiphụ thuộc vào hệ số bám giữa lốp và mặt đường Giá trị của hệ số bám phụthuộc vào kết cấu lốp, tình trạng mặt đường Trên đường nhựa tốt

= 0,75 0,8 Nếu coi j 1 và g = 10m/s2 thì gia tốc phanh cực đại trên đường

nhựa tốt có thể đạt trị số = 0,75 0,8m / s2

1.4.2 Thời gian phanh

g

Công thức 1 3 Thời gian phanh

Từ biểu thức (1.3) ta thấy thời gian phanh nhỏ nhất phụ thuộc vào vậntốc bắt đầu phanh v0 , hệ số j và hệ số bám giữa bánh xe với mặt đường Đểgiảm thời gian phanh cần giảm hệ số j bằng cách cắt ly hợp khi phanh để táchđộng cơ ra khỏi hệ thống truyền lực

j

max

1.4.3 Quãng đường phanh

Quãng đường phanh là chỉ tiêu quan trọng nhất để đánh giá chất lượngphanh của ô tô Vì vậy trong tính năng kỹ thuật của ô tô, các nhà chế tạo thườngcho biết quãng đường phanh của ô tô ứng với vận tốc bắt đầu phanh đã định

So với các chỉ tiêu khác thì quãng đường phanh là chỉ tiêu mà người lái

xe có thể nhận thức được một cách trực quan và dễ dàng tạo điều kiện chongười lái xử lý tốt trong khi phanh ô tô trên đường

Smin = j 0

2 g

Công thức 1 4 Quãng đường phanh nhỏ nhất

Spmin- Quãng đường phanh ngắn nhất (tính từ khi bắt đầu phanh đến khi

xe dừng hẳn)

Qua biểu thức (1.4) ta thấy để giảm quãng đường phanh nhỏ nhất cầngiảm hệ số j , cho nên nếu người lái cắt ly hợp trước khi phanh thì quãngđường phanh sẽ ngắn hơn

Trên hình 1.10 biễu diễn sự phụ thuộc giữa quàng đường phanh S vớivận tốc ban đầu v1 và hệ số bám

Hình 1 10 Ảnh hưởng của vận tốc ban đầu Vo và hệ số bámđến

quãng đường phanh nhỏ nhất

Công thức (1.4) quãng đường phanh phụ thuộc vào vận tốc v0 theo quyluật bậc 2 Qua đó thấy rằng, vận tốc v0 càng cao thì quãng đường phanh Scàng lớn, ngược lại hệ số bám càng tăng thì S càng giảm.

1.4.4 Lực phanh và lực phanh riêng

Lực phanh và lực phanh riêng là chỉ tiêu đánh giá chất lượng phanh vàthường được sử dụng khi thử phanh trên bệ thử

Lực phanh sinh ra ở các bánh xe ô tô được xác định theo công thức:

p r b

Công thức 1 5 Lực phanh sinh ra ở các bánh xe

Lực phanh riêng P là lực phanh tính trên một đơn vị trọng lượng toàn bộ

G của xe, nghĩa là:

Công thức 1 6 Lực phanh riêng P là lực phanh tính trên một đơn vị

trọng lượng GLực phanh riêng cực đại nhận được khi lực phanh cực đại:

Gmax = G .G =Công thức 1 7 Lực phanh riêng cực đạiKhi đánh giá chất lượng phanh của ô tô, ô tô có thể sử dụng một trongbốn chỉ tiêu trên Trong đó quãng đường phanh là đặc trưng nhất, vì nó chophép người lái hình dung được vị trí xe dừng trước một chướng ngại vật mà

họ phải xử lý để khỏi xảy ra tai nạn khi người lái xe phanh ở vận tốc nào đấy

Do đó, chỉ tiêu này thường được sử dụng để đánh giá hiệu quả tác động củaphanh Lực phanh và lực phanh riêng thuận lợi khi đánh giá chất lượng phanhtrên bệ thử

download by : skknchat@gmail.com

Tuy nhiên, khi phanh ô tô không thể dừng ngay mà sẽ dừng cách vị trílúc bắt đầu phanh một khoảng nào đó Không những thế mà ô tô còn bị lệchkhỏi hướng chuyển động lúc bắt đầu phanh Vì vậy để đánh giá quá trìnhphanh thì ngoài việc nghiên cứu các chỉ tiêu nêu trên cần phải nghiên cứu tính

ổn định hướng của ô tô trong quá trình phanh

Chương 2 : HỆ THỐNG PHANH ABS

2.1 Quá trình điều khiển của ABS

2.1.1 Cơ cấu ABS

Hình 2 1 Sơ đồ khối các cụm chức năng của cơ cấu ABSMột cơ cấu ABS bao gồm 3 cụm bộ phận chính:

Cụm tín hiệu vào gồm: cảm biến tốc độ bánh xe,cảm biến tốc độ xe, côngtắc báo phanh, cảm biến giảm tốc… với nhiệm vụ gửi thông tin tốc độ bánh xe,tín hiệu phanh về hộp điều khiển điện tử (ECU), dưới dạng tín hiệu điện

Hình 2 2 Cảm biến tốc độ bánh xe

download by : skknchat@gmail.com

Hình 2 3 Cảm biến tốc độ xe

Hình 2 4 Vị trí cấu tạo cảm biến giảm tốcHộp điều khiển điện tử (ECU) có chức năng nhận và xử lý các tín hiệuvào, đưa tín hiệu điều khiển đến bộ chấp hành thuỷ lực, điều khiển quá trìnhphanh chống bó cứng

Hình 2 5 Hộp ECU

Bộ phận chấp hành gồm có bộ điều khiển thuỷ lực, bộ phận hiển thị đènbáo phanh ABS, bộ phận kiểm tra, chẩn đoán.

Hình 2 6 Bộ phận chấp hành

Hình 2 7 Bộ phận chấp hành thủy lựcTrong đó:

+ Bộ điều khiển thuỷ lực nhận tín hiệu điều khiển từ ECU thực hiện quátrình phân phối áp suất dầu đến các cơ cấu phanh bánh xe

+ Bộ phận hiển thị đèn báo phanh và bộ phận kiểm tra chẩn đoán có chức

năng báo cho người lái xe biết khi cơ cấu ABS gặp sự cố, dưới dạng các xung điện hoặc là tín hiệu nhấp nháy của đèn báo

Nguyên tắc điều khiển cơ bản của cơ cấu ABS như sau:

Các cảm biến tốc độ bánh xe nhận biết tốc độ góc của các bánh xe và gửi tín hiệu về ECU dưới dạng các xung điện áp xoay chiều

download by : skknchat@gmail.com

ECU theo dõi tình trạng các bánh xe bằng cách tính tốc độ xe và sự thayđổi tốc độ bánh xe, xác định mức trượt dựa trên tốc độ các bánh xe.

Khi phanh gấp hay phanh trên những đường ướt, trơn trượt có hệ số bámthấp, ECU điều khiển bộ chấp hành thuỷ lực cung cấp áp suất dầu tối ưu cho mỗi

xy lanh phanh bánh xe theo các chế độ tăng áp, giữ áp hay giảm áp để duy trì độtrượt nằm trong giới hạn tốt nhất, tránh bị hãm cứng bánh xe khi phanh

2.1.2 Yêu cầu cơ cấu ABS

Một cơ cấu ABS hoạt động tối ưu, đáp ứng nhu cầu nâng cao chất lượngphanh của ô tô phải thỏa mãn đồng thời các yêu cầu sau:

Cơ cấu phải đáp ứng yêu cầu về an toàn liên quan đến động lực họcphanh và chuyển động ô tô

Cơ cấu phải làm việc ổn định và có khả năng thích ứng cao, điều khiểntốt trong suốt dải tốc độ của xe và ở bất kỳ loại đường nào (thay đổi từ đường

bê tông khô có sự bám tốt đến đường đóng băng có sự bám kém)

Cơ cấu phải khai thác một các tối ưu khả năng phanh của các bánh xetrên đường, do đó giữ tính ổn định điều khiển và giảm quãng đường phanh

Điều này không phụ thuộc vào việc phanh đột ngột hay phanh từ từ củangười lái xe

Khi phanh xe trên đường có các hệ số bám khác nhau (ví dụ hai bánh xebên phải chạy trên đường tuyết và hai bánh bên trái chạy trên đường nhựakhô) thì mô men xoay xe quanh trục đứng đi qua trọng tâm của xe là luônluôn xảy ra không thể tránh khỏi, nhưng với sự hỗ trợ của cơ cấu ABS, sẽ làmcho nó tăng rất chậm để người lái xe có đủ thời gian bù trừ mô men này bằngcách điều chỉnh cơ cấu lái một cách dễ dàng

Cơ cấu phải duy trì độ ổn định và khả năng lái khi phanh trong lúc đangquay vòng.

Cơ cấu phải có chế độ tự kiểm tra, chẩn đoán và an toàn Một mạchkiểm soát phải liên tục kiểm tra sự hoạt động của cơ cấu một cách đầy đủ.Nếu phát hiện một lỗi nào đó có thể làm hư hỏng việc ứng xử của ABS thì cơcấu sẽ thông báo cho lái xe biết và khi đó cơ cấu phanh sẽ làm việc như một

cơ cấu phanh bình thườg

2.1.3 Phạm vi điều khiển của ABS

Hình 2 8 Phạm vi điều khiển của cơ cấu ABS1: Lốp bố tròn chạy trên đường bêtông khô 2: Lốp bố chéo chạy trênđường nhựa ướt 3: Lốp bố tròn chạy trên đường tuyết

4: Lốp bố tròn chạy trên đường đóng băng

Mục tiêu của cơ cấu ABS là giữ cho bánh xe trong quá trình phanh có

độ trượt thay đổi trong giới hạn hẹp quanh giá trị 0 ( 0=10-30% trên đồ thị đặctính trượt), gọi là phạm vi điều khiển của cơ cấu ABS Khi đó hiệu quả phanhcao nhất (lực phanh đạt giá trị cực đại do giá trị x max) đồng thời tính ổn định

download by : skknchat@gmail.com