Khảo sát và tính toán kiểm nghiệm hệ thống abs trên xe lexus gs 350

Trong trường hợp phanh gấp, nếu CPU nhận thấy một hay nhiều bánh có tốc độ quay chậm hơn mức quy định nào đó so với các bánh còn lại, thông qua bơm và van thủy lực, ABS tự động giảm áp s

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG

KHẢO SÁT VÀ TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM

HỆ THỐNG ABS TRÊN XE LEXUS GS-350

Sinh viên thực hiện: NGUYỄN HUY

Đà Nẵng – Năm 2018

Khảo sát và tính toán kiểm nghiệm hệ thống ABS xe Lexus GS-350

MỤC LỤC

Tóm tắt

Nhiệm vụ đồ án

Lời nói đầu

Lời cam đoan

Mục lục

Danh sách các bảng và hình vẽ

MỞ ĐẦU 1

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH ABS 2

1.1 Mối quan hệ giữa lực phanh và độ trượt 2

1.2 Chức năng nhiệm vụ 3

1.3 Nguyên lý làm việc 7

1.4 Phân loại hệ thống ABS 11

1.5 Một số sơ đồ ABS điển hình 13

Chương 2 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ XE LEXUS GS-350 15

2.1 Sơ đồ tổng thể của xe 15

2.2 Động cơ 16

2.3 Hệ thống truyền lực 16

2.3.1 Hộp số 16

2.3.2 Các đăng 17

2.4 Hệ thống lái 17

2.5 Hệ thống treo 18

2.6 Hệ thống phanh 18

Chương 3 KHẢO SÁT HỆ THỐNG PHANH ABS TRÊN XE 19

LEXUS GS-350 19

3.1 Sơ đồ hệ thống phanh ABS 19

3.2 Sơ đồ và nguyên lý làm việc của hệ thống phanh ABS trên xe Lexus-GS 21

3.2.1 Sơ đồ nguyên lý hệ thống phanh ABS 21

3.2.2 Sơ đồ điện 27

3.3 Kết cấu các bộ phận chính của hệ thống phanh ABS 30

3.3.1 Xy lanh phanh chính 30

3.3.2 Trợ lực phanh 31

Bộ trợ lực chân không có hiệu quả thấp, nên thường được sử dụng trên các ô tô du lịch và tải nhỏ 33

3.3.3 Cảm biến tốc độ bánh xe (Revolution sensor) 33

3.3.4 Cảm biến giảm tốc 35

3.3.5 Cảm biến gia tốc ngang 36

3.3.6 Khối điều khiển điện tử ECU 36

3.3.7 Khối thuỷ lực- điện tử (Electric-hydraulic Unit) 38

Chương 4 TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG PHANH ABS 40

4.1 Các thông số dùng để tính toán 40

4.2 Mô men bám của mỗi bánh xe ở cầu trước và cầu sau 40

4.3 Xác định mô men phanh do các cơ cấu phanh sinh ra 45

4.3.1 Đối với cơ cấu phanh trước 45

4.3.2 Đối với cơ cấu phanh sau 48

4.3.3 Gia tốc chậm dần của bánh xe khi phanh 52

Khảo sát và tính toán kiểm nghiệm hệ thống ABS xe Lexus GS-350

Chương 5 KIỂM TRA HỆ THỐNG ABS 53

5.1 Kiểm tra hệ thống chuẩn đoán 55

5.2 Kiểm tra bộ phận chấp hành 61

5.3 Kiểm tra cảm biến tốc độ bánh xe 63

KẾT LUẬN 64

TÀI LIỆU THAM KHẢO 65

Khảo sát và tính toán kiểm nghiệm hệ thống ABS xe Lexus GS-350

DANH SÁCH CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Kết quả thí nghiệm khi phanh ôtô du lịch có trang bị ABS 10

Bảng 2.1 Các thông số kỹ thuật chủ yếu của xe Lexus-GS 15

Bảng 4.1 Quan hệ giữa hệ số bám dọc φx và độ trượt λ 44

Bảng 4.1 Quan hệ giữa mô men bám Mφ và độ trượt λ 45

Bảng 4.3 Quan hệ giữa mô men phanh trước Mpt với độ trượt λ ở giai đoạn tăng áp suất: 47

Bảng 4.4 Quan hệ giữa mô men phanh trước Mpt với độ trượt λ ở giai đoạn giảm áp suất: 47

Bảng 4.5 Quan hệ giữa mô men phanh trước Mpt với độ trượt λ ở giai đoạn giữ áp 48

Bảng 4.6 Quan hệ giữa mô men phanh của mỗi cơ cấu phanh trước Mpt với độ trượt λ ở giai đoạn tăng áp suất tiếp theo: 48

Bảng 4-7 Quan hệ giữa mô men phanh của mỗi cơ cấu phanh sau Mps với độ trượt λ ở giai đoạn tăng áp suất: 50

Bảng 4.8 Quan hệ giữa mô men phanh của mỗi cơ cấu phanh sau với độ trượt λ ở giai đoạn giảm áp suất: 50

Bảng 5.9 Quan hệ giữa mô men phanh của mỗi cơ cấu phanh sau với độ trượt λ ở giai đoạn giữ áp suất: 51

Bảng 4-10 Quan hệ giữa mô men phanh của mỗi cơ cấu phanh sau Mps với độ trượt λ ở giai đoạn tăng áp suất tiếp theo: 51

Bảng 4.11 Gia tốc chậm dần của mỗi bánh xe ở cầu trước 52

Bảng 4.12 Gia tốc chậm dần của mỗi bánh xe ở cầu sau 53

Bảng 5.1 Mã chẩn đoán 57

Bảng 5.2 Mã chẩn đoán 60

DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Sự thay đổi hệ số bám dọc φx và hệ số bám ngang φy theo độ 3

trượt tương đối λ của bánh xe 3

Hình 1.2 Quá trình phanh có và không có ABS trên đoạn đường cong 4

Hình 1-3 Sơ đồ biểu diễn hệ số trượt trên các loại đường 6

Hình 1.4 Sơ đồ tổng quát của hệ thống chống hãm cứng bánh xe 7

Hình 1.5 Các lực và mômen tác dụng lên bánh xe khi phanh 8

Hình 1.6 Sự thay đổi các thông số khi phanh có ABS 9

Hình 1.7 Sự thay đổi áp suất trong dẫn động (a) và gia tốc chậm dần của bánh xe (b) khi phanh có ABS 10

Hình 1.8 Quá trình phanh điển hình trên mặt đường trơn không có ABS 11

Hình 1.9 Quá trình phanh điển hình của ôtô có trang bị ABS 11

Hình 1.10 Các phương pháp điều chỉnh áp suất phanh 12

Hình 1.11 Sơ đồ ABS 1 kênh 1 cảm biến 13

Hình 1.12 Sơ đồ ABS 3 kênh 3 cảm biến 14

Hình 1.13 Sơ đồ ABS 3 kênh 4 cảm biến 14

Hình 1.14 Sơ đồ ABS 4 kênh 4 cảm biến 15

Hình 2.1 Sơ đồ tổng thể xe Lexus-GS 15

Hình 2.2 Cấu tạo hộp số tự động 17

Hình 2.3 Kết cấu phanh đĩa trên ôtô 18

Hình 3.1 Sơ đồ hệ thống phanh ABS trên xe Lexus-GS 350 20

Khảo sát và tính toán kiểm nghiệm hệ thống ABS xe Lexus GS-350

Hình 3.2 Sơ đồ bố trí hệ thống phanh ABS trên xe Lexus-GS 350 20

Hình 3.3 Sơ đồ dẫn động hệ thống phanh ABS 21

Hình 3.4 Giai đọan tăng áp suất 22

Hình 3.5 Giai đoạn giảm áp suất 23

Hình 3.6 Giai đoạn giữ áp suất 24

Hình 3.7 Giai đoạn tăng áp suất tiếp theo 25

Hình 3.8 Biểu đồ mô tả quá trình điều khiển tốc độ bánh xe khi phanh 26

Hình 3.9 Sơ đồ điện của hệ thống ABS 28

Hình 3.10 Sơ đồ rơle điều khiển ABS 30

Hình 3.11 Kết cấu xy lanh chính 31

Hình 3.12 Bầu trợ lực chân không 32

Hình 3.13 Cảm biến tốc độ bánh xe trước 33

Hình 3.14 Cảm biến tốc độ bánh xe sau 34

Hình 3.15 Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc của cảm biến tốc độ bánh xe 34

Hình 3.16 Cảm biến giảm tốc 35

Hình 3.17 Hoạt động của cảm biến giảm tốc 36

Hình 3.18 Cảm biến gia tốc ngang 36

Hình 3.19 Khối thủy lực- điện tử 39

Hình 3.20 Bình chứa và bơm 39

Hình 4.1 Sơ đồ lực tác dụng lên ôtô khi phanh 42

Hình 4.2 Sự thay đổi hệ số bám dọc φx và hệ số bám ngang φy theo độ 44

Hình 4.3 Đồ thị biểu diễn quan hệ giữa mô men bám của mỗi bánh xe ở cầu trước và cầu sau theo độ trượt λ 45

Hình 4.4 Sơ đồ để tính toán bán kính trung bình của đĩa ma sát 46

Hình 4.5 Đồ thị biểu diễn quan hệ giữa mô men phanh và mô men bám của mỗi bánh xe ở cầu trước theo độ trượt λ khi phanh 48

Hình 4.6 Sơ đồ để tính toán bán kính trung bình của đĩa ma sát 49

Hình 4.7 Đồ thị biểu diễn quan hệ giữa mô men phanh và mô men bám của mỗi bánh xe ở cầu sau theo độ trượt λ khi phanh 52

Hình 5.1 Đèn báo ABS 57

Hình 5.2 Giắc kiểm tra 57

MỞ ĐẦU

Sản xuất ô tô trên thế giới ngày nay tăng vượt bậc, ô tô trở thành phương tiện vận chuyển quan trọng về hành khách và hàng hoá cho các ngành kinh tế quốc dân, đồng thời đã trở thành phương tiện giao thông tư nhân ở các nước có nền kinh tế phát triển

Ở nước ta, số ô tô tư nhân cũng đang phát triển cùng với sự tăng trưởng của nền kinh tế, mật độ ô tô lưu thông trên đường ngày càng cao

Do mật độ ôtô trên đường ngày càng lớn và tốc độ chuyển động ngày càng cao cho nên vấn đề tai nạn giao thông trên đường là vấn đề cấp thiết luôn phải quan tâm

Theo thống kê của các nước thì trong tai nạn giao thông đường bộ 60 ÷ 70 % do con người gây ra 10 ÷ 15 % do hư hỏng máy móc, trục trặc kỹ thuật và 20 ÷ 30% là do đường

sá quá xấu Trong nguyên nhân do con người gây ra thì theo thống kê cho thấy 10% số

vụ tai nạn xảy ra trong trường hợp cần dừng khẩn cấp, tài xế đạp phanh đột ngột làm xe

bị rê bánh và trượt đi, dẫn đến mất lái Hệ thống chống hãm cứng bánh xe Antilock Braking System (ABS) giúp khắc phục tình trạng này không phụ thuộc vào kỹ thuật phanh của người lái ABS được ứng dụng ngày càng rộng rãi trong khoảng 15 năm trở lại đây và hiện nay giữ vị trí quan trọng trong danh mục thiết bị tiêu chuẩn của xe hơi

Nó là hệ thống an toàn chủ động của ôtô, góp phần giảm thiểu tai nạn nguy hiểm có thể xảy ra khi vận hành vì nó điều khiển quá trình phanh một cách tối ưu Tìm hiểu hệ thống phanh ABS cho phép người sử dụng, bảo dưỡng, sửa chữa, tư vấn và kiểm định làm việc một cách tối ưu nhằm nâng cao hiệu quả làm việc của hệ thống này Đó là lí do em chọn

đề tài “Khảo sát hệ thống ABS trên xe Lexus GS 350”

Trong đề tài này em tập trung vào vấn đề tìm hiểu kết cấu và nguyên lý hoạt động của các chi tiết trong hệ thống phanh ABS, tính toán hệ thống phanh ABS, ngoài ra em còn tìm hiểu về các nguyên nhân hư hỏng và biện pháp khắc phục các hư hỏng

Em hy vọng đề tài này như là một tài liệu chung nhất để giúp người sử dụng tự tìm hiểu kết cấu, nguyên lý làm việc, cũng như cách khắc phục các hỏng hóc nhằm sử dụng

và bảo dưởng hệ thống phanh ABS một cách tốt nhất để đảm bảo an toàn cho người và tài sản

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH ABS

ABS là một trong hai công nghệ bổ sung cho hệ thống phanh hữu dụng nhất của ngành công nghiệp ôtô thời gian gần đây Vai trò chủ yếu của ABS là giúp tài xế duy trì khả năng kiểm soát xe trong những tình huống phanh gấp

ABS thực ra là công nghệ điện tử thay thế cho phương pháp phanh hiệu quả nhất (đặc biệt trên mặt đường trơn trượt) là đạp - nhả pê-đan liên tục, cảm nhận dấu hiệu rê bánh

để xử lý Do việc thực hiện kỹ thuật này không đơn giản mà các chuyên gia ôtô ở hãng Bosch, Đức, đã nghiên cứu, chế tạo cơ cấu ABS bao gồm các cảm biến lắp trên bánh xe (ghi nhận tình trạng hoạt động); bộ xử lý điện tử CPU và thiết bị điều áp (đảm nhiệm thay đổi áp suất trong piston phanh)

Trong trường hợp phanh gấp, nếu CPU nhận thấy một hay nhiều bánh có tốc độ quay chậm hơn mức quy định nào đó so với các bánh còn lại, thông qua bơm và van thủy lực, ABS tự động giảm áp suất tác động lên đĩa (quá trình nhả), giúp bánh xe không bị hãm cứng (hay còn gọi là "bó")

Tương tự, nếu một trong các bánh quay quá nhanh, máy tính cũng tự động tác động lực trở lại, đảm bảo quá trình hãm Để thực hiện được điều này, hệ thống sẽ thực hiện động tác ép - nhả má phanh trên phanh đĩa khoảng 15 lần mỗi giây, thay vì tác động một lần cực mạnh khiến bánh có thể bị "chết" như trên các xe không có ABS

1.1 Mối quan hệ giữa lực phanh và độ trượt

Lực phanh tạo ra ở cơ cấu phanh, nhưng mặt đường là nơi tiếp nhận lực phanh đó Vì

vậy lực phanh của ôtô bị giới hạn bởi khả năng bám của bánh xe với mặt đường, mà đặc trưng là hệ số bám φ, theo mối quan hệ sau:

Fp ≤ Z.φ

Trong đó: Fp: Lực phanh

Z: Tải trọng tác dụng lên bánh xe

φ: Hệ số bám

Từ đây ta thấy khi phanh gấp (Fp lớn) hay khi phanh trên các loại đường có hệ số bám

φ thấp như đường băng, tuyết thì phần Fp dư mà mặt đường không có khả năng tiếp nhận

sẽ làm bánh xe sớm bị bó cứng và trượt lếch trên đường Mức độ thể hiện qua hệ số

trượt tương đối λ:

= − 100 % = ( 15  30 )%

a

b b a

rb - Bán kính lăn của bánh xe

Trên hình 1.1 trình bày đồ thị chỉ sự thay đổi của hệ số bám dọc φx và hệ số bám ngang φy của bánh xe với mặt đường theo độ trượt tương đối λ giữa bánh xe với mặt

đường

Hình 1.1 Sự thay đổi hệ số bám dọc φx và hệ số bám ngang φy theo độ

trượt tương đối λ của bánh xe

Từ đồ thị 1.1 ta thấy rằng hệ số bám dọc có giá trị cực đại φmax ở một độ trượt tương đối λ0 Thực nghiệm chứng minh λ0 thường nằm trong giới hạn (10 ÷ 30) % Ở giá trị λ0này không những hệ số bám dọc có giá trị cực đại mà hệ số bám ngang cũng có giá trị khá cao Khi λ = 100% là trạng thái bánh xe bị bó cứng và lốp xe bị lếch hoàn toàn trên đường

Như vậy nếu giữ cho quá trình phanh xảy ra ở độ trượt của bánh xe là λ0 thì sẽ đạt lực phanh cực đại, nghĩa là hiệu quả phanh cao nhất, và đảm bảo ổn định tốt nhất khi phanh

1.2 Chức năng nhiệm vụ

Các bộ điều chỉnh lực phanh, bằng cách điều chỉnh sự phân phối áp suất trong dẫn

động phanh các bánh xe trước và sau, có thể đảm bảo:

- Hoặc hãm cứng đồng thời các bánh xe (để sử dụng triệt để trọng lượng bám và tránh quay xe khi phanh)

- Hoặc hãm cứng các bánh xe trước (để đảm bảo điều kiện ổn định)

Tuy nhiên quá trình phanh như vậy vẫn chưa phải là có hiệu quả cao và an toàn nhất vì:

- Khi phanh ngặt, các bánh xe vẫn có thể bị hãm cứng và trượt dọc Các bánh xe trượt lết trên đường sẽ gây mòn lốp và giảm hệ số bám

- Các bánh xe bị trượt dọc hoàn toàn, còn mất khả năng tiếp tục nhận lực ngang

và không thể thực hiên quay vòng khi phanh trên đoạn đường cong hoặc đổi hướng để tránh chướng ngại vật (hình 1.2), đặc biệt là trên các mặt đường có hệ số bám thấp Do

đó dễ gây ra những tai nạn khi phanh

Hình 1.2 Quá trình phanh có và không có ABS trên đoạn đường cong

Vì vậy mục tiêu của hệ thống phanh ABS là giữ cho bánh xe trong quá trình phanh

có độ trượt thay đổi trong giới hạn hẹp quanh giá trị λ0, khi đó hiệu quả phanh cao nhất (lực phanh đạt giá trị cực đại do giá trị φmax) đồng thời tính ổn định và tính dẫn hướng của xe là tốt nhất (φy đạt giá trị cao), thỏa mãn các yêu cầu cơ bản của hệ thống phanh

là rút ngắn quảng đường phanh, cải thiện tính ổn định và khả năng điều khiển lái của xe trong khi phanh

Quảng đường phanh: Trong tính toán động lực học quá trình phanh, quảng đường phanh X được xác định theo phương trình sau:

2 2

p

V V F M

Trong đó:

X: là quảng đường phanh

M: là khối lượng của xe

V0: là vận tốc ban đầu khi bắt đầu phanh

Vf: là vận tốc cuối cùng

Ta thấy quãng đường phanh đến khi xe dừng hẳn (Vf = 0) phụ thuộc vào vận tốc ban đầu (V0), khối lượng M của xe và lực phanh Fp Khi lực phanh đạt cực đại thì quảng đường phanh là ngắn nhất (xem các nhân tố khác giữ nguyên giá trị) Theo hình 1.1, nếu giữ cho quá trình phanh xảy ra ỏ vùng lân cận λ0 thì sẽ đạt được lực phanh cực đại, khi

đó quảng đường phanh là ngắn nhất

Tính ổn định chuyển động và tính ổn định hướng: Duy trì khả năng bám ngang trong vùng có giá trị đủ lớn nhờ vậy làm tăng tính ổn định chuyển động và ổn định quay vòng khi phanh “xét theo quan điểm về độ trượt” Tuy nhiên do sự khác biệt thường xuyên của tải trọng và hệ số bám trên các bánh xe và các bánh xe được điều khiển một cách độc lập với cùng một ngưỡng gia tốc nên lực phanh trên các bánh xe sẽ khác nhau Sự khác biệt lực phanh trên các bánh xe trái phải sẽ tạo ra mô men quay vòng cưỡng bức quanh trục thẳng đứng (trục thẳng đứng đi qua trọng tâm xe nếu tổng lực phanh của các bánh xe bên trái khác tổng lực phanh của các bánh xe bên phải) Mô men quay vòng cưỡng bức sẽ làm lệch hướng chuyển động của xe khi phanh, làm giảm ổn định chuyển động Đối với xe du lịch mô men quán tính của khối lượng nhỏ, vận tốc đâm xe lớn có thể gây nguy hiểm khi phanh Ngoài ra trạng thái trượt của các bánh xe ở các cầu khác nhau cũng làm thay đổi đặc tính quay vòng của xe khi phanh, nếu độ trượt của bánh xe cầu trước lớn hơn cầu sau dẫn đến góc lệch hướng trước lớn hơn góc lệch hướng sau thì

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

xe có xu hướng quay vòng thừa

Trên hình 1.3 là đồ thi biểu diễn hệ số trượt trên các loại đường:

Hình 1-3 Sơ đồ biểu diễn hệ số trượt trên các loại đường

Tỉ số trượt: Tỉ số khác biệt giữa tốc độ xe và tốc độ bánh xe

Tỉ số trượt = (tốc độ xe – tốc độ bánh xe).100%/tốc độ xe

Tỉ số trượt 0% là trạng thái bánh xe quay tự do không có lực cản

Tỉ số trượt 100% là trạng thái trong đó bánh xe bị bó cứng hoàn toàn và trượt trên mặt đường

Mối quan hệ giữa lực phanh và tỉ số trượt được biểu diễn bởi đồ thị Bằng đồ thị ta

có thể dễ dàng hiểu được mối liên hệ giữa lực phanh và hệ số trượt Lực phanh không nhất thiết cân đối với tỷ số trượt Vì vậy để đảm bảo lực phanh lớn nhất thì tỷ số trượt nằm trong vùng dung sai trượt ABS

Từ những kết quả phân tích lý thuyết và thực nghiệm cho thấy rằng đối với ABS thì hiệu quả phanh và ổn định phanh phụ thuộc chủ yếu vào việc lựa chọn sơ đồ phân phối các mạch điều khiển và mức độ độc lập hay phụ thuộc của việc điều khiển lực phanh tại các bánh xe Sự thỏa mãn đồng thời hai chỉ tiêu hiệu quả phanh và ổn định khi phanh là khá phức tạp và là vấn đề đã và đang nghiên cứu của các nhà chuyên môn

Các hệ thống hãm cứng bánh xe khi phanh có thể sử dụng nguyên lý điều chỉnh sau đây:

- Theo gia tốc chậm dần của bánh xe khi phanh

- Theo giá trị độ trượt cho trước

- Theo giá trị của tỷ số vận tốc góc của bánh xe với gia tốc chậm dần của nó

Ở các loại đường nhựa khô, hệ số bám dọc vẫn tương đối cao Tuy nhiên hệ số bám ngang φy nhỏ, do đó không đảm bảo được lực bám ngang, làm cho xe mất tính ổn định hướng khi phanh Vì vậy trang bị ABS trên xe sẽ vẫn rất cần thiết để đảm bảo hiệu quả phanh tốt nhất Qua thực nghiệm người ta thấy rằng khi có trang bị hệ thống ABS: ● Đường nhựa khô: hiệu quả phanh đạt khoảng 115% (tăng 15% so với không có ABS)

● Đường đóng băng: hiệu quả phanh đạt khoảng 150% (tăng 50% so với không có ABS)

Tóm lại khi có trang bị hệ thống ABS:

- Lợi về hiệu quả phanh (lực phanh lớn hơn do hệ số bám luôn ở phạm vi giá trị

φmax)

- Lợi về tính ổn định ngang do φy còn đủ lớn giúp cho xe ổn định ngang

1.3 Nguyên lý làm việc

Hệ thống chống hãm cứng bánh xe ABS thực chất là một bộ điều chỉnh lực phanh có

mạch liên hệ ngược Sơ đồ khối điển hình của một ABS có dạng như trên hình 2.4, gồm:

Hình 1.4 Sơ đồ tổng quát của hệ thống chống hãm cứng bánh xe

1- Cảm biến tốc độ; 2- Bộ phận điều khiển; 3- Cơ cấu thực hiện; 4- Nguồn năng lượng; 5- Xilanh chính hoặc tổng van khí nén; 6- Xilanh bánh xe hoặc bầu

phanh

- Bộ phận cảm biến 1, bộ phận điều khiển 2, bộ phận chấp hành hay cơ cấu thực hiện

3 và nguồn năng lượng 4

- Bộ phận cảm biến 1 có nhiệm vụ phản ánh sự thay đổi của các thông số được chọn

để điều khiển (thường là tốc độ góc hay gia tốc chậm dần của bánh xe hoặc giá trị độ trượt) và truyền tín hiệu đến bộ phận điều khiển 2 Bộ phận 2 sẽ xử lý tín hiệu và truyền đến cơ cấu thực hiện 3 để tiến hành giảm hoặc tăng áp suất trong dẫn động phanh

- Chất lỏng được truyền từ xi lanh chính (hay tổng van khí nén) 5 qua 3 đến các xi lanh bánh xe (hay bầu phanh) 6 để ép các guốc phanh và thực hiện quá trình phanh

Để hiểu được nguyên lý làm việc của hệ thống chống hãm cứng bánh xe, ta khảo sát quá trình phanh xe như trên hình 1.5

Hình 1.5 Các lực và mômen tác dụng lên bánh xe khi phanh

Nếu bỏ qua mômen cản lăn rất nhỏ và để đơn giản coi Zbx = const, thì phương trình cân bằng mô men tác dụng lên bánh xe đối với trục quay của nó khi phanh, có dạng:

t

b b p

d

d J M



Ở đây: Mp - Mô men phanh tạo nên bởi cơ cấu phanh

Mφ - Mô men bám của bánh xe với đường

Jb - Mô men quán tính của bánh xe

 - Tốc độ góc của bánh xe b

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

b p t

b b

J

M M d

Sự thay đổi Mp, Mφ, và εb theo độ trượt được thể hiện trên hình 1.6:

Hình 1.6 Sự thay đổi các thông số khi phanh có ABS

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

εb chứng tỏ bánh xe sắp bị hãm cứng và được sử dụng làm tín hiệu vào thứ nhất để điều khiển làm giảm áp suất trong dòng dẫn động Do có độ chậm tác dụng nhất định nào đó (phụ thuộc vào tính chất hệ thống), sự giảm áp suất thực tế bắt đầu từ điểm 2

- Do Mp giảm, εb giảm theo và bằng không ở điểm 3 (khi Mp - Mφ) Vào thời điểm tương ứng với điểm 4 – mô men phanh có giá trị cực tiểu không đổi

- Trên đoạn từ điểm 3 đến điểm 6, mô men phanh nhỏ hơn mô men bám, nên xảy ra

sự tăng tốc bánh xe Sự tăng gia tốc góc bánh xe được sử dụng làm tín hiệu vào thứ hai

để điều khiển tăng áp suất trong hệ thống phanh (điểm 5)

- Khi tốc độ góc bánh xe tăng lên, độ trượt giảm và bởi vậy φ và Mφ cũng tăng lên

- Tiếp theo, chu trình lặp lại Như vậy, trong quá trình điều khiển, bánh xe lúc thì tăng tốc lúc thì giảm tốc và buộc Mφ phải thay đổi theo chu trình kín 1 - 2 - 3 - 4 - 5 - 6 - 1, giữ cho độ trượt của bánh xe dao động trong giới hạn λ1 ÷ λ2 (hình 1.5), đảm bảo cho hệ

số bám có giá trị gần với cực đại nhất

Trên hình 1.7 là đồ thị biểu diễn quá trình thay đổi áp suất trong dẫn động và gia tốc chậm dần của bánh xe khi phanh có ABS theo thời gian

Hình 1.7 Sự thay đổi áp suất trong dẫn động (a) và gia tốc chậm dần của bánh

xe (b) khi phanh có ABS

Hình 1.7a cho thấy, quá trình phanh với ABS nói chung có 3 giai đoạn (3pha): tăng

áp suất (1 >2), giảm áp suất (2 >4) và duy trì (giữ) áp suất (4 >5) ABS làm việc với

3 giai đoạn như vậy gọi là ABS 3 pha Một số ABS có thể không có pha duy trì áp suất- gọi là ABS 2 pha

Với các hệ thống chống hãm cứng bánh xe hiện nay, hệ số trượt thay đổi trong khoảng λ1 ÷ λ2 = (15 ÷ 30) % Tần số thay đổi áp suất trong dẫn động khí nén khoảng (3 ÷ 8) Hz còn trong dẫn động thủy lực đến 20Hz

Để thấy rõ vai trò của ABS có thể tham khảo số liệu trong bảng 1.1 nhận được khi thử nghiệm xe du lịch trong hai trường hợp có và không có ABS và đồ thị quá trình

phanh trên hình 1.8; 1.9

Bảng 1.1 Kết quả thí nghiệm khi phanh ôtô du lịch có trang bị ABS

(mỗi bánh xe có một cảm biến và điều khiển riêng)

Loại đường Tốc độ bắt đầu

phanh V(m/s)

Quảng đường phanh Sp(m) Mức tăng hiệu

quả phanh (%)

Đường bêtông ướt 13,88 18,7 23,7 21,1

Đường bêtông khô

Đường bêtông ướt

27,77 27,77

41,1 62,5

50,0 100,0

17,8 37,5

Hình 1.8 Quá trình phanh điển hình trên mặt đường trơn không có ABS

Hình 1.9 Quá trình phanh điển hình của ôtô có trang bị ABS

1.4 Phân loại hệ thống ABS

Mặc dù có chung một nguyên lý làm việc, nhưng các ABS có thể được thiết kế theo

nhiều sơ đồ kết cấu và biện pháp điều chỉnh áp suất khác nhau Hệ thống ABS được phân loại theo các phương pháp sau:

- Theo phương pháp điều khiển, ABS có thể chia thành hai nhóm lớn: điều khiển bằng cơ khí và điều khiển điện tử

- Theo thành phần kết cấu, các ABS điều khiển điện tử chia ra:

• Loại dùng kết hợp với xi lanh chính của hệ thống phanh cổ điển (còn gọi là loại không tích hợp)

• Loại bán tích hợp

• Loại tích hơp

- Theo phương pháp điều chỉnh (giảm) áp suất, chia ra:

• Dùng bình tích năng và bơm hồi dầu

• Dùng van xả dầu về bình chứa

• Dùng piston đối áp

Hình 1.10 Các phương pháp điều chỉnh áp suất phanh

a- Dùng bơm hồi dầu; b- Xả dầu về đường hồi; c-Dùng piston đối áp

1- Bơm dầu; 2- Bình tích năng; 3- Xi lanh chính; 4- Van nạp; 5- Van xả;

6- Cơ cấu phanh; 7- Đường hồi dầu; 8- Van điện từ chính

- Ngoài ra các ABS còn có thể phân loại theo số lượng cảm biến và số dòng dẫn động điều khiển riêng rẽ

1.5 Một số sơ đồ ABS điển hình

Sau đây sẽ giới thiệu một số sơ đồ ABS phổ biến dùng với dẫn động thủy lực, điều khiển bằng điện tử

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

Sơ đồ hình 1.11 sử dụng một cảm biến tốc độ bánh xe với vòng răng cảm biến đặt trên bánh răng vành chậu của bộ vi sai cầu sau Sơ đồ này hai bánh sau được điều khiển chung theo modul chọn thấp (select low mode), tức là bánh xe nào có khả năng bám thấp sẽ quyết định áp lực phanh chung cho cả cầu sau

Hình 1.11 Sơ đồ ABS 1 kênh 1 cảm biến

1- Xy lanh chính; 2- Cơ cấu cung cấp năng lượng; 3- Khối thủy lực; 4- Bơm cao áp;

5- Rơle điện; 6- Cảm biến tốc độ; 7- Xy lanh bánh xe

Sơ đồ hình 1.12 sử dụng hai cảm biến tốc độ bánh xe đặt ở các bánh xe cầu trước và một cảm biến tốc độ bánh xe với vòng răng cảm biến đặt trên bánh răng vành chậu của

bộ vi sai cầu sau

Hình 1.12 Sơ đồ ABS 3 kênh 3 cảm biến

Trên hình 1.13 là sơ đồ ABS 3 kênh có 4 cảm biến bố trí ở các bánh xe và 4 van điều khiển (tài liệu tham khảo [4]) Phương án này hai bánh trước được điều khiển độc lập, hai bánh sau được điều khiển chung theo modul thấp (select low mode), tức là bánh xe nào có khả năng bám thấp sẽ quyết định áp lực phanh chung cho cả cầu sau Phương án này sẽ loại bỏ được mô men quay vòng cưỡng bức trên cầu sau tính ổn định tăng nhưng hiệu quả phanh giảm bớt Hầu hết các xe có bánh sau chủ động và nhiều xe bánh trước chủ động sử dụng ABS 3 kênh

Hình 1.13 Sơ đồ ABS 3 kênh 4 cảm biến

ABS 4 kênh điều khiển phanh 4 bánh xe một cách riêng biệt Đây là hệ thống hoàn chỉnh nhưng đắt tiền nhất và yêu cầu mỗi bánh xe phải có một cảm biến tốc độ riêng Trên hình 1.14 là sơ đồ ABS 4 kênh có 4 cảm biến bố trí ở các bánh xe và 4 van điều khiển độc lập (sử dụng phổ biến cho xe động cơ đặt trước bánh trước chủ động) Với phương án này các bánh xe đều được tự động điều chỉnh lực phanh sao cho luôn nằm trong vùng có khả năng bám cực đại nên hiệu quả phanh là lớn nhất Tuy nhiên khi

phanh trên đường có hệ số bám trái và phải không đều thì mô men quay vòng cưỡng bức lớn tính ổn định giảm

Hình 1.14 Sơ đồ ABS 4 kênh 4 cảm biến

Chương 2 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ XE LEXUS GS-350

2.1 Sơ đồ tổng thể của xe

Trên hình 2.1 là sơ đồ tổng thể xe Lexus-GS 350 Các thông số kỹ thuật chủ yếu được

cho trên bảng 2.1

Hình 2.1 Sơ đồ tổng thể xe Lexus-GS

Bảng 2.1 Các thông số kỹ thuật chủ yếu của xe Lexus-GS

03 Vết lốp : Trước /sau S1/S2 mm 1534/1539

V6-3.5L 303/6200

2.2 Động cơ

Động cơ ôtô Lexus có những đặc điểm kết cấu và những thông số kỹ thuật sau:

Lexus sử dụng động cơ V6 – 3.5L, tỷ số nén ε =11.5, chạy bằng nhiên liệu gas, điều khiển phun nhiên liệu bằng điện tử, cho công suất cực đại 303 mã lực tại tốc độ 6200 vòng/phút, mô-men xoắn cực đại 274(lb/ft) tại 3600 vòng/phút Mức tiêu thụ nhiên liệu trung bình từ 21lít/100km đường trường đến 29lít/100km đường phố

2.3 Hệ thống truyền lực

2.3.1 Hộp số

Hộp số sử dụng trên xe là hộp số tự động 6 số Tỷ số truyền động bánh răng cuối cùng là 3.73 Động cơ đặt trước- cầu trước chủ động, do vậy chúng được thiết kế gọn nhẹ,

bộ vi sai lắp ở bên trong nên còn được gọi là “Hộp số có vi sai”

Hộp số tự động giúp việc chuyển số lên xuống một cách tự động tại thời điểm thích hợp nhất theo tải động cơ và tốc độ xe

Uu điểm so với hộp số thường:

Làm giảm mệt mỏi cho lái xe bằng cách loại bỏ các thao tác cắt ly hợp và thường xuyên chuyển số

Chuyển số một cách tự động và êm dịu tại các tốc độ thích hợp với chế độ lái xe

Tránh cho động cơ khỏi bị quá tải, do nó nối chúng bằng thuỷ lực (qua biến mô) tốt hơn so với nối chúng bằng cơ khí

Hộp số tự động gồm các bộ phận chính sau:

Bộ biến mô

Bộ bánh răng hành tinh

Bộ điều khiển thuỷ lực

Bộ truyền động bánh răng cuối cùng

Các thanh điều khiển

Hệ thống lái xe Lexus là hệ thống lái cơ khí có trợ lực, cơ cấu lái loại bánh răng và thanh răng

Bán kính kính quay tối đa bên trái và bên phải là: 866 (mm) Vị trí lái khá thoải mái, với điểm mù hẹp cho tầm quan sát tốt Động cơ êm và khoang lái được cách âm tốt, cho cảm giác lái đằm và chính xác ở tốc độ cao

- Giảm được hiện tượng dao động các bánh xe dẫn hướng, tăng khả năng bám đường

do đó tăng được tính điều khiển và ổn định của xe

2.6 Hệ thống phanh

Hệ thống phanh xe Lexus gồm:

Hệ thống phanh chính (phanh chân): Phanh trước và phanh sau là phanh đĩa điều khiển bằng thuỷ lực trợ lực chân không, có sử dụng hệ thống chống hãm cứng ABS Phanh dừng (phanh tay): phanh cơ khí tác dụng lên bánh sau

Dầu phanh: DOT 3 hoặc DOT 4

1- Má kẹp; 2- Piston; 3- chốt dẫn hướng; 4- Đĩa Phanh; 5- má phanh

Chương 3 KHẢO SÁT HỆ THỐNG PHANH ABS TRÊN XE

LEXUS GS-350

Sau khi nghiên cứu lý thuyết về chuyên đề phanh ABS Phần này giới thiệu sơ đồ

phanh ABS cụ thể của xe Lexus, qua đó phân tích nguyên lý làm việc của nó

3.1 Sơ đồ hệ thống phanh ABS

Đây là loại ABS dùng với dẫn động thuỷ lực, không tích hợp, bố trí 3 kênh, 4 cảm biến, và 4 van điều khiển Hai van để điều khiển bánh trước bên phải và bánh trước bên trái một cách độc lập, hai van còn lại điều khiển đồng thời bánh sau bên phải và bên trái Giảm áp suất bằng van xả và bơm hồi dầu

Thiết bị của hệ thống ABS gồm: cảm biến lắp trên bánh xe (ghi nhận tình trạng hoạt

động); bộ xử lý điện tử và thiết bị điều áp (đảm nhiệm thay đổi áp suất trong pít-tông phanh) Kiểu ABS hiệu quả nhất có thể tự động điều chỉnh áp suất dầu phanh trên từng cụm bánh, số cảm biến đo vận tốc góc, module áp suất, đường điều khiển bằng số bánh

xe

Trên hình 3.1 là sơ đồ hệ thống phanh ABS, hình 3.2 là sơ đồ bố trí hệ thống phanh

ABS trên xe Lexus

Hình 3.1 Sơ đồ hệ thống phanh ABS trên xe Lexus-GS 350

1,2 - Cảm biến tốc độ bánh xe trước; 3- Cảm biến tốc độ bánh xe sau; 4- ECU và Rơle;

5- Xy lanh chính

Hình 3.2 Sơ đồ bố trí hệ thống phanh ABS trên xe Lexus-GS 350

1,5- Cảm biến tốc độ bánh xe trước; 2- Rôto cảm biến bánh xe trước; 3- Rơle điều khiển; 4- Khối thủy lực; 6,11- Giắc kiểm tra; 7- ECU; 8- Đèn cảnh báo ABS;

9- Rô to cảm biến bánh xe sau; 10- Cảm biến tốc độ bánh xe sau

Hệ thống này gồm nhiều bộ phân hợp thành, nó cung cấp thông tin đến ECU Những

bộ phận này là:

 Cảm biến tốc độ (speed sensors), phát hiện tốc độ góc của bánh xe và truyền tín hiệu về tốc độ cho khối điều khiển điện tử

 Khối thủy lực (ABS actuator), kiểm tra và điều chỉnh áp suất phanh

 Rơle (control relay), kiểm tra hoạt động của bơm và van điện từ

 Khối điều khiển điện tử (ABS ECU), nhận tín hiệu từ cảm biến tốc độ bánh xe,

xử lý và phát tín hiệu điều khiển khối thủy lực để tăng hoặc giảm áp suất phanh, đảm bảo cho các bánh xe không bị hãm cứng

 Đèn báo ABS (ABS warning lamp), báo cho người lái tình trạng của hệ thống

3.2 Sơ đồ và nguyên lý làm việc của hệ thống phanh ABS trên xe Lexus-GS 3.2.1 Sơ đồ nguyên lý hệ thống phanh ABS

Trên hình 3.3 là sơ đồ nguyên lý của hệ thống phanh ABS Chu trình điều chỉnh áp

suất trong dẫn động phanh khi ABS làm việc có 3 giai đoạn chính: tăng áp suất, duy trì

áp suất; giảm áp suất

Hình 3.3 Sơ đồ dẫn động hệ thống phanh ABS

1, 3, 8, 10- Van điện từ 3 vị trí; 2- Xy lanh bánh xe trước bên trái; 4- Xy lanh bánh xe sau bên phải; 5- Bầu tích năng; 6- Mô tơ bơm; 7- Xy lanh bánh xe sau bên trái; 9- Xy

lanh bánh xe trước bên phải; 11- Van phân phối; 12- Xy lanh chính

 Giại đoạn tăng áp suất, (phanh bình thường):

- Trong giai đoạn này hệ thống phanh làm việc như một hệ thống phanh bình thường không có ABS

- Giai đoạn này còn gọi là giai đọan tạo áp suất Người lái hoàn toàn điều khiển áp suất cung cấp cho các xi lanh bánh xe và các thiết bị liên quan khác

- Sơ đồ làm việc của hệ thống như trên hình 3.4: Người lái tác dụng lên bàn đạp phanh

ép dầu từ xi lanh chính đi qua cửa “A” (đang mở) rồi qua cửa “C” đến xy lanh bánh xe (cửa “B” đóng), ép má phanh vào đĩa phanh để thực hiện quá trình phanh Van một chiều (7) (thường đóng) ngăn không cho dầu đi đến bơm Áp suất trong dẫn động tỷ lệ với lực đạp Khi người lái nhả phanh, dầu đi từ xy lanh bánh xe qua cửa “C” rồi qua cửa “A” và van một chiều (6) hồi về xy lanh chính

Hình 3.4 Giai đọan tăng áp suất

1- Bộ tích năng; 2- Xy lanh bánh xe; 3- Cảm biến tốc độ bánh xe; 4- Lò xo hồi vị; 5- Cuộn Solenoid; 6,7,8- Van một chiều; 9- Xy lanh chính; 10- Bơm cao áp

 Giai đoạn giảm áp suất:

Khi một bánh xe gần bị bó cứng, ECU gửi dòng điện 5A đến cuộn solenoid của van điện, làm sinh ra một lực từ mạnh Van điện 3 vị trí chuyển động lên phía trên để đóng cửa “A” và mở cửa “B” cho chất lỏng từ xi lanh bánh xe đi vào bộ tích năng (1) thoát

về vùng áp suất thấp của hệ thống, do vậy áp suất trong dẫn động phanh được giảm xuống (hình 3.4), tránh cho các bánh xe khỏi bị hãm cứng

Cùng lúc đó, môtơ bơm hoạt động nhờ tín hiệu từ ECU, dầu phanh được hồi trả về

xy lanh phanh chính từ bình chứa Mặt khác van một chiều 6 và cửa “A” đóng ngăn không cho dầu phanh từ xy lanh chính vào van điện 3 vị trí Kết quả là áp suất dầu bên trong xy lanh bánh xe giảm, ngăn không cho bánh xe bị bó cứng

Hình 3.5 Giai đoạn giảm áp suất

1- Bộ tích năng; 2- Xy lanh bánh xe; 3- Cảm biến tốc độ bánh xe; 4- Lò xo hồi vị; 5- Cuộn Solenoid; 6,7,8- Van một chiều; 9- Xy lanh chính; 10- Bơm cao áp

 Giai đọan giữ áp suất:

Sơ đồ làm việc của giai đọan này như trên hình 4.7: Khi áp suất bên trong xy lanh bánh xe giảm hay tăng, cảm biến tốc độ gửi tín hiệu báo rằng tốc độ bánh xe đạt đến giá trị mong muốn, ECU cấp dòng điện 2A đến cuộn dây của van điện để giữ áp suất trong

xy lanh bánh xe không đổi

Khi dòng điện cung cấp cho cuộn Solenoid giảm từ 5A (ở chế độ giảm áp) xuống 2A (ở chế độ giữ) thì lực từ phát ra trong cuộn Solenoid cũng giảm xuống, lúc này dưới tác dụng của lực lò xo viên bi bị ép chặt trên đế van làm cho cửa “A” và cửa “B” đóng lại Các van một chiều (6) và (7) chịu tác dụng của áp suất do lực đạp phanh cũng đóng lại Nhờ đó mà áp suất trong dẫn động phanh được giữ không đổi mặc dù người lái vẫn tiếp tục đạp phanh

Hình 3.6 Giai đoạn giữ áp suất

1- Bộ tích năng; 2- Xy lanh bánh xe; 3- Cảm biến tốc độ bánh xe; 4- Lò xo hồi vị; 5- Cuộn Solenoid; 6,7,8- Van một chiều; 9- Xy lanh chính; 10- Bơm cao áp

Khi cần tăng áp suất trong xy lanh bánh xe để tạo lực phanh lớn, ECU ngắt dòng điện cấp cho van điện Vì vậy cửa “A” của van điện 3 vị trí mở, và cửa “B” đóng Nó cho phép dầu trong xy lanh phanh chính chảy qua cửa “C” trong van điện 3 vị trí đến

xy lanh bánh xe Mức độ tăng áp suất dầu được điều khiển nhờ lặp lại các chế độ “tăng áp” và “giữ áp”

Hình 3.7 Giai đoạn tăng áp suất tiếp theo

1- Bộ tích năng; 2- Xy lanh bánh xe; 3- Cảm biến tốc độ bánh xe; 4- Lò xo hồi vị; 5- Cuộn Solenoid; 6,7,8- Van một chiều; 9- Xy lanh chính; 10- Bơm cao áp Trong quá trình ABS làm việc, thông qua công tắc cảm biến hành trình của bàn đạp phanh, bộ điều khiển điện tử cũng đồng thời truyền tín hiệu kích hoạt cụm bơm môtơ (10) làm việc để bù lại lượng dầu xả về bình chứa, để giữ hành trình bàn đạp không bị tăng lên

Chu trình cứ thế lặp đi lặp lại giữ cho bánh xe được phanh ở giới hạn trượt cục bộ tối

ưu mà không bị hãm cứng hoàn toàn

Trên hình 3.9 là biểu đồ mô tả quá trình điều khiển tốc độ bánh xe khi phanh

Hình 3.8 Biểu đồ mô tả quá trình điều khiển tốc độ bánh xe khi phanh ECU liên tiếp tiếp nhận tín hiệu tốc độ bánh xe từ cảm biến tốc độ bánh xe Bằng cách tính toán tốc độ và sự giảm tốc độ của mỗi bánh xe, ECU đánh giá được tốc độ của

xe Khi đạp phanh, áp suất dầu trong mỗi xy lanh bánh xe bắt đầu tăng và tốc độ bánh

xe bắt đầu giảm xuống Nếu các bánh xe gần như bị khóa cứng ECU sẽ chuyển sang giai đoạn giảm áp suất dầu để dừng sự tăng áp suất trong xy lanh bánh xe của các bánh xe

đó

Đoạn A:

ECU đóng van điện từ để giảm áp suất dựa vào tốc độ trên mỗi bánh xe, vì thế áp

suất dầu trong xy lanh bánh xe giảm xuống

Sau sự giảm áp suất, ECU chuyển van điện từ đến vị trí giữ áp suất và tiếp theo nó

theo dõi sự thay đổi tốc độ của mỗi bánh xe

Nếu ECU thấy rằng cần phải giảm áp suất dầu trong hệ thống thêm nữa, nó sẽ quay

trở lại giai đọan giảm áp suất

Đoạn B:

Khi áp suất dầu trong xy lanh bánh xe giảm xuống (đoạn A) Điều này cho phép bánh

xe không bị khóa cứng và tốc độ bánh xe tăng lên Tuy nhiên, nếu áp suất dầu giảm

xuống thì lực đạp phanh cũng thấp nhất Để ngăn cản điều này, ECU đóng van điện từ

lần lượt đến vị trí tăng áp suất và giữ áp suất

Đoạn C:

Khi áp suất từ từ tăng lên trong xy lanh bánh xe (đoạn B), bánh xe có khuynh hướng

bị hãm cứng trở lại, ECU lại chuyển van điện từ sang giai đoạn giảm áp suất, để giảm

áp suất trong xy lanh bánh xe

Đoạn D:

Từ khi áp suất trong xy lanh bánh xe giảm trở lại (đoạn C), ECU bắt đầu tăng áp suất

trở lại như trong đoạn B

Chu trình giữ, giảm và tăng áp suất được lặp lại nhiều lần giữ cho bánh xe không bị

trượt lê hoàn toàn mà chỉ bị trượt cục bộ trong giới hạn (10 ÷ 30) % hệ số trượt

3.2.2 Sơ đồ điện

Trên hình 3.9 là sơ đồ điện của hệ thống phanh ABS Bốn cảm biến được cấp điện

trực tiếp từ ECU, hai cảm biến của hai bánh sau nối mát qua pin RSS (Rear Speed

Sensor), hai cảm biến của hai bánh trước nối mát qua pin FSS (Front Speed Sensor)

ECU được cấp điện từ ắc quy (5) qua cầu chì chính (6) và hộp cầu chì bảo vệ (10)

Khối thủy lực (19) gồm: mô tơ bơm (18) được cấp điện từ ắc quy (5) được điều khiển

bởi rơle mô tơ bơm (15), nối với ECU qua pin MT và các van thủy lực được điều khiển

bởi rơle điện từ (14), nối mát với ECU qua pin AST

Cụm rơle điều khiển ABS gồm: rơle điều khiển van điện từ (14) và rơle điều khiển

môtơ bơm (15) Hai rơle này không thể thay thế và chúng làm việc theo lệnh của ECU

Hình 3.9 Sơ đồ điện của hệ thống ABS

1- Cảm biến tốc độ bánh sau bên trái; 2- Cảm biến tốc độ bánh sau bên phải; 3- Cảm biến tốc độ bánh trước bên trái; 4- Cảm biến tốc độ bánh trước bên phải; 5- Ắc quy; 6- Cầu chì chính; 7,8,13- rơle điều khiển đèn; 9- đèn báo phanh tay; 10- Hộp cầu chì; 11- Đèn cảnh báo ABS; 12- Đèn báo phanh đã làm việc; 14- rơle điện từ; 15- Rơle môtơ bơm; 16- Cụm rơle điều khiển ABS; 17- Bộ kết nối dữ liệu; 18- Môtơ bơm;

FSS RL- RL+

RR+

RR- FL+

FL- FR+

19 Wb

Wa

Đèn cảnh báo ABS (11) đặt trên bảng điều khiển được thực hiện bằng công tắc đánh lửa IGI (Ignition Switch) và được nối đến ECU ABS qua pin W, khi có tín hiệu lỗi bộ

vi xử lý, bật đèn này sáng cho người lái xe biết được hệ thống ABS không làm việc và

hệ thống phanh hoạt động theo phanh bình thường

Đèn Stop Light (12) nối với ECU qua pin STP (Stop) Khi hệ thống ABS làm việc đèn này sẽ sáng lên báo cho người lái biết hệ thống ABS đã làm việc

Đèn cảnh báo phanh tay (9) nối với ECU qua pin PKB (Parking Brake Switch) Khi

sử dụng phanh tay đèn này sẽ sáng để báo cho người lái biết

Bộ kết nối dữ liệu (17) nối với ECU qua pin Ts và Tc, nối với đèn cảnh báo ABS (11) qua pin Wa, nối với với rơle điện từ qua pin Wb

Trên hình 3.10 là sơ đồ rơle điều khiển ABS:

Hai rơle được cấp điện trực tiếp từ ắc quy qua cầu chì chính (3) và qua hộp cầu chì (4), khi có tín hiệu bánh xe sắp bị hãm cứng từ cảm biến tốc độ bánh xe, ECU sẽ cấp điện áp 12V đến các cuộn solenoid của mỗi rơle để điều khiển đóng sang vị trí làm việc của hai rơle này Cụ thể là kích hoạt rơle van điện từ để đóng, mở các vị trí làm việc trong van điện từ và kích hoạt rơle môtơ bơm để điều khiển bơm hoạt động cung cấp dầu vào trong piston xy lanh chính

ECU điều khiển Rơle van điện từ đóng sang vị trí làm việc khi gặp các điều kiện sau:

- công tắc đánh lửa bậc ở vị trí ON

- Chức năng kiểm tra đầu tiên đã hoàn thành

Khi không gặp các điều kiện trên thì ECU điều khiển rơle van điện từ ở vị trí OFF ECU điều khiển rơle môtơ bơm đóng sang vị trí làm việc khi gặp các điều kiện sau:

- Trong khi ABS làm việc hoặc trong khi kiểm tra đầu tiên

- Khi rơle điều khiển van điện từ bậc ở vị trí ON

Khi không gặp các điều kiện trên thì ECU điều khiển rơle môtơ bơm ở vị trí OFF

Hình 3.10 Sơ đồ rơle điều khiển ABS

1- Khối thủy lực; 2- Ắc quy; 3- Cầu chì chính; 4- Hộp cầu chì; 5- Cụm rơle điều khiển

ABS; 6- Rơle điều khiển môtơ bơm; 7- Rơle điều khiển van điện từ

Các ký hiệu màu dây trong mạch điên:

W-B: White – Blue (trắng – xanh sẫm); W-R: White – Red (trắng – đỏ); R: Red (đỏ); R-W: Red – White (đỏ - trắng); W: White (trắng); GR-R: Green – Red (xanh lá cây – đỏ); GR-G: Green – Gold (xanh lá cây - vàng); GR-L: Green – Light (xanh nhạt); W-L: White – Light (trắng sáng)

3.3 Kết cấu các bộ phận chính của hệ thống phanh ABS

3.3.1 Xy lanh phanh chính

Là loại xy lanh kép được thiết kế sao cho nếu một mạch dầu bị hỏng thì mạch dầu

khác vẫn tiếp tục làm việc nhằm cung cấp một lượng dầu tối thiểu để phanh xe Đây là một trong những thiết bị an toàn nhất của xe

S R

AS T MT

GR-L GR-R

GR-G

R R-W