TÌM HIỂU HỆ THỐNG CHỐNG BÓ CỨNG BÁNH XE (ABS) 1. Giới thiệu:
Hệ thống chống hãm cứng bánh xe (ABS) là giữ cho bánh xe trong quá trình phanh có độ trượt thay đổi trong giới hạn hẹp quanh giá trị xác định, khi đó hiệu quả phanh cao nhất (lực phanh đạt giá trị cực đại) đồng thời tính ổn định và tính dẫn hướng của xe là tốt nhất, 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.
2. Mục tiêu:
Sau khi học xong bài này người học có khả năng:
- Về kiến thức: Nắm được cấu tạo, nguyên lý làm việc thực tế của ABS.
- Về kỹ năng: Xác định được các thành phần của ABS trên xe.
- Về thái độ: Làm việc theo tổ nhóm, tính cẩn thận, tác phong công nghiệp.
3. Dụng cụ, vật liệu, thiết bị:
3.1. Dụng cụ:
3.2. Vật liệu:
3.3. Thiết bị: Mô hình ABS.
4. Các bước tiến hành:
4.1. Tìm hiểu các thành phần của ABS:
+ Nguyên lý làm việc của 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 sau:
+ 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.
Hình 20.3 - Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của cảm biến tốc độ bán 1- Nam châm vĩnh cửa; 2- Cuộn dây; 3- Rô to cảm biến.
1
3
Hình 20.2 - Sơ đồ tổng quát các bộ phận của ABS
4.1.1. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của một số bộ phận trong ABS:
4.1.1.1. Cảm biến tốc độ bánh xe:
+ Gồm bốn cảm biến lắp trên bốn bánh riêng biệt nhằm giám sát và tính toán tốc độ quay của bốn bánh. Cảm biến phát ra tín hiệu số dưới dạng các xung điện.
+ Nguyên lý của cảm biến tốc độ bánh xe:
- Khi mỗi răng của vòng răng đi ngang qua nam châm thì từ thông qua cuộn dây sẽ tăng lên và ngược lại, khi răng đã đi qua thì từ thông sẽ giảm đi. Sự thay đổi từ thông này sẽ tạo ra một suất điện động thay đổi trong cuộn dây và truyền tín hiệu này đến bộ điều khiển điện tử.
- Bộ điều khiển điện tử sử dụng tín hiệu là tần số của điện áp này như một đại lượng đo tốc độ bánh xe. Bộ điều khiển điện tử kiểm tra tần số truyền về của tất cả các cảm biến và kích hoạt hệ thống điều khiển chống hãm cứng nếu một hoặc một số cảm biến cho biết bánh xe có khả năng bị hãm cứng.
- Tần số và độ lớn của tín hiệu tỷ lệ thuận với tốc độ bánh xe. Khi tốc độ của bánh xe tăng lên thì tần số và độ lớn của tín hiệu cũng thay đổi theo và ngược lại.
4.1.1.2. Khối điều khiển điện tử ECU:
Là bộ não, trung tâm điều khiển của hệ thống, gồm hai bộ vi xử lý và các mạch khác cần thiết cho hoạt động của nó.
ECU nhận biết được tốc độ quay của bánh xe, cũng như tốc độ chuyển động tịnh tiến của xe nhờ tín hiệu truyền về từ các cảm biến tốc độ bánh xe. Trong khi phanh sự giảm tốc độ xe tùy theo lực đạp phanh, tốc độ xe lúc phanh, và điều kiện mặt đường.
ECU giám sát điều kiện trượt giữa bánh xe và mặt đường nhờ bộ kiểm tra sự thay đổi tốc độ bánh xe trong khi phanh. Nó xử lý và phát tín hiệu điều khiển cho khối thuỷ lực cung cấp những giá trị áp suất tốt nhất trong xi lanh bánh xe để điều chỉnh tốc độ bánh xe, duy trì lực phanh lớn nhất trong giới hạn độ trượt cho phép.
Ngoài ra ECU còn thực hiện chức năng tự kiểm tra và cho ngừng chức năng ABS nếu phát hiện hệ thống có trục trặc.
4.1.1.3. Khối thủy lực (Hydraulic Control Unit):
Bao gồm các van thủy lực điều khiển bằng điện tử, bơm thủy lực và bình tích năng. Có nhiệm vụ điều chỉnh áp suất trong dẫn động phanh theo tín hiệu từ khối điều khiển điện tử, để tránh không cho các bánh xe bị hãm cứng khi phanh.
4.2. Tìm hiểu sơ đồ mạch điện và mạch điều khiển ABS
Các cảm biến tốc độ bánh xe được cấp điện trực tiếp từ bộ điều khiển (ABS ECU) và ECU được cấp điện áp từ ăcquy qua cầu chì.
Bốn cảm biến được cấp điện trực tiếp từ ECU, hai cảm biến của hai bánh sau chống nhiễu qua pin RSS (Rear Speed Sensor), hai cảm biến của hai bánh trước chống nhiễu qua pin FSS (Front Speed Sensor. ECU được cấp điện từ ắc quy qua cầu chì chính và hộp cầu chì bảo vệ.
Khối thủy lực gồm: Mô tơ bơm được cấp điện từ ắc quy được điều khiển bởi rơle mô tơ bơm, nối với ECU qua pin MT và các van thủy lực được điều khiển bởi rơle điện từ , nối mát với ECU qua pin AST.
Đèn cảnh báo ABS đặt trên bảng điều khiển được thực hiện bằng công tắc máy 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 ABS không làm việc và hệ thống phanh hoạt động theo phanh bình thường.
Đèn Stop Light nối với ECU qua pin STP (Stop). Khi ABS làm việc đèn này sẽ sáng lên báo cho người lái biết ABS đã làm việc.
Đèn cảnh báo phanh tay nối với ECU qua pin PKB (Parking Brake Switch). Khi sử dụng phanh tay đèn này sẽ sáng để báo cho người lái biết.
Hình 20.4 - Mạch điện điều khiển ABS + Mạch điều khiển ABS:
Hai rơle được cấp điện trực tiếp từ ắc quy qua cầu chì, 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 mô tơ 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 mô tơ 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 mô tơ bơm ở vị trí OFF.