Mô phỏng các hệ thống an toàn của phanh (TCS, ESC) của xe Ford Ranger Raptor 2020 | Báo cáo cuối kỳ môn ứng dụng máy tính

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
BÁO CÁO CUỐI KỲ MÔN
ỨNG DỤNG MÁY TÍNH
Tên đề tài: Mô phỏng các hệ thống an toàn của phanh (TCS, ESC)
của xe Ford Ranger Raptor 2020 SVTH:
Nguyễn Phúc Hưng – 20145694
Nguyễn Quang Hưng – 20145290
Huỳnh Quốc khang – 20145354
GVHD: TS. Nguyễn Mạnh Cường TP.HCM, tháng 5 năm 2023 MỤC LỤC
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU............................................1
1.1. Lý do chọn đề tài....................................................................................................1
1.2. Mục đích nghiên cứu.............................................................................................2
1.3. Đối tượng nghiên cứu............................................................................................2
1.4. Phạm vi nghiên cứu...............................................................................................2
1.5. Tổng quan về hệ thống an toàn phanh trên ô tô..................................................2
1.5.1. Hệ thống Anti – Lock Brake System (ABS).....................................................2
1.5.2. Hệ thống Traction Control System (TCS)........................................................3
1.5.3. Hệ thống Electronic Stability Control (ESC)...................................................4
1.6. Thông số kỹ thuật xe Ford Ranger Raptor 2020.................................................7
CHƯƠNG 2. HỆ THỐNG ANTI – LOCK BRAKE SYSTEM (ABS).........................8
2.1. Cấu tạo của hệ thống phanh ABS trên ô tô.......................................................8 2.1.1.
Cảm biến tốc độ.............................................................................................8 2.1.2.
Cảm biến giảm tốc.........................................................................................9 2.1.3.
Bộ chấp hành ABS......................................................................................10 2.1.4.
ABS ECU.....................................................................................................11
2.2. Nguyên lý hoạt động.........................................................................................14
2.3. Mô hình hóa hệ thống phanh ABS...................................................................18
2.4. Cơ sở lý thuyết của hệ thống phanh ABS........................................................20
2.4.1. Đặc điểm quá trình phanh của ô tô................................................................20 2.4.2.
Các tiêu chí đánh giá hiệu quả quá trình phanh.......................................20
2.4.3. Các tiêu chí đánh giá tính ổn định khi phanh...............................................23
CHƯƠNG 3. HỆ THỐNG TRACTION CONTROL SYSTEM (TCS).....................25
3.1. Cơ sở lý thuyết......................................................................................................25
3.1.1. Hệ số trượt:.....................................................................................................25
3.1.2. Hệ số bám và lực bám.....................................................................................28
3.2 Vị trí các bộ phận và chức năng............................................................................30
3.3 Mô phỏng hệ thống trên phần mềm Carsim.......................................................33
3.3.1 Giới thiệu phương pháp điều khiển hệ thống On/Off....................................33
3.3.2 Xây dựng mô hình của hệ thống TCS.............................................................34
3.3.3 Mô phỏng hệ thống TCS trên phần mềm Carsim...........................................35
3.3.4. Sơ đồ thuật toán của hệ thống kiểm soát lực kéo TCS trên Simulink...........41
3.4. Chạy mô phỏng và phân tích, đánh giá kết quả................................................45
3.4.1 Đồ thị so sánh giữa xe không có TCS và xe có TCS trên đường trơn...........45
3.4.2 Đồ thị so sánh giữa xe không có TCS và xe có TCS trên đường dốc.............49
CHƯƠNG 4. HỆ THỐNG ELECTRONIC STABILITY CONTROL (ESC)...........54
4.1. Cấu tạo hệ thống cân bằng điện tử ESC............................................................54
4.1.1. Bộ phận điều khiển thủy lực (bộ phận thực hiện).........................................54
4.1.2. Cảm biến tốc độ bánh xe................................................................................56
4.1.3. Cảm biến góc lái.............................................................................................57
4.1.4. Cảm biến độ lệch bên.....................................................................................58
4.1.5. Bộ xử lý điều khiển động cơ...........................................................................59
4.2. Nguyên lý làm việc của hệ thống cân bằng điện tử ESC...................................60
4.3. Mô phỏng ESC trên Carsim................................................................................62
4.4. Thuật toán trên matlab........................................................................................67
PHẦN KẾT LUẬN.........................................................................................................80
TÀI LIỆU THAM KHẢO.............................................................................................81
BẢNG PHÂN CÔNG NHIỆM VỤ Thực Họ và tên MSSV Công việc hiện 100% Nguyễn Phúc Hưng
Tìm hiểu hệ thống ABS, chỉnh sửa 20145694 word, Powerpoint Nguyễn Quang Hưng
Tìm hiểu hệ thống ESC, Powerpoint 20145290 100% Huỳnh Quốc Khang Tìm hiểu hệ thống TCS, 20145354 100% Powerpoint
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU
1.1. Lý do chọn đề tài
Ngày nay, nền sản xuất ô tô của thế giới ngày càng tăng trưởng vượt bậc, số lượng
xe ô tô được bán ra thị trường ngày càng nhiều. Ngay tại Việt Nam, hãng xe Vinfast cũng
cho ra nhiều mẫu xe đẹp và thu hút được người mua. Như vậy, mật độ ô tô trên đường bộ
Việt Nam ngày càng tăng, và vấn đề tai nạn giao thông gây ra bởi xe ô tô cũng rất cần
được quan tâm. Theo thống kê của Ủy ban An toàn giao thông quốc gia, trong 8 tháng
đầu năm của năm 2022, toàn quốc xảy ra 7488 vụ tai nạn giao thông, làm chết 4276
người, bị thương 4957 người. Trong đó, số vụ tai nạn giao thông đường bộ là 7390 vụ,
làm chết 4178 người, bị thương 4930 người. Những nguyên nhân chính gây ra vấn đề tai
nạn giao thông là do con người, do hư hỏng trục trặc kỹ thuật và các nguyên nhân khách
quan như đường xá, thời tiết… Trong hư hỏng trục trặc kỹ thuật thì vấn đề cần đáng lưu
tâm là hệ thống phanh của xe. Ô tô chở đoàn nghệ
thuật tình thương biểu diễn ở Nghệ An bị mất phanh
Vì vậy, việc trang bị một hệ thống an toàn, hiện đại, đảm bảo tính ổn định và tính
dẫn hướng của xe ô tô khi phanh là một việc hết sức cần thiết, và hệ thống ESC , TCS là
một trong những hệ thống an toàn phổ biến trên xe ô tô. Chính vì những lực ích thiết thực
của hệ thống an toàn trên xe nên nhóm chúng em đã quyết định lựa chọn đề tài: Mô
phỏng các hệ thống an toàn của phanh (TCS, ESC) của xe ô tô
1.2. Mục đích nghiên cứu
- Hiểu rõ cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống ESC, TCS
- Dùng được phần mềm Carsim và Matlab/Simulink để mô phỏng hệ thống điều khiển ESC, TCS
- Hiểu và nhận xét được các đồ thị để từ đó rút ra kết luận về lợi ích của việc trang bị hệ
thống ESC, TCS trên ô tô hiện nay
1.3. Đối tượng nghiên cứu
Nghiên cứu quá trình điều khiển của hệ thống ESC, TCS
1.4. Phạm vi nghiên cứu
Mô phỏng và thiết lập các thông số đầu vào của hệ thống ESC, TCS trên Carsim,
sau đó dùng Matlab/Simulink để phân tích mô hình hệ thống, hàm truyền, các khối của
bộ điều khiển và phân tích các yếu tố: quãng đường phanh, vận tốc, gia tốc, độ trượt.
1.5. Tổng quan về hệ thống an toàn phanh trên ô tô
1.5.1. Hệ thống Anti – Lock Brake System (ABS)
Ngành công nghiệp oto đã là một ngành lâu đời với vô vàn mẫu xe, thiết bị, linh
kiện, phụ gia hỗ trợ được ra đời. Vì mỗi chiếc oto đều là một tài sản giá trị, đồng thời
việc sử dụng oto nếu không đúng cách cũng có thể gây ra những tai nạn nghiêm trọng
ngoài ý muốn nên các sản phẩm phục vụ cho oto vẫn luôn luôn không ngừng được
nghiên cứu, cải tiến, phát triển những công nghệ mới để giúp cho trải nghiệm của người
tài xế được trọn vẹn, an toàn. Một trong những công nghệ quan trọng đã ra đời và được
ứng dụng rộng rãi trong ngành oto là công nghệ phanh ABS.
Phanh ABS, tên tiếng anh là Anti-Lock Brake System, là hệ thống phanh an toàn
trên xe ô tô. Cơ cấu phanh điều khiển điện tử có tác dụng ngăn ngừa việc hãm cứng bánh
xe khi người lái giảm tốc độ khẩn cấp, đảm bảo sự ổn định của xe và giúp người lái dễ
dàng kiểm soát xe trong các tình huống phanh
Hãy hình dung như thế này, khi xe di chuyển chậm thì không có gì phải quá lo
lắng, nhưng khi xe đang di chuyển với một tốc độ trung bình hoặc cao mà xảy ra một sự
cố bất ngờ khiến người tài xế phải đạp phanh. Khi đó má phanh sẽ phải ghì chặt lấy đĩa
phanh để giảm tốc hoặc dừng xe theo ý muốn của người tài xế. Tuy nhiên, vì xe đang có
quán tính lớn nên lốp xe sẽ mất đi độ bám rồi bị trượt dài theo một phương hướng không
thể xác định được gây nguy hiểm lớn cho cả người tài xế, khách ngồi trong xe lẫn những
người đi đường xung quanh.
Khi xe được trang bị hệ thống phanh ABS thì nỗi lo này sẽ được giải quyết vì xe
lốp xe không còn bị bó cứng khi phanh gấp với lực phanh mạnh nữa. Cơ chế của phanh
ABS cho phép má phanh thực hiện thao tác kẹp đĩa phanh rồi nhả ra một cách liên tục,
nhiều lần chứ không phải ôm ghì chặt lấy đĩa phanh. Nhờ vậy khi xe phanh gần như
không có một sự trượt xe, văng xe, thậm chí là không có những chệch choạc quỹ đạo xe nào, dù là nhỏ nhất.
1.5.2. Hệ thống Traction Control System (TCS)
 Giới thiệu hệ thộng kiểm soát lực kéo TCS:
Hệ thống kiểm soát lực kéo TCS (Traction Control System) đươc phát triển trên cơ sở
của hệ thống phanh ABS. Hệ thống TCS chủ yếu tác động đến lực bám dọc - lực giúp xe
di chuyển về phía trước hoặc giảm tốc khi phanh.
Hệ thống TCS hoạt động để kiểm soát lực bám giữa bánh xe với mặt đường trong quá
trình tăng tốc và đảm bảo sao cho nó luôn nằm trong giới hạn cho phép không bị trượt. Vì
bánh xe là bộ phận duy nhất của xe thực sự tiếp xúc với mặt đất, nên khi xảy ra hiện
tượng mất ma sát đều dẫn đến những hậu quả nghiêm trọng. 
Sự cần thiết của hệ thống:
Trong những trường hơp xe bạn không được trang bị hệ thống TCS khi đang đi trên
đoạn đường trơn, lầy lội hay đường bị đóng băng, lúc đó xe của bạn sẽ càng bị lún sâu
hơn hoăc sẽ bị trượt không ma sát trên mặt đường. Ở đường có hệ số ma sát thấp, chẳng
hạn như đường tuyết, băng, hay đường ướt, bánh xe chủ động sẽ bị quay tại chỗ nếu xe
khởi hành hay tăng tốc nhanh, làm mất mát mômen chủ động và có thể làm trượt xe.
Khi có hệ thống TCS, nó sẽ giúp giảm mômen xoắn của động cơ khi bánh xe bắt đầu
trượt quay không phụ thuộc vào ý định của người lái, cùng lúc đó nó điều khiển hệ thống
phanh vì vậy giảm mômen truyền đến mặt đường tới một giá trị phù hợp.
Vì vậy có hệ thống TCS trên xe là rất cần thiết vì nó giúp ta dễ điều khiển xe hơn và
tiết kiệm nhiên liệu hơn khi ta điều khiển xe như các tình trạng trên.
1.5.3. Hệ thống Electronic Stability Control (ESC)
Hệ thống cân bằng điện tử ESC (Electronic Stability Control) là một trong những giải
pháp an toàn chủ động quan trọng bên cạnh hệ thống chống bó cứng phanh ABS, phân bổ
lực phanh điện tử EBD và hệ thống chống trượt TCS… Mỗi khi người lái mất kiểm soát
tay lái, ESC sẽ tác động lên hệ thống phanh giúp điều chỉnh lại hướng lái, đồng thời tự
động giảm công suất động cơ giúp người lái có thời gian giành lại quyền kiểm soát xe.
ESC không chỉ làm việc khi xe vận hành trên đường ẩm ướt hay băng giá mà còn hoạt
động tốt khi xe tăng tốc, vào cua. Yếu tố cốt lõi của ESC giúp phát hiện nguy cơ trượt
bánh xe trước khi điều này trở thành mối de dọa thực sự.
Công nghệ đằng sau ESC xuất hiện lần đầu tiên trên xe Mercedes-Benz vào năm 1987
với nguyên bản là hệ thống kiểm soát độ bám đường. Từ đầu những năm 1990 đến nay,
công nghệ này đã được nhiều nhà sản xuất ô tô khác chú trọng phát triển và ứng dụng
trên hầu hết các mẫu xe.
Trước hết chúng ta cần hiểu thế nào là tính ổn định của ô tô. Nói một cách khái
quát, tính ổn định của ô tô là khả năng đảm bảo giữ được quỹ đạo chuyển động theo yêu
cầu trong mọi điều kiện chuyển động khác nhau. Tùy thuộc điều kiện sử dụng, ô tô có thể
đứng yên, chuyển động trên đường dốc (đường có góc nghiêng dọc hoặc nghiêng ngang),
có thể quay vòng hoặc phanh ở các loại đường khác nhau (đường tốt, đường xấu, đường
trơn trượt...). Trong những điều kiện chuyển động phức tạp như vậy, ô tô phải giữ được
quỹ đạo chuyển động của nó sao cho không bị lật đổ, không bị trượt hoăc xe không bị
nghiêng, cầu xe bị quay lệch trong giới hạn cho phép để đảm bảo cho xe chuyển động an
toàn. Cùng với sự phát triển của ngành công nghiệp ô tô, rất nhiều hệ thống tích hợp trên
ô tô cũng được nghiên cứu và phát triển nhằm đảm bảo sự ổn định cho xe.
Năm 1949 bộ chống hãm cứng bánh xe ABS được sử dụng đầu tiên trong ngành
hàng không, ABS lúc đó là loại cơ khí. Trong quá trình phát triển, ABS đã được cải tiến
từ loại cơ khí sang loại điện và nay là loại điện tử. Trong ngành ô tô thì ABS xuất hiên
đầu tiên vào năm 1969, trên thế giới nhiều hãng đã đi sâu nghiên cứu để trang bị cho ô tô
của mình như: Ford, GM, Bendix, Fiat, Toyota, ...Hệ thống ABS có hiệu quả rất cao
trong việc chống hãm cứng bánh xe khi phanh. Tuy nhiên hệ thống ABS thông thường
chỉ có tác dụng trong việc hãm cứng bánh xe mà không có hiệu quả trong việc phân bố
lực phanh cho các bánh xe khi trọng tải trên các cầu thay đổi, vì thế mà hiệu quả phanh
đạt được là không cao nhất. Để giải quyết khuyết điểm này, trên hệ thống ABS đã được
tích hợp thêm hệ thống phân phối lực phanh điện tử EBD (Electronic Brake-force
Distribution). EBD là một công nghệ cho phép tăng lục phanh của xe hoặc ứng dụng một
cách tự động tùy theo điều kiện đường, tốc độ của xe, tải trọng của xe. EBD theo dõi quá
một cách tự động thông qua các cảm biến những điều kiện của đường theo dõi áp suất
của bàn đạp phanh, tải trọng của xe để xác định thời điểm áp dụng lực ép tới các xy lanh
bánh xe. Các cảm biến được thiết kế để theo dõi sự chuyển động của các bánh xe và xác
định dựa trên cơ sở tải trọng, thông số mà các bánh xe phải sử dụng lực tác dụng nhiều
nhất ứng với từng điều kiện. Nhờ sự phân phối lực phanh một cách chính xác tự động kết
hợp với hệ thống ABS sẽ làm tăng khả năng chống bó cứng bánh xe trong các điều kiện
chuyển động khác nhau như khi quay vòng. Nhờ đó tăng tính ổn định hướng chuyển động
của xe. Tuy nhiên trong quá trình chuyển động của ô tô có rất nhiều yếu tố dẫn đến mất
ổn định xe. Ở đường có hệ số bám thấp , các bánh xe chủ động dễ bị trượt quay nếu xe
khởi hành hay tăng tốc đột ngột do lực kéo vượt quá giới hạn bám giữa lốp và mặt đường,
làm mất mát mô men chủ động và xe mất ổn định.Để khắc phục hiện tượng này,phần lớn
các xe ngày nay được trang bị hệ thống kiểm soát lực kéo TRC ( Traction Control
System). Hệ thống này thiết kế dựa trên cơ sở của một hệ thống ABS. Khi có hiện tượng
trượt quay của bánh xe, hệ thống TRC sẽ có đồng thời hai tác dụng: làm giảm mô mên
xoắn của động cơ bằng cách đóng bớt bướm ga mà không phụ thuộc vào ý định của
người lái và cùng lúc đó kết hợp với hệ thống ABS điều khiển hệ thống phanh tác dụng
lên các bánh xe chủ động, vì vậy làm giảm mô men kéo truyền tới mặt đường tới một giá
trị phù hợp. Nhờ đó xe có thể khởi động và tăng tốc một cách nhanh chóng và ổn định.
Trên một số xe hiện nay trong trường hợp phanh khẩn cấp như gặp chương ngại vật
độ ngột người lái xe đặc biệt là ngườithiếu kinh nghiệm, thường hoang mang va phản ứng
không kịp thời nên đạp chân lên bàn phanh không đủ mạnh, do đó không đủ lục phanh để
dừng xe. Lực phanh tác dụng lên bàn đạp cũng yếu dần đi trong quá trình phanh làm giảm tác dụng phanh.
Bằng cách nhận biết tốc độ và lực tác dụng lên bàn đạp phanh của người lái xe, một
hệ thống trợ lực phanh khẩn cấp BAS – Brake Assist System sẽ tự động cung cấp thêm
một lực phanh lớn hơn nhiều so với lực phanh do người lái tạo ra để dừng hẳn xe.
Do sự phát triển, ngày nay ESC la kết hợp của tất cả các hệ thống trên. ESC ngày
càng được tích hợp nhiều hệ thống đi cùng để nhằm tăng tính an toàn cho xe.
Có thể nói hệ thống ổn định điện tử ESC là một thành tựu mới của nghành công
nghiệp ô tô trong việc nâng cao tính an toàn cho người sử dụng. Sự ra đời của ESC gắn
liền với quá trình hoàn thiện của các hệ thống điện tử khác liên quan đến tính an toàn đó
là: Hệ thống chống bó cứng bánh xe khi phanh ABS (Anti-lock Braking Sytem), hệ thống
kiểm soát lực kéo TRC. Và ESC chính là sự kết hợp của hai hệ thống này, nó làm việc
dựa trên cơ sở kế thừa và phát huy nhưng ưu điểm của cả hai hệ thống và kết hợp chúng
một cách hoàn hảo. Ta có thể tóm tắt qua sơ đồ sau:
Từ sơ đồ trên ta có thể thấy hệ thống ESC làm việc dựa trên nền tảng sự kết hợp của hệ
thống ABS phức hợp và hệ thống TRC. Chính nhờ sự kết hợp này nên hầu hết các
nguyên nhân gây mất an toàn cho xe đều được kiểm soát và ngăn chăn một cách kịp thời
ngay khi nó có xu hướng xảy ra.
1.6. Thông số kỹ thuật xe Ford Ranger Raptor 2020
Thông số kỹ thuật của Ranger Raptor 2020 Chiều dài (mm) 5363 Chiều rộng (mm) 1873 Chiều cao (mm) 2028 Khoảng cách gầm xe (mm) 230 Chiều dài cơ sở 3220
Bán kính vòng quay tối thiểu 6350 Kiểu động cơ
Bi turbo Diesel 2.0Li4 TDCi Trục cam kép có làm mát khí nạp Dung tích xy lanh (cc) 1996
Mô men xoắn cực đại (Nm/vòng/phút) 500/1750-2000 Cân nặng (kg) 2300
CHƯƠNG 2. HỆ THỐNG ANTI – LOCK BRAKE SYSTEM (ABS) 2.1.
Cấu tạo của hệ thống phanh ABS trên ô tô Cấu tạo
chung của hệ thống phanh ABS trên ô tô
2.1.1. Cảm biến tốc độ
Cảm biến tốc độ được lắp ở các bánh xe trước và sau, bao gồm một nam châm
vĩnh cửu, cuộn dây và lõi từ
Cấu tạo của cảm biến tốc độ
Vành roto cảm biến có răng, khi xe chuyển động các bánh xe sẽ dẫn động roto
quay, sinh ra một điện áp AC có tần số tỉ lệ với tốc độ quay của roto. Điện áp AC này sẽ
báo cho ABS ECU biết tốc độ của bánh xe.
2.1.2. Cảm biến giảm tốc
Cảm biến giảm tốc giúp ABS đo trực tiếp sự giảm tốc của bánh xe khi phanh, biết
được tình trang mặt đường để điều chỉnh áp suất dầu phanh hợp lý
Cấu tạo của cảm biến giảm tốc
Cảm biến giảm tốc có 2 loại: đặt dọc va đặt ngang
Cảm biến giảm tốc gồm 2 cặp đèn LED và Transistor quang, một đĩa xẻ rãnh và một
mạch biến đổi tín hiệu.
Khi phanh gấp, tốc độ bánh xe giảm đột ngột, thân xe chúi về trước theo quán tính làm 2
đĩa cảm biến lắc theo chiều dọc (hoặc ngang) của thân xe, nếu dao động mạnh đĩa sẽ che
mất ánh sáng từ LED đến Transistor quang, làm Transistor đóng (hoặc mở). Lúc này cảm
biến giảm tốc sẽ chia làm 4 mức tín hiệu rồi gửi về ABS ECU
Bốn mức tín hiệu của cảm biến giảm tốc
2.1.3. Bộ chấp hành ABS
Bộ chấp hành có chức năng cung cấp áp suất dầu tối ưu đến các xylanh phanh của
bánh xe theo sự điều khiển của ABS ECU, tránh hiện tượng bánh xe bị bó cứng trong khi phanh.
Sơ đồ bộ chấp hành thủy lực loại van điện 3 vị trí
Một bộ chấp hành thủy lực gồm có các bộ phận chính: các van điện từ, motor điện
dẫn động bơm dầu, bơm dầu và bình tích áp -
Van điện từ: gồm loại 2 vị trí và loại 3 vị trí. Một van điện từ có cấu tạo gồm một
cuộn dây, lõi van, các cửa van và van một chiều. Van điện từ có chức năng đóng
mở các cửa van theo sự điều khiển của ECU để điều chỉnh áp suất dầu đến xylanh các bánh xe -
Motor điện và bơm dầu: một bơm dầu kiểu piston được dẫn động bởi motor điện,
có chức năng đưa ngược dầu từ bình tích áp về xylanh chính trong các chế độ
giảm và giữ áp. Bơm được chia làm 2 buồng làm việc độc lập thông qua 2 piston
trái phải và được điều khiển bằn cam lệch tâm. Các van một chiều chỉ cho dòng
dầu đi từ bơm về xylanh chính. -
Bình tích áp: chứa dầu hồi về từ xylanh phanh bánh xe, nhất thời làm giảm áp suất
dầu trong xylanh phanh bánh xe. 2.1.4. ABS ECU
Cấu tạo của ABS ECU gồm 4 phần chính: - Phần xử lý tín hiệu - Phần logic - Bộ phận an toàn -
Bộ chẩn đoán và lưu giữ mã lỗi Cấu tạo ABS ABS ECU có chức năng: -
Nhận biết thông tin về tốc độ góc các bánh xe, tính toán tốc độ và sự tăng giảm tốc
của xe, tốc độ chuẩn của bánh xe và ngưỡng trượt để nhận biết nguy cơ bị hãm cứng của bánh xe. -
Cung cấp tín hiệu điều khiển đến bộ chấp hành thủy lực -
Thức hiện chế độ kiểm tra, chẩn đoán, lưu giữ mã code hư hỏng và chế độ an toàn
Nguyên lý hoạt động ABS ECU
Nguyên lý hoạt động ABS ECU - Giai đoạn A
ECU đặt van điện 3 ở chế độ giảm áp theo mức độ giảm tốc của các bánh xe,vì
vậy giảm áp suất dầu trong xi lanh của mỗi xi lanh phanh bánh xe.
Sau khi áp suất giảm,ECU chuyển van điện 3 vị trí sang chế độ “giữ” để theo dõi
sự thay đổI về tốc độ của bánh xe.nếu ECU thấy áp suất dầu cần giảm hơn nữa nó sẽ lạI giảm áp suất. - Giai đoạn B
Khi áp suất dầu bên trong xi lanh bánh xe giảm (giai đoạn A) áp suất dầu cấp cho bánh xe cũng giảm.
Nó cho phép bánh xe gần bị bó cứng lạI tăng tốc độ. Tuy nhiên, nếu áp suất dầu
giảm, lực phanh tác dụng lên bánh xe trở nên quá nhỏ. Để tránh hiện tượng này ECU liên
tục đặt van điện 3 vị trí lần lượt ở các chế độ ”tăng áp” và chế độ “giữ” khi bánh xe gần
bị bó cứng phục hồi tốc độ. - Giai đoạn C
Khi áp suất dầu bên trong xi lanh bánh xe tăng từ từ bởI ECU (giai đoạn B) bánh
xe có xu hướng lại bị bó cứng.
Vì vậy, ECU lại chuyển van điện 3 vị trí đến chế độ “giảm áp” để giảm áp suất
dầu bên trong xi lanh bánh xe. - Giai đoạn D
Do áp suất dầu bên trong xi lanh bánh xe lạI giảm (giai đoạn C), ECU bắt đầu lại tăng áp như giai đoạn B 2.2.
Nguyên lý hoạt động
Nguyên lý hoạt động của ABS là nhờ vào các cảm biến tốc độ trên từng bánh xe,
gửi thông tin về cho ECU ABS và từ đó ECU ABS sẽ nắm bắt được vận tốc quay trên
từng bánh xe và phát hiện ngay tức khắc khi bánh xe nào có hiện tượng bị “bó cứng” khi
người lái đạp phanh đột ngột, dẫn tới hiện tượng bị trượt khỏi mặt đường. ECU ABS sẽ
gửi tín hiệu đến bộ chấp hành nhấp nhả lực dầu để má phanh nhấp nhả đĩa phanh và
không bó cứng đĩa phanh, lúc này, bánh xe vừa quay và vừa trượt làm cho xe ổn định khi
phanh và vẫn có tính dẫn hướng để đánh lái tránh vật cản. -
Khi phanh bình thường (ABS không hoạt động)
ABS không hoạt động trong quá trình phanh bình thường và ECU không gửi dòng
điện đến cuộn dây của van. Do đó, van 3 vị trí ấn xuống bởi lò xo hồi vị và cửa “A” vẫn
mở trong khi cửa “B” vẫn đóng.
Khi đạp phanh, áp suất dầu trong xi lanhh phanh chính tăng, dầu phanh chảy từ
cửa “A” đến cửa “C” trong van điện 3 vị trí rồi tới xi lanh bánh xe. Dầu phanh không vào
được bơm bởi van một chiều gắn trong mạch bơm.
Khi nhả chân phanh, dầu phanh hồi về từ xi lanh bánh xe về xi lanh chính qua cửa
“C” đến cửa “A” và van một chiều số 3 trong van điện 3 vị trí. -
Khi phanh gấp (ABS hoạt động)
Nếu có bất kỳ bánh xe nào bị bó cứng khi phanh gấp, bộ chấp hành ABS điều
khiển áp suất dầu phanh tác dụng lên xy lanh bánh xe đó theo tín hiệu từ ECU.Vì vậy
bánh xe không bị bó cứng. a) Chế độ giảm áp
Khi một bánh xe gần bị bó cứng, ECU gửi dòng điện 5A đến cuộn dây của van
điện, làm sinh ra một lực từ mạnh. Van 3 vị trí chuyển động lên phía trên, cửa “A” đóng trong khi cửa “B” mở.
Kết quả là, dầu phanh từ xi lanh bánh xe qua cửa “C” tới cửa “B” trong van điện 3
vị trí này và chảy về bình dầu.
Cùng lúc đó, mô tơ bơm hoạt động nhờ tín hiệu từ ECU, dầu phanh được hồi trả
về xi lanh phanh chính từ bình chứa. Mặt khác cửa “A” đóng ngăn không cho dầu phanh
từ xi lanh chính vào van điện 3 vị trí và van một chiều số 1 và 3. Kết quả là, áp suất dầu
bên trong xi lanh bánh xe giảm, ngăn không cho bánh xe bó cứng. Mức độ giảm áp suất
dầu được điều chỉnh bằng cách lặp lại chế độ “giữ áp” và “giữ”.