Chương 1 SVTH: Nguyễn Đức Huy Hình 1 12: Cảm biến tốc độ bánh xe sau. 1- Nam châm vĩnh cửu; 2- Cuộn dây điện; 3- Cảm biến tốc độ, 4- Cảm biến tốc độ 5- Rôto cảm biến Bộ cảm biến làm việc như sau (hình 1 13): - 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. 11 Luận văn tốt nghiệp – Chương 1 SVTH: Nguyễn Đức Huy Nam châm vĩnh cửu Cuộn dây Ra Rô to cảm biến Ở tốc độ cao Ở tốc độ thấp Hình 1 13: Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc của cảm biến tốc độ bánh xe.
c) Hộp điều khiển ECU 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 của 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 từ 10 - 30% tỷ lệ trượt.
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 (như: thiếu dầu, không đủ áp suất trợ lực hoặc mất tín hiệu từ các cảm biến tốc độ, …) lúc đó hệ thống điều khiển điện tử ngưng hoạt động nó cho phép hệ thống phanh tiếp tục làm việc như một hệ thống phanh bình thường, không có ABS. Những trục trặc trong hệ thống sẽ được cảnh báo bằng đèn ABS trên bảng điều khiển. Việc xác định chính xác vị trí và tình trạng hư hỏng sẽ được tiến hành thông qua mã chẩn đoán theo tần suất và thời gian thể hiện ở đèn cảnh báo. Các tín hiệu vào đến bộ vi xử lý được xử lý một cách độc lập.
Chỉ khi nào kết quả có tính đồng nhất thì ECU mới điều khiển khối thủy lực - điện tử. Nếu các tín hiệu vào không đồng nhất – chẳn hạn khi hệ thống khóa cứng bánh xe bị lỗi thì các cầu chì và phanh đảm bảo hoạt động theo phanh bình thường. Đồng thời, đèn cảnh báo trên táp-lô sẽ sáng lên để báo cho 12 Luận văn tốt nghiệp – Chương 1 SVTH: Nguyễn Đức Huy người lái biết. Các tín hiệu truyền về từ các cảm biến tốc độ đến ECU được chuyển đổi thành tín hiệu sóng vuông bằng bộ khuyếch đại trên đường vào.
Tần số của các tín hiệu này cung cấp phù hợp với giá trị tốc độ, sự gia tốc hoặc sự giảm tốc của mỗi bánh xe đến ECU. Khi người lái xe tác dụng lên bàn đạp phanh, các bánh xe có thể giảm tốc đến giá trị khác nhau: Bằng việc so sánh tốc độ mỗi bánh xe với tốc độ tham khảo (reference speed) hệ thống có thể luôn luôn kiểm tra độ trượt của mỗi bánh xe. Nếu lực phanh là nguyên nhân làm một bánh xe trượt đối với bánh xe khác, ECU điều khiển van điện từ của khối thủy lực – điện tử làm giảm lực phanh trên bánh trượt. Hệ thống ABS can thiệp bằng việc tính toán ngưỡng giảm tốc, gia tốc và trượt của các bánh xe.
Ngay khi mối liên hệ ngưỡng gia tốc/giảm tốc và trượt vượt quá giới hạn, ECU điều khiển các van điện từ của khối thủy lực – điện tử bằng cách điều chỉnh áp suất phanh theo 3 giai đoạn là gia tăng, duy trì và giảm áp suất. ECU điều khiển các giai đoạn khác nhau ứng với cung cấp xung cường độ điện thế khác nhau đến các van điện từ. Trong điều kiện giảm lực phanh và phân chia mômen không đúng (trượt- aquaplaning), ECU nhận biết nhờ các cảm biến số vòng quay trên mỗi bánh xe với điều kiện bất thường, như sự truyền động và bánh xe chủ động có khuynh hướng quay ở tốc độ khác nhau. ECU được trang bị mạch an toàn hệ thống kiểm soát có hiệu lực khi khởi động và vận hành.
Mạch an toàn hoạt động theo nguyên tắc tự kiểm tra. Khi bật khóa, hệ thống kiểm tra ECU, van điều khiển điện từ và sự kết nối của các cảm biến: Nếu kết quả OK, đèn cảnh báo ABS sáng lên trên bảng tap-lô và tắt đi sau 4 giây. Sau khi khởi động động cơ, hệ thống chạy van điện từ và bơm hồi để kiểm tra ngay sau khi đạt tốc độ ứng với 6 km/h; 3. Khi đạt vận tốc 24km/h thì hệ thống kiểm tra tín hiệu tốc độ của 4 bánh xe.
Khi di chuyển, hệ thống thường xuyên kiểm tra vận tốc chu vi (peripheral speed) của các bánh xe so với tốc độ tham khảo (reference speed), các điều kiện bộ nhớ và điều khiển hoạt động của hai rơle. Khi di chuyển, hệ thống thường xuyên kiểm tra điện áp bình ắc quy. 13 Luận văn tốt nghiệp – Chương 1 SVTH: Nguyễn Đức Huy d) Bộ chấp hành thuỷ lực - điện tử. Đặc điểm - Tần số làm việc cao.
Tần số điều khiển thay đổi áp suất trong hệ thống phụ thuộc vào kết cấu của bộ chấp hành. - Chuyển vị trí nhanh. - Điều khiển bằng điện áp 12V cấp đến các van điện. - Một mô đun 2 van 2 vị trí thực hiện chức năng đóng và mở đường dầu và 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. - Hệ thống ABS có nhiều khả năng tổ hợp với các tính năng khác (BAS, TRC,…), bằng cách gia tăng thêm số lượng mô đun điều chỉnh. Nguyên lý làm việc - Khi không phanh: Không có lực tác dụng lên bàn đạp phanh nhưng cảm biến tốc độ luôn đo tốc độ bánh xe và gửi về khối điều khiển ECU khi xe hoạt động, giảm áp lực phanh khi bàn đạp được nhả ra. - Khi phanh thường (ABS chưa làm việc): Khi người lái đạp phanh, rà phanh mà lực phanh chưa đủ lớn để xảy ra hiện tượng trượt bánh xe quá giới hạn cho phép, dầu phanh với áp suất cao sẽ đi từ tổng phanh đến lỗ nạp thường mở của van nạp để đi vào và đi ra khỏi cụm thủy lực mà không bị cản trở bởi bất kỳ một chi tiết nào trong cụm thủy lực.
Dầu phanh sẽ được đi đến các xi lanh bánh xe hoàn toàn giống với hoạt động của phanh thường (không có ABS). Khi phanh các xi lanh bánh xe ép các má phanh vào đĩa phanh tạo ra lực ma sát Phanh làm giảm tốc độ của bánh xe và của xe. Ở chế độ này cảm biến tốc độ vẫn luôn hoạt động và gửi tín hiệu đến ECU nhưng bộ điều khiển ECU không gửi tín hiệu đến bộ chấp hành cụm thủy lực. 14 Luận văn tốt nghiệp – Chương 1 SVTH: Nguyễn Đức Huy 11 22 4 33 4 5 5 13 13 6 6 14 14 15 15 ECU 99 7 7 8 8 1010 12 11 12 11 Hình 1 14: Khi phanh bình thường 1.
Ống dẫn dầu; 3. Bình chứa dầu; 9. Cảm biến tốc độ; 11. Rô to cảm biến; 12.
- Khi phanh khẩn cấp (ABS hoạt động): Khi người lái tác dụng lên bàn đạp phanh để phanh khẩn cấp thì các bánh xe có xu hướng xuất hiện sự trượt giữa lốp với mặt đường thì ABS sẽ bắt đầu làm việc. Khi hệ số trượt đạt giới hạn khoảng (10 tác dụng với các giai đoạn hoạt động như sau: + Giai đoạn duy trì (giữ) áp suất: Khi phát hiê ̣n thấ y sự giảm nhanh tố c đô ̣ của bánh xe (do bánh xe trượt mạnh) tín hiê ̣u của cảm biế n tố c đô ̣ ghi nhận và gửi về bô ̣ điề u khiể n ECU. Kết quả kiểm tra ở bộ ECU sẽ xác đinh ̣ xem bánh xe nào bi ̣trươṭ quá giới ha ̣n quy đinh ̣ (10 30%) để thực hiện điều chỉnh áp suất làm việc dẫn đến bánh xe đó. Bô ̣ điề u khiể n ECU sẽ gữi tín hiê ̣u đế n bô ̣ chấ p hành (hay còn gọi là cu ̣m thuỷ lực), kích hoa ̣t các rơle điê ̣n từ của van na ̣p hoa ̣t đô ̣ng để đóng van na ̣p (13) la ̣i làm cắ t đường thông giữa xi lanh chính và xi lanh bánh xe.
Như vâ ̣y áp suấ t trong xi lanh bánh xe sẽ không đổ i ngay cả khi người lái tiế p tu ̣c tăng lực đa ̣p. 15 Luận văn tốt nghiệp – Chương 1 SVTH: Nguyễn Đức Huy Sơ đồ làm viê ̣c của hê ̣ thố ng trong giai đoa ̣n này: 11 22 4 33 4 55 13 13 6 6 1414 15 15 ECU 99 77 8 8 1010 11 12 12 11 Hình 1 15: Giai đoạn duy trì (giữ) áp suấ t 1. Ống dẫn dầu; 3. Bình chứa dầu; 9.
Cảm biến tốc độ; 11. Rô to cảm biến; 12. + Giai đoạn giảm áp suất: Nế u đã cho đóng van na ̣p mà bô ̣ điề u khiể n nhâ ̣n thấ y bánh xe vẫn có khả năng bi ̣ hãm cứng (gia tố c châ ̣m dần quá lớn), thì nó tiế p tu ̣c truyề n tín hiê ̣u điề u khiể n đế n rơle van điê ̣n từ của van xả (14) để mở van này ra, để cho chấ t lỏng từ xi lanh bánh xe đi vào bô ̣ tích năng (8) và thoát về vùng có áp suấ t thấ p của hê ̣ thố ng, nhờ đó áp suấ t trong hê ̣ thố ng đươc̣ giảm bớt (hình 1 16).