chương 1, tác giả đã tổng quan được vai trò hệ thống phanh. Từ đó tác giả cũng cho thấy được tầm quan trọng của hệ thống phanh ABS. Nghiên cứu các chế tạo, thiết kế mô hình nhằm mục đích giảng dạy tại trường là cần thiết. Do đó tác giả đã tìm hiểu, và phân tích các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước có liên quan đến hệ thống phanh ABS trên ô tô.
Qua các nghiên cứu tổng quan về hệ thống phanh ABS tác giả xác định được mục tiêu nghiên cứu, phương pháp nghiên cứu và những nội dung cơ bản của luận văn. CHUONG 2: CO SO LY THUYET 2. Tổng quan về hệ thống phanh ABS Hệ thống phanh ABS (Anti-Lock Brake System) là một phần của hệ thống an toàn trên ô tô, điều khiển bằng điện tử và giúp ngăn ngừa hiện tượng bó cứng bánh xe trong các tình huỗng phanh khẩn cấp. Hệ thống này không chỉ giúp người lái duy trì khả năng điều khiển hướng lái và ổn định thân xe mà còn giúp tránh hiện tượng trượt văng khi xe mất bám đường trong quá trình phanh gấp.
Đề đễ hiểu hơn thì trong trường hợp xe có trang bị ABS và xe không được trang bị ABS như sau: Xe không trang bị ABS: Khi bạn đạp phanh gấp trên một đoạn đường trơn, chẳng hạn như đường băng tuyết, các bánh xe có thể bị bó cứng hoàn toàn vì áp suất phanh quá cao. Điều này dẫn đến việc xe không còn khả năng bám đường, khiến nó trượt đi và mất kiêm soát. Người lái sẽ gặp khó khăn trong việc điều khiển xe và có nguy cơ va chạm cao hơn vì không thê quay đầu hay tránh chướng ngại vật. Xe trang bị ABS: Khi bạn đạp phanh gấp trên cùng đoạn đường trơn, hệ thống ABS sẽ tự động điều chỉnh áp suất phanh để ngăn chặn việc bánh xe bị bó cứng.
Hệ thống này thực hiện các lực phanh và nhả phanh liên tục để duy trì một mức độ trượt tối ưu cho bánh xe, giúp xe giữ được khả năng bám đường và điều khiến tốt hơn. Người lái sẽ cảm nhận được một sự rung nhẹ trong bàn đạp phanh, nhưng điều này cho thấy hệ thống ABS đang hoạt động đề giúp người lái duy trì kiểm soát xe và có thé tránh được chướng ngại vật hoặc thay đối hướng lái an toàn hơn. Đường giới hạn Không ABS las Hình 2.1: Xe có ABS và không có ABS Nhờ tính năng ưu việt này, hiện nay hầu hết các dòng xe ô tô đều được trang bị hệ thống chống bó cứng ABS như một tiêu chí quan trọng đề đánh giá độ an toàn của xe khi vận hành. Phân loại ABS trên ô tô Phanh ABS được chia thành 3 loại cơ bản: - Loại I kênh (ABS bánh sau): thường dùng trên xe van, xe tải nhẹ nhưng it phô biến.
- Loại 4 kênh: Loại được dùng phô biến nhất hiện nay. ABS ABS ABS LR RR LR RR LR RR 7 mM nh ph 4 CHANNEL ABS 3 CHANNEL ABS 1 CHANNEL ABS (REAR-WHEEL ABS) Hình 2.2: Các loại phanh ABS cơ bản 2. Hệ thống phanh ABS loại 4 kênh Hệ thống phanh chống bó cứng ABS hiện nay thường bao gồm 4 kênh và 4 cảm biến tốc độ, đây là thiết kế tối ưu cho việc kiểm soát phanh. Mỗi bánh xe được trang bị một cảm biến tốc độ riêng, cho phép hệ thống theo dõi tốc độ của từng bánh một cách độc lập.
Áp lực phanh lên từng bánh cũng có thể được điều chỉnh độc lập nhờ vào các van điều chỉnh riêng biệt cho từng bánh. Thiết kế này giúp tối ưu hóa hiệu quả phanh, duy trì sự ổn định của xe và cải thiện khả năng điều khiển trong các tình huống phanh gấp hoặc trên các mặt đường trơn trượt. Hệ thống phanh ABS loại 3 kênh Bao gồm 3 kênh và 3 cảm biến vận tốc (it str dụng). Loại này thường được áp dụng trên các dòng xe dạng bán tải.
Với kiểu bố trí này, 2 kênh và 2 cảm biến được phân bố đều ở cầu trước trên mỗi bánh, 2 bánh thuộc cầu sau có chung kênh và cảm biến vận tốc.Hệ thống này cho phép tối ưu hóa kiểm soát và áp lực phanh trên 2 bánh trước. Ngược lại, sẽ có khả nang | trong 2 bánh sau bị bó cứng trong quá trình phanh, giảm thiểu quả của hệ thống ABS. Phương pháp điều khiển ABS 2. Điều khiển theo ngưỡng trượt Điều khiển theo ngưỡng trượt thấp: Trong tình huống này, khi các bánh xe trái va phải đang di chuyển trên những phần đường có hệ số bám khác nhau, ECU sẽ chọn thời điểm khi bánh xe trên phần đường có hệ số bám thấp bắt đầu bị bó cứng để điều chỉnh áp suất phanh cho cả cầu xe.
Lúc này, lực phanh trên tất cả các bánh xe sẽ đồng đều, bằng với giá trị lực phanh cực đại của bánh xe trên phần đường có hệ số bám thấp. Bánh xe trên phần đường có hệ số bám cao vẫn hoạt động trong vùng én dinh cua dac tính trượt và đạt lực phanh cực đại. Phương pháp nay dam bao tinh ôn định cao, nhưng hiệu quả phanh thấp đo lực phanh bị giới hạn bởi bánh xe có hệ số bám thấp. Điều khiển theo ngưỡng trượt cao: Trong trường hợp này, ECU sẽ chọn thời điểm khi bánh xe trên phần đường có hệ số bám cao bắt đầu bị bó cứng đề điều chỉnh áp suất phanh cho cả cầu xe.
Trước đó, bánh xe trên phần đường có hệ số bám thấp đã bị bó cứng. Phương pháp này tận dụng tối đa khả năng bám của các bánh xe, mang lại hiệu quả phanh cao hơn. Tuy nhiên, nó có thể dẫn đến tính ôn định kém vì khi bánh xe trên phần đường có hệ số bám thấp đã bị bó cứng, sự điều chỉnh áp suất cho cả cầu xe có thê làm giảm khả năng điều khiển và ôn định của xe. Điều khiển độc lập và phụ thụôc.
Trong hệ thống ABS, có hai loại điều khiển chính: Điều khiển độc lập bánh xe: Khi một bánh xe đạt tới ngưỡng trượt và bắt đầu có xu hướng bị bó cứng, hệ thống ABS sẽ điều khiển riêng từng bánh đó. Phương pháp này cho phép mỗi bánh xe được điều chỉnh áp suất phanh một cách độc lập, tối 10 ưu hóa hiệu quả phanh và duy trì sự ôn định của xe trong mọi tình huống. Điều khiển phụ thuộc: Hệ thống ABS điều khiển áp suất phanh chung cho hai bánh xe trên một cầu hoặc cho cả cầu xe dựa trên một tín hiệu chung. Có thể điều khiển theo ngưỡng trượt thấp, nơi hệ thống điều chỉnh áp suất phanh để ngăn chặn hiện tượng bó cứng sớm hơn, hoặc theo ngưỡng trượt cao, nơi hệ thống điều chỉnh áp suất phanh sau khi bánh xe trên phần đường có hệ số bám thấp đã bị bó cứng.
Phương pháp điều khiển phụ thuộc có thê dẫn đến sự giảm hiệu quả phanh hoặc tính ồn định kém hơn so với điều khiển độc lập, nhưng thường đơn giản và ít tốn kém hơn trong thiết kế. Điều khiến theo kênh. Các loại hệ thống ABS hiện nay có thê được phân loại theo số lượng kênh điều khiển như sau: Loại một kênh: Cấu hình: Hai bánh sau được điều khiển chung. Đặc điểm: Thường xuất hiện ở các thế hệ ABS đầu tiên.
Hệ thống này chỉ trang bi ABS cho hai bánh sau vì bánh sau đễ bị hãm cứng hơn khi phanh. Ưu điểm: Thiết kế đơn giản và chỉ phí thấp. Nhược điểm: Không thể kiểm soát độc lập từng bánh, dẫn đến hiệu quả phanh không tối ưu và có thê làm giảm tính ổn định của xe. Loại hai kênh: Cấu hình: Một kênh điều khiển chung cho hai bánh trước và một kênh điều khiển chung cho hai bánh sau, hoặc một kênh điều khiển cho hai bánh chéo nhau.
Đặc điểm: Cung cấp điều khiển ABS cho hai nhóm bánh xe (trước và sau) hoặc các bánh xe đối diện. Ưu điểm: Cải thiện khả năng kiểm soát phanh so với loại một kênh và đơn giản hơn so với loại ba và bốn kênh. Nhược điểm: Vẫn có hạn chế trong việc kiểm soát độc lập từng bánh xe, có thê ảnh hưởng đến hiệu quả phanh và ôn định khi có sự khác biệt lớn về bám đường giữa các bánh. 11 Loại ba kênh: Cấu hình: Hai kênh điều khiển độc lập cho hai bánh trước, và một kênh điều khién chung cho hai bánh sau.
Dac diém: Cung cap điều khiển độc lập cho các bánh trước, nhưng vẫn điều khién chung cho hai bánh sau. Ưu điểm: Cải thiện việc kiểm soát phanh cho bánh trước, nơi mà sự điều khiển chính xác và ổn định là rất quan trọng. Nhược điểm: Không kiểm soát độc lập cho từng bánh sau, có thể giảm hiệu quả phanh trong một số tình huống. Loại bốn kênh: Cấu hình: Bốn kênh điều khiển riêng biệt cho từng bánh xe.
Đặc điểm: Mỗi bánh xe có một kênh điều khiển ABS riêng, cho phép điều chỉnh độc lập áp suất phanh cho từng bánh. Ưu điểm: Cung cấp hiệu quả phanh tốt nhất và tối ưu hóa sự ôn định của xe, đặc biệt trong các điều kiện đường xá khó khăn hoặc khi có sự khác biệt lớn về bám đường giữa các bánh. Nhược điểm: Chi phí và độ phức tạp cao hơn do cần nhiều cảm biến và bộ điều khiển. Hiện nay, loại ABS điều khiển theo ba và bốn kênh được sử dụng rộng rãi trong các xe hiện đại vì chúng cung cấp hiệu quả phanh tối ưu và sự ôn định tốt hơn so với các loại hệ thống ABS trước đó.
Phương án bố trí điều khiển 2. Các phương án bố trí cơ cấu điều khiến cia ABS. Việc bố trí sơ đồ điều khiển của ABS phải thoả mãn đồng thời hai yếu tố: Tận dụng được khả năng bám cực đại giữa bánh xe với mặt đường trong quá trình phanh nhờ vậy làm tăng hiệu quả phanh tức là làm giảm quãng đường phanh. Duy trì khả năng bám ngang trong vùng có giá trị đủ lớn nhờ vậy làm tăng tính ồn định chuyển động và ôn định quay vòng của xe khi phanh.
12 Từ những kết quả phân tích lý thuyết và thực nghiệm cho thấy rằng đối với ABS thì hiệu quả phanh và ổn định khi 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 thoả mãn đồng thời hai chỉ tiêu hiệu quả phanh và tính ôn định phanh của xe là khá phức tạp, tuỳ theo phạm vi và điều kiện sử dụng mà chọn các phương án điều khiển khác nhau. Dưới đây trình bầy 6 phương án bố trí cơ cấu điều khiển của ABS tại các bánh xe và những phân tích theo quan điểm hiệu quả và ôn định khi phanh.