Nội dung
Tổng quan về hệ thống điều khiển ABS – TCS trên phanh thủy khí
1 Chức năng của hệ thống:
Hệ thống điều khiển ABS/TCS trên phanh thủy khí, cùng với các bộ phận khác trên ôtô, đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao sự an toàn và tiện nghi cho người sử dụng Để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao, công nghệ kỹ thuật cần được cải tiến liên tục, giúp xe trở nên hiện đại và dễ dàng hơn khi sử dụng.
Hệ thống điều khiển ABS/TCS trên phanh thủy khí là một bộ phận quan trọng giúp ngăn chặn trượt bánh xe khi phanh gấp hoặc tăng tốc đột ngột, đảm bảo an toàn cho ô tô ở mọi tốc độ Điều này không chỉ nâng cao sự an toàn mà còn cải thiện năng suất vận chuyển.
Hệ thống điều khiển ABS/TCS trên phanh thủy khí có lịch sử phát triển gắn liền với sự tiến bộ của ô tô, bắt đầu từ những thế hệ xe đầu tiên với cấu tạo đơn giản chỉ hãm chuyển động Qua thời gian, hệ thống phanh thủy khí đã phát triển đa dạng với các kiểu như phanh trống, phanh hơi, và đặc biệt là hệ thống ABS/TCS, nhằm nâng cao tính năng điều khiển an toàn cho xe Sự cải tiến này đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người sử dụng, cải thiện độ êm dịu khi chuyển động và sự nhẹ nhàng khi điều khiển phanh, đồng thời đảm bảo hiệu quả cao nhất trong việc sử dụng hệ thống phanh thủy khí Nguyên lý hoạt động dựa trên áp suất hơi, kết hợp với việc điều khiển đóng/mở của van điện từ, giúp cho việc điều khiển phanh trở nên nhẹ nhàng và êm ái hơn.
Hệ thống điều khiển ABS/TCS đã trở thành tiêu chuẩn trên hầu hết các dòng xe du lịch và xe tải Đặc biệt, xe tải thường được trang bị hệ thống phanh trợ lực bằng điện, thủy lực hoặc kết hợp thủy khí, đặc biệt là ở các xe có trọng tải lớn.
Hệ thống điều khiển ABS/TCS trên phanh thủy khí là công nghệ thiết yếu giúp đảm bảo an toàn cho xe trong những tình huống phanh gấp hoặc tăng tốc đột ngột, đặc biệt là đối với xe có tốc độ cao Để hoạt động hiệu quả, hệ thống này cần đáp ứng các yêu cầu khắt khe về độ tin cậy và hiệu suất.
Để đạt được quãng đường phanh ngắn nhất trong tình huống nguy hiểm, cần phải phanh đột ngột với gia tốc chậm dần tối đa Điều này đòi hỏi tăng cường khả năng của hệ thống phanh và phân phối lực phanh một cách hợp lý.
- Ổn định khi phanh: Phanh phải êm dịu trong bất kỳ mọi trường hợp, đảm bảo tính ổn định chuyển động của ôtô
Hiệu quả của hệ thống phanh phụ thuộc vào việc điều khiển nhẹ nhàng, tức là lực tác dụng lên bàn đạp phanh phải ổn định Để đảm bảo an toàn, hệ thống phanh cần có độ nhạy cao và hiệu quả phanh không được thay đổi nhiều giữa các lần sử dụng.
Khả năng ổn định hướng tốt giúp xe không bị lệch hướng khi phanh, ngăn chặn hiện tượng trượt lết của bánh xe trên đường Điều này không chỉ giảm thiểu sự mòn nhanh của bánh xe mà còn duy trì khả năng dẫn hướng của xe Hệ thống này cũng đảm bảo xe đứng vững trên dốc mà không bị tuột.
Hệ thống điều khiển ABS/TCS cần cải thiện độ bền và độ tin cậy, đồng thời yêu cầu chiếm ít không gian, trọng lượng nhẹ và đáp ứng các tiêu chuẩn cơ khí cao.
- Khởi hành và tăng tốc nhanh chóng nhờ điều khiển lực kéo nhỏ hớn lực bám để bánh xe không trượt khi đạp ga đột ngột
Hệ thống điều khiển ABS/TCS trên phanh thủy khí
1 Khái quát về hệ thống điều khiển ABS/TCS trên phanh thủy khí
1.1 Kết cấu chung của hệ thống:
Sơ đồ hệ thống phanh tổng quát được bố trí trên xe:
Sơ đồ bố trí trên xe:
Hình 1: Sơ đồ hệ thống điều khiển ABS/TCS trên phanh thủy khí
Bao gồm các cụm bộ phận chính sau:
- Hai van điện từ ABS
- Hai van điện từ ABS/TCS
- Các ống dẫn khí nén
1.2 Nguyên lý hoạt động chung:
Khi đạp bàn đạp phanh, hệ thống phanh thủy khí hoạt động bằng cách mở van thông đường áp suất khí nén từ bình chứa đến buồng B của xy lanh khí nén qua van điện từ ABS Tùy vào tốc độ bánh xe, hệ thống sẽ điều chỉnh cửa dẫn khí tới xy lanh khí nén Sự chênh áp tạo ra lực đẩy cho ty đẩy của xy lanh khí nén, di chuyển pít tông trong xy lanh thủy lực, làm tăng áp suất trong xy lanh thủy lực Áp suất này được truyền đến xy lanh bánh xe, ép các má phanh vào trống phanh, hoàn thành quá trình phanh bánh xe Do đó, áp suất khí nén lớn sẽ dẫn đến áp suất thủy lực lớn, tạo nên hiệu quả phanh tối ưu.
Hệ thống phanh thủy khí nổi bật với lực tác động nhỏ lên bàn đạp phanh nhưng lại tạo ra lực phanh lớn, giúp cơ cấu phanh hoạt động hiệu quả Sự kết hợp với hệ thống điều khiển ABS càng nâng cao hiệu suất hoạt động của phanh thủy khí.
Hệ thống này kết hợp ECU điều khiển van điện từ với các van phanh, nhằm điều khiển việc đóng mở dòng khí nén đến xylanh khí nén Quá trình này tạo ra lực đẩy, từ đó tạo áp suất dầu để điều khiển phanh hiệu quả.
Hệ thống điều khiển ABS cho phép người lái chỉ cần đạp nhẹ bàn đạp phanh để mở hoặc đóng van, tạo ra lực phanh lớn Nhờ vào tính năng này, hệ thống ABS rất phù hợp cho các loại xe hạng trung và hạng nặng.
2 Kết cấu chi tiết các bộ phận:
Không khí nén đóng vai trò quan trọng trong hệ thống phanh khí nén hoặc phanh thủy khí Nguồn không khí nén được cung cấp bởi máy nén, thiết bị có chức năng hút không khí và bơm vào bình chứa để tạo ra áp suất cao Máy nén được điều khiển bởi động cơ xe, kết nối thông qua dây đai trực tiếp hoặc gián tiếp qua ròng rọc, và hoạt động đồng thời với động cơ khi xe vận hành.
Hình 2: Cấu tạo chung của máy nén khí Những thành phần cơ bản của máy nén khí
- Bộ lọc khí nạp đầu vào
- Cần đẩy giới hạn tải
Máy nén khí được thiết kế để nạp không khí vào bình chứa với áp suất cao Khi áp suất trong bình khí nén thấp hơn 7kg/cm², máy hoạt động trong giai đoạn có tải Ngược lại, nếu áp suất trong bình chứa lớn hơn 7kg/cm², máy sẽ hoạt động trong giai đoạn không tải.
Trong giai đoạn không tải:
Hình 3: Máy nén khí trong giai đoạn không tải
Khi máy nén hoạt động ở chế độ không tải, van nén sẽ đóng lại Áp suất khí chênh lệch từ bình chứa khí nén tác động lên van tiết lưu, giúp thắng lực đẩy của lò xo và giữ cho van nạp mở Điều này cho phép không khí lưu thông giữa xy lanh và buồng nạp, thay vì nén không khí vào bình chứa.
Trong giai đoạn có tải:
Khi áp suất trong bình chứa khí giảm xuống dưới 7kg/cm², áp suất khí nén không đủ để vượt qua lực đẩy của lò xo, dẫn đến việc van nạp đóng hoặc mở tùy thuộc vào thì nén hay thì nạp Trong quá trình này, van nén cũng sẽ đóng hoặc mở theo sự thay đổi của các thì nạp và nén Máy nén khí kiểu pít tông hoạt động dựa trên nguyên lý tương tự như động cơ trong quá trình nạp và nén khí.
Trong quá trình thì nạp, khi pít tông di chuyển xuống, nó tạo ra một chân không bên trong xy lanh hình trụ, dẫn đến việc van nạp mở ra Khi van nạp mở, không khí sẽ được hút vào trong xy lanh máy nén.
Hình 4: Hoạt động của máy nén khí trong thì nạp khí
Hình 5: Hoạt động của máy nén khí trong thì nén khí
Trong quá trình thì nén, pít tông di chuyển lên trên nhờ các miếng bạc pít tông tạo kín không khí trong xy lanh hình trụ Áp suất lớn ngăn không cho khí thoát ra ngoài qua van nạp, dẫn đến sự nén khí Khi pít tông gần đạt đỉnh của thì nén và thắng lực lò xo của van nén, van nén sẽ mở ra, cho phép khí nén được đẩy vào bình chứa nén khí.
Bình chứa khí nén có vai trò cung cấp khí cho toàn bộ hệ thống, với kích thước phụ thuộc vào số lượng xylanh, kích cỡ xe và cấu hình phanh Hệ thống phanh hơi thường sử dụng bình chứa lớn hơn so với phanh thủy khí Khi khí nén được cung cấp vào bình, nó ban đầu có hơi nước nhưng sẽ khô dần qua các ngăn do áp suất và nhiệt độ tăng Sự nóng lên này dẫn đến ngưng tụ hơi nước, tạo ra nước ở đầu vào bình chứa Nếu dầu rò rỉ qua bạc pít tông và trộn với nước, sẽ hình thành lớp keo lắng xuống đáy bình, gây rắc rối cho hệ thống phanh Vào mùa đông, nước có thể đóng băng, gây kẹt và hư hỏng Do đó, bình chứa được trang bị van xả để loại bỏ độ ẩm và lớp bùn keo tích tụ.
Hình 6: Bình chứa khí nén 2.3 Tổng van phanh kép
Tổng van phanh kép là thiết bị điều khiển mở van cấp khí nén từ bình chứa đến xy lanh khí nén khi tác dụng lực lên bàn đạp phanh, đồng thời cung cấp áp suất khí nén tương ứng với góc xoay của bàn đạp Khi thả bàn phanh, van cấp khí nén đóng và van xả khí mở, cho phép khí nén thoát ra ngoài Thiết bị này bao gồm hai pít tông điều khiển, hai van điều khiển, hai van cấp khí và hai van xả khí, với mỗi van có cửa vào và cửa ra để dẫn khí nén Tổng van phanh kép điều khiển hai đường phanh riêng biệt, mạch sơ cấp cho cầu trước và mạch thứ cấp cho cầu sau, đảm bảo an toàn khi một trong hai đường phanh gặp sự cố.
Hình 7: Cấu tạo chung của tổng van phanh kép 2.3.1.Cấu tạo:
Bàn đạp phanh được gắn trên tổng van phanh, tiếp xúc với pít tông của van sơ cấp thông qua một cần nối Pít tông được trang bị phớt chắn bụi bằng cao su, trong khi lò xo giữa các pít tông giúp điều chỉnh áp suất cung cấp đến van điện từ, từ đó điều khiển xylanh tương ứng với lực tác dụng lên bàn đạp phanh.
Pít tông sơ cấp được nâng lên nhờ lò xo hồi, trong khi cụm van sơ cấp được gắn dưới pít tông này Van thứ cấp có cấu tạo tương tự như van sơ cấp và được đẩy vào đế của thân bằng lò xo.
Khi phanh Ở buồng sơ cấp:
Khi lực được tác động lên bàn đạp, lực từ chân sẽ được truyền qua pít tông và lò xo, khiến pít tông nén lò xo hồi và di chuyển xuống Khi pít tông đi xuống, nó tiếp xúc với van, mở cửa xả và đóng cửa ra Khi van chạm vào pít tông, cả hai sẽ mở ra, làm cho cửa xả đóng lại và cửa ra mở để dòng khí nén được cấp đến van điện từ và điều khiển xy lanh thủy khí phanh bánh xe cầu trước Ở buồng thứ cấp, quá trình này tiếp tục diễn ra.
Thi công mô hình hệ thống điều khiển ABS/TCS trên phanh thủy khí
Ý tưởng thiết kế
Nghiên cứu hoạt động của hệ thống điều khiển ABS/TCS trên phanh thủy khí là một phần quan trọng trong việc củng cố kiến thức lý thuyết trong quá trình học tập Tuy nhiên, khảo sát hoạt động của hệ thống này trên xe gặp nhiều khó khăn do cấu trúc phức tạp với nhiều chi tiết được bố trí rải rác khắp xe, gây khó khăn trong việc quan sát và nghiên cứu.
Mô hình hoạt động của hệ thống điều khiển ABS/TCS được thiết kế và chế tạo nhằm thu gọn một hệ thống ABS/TCS thật trên xe thành dạng đơn giản, nhỏ gọn và dễ di chuyển Mô hình này không chỉ đáp ứng yêu cầu học tập và nghiên cứu mà còn đảm bảo tính thực tế như trên ô tô thật, thể hiện đầy đủ các tính năng của hệ thống phanh.
Mô hình giảng dạy với tính trực quan, sinh động và linh hoạt sẽ nâng cao hiệu quả học tập và nghiên cứu Nó cho phép sinh viên thực tập một cách hiệu quả, tương tác với mô hình và thực hiện các bài khảo sát, từ đó dễ dàng quan sát và hình dung cách hoạt động của hệ thống điều khiển ABS/TCS trên ô tô.
Mô hình giảng dạy kết hợp hài hòa giữa tính khoa học và thực tiễn, cùng với yếu tố sư phạm và thẩm mỹ, là công cụ hỗ trợ hiệu quả cho việc giảng dạy và học tập, từ đó nâng cao khả năng tiếp cận với sự phát triển của khoa học kỹ thuật hiện đại Đây là con đường ngắn nhất để chuyển giao các tiến bộ khoa học vào giảng dạy tại trường, đồng thời tiết kiệm chi phí cho cơ sở vật chất phục vụ sinh viên thực tập, bởi không cần thiết phải trang bị hệ thống điều khiển ABS/TCS hoàn chỉnh, giúp giảm diện tích không gian và tạo điều kiện cho sinh viên có cái nhìn thực tế hơn.
Thiết kế mô hình hệ thống điều khiển ABS/TCS trên phanh thủy khí
Dựa trên các chi tiết của hệ thống điều khiển ABS/TCS và cấu trúc hiện có của hệ thống phanh thủy khí, chúng tôi sẽ tiến hành thiết kế các chi tiết điều khiển phù hợp.
Hình 23: Mô hình hệ thống điều khiển ABS/TCS phanh thủy khí
Hình 24: Sơ đồ dây tín hiệu mô hình hệ thống điều khiển ABS/TCS trên phanh
Cấu tạo các chi tiết
1 Cấu tạo các chi tiết hệ thống phanh thủy khí
- Nhiệm vụ: Chứa khí nén để cấp cho mô hình hệ thống
Hình 25: Bình chứa khí 1.2 Tổng phanh kép
Khi thực hiện nhiệm vụ đạp phanh, khí từ bình chứa sẽ được dẫn tới van điện từ và xylanh thủy khí trong hệ thống phanh của xe Hệ thống này bao gồm hai đường ống vào và hai đường ống ra, với một đường dẫn đến van điện từ và xylanh thủy khí của bánh chủ động, và một đường dẫn đến van điện từ và xylanh thủy khí của bánh bị động.
Hình 26: Tổng phanh kép 1.3 Van điện từ và xylanh thủy khí
Có 2 loại van điện từ là van điện từ ABS/TCS và van điện từ ABS
Nhiệm vụ của hệ thống ABS bao gồm các chế độ làm việc như tăng áp, giữ áp và giảm áp, trong đó ECU sẽ điều khiển mở các cửa Sol 1, Sol 2 và cửa xả tương ứng với từng chế độ Đặc biệt, van điện từ ABS/TCS có thêm một cửa khí vào từ van TCS, cửa này hoạt động như một cửa một chiều.
Khí được cung cấp từ tổng phanh đến van điện từ và sau đó tới xylanh thủy khí, giúp pít tông trợ lực tác động lên pít tông thủy lực thông qua ty đẩy Quá trình này tạo ra áp suất dầu, truyền áp suất đến các xylanh bánh xe và kích hoạt đèn báo phanh thông qua cần báo đèn.
Hình 27: Van điện từ và xylanh thủy khí của bánh chủ động
Hình 28: Van điện từ và xylanh thủy khí của bánh bị động
- Nhiệm vụ: Van TCS có nhiệm vụ, khi hệ thống TCS hoạt động sẽ được
ECU điều khiển cho khí từ bình chứa nén cấp tới các van điện từ ABS/TCS và dẫn khí vào xylanh thủy khí của 2 bánh chủ động
1.5 Đồng hồ đo áp suất
Đồng hồ 1, 2, 3, 4 được sử dụng để đo áp suất dầu ở bốn xylanh thủy lực, trong khi đồng hồ TCS hiển thị áp suất khi có khí qua van TCS Đồng hồ Phanh cho biết áp suất khi khí đi qua tổng phanh kép.
Hình 30: Đồng hồ đo áp suất dầu
2 Cấu tạo các linh kiện hệ thống điều khiển ABS/TCS phanh thủy khí
2.1 Bàn phím ma trận mềm 4x4 Keypad (1)
Hình 31: Bàn phím ma trận
Bàn phím có vai trò quan trọng trong việc nhập vận tốc đầu vào khi sử dụng chế độ phanh, đồng thời cho phép người dùng tùy chỉnh các chế độ phanh thường, phanh gấp và tăng tốc một cách linh hoạt.
2.2 Động cơ Servo 360 độ SG90 (2)
Hình 32: Động cơ Servo 360 độ SG90
Động cơ Servo 360 độ SG90 có nhiệm vụ điều khiển bướm ga trong mô hình Khi ECU nhận tín hiệu từ biến trở, nó sẽ gửi tín hiệu đến động cơ Servo SG90 để điều chỉnh góc quay, từ đó mở hoặc đóng bướm ga một cách phù hợp.
- Nhiệm vụ : ECU xử lý là con chip arduino mega 2560 Đóng vai trò ghi nhận dữ liệu, xử lý và xuất các tín hiệu điều khiển
2.4 Công tắc bàn đạp phanh (4)
- Nhiệm vụ: Công tắc phanh có 2 dây được nối vào ECU, giúp ECU nhận biết được tín hiệu khi người dùng bắt đầu đạp phanh
2.5 Van điện từ ABS, ABS/TCS (5, 6)
Hình 35: Van điện từ ABS
Van điện từ ABS/TCS: 2
Hình 36: Van điện từ ABS/TCS
Van điện từ 3 dây bao gồm 1 dây chung (dây đỏ) và 2 dây cuộn (dây vàng và xanh lá) Nhiệm vụ của van là khi cấp nguồn 12V vào một trong hai dây cuộn, sẽ mở cửa Sol 1 hoặc Sol 2, tùy thuộc vào chế độ làm việc mà nguồn được cấp cho cuộn dây.
Van TCS, giống như van điện từ ABS và ABS/TCS, cũng có 3 dây Tuy nhiên, van TCS khác với hai loại van điện từ trên ở chỗ nó cung cấp nguồn cho cuộn dây để mở cửa thông khí từ bình chứa khí nén đến hai van điện từ ABS/TCS.
LCD sẽ nhận tín hiệu điều khiển từ ECU và hiển thị vận tốc của xe, vận tốc 4 bánh, hệ số trượt theo thời gian
Ngoài ra để giúp cho LCD hoạt động tốt thì ta sử dụng chung với module I2C
- Nhiệm vụ: Module I2C dùng để giảm số chân kết nối LCD với Arduino xuống còn 4 chân, đồng thời điều chỉnh độ tương phản của LCD
Biến trở volum 10K hoạt động như núm vặn bướm ga, giúp ECU xác định mức độ đạp ga khi tăng tốc Dựa vào độ mở của núm vặn, ECU sẽ phân tích hành vi đạp ga là từ từ hay đột ngột, đặc biệt trong trường hợp có hệ thống kiểm soát lực kéo (TCS).
2.9 Module 2 Relay Opto cách ly 5VDC (R1-R10)
Module 2 relay 5V với opto cách ly gồm 2 rơ le hoạt động tại điện áp 5VDC, chịu được hiệu điện thế lên đến 250VAC 10A Module 2 relay 5V được thiết kế chắc chắn, khả năng cách điện tốt Trên module đã có sẵn mạch kích relay sử dụng transistor và IC cách ly quang giúp cách ly hoàn toàn mạch điều khiển (vi điều khiển) với rơ le bảo đảm vi điều khiển hoạt động ổn định Có sẵn header rất tiện dụng khi kết nối với vi điều khiển
Module 2 relay 5V sử dụng chân kịch mức Thấp (0V), khi có tín hiệu 0V vào chân IN thì relay sẽ nhảy qua thường Hở của Relay ứng dụng với relay module khá nhiều bao gồm cả điện DC hay AC
- Nhiệm vụ: Module 2 relay 5V có nhiệm vụ nhận tín hiệu 5V từ ECU (chip Arduino), sau đó làm thông dòng 12V relay điều khiển bộ chấp hành ABS và
TCS, khiến chúng hoạt động dựa theo lệnh điều khiển từ ECU
- Nhiệm vụ: Đóng vai trò chuyển đổi từ dòng 220V về 5V Là nguồn cung cấp dòng 5V cho arduino, LCD, động cơ servo
3 Thông số kỹ thuật các linh kiện
Bàn phím ma trận mềm 4x4 Keypad
- Module bàn phím ma trận 4x4 loại phím mềm
- Nhiệt độ hoạt động 0 ~ 70oC
- Kích thước bàn phím 77 x 69 mm
Động cơ Servo 360 độ SG90
- Kích thước: L23xW12xH29 (mm)
- Điện áp đầu vào (được đề nghị) : 7-12V
- Điện áp đầu vào (giới hạn) : 6-20V
- Số lượng chân I / O : 54 (trong đó có 15 cung cấp sản lượng PWM)
- Số lượng chân Input Analog : 16
- Dòng điện DC mỗi I / O : 20 mA
- Dòng điện DC với chân 3.3V : 50 mA
- Flash: 256 KB trong đó có 8 KB sử dụng bởi bộ nạp khởi động
- Tốc độ đồng hồ: 16MHz
- Điện áp hoạt động là 5 V
- Chữ đen, nền xanh dương/ chữ trắng, nền xanh dương
- Khoảng cách giữa hai chân kết nối là 0.1 inch tiện dụng khi kết nối với Breadboard
- Tên các chân được ghi ở mặt sau của màn hình LCD hổ trợ việc kết nối, đi dây điện
- Có đèn led nền, có thể dùng biến trở hoặc PWM điều chình độ sáng để sử dụng ít điện năng hơn
- Có thể được điều khiển với 6 dây tín hiệu
Chân Ký hiệu Mô tả Giá trị
4 RS Lựa chọn thanh ghi
RS=0 (mức thấp) chọn thanh ghi lệnh
RS=1 (mức cao) chọn thanh ghi dữ liệu
5 R/W Chọn thanh ghi đọc/viết dữ liệu
R/W=0 thanh ghi viết R/W=1 thanh ghi đọc
Chân truyền dữ liệu 8 bit: DB0DB7
15 A Cực dương led nền 0V đến 5V
- Kích thước: 41.5mm(L)X19mm(W)X15.3MM(H)
- Jump chốt: Cung cấp đèn cho LCD hoặc ngắt
- Biến trở xoay độ tương phản cho LCD
- Điện áp hoạt động: 5VDC
- Dòng tiêu thụ: 200mA/1Relay
- Tín hiệu kích: High (5V) hoặc Low (0V) chọn bằng Jumper
- Tiếp điểm đóng ngắt max: 250VAC-10A hoặc 30VDC-10A
Nguyên lý hoạt động mô hình hệ thống điều khiển hệ thống ABS/TCS trên phanh thủy khí
1.1 Phanh thường Đầu tiên, ta sử dụng bàn phím để nhập vận tốc của xe trước khi bắt đầu quá trình phanh Nhấn phím "B" để gửi tín hiệu báo về ECU đây là chế độ phanh thường ECU sẽ gửi đi vận tốc của xe ban đầu để hiển thị lên LCD
Khi đạp bàn đạp phanh, ECU nhận tín hiệu và hiển thị thông tin về vận tốc các bánh xe, vận tốc xe và hệ số trượt lên màn hình LCD Khi vận tốc xe giảm xuống 0 km/h, ECU ngừng điều khiển Đồng thời, khí từ bình khí nén sẽ được dẫn đến các bộ chấp hành ABS của các bánh xe Do không nhận được tín hiệu từ ECU, các bộ chấp hành vẫn ở chế độ OFF-OFF, cho phép khí nén đi qua và tạo lực đẩy pittong dầu trong bộ chấp hành Điều này giúp truyền áp lực dầu đến các xy lanh bánh xe, hỗ trợ hãm vận tốc các bánh xe.
Hình 43: Sơ đồ mạch điện khi phanh thường
- Đường màu vàng là các tín hiệu truyền về ECU để xử lý
- Đường màu đỏ là các tín hiệu ECU xuất đi để điều khiển
- Đường màu xanh là không có tín hiệu
1.2 Phanh ABS: Để hoạt động chế độ phanh ABS, ta cũng cần nhập vận tốc của xe trước khi bắt đầu quá trình phanh để gửi về ECU Sau đó bấm phím "C" để ECU nhận biết đây là chế độ phanh gấp có ABS
Khi đạp bàn đạp phanh, tín hiệu được gửi đến ECU để bắt đầu quá trình phanh, hiển thị thông tin về vận tốc xe, vận tốc 4 bánh và hệ số trượt theo thời gian trên màn hình LCD Khi vận tốc giảm xuống 0 km/h, ECU dừng điều khiển Đồng thời, khí nén được truyền đến bộ chấp hành ABS của cả 4 bánh, trong khi các bộ chấp hành vẫn ở chế độ OFF-OFF, tăng áp và cho phép khí đi qua để tạo áp lực cho xi lanh dầu ở các bánh xe ECU liên tục theo dõi hệ số trượt của xe theo thời gian.
Khi hệ số trượt vượt quá 40%, ECU sẽ gửi tín hiệu đến 4 relay R2, R3, R4, R5 để điều khiển 4 bộ chấp hành ABS vào chế độ giữ - giảm liên tục Tín hiệu điện áp kích hoạt 4 bộ chấp hành ABS, làm ngừng khí đi qua và xả khí ra bên ngoài, dẫn đến giảm áp lực pittong dầu Kết quả là áp lực ở xy lanh dầu của 4 bánh xe giảm, giúp tăng tốc độ bánh xe và giảm hệ số trượt.
Hình 44: Tín hiệu truyền khi thực hiện chế độ giữ áp (ON-OFF)
- Đường màu vàng là các tín hiệu truyền về ECU để xử lý
- Đường màu đỏ là các tín hiệu ECU xuất đi để điều khiển
- Đường màu xanh là không có tín hiệu
Hình 45: Tín hiệu truyền lúc ở chế độ giảm áp (ON-ON)
- Đường màu vàng là các tín hiệu truyền về ECU để xử lý
- Đường màu đỏ là các tín hiệu ECU xuất đi để điều khiển
- Đường màu xanh là không có tín hiệu
ECU liên tục giám sát hệ số trượt của bánh xe, và khi hệ số này nhỏ hơn 10%, nó ngay lập tức gửi tín hiệu đến 4 relay R2, R3, R4, R5 để điều khiển 4 bộ chấp hành ABS vào chế độ giữ - tăng liên tục (ON-OFF và OFF-OFF) Khi nhận được tín hiệu điện áp, bộ chấp hành ABS sẽ tăng áp suất khí nén, dẫn đến việc áp suất dầu cũng tăng theo, làm giảm vận tốc bánh xe và tăng hệ số trượt ECU tiếp tục theo dõi vận tốc và hệ số trượt để đảm bảo rằng trong quá trình phanh, hệ số trượt luôn duy trì trong khoảng 10%-40% nhằm đảm bảo hiệu quả phanh tối ưu Quá trình lặp lại này giúp giảm tốc độ xe nhanh hơn so với phanh thông thường không có ABS.
Hình 46: Tín hiệu giữ áp (ON-OFF)
Hình 47: Tín hiệu tăng áp (ON-ON)
- Tín hiệu giữ áp (ON-OFF) và tăng áp (ON-ON) được ECU điều khiển xen kẽ nhau
- Đường màu vàng là các tín hiệu truyền về ECU để xử lý
- Đường màu đỏ là các tín hiệu ECU xuất đi để điều khiển
- Đường màu xanh là không có tín hiệu
2.1 Tăng tốc từ từ Ở chế độ tăng tốc từ từ, bướm ga được mở ít Do đó, đầu tiên ta chỉnh núm vặn qua mức nhỏ Nó sẽ gửi tín hiệu về cho ECU ECU điều khiển bướm ga mở ít Ta bấm phím "D" ở bàn phím để bắt đầu vào chế độ tăng tốc Tùy theo giá trị của biến trở mà ECU sẽ gửi tín hiệu cho LCD để hiển thị trên màn hình cho ta biết đây là chế độ tăng tốc có hệ thống TCS hay không Sau đó, LCD sẽ hiển thị tốc độ xe (tăng từ 0 đến tốc độ giới hạn là 80km/h), tốc độ bánh xe chủ động, bị động và hệ số trượt theo thời gian Lúc này ECU không gửi tín hiệu đến cho R1, làm nó không điều khiển bộ chấp hành TCS, không cho khí từ bình khí nén đi theo đường V2 để đến 2 bộ chấp hành ABS của 2 bánh sau Do đó, bánh xe vẫn tăng tốc từ từ bình thường, không có áp lực phanh
Hình 48: Tín hiệu điều khiển tăng tốc từ từ
- Tín hiệu điều khiển tăng tốc từ từ
- Đường màu vàng là các tín hiệu truyền về ECU để xử lý
- Đường màu đỏ là các tín hiệu ECU xuất đi để điều khiển
- Đường màu xanh là không có tín hiệu
2.2 Tăng tốc đột ngột: Ở chế độ tăng ga gấp, bướm ga sẽ mở nhiều Đầu tiên ta điều chỉnh núm vặn biến trở để trả tín hiệu về ECU Sau đó ECU gửi tín hiệu đến bướm ga làm nó mở một góc rộng Ta bấm phím "D" trên bàn phím để bắt đầu quá trình tăng tốc ECU điểu khiển làm LCD hiển thị tốc độ xe (tăng từ 0 đến tốc độ giới hạn là 80km/h), tốc độ bánh xe chủ động, bị động và hệ số trượt theo thời gian Lúc này ECU chưa gửi tín hiệu đến R1 nên bộ chấp hành TCS chưa hoạt động, chưa cho khí đí qua để đến 2 bộ chấp hành ABS bánh chủ dộng
ECU liên tục theo dõi hệ số trượt giữa bánh chủ động và bánh bị động; khi hệ số trượt vượt quá 10%, nó lập tức gửi tín hiệu điều khiển đến các relay R1, R4, R5 Ba relay này điều khiển bộ chấp hành TCS và hai bộ chấp hành ABS của bánh chủ động, thực hiện chế độ tăng áp – giữ áp xen kẽ Khí nén đi qua các bộ chấp hành làm tăng áp suất dầu ở xy lanh bánh chủ động, giúp hãm tốc độ bánh này Đồng thời, ECU cũng điều khiển bướm ga đóng lại để giảm tốc độ bánh chủ động.
Hình 49: Tín hiệu ABS tăng áp ở tăng tốc có TCS
Hình 50: Tín hiệu ABS giữ áp ở tăng tốc có TCS
Khi vận tốc bánh chủ động giảm xuống dưới 10%, ECU nhận diện và tăng tốc độ bánh chủ động để cải thiện khả năng tăng tốc ECU gửi tín hiệu đến R4 và R5 để điều khiển hai bộ chấp hành ABS ở bánh sau thực hiện chế độ giảm áp và giữ áp xen kẽ Tín hiệu của bộ chấp hành ABS được giữ ở chế độ ON-ON, đảm bảo khí nén liên tục đến hai bộ chấp hành bánh chủ động, từ đó giảm áp lực ở xy lanh dầu phanh Đồng thời, ECU điều khiển bướm ga mở nhiều hơn, giúp tăng tốc độ bánh chủ động ECU cũng liên tục theo dõi và điều chỉnh tín hiệu để duy trì hệ số trượt trong khoảng cho phép, đảm bảo vận tốc bánh xe không vượt quá tốc độ hiện tại của xe, từ đó nâng cao hiệu quả tăng tốc.
Hình 51: Tín hiệu ABS giảm áp ở tăng tốc có TCS
Lưu đồ hoạt động của ECU
Hình 52: Lưu đồ khi phanh thường
Hình 55: Khi tăng ga đột ngột
Hướng dẫn sử dụng
1 Phanh thường (phanh từ từ từ v đầu vào về 0 km/h)
- Nhấn phím “A” để hiển thị LCD
- Nhập vận tốc v (0