Hệ thống phanh ABS ( Hệ thống chống bó cứng bánh xe phanh) 3.9.1.1 Giới thiệu chung hệ thống phanh ABS Để tránh cho bánh xe không bị bó cứng làm khả quay vô lăng phanh khẩn cấp, người điều khiển nên lặp lại động tác đạp nhả bàn đạp phanh nhiều lần Tuy nhiên, trường hợp khẩn cấp thường thời gian để thực việc Người lái đạp dí phanh xe trượt mặt đường bánh xe không quay Cuối xe dừng lại ma sát trượt bánh xe mặt đường lớn xe khả lái khiến cho xe bị văng tai nạn xảy điều khó tránh khỏi Vậy để chống lại điều này, người ta chế tạo hệ thống phanh ABS với khả chống cho bánh xe không bị bó cứng phanh khẩn cấp, xe không bị lái giảm thiểu tai nạn xảy Mục tiêu cấu phanh ABS giữ cho bánh xe trình phanh có độ trượt thay đổi giới hạn hẹp quanh giá trị λ0 để tận dụng hết khả bám , hiệu phanh cao (lực phanh đạt cực đại giá trị ϕ xMax ϕy ) đồng thời tính ổn định tính dẫn hướng bánh xe tốt ( đại giá trị cao nhất), thỏa mãn yêu cầu cấu phanh rút ngắn quãng đường phanh, cải thiện tính ổn định khả dẫn hướng xe phanh Để giữ cho bánh xe không bị hãm cứng đảm bảo hiệu phanh cao, cấu phanh chống hãm cứng điểu khiển áp suất dẫn động phanh cho độ trượt bánh xe với mặt đường quanh giá trị λ0 giới hạn hẹp 3.9.1.2 Chu trình điều khiển ABS Quá trình điều khiển cấu ABS thực theo chu trình kín (hình 3.44) Các cụm chu trình bao gồm: - Tín hiệu vào lực tác dụng lên bàn đạp phanh người lái xe, thể qua áp suất dầu tạo xylanh phanh - Tín hiệu điều khiển bao gồm cảm biến tốc độ bánh xe điều khiển (ECU) Tín hiệu tốc độ bánh xe thông số nhận từ gia tốc độ trượt liên tục nhận biết phản hồi hộp điều khiển để xử lý kịp thời - Tín hiệu tác động thực chấp hành, thay đổi áp suất dầu cấp đến xylanh làm việc cấu phanh bánh xe - Đối tượng điều khiển : Là lực phanh bánh xe mặt đường ABS hoạt động tạo momen phanh thích hợp bánh xe để trì hệ số bám tối ưu bánh xe mặt đường, tận dụng khả bám cực đại lực phanh lớn - Các yếu tố ảnh hưởng: Điều kiện mặt đường, tình trạng phanh, tải trọng xe, tình trạng lốp ( áp suất, độ mòn…) Hình 3.44: Chu trình điều khiển kín ABS Bộ chấp hành thuỷ lực; Xy lanh phanh chính; Xy lanh làm việc; Bộ điều khiển ECU; Cảm biến tốc độ bánh xe 3.9.1.3 Cấu tạo nguyên lý làm việc cụm chi tiết 1/Cảm biến tốc độ bánh xe Cảm biến tốc độ bánh xe dùng để đo vận tốc góc bánh xe gửi ECU dạng tín hiệu điện Cấu tạo: Gồm nam châm vĩnh cửu, quận dây quấn quanh lõi từ, hai đầu cuộn dây nối với ECU Hình 3.45: Cảm biến tốc độ bánh xe loại điện từ Nguyên lý làm việc: Khi bánh xe quay, vành quay theo, khe hở A hai đầu lõi từ vành thay đổi, từ thông biến thiên làm xuất cuộn dây sức điện động xoay chiều dạng hình sin có biên độ tần số thay đổi tỉ lệ theo tốc độ góc bánh xe (hình 3.46) Tín hiệu liên tục gửi ECU Tuỳ theo cấu tạo cảm biến, vành khe hở chúng, xung điện áp tạo nhỏ 100mV tốc độ thấp, cao 100mV tốc độ cao Hình 3.46: Hoạt động cảm biến tốc độ Khe hở không khí lõi từ đỉnh vành cảm biến khoảng 1mm độ sai lệch phải nằm giới hạn cho phép Cơ cấu ABS không làm việc tốt khe hở nằm giá trị tiêu chuẩn 2/Cảm biến giảm tốc Trên số xe cảm biên tốc độ bánh xe trang bị thêm cảm biến giảm tốc cho phép ECU xác định xác giảm tốc xe trình phanh Kết là, mức độ đáp ứng ABS cải thiện tốt Nó thường sử dụng nhiều xe 4WD bánh xe bị hãm cứng bánh xe khác có xu hướng bị hãm cứng theo, tất bánh nối với cấu truyền lực nên có tốc độ ảnh hưởng lẫn Cảm biến giảm tốc gọi cảm biến “G” Hình 3.47: Vị trí cấu tạo cảm biến giảm tốc Cấu tạo cảm biến (hình 3.47) gồm hai cặp đèn LED phototransistors, đĩa xẻ rãnh mạch biến đổi tín hiệu Đặc điểm đèn LED phát sáng cấp điện phototransistors dẫn điện có ánh sáng chiếu vào Khi mức độ giảm tốc xe thay đổi, đĩa xẻ rãnh lắc theo chiều dọc xe tương ứng với mức độ giảm tốc Các rãnh đĩa cắt cho ánh sáng từ đèn LED đến phototransistors, làm phototransistors đóng, mở, báo tín hiệu ECU ECU nhận tín hiệu để xác định xác trạng thái mặt đường thực điều chỉnh thích hợp 3/Hộp điều khiển điện tử (ECU) Nhận biết thông tin tốc độ góc bánh xe, từ tính toán tốc độ bánh xe tăng giảm tốc nó, xác định tốc độ xe, tốc độ chuẩn bánh xe ngưỡng trượt, để nhận biết nguy bị hãm cứng bánh xe để: Cung cấp tín hiệu điều khiển đến chấp hành thuỷ lực Thực chế độ kiểm tra, chẩn đoán, lưu giữ mã hư hỏng chế độ an toàn gửi thông tin thông qua đèn tín hiệu nhấp nháy đèn 4/Bộ chấp hành thủy lực Hình 3.48: Bộ chấp hành thuỷ lực Vít; Tấm chắn; Rơ le động bơm; 4.Rơ le solenoid; 5.Động bơm Cấu tạo: Bộ chấp hành thuỷ lực có chức cung cấp áp suất dầu tối ưu đến xylanh phanh bánh xe theo điều khiển hộp điều khiển điện tử ECU tránh tượng bị hãm cứng bánh xe phanh Cấu tạo chấp hành thuỷ lực gồm có phận sau: van điện từ, motor điện dẫn động bơm dầu, bơm dầu bình tích áp, rơ le bơm, rơ le van điện từ Van điện từ: Van địên từ chấp hành có hai loại loại vị trí loại vị trí Cấu tạo chung van điện từ gồm cuộn dây điện, lõi van, cửa van van chiều Van điện từ có chức đóng mở cửa van theo điều khiển ECU để điều chỉnh áp suất dầu đến xylanh bánh xe Motor điện bơm dầu: Một bơm dầu kiểu piston dẫn động motor điện có chức đưa ngược dầu từ bình tích áp xylanh chế độ giảm giữ áp Bơm chia làm hai buồng làm việc độc lập thông qua hai piston trái phải điều khiển cam lệch tâm, van chiều cho dòng dầu từ bơm xylanh Bình tích áp: Bình tích áp chứa dầu hồi từ xylanh phanh bánh xe, thời làm giảm áp suất dầu xylanh phanh bánh xe 3.9.1.4 Sơ đồ mạch điều khiển Hình 3.49: Sơ đồ mạch điện hệ thống phanh ABS ECU nhận tín hiệu từ cảm biến tốc độ bánh xe cảm biến gia tốc từ tính toán tốc độ bánh xe tăng giảm tốc nó, xác định tốc độ xe, tốc độ chuẩn bánh xe ngưỡng trượt, để nhận biết nguy bị hãm cứng bánh xe → ECU điều khiển cường độ dòng điện cấp đến van điện mức cường độ dòng điện là: 0; 5A tương ứng với chế độ tăng, giữ giảm áp suất Thực chế độ kiểm tra, chẩn đoán, lưu giữ mã hư hỏng chế độ an toàn gửi thông tin thông qua đèn tín hiệu nhấp nháy đèn bảng táp lô 3.9.2 Hệ thống túi khí an toàn 3.9.2.1 Nhiệm vụ túi khí Các túi khí thiết kế để bảo vệ lái xe hành khách ngồi phía trước tốt biện pháp bảo vệ dây an toàn Trong trường hợp va đập mạnh từ phía trước túi khí làm việc với đai an toàn để tránh hay làm giảm chấn thương cách phồng lên, nằm làm giảm nguy đầu hay mặt lái xe hay hành khách phía trước đập thẳng vào vành tay lái hay bảng táp lô 3.9.2.2 Nguyên lý hoạt động hệ thống túi khí Hình 3.50: Sơ đồ nguyên lý hệ thống túi khí Cảm biến túi khí trung tâm nhận tín hiệu va đập bị xe bị tai nạn, tín hiệu truyền tới xử lý trung tâm, xử lý trung tâm cho dòng điện chạy đến ngòi nổ nóng lên Kết nhiệt làm bắt cháy chất cháy (chứa ngòi nổ) làm lửa lan truyền đến chất mồi chất tạo khí Chất tạo khí tạo lượng lớn khí nitơ, khí qua màng lọc, làm mát sau vào túi Túi phồng lên khí Nó xé rách mặt vành tay lái hay cửa túi khí phồng lên khoang hành khách Túi khí xẹp nhanh xuống sau nổ khí thoát qua lỗ khí xả khí Nó làm giảm lực va đập vào túi khí bảo đảm tầm nhìn rộng Cảm biến dự phòng có tác dụng chống kích hoạt túi khí va đập không đủ lớn 3.9.2.3 Cấu tạo số phận hệ thống túi khí 1/Bộ thổi khí túi khí Hình 3.51: Cấu tạo thổi khí cho ghế lái (a) ghế phụ (b) Bộ thổi khí chứa ngòi nổ, chất cháy mồi, chất tạo khí Túi khí làm ny lông có phủ lớp chất dẽo bề mặt bên Túi khí có lỗ thoát khí bên để nhanh chóng xả khí nitơ sau túi khí bị nổ 2/Cáp xoắn: Hình 3.52: Cấu tạo cáp xoắn Cáp xoắn dùng để nối điện từ phía thân xe (cố định) đến vành tay lái (chuyển động quay) Vỏ lắp cụm công tắc tổng Rôto quay với vành tay lái Cáp có chiều dài khoảng 4,8 (m) đặt bên vỏ cho bị chùng Một đầu cáp gắn vào vỏ, đầu gắn vào rôto Khi vành tay lái quay sang phải hay trái, quay độ chùng cáp (2 ½ vòng) 3/SAS unit SAS unit lắp sàn xe bao gồm xử lý trung tâm cảm biến va chạm Bộ xử lý trung tâm nhận tín hiệu từ cảm biến va chạm , đánh giá xem có cần kích hoạt túi khí hay không chẩn đoán hư hỏng hệ thống Hình 3.53: SAS unit a Nhận tín hiệu từ cảm biến ; b Kích hoạt túi khí SAS unit; Cảm biến dự phòng; Cảm biến va chạm; Tín hiệu vào;5.Bộ xử lý trung tâm; Bộ thổi khí 3.9.2.4 Sơ đồ điều khiển hệ thống túi khí xe Ford Ranger Hình 3.54: Sơ đồ mạch điều khiển hệ thống túi khí xe Ford Ranger Bộ điều khiển điện tử nhận tín hiệu từ cảm biến để xác định gia tốc giảm dần xe Khi điều khiển nhận tín hiệu gia tốc giảm dần đủ lớn (bị va chạm) cung cấp dòng điện kích nổ túi khí tương ứng Tốc độ nổ túi khí nhanh (khoảng từ 10 đến 40 phần nghìn giây) nên tạo túi đệm khí tránh cho phần đầu ngực cửa hành khách va đập trực tiếp vào phần cứng xe Sau đỡ hành khách khỏi va chạm, túi khí tự động xả nhanh chóng để không làm kẹt hành khách xe  ... điều khiển hệ thống túi khí xe Ford Ranger Hình 3.54: Sơ đồ mạch điều khiển hệ thống túi khí xe Ford Ranger Bộ điều khiển điện tử nhận tín hiệu từ cảm biến để xác định gia tốc giảm dần xe Khi điều... le van điện từ Van điện từ: Van địên từ chấp hành có hai loại loại vị trí loại vị trí Cấu tạo chung van điện từ gồm cuộn dây điện, lõi van, cửa van van chiều Van điện từ có chức đóng mở cửa van... dầu cấp đến xylanh làm việc cấu phanh bánh xe - Đối tượng điều khiển : Là lực phanh bánh xe mặt đường ABS hoạt động tạo momen phanh thích hợp bánh xe để trì hệ số bám tối ưu bánh xe mặt đường,