Đề tài Nghiên cứu vấn đề tăng hiệu quả phanh bằng các giải pháp kết cấu và điều khiển ( Hệ thống phanh ABS / ASC + T )

phân tích để thiết lập trạng thái thích hợp cho dòng dẫn động đó. Chỉ thị của hầu hết các bộ điều khiển chống hãm cứng là độ trượt bánh xe, gia tốc phanh. Một nhân tố khác cần được quan tâm là tác động tới tính ổn định. Để thấy rõ hiệu quả của hệ thống chống hãm cứng bánh xe khi phanh chúng ta xem xét kết quả thí nghiệm trình bày ở bảng 2-2. Bảng 2-2. Kết quả thí nghiệm hiệu quả phanh của ôtô con có trang bị ABS theo sơ đồ 2222.[1] Loại đường Tốc độ bắt đầu phanh Km/h Quãng đường phanh xp (m) Lợi về hiệu quả phanh % Không có ABS Có ABS Đường bê tông khô 50 13.1 10.6 19.1 Đường bê tông ướt 50 23.7 18.7 21.1 Đường phủ tuyết nẹn chặt 50 36.8 30.9 16.1 Đường bê tông khô 100 50 41.1 17.8 Đường bê tông ướt 100 100 62.5 37.5 Từ bảng 2-2 thấy rằng ở tốc độ bắt đầu phanh v0 = 50 km/h lợi về hiệu quả phanh khi có ABS đối với ôtô con khoảng 20% còn khi phanh ở tốc độ 100 km/h lợi về hiệu quả phanh có ABS lên đến 37,5% trên đường bê tông ướt. Để thấy rõ ưu việt về tính ổn định hướng khi phanh có ABS chúng ta xem xét kết quả thí nghiệm phanh ôtô con có ABS với sơ đồ bố trí 0022, mỗi bánh xe sau có một cảm biến và một cơ cấu chấp hành riêng rẽ (bảng 2-3). Từ số liệu bảng 2-3 thấy rằng khi dùng ABS với sơ đồ 0022 thì lợi về góc lệch b khi phanh lên tới 90%. Bảng 2-3. Kết quả thí nghiệm về tính ổn định hướng khi phanh khi thử ôtô con có ABS bố trí theo sơ đồ 0022 [1] Loại đường Tốc độ bắt đầu phanh v (km/h) Góc lệch b khi phanh (độ) Không có ABS Có ABS Đường nhựa ướt 96 22,7 1,6 Đường đặc biệt có hệ số bám dọc mx< 0,1 32 59,0 6,8 2-4.4 Hệ thống tự động điều khiển tính ổn định và lực kéo (ASC-T) ở đường có hệ số bám thấp, chẳng hạn như đường băng, tuyết 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. Mômen cực đại có thể truyền đến các bánh xe được quyết định bởi hệ số ma sát giữa lốp xe và mặt đường. Nếu cố truyền mômen đến các bánh xe vượt quá mức này, nó sẽ làm bánh xe dễ bị trượt quay. Việc đảm bảo mômen phù hợp với hệ số ma sát trong các trường hợp này đôi khi không dễ dàng với cả người lái. ở phần lớn các trường hợp, khi khởi hành xe đột ngột, người lái đạp chân ga quá mạnh và làm bánh xe bị trượt quay, mất mát lực kéo và mômen. Hệ thống điều khiển lực kéo (TRC) 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 thể khởi hành và tăng tốc một cách nhanh chóng và ổn định. Trên hình 2-13 là sơ đồ khối của hệ thống TRC. Các cảm biến bánh xe Công tắc điều khiển ECU ECU động cơ Bộ điều khiển thuỷ lực Chẩn đoán Đánh lửa Bướm ga Xylanh phanh Hình 2-13. Sơ đồ khối hệ thống điều khiển lực kéo ở Mỹ và Canađa hệ thống điều khiển lực kéo được viết tắt là TRAC. Còn ở châu Âu và các nước khác là TRC. Tối ưu hoá tính ổn định và lực kéo Yêu cầu thiết yếu của các hệ thống điều khiển lực kéo là tối ưu hóa tính ổn định của xe (với cầu sau chủ động) và điều khiển tính dẫn hướng (với cầu trước chủ động) duy trì khả năng bám bên thích hợp. Phương thức cơ bản nhất đạt được bằng điều khiển riêng mô men động cơ. Tất cả các bánh xe chủ động được truyền lực kéo như nhau, tương ứng với khả năng bám ở bánh xe có lực bám thấp và vì vậy khả năng bám bên ở các bánh xe có độ bám dọc lớn sẽ lớn hơn. Khi khả năng bám xấp xỉ ở tất cả các bánh chủ động, hệ thống làm tăng tính ổn định của xe (điều khiển tính dẫn hướng). Khi tăng lực kéo, các bánh xe trượt lết nên có thể không điều khiển được xe. Hệ thống điều khiển lực kéo kết hợp chặt chẽ với bộ điều khiển mô men động cơ và bổ sung thêm phanh (hoặc điều khiển vi sai) có thể áp dụng đồng thời để đảm bảo tính ổn định của xe (điều khiển tính dẫn hướng) và tối ưu sự tăng tốc. Bộ điều khiển mômen động cơ là phương pháp được ưu tiên trên các mặt đường có đủ điều kiện bám đồng nhất, trong khi tác dụng lực phanh (hoặc điều khiển vi sai) cung cấp sự tăng tốc tối ưu ở tất cả các bánh xe chủ động. Hình 2-14 trình bày lực tác động lên các bánh xe khi tăng tốc trên đường có bề mặt không đồng nhất. Lực kéo cực đại có thể đươc tính như sau: ở đây F- Tổng lực kéo. FH- Lực kéo ở bánh có hệ số bám cao. FB FL mL FH FB mH Hình 2-14. Các lực tác dụng lên bánh khi tăng tốc trên đường có hệ số bám không đồng nhất FL- Lực kéo ở bánh có hệ số bám thấp. FB- Lực phanh. mL – Hệ số bám thấp. mH – Hệ số bám cao. Lực tăng tốc được truyền khi xe đi thẳng cũng như khi quay vòng về nguyên tắc là như nhau cũng tương tự như trong quá trình phanh. Độ trượt khi phanh là: Độ trượt khi tăng tốc với qRr ³ V Trong đó: l A và lB lần lượt là độ trượt khi tăng tốc và khi phanh. Độ trượt khi tăng tốc có thể nằm trong khoảng từ 0 tới rất cao và thường được sử dụng để mô tả các điều kiện có thể xảy ra khi các bánh chủ động trượt quay khi tăng tốc lúc khởi hành. Hình 2-15 tới hình 2-18 mô tả quá trình tăng tốc và hệ số bám bên là một hàm của độ trượt khi tăng tốc. Hình 2-15 cung cấp mối quan hệ giữa hệ số bám dọc và độ trượt khi tăng tốc trên đường thẳng. Yêu cầu duy trì độ bám bên nhỏ ở những điều kiện này (ví dụ sự bù gió bên), sự duy trì lực kéo mới là nhân tố chính. Hình 2-15. Quan hệ giữa hệ số bám dọc với độ trượt khi tăng tốc Hình 2-16. Đồ thị hệ số bám ngang theo góc trượt Hình 2-16 là đồ thị quan hệ giữa hệ số bám ngang với góc trượt a. Góc trượt ngang tới hạn nằm trong khoảng 12- 150. Để điều khiển phanh, cần phải xem xét đến cả lực bên. Trên những mặt đường khô, lực tăng tốc cực đại có thể đạt được ở độ trượt từ 10-30 %, khi lực kéo tăng khoảng 5-10 % có thể dẫn đến trượt các bánh xe chủ động. Hệ số bám dọc và bám ngang mA, mS 1.0 0.6 0.2 0.4 0.8 Độ trượt giữa lốp và mặt đường lA (%) 0.2 0.4 0.8 0.6 1.0 a = 40 a = 80 a = 40 a = 80 Hình 2-17. Hệ số bám dọc và hệ số bám ngang ở các góc trượt khác nhau trên đường khô. mS mA 0.10 Hệ số bám dọc và bám ngang mA, mS Độ trượt giữa lốp và mặt đường lA a = 0.50 0.4 0.6 0.8 0.05 1.0 0.15 a = 10 a = 10 a = 0.50 Hình 2-18. Hệ số bám dọc và bám ngang ở các góc trượt khác nhau trên đường đóng băng mA mS 0.2 Trên mặt đường băng tuyết, lực kéo cực đại đạt được ở độ trượt nhỏ (2-5 %). Trên đường cát xốp, sỏi và đường dày tuyết, hệ số bám khi tăng tốc tăng liên tục cùng với độ trượt, và nó chỉ đạt giá trị cực đại tại điểm có độ trượt trên 60 %. Do đó, tốc độ trượt khoảng 2-20 % đã tìm được vùng hoạt động của ASC sẽ không cung cấp lực kéo thích hợp ở mọi điều kiện. Vì lý do này, tất cả các hệ thống ASC kết hợp với công tắc ngưỡng trượt hoặc khoá cắt ASC, điều này cho phép người lái điều chỉnh lại ngưỡng trượt của ASC tới mức cao hơn, hoặc tắt hoàn toàn hệ thống khi cần thiết. Hình 2-17 và 2-18 mô tả sự tăng tốc trên đường vòng; ở những điều kiện này các bánh xe chủ động là yếu tố làm thay đổi góc đặt lực bên và là một hàm của độ trượt bên khi xe tăng tốc. Việc tăng mức độ trượt khi tăng tốc (và tăng lực tăng tốc) là nguyên nhân làm giảm lực bên. Hình 2-17 biểu diễn mối quan hệ giữa hệ số bám dọc và bám ngang khi xe chạy trên đường khô với các góc trượt khác nhau. Đường cong bắt đầu từ độ trượt khi tăng tốc bằng 0. Ban đầu hệ số lực bên có chiều hướng giảm từ từ. Tuy nhiên, tiếp tục tăng hệ số lực bám khiến hệ số lực bên giảm đáng kể. Hình vẽ chỉ ra rằng lực tăng tốc phải được giới hạn bởi khả năng bám nếu đủ lực bên để duy trì. Trên mặt đường đóng băng (hình 2-18), hệ số bám bị hạn chế nghĩa là sự ổn định của xe khi tăng tốc chỉ được duy trì khi góc trượt nhỏ (Ê 20). Khi góc trượt rất nhỏ (Ê 0.050) sẽ làm hệ số bám bên giảm đáng kể. Điều này cho chúng ta thấy rất rõ việc điều khiển độ trượt là cần thiết khi xe chạy trên đường băng tuyết (và các đường khác có hệ số bám thấp). Bộ điều khiển lực kéo phải có độ chính xác cao, tín hiệu xử lý và cơ cấu chấp hành của phần tử điều khiển cuối cùng phải nhanh và chính xác. Chương 3 Các giải pháp kết cấu và điều khiển 3-1 vài nét về lịch sử phát triển Các hiện tượng giảm hiệu quả phanh, mất ổn định trong quá trình phanh cũng như ổn định động học trong quá trình quay vòng được trình bày ở phần 2 thì nguyên nhân gây nên các hiện tượng này cuối cùng tập trung ở mối quan hệ lực phanh hay lực kéo với hệ số bám giữa bánh xe với mặt đường. Bởi vậy, các giải pháp kết cấu và điều khiển chủ yếu tập trung giải quyết vấn đề lực kéo hay lực phanh phù hợp với hệ số bám giữa bánh xe với mặt đường. Để tạo điều kiện cho người lái dễ dàng điều khiển xe trong các tình huống nguy hiểm, các hãng ôtô nổi tiếng trên thế giới đã nghiên cứu phát triển các hệ thống đảm bảo an toàn chủ động cũng như an toàn thụ động. Một trong các phương pháp đảm bảo an toàn chủ động là hệ thống phanh. Từ hệ thống phanh thông thường ban đầu chỉ đảm bảo an toàn ở tốc độ chuyển động thấp và trên đường có hệ số bám tốt. Khi ôtô chuyển động với tốc độ cao thì hệ thống phanh thông thường không đáp ứng được tính an toàn nữa. Từ những năm 1970, các hãng ôtô lớn trên thế giới đã bắt đầu nghiên cứu và đưa vào ứng dụng các hệ thống phanh hiện đại ABS, ASC và ASC + T – chỉ xem xét vấn đề trượt dọc. ABS là hệ thống điều khiển phanh thuần túy, trong khi ASC và ASC + T là hệ thống điều khiển lực kéo và tính ổn định của xe. Khi DSC ra đời, lần đầu tiên động lực học bên được đưa vào tính toán xử lý cũng như trượt dọc. Lịch sử phát triển các hệ thống phanh kết hợp điều khiển lực kéo được trình bày ở hình 3-1. Sự phát triển của các hệ thống điều khiển lực kéo ABS / ASC / ASC + T / DSC Bosch ABS E23, 24, 28, 30 ABS Mark IV E36 Bosch ABS/ASC E31, 32, 34 Bosch ABS/ASC+T Có piston E31, 32 ABS/ASC+T Mark IV Có bình tích năng E36 M50 B25 Bosch ABS/ASC+T Van điều khiển 3/3 Không có piston E34 M50 B25 Bosch ABS/ASC+T 2 van điều khiển 2/2 E31, 38, 39 ABS/ASC+T Mark IV Không bình tích năng E36 M52 B25, 28 ABS/ASC-DDE Mark IV G Không bình tích năng E36 M51 tds td ABS/ASC-EZA Mark IV G E36 M44 DSC1 E31 DSC2 E31, E38 DSC3 E38 Hình 3-1. Sự phát triển hệ thống điều khiển trượt bánh xe 3-2 một số giải pháp kết cấu và Điều khiển tổng quát Khi ô tô khởi hành hay tăng tốc tốc độ đột ngột trên đường có hệ số bám thấp thì rất có thể các bánh xe chủ động bị trượt quay tại chỗ dẫn đến làm mất mát mô men chủ động và có thể làm trượt xe. Mô men cực đại có thể truyền đến các bánh xe được quyết định bởi hệ số ma sát giữa lốp xe và mặt đường. Nếu cố truyền mômen đến các bánh xe vượt quá mức này, nó sẽ làm bánh xe dễ bị trượt quay. Khi ôtô chuyển động trên đường với tốc độ cao, đặc biệt là trên đường vòng, gặp chướng ngại vật cần phải phanh ngặt các bánh xe sẽ bị trượt lết, gia tốc hướng tâm tăng đột ngột làm các bánh xe bị trượt bên và có thể gây lật xe. Để giải quyết vấn đề này, hệ thống phanh ABS/ASC+T đưa ra các các cách điều khiển như sau: điều khiển áp suất phanh ở các xylanh bánh xe đồng thời giảm mô men động cơ truyền đến các bánh xe chủ động. 3-2.1 Điều khiển mô men phanh Phanh ở các bánh xe chủ động không thể biến đổi phần lớn động năng thành nhiệt, ít nhất là trong quá trình điều khiển phanh ngắn. Thêm vào đó, thời gian phản ứng có thể được giữ rất ngắn, làm hạn chế độ tăng của mức trượt tới mức rất thấp. Hệ thống ASC dựa vào hiện tượng tác dụng phanh hợp lý để điều chỉnh mức độ trượt ở các bánh xe chủ động. Việc tăng lực kéo khi khởi hành và tăng tốc trên mặt đường có mức bám khác nhau giữa bên trái và bên phải là đặc biệt quan trọng đối với hệ thống ASC. Khái niệm bộ phận thủy lực được chia làm 2 loại: loại có năng lượng tích lũy và loại không có năng lượng tích luỹ. Hệ thống điều khiển hai chế độ bao gồm tác dụng phanh nhanh kết hợp với năng lượng thủy lực tích lũy luôn phải kèm theo bộ điều khiển động cơ dựa trên cơ sở điều khiển bướm ga. Điều khiển mômen phanh với năng lượng tích lũy. Hệ thống ASC này thiết kế cho xe cầu sau chủ động, mômen động cơ được điều chỉnh bởi bộ điều khiển đặc tính động cơ (EPS). Việc điều khiển mô men động cơ để tăng tính ổn định của xe phải phù hợp với quá trình phanh, điều này cũng đảm bảo tối ưu lực kéo ở tất cả các bánh xe chủ động, đặc biệt tận dụng khả năng bám ngang. Hệ thống này tối ưu tính ổn định của xe và khả năng kéo với mức phù hợp cao. Hình 3-2 minh họa sơ đồ bộ tích hợp thuỷ lực ABS/ASC. Bơm sơ cấp Van chuyển đổi Bình tích năng Công tắc áp suất Khoang tích năng Các bánh sau Hình 3-2 . Sơ đồ tích hợp mạch thủy lực hệ thống phanh ABS/ASC có sử dụng năng lượng tích lũy Bơm sơ cấp hút dầu từ bầu dầu của xylanh chính cung cấp cho bơm hồi dầu ABS dưới áp suất không cao. Để đáp ứng nhu cầu của hệ thống ABS, bơm hồi ABS hai nhánh được thêm piston thứ 3, piston này đảm nhận tích áp cho bình tích năng của ASC. Để phanh nhanh trong thời gian ngắn, áp suất trong xylanh bánh xe phải tăng từ 0 tới 50 bar trong thời gian dưới 200ms. Một bơm thuỷ lực có lưu lượng hạn chế sẽ không thể tăng áp suất trong thời gian yêu cầu, do đó cần thiết sử dụng bình tích năng áp suất cao để cung cấp dầu phanh nhanh chóng. Khi hệ thống điều khiển lực kéo được kích hoạt, van chuyển đổi chuyển tới vị trí mở và dầu phanh từ bầu dầu được cung cấp tới 2 van điều khiển ABS/ASC. Trong khi van điện ABS đáp ứng yêu cầu của mạch thuỷ lực ABS, 2 van điện được dùng cho bộ thuỷ lực ABS/ASC để cho phép điều khiển riêng rẽ từng xylanh bánh xe ở tất cả các bánh xe chủ động. Hai van điện điều chỉnh áp suất phanh ở tất cả các bánh xe chủ động theo các lệnh điều khiển của ASC. Bình tích năng được điều khiển bởi công tắc áp suất và tiếp tục hoạt động trong quá trình xe hoạt động bình thường. Đặc biệt bơm có độ ồn nhỏ nên đáp ứng điều kiện kỹ thuật khắt khe. Bộ điều khiển Thủy lực ABS Bộ điều khiển Thủy lực ASC Piston Bình tích năng áp suất cung cấp Bánh bị động Thực hiện phanh bánh xe chủ động Công tắc áp suất Hình 3-3 . Sơ đồ bộ điều khiển thủy lực của hệ thống ASCsử dụng năng lượng tích lũy bằng piston Hệ thống ABS/ASC với phanh sử dụng năng lượng tích lũy (bộ phận thủy lực của ABS và ASC riêng). Một kiểu sử dụng bình tích năng áp suất cao để cung cấp dầu áp suất cao cho hệ thống phanh ASC. Một bơm dẫn động bằng động cơ cung cấp dầu cho bình tích năng. Hệ thống bao gồm mỗi xylanh bánh xe bị động một piston. Thêm một van 3 vị trí ABS cũng được lắp đặt để phân phối dầu cung cấp từ bầu dầu tới nhánh sơ cấp của piston và phân phối dầu phanh có ở nhánh thứ cấp. Bộ điều khiển ABS/ASC phát lệnh thay đổi vị trí của van điện để điều khiển áp suất của bình tích năng, duy trì, cắt hoạt động để giữ mức áp suất ở nhánh sơ cấp của piston. Lúc đầu, van trung tâm đóng để không nối với xylanh chính. Sự thay đổi áp suất dầu phanh trên nhánh thứ cấp của piston cung cấp mức áp suất dầu thích hợp trong xylanh bánh xe. ASC thiết kế dựa vào năng lượng tích lũy để kích hoạt các piston luôn luôn thích hợp trong các trường hợp xe trang bị bình tích năng cung cấp cho các mục đích khác. Điều khiển mômen phanh không có bình tích năng. Mỗi bộ điều khiển thủy lực ASC đã trình bày đòi hỏi một bình tích năng áp suất cao để chắc chắn rằng áp suất phanh được cung cấp đủ nhanh. Điều này có nghĩa là tăng thêm sự phức tạp và kèm theo tăng phí tổn. Một hệ thống khác sử dụng mạch hồi của bơm điện ABS để điều chỉnh lực phanh ở tất cả các bánh xe chủ động. Bơm hồi thiết lập một nhánh sơ cấp, vì vậy sử dụng bơm hồi ABS là một nguồn năng lượng rẻ cho quá trình phanh. Chức năng phanh ASC có thể vì thế được chấp nhận bởi sự đơn giản của hệ thống. Hình 3-4 trình bày sơ đồ thuỷ lực của một xe khách với sơ đồ phanh kiểu K và bánh trước chủ động. Khi van cấp mở, bơm sơ cấp hút dầu phanh từ bầu dầu và đẩy vào trong mạch trước khi cấp trực tiếp tới van điều khiển ABS/ASR ở các bánh chủ động. Van điều khiển điều chỉnh lực phanh bằng cách tăng, giữ và giảm áp suất phù hợp với các lệnh tương ứng từ bộ điều khiển. Dầu hồi bởi van điều khiển ở trạng thái giảm áp suất được hồi về họng hút của bơm. Một van chuyển đổi nối nhánh áp suất cao của bơm hồi với mạch phanh thứ hai (phân phối phanh bánh trước khác) và van giảm áp suất có nhiệm vụ điều chỉnh áp suất của hệ thống ASC. Hệ thống ASC có thể được đặt ở xe cầu sau chủ động với sơ đồ phanh kiểu TT với phí tổn vừa phải: vì tất cả các phanh ở bánh chủ động cùng mạch phanh, chỉ đòi hỏi một van chuyển đổi đơn. Tới 2 bánh chủ động Bộ điều khiển thủy lực ABS/ASR Van chuyển đổi Bơm hồi Khoang tích năng Các bánh xe bị động Hình 3-4 Sơ đồ bộ điều khiển thuỷ lực của ABS/ASC không dùng năng lượng tích lũy. Van cấp Bộ điều khiển thủy lực ABS/ASR Van ASC Van gián cách Bơm tuần hoàn Các van điều khiển Bánh xe bị động Hình 3-5. Bộ điều khiển mô men phanh không có năng lượng tích lũy. M Nguyên tắc của quá trình phanh không có năng lượng tích lũy đã được phát triển hơn nữa cho thế hệ ASC đưa vào ứng dụng từ năm 1993 (hình 3-5). Bơm tuần hoàn hút dầu từ xylanh chính qua van điện điều khiển, bỏ đường nạp. Trong khi ấy, van hồi có thể được tích hợp trong van ASC. Kết cấu như vậy cho phép tạo ra một hệ thống độc lập, lắp đặt đơn giản và tăng tính an toàn. Hơn nữa, việc giảm bớt các cụm chi tiết làm tăng độ tin cậy. Van 3/3 được dùng ở các loại trước đó có thể thay thế bằng van điện 2/2 rất nhỏ gọn. 3-2.2 Các phương pháp điều khiển mô men truyền động Có nhiều cách thức điều khiển được sử dụng, có thể sử dụng dạng đơn lẻ hoặc có sự kết hợp để điều chỉnh mômen động cơ: Điều khiển bướm ga với sự trợ giúp của bộ điều khiển điện tử đặc tính động cơ hoặc cơ cấu tự động điều khiển bướm ga (ADS) Điều khiển góc đánh lửa sớm. Gián đoạn đánh lửa kết hợp với gián đoạn phun nhiên liệu. Gián đoạn phun nhiên liệu. Bướm ga và phanh ASC điều khiển Bướm ga Thời gian Bướm ga và đánh lửa/phun nhiên liệu Hình 3-6. Điều khiển lệch hướng với các cách điều khiển khác nhau Độ trượt l Hình 3-6 cho phép so sánh ba phương pháp sử dụng để giảm mô men truyền tới bánh xe chủ động. Việc giảm mômen ở các bánh xe chủ động xảy ra khi mômen truyền tới bánh xe chủ động vượt quá khả năng bám. Việc điều khiển mômen động cơ là một biện pháp lôgíc. Nó là phương pháp phù hợp nhất trong các trường hợp các lực bám của cả 2 bánh chủ động là như nhau. Đồng thời, thời gian phản ứng cho cách điều khiển riêng động cơ cũng phải được xem xét để tính ổn định xe được đảm bảo. Nếu điều khiển riêng vị trí bướm ga, thời gian phản ứng của bướm ga, sự phản ứng trễ trên đường nạp, các lực quán tính trong động cơ làm cho thời gian thưc hiện giảm trượt dài. Sự điều chỉnh riêng bướm ga không thể đảm bảo tính ổn định của xe cầu sau chủ động. Trên xe cầu trước chủ động và hai cầu chủ động, điều khiển riêng bướm ga có thể hiệu quả nếu thời gian phản ứng trễ nhỏ. Sự kết hợp điều chỉnh bướm ga với cắt phun nhiên liệu làm giảm mô men và giảm thời gian trượt bánh xe. Do đó, cách điều khiển này có thể được sử dụng để đảm bảo tính ổn định của xe bất cứ là cầu nào bị động. Nói chung, cũng có thể thiết kế hệ thống ASC độc lập dựa trên cơ sở hệ thống đánh lửa và phun nhiên liệu. Cách thức này sử dụng một hệ thống phun nhiên liệu liên tục. Hệ thống phun nhiên liệu xen kẽ cắt nhiên liệu từng xylanh, trong khi bộ phận đánh lửa được điều chỉnh khoảng thời gian làm việc bằng bộ xử lý. Mặc dù, cách này có thể được dùng để đảm bảo tính ổn định của xe không tính đến cầu nào chủ động. Các hệ thống ASC+T, mô men động cơ được giảm bằng cách điều khiển bướm ga hay bướm ga phụ và đánh lửa. Tuỳ thuộc vào mức độ trượt bánh xe, góc mở bướm ga hoặc bướm ga phụ giảm xuống. Vì mục đích này (tuỳ thuộc vào động cơ), bướm ga được điều khiển trực tiếp bằng bộ điều khiển điện tử công suất động cơ EML, trong khi bướm ga phụ hoạt động thông qua hoạt động của cơ cấu chấp hành được điều khiển bằng bộ điều khiển ASC hoặc một bộ điều khiển riêng. Nếu mô men động cơ cần phải giảm nhanh, để thực hiện được điều này có thể dùng phương pháp đánh lửa trễ hoặc giảm thời gian đánh lửa và giảm lượng nhiên liệu. Mô men động cơ được giảm bằng cách đánh lửa trễ được ưu tiên. Điều khiển Lôgic của ASC Có thể tác dụng phanh để điều khiển độ trượt bánh xe khi vận tốc tới 80km/h. áp suất phanh có thể điều chỉnh riêng từng bánh xe bị động. Mức độ trượt quyết định phanh bánh bên trái hay bên phải để giảm mô men ở bánh xe tương ứng. Khi điều khiển mô men động cơ, bộ điều khiển ASC quyết định hoạt động theo chế độ “chọn thấp” hoặc “chọn cao”. Trạng thái “ chọn thấp”: có nghĩa là hoạt động điều khiển hệ thống điều khiển động cơ quyết định bởi độ trượt quay bánh xe trên đường có hệ số bám thấp, mức độ trượt rất cao. Trạng thái “ chọn cao”: hoạt động điều khiển hệ thống điều khiển động cơ quyết định bởi độ trượt quay bánh xe trên đường có hệ số bám cao, độ trượt rất thấp. Hoạt động của bộ điều khiển theo Trạng thái “ chọn cao”: ở V<20km/h. Trạng thái “ chọn thấp” : ở V>20km/h. Tuỳ thuộc vào mức độ trượt ở từng trường hợp cụ thể mà áp suất phanh được điều chỉnh ở bánh sau trái hoặc sau phải. Mô men động cơ giảm tuỳ thuộc vào quá trình điều khiển dựa trên tiêu chuẩn “ chọn thấp” và “ chọn cao” và độ trượt bánh xe. V (km/h) 15 0 15 0 RS RS VRL VFL VRR VFR t Md=160 Nm Md=120 Nm RL=30 bar RR=30 bar Điều khiển ban đầu của động cơ/phanh Hình 3-7. Điều khiển khi vận tốc v<20 km/h ở trạng thái “chọn cao” Trạng thái “ chọn cao” điều khiển ở V<20km/h. RS: ngưỡng điều khiển áp suất phanh và mô men động cơ. Điều khiển ở trạng thái “chọn cao” Tác dụng phanh và điều chỉnh động cơ cùng được điều khiển, áp suất phanh được điều chỉnh ở từng bánh xe. ASC điều khiển ở tốc độ <20km/h, trạng thái “chọn cao” được giữ tới khi v=40km/h. Sau khi tốc độ > 40km/h, hệ thống chuyển sang chế độ “chọn thấp”. Điều khiển ở trạng thái “chọn thấp” V (km/h) 15 0 15 0 RS RS VRL VFL VFR t Md=160 NM Md=60 NM RL=30 bar Điều khiển ban đầu ở động cơ/phanh Hình 3-8. Điều khiển khi vận tốc v> 20 km/h ở trạng thái “chọn thấp” RR=5 bar VRR Khi ở trạng thái điều khiển “chọn thấp”, trọng tâm là tính ổn định của xe. Điều này giải thích tại sao mô men động cơ giảm thực chất tới giá trị nhất định, lưu tâm đến mức độ trượt cao hơn ở bánh xe bên hoặc bên phải. Nếu cần thiết có thể tác dụng phanh ở tốc độ tối đa là 80 km/h. Hình 3-9. Bố trí các cụm chi tiết hệ thống phanh ABS-TRC trên xe ô tô Cơ cấu chấp hành TRC Công tắc khởi động số trung gian Công tắc đèn phanh Rơ le mô tơ TRC Cảm biến bánh xe sau Động cơ & ECT ECU Bộ chấp hành ABS Cơ cấu chấp hành TRC ABS/ASC +T ECU Cảm biến bánh xe trước Rơ le bướm ga TRC Rơ le chính TRC Cảm biến vị trí bướm ga phụ/chính Bộ chấp hành bướm ga phụ 3-3 Giải pháp tích hợp Điều khiển phanh và lực kéo của ôtô thông qua hệ thống phanh abs/ASC+t có bình tích năng. 3-3.1 Cơ cấu và hệ thống ABS và TRC ecu Công tắc cắt TRC ECU Engine và ECT Hình 3-10. Sơ đồ hệ thống phanh ABS-TRC Đèn báo TRC Cảm biến bánh xe trước phải Cảm biến bánh xe sauphải Cảm biến bánh xe trước trái Cảm biến bánh xe sau trái Cảm biến bướm ga phụ Cảm biến bướm ga chính bướm ga chính Bộ chấp hành bướm ga phụ Bộ chấp hành phanh TRC Bộ chấp hành ABS Đèn báo TRC OFF Các bộ phận chính của hệ thống phanh ABS-TRC và chức năng của chúng được trình bày trên hình 3-9, 3-10, 3-11 và bảng 3-1. ở một vài kiều xe, ABS ECU và TRC ECU tách rời nhau, hay chúng có mô tơ dẫn động bướm ga để điều khiển bộ chấp hành bướm ga phụ trong trường hợp ABS ECU và TRC ECU được kết hợp trong một cụm thể hiện ở hình 3-12. ABS ECU - Điều khiển ABS. - Điều khiển phanh TRC TRC ECU Điều khiển TRC ECU Động cơ và số tự động Bộ chấp hành bướm ga phụ ABS và TRC ECU Mô tơ dẫn động bướm ga ECU Động cơ và số tự động Bộ chấp hành bướm ga phụ Hình 3-12. Sơ đồ điều khiển hệ thống phanh ABS-TRC ở một vài kiểu xe hiện nay, một đèn báo SLIP được dùng thay cho đèn báo TRC. Đèn báo SLIP nháy khi hệ thống TRC hoạt động. Tuy nhiên đó không phải là vấn đề trục trặc hay báo mã chẩn đoán của hệ thống TRC. Bảng 3-1. Các chi tiết của hệ thống ABS – TRC và chức năng của chúng Chi tiết Chức năng ABS và TRC ECU - Đánh giá điều kiện chuyển động dựa trên tín hiệu từ cảm biến tốc độ trước và sau và dựa vào tín hiệu vị trí bướm ga từ ECU và ECT rồi gửi tín hiệu điều khiển tới bộ chấp hành bướm ga phụ và bộ chấp hành phanh TRC. Cùng lúc đó nó gửi tín hiệu đến ECU và ECT để báo rằng TRC hoạt động. - Nếu hệ thống TRC hỏng, nó bật đèn TRC để báo cho người lái biết. - Khi đặt ở chế độ chẩn đoán, nó hiển thị mỗi hư hỏng bằng mã số Cảm biến tốc độ trước và sau Phát hiện tốc độ bánh xe và gửi tín hiệu bánh xe đến ECU ABS và TRC Công tắc khởi động số trung gian Gửi tín hiệu vị trí cần số (“P” và “N”) đến ECU ABS và TRC Công tắc báo mức dầu phanh Phát hiện mức dầu trong bình dầu tổng phanh và gửi tín hiệu đến ECU ABS và TRC Công tắc đèn phanh Phát hiện tín hiệu phanh (có đạp phanh hay không) và gửi tín hiệu này đến ECU ABS và TRC Công tắc tắt TRC Cho phép người lái ngừng hoạt động của hệ thống TRC ECU động cơ và ECT Nhận tín hiệu vị trí bướm ga phụ và chính rồi gửi chúng đến ECU ABS và TRC Cảm biến vị trí bướm ga chính Phát hiện góc mở bướm ga chính và gửi tín hiệu đến ECU ABS v