1. Trang chủ >
  2. Kỹ thuật >
  3. Điện - Điện tử - Viễn thông >

Yêu c ầu của cơ cấu ABS Ph ạm vi điều khiển của ABS

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (3.51 MB, 104 trang )


2.6. Quá trình điều khiển của ABS


2.6.1. Yêu c ầu của cơ cấu ABS


M ột cơ cấu ABS hoạt động tối ưu, đáp ứng nhu cầu nâng cao chất lượng phanh của
ô tô ph ải thỏa mãn đồng thời các yêu cầu sau:
- Cơ cấu phải đáp ứng được các yêu cầu về an toàn liên quan đến động lực học
phanh và chuy ển động của ô tô.
- Cơ cấu phải làm việc ổn định và có khả năng thích ứng cao, điều khiển tốt trong
su ốt dải tốc độ của xe và ở bất kỳ loại đường nào thay đổi từ đường bê tơng khơ có sự bám
t ốt đến đường đóng băng có sự bám kém .
- Cơ cấu phải khai thác một các tối ưu khả năng phanh của các bánh xe trên đường,
do đó giữ tính ổn định điều khiển và giảm quãng đường phanh. Điều này không phụ thuộc vào vi
ệc phanh đột ngột hay phanh từ từ của người lái xe. -
Khi phanh xe trên đường có các hệ số bám khác nhau ví dụ hai bánh xe bên phải ch
ạy trên đường tuyết và hai bánh bên trái chạy trên đường nhựa khơ thì mơ men xoay xe quanh tr
ục đứng đi qua trọng tâm của xe là luôn luôn xảy ra không thể tránh khỏi, nhưng v
ới sự hỗ trợ của cơ cấu ABS, sẽ làm cho nó tăng rất chậm để người lái xe có đủ thời gian bù tr
ừ mơ men này bằng cách điều chỉnh cơ cấu lái một cách dễ dàng. -
Cơ cấu phải duy trì độ ổn định và khả năng lái khi phanh trong lúc đang quay vòng -
Cơ cấu phải có chế độ tự kiểm tra, chẩn đốn và an tồn. Một mạch kiểm sốt phải liên t
ục kiểm tra sự hoạt động của cơ cấu một cách đầy đủ. Nếu phát hiện một lỗi nào đó có th
ể làm hư hỏng việc ứng xử của ABS thì cơ cấu sẽ thơng báo cho lái xe biết và khi đó cơ c
ấu phanh sẽ làm việc như một cơ cấu phanh bình thường.

2.6.2. Ph ạm vi điều khiển của ABS


M ục tiêu của cơ cấu ABS là giữ cho bánh xe trong q trình phanh có độ trượt thay
đổi trong giới hạn hẹp quanh giá trị
λ λ
=10- 30 trên đồ thị đặc tính trượt, gọi là phạm
vi điều khiển của cơ cấu ABS. Khi đó hiệu quả phanh cao nhất lực phanh đạt giá trị cực đại do giá trị
xMax
ϕ
đồng thời tính ổn định của xe là tốt nhất
y
ϕ
đạt giá trị cao , thỏa mãn các yêu c
ầu cơ bản của cơ cấu phanh là rút ngắn quãng đường phanh, cải thiện tính ổn định hướng và khả năng điều khiển lái của xe trong khi phanh.
Th ực tế giới hạn này có thể thay đổi trong phạm vi lớn hơn, có thể bắt đầu sớm hơn
hay k ết thúc trễ hơn tùy theo điều kiện bám của bánh xe và mặt đường.
www.oto-hui.com
80 1,2
20 40
60 1,0
0,8 0,6
0,4 0,2
1
2
3 4
Vùng abs điều khiển
Độ trượt λ Hệ số bám dọc φ
100
Hình 19 : Ph ạm vi điều chỉnh của cơ cấu ABS.
1: L ốp bố tròn chạy trên đường bêtông khô. .
2: L ốp bố chéo chạy trên đường nhựa ướt.
3: L ốp bố tròn chạy trên đường tuyết
4: L ốp bố tròn chạy trên đường đóng băng.
Trên hình 19 th ể hiện mối quan hệ giữa hệ số bám dọc
x
ϕ
và độ trượt
λ
ứng với các lo
ại lốp khác nhau chạy trên các loại đường có hệ số bám khác nhau. Phạm vi điều khi
ển của cơ cấu ABS ứng với từng điều kiện cụ thể là khác nhau. Theo đó ta thấy đối với loại lốp bố tròn chạy trên đường bêtơng khơđường cong 1
thì giá tr ị
xMax
ϕ
đạt được ứng với độ trượt khoảng 10 so với loại lốp bố chéo chạy trên đường nhựa ướt đường cong 2 là 30. Độ trượt tối ưu
λ
để đạt giá trị hệ số bám cực đại trong hai trường hợp trên là khác nhau. Vì vậy phạm vi điều khiển ABS của chúng,
trường hợp lốp bố tròn chạy trên đường bêtơng khơ sẽ có quá trình điều khiển ABS xảy ra s
ớm hơn. Tương tự là phạm vi điều khiển của cơ cấu ABS đối với loại lốp bố tròn chạy trên đường tuyết và đường đóng băng đường cong 3 và 4.
www.oto-hui.com
Độ trượt λ 20
40 60
80 0,2
0,4 0,6
0,8 1,0
1,2
α=10
o
α=2
o
α=10
o
α=2
o
φ
y
φ
x
Hệ số bám ngang φ
y
Hệ số bám dọc φ
x
Vùng ABS điều khiển
Hình 20 : Ph ạm vi điều khiển của ABS theo góc trượt bánh xe.
Khi phanh trên đường vòng, xe chịu sự tác động của lực ngang nên các bánh xe sẽ có m
ột góc trượt
α
. Đồ thị hình 20 thể hiện mối quan hệ giữa hệ số bám dọc
x
ϕ
và h ệ số
bám ngang
y
ϕ
v ới độ trượt
λ
ứng với góc trượt
o
2 =
α

o
10 =
α
. Ta nh ận thấy rằng khi
góc trượt lớn ví dụ
o
10 =
α
thì tính ổn đ ịnh của xe giảm đi rất nhiều. Trong trường hợp
này cơ cấu ABS sẽ ưu tiên điều khiển ổn định của xe hơn là quãng đường phanh. Vì vậy ABS s
ẽ can thiệp sớm khi hệ số bám dọc
x
ϕ
còn giá tr ị rất nhỏ
35 ,

x
ϕ
, trong khi h ệ số
bám ngang
y
ϕ
đạt được giá trị cực đại của nó là 0,8, q trình điều khiển này cũng được kéo dài hơn bình thường. Nhờ vậy xe giữ được tính ổn định khi phanh trên đường vòng,
m ặc dù quãng đường phanh có thể dài hơn so với khi chạy thẳng.
2.6.3. Chu trình
điều khiển của ABS
Quá trình điều khiển của cơ cấu ABS được thực hiện theo một chu trình kín như
hình 21 . Các c ụm của chu trình bao gồm:
- Tín hi ệu vào là lực tác dụng lên bàn đạp phanh của người lái xe, thể hiện qua áp
su ất dầu tạo ra trong xylanh phanh chính.
www.oto-hui.com
- Tín hi ệu điều khiển bao gồm các cảm biến tốc độ bánh xe và bộ điều khiển ECU.
Tín hi ệu tốc độ các bánh xe và các thơng số nhận được từ nó như gia tốc và độ trượt liên
t ục được nhận biết và phản hồi về hộp điều khiển để xử lý kịp thời.
- Tín hi ệu tác động được thực hiện bởi bộ chấp hành, thay đổi áp suất dầu cấp đến
các xylanh làm vi ệc ở các cơ cấu phanh bánh xe.
- Đối tượng điều khiển : là lực phanh giữa bánh xe và mặt đường. ABS hoạt động
t ạo ra momen phanh thích hợp ở các bánh xe để duy trì hệ số bám tối ưu giữa bánh xe và
m ặt đường, tận dụng khả năng bám cực đại lực phanh là lớn nhất.
- Các y ếu tố ảnh hưởng: như điều kiện mặt đường, tình trạng phanh, tải trọng của
xe, và tình tr ạng của lốp áp suất, độ mòn….
Trong đó: 1: B
ộ chấp hành thuỷ lực. 2: Xy lanh phanh chính.
3: Xy lanh làm vi ệc.
4: B ộ điều khiển ECU.
5: C ảm biến tốc độ bánh xe.
Hình 21 : Chu trình điều khiển kín của ABS.
www.oto-hui.com
Q trình điều khiển của ABS được trình bày dưới dạng sơ đồ trạng thái khơng gian
như hình 22.
Phanh thường
Giảm áp
Giữ hay tăng, giảm
áp
Dừng tác động ABS
Giảm áp chậm
Giảm áp nhanh
Hình 22 : Sơ đồ trạng thái không gian biểu diễn hoạt động của cơ cấu ABS.
Khi phanh ch ậm sự giảm gia tốc của xe thay đổi chậm và nhỏ thì hoạt động của cơ
c ấu phanh là bình thường, cơ cấu ABS không can thiệp. Khi phanh gấp hay phanh trên
đường trơn, gia tốc chậm dần của bánh xe tăng nhanh, có hiện tượng bị hãm cứng ở các bánh xe, thì ABS s
ẽ đưa ra tín hiệu điều khiển giảm áp suất phanh để chống lại sự hãm c
ứng các bánh xe. Sau đó áp suất phanh sẽ được điều khiển ở các chế độ giữ áp, tăng áp hay gi
ảm áp, thực hiện chế độ tăng áp chậm hay tăng áp nhanh để duy trì độ trượt khi phanh n
ằm trong khoảng tối ưu. Chu kỳ giảm áp - giữ áp – tăng áp được điều khiển lặp lại ph
ụ thuộc vào tình trạng của các bánh xe , sau đó kết thúc trở về tr ạng thái phanh bình thường. Tùy vào điều kiện của bề mặt đường, số chu kỳ sẽ dao động từ 4-10 lần trong vòng
m ột giây. ABS đạt được tốc độ điều khiển phanh này nhờ các tín hiệu điện tử và khả năng
đáp ứng, xử lý nhanh của các bộ vi xử lý trong ECU.
www.oto-hui.com
Bắt đầu Kiểm tra ban đầu
Vòng lặp
chính Tính tốn tốc độ
xe và bánh xe Kiểm tra bộ điều
khiển và hệ thống
Chọn ngưỡng
Khơng tác động ABS
Phân tích và ứng xử
Bắt đầu tác động
Hoạt động của các van và mơ tơ
Điều khiển ABS
Hình 23: Vòng l ặp hoạt động của ABS.
Lưu đồ thuật toán chỉ sự hoạt động của cơ cấu ABS theo một vòng lặp kín như sơ đồ hình 23. Sau khi kiểm tra và kích hoạt các dữ liệu của cơ cấu, cơ cấu vi xử lý bắt đầu
điều khiển hoạt động của cơ cấu theo một vòng lặp, tiến hành tính tốn tốc độ các bánh xe, t
ốc độ xe, kiểm tra tình trạng, khả năng đáp ứng của bộ điều khiển và cơ cấu, chọn chế độ làm vi
ệc có hay khơng có sự can thiệp của ABS. Khi ABS hoạt động sẽ tiến hành phân tích di
ễn biến của q trình phanh thơng qua các tín hiệu vào, xác định các ứng xử và tiến hành điều khiển các bộ phận chấp hành làm việc theo một chu trình vòng lặp kín.

2.6.4. Tín hi ệu điều khiển ABS.


Xem Thêm
Tải bản đầy đủ (.pdf) (104 trang)

×