intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo bộ điều khiển hệ thống phanh chống hãm cứng (ABS)

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:5

Thêm vào BST
Báo xấu
16
lượt xem 4
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo bộ điều khiển hệ thống phanh chống hãm cứng (ABS) nghiên cứu cơ sở lý thuyết phanh chống hãm cứng, đưa ra thuật toán điều khiển và chế tạo bộ điều khiển ABS (ABS ECU) có chức năng làm việc tối ưu nhằm thay thế bộ điều khiển trên xe hư hỏng.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo bộ điều khiển hệ thống phanh chống hãm cứng (ABS)

  1. Tạp chí Khoa học Giáo dục Kỹ thuật, số 7(1/2008) Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO BỘ ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG PHANH CHỐNG HÃM CỨNG (ABS) Đỗ Văn Dũng Nguyễn Thành Tâm ABSTRACT Brake system is a safety and important mechanism on the car. It is used to decelerate or stop vehicle in necessary cases. During braking, the most important factors are brake’s efficiency (brake stretch, brake period of time, brake acceleration, brake force) and stability. Especially with low adhension coefficient when braking on the slippery roads, wheels are easily locked and skid. So, the brake stretch is long and the brake effect is less. In case, the car rotate, the result is minus or redundant, the car could be destabilized. Therefore, the research on design and manufacturing of anti-lock braking system controller is important for the repair and replacement. Furthermore, it would be the best solution for economical effectiveness while lacking of spare parts. It also create the foundation for ABS teaching models. I. ĐẶT VẤN ĐỀ Hệ thống phanh là cơ cấu an toàn quan trọng trên ô tô, nhằm giảm tốc hay dừng xe trong những trường hợp cần thiết. Đa số các xe ngày nay đều được trang bị hệ thống phanh chống hãm cứng – ABS điều khiển bằng máy tính. Tuy nhiên, vận hành trong điều kiện khí hậu nóng ẩm ở nước ta, các máy tính điều khiển ABS (ABS ECU) xảy ra hư hỏng nhưng thiết bị sửa chữa thay thế rất hiếm hoặc giá thành cao. Vì thế, nghiên cứu chế tạo bộ điều khiển hệ thống phanh chống hãm cứng nhằm thay thế bộ điều khiển trên xe bị hư hỏng, giải quyết bài toán kinh tế và khan hiếm phụ tùng trên thị trường hoặc cung cấp cho các hãng lắp ráp xe, giúp tăng tỷ lệ nội địa hóa tại Việt Nam là một nhu cầu cấp bách và thiết thực. Để thực hiện nhiệm vụ nêu trên, trước tiên cần phải nghiên cứu cơ sở lý thuyết phanh chống hãm cứng, đưa ra thuật toán điều khiển và chế tạo bộ điều khiển ABS (ABS ECU) có chức năng làm việc tối ưu nhằm thay thế bộ điều khiển trên xe hư hỏng. II. NỘI DUNG Sơ đồ điều khiển ABS được trình bày trên hình 1. Hình 1. Sơ đồ điều khiển ABS đã thiết kế 53
  2. Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo bộ điều khiển hệ thống phanh chống hãm cứng (ABS) Lưu đồ thuật toán ABS Thuật toán điều khiển cho quá trình phanh chống hãm cứng được giới thiệu trên hình 2. Hình 2. Lưu đồ thuật toán điều khiển ABS đã thiết kế Tính toán các thông số ABS Tính toán vận tốc của bánh xe Vw Vận tốc bánh xe được bộ điều khiển tính toán tương ứng với mọi xung cảm biến. Tốc độ bánh xe VW thay đổi theo khoảng cách giữa hai xung đặt vào cuối cùng và ban đầu. Như vậy, tại các thời điểm t2, t3, t4,…Giá trị vận tốc xe tương ứng là VW2, VW3,… Tính toán vận tốc của xe Vi Vận tốc xe có thể được tính tóan theo công thức: Vi=Vv2- [(Vv1- Vv2) / Tv] . te (1) Trong đó: Vv1 vận tốc hoạch định trước, Vv2 là vận tốc hoạch định tức thời, Tv là khoảng thời gian từ vận tốc Vv1 đến Vv2, te là lhời gian trôi qua từ lúc Vv2 thu được. Tính toán giảm tốc bánh xe khi phanh aW Bộ điều khiển ABS đọc giá trị ba xung A, B, C liên tiếp từ cảm biến tốc độ bánh xe. ⎛ 1 1 ⎞ ⎛C − A⎞ Vì vậy, gia tốc bánh xe được tính: aw = ⎜ − ⎟/⎜ ⎟ (2) ⎝C −B B− A⎠ ⎝ 2 ⎠ 54
  3. Tạp chí Khoa học Giáo dục Kỹ thuật, số 7(1/2008) Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh Tính độ trượt khi phanh Vi − Vw Độ trượt λ được tính: λ = (3) Vi Trong đó: Vi là tốc độ xe, Vw là tốc độ bánh xe. Các chế độ hoạt động của bộ chấp hành thủy lực Các chế độ phụ thuộc vào gia tốc bánh xe aw và hệ số trượt λ . Khi độ trượt λ nằm trong khoảng 0 -15% và gia tốc aw có giá trị thấp hơn -1.0G hộp điều khiển sẽ chọn chế độ giữ. Chế độ tăng áp được lựa chọn khi aw nằm trong khoảng -1.0G đến 0.6G. Trong đó, G là gia tốc trọng trường. Mặc khác, khi hệ số trượt trên 15%, chế độ giảm được lựa chọn khi gia tốc aw nhỏ hơn 0.6G. Chế độ giữ được lựa chọn khi aw nằm trong khoảng 0.6G đến 1.5G. Khi gia tốc aw lớn hơn hoặc bằng 1.5G, chế độ tăng áp được lựa chọn với giá trị hệ số trượt. Tính toán thông số đầu ra Các solenoid là cơ cấu chấp hành ở ngõ ra của ABS. Các solenoid này được điều khiển theo thời gian đóng mở t đ và t n để đạt giá trị dòng I=2A và I=5A. Để xác định các thời gian này, có 2 phương pháp: Ls U − IRs + Phương pháp 1: Phương pháp tính toán t đ = − ln (4) Rs U Iđk = 5A ta được tđ = 5.7ms và Iđk = 2A ta được tđ = 1.3ms. + Phương pháp 2: Phương pháp thực nghiệm Thiết kế mạch tạo xung hình vuông có tần số 1MHz. sau đó, ta thay đổi thời gian đóng mở xung điện áp cấp cho solenoid rung đạt đến dòng điện 5A hoặc 2A. Dùng dao động ký xác định được tđ = 5.7ms khi Iđk = 5A và tđ = 1.3ms khi Iđk = 2A ta được. Chế tạo ABS ECU Mạch điều khiển ABS đã thiết kế được trình bày trên hình 3 và mạch thực tế trên hình 4. 55
  4. Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo bộ điều khiển hệ thống phanh chống hãm cứng (ABS) VCC 1 C R1 VCC 20 RESISTOR SIP 5 D1 R2 2 1 2 14 23 AVCC (ICP1)PB0 PC0(ADC0) SRR2 15 24 5 4 3 2 (OC1A)PB1 PC1(ADC1) SFL2 U1A 16 25 (SS/OC1B)PB2 PC2(ADC2) SRL2 3 LED R 17 26 (OC2/MOSI)PB3 PC3(ADC3) SFR2 7 + 18 27 R4 1 19 (MISO)PB4 PC4(ADC4/SDA) 28 1 2 6 - (SCK)PB5 PC5(ADC5/SCL) C1 FL+ 1 2 1 1 2 R6 D3 2 PC6(RESET) (RXD)PD0 C2 12 R LM339 3 FL_ R DIODE ZENER1 (TXD)PD1 4 21 1 CAP2 5 (INT0)PD2 AREF 6 (INT1)PD3 2 1 11 (XCK/T0)PD4 9 CAP U1B 12 (T1)PD5 PB6(XTAL1/TOSC1) (AIN0)PD6 3 13 10 STP1 (AIN1)PD7 PB7(XTAL2/TOSC2) 5 + R8 2 BR1 1 2 4 - BR2 FR+ 1 1 2 2 MASTER1 1 2 R9 D4 3 3 4 12 R LM339 FR_ R DIODE ZENER1 4 ATMEGA8 5 6 VCC 5 MSV3X2 20 D6 6 2 1 2 1 1 2 14 23 AVCC R11 MSV615 (ICP1)PB0 PC0(ADC0) 24 (OC1A)PB1 PC1(ADC1) W2 U1C 16 25 (SS/OC1B)PB2 PC2(ADC2) PKB1 3 LED R 17 26 (OC2/MOSI)PB3 PC3(ADC3) AST1 9 + 18 27 R12 (MISO)PB4 PC4(ADC4/SDA) TC1 14 19 28 1 2 8 - (SCK)PB5 PC5(ADC5/SCL) C3MT1 RR+ 1 2 R39 1 1 2 R14 D7 1 R40 2 2 PC6(RESET) RR_ TS (RXD)PD0 C4 12 R LM339 1 2 3 R DIODE ZENER1 D/G (TXD)PD1 4 21 1 CAP2 R 5 (INT0)PD2 AREF R 6 (INT1)PD3 2 1 R-2 (XCK/T0)PD4 11 9 CAP SR2 (T1)PD5 PB6(XTAL1/TOSC1) U1D 12 MR2 (AIN0)PD6 3 13 10 11 + (AIN1)PD7 PB7(XTAL2/TOSC2) R16 13 1 2 10 - RL+ 1 2 SLAVE1 R17 D9 RL_ 12 R LM339 ATMEGA8 R DIODE ZENER1 VCC 1 2 1 R19 RSS R FSS 1 2 1 R21 1 C5 R CAP R22 R 2 2 2 Hình 3. Sơ đồ mạch điện ABS ECU Hình 4. Bộ điều khiển ABS đã chế tạo Kết quả đạt được Hộp điều khiển ABS lần đầu tiên được chế tạo tại Việt Nam. Kết quả thử nghiệm trên mô hình và trên xe cho thấy hệ thống phanh ABS làm việc ổn định và có các thông số tương đương với hệ thống trên xe Toyota. 56
  5. Tạp chí Khoa học Giáo dục Kỹ thuật, số 7(1/2008) Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh III. KẾT LUẬN Thành công của công trình mang lại nhiều ý nghĩa khoa học cũng như thực tiễn. Sản phẩm của đề tài mang tính mới, thiết thực và có khả năng ứng dụng cao. Như vậy, việc nghiên cứu, chế tạo bộ điều khiển hệ thống phanh chống hãm cứng (ABS) làm việc tối ưu, giải quyết được bài toán kinh tế và khan hiếm phụ tùng trên thị trường hoặc cung cấp cho các hãng lắp ráp xe tại Việt nam, giúp tăng tỷ lệ nội địa hoá. Ngoài ra, sản phẩm của đề tài đáp ứng yêu cầu kỹ thuật, thẫm mỹ, có chức năng tương tự như các hãng chế tạo, nhưng giá thành thấp hơn so với hàng ngoại nhập. Vì vậy, đây là cơ sở để chế tạo bộ điều khiển hệ thống phanh ABS cung ứng cho thị trường và nền tảng để chế tạo các mô hình giảng dạy hệ thống phanh ABS. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Shouji Ito; Hideyuki, Vehicle Deceleration and Vehicle Speed Presumption Systems for Motor Vehicle, and Antiskid Brake System Employing Them, Susono, Japan, 1998. [2]. Jun Kubo, Anti-lock Brake Control System Including a Procedure of Sampling of Input Time Data of Wheel Speed Sensor Signals and Method. Hino, Japan, 1987. [3]. Cem Unsal; Pushkin Kachroo, Sliding Mode Measurement Feedback Control for Antilock Braking Systems, IEEE, 1999. [4]. PGS. TS. Đỗ Văn Dũng, Hệ thống điện & điện tử trên ôtô hiện đại, NXB. Đại học Quốc gia, Hồ Chí Minh, 2004. [5]. PGS. TS. Đỗ Văn Dũng, Hệ thống điện thân xe & điều khiển tự động trên ôtô, NXB. Đại học Quốc gia, Hồ Chí Minh, 2007. [6]. GS. TSKH. Nguyễn Hữu Cẩn, Lý thuyết ôtô máy kéo, NXB. Khoa hoc và Kỹ thuật, Hà Nội, 2003. 57
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí
65 tài liệu
2428 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2