Hệ thống EBD trên ô tô là gì? Vì sao nên lắp đặt hệ thống EBD cho xe ô ô?

Hệ thống EBD trên ô tô hay còn được gọi là phân phối lực phanh điện tử (EBD) là hệ thống ra đời sau ABS nhưng lại đóng vai trò quan trọng không kém và hiện đang dần trở thành một trong những tiêu chuẩn cơ bản cho xe hơi trên toàn thế giới. Cùng tìm hiểu về hệ thống hiện đại và phức tạp này để có thể hiểu hơn về chiếc xe iu dấu của mình.

EBD là gì?

EBD chính là viết tắt của cụm từ “Electronic Brake-force Distribution” (Hệ thống phân phối lực của phanh điện tử). Cùng với ABS, EBD cũng chính là một trang bị an toàn cơ bản trên ô tô hoạt động dựa trên các tín hiệu cảm biến cực nhạy để phân phối lực phanh phù hợp tới các bánh xe giúp đóng góp một phần không nhỏ cho quá trình phanh xe được đạt hiệu quả cao nhất.

Hệ thống phân phối lực phanh điện tử này có ký hiệu EBD (Electronic Brakeforce Distribution), là một công nghệ phanh ô tô tự động, trong đó lực phanh ở trên mỗi bánh của ô tô có thể thay đổi tùy theo một loạt các yếu tố như tải trọng trên mỗi bánh, điều kiện đường xá và tuỳ theo tốc độ của xe,…

Ngày nay, hệ thống EBD cũng được trang bị trên hầu hết các dòng xe hơi, cũng chính là một trong các tính năng an toàn trên ô tô rất quan trọng. EBD còn có tác dụng giúp ngăn ngừa và triệt tiêu tình trạng xe mất kiểm soát, duy trì được trạng thái hoạt động cân bằng trong mọi trường hợp, qua đó hỗ trợ giảm thiểu tối đa nguy cơ xảy ra tai nạn.

Đây là một hệ thống phành điện tử ra đời nhằm làm giải pháp đảm bảo cho tốt nhất quá trình di chuyển của xe. Hệ thống này cũng hỗ trợ và giúp cho xe ô tô không bị trượt lết trong mọi điều kiện của đường đi dù là ẩm ướt, trơn trượt hay quá khô ráo.

Trên xe cũng sẽ có một hệ thống mang tên abs, thế nhưng hệ thống này cũng không phát huy hết được công năng phanh khi các lực phân bổ ở trên bánh xe là giống nhau. Do đó hệ thống EBD trên ô tô còn có tác dụng bù lấp cho điểm yếu của hệ thống ABS và hỗ trợ ABS phân lực được phù hợp lên các bánh xe khi di chuyển.

Lý giải chi tiết tầm ảnh hưởng quan trọng của phanh xe khi di chuyển như sau:

• Khi bánh xe đang di chuyển ở trên đường bằng phẳng và cần phanh lại, lực của các bánh xe thường sẽ có xu hướng dồn về phí trước, do đó tải của các cầu trước tăng lên và tải cầu sau giảm xuống. Do đó thì mức độ dồn tải bánh trước sẽ bị phụ thuộc vào tốc độ thực hiện phanh gấp.
• Nếu phanh diễn ra quá nhanh, quá gấp trên đường thẳng, bánh xe sẽ dễ dàng bị tình trạng trượt lết dài và mất khả năng bám vào mặt đường, lúc này thì sẽ rất nguy hiểm cho người điều khiển phương tiện.
• Nếu chọn phanh xe khi di chuyển làn hay quay vòng, các bánh xe ở phía ngoài sẽ bị hiện tượng tăng tải, những bánh bên trong cũng sẽ có thể bị giảm tải theo quy luật của luật ly tâm. Do đó thì cũng sẽ gây nguy hiểm nếu các bánh phân tải không hợp lý.

Do đó, hệ thống EBD sẽ hoạt động phối hợp cùng với hệ thống ABS một cách linh hoạt giúp hạn chế được những tình huống bánh xe bị trượt lết và có thể gây mất an toàn cho người lái. Hơn nữa hai hệ thống này cùng phối hợp nhịp nhàng sẽ giúp nhanh chóng và dễ dàng hỗ trợ điều chỉnh lực phanh phù hợp giúp xe di chuyển ổn định.

Tại sao phanh điện tử EBD được ra đời ?

Ta biết rằng lực phanh lý tưởng sẽ được phân phối ở các bánh xe ở tỉ lệ với sự phân bố tải trọng tác dụng lên chúng. Phần lớn các xe sẽ có động cơ đặt ở phía trước, tải trọng cũng tác dụng lên các bánh xe trước là lớn hơn. Đồng thời khi thực hiện phanh,do lực quán tính nên tải trọng cũng có thể được phân bố lại, càng tăng ở các bánh xe phía trước và giảm đi ở các bánh xe sau.

Việc phân phối lực bánh phanh này trước đây được thực hiện hoàn toàn bởi các van cơ khí như là các van điều hoà lực phanh, van bù tải, van giảm tốc… Một trường hợp nữa chính là khi xe quay vòng,tải trọng cũng tăng lên ở các bánh xe ở phía ngoài, còn phía trong giảm đi,nên lực phanh thì cũng cần phải phân phối lại, nhưng các van giúp điều hòa lực phanh cơ khí không giải quyết được vấn đề này.

Chính vì việc hạn chế đó nên các van điều hòa lực phanh bằng cơ khí đã được thay thế ngay bởi hệ thống phân phối lực phanh bằng điện tử (EBD). Việc phân phối các lực phanh bằng điện tử này cho độ chính xác và hiệu quả cao hơn. Bằng cách hỗ trợ tính toán tốc độ khác nhau giữa bánh trước và cả bánh sau, hệ thống phân bổ lực phanh điện tử EBD cũng sẽ điều chỉnh và cân bằng lực phanh giữa bánh trước và các bánh sau để mang lại hiệu quả phanh tốt nhất.

Vai trò của toàn hệ thống EBD

Khác với ABS, EBD có thể thực hiện nhiệm vụ điều khiển phân phối lực phanh đến từng bánh xe dựa theo các điều kiện tải trọng, góc lái cũng như điều kiện của mặt đường để đảm bảo đạt được hiệu quả phanh cao nhất trên từng phần bánh xe. Vì vậy, trên những chiếc xe nào có sự tham gia của hệ thống EBD thì lực phanh trên mỗi bánh xe là khác nhau.

Chức năng hỗ trợ phân phối lực phanh điện tử EBD sẽ không hoạt động trừ khi đáp ứng các tiêu chí sau:

• Vận tốc của mỗi chiếc ô tô lớn hơn 50km / h.
• Mô-đun hỗ trợ điều khiển nhận tín hiệu từ công tắc phanh cho biết phanh đã được tác dụng.
• Lực hãm có thể lớn hơn 0,25g
• Độ trượt tương đối giữa phần bánh trước và bánh sau lớn hơn ngưỡng xác định

Khi các tiêu chí này đã được đáp ứng, van hút gió ở bánh sau đóng lại và chức năng EBD được kích hoạt để giữ cho độ trượt tương đối xuống phía dưới 3km/h. Nếu bất kỳ các loại bánh xe nào có xu hướng bị khóa trong quá trình điều khiển EBD, chế độ dùng để điều khiển sẽ chuyển sang việc điều khiển ABS thông thường.

Cấu tạo của toàn hệ thống phân phối lực phanh điện tử EBD

Cấu tạo của toàn hệ thống phân phối lực phanh điện tử EBD bao gồm

• Cảm biến tốc độ cho bánh xe (Wheel Speed Sensor – WSS) là một thiết bị điện tử nhằm mục đích theo dõi tốc độ các bánh xe và truyền đi các thông tin về bộ điều khiển ECU để phát hiện được tình trạng bất thường khi đạp phanh.
• Cấu tạo của các cảm biến tốc độ bánh xe gồm một nam châm vĩnh cửu, cuộn dây và phần lõi từ. Vị trí lắp cảm biến tốc độ thay đổi phù hợp theo từng kiểu xe.
• Bộ điều khiển các lực phanh có thể được dùng để điều khiển lực phanh phù hợp nhất đến từng các vị trí khác nhau. Bộ điều khiển của lực phanh sẽ bơm dầu vào phần đường dẫn và kích hoạt các xi lanh trên từng phanh.
• Bộ điều khiển của ECU (Electronic Control Unit) là bộ điều khiển điện tử nhận đầu vào đến từ các cảm biến tốc độ. Bộ điều khiển này để so sánh được tốc độ của bánh xe với tốc độ xe ô tô. Nếu phát hiện rằng thấy bánh xe nào đó bị trượt, nó sẽ sử dụng bộ điều chỉnh lực phanh để có thể tác động lực phanh phù hợp nhằm giảm được tốc độ xe hoặc dừng xe hoàn toàn.
• ECU cũng có vai trò như một bộ não, nó kiểm soát đến mọi hoạt động của động cơ thông qua việc tiếp nhận phần dữ liệu từ các cảm biến, sau đó thì sẽ truyền về ECU xử lý tín hiệu và đưa ra quyết định cho những bộ phận như góc đánh lửa, góc phối cam,  ga động lực, điều khiển cho các nhiên liệu, lực phanh ở mỗi bánh,v.v…. Càng ngày, ECU cũng càng được ứng dụng nhiều trên ô tô, điều khiển thêm nhiều hệ thống khác trên xe, đảm bảo xe hoạt động hiệu quả, tăng thêm sự tiện nghi và an toàn của xe, những chiếc xe ô tô mới hiện đại có thể được lắp đặt cả trăm hộp ECU.

• Cảm biến độ lệch trên thân xe (Yaw sensor) là bộ cảm biến có nhiệm vụ đo lường vận tốc góc (chuyển dịch tự động) và độ giảm tốc theo đúng mọi hướng của độ lệch xe khi xe bắt đầu vào cua, sau đó thì sẽ truyền tín hiệu đến bộ điều khiển ECU để điều chỉnh lực phanh và thật phù hợp, đảm bảo an toàn và ổn định cho xe. Ngoài ra, phần cảm biến yaw cũng có thể được sử dụng cùng với sự kiểm soát ổn định điện tử (electronic stability control – ESC) để có thể ngăn ngừa tai nạn lật xe.
• Cảm biến cho góc xoay vô lăng hay còn có thể gọi là cảm biến góc lái. Cảm biến loại này có nhiệm vụ ghi lại góc xoay của vô lăng, sau đó sẽ gửi tín hiệu về ECU để hệ thống nhận biết người lái xe đang muốn di chuyển xe về hướng nào. Nếu nhận thấy góc độ xoay vô lăng, các bánh xe và độ nghiêng thân xe hiện không đồng nhất, cảm biến sẽ truyền tín hiệu tới phần ECU để thực hiện điều chỉnh lực phanh. Dữ liệu đến từ bộ cảm biến này sẽ giúp xe thăng bằng khi cần đánh lái gấp hoặc tránh vật cản bất ngờ trên đường.

Ngoài EBD, một số hệ thống phan điện tử khác cũng dùng chung các bộ cảm biến này như Hệ thống cân bằng điện tử xe hơi ESP (Electronic Stability Program) hay hệ thống giúp kiểm soát lực kéo TCS (Traction Control System).

Cơ chế hoạt động của hệ thống EBD

Hệ thống phân phối lực cho phanh xe điện tử EBD chia sẻ một số “phần cứng” với hệ thống phanh xe ABS bao gồm: cảm biến tốc độ từng bánh xe, tốc độ cho xe và cả bộ điều khiển trung tâm ECU. Bên cạnh đó, EBD cũng sẽ sử dụng thêm một số cảm biến khác giúp tăng thêm tính hiệu quả đánh giá các tình huống như:

• Cảm biến gia tốc ngang (Y – sensor): Đo lường trọng tâm của xe ô tô và kiểm tra độ trượt ngang.
• Cảm biến góc tay lái (SA – sensor): Đo lường góc đánh tay lái của xe ô tô để đánh giá được tình huống xe có trong tầm kiểm soát hay đang bị trượt.
• Cảm biến tải trọng: Tính toán về tải trọng của xe ô tô được phân bố như thế nào khi đang cần vận hành để có tác dụng lực phanh thích hợp.
• Van điều khiển thủy lực (HECU): Không giống với các cụm van của phanh ABS, cụm điều khiền của hệ thống phanh EBD sẽ được bổ sung thêm nhiều van trượt với mục đích là điều chỉnh lưu lượng dầu phù hợp cho từng bánh xe riêng biệt, thay cho cả 4 bánh xe đều nhau như phanh ABS.

Bộ điều khiển trung tâm ECU của phanh sẽ liên tục nhận thông tin từ các cảm biến về tốc độ của vòng quay, tốc độ xe, góc tay lái, tải trọng và độ nghiêng của xe. Trong trường hợp đã nhận thấy ô tô đang bị nghiêng quá biên độ cho phép thì EBD sẽ có thể tự động cho hệ thống phanh vận hành sao cho tương thích với lực mà các bánh xe cần.

Cụ thể, nếu như lái xe vào cua phải quá nhanh, cảm biến gia tốc ngang sẽ có thể nhận thấy xe nghiêng về bên trái, đồng thời bộ điều khiển ECU sẽ ngay lập tức nhận được tín hiệu từ cảm biến tải trọng với các thông báo trọng lượng xe đang dồn lên hai bánh xe bên trái.

Tại thời điểm này, nếu như xe ô tô sắp bị mất lái, dù lái xe vẫn chưa kịp đạp phanh thì hệ thống EBD sẽ chủ động chú ý can thiệp giảm gia tốc các bánh thông qua công việc mở các van dầu thắng.

Do xe hiện đang cua phải nên EBD sẽ tăng thêm lực phanh lên cả hai bánh trái vì trọng lượng xe đang dồn về bên trái. Thực tế, nếu như xe ô tô không được trang bị hệ thống EBD thì lúc này cả 4 bánh xe thì sẽ nhận được lực phanh như nhau. Điều này khiến hai bánh hai bên phải nhận nhiều lực phanh hơn so với cần thiết và sẽ dẫn đến việc ô tô mất cân bằng và trượt ra khởi đường.

Trong một tình huống khác, nếu như xe ô tô thắng gấp để tránh chướng ngại vật ở phía trước, lúc này thì trọng lượng xe tập trung vào hai bánh trước cộng thêm với việc phải “gánh” cả trọng lượng của khối động cơ. Bộ điều khiển ECU của phanh sẽ tự động điều chỉnh cho bánh phía sau nhận nhiều lực phanh bình thường để giúp có thể đạt hiệu suất phanh cao nhất và quãng đường dừng xe là ngắn nhất.

Như đã có đề cập đến ở trên, ABS và EBD sẽ phối hợp hoạt động cùng nhau. Hơn nữa EBD còn chính là bộ phận mở rộng thêm của hệ thống phanh ABS. Cả hai hệ thống phanh này cùng sử dụng bộ phận cảm biến rất nhạy và hiện đại để hoàn toàn có thể đo lường nhanh chóng tốc độ bánh xe quay và sau đó có thể linh hoạt phân bổ tải cho phù hợp.

Hệ thống sẽ có thể hoạt động khi van đường dẫn thủy lực được điều chỉnh, khi đó EBD cũng có thể linh hoạt hơn trong việc phân bổ hợp lý lực đối với các bánh xe. Những bánh xe đang chịu ít tải hơn thì lực phanh sẽ ít hơn và với những bánh xe có tải nhiều hơn sẽ được phân bổ thêm nhiều lực phanh hơn.

Nhờ vào sự tính toán nhanh chóng và hợp lý của hệ thống EBD tỷ lệ phân bổ lực phanh ở các bánh xe vô cùng hợp lý và chính xác. Đồng thời thì hệ thống EBS còn giúp cho thời gian và quãng đường mọi người phanh gấp được rút ngắn hơn.

Hệ thống ABS và ABD ngày nay cũng sẽ được coi là hai hệ thống tiên tiến và bắt buộc có sẵn ở trên các dòng xe ô tô. Hệ thống an toàn bắt buộc ở đây còn có thêm chức năng theo dõi về các góc lái, hướng di chuyển, … giúp cho xe có thể được hoạt động ổn định và tốt nhất.

Ưu điểm hệ thống EBD trên ô tô

Tốc độ tham chiếu nhanh chóng

Tốc độ tham chiếu của xe được tính toán dựa trên đầu vào của cảm biến tốc độ của bánh xe. Với nhiều hệ thống khác nhau, Logic điều khiển của các Thiết bị điều khiển để tính toán tốc độ tham chiếu cũng có thể khác nhau. Một số các hệ thống sử dụng tất cả các tín hiệu tốc độ của 4 bánh để tính tốc độ tham chiếu, trong khi tất cả những hệ thống khác sử dụng các đường phân chia theo đường chéo (ví dụ như là ở phía trước bên trái / phía sau bên phải) để có thể tính toán tốc độ tham chiếu.

Đầu ra tín hiệu tốc độ của bánh xe bên phải phía trước

Đầu ra của Cảm biến tốc độ ở bánh xe bên phải phía trước sẽ được truyền tới ECU. Tín hiệu này là rất cần thiết để phát hiện cháy sai (quy định EOBD, giúp phát hiện đường gồ ghề) và các chức năng dashpot.

Điều khiển đèn cảnh báo EBD tự động

Một số hệ thống hiện đang sử dụng Rơ le đèn cảnh báo ABS để có thể kích hoạt Đèn cảnh báo ABS. Trong điều kiện hoạt động như bình thường, ABSCM sẽ có thể cung cấp đất cho Rơle đèn cảnh báo ABS, do đó mở tiếp điểm cho rơle thường đóng và tắt đèn cảnh báo. Trong trường hợp nếu xảy ra hỏng hóc hoặc đầu nối ABSCM bị ngắt kết nối, rơ le thường đóng sẽ có thể cấp đất cho đèn cảnh báo, do đó sẽ bật đèn. Trên các mạch của các Đèn cảnh báo EBD sử dụng rơ le, nguồn điện lại được cung cấp cho các rơ le thông qua công tắc Đánh lửa. Một bóng bán dẫn nằm ở bên trong ABSCM cung cấp một mặt đất, do đó đóng rơ le cũng thường mở và bật đèn Cảnh báo EBD.

Khác với phanh ABS, nhờ việc hỗ trợ phân phối lực phanh lên các bánh là khác nhau, hệ thống EBD trên ô tô sẽ giúp quãng đường phanh xe được ngắn hơn. Đây chính là một “cặp bài trùng” không thể thiếu trên xe ô tô. Các chuyên gia về ô tô cũng khuyên rằng người sử dụng các xe được trang bị phanh ABS chưa chắc đã có hệ thống EBD nhưng nếu xe có hệ thống EBD thì chắc chẳn đã có phanh ABS. Hi vọng kiến thức trên sẽ hữu ích cho bạn đọc trong việc trang bị cho chiếc xe của mình và có những chuyển đi thật tiện lợi, an toàn.