Hệ thống phanh ngày càng trở nên thông minh và an toàn hơn bao giờ hết nhờ việc bổ sung nhiều bộ điều khiển điện tử. Do đó, hệ thống chống bó cứng phanh (ABS) rất phổ biến trên ô tô. Loại hệ thống phanh này sử dụng cảm biến ABS để đo tốc độ quay của bánh xe và thông báo cho mô-đun điều khiển động cơ về tốc độ quay của bánh xe. Thông thường, không phải tất cả các bánh xe đều quay với tốc độ gần như nhau, vì vậy các cảm biến giúp báo cáo tốc độ của cả bốn bánh xe cho mô-đun điều khiển động cơ để ngăn phanh bị bó cứng khi dừng xe. Bài viết này cung cấp một cái nhìn tổng quan ngắn gọn về cảm biến ABS, hoạt động và ứng dụng của chúng.

Cảm biến ABS là gì?

Cảm biến ABS là thiết bị điện tử quan trọng trong ô tô hiện đại vì chúng ngăn chặn hiện tượng bó cứng bánh xe khi phanh gấp, cho phép người lái duy trì khả năng kiểm soát xe. Các cảm biến này còn được gọi là cảm biến tốc độ bánh xe, và dữ liệu từ chúng được mô-đun điều khiển ABS sử dụng để xác định khi nào một bánh xe sắp bị bó cứng và tác động lực phanh lên bánh xe đó theo kiểu xung nhịp. Mô-đun này cũng có thể giao tiếp với mô-đun điều khiển động cơ của xe để điều chỉnh công suất động cơ và ngăn ngừa hiện tượng bó cứng bánh xe.

Cảm biến ABS hoạt động như thế nào?

Cảm biến ABS hoạt động đơn giản bằng cách theo dõi tốc độ và vòng quay của bánh xe để tối ưu hóa cả khả năng điều khiển phanh và độ bám đường thông qua hệ thống ABS. Các cảm biến này thường được gắn trên bánh xe và bao gồm hai thành phần chính: bánh răng cảm ứng (reluctor wheel - OR) và cảm biến hiệu ứng Hall từ (magnetic hall effect sensor - OR). Theo đó, bánh răng cảm ứng được đặt trên trục và quay cùng với bánh xe, trong khi cảm biến hiệu ứng Hall từ (OR) gửi thông tin đến mô-đun điều khiển ABS.

Thông tin về tốc độ bánh xe rất hữu ích trong việc xác định thời điểm kích hoạt hệ thống ABS và lực phanh cần thiết để dừng xe một cách an toàn mà không làm bó cứng phanh. Do đó, dữ liệu tốc độ bánh xe được truyền đến động cơ, hệ thống định vị, hộp số và hệ thống điều khiển khung gầm thông qua các đường truyền dữ liệu với bộ điều khiển ABS.

Sơ đồ mạch cảm biến ABS

Sơ đồ mạch điện cho cảm biến ABS hiệu ứng Hall hai dây được thể hiện bên dưới. Cảm biến này có một dây 12V, mặc dù không có dây nối đất trực tiếp. Trong mạch bên dưới, dây nối đất của cảm biến ABS cũng có thể là dây tín hiệu. Đây là mạch điều khiển dòng điện; do đó, lượng dòng điện 'Is' chảy qua có thể dễ dàng được thay đổi bởi cảm biến bất cứ khi nào một răng đi qua nó. Sự hiện diện của răng có thể gây ra dòng điện thấp hoặc cao, và khoảng cách giữa các răng lại trái ngược với thiết kế của cảm biến.

Dòng điện chạy qua điện trở trong ECU ABS tạo ra điện áp 'Us' so với đất, tương tự như tín hiệu sóng vuông của cảm biến ABS hiệu ứng Hall ba dây. Trong cảm biến này, mức điện áp khác biệt và thấp hơn nhiều so với cảm biến ABS hiệu ứng Hall dựa trên dây dẫn do dòng điện thấp. Mức điện áp thay đổi từ hệ thống này sang hệ thống khác tùy thuộc vào dòng điện và giá trị điện trở; tuy nhiên, phải có dạng sóng vuông rõ ràng.

Loại cảm biến ABS

Có hai loại cảm biến ABS: cảm biến chủ động và cảm biến thụ động, sẽ được thảo luận chi tiết hơn ở phần dưới đây.

Cảm biến ABS chủ động

Cảm biến ABS chủ động được kích hoạt khi có điện áp đặt vào, tạo ra tín hiệu đầu ra. Do đó, các cảm biến này cần nguồn điện bổ sung để hoạt động. Chúng còn được gọi là điện trở từ vì có phần tử cảm biến được kết nối với hai cực điện hoặc một phần tử từ tính. Loại cảm biến này rất hiệu quả so với cảm biến thụ động vì tín hiệu số rất chính xác ở tốc độ thấp và phát hiện hướng quay của bánh xe.

Cảm biến ABS thụ động

Cảm biến ABS thụ động, còn được gọi là cảm biến từ cảm biến hoặc từ trở, không cần nguồn điện áp bổ sung. Các cảm biến này được bố trí trên bánh răng xung, chỉ được kết nối với trục truyền động. Khi bánh răng xung quay, cảm biến phát hiện tốc độ quay của bánh xe và kích hoạt sự thay đổi trong cuộn dây từ răng này sang răng khác, gây ra sự thay đổi trong từ thông. Cảm biến này tạo ra tín hiệu AC thông qua một tần số dao động theo tốc độ quay của bánh xe, sau đó được chuyển đổi thành tín hiệu số thông qua mô-đun điều khiển ABS.

Tôi có thể kiểm tra cảm biến ABS bằng đồng hồ vạn năng như thế nào?

Mỗi khi đèn báo lỗi cảm biến ABS sáng lên, cần phải kiểm tra cảm biến ABS, điều này thường cho thấy hệ thống ABS bị trục trặc. Do đó, việc chẩn đoán nhanh chóng vấn đề này rất quan trọng. Kỹ thuật viên có thể kiểm tra cảm biến bằng cách sử dụng đồng hồ vạn năng.

Công cụ thiết yếu

Các công cụ cần thiết để kiểm tra cảm biến này bằng đồng hồ vạn năng nhằm phân tích chính xác thường bao gồm:

• Cần có một đồng hồ vạn năng có chức năng đo điện trở (ohm) để đo điện trở của cảm biến ABS và hiển thị kết quả đo bằng ohm (Ω).
• Cần sử dụng cờ lê đầu khẩu để tháo nắp chụp trục bánh xe và tiếp cận cảm biến nếu cần.
• Kính bảo hộ được sử dụng để bảo vệ mắt khi làm việc dưới gầm xe.
• Để đảm bảo tay luôn sạch sẽ, người ta đeo găng tay khi xử lý các bộ phận.
• Hãy sử dụng cờ lê lực điều chỉnh để đảm bảo tất cả các bu lông xe được siết chặt đúng cách mỗi khi bạn lắp đặt các bộ phận mới.
• Sau khi đã tập hợp đầy đủ các dụng cụ cần thiết như đã đề cập ở trên, hệ thống sẽ sẵn sàng để bắt đầu kiểm tra các cảm biến của bạn. Do đó, điều rất quan trọng là phải luôn ưu tiên an toàn khi làm việc dưới gầm xe, và điều cần thiết là luôn tuân theo hướng dẫn sử dụng của xe để đạt được kết quả tốt nhất.

Kiểm tra cảm biến ABS bằng đồng hồ vạn năng.

Việc kiểm tra cảm biến này bằng đồng hồ vạn năng là rất quan trọng để dễ dàng xác minh độ an toàn và hiệu suất của nó. Các bước kiểm tra cảm biến này bằng đồng hồ vạn năng được trình bày dưới đây.

• Trước tiên, hãy ngắt kết nối ắc quy xe, sau đó tháo bánh xe tại vị trí bạn muốn tiến hành kiểm tra.
• Đặt cảm biến lên (hoặc gần) cụm trục bánh xe.
• Phải nối đầu dây của đồng hồ vạn năng vào đầu mỗi cảm biến.
• Xoay núm điều chỉnh bằng tay và ghi lại kết quả trên đồng hồ vạn năng. Nếu mọi thứ hoạt động bình thường, kết quả đo phải nằm trong khoảng từ 0,5 ohms đến 4 ohms. Nếu kết quả đo nằm ngoài phạm vi này, cảm biến ABS cần được thay thế ngay lập tức.
• Hãy nối lại bình ắc quy và kiểm tra hệ thống ABS của xe xem có hoạt động bình thường trước khi lái xe tiếp.

Thực hiện theo các bước trên sẽ giúp đảm bảo cảm biến ABS hoạt động chính xác, đảm bảo hiệu suất phanh an toàn trong mọi điều kiện. Hãy thường xuyên kiểm tra cảm biến để bạn có thể nhanh chóng phát hiện sự cố và tránh các tai nạn tiềm ẩn.

Do đó, điều quan trọng cần nhớ là quy trình chính xác có thể khác nhau tùy thuộc vào kiểu xe. Tốt nhất là nên kiểm tra sách hướng dẫn sử dụng xe trước khi kiểm tra các cảm biến bằng đồng hồ vạn năng. Như vậy, với việc bảo dưỡng và kiểm tra đúng cách các cảm biến này, bạn có thể đảm bảo hiệu suất phanh an toàn trong mọi điều kiện lái xe.

Kiểm tra điện áp xoay chiều của cảm biến ABS.

• Nối cực dương của đồng hồ vạn năng vào chân -13 và cực âm vào dây GND của khung máy.
• Xoay chìa khóa khởi động để đo điện áp xoay chiều giữa chân -13 và đất. Do đó, giá trị đo được sẽ xấp xỉ 4 đến 5 vôn.
• Nếu điện áp đo được dưới 4V, thì cảm biến ABS của bạn đang gặp vấn đề.
• Nếu điện áp đo được cao hơn 5V, bạn cần điều chỉnh khe hở giữa cụm bánh xe cảm biến và vòng âm thanh để có kết quả đo chính xác.

Kiểm tra cảm biến ABS bằng đồng hồ vạn năng rất dễ dàng và đảm bảo hiệu suất phanh an toàn trong mọi điều kiện lái xe. Bảo trì và kiểm tra cảm biến thường xuyên giúp xe của bạn vận hành an toàn và trơn tru.

Chẩn đoán cảm biến bằng công cụ quét OBD.

Để chẩn đoán cảm biến ABS, người ta sử dụng thiết bị quét OBD. Thiết bị này cung cấp giải pháp tốt nhất để nhận biết các vấn đề với cảm biến ABS của bạn. Do đó, thiết bị này kết nối với máy tính của xe để đọc mã lỗi liên quan đến cảm biến ABS. Thiết bị cũng có thể đọc dữ liệu trực tiếp từ hệ thống để cung cấp thêm thông tin về vấn đề. Kỹ thuật viên phải tuân theo hướng dẫn của nhà sản xuất khi sử dụng máy quét OBD để kiểm tra cảm biến. Vì vậy, trong nhiều trường hợp, các kỹ thuật viên lành nghề sử dụng cả đồng hồ vạn năng và máy quét OBD để có được kết quả chính xác khi kiểm tra các cảm biến này.

Tại sao cảm biến ABS lại bị hỏng?

Vòng răng cóc bánh xe (hoặc) bộ phận hãm dễ bị nhiễm bẩn (hoặc) hỏng. Tương tự, bụi có thể tích tụ trên cảm biến ABS, dẫn đến tín hiệu bất thường (hoặc) thậm chí không có tín hiệu nào cả. Các nguyên nhân phổ biến nhất gây ra hỏng hóc cảm biến này như sau:

• Ngắn mạch bên trong
• Dây dẫn bên trong hoặc cuộn cảm biến bị đứt do rung động mạnh.
• Điều chỉnh khe hở ổ trục bánh xe của ô tô.
• Hư hỏng do việc thay thế các bộ phận phanh khác gây ra.
• Cảm biến bị lỗi sẽ ảnh hưởng đến một số chức năng phanh quan trọng và sẽ hiển thị các tín hiệu cảnh báo rõ ràng sau đây.
• Đèn báo ABS thường là tín hiệu đầu tiên khi có vấn đề với hệ thống ABS, nguyên nhân có thể là do cảm biến (hoặc) mô-đun điều khiển.
• Vì các cảm biến cung cấp thông tin cho hệ thống kiểm soát lực kéo, nên sự cố cũng có thể khiến đèn báo hệ thống kiểm soát lực kéo sáng lên.
• Xe sẽ mất nhiều thời gian hơn để hoàn thành chu kỳ hoặc bị mất độ bám đường và khả năng điều khiển mỗi khi phanh gấp.
• Người lái xe thường gặp phải tình trạng giảm độ bám đường và trượt bánh khi lái xe trên đường ướt (hoặc) đóng băng.

Ưu điểm và nhược điểm

Những ưu điểm của cảm biến ABS như sau:

• Các cảm biến này ngăn ngừa hiện tượng trượt bánh xe bằng cách duy trì độ bám giữa bánh xe và mặt đường.
• Hệ thống này giúp người lái duy trì khả năng kiểm soát xe trong trường hợp phanh gấp đột ngột bằng cách ngăn bánh xe bị khóa cứng, cho phép người lái điều khiển xe theo bất kỳ hướng nào.
• Các cảm biến này giúp giảm quãng đường phanh của xe bằng cách ngăn bánh xe bị khóa cứng, cho phép người lái phanh mạnh hơn mà không mất kiểm soát xe.
• Các cảm biến này rất hữu ích trong việc tránh nguy cơ tai nạn.
• Các cảm biến này giúp giảm hao mòn bánh xe và phanh xe bằng cách ngăn bánh xe bị bó cứng và giảm nguy cơ trượt bánh.
• Các cảm biến này giúp giảm ma sát giữa bánh xe và mặt đường, từ đó cải thiện hiệu suất lốp xe lên đến 30%.
• Nhờ hệ thống điều khiển điện tử và máy tính tiên tiến, thời gian phản hồi của nó nhanh hơn nhiều.

Nhược điểm của cảm biến ABS như sau:

• Chi phí tăng cao đối với xe cộ, lắp đặt và bảo trì rất tốn kém.
• Quãng đường phanh dài hơn trên bề mặt cứng hoặc khô có thể khiến phanh rung hoặc dao động, làm giảm ma sát giữa mặt đường và bánh xe, từ đó làm tăng quãng đường cần thiết để dừng xe.
• Lỗi hoặc trục trặc của hệ thống ABS có thể dẫn đến hiện tượng phanh bất thường hoặc hoạt động không như mong đợi.

Cách sử dụng

Cảm biến ABS được sử dụng như sau:

• Các cảm biến này được kết nối với cả bốn bánh xe để ngăn bánh xe bị bó cứng khi phanh và cải thiện khả năng điều khiển lái.
• Cảm biến này chỉ đơn giản là theo dõi tốc độ quay của bánh xe và gửi tín hiệu đến bộ điều khiển ABS.
• Cảm biến này giúp kiểm soát lực phanh của xe.
• Các cảm biến này rất phổ biến trong các ứng dụng ô tô nhờ khả năng thích ứng và độ chính xác cao.
• Các cảm biến này giúp giảm quãng đường phanh và cho bạn thêm thời gian để duy trì khả năng điều khiển tay lái.
• Cảm biến này được sử dụng trong hệ thống phanh chống bó cứng (ABS) của xe.

Tóm lại, đây là tổng quan về cảm biến ABS: nguyên lý hoạt động, các loại, ưu điểm, nhược điểm và ứng dụng của chúng. Cảm biến ABS, hay cảm biến tốc độ bánh xe, là một phần quan trọng của hệ thống điều khiển phanh ô tô. Chúng giúp phát hiện tốc độ của bánh xe bằng nguyên lý đo không tiếp xúc. Hệ thống ABS được thiết kế để hoạt động chủ yếu trong trường hợp phanh khẩn cấp nhằm giúp ngăn ngừa hiện tượng bó cứng bánh xe, cho phép bạn duy trì kiểm soát xe và tránh tai nạn.