BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
 
 
 
 

Lê Anh Vũ

 
 
 
 
 
 
 

NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG
HẠN CHẾ TRƯỢT QUAY CỦA BÁNH XE Ơ TƠ

 
TRÊN
CƠ SỞ HỆ THỐNG PHANH KHÍ NÉN CĨ ABS
 
 
 
 
 

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

Hà Nội – 2018
a 
 


 
 

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

Lê Anh Vũ

NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG
HẠN CHẾ TRƯỢT QUAY CỦA BÁNH XE Ô TÔ
TRÊN CƠ SỞ HỆ THỐNG PHANH KHÍ NÉN CĨ ABS

Ngành: Kỹ thuật cơ khí động lực
Mã số: 9520116

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
1. PGS. TS. Hồ Hữu Hải
2. PGS. TS. Dương Ngọc Khánh

Hà Nội – 2018

b 
 


 
 

LỜI CAM ĐOAN
 
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tơi. Cơng trình được thực 
hiện tại Bộ mơn Ơ tơ và xe chun dụng, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội dưới sự hướng 
dẫn của PGS. TS. Hồ Hữu Hải và PGS. TS. Dương Ngọc Khánh. Các số liệu và kết quả 
nghiên cứu trong luận án là trung thực và chưa từng được ai cơng bố trong bất kì cơng trình 
nào khác. 
 
Hà Nội, ngày

Người cam đoan

TẬP THỂ HƯỚNG DẪN
Người hướng dẫn 
khoa học 1 

Người hướng dẫn 
khoa học 2 

PGS. TS. Hồ Hữu Hải 

PGS. TS. Dương Ngọc Khánh


c 
 

tháng năm 2018

Lê Anh Vũ 


 
 

LỜI CẢM ƠN
 
Luận án tiến sĩ này được hồn thành ngồi sự nỗ lực cố gắng của bản thân, NCS đã 
nhận được sự động viên và giúp đỡ rất lớn của nhiều thầy cơ giáo, các nhà khoa học và tập 
thể nghiên cứu khoa học. NCS xin bày tỏ lịng cảm ơn chân thành về sự giúp đõ đó. 
NCS  xin bày  tỏ lịng  cảm  ơn  sâu  sắc  đến  PGS. TS.  Hồ Hữu  Hải,  PGS. TS. Dương 
Ngọc Khánh - Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội là những người đã trực tiếp tận tình hướng 
dẫn, định  hướng, đào  tạo và giúp đỡ NCS trong suốt q trình nghiên cứu và hồn thành 
luận án.  
NCS xin chân thành cảm ơn các thầy giáo ở Bộ mơn Ơ tơ và xe chun dụng - Viện 
Cơ khí động lực - Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội đã giảng dạy, chỉ bảo và tạo điều  kiện 
giúp đỡ NCS trong suốt q trình nghiên cứu tại bộ mơn để hồn thành luận án này. 
NCS xin chân thành cảm ơn các thầy cơ đồng nghiệp trong Khoa Cơ khí Động lực, 
lãnh đạo trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng n đã tạo điều kiện giúp đỡ và khuyến 
khích để NCS hồn thành luận án này. 
NCS xin chân thành ghi nhận cơng sức, những đóng góp q báu và nhiệt tình của các 
anh, em NCS, cao học và sinh viên các khóa thuộc Bộ mơn Ơ tơ và xe chun dụng - Viện 
Cơ khí động lực - Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội đã nhiệt tình hỗ trợ, động viên NCS 
trong suốt thời gian NCS thực hiện luận án. 

Cuối cùng, NCS xin bày tỏ lịng kính u và biết ơn sự quan tâm động viên khuyến 
khích, cảm thơng sâu sắc của gia đình, bạn bè đã tiếp thêm nghị lực cho NCS trong suốt thời 
gian học tập tại Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội.          
 
Hà Nội, ngày

tháng

năm 2018

Nghiên cứu sinh 
 
 
 
Lê Anh Vũ 

d 
 


 
 

MỤC LỤC
MỤC LỤC .......................................................................................................................... i 
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ........................................................ iii 
DANH MỤC CÁC BẢNG ................................................................................................ vi 
DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ ........................................................................ vii 
MỞ ĐẦU ........................................................................................................................... 1 
CHƯƠNG 1.TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ....................................................... 4 

1.1. Ngành cơng nghiệp ơ tơ Việt Nam và sự phát triển của lĩnh vực sản xuất ơ tơ tải .........4 
1.1.1 Thực trạng ..........................................................................................................4 
1.1.2. Định hướng phát triển ........................................................................................4 
1.1.3. Những tồn tại và nhu cầu phải đầu tư nghiên cứu phát triển ...............................5 
1.1.4 Nghiên cứu thiết kế, chế tạo thử nghiệm và sản xuất hệ thống chống trượt cho ơ tơ 
tải ......................................................................................................................6 
1.2. Hệ thống chống trượt quay bánh xe chủ động ..............................................................6 
1.3. Tình hình nghiên cứu trên thế giới ...............................................................................9 
1.3.1. Lịch sử phát triển hệ thống chống trượt quay có điều khiển ...............................9 
1.3.2. Các cơng trình nghiên cứu về hệ thống chống trượt quay bánh xe .................... 10 
1.4. Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam ............................................................................. 16 
1.5. Mục tiêu, phạm vi, đối tượng và phương pháp nghiên cứu ......................................... 16 
1.5.1. Mục tiêu nghiên cứu ........................................................................................ 16 
1.5.2. Nội dung nghiên cứu ....................................................................................... 17 
1.5.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu .................................................................... 17 
1.5.4. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................. 18 
1.6. Bố cục của luận án .................................................................................................... 18 
1.7. Kết luận chương 1 ..................................................................................................... 19 
CHƯƠNG 2. XÂY DỰNG MƠ HÌNH MƠ PHỎNG HỆ THỐNG................................... 21 
2.1. Mơ đun mơ hình mơ phỏng chuyển động thẳng của ơ tơ ............................................ 22 
2.2. Mơ đun mơ hình mơ phỏng hệ thống truyền lực có vi sai ........................................... 23 
2.3. Mơ đun mơ hình mơ phỏng bánh xe .......................................................................... 26 
2.3.1. Phương trình chuyển động quay của bánh xe bị động ...................................... 26 
2.3.2. Phương trình chuyển động quay của bánh xe chủ động .................................... 27 
2.3.3. Phản lực tiếp tuyến tại bánh xe ........................................................................ 29 
2.4. Mơ đun mơ hình mơ phỏng hệ thống phanh khí nén .................................................. 32 
i 
 



 
 
2.4.1. Mơ phỏng cơ cấu phanh bánh xe ..................................................................... 32 
2.4.2. Mơ phỏng dẫn động phanh .............................................................................. 36 
2.5. Mơ phỏng khảo sát chuyển động của ơ tơ .................................................................. 40 
2.6. Khảo sát ảnh hưởng của mơ men phanh tới đặc tính tăng tốc của ơ tơ ........................ 44 
2.7. Kết luận chương 2 ..................................................................................................... 49 
CHƯƠNG 3. NGHIÊN CỨU BỘ ĐIỀU KHIỂN VÀ MƠ PHỎNG HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ 
THỐNG .................................................................................................................. 50 
3.1. Cấu trúc hệ thống ...................................................................................................... 50 
3.2. Trạng thái làm việc của các van chấp hành ................................................................ 52 
3.3. Thuật tốn điều khiển ................................................................................................ 54 
3.4. Mơ đun mơ phỏng bộ điều khiển trong hệ thống ........................................................ 56 
3.4.1. Sơ đồ bộ điều khiển ......................................................................................... 56 
3.4.2. Mơ phỏng điều khiển cơ cấu chấp hành ........................................................... 56 
3.4.3. Mơ phỏng bộ điều khiển .................................................................................. 58 
3.5. Nghiên cứu xác định ngưỡng điều khiển theo độ trượt của bánh xe ........................... 59 
3.6. Kết luận chương 3 ..................................................................................................... 69 
CHƯƠNG 4. THIẾT KẾ, CHẾ TẠO VÀ THỰC NGHIỆM HỆ THỐNG ........................ 71 
4.1. Thiết kế chế tạo hệ thống........................................................................................... 71 
4.1.1. Mục đích và đối tượng ..................................................................................... 71 
4.1.2. Cảm biến sử dụng trong hệ thống .................................................................... 71 
4.1.3. Cụm van chấp hành. ........................................................................................ 73 
4.1.4. Thí nghiệm kiểm tra sự làm việc của cụm van chấp hành. ................................ 75 
4.1.5. Bộ điều khiển điện tử....................................................................................... 78 
4.2. Thực nghiệm hệ thống ............................................................................................... 83 
4.2.1. Mục đích và phương pháp thực nghiệm ........................................................... 83 
4.2.2. Chế tạo thiết bị thực nghiệm ............................................................................ 84 
4.2.3. Trình tự thực nghiệm ....................................................................................... 92 
4.2.4. Kết quả thực nghiệm ....................................................................................... 94 

4.3. Kết luận chương 4 ..................................................................................................... 99 
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ........................................................................................ 100 
TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................. 102 
DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH CỦA LUẬN ÁN ..................................................... 107 
PHỤ 
LỤC………………………………………………………………………………...1078 
ii 
 


 
 

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
1. Ký hiệu bằng chữ cái La tinh
Ký hiệu
A
a
ax
Am
A1,A2
B
b
Cv
D
DK3/2_t,
DK3/2_p
Fz
Fk
Fwx

Fp2, Fp1
Fj
f
G
G0
G2
g
Gia tốc_max
giamap
tangap
hg
i0
ih1
Jbx
K
Kg
L
M
m

Giải thích
Tiết diện thơng qua 
Khoảng cách từ tâm cầu trước đến trọng tâm 
Gia tốc chuyển động dọc 
Tiết diện màng phanh 
Lần lượt là tiết diện đường ống phanh trước và sau  
Chiều rộng cơ sở của xe 
Khoảng cách từ tâm cầu sau đến trọng tâm 
Hệ số tiết lưu 
Đường kính bầu phanh  

Biến điều khiển mở van 3/2 bên trái, phải 

m2 
m 
m/s2 
m2 
m2 
m 
m 
 
m 
 

Phản lực mặt đường tác dụng lên bánh xe 
Lực kéo tiếp tuyến 
Lực cản khơng khí 
Lần lượt là lực phanh cầu trước và sau. 

N 
N 
N 
N 

Lực qn tính của ơ tơ 
Hệ số cản lăn 
Trọng lượng riêng trung bình của chất khí 
Trọng lượng ơ tơ 
Trọng lượng ơ tơ phân ra cầu sau 
Gia tốc trọng trường 
Gia tốc cực đại của ơ tơ 


N 
 
N/m3 
N 
N 
m/s2 
m/s2 

Mp

Biến điều khiển dịng khí nén xả khỏi bầu phanh 
Biến điều khiển dịng khí nén vào bầu phanh 
Chiều cao trọng tâm của xe 
Tỷ số truyền của truyền lực chính 
Tỷ số truyền tay số 1 
Mơ men qn tính của bánh xe 
Nhiệt trị riêng của chất khí
Hệ số chuyển đổi của chất khí 
Chiều dài cơ sở của xe 
mơ men vỏ vi sai 
khối lượng của ơ tơ. 
Mơ men phanh bánh xe 

m 
 
 
kgm2 
 
 

m 
N.m 
kg 
N.m 

Mms
Mx

Mơ men ma sát của bộ vi sai. 
Mơ men xoắn tại tâm trục bánh xe 

N.m 
N.m 

Lần lượt là mơ men bán trục trái và mơ men bán trục phải 

N.m 

Mtx, Mpx

iii 
 

Đơn vị

 
 


 

 
Mtp2, Mpp2
pa
pbau
P

Qw
R
rb
rd
Tu
t max
u
vx
vox

Mơ men phanh tại bánh xe bên trái, phải 

N.m 

Áp suất khí trời 
Áp suất bầu phanh 
Lực bám 

N/m2 
Pa 
N 

Lưu lượng khối 
Hằng số của chất khí 

Bán kính bánh xe 
Bán kính động lực học bánh xe 
Nhiệt độ của khí nén 
Tỷ lệ thời gian duy trì gia tốc cực đại 
Vận tốc chuyển động của khí nén 
Vận tốc của ơ tơ 
Vận tốc ban đầu của ơ tơ. 

x

Chuyển dịch của ơ tơ. 

x

Gia tốc của ơ tơ 

N/s 
1/Jmol.K 
m 
m 
K 
s 
m/s 
m/s 
m/s 
M 
m/s2 

2. Ký hiệu bằng chữ cái Hy Lạp
Ký hiệu

,x,y  

Giải thích
Hệ số tính đến ảnh hưởng các khối lượng quay 
Hệ số bám, hệ số bám dọc, hệ số bám ngang 

,x, y  

Độ trượt, độ trượt dọc, độ trượt ngang 





 

 

 
  

ωp 
ωt 
λ1, λ2 
φpx, φtx 
µ

Mật độ khơng khí 
Vận tốc góc bánh xe 
Gia tốc góc bánh xe 

Vận tốc góc bánh xe bên phải 
Vận tốc góc bánh xe bên trái 
Ngưỡng trượt dưới và trên 
Hệ số bám bánh xe bên phải và trái 
Hệ số ma sát 

iv 
 

Đơn vị
 
 
 
kg/m3 
rad/s 
rad/s2 
rad/s 
rad/s 
 
 
 


 
 

3. Các chữ viết tắt
Ký hiệu

Giải thích


ABS 

Hệ  thống  phanh  chống  hãm  cứng  bánh  xe  khi  phanh  (Anti-look
Braking Systems) 

ABS-SC 

Hệ thống phanh chống hãm cứng bánh xe khi phanh có điều khiển 
ổn định hướng  

EBD 

Hệ thống phân bố lực phanh điện tử (Electronic Brake Distribution) 

ASR 

 Hệ thống chống trượt quay  
(Anti Spin Regulator - Antriebsschlupfregelung) 

ECU 

Bộ điều khiển điện tử (Electronic Control Unit) 

ESP 

Chương  trình  điều  khiển  ổn  định  điện  tử  (Electronic Stability
Program) 

FLC 


Điều khiển lôgic mờ (Fuzzy Logic Controller) 

TCS 

Hệ thống điều khiển lực kéo (Traction control system) 

VSC 

Hệ thống điều khiển ổn định ô tô (Vehicle Stability Control)

 
 
 

v 
 


 
 

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Thơng số của xe nghiên cứu ............................................................................. 17 
Bảng 2.1. Thơng số kỹ thuật cơ cấu phanh ....................................................................... 34 
Bảng 2.2. Giá trị mơ men phanh tính tốn ........................................................................ 34 
Bảng 2.3. Giá trị mơ men cơ cấu phanh bánh xe từ thí nghiệm ......................................... 35 
Bảng 2.4. Thơng số sử dụng trong tính tốn mơ phỏng ..................................................... 41 
Bảng 2.5. Các trường hợp mơ phỏng với mức ga 30% ...................................................... 42 
Bảng 2.6. Quan hệ giữa mơ men phanh bánh xe với gia tốc cực đại (Gia tốc_max) cùng thời 

gian duy trì gia tốc lớn nhất (Thời gian) ........................................................... 47 
Bảng 3.1. Tổng hợp các phương án mơ phỏng xác định ngưỡng trượt điều khiển ............. 61 
Bảng 3.2. Giá trị độ trượt trung bình thu được khi mơ phỏng q trình khởi hành với một số 
giá trị ngưỡng và hệ số bám của đường khác nhau ............................................ 65 
Bảng 4.1. Thơng số kỹ thuật cảm biến vận tốc góc E2A-S08-KS02-WP-C1 ..................... 72 
Bảng 4.2. Thơng số kỹ thuật của van 3/2 KTA317 ........................................................... 74 
Bảng 4.3. Trạng thái điều khiển của cụm van chấp hành .................................................. 75 
Bảng 4.4. Thơng số cảm biến đo áp suất Sensys loại M5156-10286X-020BG .................. 75 
Bảng 4.5. thơng số kỹ thuật cảm biến lực PST-A5t .......................................................... 88 
Bảng 4.6. Tổng hợp kết quả sự trượt quay bánh xe ........................................................... 96 
Bảng 4.7. Tổng hợp kết quả lực dọc của ơ tơ .................................................................... 98 

vi 
 


 
 

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ
Hình 1.1. Mối quan hệ giữa hệ số bám dọc và ngang theo độ trượt bánh xe. ....................... 7 
Hình 1.2. Mối quan hệ giữa hệ số bám dọc và độ trượt với các loại lốp .............................. 8 
Hình 1.3. Nghiên cứu về hệ thống TCS của Huiyi Wang .................................................. 13 
Hình 1.4. Hệ thống chống trượt quay của hãng Wabco cho xe tải ..................................... 15 
Hình 1.5. Ơ tơ nghiên cứu ................................................................................................ 17 
Hình 2.1. Sơ đồ mơ hình mơ phỏng hệ thống ................................................................... 21 
Hình 2.2. Các lực tác dụng lên ơ tơ trong q trình chuyển động ...................................... 22 
Hình 2.3. Sơ đồ hệ thống truyền lực ................................................................................. 23 
Hình 2.4. Đặc tính mơ men của động cơ ........................................................................... 25 
Hình 2.5. Lực và mơ men tác dụng lên bánh xe bị động ................................................... 26 

Hình 2.6. Lực và mơ men tác dụng lên bánh xe chủ động ................................................. 27 
Hình 2.7. Sơ đồ tính lực dọc ............................................................................................. 31 
Hình 2.8. Quan hệ giữa hệ số bám và độ trượt dọc ........................................................... 32 
Hình 2.9. Sơ đồ lực tác động trong cơ cấu phanh tang trống ............................................. 33 
Hình 2.10. Sơ đồ thí nghiệm đo mơ men phanh bánh xe ................................................... 35 
Hình 2.11. Quan hệ áp suất và mơ men phanh bánh xe theo tính tốn và thí nghiệm ......... 36 
Hình 2.12. Sơ đồ mơ phỏng dẫn động phanh khí nén của hệ thống ................................... 36 
Hình 2.13. Mơ men bán trục, vận tốc góc bánh xe khi ơ tơ chuyển động trên đường có hệ số 
bám hai bên bánh xe bằng 0.8 .......................................................................... 42 
Hình 2.14. Mơ men bán trục, vận tốc góc bánh xe khi ơ tơ chuyển động trên đường có hệ số 
bám hai bên bánh xe khác nhau (φt =0,1, φp =0,8) ............................................ 43 
Hình 2.15. Sơ đồ mơ phỏng chuyển động thẳng của ơ tơ khi tác động phanh .................... 45 
Hình 2.16. Vận tốc ơ tơ, gia tốc ơ tơ và độ trượt bánh xe khi ở mức ga 80% trên đường hệ số 
bám một bên bánh xe chủ động bằng 0.2 (φt =0,2, φp =0,8) .............................. 45 
Hình 2.17. Vận tốc, gia tốc ơ tơ và độ trượt bánh xe khi ở mức ga 80% trên đường hệ số bám 
một bên bánh xe chủ động bằng 0.5 (φt =0,5, φp =0,8) ...................................... 46 
Hình 2.18. Quan hệ giữa hệ số bám, mơ men phanh bánh xe với tỷ lệ thời gian duy trì gia 
tốc lớn nhất của ơ tơ. ........................................................................................ 48 
Hình 3.1. Sơ đồ cấu trúc hệ thống phanh khí nén có ABS................................................. 50 
Hình 3.2. Sơ đồ cấu trúc hệ thống hạn chế trượt quay bánh xe bằng phanh khí nén .......... 51 
Hình 3.3. Sơ đồ cấu trúc mạch điều khiển ........................................................................ 52 
vii 
 


 
 
Hình 3.4. Sơ đồ ký hiệu của van 3/2 thường đóng ............................................................ 53 
Hình 3.5. Trạng thái làm việc của các van chấp hành ....................................................... 53 
Hình 3.6. Thuật tốn điều khiển hệ thống hạn chế trượt quay bánh xe .............................. 54 

Hình 3.7. Tín hiệu và các pha điều khiển hệ thống theo độ trượt ...................................... 55 
Hình 3.8. Sơ đồ mơ phỏng bộ điều khiển hạn chế trượt quay bánh xe chủ động ................ 56 
Hình 3.9. Sơ đồ một mơ đun điều khiển van 3/2 trong hệ thống ....................................... 57 
Hình 3.10. Các biến điều khiển van 3/2, van ABS, áp suất bầu phanh và mơ men phanh bánh 
xe ở bên bánh xe bị trượt quay ......................................................................... 57 
Hình 3.11. Sơ đồ mơ tả một mơ đun điều khiển ................................................................ 59 
Hình 3.12. Sơ đồ mơ tả mơ hình mơ phỏng hệ thống hạn chế trượt quay bánh xe ............. 59 
Hình 3.13. Sơ đồ mơ tả phương pháp xác định ngưỡng điều khiển ................................... 60 
Hình 3.14. Vận tốc góc bánh xe, gia tốc ơ tơ, độ trượt và mơ men phanh bánh xe khi một 
bên bánh xe chủ động khởi hành trên đường có hệ số bám bằng 0.45 (φt = 0,45, φp 
=0,8) với ngưỡng điều khiển λ1 = 0,05, λ2 = 0,25 .............................................. 62 
Hình 3.15. Vận tốc góc bánh xe, gia tốc ơ tơ, độ trượt và mơ men phanh bánh xe khi một 
bên bánh xe chủ động khởi hành trên đường có hệ số bám bằng 0.45 (φt =0,45, φp 
=0,8) với ngưỡng điều khiển λ1 = 0,2, λ2 = 0,4 .................................................. 62 
Hình 3.16. Vận tốc góc bánh xe, gia tốc ơ tơ, độ trượt và mơ men phanh bánh xe khi một 
bên bánh xe chủ động khởi hành trên đường có hệ số bám bằng 0.45 (φt=0,45, φp 
=0,8) với ngưỡng điều khiển λ1 = 0,05, λ2 = 0,4 ................................................ 63 
Hình 3.17. Vận tốc góc bánh xe, gia tốc ơ tơ, độ trượt và mơ men phanh bánh xe khi một 
bên bánh xe chủ động khởi hành trên đường có hệ số bám bằng 0.2 (φt=0,2, φp 
=0,8) với ngưỡng điều khiển λ1 = 0,2, λ2 = 0,25 ................................................ 64 
Hình 3.18. Vận tốc, gia tốc ơ tơ và vận tốc góc bánh xe, độ trượt bánh xe khi một bên bánh 
xe chủ động đi trên đường có hệ số bám bằng 0.1 (φt=0,1, φp =0,8) .................. 66 
Hình 3.19. Vận tốc, gia tốc ơ tơ và vận tốc góc bánh xe, độ trượt bánh xe khi một bên bánh 
xe chủ động đi trên đường có hệ số bám bằng 0.2 (φt=0,2, φp =0,8) .................. 66 
Hình 3.20. Vận tốc, gia tốc ơ tơ và vận tốc góc bánh xe, độ trượt bánh xe khi một bên bánh 
xe chủ động đi trên đường có hệ số bám bằng 0.3 (φt=0,3, φp =0,8) .................. 67 
Hình 3.21. Gia tốc cực đại đạt được khi có điều khiển (φt=0,1 ÷0,3, φp =0,8) ................... 68 
Hình 3.22. Lực kéo của ơ tơ khi một bên bánh xe chủ động đi trên đường có hệ số bám bằng 
0.1 (φt=0,1, φp =0,8) ......................................................................................... 68 
Hình 4.1. Sơ đồ mạch cảm biến E2A-S08-KS02-WP-C1 ................................................. 72 

Hình 4.2. Sơ đồ cụm van chấp hành ................................................................................. 74 
viii 
 


 
 
Hình 4.3. Sơ đồ lắp ghép cụm van chấp hành hạn chế trượt quay được chế tạo thử ........... 74 
Hình 4.4. Sơ đồ cảm biến đo áp suất khí nén .................................................................... 75 
Hình 4.5. Biến thiên áp suất bầu phanh với ơ tơ ngun bản ............................................. 77 
Hình 4.6. Biến thiên áp suất bầu phanh khi lắp van chấp hành và kích hoạt ...................... 77 
Hình 4.7. Cấu trúc bộ điều khiển điện tử .......................................................................... 78 
Hình  4.8.  Sơ  đồ  ngun  lý  mạch  xử  lý  tín  hiệu  từ  cảm  biến  vận  tốc  góc  bánh  xe  phía 
trước ................................................................................................................ 79 
Hình 4.9. Sơ đồ tính các thơng số để transistor bão hịa .................................................... 80 
Hình 4.10. Bảng mạch hồn thiện của bộ điều khiển ........................................................ 82 
Hình 4.11. Sơ đồ ngun lý của bộ điều khiển.................................................................. 83 
Hình 4.12. Thiết bị đo – ghi dữ liệu .................................................................................. 84 
Hình 4.13. Sơ đồ đấu dây cho giắc nguồn ........................................................................ 85 
Hình 4.14. Sơ đồ đấu dây cho cảm biến lực (đo lực dọc của ơ tơ) ..................................... 85 
Hình 4.15. Sơ đồ đấu dây cho cảm biến tốc độ (đo vận tốc góc bánh xe) .......................... 85 
Hình 4.16. Sơ đồ đấu dây cho cảm biến áp suất ................................................................ 86 
Hình 4.17. Giao diện phần mềm đo, ghi dữ liệu ............................................................... 86 
Hình 4.18. Sơ đồ mạch đo, ghi vận tốc góc bánh xe ......................................................... 87 
Hình 4.19. Mơ tả thực nghiệm đo vận tốc góc bánh xe ơ tơ .............................................. 88 
Hình 4.20. Cảm biến Load cell PST-A5t .......................................................................... 88 
Hình 4.21. Sơ đồ mạch đo lực dọc.................................................................................... 89 
Hình 4.22. Mơ tả thực nghiệm đo lực dọc của ơ tơ ........................................................... 89 
Hình 4.23. Định chuẩn thiết bị đo lực dọc của ơ tơ ........................................................... 90 
Hình 4.24. Đồ thị định chuẩn lực kéo và điện áp ra bộ đo dữ liệu ..................................... 90 

Hình 4.25. Sơ đồ mạch đo, ghi áp suất khí nén ................................................................. 91 
Hình 4.26. Đồ thị định chuẩn áp suất khí nén và dịng điện ra bộ đo dữ liệu ..................... 91 
Hình 4.27. Vận tốc 4 bánh xe trên nền xưởng cơng nghiệp ............................................... 94 
Hình 4.28. Vận tốc ơ tơ khi có điều khiển ........................................................................ 95 
Hình 4.29. Độ trượt bánh xe khi có điều khiển ................................................................. 95
Hình 4.30. Áp suất khí nén tại bầu phanh và bình chứa .................................................... 95 
Hình 4.31. Vận tốc 4 bánh xe khi lắp cảm biến lực vào sau ơ tơ ....................................... 97 
Hình 4.32. Giá trị tổng lực dọc của ơ tơ ............................................................................ 97 
Hình 4.33. Áp suất khí nén tại bầu phanh và bình chứa khi đo lực dọc ............................. 98 
 
 
ix 
 


 
 

MỞ ĐẦU
 
 
Sau hơn 20 năm xây dựng, mặc dù đã phát triển mạnh so với những năm đầu thập niên 
90 của thế kỷ trước, nhưng ngành cơng nghiệp ơ tơ Việt Nam vẫn ở mức quy mơ nhỏ với 
cơng nghệ lạc hậu. Đại đa phần các doanh nghiệp sản xuất ơ tơ trong nước có quy mơ vừa 
và nhỏ với cơng việc chủ yếu là lắp ráp dạng CKD (Completely Knocked Down), trên cơ sở 
linh kiện nhập khẩu từ nước ngồi. Tỷ lệ nội địa hóa trong sản phẩm ơ tơ trong nước cịn rất 
thấp. Mặc dù đã có nhiều chính sách ưu đãi của Chính phủ đối với các dịng xe tải nhỏ và 
trung bình, nhưng lĩnh vực sản xuất ơ tơ tải vẫn cịn đang trong một tình trạng khơng mấy 
khả quan. Chỉ một số ít sản phẩm của khung vỏ, thùng bệ, ca bin có thể tự sản xuất được, 
cịn hầu hết các bộ phận chính từ động cơ, hệ thống truyền lực đến các hệ thống điều khiển… 

đều được nhập ngoại, trong đó phần lớn các linh kiện là từ Trung Quốc với chất lượng thấp, 
qui mơ sản xuất và mức đầu tư cho cơng nghệ cịn thấp, chất lượng cịn rất hạn chế.  
 
Với bối cảnh như vậy, ngành cơng nghiệp ơ tơ Việt Nam cịn rất nhiều việc phải làm 
để có thể sản xuất ra những sản phẩm ơ tơ tải mang thương hiệu Việt Nam có chất lượng và 
giá thành về trước mắt đáp ứng nhu cầu trong nước và về lâu dài để hướng tới xuất khẩu, hội 
nhập với khu vực và thế giới. 
 
Theo quy hoạch của Chính phủ trong Quyết định số 229/QĐ-TTg ngày 04/02/2016 về 
Cơ chế, chính sách thực hiện Chiến lược và Quy hoạch phát triển ngành cơng nghiệp ơ tơ 
Việt Nam, trong đó thể hiện sự quan tâm lớn đến cơng nghiệp phụ trợ. Theo bản Quy hoạch 
này, mục tiêu cho đến năm 2020, cơng nghiệp ơ tơ Việt Nam có thể chế tạo được một số chi 
tiết quan trọng trong hệ thống truyền lực, phanh, đặc biệt chú trọng vào xe khách và xe tải 
nhẹ. 
 
Trước tình hình trên, để có thể tiến tới tự sản xuất hồn chỉnh các cụm chi tiết trên ơ 
tơ, thì cần phải có đầu tư đặc biệt cho lĩnh vực nghiên cứu chun sâu phục vụ cho việc thiết 
kế chế tạo, trong đó có các cụm của hệ thống điều khiển điện tử, nhằm phát triển sản phẩm 
có chất lượng cao.  
Hệ thống chống trượt quay bánh xe là một hệ thống tự động điều khiển vận tốc góc 
bánh xe chủ động nhằm tận dụng tối đa hệ số bám dọc và bám ngang của bánh xe chủ động 
khi đi trên đường có hệ số bám hai bên khác nhau [16]. Hệ thống này sẽ nâng cao hiệu quả 
sử dụng cũng như tăng tính năng an tồn chuyển động của ơ tơ. Hiện nay các hãng xe đã 
nghiên cứu chun sâu về cả lý thuyết lẫn thực nghiệm để thiết kế và chế tạo các các hệ 
thống chống trượt quay bánh xe chủ động và trang bị rộng rãi trên các dịng xe khác nhau 
bằng cách tác động trực tiếp hoặc gián tiếp vào các hệ thống phanh, hệ thống truyền lực, hệ 
thống treo của ơ tơ [29]. Tuy nhiên, với điều kiện cịn nhiều thiếu thốn về cơ sở vật chất, 
trang thiết bị thí nghiệm như hiện nay, các nhà khoa học Việt Nam bước đầu nghiên cứu 
1 
 



 
 
phát triển tách biệt hệ thống phanh hoặc hệ thống truyền lực thành hệ thống chống trượt quay 
bánh xe chủ động. 
Xuất phát từ những nhu cầu ở trên, nghiên cứu sinh đã chọn hướng nghiên cứu phát 
triển hệ thống phanh ABS khí nén của xe tải nhỏ có bổ sung hệ thống hạn chế trượt quay 
bánh xe chủ động khi đi trên đường có hệ số bám khơng khác nhau nhằm góp phần làm chủ 
cơng nghệ chế tạo phục vụ chiến lược nội địa hóa cơng nghiệp ơ tơ Việt Nam. 

Mục tiêu nghiên cứu
 Nghiên cứu hiện tượng trượt quay bánh xe chủ động của xe tải 4x2 trên đường có hệ 
số bám khác nhau (2 bên bánh xe chủ động) từ đó đề xuất và chế tạo một mẫu (ban đầu) hệ 
thống hạn chế trượt quay bánh xe với giải pháp tác động phanh bánh xe bị trượt quay trên 
cơ sở hệ thống phanh khí nén có ABS nhằm nâng cao tính năng động lực học cho ơ tơ. 

Đối tượng nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu của luận án là hệ thống hạn chế trượt quay bánh xe chủ động 
cho ơ tơ tải 4x2 được trang bị hệ thống phanh khí nén có ABS của đề tài khoa học cơng nghệ 
cấp nhà nước, mã số KC.03.05/11-15. 

Phạm vi nghiên cứu
Điều khiển hệ thống phanh khí nén nhằm hạn chế trượt quay từng bên bánh xe chủ 
động của ơ tơ trên đường có hệ số bám khác nhau. 

Phương pháp nghiên cứu
Với mục đích nghiên cứu chế tạo thành cơng hệ thống hạn chế trượt quay trên ơ tơ, 
luận án đã dùng nghiên cứu mơ phỏng trên máy tính để khảo sát các ảnh hưởng hệ số bám 
và hiệu quả điều khiển tới đặc tính tăng tốc của ơ tơ tải ở các loại đường. Trên cơ sở đó xác 

định giá trị ngưỡng điều khiển. Thiết kế chế tạo hệ thống điều khiển và dùng phương pháp 
nghiên cứu thực nghiệm để phân tích, điều chỉnh hệ thống hoạt động tốt trong thực tế. 

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Luận án đã đề xuất được phương án phát triển từ hệ thống phanh khí nén ABS có bổ 
sung hệ thống hạn chế trượt quay của bánh xe chủ động. Nghiên cứu xây dựng mơ hình hệ 
thống hạn chế trượt quay, đề xuất thuật tốn điều khiển và phương pháp xác định ngưỡng 
điều  khiển  hệ thống.  Điều  này cho  phép  gợi  mở các  hướng  nghiên cứu lý thuyết  và  thực 
nghiệm áp dụng với các sản phẩm nội địa với điều kiện hiện có. 

2 
 


 
 
Hệ thống được chế tạo phù hợp với điều kiện cơng nghệ chế tạo hiện đang áp dụng tại 
Việt Nam, cho phép thử nghiệm để tiến tới sản xuất hàng loạt nhằm giảm chi phí sản xuất 
thực tế và hiện đại hóa ơ tơ sản xuất tại Việt Nam. Sự thành cơng của đề tài góp phần hốn 
cải và sản xuất các ơ tơ tải có sử dụng phanh khí có hiệu quả, giảm thiểu giá thành ơ tơ để 
tăng năng lực cạnh tranh với ơ tơ nhập ngoại. 

Nội dung và bố cục của luận án:
Luận án sẽ tiến hành các nội dung nghiên cứu như sau: 
- Khảo sát ảnh hưởng của mơ men phanh tới đặc tính tăng tốc của ơ tơ tải trên đường 
có hệ số bám khác nhau; 
- Nghiên cứu đề xuất được thuật tốn điều khiển và xác định được ngưỡng điều khiển 
theo độ trượt phù hợp với xe thí nghiệm;
- Chế tạo hệ thống điều khiển hạn chế trượt quay bánh xe chủ động cho ơ tơ tải 4x2; 
- Chế tạo hệ thống đo ứng dụng các cảm biến vận tốc góc bánh xe, lực kéo và áp suất 

khí nén cho ơ tơ nghiên cứu; 
- Thực nghiệm, nhận xét khả năng hoạt động của tồn hệ thống hạn chế trượt quay 
bánh xe.
Với các  nội dung nghiên cứu trên, nội dung luận án được trình  bày  trong các  phần 
chính như sau: 
Chương 1. Tổng quan vấn đề nghiên cứu 
Chương 2. Xây dựng mơ hình mơ phỏng hệ thống 
Chương 3. Nghiên cứu bộ điều khiển và mơ phỏng hoạt động của hệ thống 
Chương 4. Thiết kế, chế tạo và thực nghiệm hệ thống 
Kết luận. 

Các kết quả nghiên cứu mới của luận án
Luận án trình bày các kết quả nghiên cứu mới gồm: 
- Đề xuất mơ hình hệ thống hạn chế trượt quay của bánh xe chủ động trên cơ sở hệ 
thống phanh khí nén có trang bị ABS; 
- Đề xuất thuật tốn điều khiển hạn chế trượt quay bánh xe chủ động cho ơ tơ tải có 
trạng bị hệ thống phanh ABS khí nén; 
- Thiết kế, chế tạo một mẫu ban đầu hệ thống hạn chế trượt quay bánh xe chủ động và 
thực nghiệm trên ơ tơ nghiên cứu. 

3 
 


 
 

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Ngành công nghiệp ô tô Việt Nam và sự phát triển của lĩnh vực
sản xuất ơ tơ tải

1.1.1. Thực trạng
 
Ngành cơng nghiệp ơ tơ Việt Nam bắt đầu phát đầu hình thành từ những năm đầu thập 
niên 90 của thế kỷ trước và phát triển mạnh sau những năm 2000. Theo thống kê của Bộ 
Cơng Thương, tính đến 01/2015 Việt Nam có khoảng gần 400 doanh nghiệp sản xuất, lắp 
ráp ơ tơ. Tổng năng lực sản xuất - lắp ráp ơ tơ khoảng 460 ngàn xe/năm, gồm hầu hết các 
chủng loại xe con (khoảng 200 ngàn xe/năm), xe tải và xe khách (khoảng 215 ngàn xe/năm). 
Ngành cơng nghiệp ơ tơ đã có đóng góp đáng kể cho ngân sách nhà nước (bình qn khoảng 
01 tỷ USD/năm - chỉ tính riêng các khoản thuế) và giải quyết cơng ăn việc làm cho khoảng 
80 ngàn lao động trực tiếp. 
 
Mặc dù đã đạt được một số thành tựu, sau hơn 20 năm xây dựng và phát triển Việt 
Nam vẫn đang sở hữu một ngành cơng nghiệp ơ tơ quy mơ nhỏ, cơng nghệ cịn hạn chế. Đa 
số các doanh nghiệp sản xuất ơ tơ trong nước có quy mơ vừa và nhỏ với cơng việc chủ yếu 
là lắp ráp dạng CKD trên cơ sở linh kiện nhập khẩu từ nước ngồi. Doanh nghiệp ơ tơ lớn 
nhất Việt Nam hiện nay là Trường Hải cũng vẫn chỉ là cơ sở lắp ráp với tỷ lệ nội địa hóa 
thấp.  
 
Trong bối cảnh chung của ngành cơng nghiệp ơ tơ như vậy, lĩnh vực sản xuất ơ tơ tải, 
mặc dù được hưởng nhiều chính sách ưu đãi của Chính phủ cũng đang ở trong một tình trạng 
khơng mấy khả quan. Hầu hết các doanh nghiệp ơ tơ Việt Nam mới chỉ sản xuất được một 
số sản phẩm của khung vỏ, thùng bệ, ca bin và một số chi tiết khác. Tồn bộ phần máy móc 
từ động cơ, hệ thống truyền lực đến các hệ thống điều khiển… đều được nhập khẩu từ nước 
ngồi, trong đó phần lớn là từ Trung Quốc.  
 
Với linh kiện nhập khẩu từ Trung Quốc chất lượng thấp, quy mơ sản xuất khơng lớn 
và mức đầu tư cho cơng nghệ thấp, ơ tơ tải nội địa thường có chất lượng khơng cao. 
 
Trước tình hình trên, ngành cơng nghiệp ơ tơ Việt Nam cịn rất nhiều việc phải làm để 
có thể sản xuất ra những chiếc ơ tơ tải có chất lượng và giá thành đáp ứng nhu cầu trong 

nước và hướng tới xuất khẩu, hội nhập với khu vực và thế giới. 
1.1.2. Định hướng phát triển
 
Trước tình hình trên, trong tháng 7/2014 Thủ tướng Chính phủ đã ban hành 2 văn bản 
quan trọng là “Quy hoạch phát triển ngành cơng nghiệp ơ tơ Việt Nam đến năm 2020, tầm 
nhìn đến năm 2030” và “Chiến lược phát triển ngành cơng nghiệp ơ tơ Việt Nam đến năm 
2025, tầm nhìn đến năm 2035”, trong đó lĩnh vực sản xuất ơ tơ tải nhận được sự quan tâm 
đặc biệt. Gần đây nhất, ngày 04/02/2016 Thủ tướng Chính phủ đã ký ban hành Quyết định 
4 
 


 
 
số 229/QĐ-TTg về Cơ chế, chính sách thực hiện Chiến lược và Quy hoạch phát triển ngành 
cơng nghiệp ơ tơ Việt Nam. 
 
Theo quy hoạch của Chính phủ, cần “Chú trọng phát triển dịng xe tải nhỏ phục vụ cho 
sản xuất nơng nghiệp …” nhằm đạt được sản lượng xấp xỉ 100.000 xe vào năm 2020, đáp 
ứng 78% nhu cầu tiêu thụ nội địa.  
 

Bản Quy hoạch lần này đã thể hiện sự quan tâm đặc biệt đến cơng nghiệp phụ  trợ: 

“Giai đoạn đến năm 2020, cơ bản hình thành ngành cơng nghiệp hỗ trợ cho sản xuất ơ tơ. 
Phấn đấu đáp ứng 30 - 40% (về giá trị) nhu cầu linh kiện, phụ tùng của sản xuất, lắp ráp xe 
ơ tơ trong nước, chế tạo được một số chi tiết quan trọng trong bộ phận truyền động, hộp số, 
động cơ (nhất là cho xe khách và xe tải nhẹ)”. 
 
Sự quan tâm đặc biệt của Chính phủ tới cơng nghiệp hỗ trợ đã được khẳng định bằng 

Nghị định số 111/2015/NĐ-CP về Phát triển cơng nghiệp hỗ trợ, ban hành ngày 03/11/2015, 
trong đó định rõ những chính sách hỗ trợ phát triển đối với ngành cơng nghiệp này, trong đó 
có lĩnh vực sản xuất phụ tùng ơ tơ. 
1.1.3. Những tồn tại và nhu cầu phải đầu tư nghiên cứu phát triển
 
Hiện nay ở Việt Nam có khá nhiều doanh nghiệp sản xuất và lắp ráp ơ tơ tải, chủ yếu 
là loại nhỏ và trung bình. Có thể kể đến những nhà sản suất lớn như Trường Hải, VEAM, 
TMT...  Ngồi ra cịn có các liên doanh cũng tham gia sản xuất một số loại ơ tơ tải các cỡ. 
 
Nhìn chung, các sản phẩm trong lĩnh vực này đều dựa trên các bộ linh kiện nhập khẩu 
(chủ yếu từ Trung Quốc và Hàn Quốc) với tỷ lệ nội địa hóa khơng cao. Phần sản xuất trong 
nước chỉ có ca bin, thùng xe và khung. Với mức đầu tư về chất xám và trang thiết bị cịn 
khiêm tốn, chất lượng của các sản phẩm của các cơ sở lắp ráp trong nước cịn ở mức độ hạn 
chế. Tuy nhiên, đây là nguồn cung cấp ơ tơ chủ yếu cho thị trường trong nước hiện nay nhờ 
có ưu thế về giá thành.  
 
Một trong những ngun nhân chính kìm hãm sự phát triển của ngành cơng nghiệp ơ 
tơ Việt Nam là sự yếu kém của cơng nghiệp phụ trợ. Theo thống kê, hiện nay ở Việt Nam, 
hiện chỉ có khoảng 40 nhà cung cấp linh kiện trên tổng số 50 nhà lắp ráp, trong khi Thái Lan 
có tới trên 1.500 doanh nghiệp phụ trợ với tỷ lệ nội địa hóa đạt tới 70%-80%. Đài Loan cũng 
có khoảng trên 2.000 nhà đầu tư sản xuất linh kiện phụ tùng thay thế. 
 
Với thực trạng trên, tỷ lệ nội địa hố của các loại ơ tơ lắp ráp trong nước là rất thấp. 
Theo Bộ Cơng thương (2016): "Tỷ lệ nội địa hố đạt thấp, …" đến nay chủ yếu mới đạt bình 
qn 7-10%. Đối với xe con của Thaco đạt 15-18%, của Toyota Việt Nam đạt 37% đối với 
dịng xe Inova. Đối với xe tải nhẹ: Thaco đạt khoảng 33%, Vinaxuki đạt khoảng 50%”.  
 
Như vậy, có thể thấy rằng các nhà sản xuất trong nước thực chất mới chỉ làm cơng 
việc lắp ráp mà chưa quan tâm đến nghiên cứu phát triển để có thể tiến tới chế tạo những 
chiếc xe mang thương hiệu Việt Nam và đưa các doanh nghiệp trong nước hội nhập với thế 

giới. 
5 
 


 
 
 
Trước tình hình trên, để có thể tiến tới tự sản xuất hồn chỉnh các cụm và các hệ thống 
cho ơ tơ, thì cần phải có đầu tư chiều sâu, đặc biệt là đầu tư cho lĩnh vực nghiên cứu phát 
triển sản phẩm có chất lượng cao. Trong đó, ưu tiên hàng đầu cần được dành cho các nghiên 
cứu chun sâu phục vụ cho việc thiết kế chế tạo các hệ thống điều khiển điện tử chiếm tỷ 
trọng giá trị cao.  
1.1.4. Nghiên cứu thiết kế, chế tạo thử nghiệm và sản xuất hệ thống chống
trượt cho ơ tơ tải
 

Cho tới ngày nay, các nhà máy cơ khí Việt Nam mới chỉ sản xuất được một số dạng 

chi tiết cơ khí đơn giản phục vụ cho việc thay thế phụ tùng trong sửa chữa ơ tơ như: bánh 
răng trụ, bánh răng cơn, nhíp, thùng xe ....  
 

Cùng với sự phát triển của ngành cơng nghiệp ơ tơ Việt Nam, trong những năm gần 

đây, đã xuất hiện một số đề tài nghiên cứu thiết kế các hệ thống điều khiển điện tử như đề 
tài “Nghiên cứu thiết kế và chế tạo thử nghiệm hệ thống ABS cho hệ thống phanh khí nén 
trên ơ tơ tải sản xuất, lắp ráp tại Việt Nam” là một trong những đề tài trọng điểm cấp Nhà 
nước KC.03.05/11-15 đã được thực hiện tại Trường Đại học Bách khoa Hà Nội với những 
kết quả ban đầu được đánh giá cao. Tuy nhiên, các đề tài trên chỉ giải quyết chống trượt lết 

của bánh xe, chưa giải quyết chống trượt quay của bánh xe chủ động. 

1.2. Hệ thống chống trượt quay bánh xe chủ động
Trên thực tế khi ơ tơ hoạt động, lực bám giữa lốp xe và mặt đường có giới hạn và thay 
đổi tùy theo tính chất của mặt đường. Do vậy khơng phải lúc nào mơ men từ động cơ truyền 
xuống cũng chuyển hết thành mơ men kéo của bánh xe. Trường hợp mơ men từ động cơ 
truyền xuống cầu chủ động, đến các bán trục lớn hơn giới hạn bám của bánh xe trên mặt 
đường sẽ xảy ra hiện tượng trượt quay tại các bánh xe chủ động [26].  
Lực bám sinh ra ở bánh xe chủ động được xác định bằng cơng thức:  
 

 

 

Pφ = φ.Gφ

(1.1)

Trong đó:   φ là hệ số bám giữa bánh xe và mặt đường 
 

 

Gφ là trọng lượng bám. 

 Trong q trình ơ tơ khởi hành và tăng tốc, nếu mơ men ở trên bánh chủ động từ động 
cơ truyền xuống lớn hơn mơ men sinh ra do lực bám của mặt đường (Mx> Mφ) làm cho 
bánh xe chủ động sẽ bị trượt quay, khi đó hệ số bám dọc giảm và hệ số bám ngang cũng 
giảm xuống thấp.  

Hiện Trượt quay bánh xe chủ động có thể xảy ra một trong các trường hợp sau: 

6 
 


 
 
- Khi hệ số bám hai bên bánh xe khác nhau (hệ số bám một bên thấp), khi đó bánh xe 
có hệ số bám thấp sẽ bị trượt quay. 
- Khi hệ số bám hai bên bánh xe bằng nhau (hệ số bám lớn hơn hệ số cản tổng cộng 
mà xe phải khắc phục), mơ men ở trên bánh chủ động từ động cơ truyền xuống lớn hơn mơ 
men sinh ra do lực bám của mặt đường (Mx> Mφ) làm cho bánh xe chủ động sẽ bị trượt 
quay.  
 

Đối với hiện tượng trượt quay hai bên bánh xe đồng thời do mơ men động cơ sinh ra 

q lớn có thể sử dụng biện pháp tác động nhằm giảm mơ men động cơ để hạn chế trượt. 
 

Đối với hiện tượng trượt quay một bên bánh xe có thể sử dụng biện pháp tác động làm 

tăng mơ men ma sát bộ vi sai (sử dụng vi sai tăng ma sát, tác động điều khiển vi sai) hoặc 
tác động điều khiển mơ men phanh bánh xe nhằm hạn chế trượt quay bánh xe.  
Trượt quay bánh xe làm cho hiệu quả tăng tốc và tính ổn định khi tăng tốc giảm rõ rệt, 
tăng sự mịn lốp. Có thể xem xét cụ thể hơn qua đồ thị lực bám dọc và bám ngang theo độ 
trượt của bánh xe như hình 1.1 [1]. 

 

Hình 1.1. Mối quan hệ giữa hệ số bám dọc và ngang theo độ trượt bánh xe.

Ở đây với φx và φy là hệ số bám dọc và hệ số bám ngang của bánh xe khi tác động 
phanh. Qua đồ thị có thể thấy khi độ trượt nằm trong khoảng 10% - 30% thì hệ số bám dọc 
và bám ngang đều lớn. 
Mục đích của hệ thống chống trượt quay bánh xe là duy trì hệ số trượt giữa bánh xe và 
mặt đường khi tăng tốc trong mọi điều kiện nằm trong khoảng 10%–30% để đảm bảo hệ số 
bám dọc và bám ngang đều cao nhằm tận dụng được trọng lượng bám ở từng bánh xe. Do 
đó hệ thống này cần thiết xác định độ trượt thực tế ở các bánh xe để có tác động điều khiển 
đến các cơ cấu chấp hành. 

7 
 


 
 
Sự trượt dọc của bánh xe gắn liền với sự biến dạng theo chu vi lốp. Do tác dụng bởi 
mô men  xoắn  ở bánh  xe, các lớp lốp  ở  vùng  tiếp  xúc  bị  biến  dạng,  gây  nên dịch  chuyển 
tương đối với nền và được xác định bằng độ trượt dọc. 
Độ trượt của bánh xe chủ động biểu thị bởi tỷ lệ phần trăm của vận tốc ơ tơ với vận 
tốc góc bánh xe và được xác định theo cơng thức [66]: 
 

 

 

 




v0  v
.100%    
v0

 

 

 

 

 

 

(1.2) 

 

(1.3) 

Trong đó:   v là vận tốc của thân xe (vận tốc thực tế của ơ tơ), 
 

 

v0 là vận tốc dài lý thuyết của bánh xe, được xác định: 


 

 

 

 

 

Với:  ω là vận tốc góc bánh xe, 

 

 

 

 

v0 .rd    

 

 

 

 


 

rd là bán kính động lực học của bánh xe.

Khi ơ tơ chuyển động, tùy thuộc vào điều kiện vận hành độ trượt của bánh xe ln thay 
đổi từ khơng trượt tới trượt quay hồn tồn.  
+ Khi bánh xe lăn khơng trượt: 
v = v0; λ=0 %

(1.4)

+ Khi bánh xe bị trượt quay hồn tồn: 
v = 0; λ=100%

(1.5) 

Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng, độ trượt của bánh xe có ảnh hưởng lớn tới hệ số bám 
dọc (φx) của bánh xe với mặt đường. Đặc tính quan hệ giữa hệ số bám dọc và độ trượt, một 
số loại lốp trên loại đường cụ thể, được mơ tả trên hình 1.2 [3], [7]. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Hình 1.2. Mối quan hệ giữa hệ số bám dọc và độ trượt với các loại lốp


1- Lốp mành tròn chạy trên đường khơ;

3- Lốp mành trịn chạy trên đường tuyết;

2- Lốp mành chéo chạy trên đường nhựa ướt; 4- Lốp mành tròn chạy trên đường băng.
8 
 


 
 
Đối với mỗi loại đường, loại lốp khác nhau cho kết quả quan hệ φx và λ khác nhau và 
giới hạn vùng có hệ số bám tốt nhất (vùng cần tác động điều khiển) ở từng trường hợp cũng 
thay đổi khơng đồng đều, có thể sớm hoặc muộn hơn. Do đó, trong q trình nghiên cứu, 
tính tốn hiện tượng trượt quay bánh xe cần xem xét quan hệ động lực học bánh xe và sử 
dụng đúng chủng loại lốp của nhà sản xuất [7]. 
Hệ thống chống trượt quay bánh xe sử dụng hệ thống phanh được nghiên cứu, theo dõi 
và điều khiển áp suất phanh cho từng bên bánh xe nhằm duy trì độ trượt biến đổi trong phạm 
vi giá trị trượt tối ưu nhằm giảm thiểu hiện tượng trượt quay, tăng tính an tồn cho ơ tơ khi 
bánh xe ở vùng có hệ số bám thấp [27]. Vùng giá trị trượt tối ưu là ngưỡng điều khiển hay 
điều khiển theo giá trị độ trượt định trước, song giá trị này xác định chính xác là vấn đề khó 
bởi sự biến thiên của bán kính động lực học bánh xe, hệ số bám của đường…Trong khn 
khổ luận án, hệ thống được trang bị các cảm biến vận tốc góc các bên bánh xe trước - sau, 
xác định vận tốc góc bánh xe cầu trước (bị động) và cầu sau (chủ động) khá nhanh và sai số 
ít, từ đó dễ dàng tính tốn độ trượt cúa bánh xe chủ động.    
Do vậy, luận án tiến hành tìm hiểu các phương pháp điều khiển mơ men phanh từng 
bánh xe nhằm hạn chế trượt quay bánh xe chủ động của ơ tơ. 

1.3. Tình hình nghiên cứu trên thế giới

1.3.1. Lịch sử phát triển hệ thống chống trượt quay có điều khiển
Hiện nay trên thế giới, hệ thống phanh có điều khiển đã được tích hợp với các hệ thống 
điều khiển chống trượt quay với nhiều tên gọi như TCS (Traction Control System), ASR 
(Anti Spin Regulator - Antriebsschlupfregelung), ATC (Automatic Traction Control) [24]. 
Các hệ thống này đã được áp dụng rộng dãi nhằm nâng cao lực kéo, tính ổn định và tính an 
tồn của ơ tơ trong mọi chế độ hoạt động khi ơ tơ đi ở nhiều loại đường có hệ số bám khác 
nhau hay trong những trường hợp làm việc khẩn cấp [14], [15], [22], [42], [62]. 
Bắt đầu từ thập niên 1980 hệ thống phanh có điều khiển được phát triển mạnh nhờ hệ 
thống điều khiển kỹ thuật số, vi xử lý (digital microprocessors/microcontrollers) thay cho 
các hệ thống điều khiển tương tự (analog) đơn giản trước đó, thơng qua các mốc thời gian: 
- Năm 1986, hãng WABCO giới thiệu hệ thống ASR với bộ điều khiển B gồm 6 kênh 
điều khiển ABS.  
- Năm 1990, hãng WABCO giới thiệu hệ thống ABS/ASR thế hệ C, với bộ chẩn đốn 
lỗi và các chức năng bổ sung đi kèm. 
- Năm 1994, hãng WABCO giới thiệu hệ thống VCS (Vario Compact System) dành 
cho ơ tơ  kéo mc.  
9 
 


 
 
- Năm 1996, hãng WABCO giới thiệu hệ thống điều khiển điện tử cho hệ thống phanh 
EBS (Electroniccally controlled Braking System). 
- Năm 1998, hãng WABCO giới thiệu hệ thống EBS dành cho ơ tơ kéo mc được 
hồn thiện và bắt đầu bắt buộc phải lắp đặt hệ thống chống trượt bánh xe trên các ơ tơ tải 
hạng nhẹ tại một số quốc gia [48]. 
- Năm 2000, hãng WABCO giới thiệu hệ thống hệ thống chống trượt bánh xe trên ơ tơ 
kéo mc, hệ thống điều khiển phanh cho đồn xe EBL (Electronic Brake force Limitation). 
- Năm 2003, hãng WABCO giới thiệu hệ thống điều khiển ổn định chống lật – RSC 

(Roll stability control). 
- Năm 2008, hệ thống phanh có điều khiển phiên bản mới có chức năng mở rộng như: 
Hệ thống điều khiển ổn định điện tử (ESC- Electronic Stability Control), hệ thống điều khiển 
lực kéo (ATC – Automatic Traction Control) kết hợp điều khiển động cơ [23]. 
1.3.2. Các cơng trình nghiên cứu về hệ thống chống trượt quay bánh xe
Trên thế giới đã có rất nhiều cơng trình nghiên cứu về hệ thống phanh nói chung và hệ 
thống chống trượt quay (kiểm sốt lực kéo) nói riêng. Việc kiểm sốt lực kéo có thể tác động 
vào động cơ, hệ thống phanh hoặc vi sai. Có thể kể đến các cơng trình nghiên cứu tiêu biểu 
trong lĩnh vực kiểm sốt lực kéo như sau: 
Điều khiển kiểm sốt mơ men động cơ:
- Tháng 12 năm 1990, Matsumoto đã cơng bố cơng trình nghiên cứu “Kiểm sốt lực 
kéo để ngăn trượt xe trên đường cong và khi quay vịng” [56]. Nghiên cứu sử dụng các cảm 
biến: tốc độ ơ tơ, vận tốc góc các bánh xe, góc đánh lái, gia tốc dọc, độ cao bánh xe, từ đó 
điều khiển mơ tơ bướm ga và cơ cấu phanh trong trường hợp phát hiện sự trượt quay của 
bánh xe.  
Khi bánh xe tăng tốc và đánh lái nhanh có thể dẫn đến các bánh xe trượt quay, sự phân 
bố tải trọng đến các bánh xe cầu trước thay đổi theo chiều hướng giảm, làm giảm khả năng 
tiếp nhận phản lực từ mặt đường, ảnh hưởng đến ổn định hướng chuyển động, khi đó mơ 
đun điều khiển sẽ điều chỉnh mơ tơ bướm ga mở nhỏ hơn mức đạp ga để giảm cơng suất của 
ơ tơ dẫn tới ơ tơ quay vịng tốt hơn. Khi phát hiện tỉ lệ trượt của bánh xe nào cao hơn tỉ lệ 
trượt cho phép, bộ điều khiển sẽ điều khiển thực hiện phanh bánh xe đó cho đến khi độ trượt 
đạt giá trị cho phép. Trường hợp người lái đạp ga đột ngột làm cơng suất động cơ tăng q 
lớn gây trượt quay tại các bánh xe, bộ điều khiển sẽ điều khiển mức độ làm việc của mơ tơ 
bướm ga thấp hơn để chống trượt quay. Nghiên cứu này áp dụng với ơ tơ 4 bánh dùng phanh 
đĩa dẫn động thủy lực ở cả 4 bánh xe. 
10 
 


 

 
Mặc dù hệ thống kiểm sốt độ bám đường của sáng chế đã được chứng minh phù hợp 
cho một động cơ phía trước, bốn bánh xe nhưng có thể áp dụng cho nhiều loại ơ tơ có bố trí 
động cơ và cụm bánh xe khác nhau khi chỉ cần thay đổi và bổ sung một số luật điều khiển.    
Tuy nhiên, hệ thống này sử dụng rất nhiều cảm biến và điều khiển đồng thời nhiều hệ 
thống nên rất phức tạp và nảy sinh vấn đề xử lý độ trễ hệ thống lớn. Mặt khác, nghiên cứu 
chú trọng nhiều vấn đề ổn định của ơ tơ ở trạng thái quay vịng chứ chưa đề cập nhiều về 
trường hợp ơ tơ chạy trên đường có độ bám xấu hay khi khởi hành, tăng tốc, chuyển làn 
đường. Với trạng thái quay vịng thường chạy với vận tốc thấp nên vấn đề trượt quay của 
các bánh xe chưa thể hiện rõ rệt.  
- Tháng 10 năm 1996, Tetsuhiro Yamashita và Koji Hirai đã cơng bố nghiên cứu Hệ 
thống kiểm sốt lực kéo cho ơ tơ và áp dụng cho hãng Mazda Motor [64]. Hệ thống này thực 
hiện kiểm sốt độ bám đường cho ơ tơ và đặc biệt là ngăn chặn sự trượt quay của bánh xe 
chủ động được phát triển từ nghiên cứu trước của tác giả về lực kéo của ơ tơ. Nghiên cứu đã 
sử dụng 4 cảm biến đo vận tốc góc cho 4 bánh xe trong đó có 2 cảm biến của 2 bánh xe chủ 
động và 2 cảm biến cho bánh xe bị động, 1 cảm biến góc đánh lái. Tỷ lệ trượt của bánh xe 
chủ động được xác định bằng cách tính tốn độ chênh lệch giữa vận tốc dài lý thuyết của 
bánh xe chủ động với vận tốc ơ tơ (được tính từ vận tốc góc của bánh xe bị động) từ đó điều 
khiển giảm lượng nhiên liệu hoặc tác động vào hệ thống đánh lửa. Tuy nhiên, khi ơ tơ xuất 
hiện sự khác nhau về vận tốc góc giữa các bánh xe làm cho tỷ lệ trượt quay lớn, lực ly tâm 
lớn gây mất an tồn và làm người lái khó điều khiển hơn, khi đó cần điều khiển giảm cơng 
suất của động cơ nhiều hơn để ơ tơ dễ dàng điều khiển và đảm bảo an tồn.  
-  Tháng  1  năm  2002,  Dong-Chul  Shin  và  Kyungki-do  cơng  bố  nghiên  cứu  Phương 
pháp điều khiển trượt với hệ thống điều khiển lực kéo thơng qua hệ thống truyền động bướm 
ga chính (MTA - Main Throttle Actuator) áp dụng trên các chủng loại ơ tơ của hãng Hyundai 
[32]. 
Trong nghiên cứu này, phương pháp điều khiển trượt cho một hệ thống điều khiển lực 
kéo (TCS – Traction Control System) được sử dụng ở nhiều ơ tơ khác nhau. Phương pháp 
này bao gồm các bước kiểm sốt đầu ra động cơ theo vận tốc góc của từng bánh xe sau khi 
một trạng thái chuyển động được xác định bằng cách sử dụng cảm biến đo vận tốc góc bánh 

xe, độ mở bướm ga, và vị trí bàn đạp ga. Hệ thống TCS sẽ ưu tiên điều khiển giảm cơng suất 
động cơ trước, được thực hiện bằng cách thay đổi việc mở bướm ga rồi mới tác động điều 
khiển vào hệ thống phanh.  
Nghiên cứu này chỉ tập trung vấn đề điều khiển bướm ga ứng với từng giai đoạn chuyển 
động cụ thể của ơ tơ và được bộ điều khiển TCS tính tốn trước. Hệ thống kiểm sốt bướm 
11 
 


 
 
ga để điều khiển cơng suất động cơ được phân loại lại thành hai loại: hệ thống truyền động 
bướm ga chính (MTA) và hệ thống bướm ga đơi (TTS - Twin Throttle body System).  
Vấn đề kiểm sốt độ trượt bánh xe theo giá trị độ trượt và được kích hoạt hệ thống 
TCS bằng cơng tắc khi người lái thấy cần thiết. Do đó, khi hiện tượng trượt quay bánh xe 
xảy ra đột ngột (hoặc ngẫu nhiên) trong q trình ơ tơ chuyển động sẽ khơng được điều khiển 
tự động nên hiệu quả chưa cao, chỉ phù hợp ở trường hợp người lái chủ động khi xác định 
rõ ràng ơ tơ sẽ hoặc đang bị trượt. Hơn nữa việc kiểm sốt bướm ga đơi sẽ thêm phần phức 
tạp trong thuật tốn điều khiển. 
-  Tháng  6  năm  2004,  Paul  Antony  Fawkes  và  các  cộng  sự  cơng  bố  nghiên  cứu  Hệ 
thống điều khiển lực kéo thơng qua hệ thống quản lý động cơ (EMS - Engine Management 
System), điều khiển mơ men xoắn đầu ra của động cơ và hệ thống phanh khi xảy ra trượt 
quay bánh xe áp dụng cho ơ tơ Land Rover. Các cảm biến đo vận tốc góc bánh xe gửi thơng 
tin về EMS, khi phát hiện thấy vận tốc góc bánh xe thực tế lớn hơn so với tính tốn lý thuyết 
(nạp sẵn trong EMS), EMS nhận biết tốc độ động cơ đang dư thừa và điều khiển giảm tốc 
độ động cơ xuống, như vậy sẽ giảm được mơ men xoắn [53].  
Ngồi ra, hệ thống này tích hợp với một bộ điều khiển phanh để có thể phanh cho từng 
bánh xe tương ứng. Các hệ thống kiểm sốt lực kéo bao gồm cảm biến vận tốc góc bánh xe, 
một bộ cảm biến mơ men xoắn của động cơ, một thiết bị hiển thị ra màn hình mơ men xoắn 
động cơ. Hệ thống điều khiển phanh nhận các tín hiệu từ các cảm biến đo, theo dõi hoạt động 

rồi điều khiển để cân bằng được vận tốc góc của các bánh xe. 
Điều khiển kiểm sốt mơ men phanh trên bánh xe chủ động:
- Tháng 6 năm 1993, Shunso F. Watanabe và các cộng sự cơng bố nghiên cứu hệ thống 
chống hãm cứng bánh xe và điều khiển lực kéo cho hãng xe FORD [60]. Trong nghiên cứu 
này tác giả đã đưa ra hệ thống hoạt động ở hai chế độ chống hãm cứng bánh xe và điều khiển 
lực kéo bằng cách tiếp nhận các tín hiệu vận tốc ơ tơ, vận tốc góc từng bánh xe (loại cảm 
biến tiệm cận) vào mơ đun điều khiển 2 cụm van điện từ nhằm tăng giảm lực phanh trong 
trường hợp phát hiện bánh xe bị hãm cứng hoặc áp dụng phanh tới bánh xe bị trượt quay.  
Nghiên cứu này cho ra hệ thống kiểm sốt hiện tượng trượt khá đơn giản bởi bộ van 
điện từ gồm một van áp lực phản hồi đầu tiên và một van áp lực phản hồi thứ hai, điều chỉnh 
độ rộng xung điện áp trên các van áp lực để cung cấp một lực phanh tỷ lệ thuận hay tỉ lệ 
nghịch với từng trạng thái tăng áp, giảm áp. Phương pháp này có nhược điểm là chỉ tập trung 
điều khiển chống trượt bánh xe bằng kết cấu cơ – điện – thủy lực ở bộ chấp hành mà chưa 
để ý đến các điều khiển khác như điều khiển giảm mơ men xoắn truyền từ động cơ, nhận 
biết trạng thái chuyển động quay vịng hay đi thẳng. 
12