หลักการพื้นฐาน

เซ็นเซอร์ตรวจจับความเร็วที่ล้อหน้าและล้อหลังจะวัดความเร็วรอบของแต่ละล้ออย่างสม่ำเสมอ และส่งข้อมูลนี้ไปที่หน่วยควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ (ECU) ซึ่งจะทำหน้าที่ตรวจจับว่าความหน่วงของล้อแต่ละข้างต่ำกว่าเกณฑ์ที่กำหนดหรือไม่ และการลื่นไถลของเบรกสูงกว่าเปอร์เซ็นต์ที่กำหนดและเข้าสู่ระยะไร้เสถียรภาพ (Instable Zone) หรือไม่โดยคำนวณข้อมูลที่ได้จากล้อทั้งสองข้าง สิ่งเหล่านี้เป็นตัวชี้วัดว่ามีความเป็นไปได้สูงที่ล้อจะล็อก เพื่อป้องกันความผิดปกติเหล่านี้ ECU จะส่งสัญญาณไปยังหน่วยไฮดรอลิกเพื่อคงหรือลดแรงดัน หลังจากสัญญาณแสดงว่ากลับมาอยู่ในระยะที่มีเสถียรภาพ (Stable Zone) แล้ว แรงดันจะเพิ่มขึ้นอีกครั้ง ระบบ ABS รุ่นก่อนๆ ใช้ลูกสูบควบคุมแรงดันในน้ำมันเบรก ส่วนรุ่นใหม่จะควบคุมแรงดันด้วยการเปิดและปิดโซเลนอยด์วาล์วอย่างรวดเร็ว ในขณะที่หลักการพื้นฐานและลักษณะทางสถาปัตยกรรมได้มาจาก ABS สำหรับรถยนต์โดยสาร ลักษณะทั่วไปของรถจักรยานยนต์ก็ยังได้รับการนำมาพิจารณาด้วยในระหว่างกระบวนการพัฒนาและประยุกต์ใช้ ซึ่งลักษณะอย่างหนึ่งก็คือ การเปลี่ยนโหลดที่ล้อซึ่งกำลังหมุนในระหว่างการเบรก เมื่อเปรียบเทียบกับรถยนต์แล้ว การเปลี่ยนแปลงโหลดที่ล้อรถจักรยานยนต์จะมีมากกว่าซึ่งอาจทำให้ล้อลอยขึ้นลงได้ และจะยิ่งเกิดขึ้นได้ง่ายหากระบบรองรับช่วงล่างอ่อน ในบางระบบนั้นล้อหลังจะมีฟังก์ชันลดการทะยานของล้อ เมื่อตรวจจับตัวชี้วัดการทะยานของล้อหลังได้ ระบบจะปล่อยแรงดันเบรกที่ล้อหน้าเพื่อลดพฤติกรรมนี้[7] ความแตกต่างอีกประการหนึ่งก็คือ ในกรณีของรถจักรยานยนต์ ล้อหน้ามีความสำคัญกับเสถียรภาพในการขับขี่มากกว่าล้อหลัง ถ้าล้อหน้าล็อกที่ระหว่าง 0.2-0.7 วินาที จะสูญเสียแรงในการรักษารูปทรงและทิศทาง (Gyrostatic Force) และรถจักรยานยนต์จะเริ่มแกว่งเพราะอิทธิพลของแรงด้านข้างเพิ่มขึ้นและกระทำต่อแนวสัมผัสที่ล้อ รถจักรยานยนต์จะเริ่มไม่มีเสถียรภาพและล้มลงได้

ระบบเบรกป้องกันล้อล็อก (ABS)

ระบบลูกสูบ ระบบนี้จะปล่อยแรงดันผ่านการเคลื่อนที่ของลูกสูบชนิดสปริง (Spring-Tensioned Piston) เมื่อปล่อยแรงดัน มอเตอร์แบบเส้นตรง (Linear Motor) จะดึงลูกสูบพลันเจอร์กลับ และเปิดช่องให้น้ำมันไหลเข้า ระบบนี้ใช้ใน ABS I (2531) และ ABS II (2536) ของ BMW ABS II มีความแตกต่างเรื่องขนาดและแผ่นคลัตช์ที่ควบคุมด้วยอิเล็กทรอนิกส์จะติดตั้งบนเพลาแทนที่จะเป็นพลันเจอร์ เซ็นเซอร์ตรวจจับการเคลื่อนที่จะบันทึกระยะการเดินทางของลูกสูบเพื่อให้หน่วยควบคุมสามารถทำงานได้แม่นยำยิ่งขึ้น Honda ก็ใช้ระบบควบคุมแรงดันนี้กับ Big Sports และ Touring Bike เช่นกัน [8] [9]
ระบบวาล์วและปั๊ม ชิ้นส่วนสำคัญที่เป็นส่วนหนึ่งในระบบควบคุมแรงดัน ได้แก่ โซเลนอยด์วาล์วทางเข้าและทางออก ปั๊ม มอเตอร์ ถังพัก จำนวนวาล์วในแต่ละรุ่นจะแตกต่างกันขึ้นอยู่กับฟังก์ชันการทำงานเพิ่มเติมและจำนวนเบรกแชนแนล (Brake Channel) ขดลวดจะทำงานกับวาล์ทางเข้าและทางออกตามข้อมูลที่ได้รับจาก ECU ในระหว่างที่มีการปล่อยแรงดัน น้ำมันเบรกจะเก็บอยู่ในถังพัก สำหรับการทำงานในระบบเปิดนี้ น้ำมันเบรกจะถูกส่งกลับไปยังวงจรเบรกผ่านปั๊มที่ควบคุมโดยมอเตอร์ซึ่งจะรับรู้ผ่านจังหวะการทำงานที่มือเบรก[10]

ระบบเบรกร่วม (Combined Braking System CBS)

ล้อหน้าและหลังของรถจักรยานยนต์จะถูกควบคุมแยกจากกันซึ่งแตกต่างจากรถยนต์ เครื่องบิน หรือรถไฟ ถ้าผู้ขับขี่เบรกด้วยล้อหน้าหรือล้อหลัง ล้อที่เบรกมักจะล็อกเร็วขึ้นราวกับว่าใช้เบรกทั้งสองล้อ ระบบเบรกร่วม (Combined Braking System) จะกระจายแรงเบรกไปที่ล้อซึ่งไม่มีการเบรกด้วยเพื่อลดความเป็นไปได้ที่จะเกิดล้อล็อก เพิ่มแรงหน่วง และลดการโยนตัวของช่วงล่างที่ CBS แต่ละจุด แรงเบรกที่คันเหยียบเบรกล้อหลังจะกระจายไปที่ล้อหน้าในเวลาเดียวกัน วาล์วหน่วงจะตัดแรงดันไฮดรอลิกเพื่อให้มั่นใจว่าเมื่อมีการเบรก จะเกิดแรงดันที่ล้อหน้าด้วย Honda ได้ติดตั้ง Single CBS กับรถรุ่น GL1200 ในปี พ.ศ. 2525 [11]สำหรับรถจักรยานยนต์สปอร์ตที่มีขนาดใหญ่ขึ้นและมีจานเบรกด้านหน้าสองจุด Honda ได้ติดตั้งระบบ Dual CBS เป็นครั้งแรกกับรถรุ่น CBR1000F ในปี พ.ศ. 2536 โดยแรงดันเบรกที่ด้านหน้าจะส่งมาที่ล้อหลังและในทางกลับกัน ถ้าใช้มือเบรกหน้า จะเกิดแรงดันที่ 4 จาก 6 พ็อตในก้ามปูเบรก 2 ตัวที่ด้านหน้า แม่ปั๊มเบรกตัวที่สอง (Secondary Master Cylinder) ที่ล้อหน้าจะกระจายแรงดันที่เหลือไปที่ล้อหลังผ่านวาล์วควบคุมชนิดแบ่งสัดส่วนแรงดัน (Proportional Control Valve) และกระทำกับก้ามปูเบรกสองในสามตัว ในกรณีที่มีการเบรกอย่างแรงที่ล้อหลัง แรงที่เกิดขึ้นก็จะกระจายไปที่ล้อหน้า 2 ใน 6 พ็อตด้วย

CBS และ ABS

CBS ช่วยลดอันตรายจากการเกิดล้อล็อกและล้มลง แต่ในบางสถานการณ์ก็เป็นไปได้ที่ CBS จะทำให้เกิดการล้ม ถ้าแรงดันเบรกกระจายจากล้อหลังไปล้อหน้าและแรงเสียดทานที่พื้นผิวเปลี่ยนแปลงกะทันหัน (เช่น แอ่งน้ำ น้ำแข็งบนพื้นถนน) ล้อหน้าอาจล็อกจนเหลือแต่เบรกหลังเท่านั้นที่ทำงาน ทำให้สูญเสียการทรงตัวและล้มลงได้ สามารถหลีกเลี่ยงเหตุการณ์นี้ได้โดยใช้ CBS และ ABS ร่วมกันในรถจักรยานยนต์ มีหลากหลายวิธีในการผสมผสานทั้งสองระบบ ในกรณีที่ไม่เกิดการสร้างแรงดันแบบแอ็คทีฟ สำหรับ Single Version แชนแนลที่สามจะเชื่อมต่อกับวงจรที่ล้อหลังผ่านวาล์วหน่วงไปยังเบรกหน้า เมื่อเบรกอย่างแรงที่ล้อหลังเพียงอย่างเดียวหรือทั้งสองล้อ น้ำมันเบรกจะส่งไปยังวงจรเบรกผ่านตัววัดความเร็วที่ล้อ และแรงดันจะถูกปรับตามความเร็วล้อและการลื่นไถลเมื่อเบรก ใน Dual Version จะใช้ Honda Dual CBS ร่วมกับแม่ปั๊มเบรกตัวที่สอง และวาล์วควบคุมชนิดแบ่งสัดส่วนแรงดันกับ Piston ABS ซึ่งมีตัวคุม (Modulator) คอยควบคุมแรงดันในแต่ละจุด[11]
ในกรณีที่เกิดการสร้างแรงดันแบบแอ็คทีฟ ในปี พ.ศ. 2552 Honda ได้นำ ABS ร่วมที่ควบคุมด้วยอิเล็กทรอนิกส์มาใช้กับรถจักรยานยนต์สปอร์ตที่มีสมรรถนะสูงซึ่งเบรกด้วยไวร์เทคโนโลยี (Wire Technology) แรงเบรกที่ผู้ขับขี่ใช้จะถูกวัดโดยเซ็นเซอร์ตรวจจับแรงดันและส่งข้อมูลไปที่ ECU ซึ่งจะคำนวณการกระจายแรงดันที่เหมาะสมเพื่อป้องกันล้อล็อกและให้แรงหน่วงที่ดีที่สุดเท่าที่เป็นไปได้โดยอาศัยข้อมูลจากเซ็นเซอร์ตรวจจับความเร็วที่ล้อด้วย จากผลการคำนวณที่ได้นี้ มอเตอร์ที่แต่ละล้อจะสั่งให้ปั๊มทำงานโดยสร้างและควบคุมแรงดันเบรกที่ล้อ ระบบนี้ให้เวลาตอบสนองที่ดีเนื่องจากฟังก์ชันการทำงานแบบ Brake to Wire
ระบบ Motorcycle Integral Braking (MIB) จาก Continental Teves และ eCBS (CBS อิเล็กทรอนิสก์) ใน ABS สำหรับรถจักรยานยนต์จาก Bosch ก็เป็นอีกวิธีหนึ่ง ระบบเหล่านี้อาศัยการทำงานของปั๊มและวาล์ว ด้วยการติดตั้งวาล์วเพิ่มเติม ปั๊มที่มีสมรรถนะสูงกว่า และมอเตอร์ที่มีพลังมากกว่า ระบบจะสามารถสร้างแรงดันได้อย่างมาก แรงดันเบรกจากผู้ขับขี่สามารถวัดได้ด้วยเซ็นเซอร์ตรวจจับแรงดันที่มือเบรกและคันเหยียบเบรก ปั๊มสามารถสร้างแรงดันเพิ่มเติมเพื่อปรับให้เข้ากับสภาพการขับขี่ นอกจากนี้ มีการออกแบบระบบ Partial Integral Braking สำหรับการทำงานในทิศทางเดียวคือ หน้าหลัง หรือหลังหน้า ในขณะที่ระบบ Fully Integral Braking จะสามารถทำงานได้แบบสองทิศทางคือ หน้าหลัง และหลังหน้า เนื่องจากระบบเหล่านี้ควบคุมด้วยอิเล็กทรอนิกส์และสามารถสร้างแรงดันได้มาก จึงทำให้ผู้ขับขี่มีโอกาสปรับพฤติกรรมการเบรกรถจักรยานยนต์ ผู้ขับขี่ที่มีประสบการณ์สามารถปิดการทำงานของ CBS และ ABS ได้ และเลือกโหมดการควบคุมแบบต่างๆ ที่มีระดับสูงขึ้นหรือต่ำลงได้ เช่น โหมดฝนตกหรือโหมดลื่นในรถรุ่น BMW S1000RR