Cấu tạo của hệ thống cân bằng điện tử ESP và nguyên lý hoạt động VTEC

Cấu tạo của hệ thống cân bằng điện tử ESP và nguyên lý hoạt động

Thiết bị đang trở thanh tiêu chuẩn tối thiểu cho một mẫu xe cao cấp, và dần được trang bị trên hầu hết các mẫu xe hiện nay đó chính là hệ thống cân bằng điện tử ESP (Electronic Stability Program). Trong suốt quá trình điều khiển xe, mọi hoạt động đều được cảm biến ghi lại và truyền về liên tục cho hệ thống điều khiển trung tâm đó là hộp đen ECU, để so sánh với những chương trình đã tính toán từ trước. Nếu đột nhiên có hiện tượng bất thường xảy ra như xe đi chệch quỹ đạo ở tốc độ cao hay vào cua bị phanh gấp thì ngay lập tức hệ thống ESP sẽ hoạt động theo những chương trình đã được cài đặt. Lúc này cơ cấu điều khiển thủy lực trong hệ thống sẽ thông qua chương trình điện tử can thiệp vào hệ thống chống bó cứng phanh ABS, nhằm điều chỉnh góc xoay và tốc độ của từng bánh xe sao cho cân bằng với góc trượt quán tính của xe. Ngoài ra cơ cấu này sẽ tự động giảm công suất tức thời động cơ điều khiển giảm tốc độ vòng quay tại các bánh đến khi bánh xe đủ độ bám đường cần thiết, đưa xe về vùng làm việc an toàn. Nhờ vậy mà xe không thể bị chệch hướng đột ngột hay lật xe.

 Kết quả hình ảnh cho Nguyên lý hoạt động của hệ thống cân bằng điện tá»­ ESP

Nguyên lý hoạt động của hệ thống cân bằng điện tử ESP

Trong quá trình chuyển động, nếu hệ thống ESP phát hiện được tình trạng xe bắt đầu bị mất lái (rõ rệt nhất khi vào cua) thì ESP sẽ làm việc bằng cách can thiệp vào hệ thống phanh để giảm ngay vận tốc xe. ESP có thể ra lệnh cho hệ thống phanh hoạt động riêng rẽ trên một hoặc nhiều bánh xe trên cầu trước hoặc cầu sau. Nhiệm vụ chính của hệ thống ESP chính là giúp ổn định xe khi phanh, khi xe vào cua và ngay cả lúc xe mới khởi hành và tăng tốc. Tuy nhiên, để hiệu quả khi hoạt động, hệ thống ESP cũng tác động đến cả động cơ và hộp số.

Xét về bản chất, ESP là một “hệ thống tổng” bao gồm các hệ thống “cấp dưới” được mô phỏng như hình sau:

Kết quả hình ảnh cho Hệ thống cân bằng điện tử ESP

Hệ thống cân bằng điện tử ESP

Với sự phối hợp của các hệ thống cơ điện tử trên, chức năng chính của ESP là giảm thiểu hiện tượng “văng đầu” (understeering) và “văng đuôi” (oversteering) khi xe vào cua hoặc tránh chướng ngại vật trong trường hợp khẩn cấp. Trong các tình huống đó nếu xảy ra, hệ thống sẽ đảm bảo xe không bị lệch ra khỏi hướng điều khiển của người lái xe.

Để nhận biết được việc xe bị lệch quỹ đạo, ESP phải có thêm các cảm biến góc lái, cảm biến gia tốc ngang. Nếu phát hiện thấy hiện tượng xe chệch khỏi quỹ đạo, ESP tự động điều khiển lực phanh chính xác đến các bánh xe tương ứng để bảo đảm xe nằm trong tầm kiểm soát của người lái.

Hệ thống ESP sẽ nhận biết thông qua các cảm biến góc lái và cảm biến gia tốc ngang, tự động điều khiển một lực phanh chính xác đến các bánh xe tương ứng ở cầu trước hoặc cầu sau để duy trì hướng chuyển động của xe theo sự điều khiển của người lái.

Hệ thống cân bằng điện tử ESP

Hình bên trái cho thấy khi xe có xu hướng bị “văng đầu” thì ESP điều khiển phanh bánh xe sau trái, còn khi xe có xu hướng “văng đuôi” (hình bên phải) thì ESP điều khiển phanh bánh xe trước phải, nhờ vậy giúp cho xe ổn định khi quay vòng.

Đồng thời với việc điều khiển phanh,  ESP cũng gửi tín hiệu đến hộp điều khiển động cơ, điều khiển giảm bớt mô-men xoắn của động cơ. Nhờ vậy xe đạt được tính ổn định cao khi quay vòng. Ngoài ra, các dòng xe hiện đại ngày nay, ESP còn can thiệp vào cả hộp số nhằm tạo ra tính ổn định rất cao khi xe vận hành trong nhiều điều kiện khác nhau.

Cấu tạo của hệ thống cân bằng điện tử

ESC được cấu thành từ 5 bộ phận chính, tín hiệu từ các cảm biến gia tốc ngang ở thân xe, cảm biến tốc độ ở các bánh xe và góc đánh lái… được thu thập để xác định trạng thái chuyển động thực tế. Khi truyền tới bộ vi xử lý điều khiển trung tâm, máy tính sẽ so sánh kết quả với góc quay vô lăng, từ đó đưa ra các lệnh điều khiển phanh hoặc giảm công suất giúp xe nhanh chóng trở về trạng thái theo đúng ý muốn của người lái.

Hệ thống cân bằng điện tử sử dụng mô đun điều khiển thủy lực tương tự ABS, nhưng ngoài tác dụng kiểm soát hoặc giảm áp suất dầu phanh tác động lên xi lanh, bộ phận này còn có thể làm tăng áp suất dầu vào khu vực cần thiết khi có yêu cầu tạo ra lực phanh chênh lệch giữa các bánh. Về nguyên tắc, hoạt động của ABS và ESC không thể tách rời nhau, ABS cho phép ESC phanh độc lập trên từng bánh một cách hiệu quả. Tuy nhiên, hệ thống cân bằng điện tử làm việc hoàn toàn tự động khi có sự sai lệch giữa góc đánh lái và góc quay thân xe, còn hệ thống chống bó cứng phanh hoạt động chỉ khi người lái đạp phanh và bánh xe có nguy cơ bị bó cứng.

Kết quả hình ảnh cho Sự liên hệ giữa ESC, ABS, EBD và TCS

Sự liên hệ giữa ESC, ABS, EBD và TCS

Ngoài ra, ESC còn gắn bó mật thiết với hệ thống chống trượt TCS và phân phối lực phanh điện tử EBD. Nếu ABS làm nhiệm vụ điều khiển quá trình phanh hãm xe (theo chiều dọc), TCS điều khiển lực kéo khi xe tiến về phía trước (theo chiều dọc), EBD điều khiển lực phanh tại mỗi bánh xe thì ESC có chức năng kiểm soát độ cân bằng và ổn định của xe khi xảy ra hiện tượng bị văng đuôi, trượt ngang lúc vào cua hoặc do đánh lái đột ngột ở tốc độ cao.

Nguyên lý hoạt động của hệ thống cân bằng điện tử

Khi xe vào cua ở tốc độ cao mà người lái đánh lái thiếu sẽ gặp tình trạng bị trượt bánh trước (Understeer) khiến xe có xu hướng bị văng ngang ra khỏi cung đường dự kiến, từ đó dẫn đến nguy cơ lật xe hoặc gây tai nạn. Nếu xe được trang bị ESC, khi bắt đầu có xu hướng trượt ngang, cảm biến trượt ngang và góc đánh lái sẽ gửi tín hiệu về hộp điều khiển, dựa vào đó ESC sẽ tính toán và điều khiển thực hiện việc chủ động tạo một lực phanh ở bánh xe phía đối diện với hướng xe bị trượt, có tác dụng như một tâm quay tạo ra mô men bù lại lực trượt ngang, nhờ đó giữ xe ở trạng thái ổn định và di chuyển theo đúng hướng dự kiến.

Trong trường hợp xe vào cua ở tốc độ cao và đánh lái quá nhiều khiến đuôi xe trượt khỏi hướng lái dự kiến (Oversteer). Khi nhận được thông tin, hộp điều khiển ESC cũng gửi đi tín hiệu điều khiển thực hiện phanh bánh trước theo phía đối diện hướng đuôi xe bị văng, lực phanh tạo thành tâm quay sinh ra mô men bù giữ cho xe ở trạng thái cân bằng và di chuyển ổn định về phía trước theo đúng như mong muốn.

Nếu đường quá trơn trượt, lốp quá mòn hay áp suất hơi không đúng tiêu chuẩn làm giảm khả năng bám đường, hoạt động của ESC có thể bị ảnh hưởng, thậm chí không phát huy tác dụng. Khi ESC làm việc, đèn cảnh báo trên đồng hồ sẽ sáng nhấp nháy. Trên tất cả các mẫu xe có trang bị ESC đều có một công tắc kích hoạt hoặc tạm ngắt chế độ hoạt động, nhưng để đảm bảo an toàn, tốt nhất nên luôn để ở chế độ kích hoạt.

 

Phòng KHCN&ĐN

DKTS

Cán bộ tư vấn

Mr. Hạnh 0982.790924
Mr. Bình 0989.465017
Mr. Giao 0374.815299
Mr. Bằng 0988.265268
Mr. Hải 0963.892678
Mr. Lâm 0355.847887
Mrs. Lan 0972.579533
Mrs. Yến 0982.628428
Mss. Dương 0977.631986
Mss. Phương 0348.671196

Lượt truy cập

1438929

      Trang web hiện có: 81 khách

Liên kết web

banner gdnn  

so lao dongthuong binh va xa hoi tinh vinh phuc 20170715