Hệ thống cân bằng điện tử ESP

Chuyên đề: Công nghệ thuật ngữ ô tô
Chỉnh sửa lúc: 03/12/2016

Một trang 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 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, 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.
 
Hệ thống cân bằng điện tử ESPHệ thống cân bằng điện tử ESP

Đôi nét về sự phát triển của hệ thống cân bằng điện tử ESP

Hệ thống cân bằng điện từ xuất hiện lần đầu tiên trên 2 chiếc xe của BMW năm 1995, đó là 750iL và 850Ci với động cơ trang bị trên xe là 5.4L V12. Hệ thống cân bằng điện tử này lấy tên là DSC (Dynamic Stability Control) và được sản xuất bởi Bosch - một hãng nổi tiếng trong lĩnh vực thiết bị cơ khí và điều khiển điện tử của Đức. Hệ thống được trang bị cảm biến tại các bánh xe với tấn số 50 lần mỗi giây.

Một năm sau khi hệ thống cân bằng điện tử ra đời, Mercedes-Benz cũng bắt đầu ứng dụng công nghệ này lên mẫu xe của mình và lấy tên là ESP. Mẫu xe đầu tiên của Mercedes-Benz lắp đặt hệ thống cân bằng điện tử là S600. Cũng giống như BMW, Mercedes chọn đối tác cung cấp hệ thống là Bosch và tự mình đưa ra những quy định về những ngưỡng giá trị tối đa trước khi hệ thống ESP hoạt động. Nhưng một điểm nổi bật hơn trong hệ thống ESP của Mercedes là khả năng nhanh chóng lấy lại vị trí ổn định của xe sau khi ESP hoạt động.

Năm 1997, Cadillac công bố hệ thống cân bằng điện tử của mình với cái tên STS (StabiliTrak stability). Giống như hệ thống của BMW và Mercedes, Cadillac sử dụng 3 vị trí cảm biến, đó là cảm biến góc lái, cảm biến hướng của xe và cảm biến tốc độ bánh xe. Năm 1998, Lexus đưa ra cái tên VSC (Vehicle Stability Control) cho hệ thống cân bằng điện tử của mình. Ngoài việc trang bị các cảm biến như Cadillac hay Mercedes, Lexus lắp thêm cảm biến đo áp suất phanh nhằm phối hợp với hệ thống phân bổ lực phanh EBD, giúp xe đạt trạng thái ổn định nhất.

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

Nguyên lý hoạt động như sau: 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” như sau

Hệ thống cân bằng điện tử ESPHệ thống cân bằng điện tử ESP

Hệ thống phanh ABS là hệ thống chống bó cứng xe khi phanh, nó có tác dụng lớn nhất là giảm thiểu tối đa hiện tượng mất lái khi người lái vừa phanh vừa tránh chướng ngại vật ở tốc độ cao. Nếu cảm biến bánh xe phát hiện thấy hiện tượng trượt trên bánh nào thì áp lực phanh trên bánh đó sẽ được giảm. Sự kiểm soát này thông qua ECU điều khiển và cơ cấu thừa hành gồm một hệ thống van điện từ. Các van trong cơ cấu thừa hành sẽ điều hòa áp suất phanh của bánh trị trượt theo các chế độ: tăng, giữ và giảm áp.

Hệ thống ASR (Acceleration Slip Regulator) được trang bị trên xe hơi nhằm chống hiện tượng trượt quay của các bánh xe chủ động khi xe khởi hành và tăng tốc đột ngột. Thêm một nhiệm vụ chính yếu của ASR là giúp xe cải thiện tính ổn định bằng cách điều chỉnh lực kéo của các bánh xe chủ động. Trong quá trình khởi hành, tăng tốc… nếu ASR phát hiện thấy bánh xe chủ động nào bị trượt quay, cảm biến tốc độ của bánh xe sẽ gửi tín hiệu này đến bộ ECU. “Bộ não” ECU sẽ ra lệnh cho hệ thống phanh tác động vào bánh xe và làm giảm việc quay trơn vô ích. Trong đó, áp suất phanh được liên tục điều khiển theo chu kỳ ở các chế độ tăng áp, giữ áp và giảm áp.

Đồng thời, hệ thống ESP cũng gửi tín hiệu đến hộp điều khiển động cơ để đóng bớt bướm ga lại hoặc làm chậm thời điểm đánh lửa nhằm giảm mô-men xoắn của động cơ.

1 – Cảm biến tốc độ bánh xe; 2 – Giắc chẩn đoán; 3 – Hộp điều khiển điện ESP; 4 – Công tắc ESP OFF; 5 – Đèn báo ABS; 6 – Đèn báo ESP; 7 – Đèn báo EPC (E –gas) 8 – Cảm biến gia tốc ngang; 9 – Hộp điều khiển làm trễ mômen động cơ; 10 – Đèn báo lỗi ESP; 11 – Cảm biến góc lái; 12 – Công tắc báo phanh; 13 – Bơm cung cấp ESP; 14 – Công tắc phanh đậu xe; 15 – Cảm biến áp suất xy lanh chính; 16 – Xy-lanh chính; 17 – Cơ cấu thừa hành thủy lực ESP.

Hệ thống EBR (Engine Brake Regulation) có tác dụng chống hiện tượng trượt của các bánh xe chủ động hoạt động ở chế độ không tải cưỡng bức và đảm bảo tính ổn định của xe. Ở chế độ không tải cưỡng bức như trường hợp xe xuống dốc, van bướm ga đóng, khi đó xe xuống dốc ở chế độ phanh bằng động cơ. Nhưng nếu xảy ra trường hợp lực cản của động cơ quá lớn dẫn đến hiện tượng các bánh xe chủ động bị trượt. Ngay lập tức, ESP nhận biết hiện tượng này và gửi tín hiệu đến hộp điều khiển động cơ nhằm làm giảm sự trượt ở các bánh xe chủ động. Quá trình này diễn ra mà người lái xe không nhận biết được.

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 ESPHệ 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.

Hoạt động của hệ thống cân bằng điện tử ESP

 

Thống kê trang bị cân bằng điện tử của các hãng lớn trên thế giới:

* Acura: Vehicle Stability Assist (VSA)
* Alfa Romeo: Vehicle Dynamic Control (VDC)
* Audi: Electronic Stabilization Program (ESP)
* Buick: StabiliTrak (STS)
* BMW: Dynamic Stability Control (DSC), bao gồm cả Dynamic Traction Control (DTC)
* Cadillac: All-Speed Traction Control & StabiliTrak (STS)
* Chevrolet: StabiliTrak (STS)
* Chrysler: Electronic Stability Program (ESP)
* Dodge: Electronic Stability Program (ESP)
* Fiat: Electronic Stability Program (ESP) và Vehicle Dynamic Control (VDC)
* Ferrari: Controllo Stabilita (CST)
* Ford: AdvanceTrac and Interactive Vehicle Dynamics (IVD)
* GM: StabiliTrak (STS)
* Hyundai: Electronic Stability Program (ESP)
* Honda: Electronic Stability Control (ESC) và Electronic Stability Program (ESP)
* Infiniti: Vehicle Dynamic Control (VDC)
* Jaguar: Dynamic Stability Control (DSC)
* Jeep: Electronic Stability Program (ESP)
* Kia: Electronic Stability Program (ESP)
* Land Rover: Dynamic Stability Control (DSC)
* Lexus: Vehicle Stability Control (VSC) 
* Maserati: Maserati Stability Program (MSP)
* Mazda: Dynamic Stability Control (DSC)
* Mercedes: Electronic Stability Program (ESP)
* MINI Cooper: Dynamic Stability Control
* Nissan: Vehicle Dynamic Control (VDC)
* Opel: Electronic Stability Program (ESP)
* Peugeot: Electronic Stability Program (ESP)
* Porsche: Porsche Stability Management (PSM)
* Renault: Electronic Stability Program (ESP)
* Rover: Dynamic Stability Control (DSC)
* Saab: Electronic Stability Program
* Subaru: Vehicle Dynamics Control Systems (VDCS)
* Suzuki: Electronic Stability Program (ESP)
* Toyota: Vehicle Stability Control (VSC)
* Volvo: Dynamic Stability và Traction Control (DSTC)
* VW: Electronic Stability Program (ESP)
Trên đây là tất cả các thông tin về hệ thống cân bằng điện tử ESP. Chúc bạn lái xe an toàn.
 
Tổng hợp
 
Bài viết liên quan:
 
 
Bạn cảm thấy bài viết hữu ích?

Bài viết nổi bật

Loading...

Bài viết mới nhất

  • Widowmaker

    Bài viết: 7

    Android Auto và Apple CarPlay: Ưu - nhược điểm và sự khác biệt

    08:37 AM 31/07/2019
    760
    Apple Carplay hay Android Auto có khả năng mang giao diện trên điện thoại thông minh của người dùng lên màn hình lớn ở khu vực trung tâm của xe, tuy nhiên, chỉ giữ lại những ứng dụng cơ bản và thường dùng nhất. Mục đích cuối cùng của các công nghệ này là giúp người dùng sử dụng những tính năng cần thiết trên điện thoại một cách thuận tiện nhất mà không bị phân tâm khi lái xe. Qua đó giúp việc lái xe trở nên tiện lợi và an toàn hơn.
  • Widowmaker

    Bài viết: 7

    Tìm hiểu công nghệ phối khí CVVD đầu tiên trên thế giới của Hyundai

    16:17 PM 22/07/2019
    701
    Các hệ thống van biến thiên hiện tại chỉ cho phép điều chỉnh thời điểm nạp và xả khí. Mới đây, Hyundai đã tiến thêm một bước khi ra mắt công nghệ phối khí CVVD (Continuous Variable Valve Duration) cho phép thay đổi cả khoảng thời gian mở của van nạp ứng với các điều kiện vận hành khác nhau của xe.
  • Widowmaker

    Bài viết: 7

    Tìm hiểu động cơ EQ Boost trên các dòng xe Mercedes mới

    08:37 AM 11/07/2019
    800
    Với khả năng bổ sung đến 13,5 mã lực và 160 Nm lực kéo cho động cơ cỡ nhỏ 1.5L mà không làm tiêu tốn thêm nhiên liệu, công nghệ EQ Boost đang dần được Mercedes-Benz trang bị trên nhiều dòng xe sang của mình. Vậy EQ Boost là gì và vì sao Mercedes lại quyết định “phổ cập” công nghệ này trên những dòng xe tương lai của hãng?
  • Sơn Vinh

    Bài viết: 61

    Ưu và nhược điểm của hộp số vô cấp trên xe cỡ nhỏ

    07:54 AM 25/06/2019
    3223
    Cùng với sự phát triển của thị trường ô tô, hộp số vô cấp ngày một phổ biến hơn trên các dòng xe cỡ nhỏ. Vậy ưu và nhược điểm của hộp số vô cấp trên những dòng xe này là gì?
  • Khoa NX

    Bài viết: 281

    Có gì 'hot' với các công nghệ hỗ trợ lái xe ban đêm của Mercedes-Benz ?

    04:45 AM 19/05/2019
    1081
    Đèn pha LED thông minh có cường độ sáng siêu mạnh có thể chiếu xa 650m hay hệ thống quan sát Night view chính là những tính năng đột phá của các dòng xe Mercedes-Benz tại Việt Nam. Vậy thì những hệ thống này hoạt động ra sao ?
  • Sơn Vinh

    Bài viết: 61

    Tìm hiểu công nghệ an toàn trên Toyota Camry 2019

    17:32 PM 11/05/2019
    1813
    Với khẩu hiệu “Dẫn lối đam mê”, Toyota Camry thế hệ thứ 8 đã chính thức ra mắt khách hàng Việt Nam. Được xây dựng dựa trên định hướng thiết kế toàn cầu mới, Toyota Camry 2019 nâng cấp các trang bị an toàn hiện đại, tiếp tục duy trì chuẩn an toàn 5 sao ASEAN NCAP.
  • Quang Thien

    Bài viết: 48

    Tìm hiểu hệ thống kiểm soát xe trong cua độc quyền của Mazda G-Vectoring Control

    12:55 PM 17/04/2019
    1622
    G-Vectoring Control là công nghệ kiểm soát lực kéo tiên tiến và độc quyền của Mazda giúp xe ổn định và an toàn hơn khi đánh lái vào và ra cua, góp phần giảm hiện tượng đau đầu và say xe của hành khách.
  • Quang Thien

    Bài viết: 48

    Vì sao ô tô dễ móp đầu khi va chạm?

    14:31 PM 24/03/2019
    2526
    Trong tất cả những vụ va chạm trực diện, đầu xe là bộ phận chịu nhiều thiệt hại nhất. Vậy tại sao nhà sản xuất lại không thiết kế cho bộ phận này cứng và chắc chắn hơn? Trong bài viết này, danhgiaXe sẽ mang đến cho độc giả lời giải đáp cho một trong những thắc mắc phổ biến nhất về an toàn trên ô tô.
  • Quang Thien

    Bài viết: 48

    15 thông tin cơ bản về hệ thống tăng áp Turbocharger trên ô tô

    07:08 AM 28/03/2019
    2486
    Những khái niệm “tăng áp”, “turbo” đã không còn quá xa lạ với người dùng Việt trong mười năm trở lại đây. Trong khi tất cả những mẫu xe diesel thương mại đều đã được trang bị turbo, “làn sóng” tăng áp cũng lan nhanh sang những mẫu xe chạy xăng trải dài khắp các phân khúc của mỗi hãng xe lớn nhỏ. Trong bài viết này, danhgiaXe sẽ mang đến cho độc giả 15 sự thật thú vị để bạn có cái nhìn đơn giản và khái quát nhất về hệ thống turbo tăng áp trên ô tô.
  • Khoa NX

    Bài viết: 281

    Có nên 'thần thánh' thanh cân bằng trên xe ô tô ?

    07:52 AM 21/03/2019
    4608
    Thị trường phụ kiện cho xe ô tô ngày càng phát triển bởi lượng người sử dụng ngày càng tăng. Tuy nhiên, nếu các phụ tùng mang tính trang trí hay làm đẹp thì không ảnh hưởng mấy nhưng các nâng cấp tác động đến hệ thống treo hay khung gầm mà cụ thể là thanh cân bằng đang được khá nhiều người truyền tay nhau. Vậy thì thanh cân bằng thực tế có tác dụng là gì ?