Đề tài Nghiên cứu hệ thống ổn định quỹ đạo chuyển động của ô tô esc (electronic stability control)

cña nhµ n­íc, chÝnh s¸ch néi ®Þa ho¸ phô tïng « t« trong viÖc s¶n xuÊt vµ l¾p r¸p « t« t¹o ®iÒu kiÖn cho c¸c nhµ thiÕt kÕ nghiªn cøu, chÕ t¹o c¸c côm, c¸c hÖ thèng trªn « t« trong n­íc trong ®ã cã c¸c hÖ thèng n©ng cao tÝnh n¨ng an toµn cho ng­êi sö dông. VÊn ®Ò nghiªn cøu n©ng cao tÝnh n¨ng an toµn cho ng­êi sö dông th«ng qua kÕt cÊu vµ ®iÒu khiÓn lµ v« cïng quan träng. Do ®­êng x¸ ngµy cµng ®­îc c¶i thiÖn tèt h¬n, tèc ®é ph¸t triÓn nghµnh giao th«ng vËn t¶i t¨ng nhanh cho nªn tèc ®é chuyÓn ®éng cña « t« còng ngµy cµng ®­îc n©ng cao. Tuy nhiªn, cïng víi nh÷ng sù ph¸t triÓn ®ã mËt ®é ph­¬ng tiÖn c¬ giíi trªn ®­êng ngµy cµng cao, vÊn ®Ò tai n¹n giao th«ng trªn ®­êng lµ vÊn ®Ò quan t©m hµng ®Çu. ChÝnh v× vËy, chóng em chän nghiªn cøu vÒ ®Ò tµi: “Nghiªn cøu hÖ thèng æn ®Þnh quü ®¹o chuyÓn ®éng cña « t« ESC (Electronic Stability Control)” Víi t×nh h×nh hiÖn nay ngµnh c«ng nghiÖp « t« cña ta chñ yÕu lµ l¾p r¸p nªn ®Ó cã thÓ ®éc lËp chÕ t¹o trong t­¬ng lai rÊt cÇn nh÷ng nghiªn cøu øng dông trong thùc tiÔn. §©y lµ mét hÖ thèng kh¸ míi vµ hiÖn ®¹i ®­îc øng dông trªn « t«, ®Æc biÖt víi nghµnh c«ng nghiÖp « t« ViÖt Nam. MÆt kh¸c, tµi liÖu chuyªn s©u vÒ hÖ thèng cña c¸c nhµ s¶n xuÊt kh«ng ®­îc c«ng khai réng r·i, cïng víi tr×nh ®é chuyªn m«n ch­a s©u réng, do vËy mµ viÖc nghiªn cøu cô thÓ kÕt cÊu, cÊu t¹o vµ nguyªn lý cña hÖ thèng gÆp nhiÒu khã kh¨n vµ cã nhiÒu thiÕu xãt. RÊt mong sù phª b×nh, ®ãng gãp ý kiÕn cña c¸c thÇy trong héi ®ång gi¸m kh¶o vµ nh÷ng ng­êi quan t©m ®Õn ®Ò tµi. Xin ch©n thµnh c¶m ¬n TS. NguyÔn TuÊn Anh lµ ng­êi ®· trùc tiÕp h­íng dÉn vµ gióp ®ì chóng em nghiªn cøu ®Ò tµi. Ch©n thµnh c¶m ¬n c¸c thÇy trong Bé m«n C¬ khÝ « t« - Khoa C¬ khÝ – Tr­êng §¹i häc G.T.V.T Hµ néi ®· gióp ®ì vµ gãp ý cho ®Ò tµi trong qu¸ tr×nh thùc hiÖn. Nhãm Sinh viªn: C¬ khÝ ¤t« A- K45 Ch­¬ng I Tæng quan vÒ ®Ò tµi I- §Æt vÊn ®Ò Nh­ chóng ta ®· biÕt, sù ra ®êi cña chiÕc « t« ®Çu tiªn trªn thÕ giíi ®· ®¸nh dÊu mét b­íc ngoÆt lín trong ®êi sèng cña nh©n lo¹i. ¤ t« kh«ng chØ gióp chóng ta di chuyÓn tõ n¬i nµy sang n¬i kh¸c mét c¸ch nhanh chãng hay vËn chuyÓn hµng ho¸ dÔ dµng, thuËn tiÖn mµ nã cßn ®ãng vai trß nh­ mét thiÕt bÞ ®¶m b¶o an toµn cho con ng­êi khi tham gia giao th«ng vËn t¶i. Ngay tõ khi ra ®êi nh÷ng chiÕc « t« ®· kh¼ng ®Þnh ®­îc vai trß quan träng cña m×nh trong ®êi sèng cña con ng­êi, cïng víi sù ph¸t triÓn cña giao th«ng vËn t¶i ngµnh c«ng nghiÖp « t« còng theo ®ã kh«ng ngõng thay ®æi theo chiÒu h­íng tÝch cùc nhÊt. Ngµy nay, nh÷ng chiÕc « t« ®· trë nªn quen thuéc víi chóng ta h¬n bao giê hÕt vµ mçi chóng ta dï Ýt, dï nhiÒu ®Òu ®­îc h­ëng nh÷ng tiÖn Ých mµ chóng mang l¹i. Nh­ng song song tån t¹i cïng sù ph¸t triÓn cña ngµnh giao th«ng vËn t¶i lµ nh÷ng vô tai n¹i còng ngµy cµng gia t¨ng bëi rÊt nhiÒu nguyªn nh©n vµ gãp mÆt trong ®ã lµ nguyªn nh©n vÒ tÝnh an toµn cña c¸c ph­¬ng tiÖn tham gia l­u th«ng trªn ®­êng, « t« còng lµ mét trong sè c¸c ph­¬ng tiÖn ®ã. V× vËy, mét nhu cÇu cÊp thiÕt ®Æt ra lµ cÇn cã c¸c hÖ thèng, còng nh­ c¸c ph­¬ng tiÖn cã tÝnh n¨ng ®¶m b¶o an toµn tèi ®a cho con ng­êi còng nh­ hµng ho¸ tham gia l­u th«ng trªn c¸c cung ®­êng. §øng tr­íc nhu cÇu ®ã rÊt nhiÒu c¸c thiÕt bÞ c«ng nghÖ ®· ®­îc nghiªn cøu vµ ph¸t triÓn nh»m gi¶m thiÓu tai n¹n xuèng møc thÊp nhÊt. Ngµnh c«ng nghiÖp « t« còng kh«ng lo¹i trõ khái nhu cÇu ®ã, hÇu hÕt c¸c h·ng « t« trªn thÕ giíi ®Òu ®· dµnh nh÷ng kho¶n kinh phÝ rÊt lín cho viÖc nghiªn cøu tÝch hîp c¸c hÖ thèng an toµn trªn c¸c dßng xe cña m×nh. Ngµy nay, gÇn nh­ toµn bé c¸c hÖ thèng, tæng thµnh trªn « t« ®· ®­îc can thiÖp bëi c¸c hÖ thèng tÝch hîp c¬ khÝ hay ®iÖn tö nh»m t¹o ra sù tiÖn nghi vµ an toµn cao nhÊt cho ng­êi sö dông. HiÖn t¹i, ®· cã rÊt nhiÒu hÖ thèng ®­îc nghiªn cøu vµ øng dông trªn xe cña c¸c h·ng s¶n xuÊt « t« vµ chóng mang l¹i hiÖu qu¶ râ rÖt trong viÖc ®¶m b¶o an toµn cho ng­êi sö dông nh­ : + HÖ thèng chèng bã cøng b¸nh xe khi phanh - ABS (Anti-lock Braking System). + HÖ thèng ph©n phèi lùc phanh ®iÖn tö - EBD (Electronic Brake force Distribution) + HÖ thèng kiÓm so¸t lùc kÐo - TRC (Traction Control System). + HÖ thèng ®iÒu khiÓn gãc quay cña xe quanh trôc däc xe AYC (Active Yaw Control). + HÖ thèng tói khÝ....vv... Vµ cßn rÊt nhiÒu c¸c hÖ thèng ®­îc øng dông trªn nhiÒu xe kh¸c nhau. C¸c hÖ thèng trªn hç trî ng­êi l¸i trong qu¸ tr×nh phanh, qu¸ tr×nh khëi hµnh hay khi chuyÓn ®éng trªn c¸c lo¹i ®­êng tr¬n tr­ît cã hÖ sè b¸m thay ®æi, chóng chñ yÕu t¸c ®éng ®Õn lùc phanh, lùc kÐo nh»m kiÓm so¸t sù tr­ît cña c¸c b¸nh xe vµ chóng th­êng ®­îc øng dông mét c¸ch ®éc lËp trªn xe. Tuy nhiªn nguyªn nh©n g©y tai n¹n kh«ng chØ ®¬n thuÇn lµ do sù tr­ît cña c¸c b¸nh xe trªn ®­êng, trªn thùc tÕ ®· cã rÊt nhiÒu nh÷ng tai n¹n ®¸ng tiÕc x¶y ra do hiÖu qu¶ phanh kÐm hoÆc khi phanh x¶y ra hiÖn t­îng bã cøng b¸nh xe lµm mÊt kh¶ n¨ng ®iÒu khiÓn hoÆc khi « t« khëi hµnh hay t¨ng tèc ®é ®ét ngét trªn ®­êng cã hÖ sè b¸m thÊp th× rÊt cã thÓ c¸c b¸nh xe chñ ®éng bÞ tr­ît quay t¹i chç dÉn ®Õn lµm mÊt m¸t m« men chñ ®éng vµ cã thÓ lµm tr­ît xe. §Æc biÖt cã nh÷ng tr­êng hîp « t« mÊt æn ®Þnh ®éng häc trong qu¸ tr×nh t¨ng tèc hay quay vßng( quay vßng thõa hoÆc quay vßng thiÕu) còng dÉn ®Õn c¸c t×nh huèng nguy hiÓm cho « t«. ¤ t« chuyÓn ®éng trªn ®­êng víi quü ®¹o rÊt phøc t¹p, nÕu « t« chuyÓn ®éng víi tèc ®é cao, gÆp ch­íng ng¹i vËt cÇn phanh gÊp hoÆc cÇn ®æi h­íng chuyÓn ®éng mét c¸ch ®ét ngét ®Ó tr¸nh ch­íng ng¹i vËt cã thÓ lµm xe bÞ lËt. C¸c nguyªn nh©n trªn ®Æt ra cho chóng ta mét vÊn ®Ò lµ cÇn cã mét hÖ thèng kÕt hîp c¸c hÖ thèng trªn ®Ó cã thÓ kiÓm so¸t ®­îc tÊt c¶ c¸c t×nh huèng x¶y ra lµm mÊt æn ®Þnh cho « t«. Vµ hÖ thèng :“ æn ®Þnh quü ®¹o chuyÓn ®éng ®iÖn tö ESC (Electronic Stability Control)” cã thÓ gi¶i quyÕt ®­îc vÊn ®Ò nµy. Nh­ ®· nãi ë trªn ®©y lµ mét hÖ thèng rÊt míi vµ cã nhiÒu tiÖn Ých nªn viÖc nghiªn cøu nã lµ mét vÊn ®Ò cÇn thiÕt ®Ó cã thÓ hiÓu râ vµ øng dông vµo thùc tiÔn ë ViÖt Nam. II- môc ®Ých, ph­¬ng h­íng nghiªn cøu vµ nhiÖm vô cña ®Ò tµi 1- Môc ®Ých cña ®Ò tµi Do hÖ thèng ESC cßn kh¸ míi mÎ vµ ch­a ®­îc phæ biÕn ë ViÖt Nam, nªn môc ®Ých chñ yÕu cña ®Ò tµi lµ x©y dùng ®­îc nh÷ng hiÓu biÕt c¬ b¶n nhÊt vÒ hÖ thèng vµ giíi thiÖu ®Õn nh÷ng ng­êi quan t©m. Tõ ®ã lµm c¬ së lý thuyÕt, tµi liÖu tham kh¶o ®Ó cã thÓ tiÕp tôc nghiªn cøu s©u h¬n vµ øng dông trong thùc tiÔn c«ng viÖc sau nµy. 2- Ph­¬ng h­íng nghiªn cøu cña ®Ò tµi. Dùa trªn c¸c tµi liÖu vÒ hÖ thèng cña c¸c h·ng s¶n xuÊt « t« lín nh­: Mercedes-Benz, BMW, Toyota, Honda...Vµ mét sè tµi liÖu kh¸c, ®Ò tµi tËp trung vµo giíi thiÖu mét c¸ch tæng quan nhÊt vÒ hÖ thèng, ®Ó cã nh÷ng hiÓu biÕt c¬ b¶n vÒ cÊu t¹o, nguyªn lý ho¹t ®éng, còng nh­ c¸c t¸c dông mµ hÖ thèng mang l¹i cho chóng ta. 3- NhiÖm vô cña ®Ò tµi. Giíi thiÖu tæng quan vÒ hÖ thèng ESC. X©y dùng c¬ së lý thuyÕt cho ho¹t ®éng cña hÖ thèng ESC T×m hiÓu cÊu t¹o, nguyªn lý lµm viÖc cña hÖ thèng. III- Tæng quan vÒ hÖ thèng ESC 1- Qu¸ tr×nh h×nh thµnh vµ ph¸t triÓn. ESC lµ tªn viÕt t¾t cña Electronic Stability Control, lµ mét trong nh÷ng hÖ thèng an toµn ®­îc trang bÞ trªn « t« hiÖn ®¹i ngµy nay. HÖ thèng nµy ®­îc mét kü s­ ng­êi §øc triÓn khai ®Çu tiªn víi tªn gäi Elektronisches Stabilitäts Program (ESP) vµ ®­îc hai h·ng s¶n xuÊt « t« lµ Mercedes-Benz vµ BMW øng dông lÇn ®Çu tiªn trªn « t« vµo n¨m 1995. Sau ®ã nã ®­îc giíi thiÖu t¹i héi trî triÓn l·m « t« Mü víi c¸i tªn ESC (Electronic Stability Control) vµ sau nµy tªn gäi ESC trë thµnh th«ng dông víi sù chÊp nhËn cña hiÖp héi kü s­ « t« Mü, mÆc dï còng cã rÊt nhiÒu tªn gäi kh¸c nhau tuú theo nhµ s¶n xuÊt. Cã thÓ nãi ESC lµ hÖ thèng cßn rÊt míi mÎ ®èi víi n­íc ta nh­ng trªn thÕ giíi th× ESC ®· trë thµnh mét hÖ thèng kh¸ quen thuéc ®èi víi ngµnh c«ng nghiÖp « t« nãi riªng vµ víi ng­êi sö dông « t« nãi chung. Sù phæ biÕn cña hÖ thèng nµy cã thÓ thÊy râ qua nh÷ng sè liÖu sau: ESC lµ tiªu chuÈn trªn 40% xe kh¸ch n¨m 2006 vµ tuú chän trªn 15% víi c¸c lo¹i xe kh¸c t¹i §øc. Nã lµ tiªu chuÈn trªn mäi xe: Audi 2006, BMW, Infiniti, Mercedes-Benz, Porsche. T¸m h·ng chÕ t¹o « t« kh¸c lµ: Cadillac , Jaguard, Randrover, Lexus, Mini, Toyota, Volkswagen, Volvo còng ®· ®­a ra Ýt nhÊt lµ tïy chän trªn tÊt c¶ c¸c mÉu xe. Sau nh÷ng nghiªn cøu trong n¨m 2004 cña côc an toµn giao th«ng quèc gia Mü, mét sè nhµ s¶n xuÊt th«ng b¸o kÕ ho¹ch chÕ t¹o chuÈn ESC trªn tÊt c¶ c¸c mÉu xe SUV. Tû lÖ nh÷ng xe SUV cã trang bÞ ESC nh­ mét thiÕt bÞ chuÈn ®· vµ ®ang ph¸t triÓn nhanh trªn thÞ tr­êng « t«. HiÖn t¹i kho¶ng 70% sè xe thÓ thao ®a dông SUV vµ 40% xe du lÞch t¹i Mü ®­îc trang bÞ ESC nh­ mét thiÕt bÞ tiªu chuÈn. Míi ®©y viÖn nghiªn cøu b¶o hiÓm an toµn giao th«ng quèc gia Mü(IIHS) tuyªn bè “HÖ thèng æn ®Þnh ®iÖn tö ESC” sÏ lµ thiÕt bÞ chuÈn trªn tÊt c¶ c¸c xe « t« ë n­íc nµy. HiÖn nay, ngoµi tªn gäi phæ biÕn lµ ESC (Electronic Stability Control) vµ ESP (Electronic Stability Program) th× hÖ thèng æn ®Þnh ®iÖn tö cßn ®­îc gäi biÕt ®Õn víi nhiÒu tªn kh¸c, tïy theo tõng h·ng s¶n xuÊt mµ cã c¸c tªn kh¸c nhau, vÝ dô: +) Audi: ESP - Electronic Stabilization Program +) Chevrolet: StabiliTrak (except Corvette - Active Handling) +) Chrysler: Electronic Stability Program (ESP) +) Fiat: Electronic Stability Program (ESP) +) Ferrari: Control Stability (CST) +) Ford: AdvanceTrac and Interactive Vehicle Dynamics +) Hyundai: Electronic Stability Program +) Honda: Electronic Stability Control (ESC) and Vehicle Stability Assist (VSA) +) Infiniti: Vehicle Dynamic Control (VDC) +) Jaguar: Dynamic Stability Control (DSC) +) Jeep: Electronic Stability Program (ESP) +) Land Rover: Dynamic Stability Control (DSC) +) Lexus: Vehicle Stability Control (VSC) and Traction Control (TRAC) systems +) Lincoln: AdvanceTrak +) Mazda: Dynamic Stability Control +) Mercedes: Electronic Stability Program (ESP) +) Nissan: Vehicle Dynamic Control (VDC) +) Porsche: Porsche Stability Management (PSM) +) Suzuki: Vehicle Stability Control (VSC) +) Toyota: Vehicle Dynamics Integrated Management (VDIM) with Vehicle Stability Control (VSC) 2- C¬ së cho sù ra ®êi cña hÖ thèng ESC Tr­íc hÕt chóng ta cÇn hiÓu thÕ nµo lµ tÝnh æn ®Þnh cña « t«. Nãi mét c¸ch kh¸i qu¸t, tÝnh æn ®Þnh cña « t« lµ kh¶ n¨ng ®¶m b¶o gi÷ ®­îc quü ®¹o chuyÓn ®éng theo yªu cÇu trong mäi ®iÒu kiÖn chuyÓn ®éng kh¸c nhau. Tïy thuéc ®iÒu kiÖn sö dông, « t« cã thÓ ®øng yªn, chuyÓn ®éng trªn ®­êng dèc (®­êng cã gãc nghiªng däc hoÆc nghiªng ngang), cã thÓ quay vßng hoÆc phanh ë c¸c lo¹i ®­êng kh¸c nhau (®­êng tèt, ®­êng xÊu, ®­êng tr¬n tr­ît...). Trong nh÷ng ®iÒu kiÖn chuyÓn ®éng phøc t¹p nh­ vËy, « t« ph¶i gi÷ ®­îc quü ®¹o chuyÓn ®éng cña nã sao cho kh«ng bÞ lËt ®æ, kh«ng bÞ tr­ît ho¨c xe kh«ng bÞ nghiªng, cÇu xe bÞ quay lÖch trong giíi h¹n cho phÐp ®Ó ®¶m b¶o cho xe chuyÓn ®éng an toµn. Cïng víi sù ph¸t triÓn cña ngµnh c«ng nghiÖp « t«, rÊt nhiÒu hÖ thèng tÝch hîp trªn « t« còng ®­îc nghiªn cøu vµ ph¸t triÓn nh»m ®¶m b¶o sù æn ®Þnh cho xe. N¨m 1949 bé chèng h·m cøng b¸nh xe ABS ®­îc sö dông ®Çu tiªn trong ngµnh hµng kh«ng, ABS lóc ®ã lµ lo¹i c¬ khÝ. Trong qu¸ tr×nh ph¸t triÓn, ABS ®· ®­îc c¶i tiÕn tõ lo¹i c¬ khÝ sang lo¹i ®iÖn vµ nay lµ lo¹i ®iÖn tö. Trong ngµnh « t« th× ABS xuÊt hiªn ®Çu tiªn vµo n¨m 1969, trªn thÕ giíi nhiÒu h·ng ®· ®i s©u nghiªn cøu ®Ó trang bÞ cho « t« cña m×nh nh­: Ford, GM, Bendix, Fiat, Toyota,...HÖ thèng ABS cã hiÖu qu¶ rÊt cao trong viÖc chèng h·m cøng b¸nh xe khi phanh. Tuy nhiªn hÖ thèng ABS th«ng th­êng chØ cã t¸c dông trong viÖc h·m cøng b¸nh xe mµ kh«ng cã hiÖu qu¶ trong viÖc ph©n bè lùc phanh cho c¸c b¸nh xe khi träng t¶i trªn c¸c cÇu thay ®æi, v× thÕ mµ hiÖu qu¶ phanh ®¹t ®­îc lµ kh«ng cao nhÊt. §Ó gi¶i quyÕt khuyÕt ®iÓm nµy, trªn hÖ thèng ABS ®· ®­îc tÝch hîp thªm hÖ thèng ph©n phèi lùc phanh ®iÖn tö EBD (Electronic Brake-force Distribution). EBD lµ mét c«ng nghÖ cho phÐp t¨ng lôc phanh cña xe hoÆc øng dông mét c¸ch tù ®éng tïy theo ®iÒu kiÖn ®­êng, tèc ®é cña xe, t¶i träng cña xe. EBD theo dâi qu¸ mét c¸ch tù ®éng th«ng qua c¸c c¶m biÕn nh÷ng ®iÒu kiÖn cña ®­êng theo dâi ¸p suÊt cña bµn ®¹p phanh, t¶i träng cña xe ®Ó x¸c ®Þnh thêi ®iÓm ¸p dông lùc Ðp tíi c¸c xy lanh b¸nh xe. C¸c c¶m biÕn ®­îc thiÕt kÕ ®Ó theo dâi sù chuyÓn ®éng cña c¸c b¸nh xe vµ x¸c ®Þnh dùa trªn c¬ së t¶i träng, th«ng sè mµ c¸c b¸nh xe ph¶i sö dông lùc t¸c dông nhiÒu nhÊt øng víi tõng ®iÒu kiÖn. Nhê sù ph©n phèi lùc phanh mét c¸ch chÝnh x¸c tù ®éng kÕt hîp víi hÖ thèng ABS sÏ lµm t¨ng kh¶ n¨ng chèng bã cøng b¸nh xe trong c¸c ®iÒu kiÖn chuyÓn ®éng kh¸c nhau nh­ khi quay vßng. Nhê ®ã t¨ng tÝnh æn ®Þnh h­íng chuyÓn ®éng cña xe. Tuy nhiªn trong qu¸ tr×nh chuyÓn ®éng cña « t« cã rÊt nhiÒu yÕu tè dÉn ®Õn mÊt æn ®Þnh xe.ë ®­êng cã hÖ sè b¸m thÊp , c¸c b¸nh xe chñ ®éng dÔ bÞ tr­ît quay nÕu xe khëi hµnh hay t¨ng tèc ®ét ngét do lùc kÐo v­ît qu¸ giíi h¹n b¸m gi÷a lèp vµ mÆt ®­êng, lµm mÊt m¸t m« men chñ ®éng vµ xe mÊt æn ®Þnh.§Ó kh¾c phôc hiÖn t­îng nµy,phÇn lín c¸c xe ngµy nay ®­îc trang bÞ hÖ thèng kiÓm so¸t lùc kÐo TRC ( Traction Control System). HÖ thèng nµy thiÕt kÕ dùa trªn c¬ së cña mét hÖ thèng ABS. Khi cã hiÖn t­îng tr­ît quay cña b¸nh xe, hÖ thèng TRC sÏ cã ®ång thêi hai t¸c dông: lµm gi¶m m« mªn xo¾n cña ®éng c¬ b»ng c¸ch ®ãng bít b­ím ga mµ kh«ng phô thuéc vµo ý ®Þnh cña ng­êi l¸i vµ cïng lóc ®ã kÕt hîp víi hÖ thèng ABS ®iÒu khiÓn hÖ thèng phanh t¸c dông lªn c¸c b¸nh xe chñ ®éng,v× vËy lµm gi¶m m« men kÐo truyÒn tíi mÆt ®­êng tíi mét gi¸ trÞ phï hîp. Nhê ®ã xe cã thÓ khëi ®éng vµ t¨ng tèc mét c¸ch nhanh chãng vµ æn ®Þnh. Trªn mét sè xe hiÖn nay trongtr­êng hîp phanh khÈn cÊp nh­ gÆp ch­¬ng ng¹i vËt ®é ngét ng­êi l¸i xe ®Æc biÖt lµ ng­êithiÕu kinhnghiÖm , th­êng hoang mang va ph¶n øng kh«ng kÞp thêi nªn ®¹p ch©n lªn bµn phanh kh«ng ®ñ m¹nh , do ®ã kh«ng ®ñ lôc phanh ®Ó dõng xe,. Lùc phanh t¸c dông lªn bµn ®¹p còng yÕu dÇn ®i trong qu¸ tr×nh phanh lµm gi¶m t¸c dông phanh. B»ng c¸ch nhËn biÕt tèc ®é vµ lùc t¸c dông lªn bµn ®¹p phanh cña ng­êi l¸i xe, mét hÖ thèng trî lùc phanh khÈn cÊp BAS – Brake Assist System sÏ tù ®éng cung cÊp thªmmät lùc phanh lín h¬n nhiÒu so víi lùc phanh do ng­êi l¸i t¹o ra ®Ó dõng h¼n xe. Do sù ph¸t triÓn , ngµy nay ESC la kÕt hîp cña tÊt c¶ c¸c hÖ thèng trªn. ESC ngµy cµng ®­îc tÝch hîp nhiÒu hÖ thèng ®i cïng ®Ó nh»m t¨ng tÝnh an toµn cho xe. Cã thÓ nãi hÖ thèng æn ®Þnh ®iÖn tö ESC lµ mét thµnh tùu míi cña nghµnh c«ng nghiÖp « t« trong viÖc n©ng cao tÝnh an toµn cho ng­êi sö dông. Sù ra ®êi cña ESC g¾n liÒn víi qu¸ tr×nh hoµn thiÖn cña c¸c hÖ thèng ®iÖn tö kh¸c liªn quan ®Õn tÝnh an toµn ®ã lµ: HÖ thèng chèng bã cøng b¸nh xe khi phanh ABS (Anti-lock Braking Sytem), hÖ thèng kiÓm so¸t lùc kÐo TRC. Vµ ESC chÝnh lµ sù kÕt hîp cña hai hÖ thèng nµy, nã lµm viÖc dùa trªn c¬ së kÕ thõa vµ ph¸t huy nh­ng ­u ®iÓm cña c¶ hai hÖ thèng vµ kÕt hîp chóng mét c¸ch hoµn h¶o. Ta cã thÓ tãm t¾t qua s¬ ®å sau: Tõ s¬ ®å trªn ta cã thÓ thÊy hÖ thèng ESC lµm viÖc dùa trªn nÒn t¶ng sù kÕt hîp cña hÖ thèng ABS phøc hîp vµ hÖ thèng TRC. ChÝnh nhê sù kÕt hîp nµy nªn hÇu hÕt c¸c nguyªn nh©n g©y mÊt an toµn cho xe ®Òu ®­îc kiÓm so¸t vµ ng¨n ch¨n mét c¸ch kÞp thêi ngay khi nã cã xu h­íng x¶y ra. Sau ®©y chóng ta sÏ t×m hiÓu s©u h¬n vÒ hÖ thèng ESC. Ch­¬ng II C¬ së lý thuyÕt cña hÖ thèng ESC I . §éng lùc häc cña « t« khi phanh  Quan hÖ gi÷a lèp vµ mÆt ®­êng : Lùc phanh sinh ra ë mçi b¸nh cña « t« trong suèt qu¸ tr×nh phanh lµ mét hµm cña ph¶n lùc tõ mÆt ®­êng t¸c dông vu«ng gãc lªn b¸nh xe vµ hÖ sè b¸m gi÷a lèp vµ mÆt ®­êng. Ta cã s¬ ®å ®éng lùc häc cña « t« nhh­ sau : Quan hÖ gi÷a träng l­îng ®Æt lªn b¸nh xe vµ lùc phanh ®­îc biÓu diÔn bëi c«ng thøc (1-1): (1-1) Trong ®ã : Fx - Lùc phanh. - HÖ sè b¸m gi÷a lèp vµ mÆt ®­êng - T¶i träng tÜnh vµ ®éng ®Æt lªn b¸nh xe. HÖ sè b¸m gi÷a lèp vµ ®­êng kh«ng ph¶i lµ mét h»ng sè mµ lµ mét hµm cña c¸c nh©n tè, nã phô thuéc vµo lo¹i bÒ mÆt ®­êng còng nh­ møc ®é tr­ît däc gi÷a lèp vµ mÆt ®­êng. C¸c ®­êng cong quan hÖ gi÷a hÖ sè b¸m däc víi ®é tr­ît b¸nh xe trªn c¸c bÒ mÆt ®­êng kh¸c nhau tr×nh bµy trªn h×nh 1-1. 20 0.2 0.4 0.6 0.8 40 60 80 100 l% §­êng bª t«ng kh« §­êng ­ít - lèp cã vÊu b¸m §­êng tuyÕt mÒm §­êng ®ãng b¨ng H×nh 1-1. Quan hÖ gi÷a hÖ sè b¸m däc víi ®é tr­ît trªn c¸c mÆt ®­êng kh¸c nhau Lùc phanh sinh ra phô thuéc vµo møc ®é tr­ît b¸nh xe. NÕu b¸nh xe tr­ît hoµn toµn, kh«ng cã lùc phanh. Mèi quan hÖ nµy lµ nguyªn t¾c c¬ b¶n ®Ó hiÓu qu¸ tr×nh phanh vµ kh«ng dÔ quan s¸t khi ®é tr­ît gÇn 100% (b¸nh xe tr­ît lÕt hoµn toµn) khã nhËn thÊy khi kh«ng cã thiÕt bÞ chuyªn dïng. Lùc phanh cao nhÊt cã ®­îc khi møc ®é tr­ît nhá. Khi cung cÊp lùc phanh qu¸ lín sÏ g©y ra tr­ît 100 % vµ nh­ thÕ sÏ kh«ng sinh ra lùc phanh cùc ®¹i, v× vËy cÇn ®iÒu khiÓn ¸p suÊt phanh cung cÊp b»ng kü n¨ng cña ng­êi l¸i hoÆc th«ng qua bé ®iÒu khiÓn chèng h·m cøng ®Ó qu·ng ®­êng phanh ng¾n nhÊt trªn hÇu hÕt c¸c bÒ mÆt. Lùc phanh sinh ra biÕn ®æi nhiÒu theo bÒ mÆt ®­êng. Qu·ng ®­êng phanh vµ gia tèc phanh rÊt dÔ nhËn ra khi phanh trªn ®­êng asphalt kh« so s¸nh víi phanh trªn ®­êng ®ãng b¨ng. Khi v­ît qua ®iÓm cã hÖ sè b¸m lín nhÊt ®­êng cong (l) (l - ®é tr­ît) sÏ ®i xuèng. §iÒu nµy nãi lªn r»ng, khi lùc phanh b»ng víi lùc b¸m cùc ®¹i th× t¨ng thªm lùc phanh còng kh«ng cã kÕt qu¶ vµ gi¶i thÝch ®­îc v× sao mét ng­êi l¸i cã kinh nghiÖm cã thÓ ®¹t ®­îc qu·ng ®­êng phanh ng¾n h¬n ®¸ng kÓ h¬n mét ng­êi l¸i xe thiÕu kinh nghiÖm. Mét ®Æc ®iÓm kh¸c quan träng cña lèp «t« trong khi phanh sinh ra lùc bªn chèng l¹i sù tr­ît bªn. ph¶n Lùc bªn lµ lùc gi÷ cho lèp xe khái tr­ît theo ph­¬ng vu«ng gãc víi ph­¬ng chuyÓn ®éng cña xe. C«ng thøc lùc bªn ®­îc viÕt nh­ sau: (1-2) + Trong ®ã : Fy - lùc bªn. - hÖ sè b¸m ngang gi÷a lèp vµ mÆt ®­êng. HÖ sè b¸m ngang gi¶m nhanh khi mét b¸nh xe b¾t ®Çu tr­ît däc. Khi b¸nh sau tr­ît qu¸ lín dÉn ®Õn mÊt lùc bªn sÏ gãp phÇn lµm kh«ng æn ®Þnh phÇn ®u«i xe dÉn ®Õn sù tr­ît ngang khi cã lùc bªn nhá t¸c ®éng vµo xe. B¸nh xe tr­ît qu¸ lín dÉn ®Õn mÊt lùc bªn t¸c ®éng lªn c¸c b¸nh tr­íc cña xe lµm t¨ng kh¶ n¨ng mÊt l¸i; hiÖn t­îng mÊt l¸i nµy th­êng x¶y ra khi phanh gÊp trªn ®­êng cã hÖ sè b¸m thÊp nh­ ®­êng ®ãng b¨ng, t¸c dông lùc phanh qu¸ lín lµm cho lèp ë tr¹ng th¸i tr­ît 100%. Trong qu¸ tr×nh phanh « t« th­êng x¶y ra sù tr­ît t­¬ng ®èi cña b¸nh xe víi mÆt ®­êng , mµ hÖ sè b¸m cña b¸nh xe vµ m¾t ®­êng l¹i phô thuéc rÊt nhiÒu vµo ®é tr­ît nµy, do dè lµm ¶nh h­ëng ®Õn chÊt l­îng phanh.sù thay ®æi cña lùc b¸m theo ®é tr­ît ®­îc chØ râ trªn ®å thÞ thùc nghiÖm sau: §å thÞ thay ®æi hÖ sè b¸m däc vµ ngang theo ®é tr­ît t­¬ng ®èi cña b¸nh xe khi phanh + §é tr­ît t­¬ng ®èi λ ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau: + Trong ®ã : V: vËn tèc cña xe ωbx: vËn tèc cña b¸nh xe khi phanh rbx: b¸n kÝnh lµm viÖc cña b¸nh xe; Tõ ®å thi trªn ta thÊy hÖ sè b¸m däc ®¹t gi¸ trÞ cùc ®¹i ë gi¸ trÞ ®é tr­ît tèi ­u. Thùc nghiÖm chøng tá r»ng gi¸ tri hÖ sè b¸m däc ®¹t ®­îc cùc ®¹i, khi ®é tr­ît n»m trong kho¶ng (10-30)%, ë gi¸ trÞ ®é tr­ît λo tèi ­u nµy kh«ng nh÷ng ®¶m b¶o cho hÖ sè b¸m däc cã gi¸ trÞ cùc ®¹i mµ cßn cho gi¸ trÞ hÖ sè b¸m ngang kh¸ cao. Nh­ vËy gi÷ cho qu¸ tr×nh phanh x¶y ra ë vïng tr­ît tèi ­u cña b¸nh xe λo th× sÏ ®¹t ®­¬c lùc phanh tèi ­u hay hiÖu qu¶ phanh cao nhÊt, ®ång thêi ®¶m b¶o tèt tÝnh dÉn h­íng vµ tÝnh æn ®Þnh h­íng khi phanh do hÖ sè b¸m ngang φ ®¹t gi¸ trÞ cao muèn cã ®­îc ®iÒu ®ã th× l¸i xe trong qu¸ tr×nh phanh ph¶i thùc hiÖn thao t¸c ®¹p - nh¶-®¹p liªn tôc trong kho¶ng thêi gian v« cïng nhá. Tuy nhiªn trong thêi gian phanh gÊp l¸i xe kh«ng thÓ ®ñ thêi gian ®Ó thùc hiÖn nh÷ng thao t¸c ®ã, Do vËy khi phanh trong t×nh tr¹ng khÈn cÊp, lùc ph¹nh t¹o ra do l¸i xe th­êng lín h¬n lùc phanh tèi ­u, ®iÒu nµy dÉn ®iÕn bã cøng b¸nh xe, lµm mÊt kh¶ n¨ng kiÓm so¸t cua l¸i xe c¶ vÒ h­íng vµ kh¶ n¨ng ®iÒu khiÓn phanh dÉn ®Õn g©y ra tai n¹n. §Ó gióp cho l¸i xe cã thÓ phanh víi hiÖu qu¶ phanh tèi ­u, tøc lµ phanh trong tr¹ng th¸i gÊp víi hÖ sè tr­ît tèi ­u th× c¸c « t« hiÖn ®¹i ngµy nay ®· ®­îc trang bÞ hÖ thèng chèng bè cøng phanh ABS. HÖ thèng nµy dïng mét bé vi xö lý ®Ó x¸c ®Þnh t×nh tr¹ng quay cña 4 b¸nh xe trong khi phanh vµ cã thÓ tù ®éng ®iÒu khiÓn t¨ng gi¶m lùc phanh ®Ó ®¶m b¶o cho qu¸ tr×nh phanh kh«ng x¶y ra hiÖn t­îng bã cøng b¸nh xe. §Ó ®¸nh gi¸ tÝnh æn ®Þnh dÉn h­íng cña «t« khi phanh ng­êi ta dïng mét sè chØ tiªu sau: - Gãc lÖch b cña «t« khi phanh, vÒ mÆt lý thuyÕt gãc nµy x¸c ®Þnh ®­îc. - Hµnh lang cho phÐp mµ «t« kh«ng ®­îc v­ît ra ngoµi ë cuèi qu¸ tr×nh phanh. - HÖ sè kh«ng ®ång ®Òu lùc phanh. II. §éng lùc häc «t« khi khëi hµnh hoÆc t¨ng tèc ë ®­êng cã hÖ sè b¸m thÊp, ch¼ng h¹n nh­ ®­êng b¨ng, tuyÕt hay ®­êng ­ít, b¸nh xe chñ ®éng sÏ bÞ quay t¹i chç nÕu xe khëi hµnh hay t¨ng tèc nhanh, lµm mÊt m¸t m«men chñ ®éng vµ cã thÓ lµm tr­ît xe. M«men cùc ®¹i cã thÓ truyÒn ®Õn c¸c b¸nh xe ®­îc quyÕt ®Þnh bëi hÖ sè ma s¸t gi÷a lèp xe vµ mÆt ®­êng. NÕu cè truyÒn m«men ®Õn c¸c b¸nh xe v­ît qu¸ møc nµy, nã sÏ lµm b¸nh xe dÔ bÞ tr­ît quay. ViÖc ®¶m b¶o m«men phï hîp víi hÖ sè ma s¸t trong c¸c tr­êng hîp nµy ®«i khi kh«ng dÔ dµng víi c¶ ng­êi l¸i. ë phÇn lín c¸c tr­êng hîp, khi khëi hµnh xe ®ét ngét, ng­êi l¸i ®¹p ch©n ga qu¸ m¹nh vµ lµm b¸nh xe bÞ tr­ît quay, mÊt m¸t lùc kÐo vµ m«men. HÖ thèng ®iÒu khiÓn lùc kÐo (TRC) gi¶m m«men xo¾n cña ®éng c¬ khi b¸nh xe b¾t ®Çu tr­ît quay kh«ng phô thuéc vµo ý ®Þnh cña ng­êi l¸i, cïng lóc ®ã nã ®iÒu khiÓn hÖ thèng phanh v× vËy gi¶m m«men truyÒn ®Õn mÆt ®­êng tíi mét gi¸ trÞ phï hîp. V× vËy cã thÓ khëi hµnh vµ t¨ng tèc mét c¸ch nhanh chãng vµ æn ®Þnh. Trªn h×nh 2.1 lµ s¬ ®å khèi cña hÖ thèng TRC: C¸c c¶m biÕn b¸nh xe C«ng t¾c ®iÒu khiÓn ECU ECU ®éng c¬ Bé ®iÒu khiÓn thuû lùc ChÈn ®o¸n §¸nh löa B­ím ga Xylanh phanh H×nh 2.1- S¬ ®å khèi hÖ thèng ®iÒu khiÓn lùc kÐo Yªu cÇu thiÕt yÕu cña c¸c hÖ thèng ®iÒu khiÓn lùc kÐo lµ tèi ­u hãa tÝnh æn ®Þnh cña xe (víi cÇu sau chñ ®éng) vµ ®iÒu khiÓn tÝnh dÉn h­íng (víi cÇu tr­íc chñ ®éng) duy tr× kh¶ n¨ng b¸m bªn thÝch hîp. Ph­¬ng thøc c¬ b¶n nhÊt ®¹t ®­îc b»ng ®iÒu khiÓn riªng m« men ®éng c¬. TÊt c¶ c¸c b¸nh xe chñ ®éng ®­îc truyÒn lùc kÐo nh­ nhau, t­¬ng øng víi kh¶ n¨ng b¸m ë b¸nh xe cã lùc b¸m thÊp vµ v× vËy kh¶ n¨ng b¸m bªn ë c¸c b¸nh xe cã ®é b¸m däc lín sÏ lín h¬n. Khi kh¶ n¨ng b¸m xÊp xØ ë tÊt c¶ c¸c b¸nh chñ ®éng, hÖ thèng lµm t¨ng tÝnh æn ®Þnh cña xe (®iÒu khiÓn tÝnh dÉn h­íng). Khi t¨ng lùc kÐo, c¸c b¸nh xe tr­ît lÕt nªn cã thÓ kh«ng ®iÒu khiÓn ®­îc xe. HÖ thèng ®iÒu khiÓn lùc kÐo kÕt hîp chÆt chÏ víi bé ®iÒu khiÓn m« men ®éng c¬ vµ bæ sung thªm phanh (hoÆc ®iÒu khiÓn vi sai) cã thÓ ¸p dông ®ång thêi ®Ó ®¶m b¶o tÝnh æn ®Þnh cña xe (®iÒu khiÓn tÝnh dÉn h­íng) vµ tèi ­u sù t¨ng tèc. Bé ®iÒu khiÓn m«men ®éng c¬ lµ ph­¬ng ph¸p ®­îc ­u tiªn trªn c¸c mÆt ®­êng cã ®ñ ®iÒu kiÖn b¸m ®ång nhÊt, trong khi t¸c dông lùc phanh (hoÆc ®iÒu khiÓn vi sai) cung cÊp sù t¨ng tèc tèi ­u ë tÊt c¶ c¸c b¸nh xe chñ ®éng. H×nh 2.2 tr×nh bµy lùc t¸c ®éng lªn c¸c b¸nh xe khi t¨ng tèc trªn ®­êng cã bÒ mÆt kh«ng ®ång nhÊt. FB FL FH FB H×nh 2..2- C¸c lùc t¸c dông lªn b¸nh khi t¨ng tèc trªn ®­êng cã hÖ sè b¸m kh«ng ®ång nhÊt Lùc kÐo cùc ®¹i cã thÓ ®­¬c tÝnh nh­ sau: + Trong ®ã: F- Tæng lùc kÐo. FH- Lùc kÐo ë b¸nh cã hÖ sè b¸m cao. FL- Lùc kÐo ë b¸nh cã hÖ sè b¸m thÊp. FB- Lùc phanh. – HÖ sè b¸m thÊp. – HÖ sè b¸m cao. Lùc t¨ng tèc ®­îc truyÒn khi xe ®i th¼ng còng nh­ khi quay vßng vÒ nguyªn t¾c lµ nh­ nhau còng t­¬ng tù nh­ trong qu¸ tr×nh phanh. §é tr­ît khi phanh lµ: + §é tr­ît khi t¨ng tèc víi qRr ³ V + Trong ®ã: l A vµ lB lÇn l­ît lµ ®é tr­ît khi t¨ng tèc vµ khi phanh. §é tr­ît khi t¨ng tèc cã thÓ n»m trong kho¶ng tõ 0 tíi rÊt cao vµ th­êng ®­îc sö dông ®Ó m« t¶ c¸c ®iÒu kiÖn cã thÓ x¶y ra khi c¸c b¸nh chñ ®éng tr­ît quay khi t¨ng tèc lóc khëi hµnh. H×nh 2.3 tíi h×nh 2.6 m« t¶ qu¸ tr×nh t¨ng tèc vµ hÖ sè b¸m bªn lµ mét hµm cña ®é tr­ît khi t¨ng tèc. H×nh d­íi ®©y cung cÊp mèi quan hÖ gi÷a hÖ sè b¸m däc vµ ®é tr­ît khi t¨ng tèc trªn ®­êng th¼ng. Yªu cÇu duy tr× ®é b¸m bªn nhá ë nh÷ng ®iÒu kiÖn nµy (vÝ dô sù bï giã bªn), sù duy tr× lùc kÐo míi lµ nh©n tè chÝnh. HÖ sè lùc t¨ng tèc 1.0 0.6 0.4 0.2 1.0 0.8 3.0 4.0 0.2 §­êng ®ãng b¨ng §­êng nhiÒu tuyÕt §­êng c¸t xèp, sái §­êng kh« §é tr­ît khi t¨ng tèc H×nh 2..3- Quan hÖ gi÷a hÖ sè b¸m däc víi ®é tr­ît khi t¨ng tèc H×nh 2.4- §å thÞ hÖ sè b¸m ngang theo gãc tr­ît H×nh 2.4 lµ ®å thÞ quan hÖ gi÷a hÖ sè b¸m ngang víi gãc tr­ît a. Gãc tr­ît ngang tíi h¹n n»m trong kho¶ng 12- 150. §Ó ®iÒu khiÓn phanh, cÇn ph¶i xem xÐt ®Õn c¶ lùc bªn. Trªn nh÷ng mÆt ®­êng kh«, lùc t¨ng tèc cùc ®¹i cã thÓ ®¹t ®­îc ë ®é tr­ît tõ 10-30 %, khi lùc kÐo t¨ng kho¶ng 5-10 % cã thÓ dÉn ®Õn tr­ît c¸c b¸nh xe chñ ®éng. HÖ sè b¸m däc vµ b¸m ngang , 1.0 0.6 0.2 0.4 0.8 §é tr­ît gi÷a lèp vµ mÆt ®­êng lA (%) 0.2 0.4 0.8 0.6 1.0 a =40 a =80 a =40 a =80 H×nh 2.5- HÖ sè b¸m däc vµ hÖ sè b¸m ngang ë c¸c gãc tr­ît kh¸c nhau trªn ®­êng kh«. mS mA H×nh 2.6- HÖ sè b¸m däc vµ b¸m ngang ë c¸c gãc tr­ît kh¸c nhau trªn ®­êng ®ãng b¨ng 0.10 HÖ sè b¸mdäc vµ b¸m ngang jx, jy §é tr­ît gi÷a lèp vµ mÆt ®­êng lA a = 0.50 0.4 0.6 0.8 0.05 1.0 0.15 a = 10 a = 10 a = 0.50 jx jy 0.2 Trªn mÆt ®­êng b¨ng tuyÕt, lùc kÐo cùc ®¹i ®¹t ®­îc ë ®é tr­ît nhá (2-5%). Trªn ®­êng c¸t xèp, sái vµ ®­êng dµy tuyÕt, hÖ sè b¸m khi t¨ng tèc t¨ng liªn tôc cïng víi ®é tr­ît, vµ nã chØ ®¹t gi¸ trÞ cùc ®¹i t¹i ®iÓm cã ®é tr­ît trªn 60 %. Do ®ã, tèc ®é tr­ît kho¶ng 2-20 % ®· t×m ®­îc vïng ho¹t ®éng cña ASR sÏ kh«ng cung cÊp lùc kÐo thÝch hîp ë mäi ®iÒu kiÖn. V× lý do nµy, tÊt c¶ c¸c hÖ thèng ASR kÕt hîp víi c«ng t¾c ng­ìng tr­ît hoÆc kho¸ c¾t ASR, ®iÒu nµy cho phÐp ng­êi l¸i ®iÒu chØnh l¹i ng­ìng tr­ît cña ASR tíi møc cao h¬n, hoÆc t¾t hoµn toµn hÖ thèng khi cÇn thiÕt. H×nh 2.5 vµ 2.6 m« t¶ sù t¨ng tèc trªn ®­êng vßng; ë nh÷ng ®iÒu kiÖn nµy c¸c b¸nh xe chñ ®éng lµ yÕu tè lµm thay ®æi gãc ®Æt lùc bªn vµ lµ mét hµm cña ®é tr­ît bªn khi xe t¨ng tèc. ViÖc t¨ng møc ®é tr­ît khi t¨ng tèc (vµ t¨ng lùc t¨ng tèc) lµ nguyªn nh©n lµm gi¶m lùc bªn. H×nh 2.5 biÓu diÔn mèi quan hÖ gi÷a hÖ sè b¸m däc vµ b¸m ngang khi xe ch¹y trªn ®­êng kh« víi c¸c gãc tr­ît kh¸c nhau. §­êng cong b¾t ®Çu tõ ®é tr­ît khi t¨ng tèc b»ng 0. Ban ®Çu hÖ sè lùc bªn cã chiÒu h­íng gi¶m tõ tõ. Tuy nhiªn, tiÕp tôc t¨ng hÖ sè lùc b¸m khiÕn hÖ sè lùc bªn gi¶m ®¸ng kÓ. H×nh vÏ chØ ra r»ng lùc t¨ng tèc ph¶i ®­îc giíi h¹n bëi kh¶ n¨ng b¸m nÕu ®ñ lùc bªn ®Ó duy tr×. Trªn mÆt ®­êng ®ãng b¨ng (h×nh 2.6), hÖ sè b¸m bÞ h¹n chÕ nghÜa lµ sù æn ®Þnh cña xe khi t¨ng tèc chØ ®­îc duy tr× khi gãc tr­ît nhá (£ 20). Khi gãc tr­ît rÊt nhá (£ 0.050) sÏ lµm hÖ sè b¸m bªn gi¶m ®¸ng kÓ. §iÒu nµy cho chóng ta thÊy rÊt râ viÖc ®iÒu khiÓn ®é tr­ît lµ cÇn thiÕt khi xe ch¹y trªn ®­êng b¨ng tuyÕt (vµ c¸c ®­êng kh¸c cã hÖ sè b¸m thÊp). Bé ®iÒu khiÓn lùc kÐo ph¶i cã ®é chÝnh x¸c cao, tÝn hiÖu xö lý vµ c¬ cÊu chÊp hµnh cña phÇn tö ®iÒu khiÓn cuèi cïng ph¶i nhanh vµ chÝnh x¸c. III- Sù æn ®Þnh ®éng häc cña « t« khi quay vßng Khi xe quay vßng, d­íi t¸c dông cña lùc ly t©m th©n xe bÞ nghiªng quanh trôc nµo ®ã gÇn s¸t trôc däc cña xe mét gãc nµo ®ã. M« men quay do lùc ly t©m ®Æt c¸ch trôc nghiªng th©n xe lµ h. Khi ®ã m« men quay do lùc ly t©m sÏ lµ: (3-1) M« men nµy lµm thay ®æi c¸c ph¶n lùc ®Æt lªn b¸nh xe. Gi¶ sö xe quay vßng, ë cÇu tr­íc t¶i träng thay ®æi mét l­îng DZt, b¸nh xe phÝa trong gi¶m ®i DZt, b¸nh xe phÝa ngoµi t¨ng lªn mét l­îng DZt. T­¬ng tù, ë cÇu sau b¸nh phÝa trong gi¶m mét l­îng DZs, vµ b¸nh xe phÝa ngoµi t¨ng mét l­îng DZs. Gi¶ thiÕt víi vËn tèc quay vßng kh«ng ®æi t¶i träng th¼ng ®øng t¸c dông lªn c¸c b¸nh xe cÇu tr­íc vµ cÇu sau lµ: ; Khi ®ã t¶i träng th¼ng ®øng t¸c dông lªn c¸c b¸nh xe: ; (3.2) ; (3.3) T Gv2/R S1 S2 S4 S3 DZs DZs DZt DZt ts tt z y x h hg bt b a L H×nh 3.1. Sù thay ®æi ph¶n lùc th¼ng ®øng khi quay vßng Tõ h×nh 3.1 vµ c¸c c«ng thøc (3.2), (3.3) ta thÊy r»ng khi «t« chuyÓn ®éng trªn ®­êng vßng, c¸c b¸nh xe phÝa trong dÔ bÞ tr­ît h¬n c¸c b¸nh xe phÝa bªn ngoµi v× lùc kÐo hay lùc phanh cùc ®¹i phô thuéc vµo ph¶n lùc tõ mÆt ®­êng lªn b¸nh xe. Sù chuyÓn ®éng cña « t« trªn ®­êng ®ßi hái ph¶i thùc hiÖn theo quü ®¹o rÊt phøc t¹p, ng­êi l¸i lu«n ph¶i ®iÒu khiÓn gãc quay vµnh tay l¸i. Khi chuyÓn ®éng víi tèc ®é cao, mèi quan hÖ gi÷a quü ®¹o chuyÓn ®éng víi gãc quay vµnh tay l¸i cµng ph¶i chÆt chÏ. Trong nhiÒu tr­êng hîp chØ cÇn mét sù sai lÇm nhá trong ®iÒu khiÓn sÏ dÉn tíi mÊt quü ®¹o chuyÓn ®éng vµ cã thÓ dÉn ®Õn tai n¹n giao th«ng. Khi « t« chuyÓn ®éng trªn ®­êng vßng víi tèc ®é cao, gÆp ch­íng ng¹i vËt cÇn ph¶i phanh xe ®ét ngét dÉn tíi b¸nh xe bÞ tr­ît lÕt, gia tèc h­íng t©m t¨ng ®ét ngét sÏ lµm c¸c b¸nh xe bÞ tr­ît bªn lµm cho xe mÊt æn ®Þnh vµ cã thÓ bÞ lËt. Khi « t« quay vßng cã thÓ x¶y ra hiÖn t­îng quay vßng thiÕu hoÆc quay vßng thõa, nÕu xe quay vßng thõa c¸c ph¶n lùc th¼ng ®øng t¸c dông lªn c¸c b¸nh phÝa bªn trong gi¶m lµm cho ph¶n lùc bªn bÞ gi¶m kh«ng c©n b»ng ®­îc víi lùc ly t©m dÉn ®Õn c¸c b¸nh xe sau bÞ tr­ît bªn rÊt lín lµm cho phÇn ®u«i xe bÞ v¨ng ra phÝa ngoµi, « t« mÊt tÝnh æn ®Þnh h­íng. M« men truyÒn tíi c¸c b¸nh sau ph¶i gi¶m ®Õn khi c¸c ph¶n lùc th¼ng ®øng t¸c dông lªn c¸c b¸nh xe phÝa trong t¨ng trë l¹i cã nghÜa lµ c¸c ph¶n lùc bªn cña xe c©n b»ng víi lù ly t©m vµ chóng gi÷ cho c¸c b¸nh xe kh«ng bÞ tr­ît. §iÒu nµy ®­îc thùc hiÖn b»ng c¸ch ®iÒu chØnh m« men ®éng c¬ vµ phanh b¸nh sau vµ b¸nh tr­íc phÝa ngoµi ®Ó nhanh chãng gi¶m m« men truyÒn tíi b¸nh xe. C¸c lùc phanh t¸c dông lªn c¸c b¸nh xe sau vµ tr­íc phÝa ngoµi sÏ t¹o nªn m« men ng­îc chiÒu víi m« men quay vßng ®Ó gi¶m thiÓu kh¶ n¨ng quay vßng thõa. Khi xe quay vßng thiÕu, c¸c ph¶n lùc bªn t¸c dông lªn b¸nh sau lín cã xu h­íng lµm cho phÇn ®u«i xe lÖch vÒ phÝa trong. V× c¸c b¸nh xe phÝa tr­íc cã gãc quay nªn kh«ng thÓ t¨ng ph¶n lùc bªn. §Ó kh¾c phôc hiÖn t­îng nµy cÇn ph¶i gi¶m m« men ®éng c¬, nÕu cÇn thiÕt cã thÓ phanh b¸nh xe sau phÝa bªn trong, lùc phanh nµy sÏ t¹o nªn mét m« men cïng chiÒu víi m« men quay vßng lµm t¨ng m« men quay vßng. V× vËy, hiÖn t­îng quay vßng thiÕu ®­îc kh¾c phôc. Nh­ vËy, hÖ thèng ESC dùa trªn c¬ sá lý thuyÕt vÒ ®éng häc cña c¸c qu¸ tr×nh x¶y ra víi « t« khi chuyÓn ®éng ®Ó ®iÒu khiÓn vµ ®¶m b¶o sù æn ®Þnh vµ an toµn cho xe trong mäi t×nh huèng. Ch­¬ng III CÊu t¹o vµ nguyªn lý lµm viÖc cña hÖ thèng ESC I- C¸c phÇn tö c¬ b¶n cña hÖ thèng S¬ ®å bè trÝ chung cña hÖ thèng: 1- Bé phËn thuû lùc (Bé phËn thùc hiÖn) Bé phËn chÊp hµnh cña phanh gåm van ®iÖn tõ gi÷ ¸p suÊt,van ®iÖn tõ gi¶m ¸p suÊt,b¬m,m« t¬,b×nh chøa. Khi bé chÊp hµnh nhËn lÖnh tõ ECU ®iÒu khiÓn tr­ît,van ®iÖn tõ ®ãng hoÆc ng¾t vµ ¸p suÊt thñy lùc cña xi lanh ë b¸nh xe t¨ng lªn,gi¶m xuèng hoÆc ®­îc gi÷ ®Ó tèi ­u hãa møc tr­ît cho mçi b¸nh xe.Ngoµi ra,m¹ch thñy lùc cßn thay ®æi ®Ó ®¸p øng yªu cÇu cña mçi lo¹i ®iÒu khiÓn. 2. C¶m biÕn gãc xoay v« l¨ng. Bé c¶m biÕn gãc xoay v« l¨ng gåm cã mét ®Üa cã r·nh, mét m¸y tÝnh vµ ba bé ng¾t quang häc(SS1,SS2,SS3). C¸c tÝn hiÖu do c¸c bé ng¾t quang häc SS1,SS2,SS3 ph¸t hiÖn ®­îc m¸y tÝnh biÕn ®æi thµnh tÝn hiÖu chuçi ®Ó ®­a vµo ECU. ECU sÏ ph¸t hiÖn mét vÞ trÝ trung gian cña v« l¨ng, chiÒu quay hoÆc gãc quay cña v« l¨ng b»ng sù tæ hîp cña c¸c tÝn hiÖu nµy. 3- C¶m biÕn ®é lÖch ngang th©n xe. C¶m biÕn ®é lÖch ®­îc l¾p ë mÆt c¾t ngang bªn ph¶i cña dÇm ngang trong khoang hµnh lý. C¶m biÕn ®é lÖch cña xe dïng mét con quay kiÓu rung h×nh ©m thoa. Mçi c¸i céng h­ëng gåm mét phÇn rung vµ mét phÇn ph¸t hiÖn ®­îc dÞch chuyÓn 90 ®é ®Ó h×nh thµnh mét bé phËn. Mét miÕng gèm ¸p ®iÖn ®­îc l¾p vµo c¶ phÇn rung vµ phÇn ph¸t ®iÖn. §Æc tÝnh cña miÕng gèm ¸p ®iÖn nµy lµ bÞ biÕn d¹ng khi cã ®iÖn ¸p ®Æt vµo vµ sinh ra ®iÖn ¸p khi cã ngo¹i lùc t¸c ®éng lµm biÕn d¹ng miÕng gèm. §Ó ph¸t hiÖn ®é lÖch h­íng, ng­êi ta ®Æt ®iÖn ¸p xoay chiÒu vµo phÇn rung, ®iÖn ¸p nµy lµm cho nã rung. Sau ®ã, møc lÖch h­íng ®­îc ph¸t hiÖn tõ phÇn ph¸t hiÖn theo møc lÖch vµ h­íng lÖch cña miÕng gèm ¸p ®iÖn, do t¸c ®éng cña lùc coriolis ®­îc t¹o ra quanh c¸i céng h­ëng. 4- C¶m biÕn tèc ®é gãc b¸nh xe Trªn xe sö dông 4 c¶m biÕn tèc ®é : hai cho cÇu tr­íc vµ 2 cho cÇu sau.C¶m biÕn ®o tèc ®é ®­îc h×nh thµnh theo nguyªn t¾c lµm viÖc cña m¸y ph¸t tèc xoay chiÒu. Vµnh r¨ng chÕ t¹o tõ thÐp tõ, trªn phñ mét líp ®ång máng, ®Æt trªn moay ¬ b¸nh xe. Vµnh r¨ng liªn kÕt chÆt vµ cïng quay víi b¸nh xe. CÊu t¹o cña c¶m biÕn bao gåm c¸c bé phËn chÝnh: Nam ch©m vÜnh cöu vµ cuén d©y, ®Æt trong mét vá b¶o vÖ ch¾c ch¾n. Khe hë tõ gi÷a c¶m biÕn vµ vµnh r¨ng nhá 0,2mm. Khi vµnh r¨ng quay, c¸c ®Ønh r¨ng khÐp kÝn m¹ch tõ vµ trong cuén d©y xuÊt hiÖn søc ®iÖn ®éng xoay chiÒu , cã tÇn sè biÕn thiªn theo tèc ®é quay b¸nh xe.TÝn hiÖu ®­îc chuyÓn vÒ ECU d­íi d¹ng ®Õm xung vµ x¸c ®Þnh tèc ®é quay cña b¸nh xe theo thêi gian. II- Ho¹t ®éng cña hÖ thèng ESC ESC lµ sù kÕt hîp hµi hßa hÖ thèng chèng h·m cøng b¸nh xe ABS, hÖ thèng ph©n phèi lùc phanh ®iÖn tö EBD(electronic brake-force distribution), hÖ thèng kiÓm so¸t tr­ît quay ASR(anti spin regulator) vµ hÖ thèng kiªm so¸t æn ®Þnh h­íng VSC(vertical steering control).Ngoµi ra cßn cã hÖ thèng hç trî phanh khÈn cÊp BAS(brake assist sytem),Trªn mét sè xe cã thÓ cßn trang bi thªm hÖ thèng tù n©ng bµn ®¹p phanh EDC(electronic diesel control). Do vËy mµ ESC ®¶m nhËn tÊt c¶ c¸c chøc n¨ng cña tÊt c¶ c¸c hÖ thèng khi ho¹t ®éng, cô thÓ lµ: + KiÓm so¸t vµ ®iÒu chØnh, ph©n phèi lùc phanh chÝnh x¸c vµ hîp lý ®Õn tõng b¸nh xe riªng rÏ ®Ó ®¶m b¶o qu¸ tr×nh phanh víi hÖ sè b¸m däc n»m trong kho¶n 15%-30% trong khi hÖ sè b¸m ngang kh¸ cao,kh«ng x¶y ra hiÖn t­îng bã cøng b¸nh xe trong mäi ®iÒu kiÖn chuyÓn ®éng cña « t«. Tõ ®ã ®¶m b¶o cho qu¸ tr×nh phanh ®¹t hiÖu qu¶ cao nhÊt( qu·ng ®­êng phanh nhá nhÊt,gia tèc phanh lín nhÊt,thêi gian phanh nhá nhÊt)vµ ®¶m b¶o ®­¬c tÝnh æn ®Þnh h­íng cña xe trong qu¸ tr×nh phanh. + §¶m b¶o cho xe khi t¨ng tèc hoÆc khëi ®éng kh«ng bÞ tr­ît quay trong mäi ®iÒu kiÖn chuyÓn ®éng cña « t« th«ng qua viªc kiÓm so¸t vµ ®iÒu chØnh m« men tõ ®éng c¬ ®Õn c¸c b¸nh xe chñ ®éng.Tõ ®ã gióp gi¶m hao mßn lèp, tiªt kiÖm nhiªn liÖu, t¨ng tuæi thä. + §¶m b¶o æn ®Þnh viÖc l¸i vµ h­íng l¸i trong qu¸ tr×nh chuyÓn ®éng: ®iÒu chØnh, tr¸nh hiÖn t­îng quay vßng thõa , quay vßng thiÕu: Quay vßng thiÕu (understeering): Khi xe quay vßng thiÕu nã sÏ quay Ýt h¬n mong muèn cña l¸i xe bëi v× c¸c b¸nh tr­íc kh«ng ®ñ lùc b¸m. Khi ®ã c¸c b¸nh tr­íc sÏ tr­ît ra ngoµi, ngay lËp tøc hÖ thèng phanh sÏ can thiÖp b»ng c¸ch phanh vµo b¸nh sau phÝa trong khóc cua, m« men phanh sinh ra cã vai trß nh­ mét m« men c©n b»ng sÏ t¸c dông trë l¹i xe, nhê ®ã mµ xe trë vÒ quü ®¹o mong muèn . C¸c tr¹ng th¸i ®­îc thÓ hiªn trªn h×nh bªn: Quay vßng thõa (Oversteering): khi xe quay vßng thõa nã sÏ quay nhiÒu h¬n mong muèn cña l¸ xe bëi v× phÇn sau cña xe bÞ quay hay bÞ tr­ît khái quü ®¹o mong muèn.Khi ®ã ngay lËp tøc hÖ thèng phanh sÏ can thiÖp b»ng c¸ch t¸c dông lôc phanh vµo b¸nh tr­íc phÝa ngoµi khóc cua,m« men phanh sinh ra t¸c dông l¹i xe , nhê vËy mµ xe trë l¹i h­íng mong muèn, h×nh d­íi ®©y m« t¶ tr¹ng th¸i quay vßng thõa: + Hç trî vËn hµnh phanh khi lùc phanh cña ng­êi l¸i ch­a ®ñ ®ª ®¹t hiÖu qu¶ phanh. Nh­ vËy nhê vµo sù can thiÖp cña ESC chóng ta kh«ng cßn ph¶i lo l¾ng ®Õn vÊn ®Ò æn ®Þnh cña « t« ngay c¶ khi chóng ta la ng­êi míi tËp l¸i. HÖ thèng ESC cã vai trß nh­ mét ng­êi thÇy d¹y l¸i v« h×nh 1- Ho¹t ®éng cña ESC khi phanh 1.1- Tr¹ng th¸i phanh b×nh th­êng : Trong khi hÖ thèng kh«ng ho¹t ®éng(phanh b×nh th­êng) tÝn hiÖu tõ ECU kh«ng ®­îc ®­a ®Õn bé thùc hiÖn.V× vËy c¸c van ®iÖn tö gi÷ vµ gi¶m ng¾t, cöa (a) ë bªn van ®iÖn tõ gi÷ ¸p suÊt më, cöa (b) ë phÝa van ®iÖn tõ gi¶m ¸p suÊt ®ãng. Khi ®¹p bµn ®¹p phanh, dÇu tõ xilanh chÝnh ch¶y qua cöa (a) ë phÝa van ®iÖn tõ gi÷ vµ ®­îc truyÒn trùc tiÕp tíi xi lanh ë b¸nh xe.Lóc nµy ho¹t ®éng cña van 1 chiÒu (2) ng¨n c¶n dÇu phanh truyÒn ®Õn b¬m. D­íi ®©y lµ h×nh m« t¶ ho¹t ®éng cña hÖ thèng trong tr¹ng th¸i phanh b×nh th­êng: 1.2- Tr¹ng th¸i phanh khÈn cÊp (khi ABS ho¹t ®éng): ChÕ ®é gi¶m ¸p : TÝn hiÖu ®iÒu khiÓn ECU ®iÒu khiÓn tr­ît ®ãng m¹ch c¸c van ®iÖn tõ gi÷ vµ gi¶m ¸p suÊt b»ng ®ãng cöa (a) ë phÝa van ®iÖn tõ gi÷ ¸p suÊt vµ më cña (b) ë phÝa van ®iÖn tõ gi¶m ¸p suÊt.ViÖc nµy lµm cho dÇu phanh ch¶y qua cña (b)®Õn b×nh chøa ®Ó giÈm ¸p suÊt thñy lùc trong xi lanh ë b¸nh xe.Lóc ®ã cöa (e) ®ãng l¹i do dÇu ch¶y xuèng b×nh chøa. B¬m tiÕp tôc ch¹y trong khi ABS ®ang ho¹t ®éng, v× vËy dÇu phanh ch¶y vµo b×nh chøa ®­îc b¬m hót trë vÒ xi lanh chÝnh. + D­íi ®©y lµ h×nh m« t¶ ho¹t ®éng cña hÖ thèng trong chÕ ®é gi¶m ¸p suÊt: ChÕ ®é gi÷: TÝn hiÖu ®iÒu khiÓn ECU ®iÒu khiÓn tr­ît ®ãng m¹ch van ®iÖn tõ gi÷ ¸p suÊt vµ ng¾t m¹ch van ®iÖn tõ gi¶m ¸p suÊt b»ng c¸ch ®ãng kÝn cöa (a) vµ cöa(b). §iÒu nµy ng¾t ¸p suÊt thñy lùc ë c¶ 2 phÝa cña xi lanh chÝnhvaf b×nh chøa ®Ó gi÷ ¸p suÊt thñy lùc cña xi lanh b¸nh xe kh«ng ®æi. D­íi ®©y lµ h×nh minh häa : ChÕ ®é t¨ng ¸p suÊt: TÝn hiÖu ®iÒu khiÓn tõ ECU ®iÒu khiÓn tr­ît ng¾t c¸c van ®iÖn tõ gi÷ vµ gi¶m ¸p suÊt b»ng c¸ch më cöa(a) ë phÝa van ®iÖn tõ gi÷ ¸p suÊt vµ ®ãng cöa(b) ë phÝa van ®iÖn tõ gi¶m ¸p gièng nh­ khi phanh b×nh th­êng.§iÒu nµy lµm cho ¸p suÊt thñy lùc trong xi lanh chÝnh t¸c ®éng vµo xi lanh b¸nh xe,lµm cho ¸p suÊt thñy lùc ë xi lanh b¸nh xe t¨ng lªn. D­íi ®©y lµ h×nh vÏ minh häa: 2- Ho¹t ®éng cña ESC ®iÒu khiÓn sù æn ®Þnh cña « t« khi chuyÓn ®éng Khi « t« chuyÓn ®éng trªn ®­êng, quü ®¹o chuyÓn ®éng cña nã lµ rÊt phøc t¹p. Trong nh÷ng tr­êng hîp chuyÓn ®éng trªn ®­êng vßng víi tèc ®é cao cã thÓ x¶y ra c¸c tr­êng hîp quay vßng thiÕu hay quay vßng thõa. Khi c¸c hiÖn t­îng nµy x¶y ra sÏ lµm cho « t« chuyÓn ®éng mÊt æn ®Þnh cã thÓ dÉn tíi nh÷ng tai n¹n ®¸ng tiÕc. HÖ thèng æn ®Þnh ®iÖn tö (ESC) sÏ gi¶i quyÕt vÊn ®Ò nµy. B»ng c¸c tÝn hiÖu ®Çu vµo nh­ tèc ®é, gãc ®¸nh l¸i vµ gia tèc lÖch bªn, bé ®iÒu khiÓn quyÕt ®Þnh gãc quay mong muèn khi quay vßng. Gi¸ trÞ ph¶n håi ®­îc cung cÊp bëi c¶m biÕn tèc ®é quay vßng. M¸y tÝnh sau ®ã sÏ so s¸nh gi¸ trÞ thùc tÕ víi gi¸ trÞ mong muèn. NÕu thÊy chóng cã sù sai kh¸c lín so víi ng­ìng ®iÒu chØnh ghi trong bé ®iÒu khiÓn, ESC sÏ ®iÒu chØnh l¹i. KÕt qu¶ quyÕt ®Þnh trong c¸ch nµy còng cho biÕt xe quay vßng thiÕu hay thõa. Sù sai kh¸c nµy lµ rÊt quan träng trong chiÕn l­îc ®iÒu chØnh cña hÖ thèng. NÐt ®Æc tr­ng míi vÒ gi¶i ph¸p c«ng nghÖ lµ ESC truyÒn t¶i d÷ liÖu b»ng m¹ng ®iÒu khiÓn néi bé (CAN bus). Bé ®iÒu khiÓn ESC ®­îc nèi m¹ng víi c¸c bé ®iÒu khiÓn DME, EML vµ hép sè tù ®éng (ECT) b»ng m¹ng ®iÒu khiÓn néi bé CAN. C¶m biÕn gãc l¸i còng ®­îc nèi víi m¹ng néi bé. Bé ®iÒu khiÓn hép sè, tù ®éng th«ng b¸o cho ESC biÕt ®ang ch¹y ë tay sè nµo, v× vËy m« men chñ ®éng cã thÓ ®­îc tÝnh to¸n vµ ®iÒu chØnh hîp lý. 4 c¶m biÕn tèc ®é b¸nh xe C¶m biÕn gia tèc lÖch bªn C¶m biÕn tèc ®é quay C¶m biÕn gãc l¸i C¶m biÕn ¸p suÊt Tr¹ng th¸i ®iÒu khiÓn cña m¸y tÝnh Tr¹ng th¸i ®iÒu khiÓn mong muèn Mong muèn cña ng­êi l¸i Giíi h¹n vËt lý FZR ABS MSR ASC C¸ch ®iÒu khiÓn EML DME Bé phËn thñy lùc ESC H×nh 4.1- HÖ thèng ESC FZR - §iÒu khiÓn mê. ABS - §iÒu khiÓn chèng h·m cøng b¸nh xe. MSR- §iÒu khiÓn m« men cña ®éng c¬. ASC- Tù ®éng ®iÒu khiÓn tÝnh æn ®Þnh. EML- Bé ®iÒu khiÓn tÝn hiÖu ®Çu ra ®iÖn tö. DME- Bé ®iÒu khiÓn ®iÖn tö m« t¬ kü thuËt sè. ESC - HÖ thèng ®iÒu khiÓn tÝnh æn ®Þnh. C¸c tÝn hiÖu truyÒn trong CAN ®­îc m· ho¸ víi c¸c m· kh¸c nhau. Khi ESC truyÒn c¸c tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn ®Õn c¸c c¬ cÊu chÊp hµnh cña c¸c bé ®iÒu khiÓn th× tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn cña c¬ cÊu chÊp hµnh nµo th× c¬ cÊu chÊp hµnh ®ã sÏ gi¶i m· ®iÒu khiÓn ®ã. EML DME ECT C¶m biÕn gãc l¸i Bé thuû lùc vµ b¬m s¬ cÊp ESC C¶m biÕn tèc ®é quay C¶m biÕn gia tèc lÖch bªn C¶m biÕn ¸p suÊt CAN bus Phanh c¸c b¸nh xe C¸c c¶m biÕn tèc ®é b¸nh xe H×nh 4.2-. ESC kÕt nèi qua m¹ng ®iÒu khiÓn néi bé HÖ thèng thuû lùc cña ESC bao gåm: + Xylanh phanh chÝnh (cã trî lùc). + B¬m s¬ cÊp. +Côm piston s¬ cÊp cïng víi c¶m biÕn ¸p suÊt. + Bé phËn thñy lùc. + C¸c xylanh phanh b¸nh xe. B¬m s¬ cÊp cã nhiÖm vô cung cÊp ¸p suÊt cho piston n¹p, nã lu«n ph¶i b¶o ®¶m ¸p suÊt cho piston n¹p ®Ó piston n¹p lu«n s½n sµng cung cÊp ¸p suÊt cho bé phËn thñy lùc. Piston n¹p cã nhiÖm vô cung cÊp ¸p suÊt cho c¸c phÇn tö thñy lùc. Trong qu¸ tr×nh ASC hay ESC ®iÒu khiÓn qu¸ tr×nh phanh piston n¹p cung cÊp cho c¸c phÇn tö thñy lùc ¸p suÊt ban ®Çu kho¶ng 15 bar. C¸c van cÊp cã nhiÖm vô cÊp dÇu hoÆc c¾t dÇu tíi c¸c xylanh phanh b¸nh xe. Cßn c¸c van håi cã nhiÖm vô c¶n dÇu håi tõ xylanh b¸nh xe hoÆc x¶ dÇu tõ xylanh b¸nh xe. C¸c tr¹ng th¸i ®ãng, më cña van cÊp hay van håi do ECU göi c¸c tÝn hiÖu ®Õn khi cÇn thiÕt. 1 2 5 4 6 7 15 11 14 10 9 8 12 13 16 16 3 RL RR FL FR H×nh 4.3- S¬ ®å m¹ch thñy lùc cña ESC 1. Xylanh phanh chÝnh (cã trî lùc). 12. Van håi b¸nh sau tr¸i 2. B¬m s¬ cÊp 13. Van håi b¸nh sau ph¶i 3.Piston s¬ cÊp 14. Van håi b¸nh tr­íc tr¸i 4,7. Van s¬ cÊp. 15. Van håi b¸nh tr­íc ph¶i 5,6.Van chuyÓn ®æi 16. B¬m håi 8. Van cÊp sau tr¸i RL. Sau tr¸i 9. Van cÊp sau ph¶i RR. Sau ph¶i 10. Van cÊp tr­íc tr¸i FL. Tr­íc tr¸i 11. Van cÊp tr­íc ph¶i FR. Tr­íc tr¸i 2.1- Ho¹t ®éng cña ESC khi xe quay vßng thõa. Quay vßng thõa cã thÓ x¶y ra khi xe ®ang quay vßng. Khi hiÖn t­îng quay vßng thõa x¶y ra, phÇn ®u«i cña xe cã xu h­íng v¨ng ra phÝa bªn ngoµi vµ c¸c b¸nh sau cã xu h­íng bÞ tr­ît bªn. HiÖn t­îng nµy cµng t¨ng khi m« men dÉn ®éng qu¸ lín vµ lùc bªn cña xe kh«ng ®ñ ®Ó c©n b»ng víi lùc ly t©m sinh ra khi xe quay vßng. HiÖn t­îng nµy th­êng xuyªn x¶y ra. Tuy nhiªn, nhiÒu l¸i xe bÞ bÊt ngê hay thiÕu kinh nghiÖm ®Ó ®èi phã víi t×nh huèng nµy. Trong t×nh huèng nµy ESC thùc hiÖn ho¹t ®éng ®iÒu khiÓn. Xe ®­îc æn ®Þnh b»ng c¸ch t¨ng lùc bªn ë c¸c b¸nh sau. §iÒu nµy thùc hiÖn ®­îc b»ng c¸ch gi¶m m« men ®éng c¬. ESC göi c¸c tÝn hiÖu ®Õn DME vµ EML ®Ó gi¶m m« men ®éng c¬. Thªm vµo ®ã cã thÓ phanh b¸nh sau phÝa bªn ngoµi ®Ó nhanh chãng gi¶m m« men kÐo ë b¸nh xe. HiÖu qu¶ cña viÖc t¨ng lùc bªn cña xe t¹o ra m« men ng­îc chiÒu víi m« men g©y ra quay vßng thõa. NÕu hiÖn t­îng quay vßng thõa kh«ng ®­îc khö b»ng c¸c ®iÒu khiÓn nµy, mét ¸p suÊt phanh chÝnh x¸c ®­îc cung cÊp tíi xylanh phanh b¸nh xe tr­íc bªn ngoµi. M« men quay vßng ë b¸nh xe ®­îc phanh t¨ng sÏ khö m« men quay vßng thõa. Lùc phanh t¸c dông lªn b¸nh xe phÝa tr­íc còng lµm gi¶m tèc ®é cña xe, v× thÕ tÝnh æn ®Þnh cña xe ®­îc ®¶m b¶o. ¸p suÊt t¨ng ë b¸nh sau/tr­íc ph¶i khi xe quay vßng thõa + Trong tr­êng hîp nµy lµ quay vßng tr¸i. NÕu ESC nhËn thÊy cã xu h­íng quay vßng thõa th× nã gi¶m m« men ®éng c¬ vµ t¸c dông phanh. §Çu tiªn ¸p suÊt ®­îc sinh ra ë b¸nh xe sau phÝa ngoµi. §iÒu nµy ®­îc thùc hiÖn nhê ho¹t ®éng cña b¬m s¬ cÊp vµ piston s¬ cÊp. V× vËy, ¸p suÊt phanh ban ®Çu kho¶ng 15 bar ®­îc gi÷ l¹i. + §Ó ng¨n kh«ng cho ¸p suÊt ban ®Çu nµy tíi c¸c xylanh b¸nh xe sau tr¸i, tr­íc ph¶i vµ tr­íc tr¸i c¸c van cÊp cho c¸c b¸nh nµy ®ãng l¹i. Van chuyÓn ®æi cña m¹ch phanh cÇu sau còng ®ãng l¹i. Van n¹p cho m¹ch phanh ®­îc më. B¬m håi sau ®ã cã thÓ cÊp l­îng dÇu phanh tíi xylanh b¸nh sau tr¸i qua van cÊp lóc nµy më. 1 2 5 4 6 7 15 11 14 10 9 8 12 13 16 16 3 RR RL FR FL Hinh 4.4- T¨ng ¸p suÊt phanh ë b¸nh sau ph¶i 1 2 5 4 6 7 11 14 10 9 8 12 13 16 16 3 RR RL FR FL H×nh 4.5. Gi÷ ¸p suÊt phanh ë b¸nh sau ph¶i 15 §iÒu nµy lµm gi¶m m« men truyÒn tíi b¸nh sau tr¸i vµ lµm t¨ng m« men chèng l¹i m« men quay vßng g©y ra quay vßng thõa. ¸p suÊt t¨ng trong tr­êng hîp nµy ®­îc ®iÒu chØnh víi ®é chÝnh x¸c rÊt cao v× thÕ b¸nh xe kh«ng bÞ bã vµ tr­ît, vµ lµm cho xe chuyÓn ®éng æn ®Þnh. Qu¸ tr×nh ®iÒu khiÓn phanh ®­îc ®iÒu khiÓn theo 3 chÕ ®é “t¨ng ¸p”, “gi÷ ¸p”, “gi¶m ¸p” thÓ hiÖn ë h×nh 4.3, 4.4, 4.5. Qu¸ tr×nh nµy sÏ kÕt thóc khi m« men kÐo phï hîp víi ®é b¸m gi÷a lèp vµ mÆt ®­êng. 1 2 5 4 6 7 11 14 10 9 8 12 13 16 16 3 RR RL FR FL H×nh 4.5- Gi¶m ¸p suÊt phanh b¸nh sauph¶i 15 1 2 5 4 6 7 11 14 10 9 8 12 13 16 16 3 RR RL FR FL H×nh 4..6- Tr¹ng th¸i t¨ng ¸p cña phanh tr­íc vµ sau ph¶i khi xe quay vßng thõa 15 1 H×nh 4.7- Tr¹ng th¸i gi÷ ¸p cña phanh tr­íc vµ sau ph¶i khi xe quay vßng thõa 2 5 4 6 7 11 14 10 9 8 12 13 16 16 3 RR RL FR FL 15 H×nh 4.9. Tr¹ng th¸i gi÷ ¸p cña phanh tr­íc vµ sau tr¸i khi xe quay vßng thõa 1 2 5 4 6 7 11 14 10 9 8 12 13 16 16 3 RR RL FR FL 15 NÕu xe vÉn tiÕp tôc quay vßng thõa mµ gi¶m m« men ®éng c¬ vµ t¸c dông phanh sau ph¶i vÉn ch­a ®ñ th× t¸c dông thªm phanh tr­íc ph¶i ®Ó ®¹t ®­îc ®é æn ®Þnh ®éng ®ßi hái. + §iÒu nµy ®­îc thùc hiÖn b»ng c¸ch ®ãng van chuyÓn ®æi cña m¹ch phanh cÇu tr­íc, më van s¬ cÊp vµ van cÊp cho b¸nh tr­íc ph¶i. + B¬m håi sÏ t¨ng ¸p suÊt cho xylanh b¸nh xe tr­íc ph¶i. ¸p phanh suÊt ®iÒu khiÓn cho b¸nh sau ph¶i vµ tr­íc ph¶i x¶y ra c¶ ba tr¹ng th¸i trong qu¸ tr×nh ASC ®iÒu chØnh: t¨ng ¸p, gi÷ ¸p vµ gi¶m ¸p, thÓ hiÖn ë h×nh 4.7, 4.8 vµ 4.9. HiÖu qu¶ cña viÖc ®iÒu khiÓn quay vßng thõa cña ESC ®­îc thÓ hiÖn trªn h×nh 4.10 Quü ®¹o mong muèn Khi cã ESC Kh«ng cã ESC FS FB FB H×nh 4.10- ESC ®iÒu khiÓn khi xe quay vßng thõa FB- Lùc phanh FS- Lùc bªn 2.2- Ho¹t ®éng cña ESC khi xe quay vßng thiÕu. Quay vßng thiÕu còng cã thÓ x¶y ra khi xe quay vßng. MÆc dï ®· ®¸nh l¸i, xe vÉn cã xu h­íng ®i th¼ng ra ngoµi quü ®¹o ®­êng vßng. V× b¸nh tr­íc cã gãc quay nªn kh«ng thÓ t¨ng néi lùc bªn. Nõu ESC nhËn thÊy cã xu h­íng quay vßng thiÕu, tr­íc tiªn nã sÏ gi¶m m« men ®éng c¬. NÕu cÇn thiÕt nã sÏ ®iÒu khiÓn t¸c dông phanh ë b¸nh ph¶i bªn trong. B»ng c¸ch nµy m« men quay vßng sÏ t¨ng. PhÇn ®u«i cña xe sÏ v¨ng ra v× thÕ h­íng chuyÓn ®éng cña xe sÏ nh­ mong muèn. T¸c dông phanh ë b¸nh sau khi xe quay vßng (b¸nh sau tr¸i). + NÕu ESC ph¸t hiÖn ra xe cã xu h­íng quay vßng thiÕu khi ®¸nh l¸i sang tr¸i, (trong tr­êng hîp nµy lµ b¸nh sau tr¸i) ph¶i phanh b¸nh sau tr¸i ®Ó t¹o ra mét m«men cïng chiÒu víi m«men quay vßng nh­ thÕ sÏ lµm cho xe t¨ng ®­îc b¸n kÝnh quay vßng. 1 2 5 4 6 7 15 11 14 10 9 8 12 13 16 16 3 RL RR FR FL + B­íc ®Çu tiªn khi qu¸ tr×nh ®iÒu khiÓn b¾t ®Çu lµ c¸c van cÊp cho b¸nh tr­íc tr¸i, tr­íc ph¶i vµ sau ph¶i ®­îc ®ãng l¹i. H×nh 4.11- T¨ng ¸p suÊt phanh ë b¸nh sau tr¸i + B¬m s¬ cÊp nèi víi côm piston n¹p sau ®ã t¨ng ¸p suÊt ban ®Çu lªn ®Õn 15 bar. V× më van n¹p nªn ¸p suÊt xuÊt hiÖn ë b¬m håi. B¬m håi hót dÇu phanh tõ xylanh b¸nh xe b»ng c¸ch më van n¹p. Cã 3 tr¹ng th¸i ®iÒu chØnh th«ng th­êng: T¨ng ¸p, gi÷ ¸p vµ gi¶m ¸p. §iÒu nµy ®¶m b¶o tèi ­u qu¸ tr×nh phanh t¨ng m« men chèng l¹i xu h­íng quay vßng thiÕu. HiÖu qu¶ cña qu¸ tr×nh ®iÒu khiÓn quay vßng thiÕu cña ESC ®­îc thÓ hiÖn trªn h×nh 4.12. Quü ®¹o mong muèn Cã ESC Kh«ng cã ESC FB FS H×nh 4.12- ESC ®iÒu khiÓn khi quay vßng thiÕu FB- Lùc phanh FS- Lùc bªn Víi c¸ch thøc ®iÒu khiÓn nh­ vËy sÏ ®¶m b¶o cho «t« ho¹t ®éng æn ®Þnh trong mäi tr­êng hîp chuyÓn ®éng. §iÒu nµy t¹o ®iÒu kiÖn thuËn lîi cho ng­êi l¸i xe khi gËp mét sè t×nh huèng kh«ng mong muèn. 2.3- §iÒu khiÓn phanh khi chuyÓn ®éng trªn ®­êng vßng CBC lµ mét thuËt ng÷ vÒ qu¸ tr×nh ®iÒu khiÓn phanh nÕu ®¹p phanh trªn ®­êng vßng mµ kh«ng cã ABS tham gia vµo qu¸ tr×nh ho¹t ®éng. HÖ thèng nµy chØ cã hiÖu qu¶ khi gia tèc lÖch bªn cña xe lín h¬n 0,6g. Trong tr­êng hîp nµy, van cÊp cho xylanh phanh b¸nh xe bªn trong phÝa sau ®ãng nÕu ®¹p phanh. §iÒu nµy ng¨n kh«ng cho ¸p suÊt phanh ë b¸nh trong phÝa sau t¨ng lªn. NÕu phanh chËm th× ¸p suÊt phanh t¸c dông trung b×nh khi xe quay vßng vµ ng¨n ®­îc tèc ®é cao cña gia tèc lÖch bªn, xe cã thÓ b¾t ®Çu quay vßng thõa vµ kÕt qu¶ lµ cã thÓ dÉn ®Õn lËt xe. §Ó chèng l¹i t×nh huèng nµy, t¨ng ¸p suÊt phanh b¸nh sau phÝa trong b»ng c¸ch ®ãng van cÊp. Sù kh¸c nhau vÒ lùc phanh gi÷a hai b¸nh sau sinh ra m« men ng­îc chiÒu víi m« men quay vßng cña xe, v× thÕ xe gi÷ ®­îc vÞ trÝ æn ®Þnh. 1 2 5 4 6 7 15 11 14 10 9 8 12 13 16 16 3 RR RL FR FL H×nh 3-28 Phanh khi quay vßng tr¸i nÕu gia tèc lÖch bªn qu¸ 0,6g Khi gia tèc lÖch bªn v­ît qu¸ 0,6g, lóc nµy gia tèc h­íng t©m lín cã thÓ dÉn ®Õn tr­ît ngang g©y mÊt æn ®Þnh nghiªm träng v× thÕ ph¶i t¸c dông phanh ë c¶ b¸nh tr­íc ph¶i, tr­íc tr¸i vµ sau ph¶i ®Ó gi¶m tèc ®é vµ t¹o ra m«men ng­îc chiÒu víi chiÒu quay vßng ®Ó gi¶m hiÖn t­îng quay vßng thõa x¶y ra. KÕt luËn ¤ t« ngµy nay cã tèc ®é cùc ®¹i kh¸ cao, kho¶ng 250 ¸ 300 Km/h vµ nhu cÇu cña con ng­êi ngµy cµng lín nªn nã ®­îc trang bÞ nh÷ng hÖ thèng ®iÒu khiÓn ®¶m b¶o tÝnh n¨ng an toµn cao nh­ c¸c hÖ thèng phanh ®iÒu khiÓn tù æn ®Þnh, cã thÓ kÕt hîp víi c¶ hÖ thèng l¸i 4WD, ®Æc biÖt lµ c¸c hÖ thèng æn ®Þnh chuyÓn ®éng cho xe. §©y lµ mét m¶ng kü thuËt cao vµ cã liªn quan ®Õn nhiÒu vÊn ®Ò, cÇn ph¶i nghiªn cøu vµ t×m hiÓu s©u h¬n n÷a ®Ó cã thÓ øng dông t¹i ViÖt Nam. Trong néi dung h¹n chÕ cña b¸o c¸o NCKHSV víi ®Ò tµi “Nghiªn cøu hÖ thèng æn ®Þnh ®iÖn tö ESC(Electronic Stability Control)”, b¶n b¸o c¸o ®· ®¹t ®­îc mét sè kÕt qu¶ sau: 1- Giíi thiÖu chung vÒ c¸c hÖ thèng tÝch hîp trªn « t« ngµy nay vµ xu h­íng ph¸t triÓn cña c¸c hÖ thèng. 2- Ph©n tÝch c¬ sá lý thuyÕt ra ®êi cña hÖ thèng ABS, TRC vµ ESC. 3- Ph©n tÝch c¸c t¸c ®éng ®iÒu khiÓn cña hÖ thèng ESC khi cã c¸c hiÖn t­îng g©y mÊt æn ®Þnh cho xe. 4- Giíi thiÖu mét c¸ch kh¸i qu¸t c¸c phÇn tö cña hÖ thèng ESC Tuy nhiªn, b¶n b¸o c¸o còng cßn mét sè vÊn ®Ò liªn quan kh¸c ch­a cã ®iÒu kiÖn ®Ò cËp tíi hoÆc míi chØ ®Ò cËp ®Õn ë møc ®é tæng qu¸t nh­: 1- Qu¸ tr×nh qu¸ ®é trong ®iÒu khiÓn phanh vµ ®iÒu khiÓn lùc kÐo hay vÊn ®Ò ®iÒu khiÓn m¹ng néi bé. 2- B¸o c¸o chØ dõng l¹i ë møc ®é giíi thiÖu vµ ph©n tÝch mét c¸ch chung nhÊt, ch­a t×m hiÓu ®­îc s©u vÒ mÆt cÊu t¹o vµ ho¹t ®éng cña tõng phÇn tö thuéc hÖ thèng. MÆc dï vËy, b¶n b¸o c¸o còng ®· kÕt nèi vµ gi¶i tr×nh mét chuçi c¸c vÊn ®Ò liªn quan ®Õn ho¹t ®éng cña hÖ thèng ESC trªn «t«, chñ yÕu lµ vÊn ®Ò ®iÒu khiÓn lµm t¨ng hiÖu qu¶ phanh vµ tÝnh æn ®Þnh cña «t« ë tr¹ng th¸i phanh, phanh khi quay vßng, khi quay vßng vµ khëi hµnh xe trªn c¸c lo¹i ®­êng cã hÖ sè b¸m thÊp. Do ®ã b¶n b¸o c¸o cã thÓ lµm c¬ së cho c¸c nghiªn cøu tiÕp theo. Tµi liÖu tham kh¶o [1] C¬ së khoa häc vµ thµnh tùu míi vÒ phanh « t«. NguyÔn H÷u CÈn. [2] ABS vµ HÖ thèng ®iÒu khiÓn lùc kÐo - Tµi liÖu ®µo t¹o cña TOYOTA [3] TÝnh ®iÒu khiÓn vµ quü ®¹o chuyÓn ®éng cña «t«. NguyÔn Kh¾c Trai (1997), Nhµ xuÊt b¶n Giao Th«ng VËn T¶i. [4] Dynamic Stability Control DSC3-BMW Service Training (1996). [5] Automotive Electronics Handbook (2nd Edition)-Roneld K.Jurgen. [6] Automobile Electrical and Electronic systems (2nd Edition). Tom Denton (2000). [7] Tµi liÖu tõ Internet.