Kiểm soát ổn định điện tử là gì và nó hoạt động như thế nào?

Bạn đang di chuyển với tốc độ cao khi bạn vào lề đường. Bạn đã cố gắng bẻ lái, nhưng xe của bạn bắt đầu trượt thay vì rẽ. Do đó, bạn đã mất kiểm soát chiếc xe của mình, nhưng đừng lo lắng; Kiểm soát ổn định điện tử (ESC) ở đó để giữ cho bạn an toàn.

Vậy ESC là gì và nó giúp bạn lấy lại khả năng điều khiển xe khi rẽ ở tốc độ cao như thế nào? Vâng, chúng ta hãy tìm hiểu.

Kiểm soát ổn định điện tử là gì, và tại sao nó lại cần thiết?

Được phát minh bởi Frank Werner sau khi trượt khỏi con đường băng giá ở Thụy Điển, ESC là phát minh an toàn quan trọng nhất sau dây an toàn. Trên thực tế, theo PDF này từ Cơ quan Quản lý An toàn Giao thông Đường cao tốc Quốc gia (NHTSA), Hệ thống Kiểm soát Ổn định Điện tử đã cứu sống hơn 7.000 mạng người từ năm 2011-2015.

Còn được gọi là kiểm soát ổn định động, ESC là một tính năng an toàn giúp người lái lấy lại quyền kiểm soát xe của họ khi rẽ ở vận tốc cao. Ngoài ra, ESC cũng ngăn ngừa trượt khi vào cua trên bề mặt ướt, nhưng tại sao trượt lại nguy hiểm như vậy?

Bạn thấy đấy, tay lái của bạn chỉ có thể điều khiển chuyển động của xe khi các bánh xe đang quay. Khi lốp xe bắt đầu trượt, đầu vào đánh lái của bạn không ảnh hưởng đến chuyển động của ô tô.

Để hiểu lý do tại sao lốp xe của bạn trượt ngay từ đầu, bạn cần hiểu quy luật đầu tiên của chuyển động. Theo định luật này, một vật thể đang chuyển động sẽ giữ nguyên trạng thái cho đến khi và trừ khi có tác động của lực bên ngoài. Do đó, quy luật chuyển động đầu tiên ngăn cản ô tô thay đổi hướng đi khi bạn cố gắng quay đầu xe đang trượt trên một đường thẳng. Đó là bởi vì nếu lốp xe của bạn bị trượt, chúng không có bất kỳ độ bám nào, vì vậy chúng sẽ tác dụng rất ít hoặc không có ngoại lực nào ảnh hưởng đến hướng xe của bạn.

Để ngăn chặn vấn đề này, Hệ thống Kiểm soát Ổn định Điện tử tác dụng một lực bên ngoài lên xe bằng cách tận dụng Hệ thống Phanh Antilock.

Hiểu các bộ phận chuyển động của ESC

Bây giờ chúng ta đã biết tại sao ESC lại cần thiết, chúng ta có thể xem xét các thành phần làm cho nó trở nên khả thi.

• Cảm biến tốc độ bánh xe: Mỗi bánh xe trên ô tô của bạn đều đi kèm với một cảm biến tốc độ bánh xe. Cảm biến này bao gồm một vòng từ đục lỗ và một cảm biến hiệu ứng Hall. Khi bánh xe quay, từ trường do vòng quay tạo ra thay đổi theo chu kỳ. Cảm biến hiệu ứng Hall thu thập dữ liệu này cho phép cảm biến tính toán tốc độ của các bánh xe.
• Cảm biến tỷ lệ ngáp: Cảm biến tỷ lệ ngáp giám sát vòng quay của xe. Để đo vòng quay này, cảm biến tỷ lệ chệch hướng sử dụng một con quay hồi chuyển điện cơ vi mô. Con quay hồi chuyển này đo lực Coriolis tác dụng lên xe để ước tính xem xe đã quay bao nhiêu so với trọng tâm của nó.
• Cảm biến góc lái: Đúng như tên gọi, cảm biến góc lái xác định góc quay của vô lăng. Được gắn trên trục vô lăng, cảm biến sử dụng bánh răng từ tính và cảm biến hiệu ứng Hall để phát hiện góc quay.
• ECU: Giống như CPU ​​là bộ não của máy tính cá nhân, ECU là một máy tính giám sát các hoạt động quan trọng của ô tô của bạn. Điều này bao gồm các nhiệm vụ như theo dõi lượng nhiên liệu và không khí đi vào động cơ của bạn, nhưng không giống như máy tính cá nhân, ô tô có một số ECU. Các thiết bị điện toán này giao tiếp với nhau để kích hoạt các tính năng như Phanh khẩn cấp tự động, Hệ thống kiểm soát hành trình thích ứng và Hỗ trợ giữ làn đường.

• Hệ thống phanh Antilock: Mặc dù người lái điều khiển phanh bằng cách sử dụng bàn đạp phanh, ABS sẽ kiểm soát lượng áp suất tác dụng lên lốp xe. Trong những trường hợp khẩn cấp, ABS sẽ xử lý hệ thống phanh thủy lực để ổn định xe.
• Mô-đun điều khiển động cơ: Còn được gọi là ECM, mô-đun điều khiển động cơ là một ECU giám sát một loạt các cảm biến và cơ cấu chấp hành trong khoang động cơ. Điều này cho phép ECM kiểm soát công suất do động cơ cung cấp.

Ngoài các cảm biến và ECU được đưa ra ở trên, ESC sử dụng giao thức CAN để liên lạc. Giao tiếp giữa các cảm biến và ECU này cho phép ESC giám sát tình trạng xe trên cơ sở thời gian thực, làm cho hệ thống hoạt động mạnh mẽ.

ESC hoạt động như thế nào?

Bây giờ chúng ta đã hiểu các thành phần làm cho ESC khả thi, chúng ta có thể xem xét cách thức hoạt động của nó.

Tất cả bắt đầu từ cảm biến góc lái, theo dõi góc quay của vô lăng. Dữ liệu và đầu vào này từ cảm biến tốc độ chệch hướng được gửi đến ECU. ECU phân tích dữ liệu này để kiểm tra xem xe có rẽ theo đầu vào của người dùng hay không. Nếu không đúng như vậy, ECU sẽ kích hoạt hệ thống Kiểm soát ổn định điện tử.

Sau khi được kích hoạt, ESC sẽ cố gắng tìm hiểu xem các bánh xe trên xe có bị trượt hay không. Để làm điều này, nó so sánh dữ liệu từ tất cả các cảm biến tốc độ bánh xe. Nếu vận tốc góc của một trong các bánh xe lớn hơn so với các bánh xe khác, ESC kết luận rằng nó đang trượt.

Để ngăn hiện tượng trượt này, ESC bật ABS. Khi hệ thống ABS được kích hoạt, hệ thống phanh sẽ nhanh chóng tác động vào bánh xe đang trượt. Ứng dụng của phanh này tác động một lực bên ngoài lên xe, giúp xe ổn định.

Ngoài việc giảm tốc độ của các bánh xe bằng cách sử dụng ABS, ESC cũng kiểm soát sức mạnh truyền đến các bánh xe. Để làm điều này, ESC giao tiếp với ECM và giảm công suất truyền từ động cơ. Việc giảm công suất này và Hệ thống Phanh Antilock giúp xe không bị trượt bánh hoặc lệch lái khi vào cua hoặc chuyển hướng trong các tình huống khẩn cấp.

Không chỉ vậy, độ ổn định nâng cao còn bảo vệ các phương tiện như xe tải và máy kéo không bị lật khi rẽ

ESC có phải là tất cả vì lợi ích không?

Hệ thống Kiểm soát ổn định điện tử bao gồm một số thành phần, và nếu một trong các cảm biến bị trục trặc, nó có thể khiến xe hoạt động bất thường.

Mặc dù Hệ thống kiểm soát ổn định điện tử cung cấp rất nhiều sự an toàn cho người sử dụng, nhưng nó lại ngăn cản ô tô của bạn đạt đến giới hạn của nó. Do khả năng hạn chế bướm ga của ESC, nó làm giảm sức mạnh truyền đến lốp xe, ngăn cản việc vào cua hiệu suất cao. Ngoài ra, nếu bạn đưa xe đến đường đua và muốn đốt cháy một ít cao su, ESC sẽ ngăn xe bị trôi.

Điều đó đang được nói, người dùng có thể vô hiệu hóa ESC nếu họ đang tìm cách đẩy xe của họ đến giới hạn.

ESC có làm cho thế giới an toàn hơn không?

Kiểm soát ổn định điện tử là một tính năng an toàn cung cấp khả năng kiểm soát cho người lái khi vào cua. Để mang lại sự ổn định này, ESC giám sát tỷ lệ chệch hướng và cảm biến vô lăng để phát hiện tình trạng thiếu kiểm soát lái. Sau khi được phát hiện, ESC sẽ kích hoạt ABS và ECM để giảm tốc độ của xe.

Hệ thống này ổn định xe giúp người lái lấy lại quyền kiểm soát xe khi rẽ ở tốc độ cao. Về mặt an toàn, ESC có thể tạo ra sự khác biệt giữa sự sống và cái chết. Vì lý do này, NHTSA đã đưa tính năng này trở thành bắt buộc đối với tất cả các xe ô tô bán ra sau năm 2012. Theo dữ liệu đã chứng minh, ESC đã cứu vô số mạng người khỏi một thảm kịch nào đó.