Nghiên cứu hệ thống ổn định quỹ đạo chuyển động ô tô ESC (Hệ thống ổn định điện tử)

Cơ sở cho sự ra đời của hệ thống ESC

Tuy nhiên hệ thống ABS thông thờng chỉ có tác dụng trong việc hãm cứng bánh xe mà không có hiệu quả trong việc phân bố lực phanh cho các bánh xe khi trọng tải trên các cầu thay đổi, vì thế mà hiệu quả phanh đạt đợc là không cao nhất. Trên một số xe hiện nay trongtrờng hợp phanh khẩn cấp nh gặp chơng ngại vật độ ngột ngời lái xe đặc biệt là ngờithiếu kinhnghiệm , thờng hoang mang va phản ứng không kịp thời nên đạp chân lên bàn phanh không đủ mạnh , do đó không đủ lục phanh để dừng xe,.

Cơ sở lý thuyết của hệ thống ESC

Động lực học ôtô khi khởi hành hoặc tăng tốc

• ở đờng có hệ số bám thấp, chẳng hạn nh đờng băng, tuyết hay đờng ớt, bánh xe chủ động sẽ bị quay tại chỗ nếu xe khởi hành hay tăng tốc nhanh, làm mất mát mômen chủ động và có thể làm trợt xe. Hệ thống điều khiển lực kéo (TRC) giảm mômen xoắn của động cơ khi bánh xe bắt đầu trợt quay không phụ thuộc vào ý định của ngời lái, cùng lúc đó nó điều khiển hệ thống phanh vì vậy giảm mômen truyền đến mặt đờng tới một giá trị phù hợp. Tất cả các bánh xe chủ động đ- ợc truyền lực kéo nh nhau, tơng ứng với khả năng bám ở bánh xe có lực bám thấp và vì vậy khả năng bám bên ở các bánh xe có độ bám dọc lớn sẽ lớn hơn.

Hệ thống điều khiển lực kéo kết hợp chặt chẽ với bộ điều khiển mô men động cơ và bổ sung thêm phanh (hoặc điều khiển vi sai) có thể áp dụng đồng thời để đảm bảo tính ổn định của xe (điều khiển tính dẫn hớng) và tối u sự tăng tốc. • Độ trợt khi tăng tốc có thể nằm trong khoảng từ 0 tới rất cao và thờng đợc sử dụng để mô tả các điều kiện có thể xảy ra khi các bánh chủ động trợt quay khi tăng tốc lúc khởi hành. Trên đờng cát xốp, sỏi và đờng dày tuyết, hệ số bám khi tăng tốc tăng liên tục cùng với độ trợt, và nó chỉ đạt giá trị cực đại tại điểm có độ trợt trên 60.

• Vì lý do này, tất cả các hệ thống ASR kết hợp với công tắc ngỡng trợt hoặc khoá cắt ASR, điều này cho phép ngời lái điều chỉnh lại ngỡng trợt của ASR tới mức cao hơn, hoặc tắt hoàn toàn hệ thống khi cần thiết.

Cấu tạo và nguyên lý làm việc của hệ thống ESC

Hoạt động của hệ thống ESC

• Trên xe sử dụng 4 cảm biến tốc độ : hai cho cầu trớc và 2 cho cầu sau.Cảm biến đo tốc độ đợc hình thành theo nguyên tắc làm việc của máy phát tốc xoay chiều. • Vành răng chế tạo từ thép từ, trên phủ một lớp đồng mỏng, đặt trên moay ơ bánh xe. Vành răng liên kết chặt và cùng quay với bánh xe. • Cấu tạo của cảm biến bao gồm các bộ phận chính: Nam châm vĩnh cửu và cuộn dây, đặt trong một vỏ bảo vệ chắc chắn. Khe hở từ giữa cảm biến và vành răng nhỏ 0,2mm. Khi vành răng quay, các đỉnh răng khép kín mạch từ và trong cuộn dây xuất hiện sức điện động xoay chiều , có tần số biến thiên theo tốc độ quay bánh xe.Tín hiệu đợc chuyển về ECU dới dạng đếm xung và xác định tốc độ quay của bánh xe theo thời gian. nhỏ nhất,gia tốc phanh lớn nhất,thời gian phanh nhỏ nhất)và đảm bảo đơc tính ổn định hớng của xe trong quá trình phanh. + Đảm bảo cho xe khi tăng tốc hoặc khởi động không bị trợt quay trong mọi điều kiện chuyển động của ô tô thông qua viêc kiểm soát và điều chỉnh mô men từ động cơ đến các bánh xe chủ động.Từ đó giúp giảm hao mòn lốp, tiêt kiệm nhiên liệu, tăng tuổi thọ. Khi đó các bánh trớc sẽ trợt ra ngoài, ngay lập tức hệ thống phanh sẽ can thiệp bằng cách phanh vào bánh sau phía trong khúc cua, mô men phanh sinh ra có vai trò nh một mô men cân bằng sẽ tác dụng trở lại xe, nhờ đó mà xe trở về quỹ đạo mong muốn.

Trong khi hệ thống không hoạt động(phanh bình thờng) tín hiệu từ ECU không đợc đa đến bộ thực hiện.Vì vậy các van điện tử giữ và giảm ngắt, cửa (a) ở bên van điện từ giữ áp suất mở, cửa (b) ở phía van điện từ giảm áp suất. Nếu hiện tợng quay vòng thừa không đợc khử bằng các điều khiển này, một áp suất phanh chính xác đợc cung cấp tới xylanh phanh bánh xe trớc bên ngoài. • Nếu xe vẫn tiếp tục quay vòng thừa mà giảm mô men động cơ và tác dụng phanh sau phải vẫn cha đủ thì tác dụng thêm phanh trớc phải để đạt đợc độ ổn.

+ Nếu ESC phát hiện ra xe có xu hớng quay vòng thiếu khi đánh lái sang trái, (trong trờng hợp này là bánh sau trái) phải phanh bánh sau trái để tạo ra một mômen cùng chiều với mômen quay vòng nh thế sẽ làm cho xe tăng. Nếu phanh chậm thì áp suất phanh tác dụng trung bình khi xe quay vòng và ngăn đợc tốc độ cao của gia tốc lệch bên, xe có thể bắt đầu quay vòng thừa và kết quả là có thể dẫn đến lật xe. • Khi gia tốc lệch bên vợt quá 0,6g, lúc này gia tốc hớng tâm lớn có thể dẫn đến trợt ngang gây mất ổn định nghiêm trọng vì thế phải tác dụng phanh ở cả bánh trớc phải, trớc trái và sau phải để giảm tốc độ và tạo ra mômen ngợc chiều với chiều quay vòng để giảm hiện tợng quay vòng thừa xảy ra.