1.2. Các hệ thống an toàn tích hợp trên Innova 2017
1.2.4. Hệ thống ổn định thân xe (VSC)
a. Chức năng:
- Sau đây là 2 ví dụ về các trường hợp bánh xe bị vượt quá giới hạn bám ngang
của nó. Hệ thống VSC được thiết kế để giúp kiểm soát hoạt động của xe, tranh hiện tượng thừa hoặc thiếu lái bằng cách điều khiển công suất phát ra của động cơ và lực phanh trên từng bánh xe khi xe đang ở một trong các tình huống sau:
Hình 1.27. Minh họa chức năng của VSC
a - Khi các bánh trước có độ bám đường kém hơn các bánh sau;
b - Khi các bánh sau có độ bám đường kém hơn các bánh trước b. Nguyên lí hoạt động.
- Để xác định tình trạng của xe, các cảm biến sẽ phát hiện góc xoay vô lăng, tốc độ xe, mức độ lệch hướng và gia tốc ngang của xe, sau đó các dữ liệu này sẽ được tính toán bởi ECU kiểm soát trượt.
- Tình trạng trượt bánh trước của xe được xác định dựa trên sự chênh lệch giữa mức độ lệch hướng mục tiêu và mức độ lệch hướng thực tế của xe. Khi mức độ lệch hướng thực tế của xe nhỏ hơn mức độ lệch hướng mục tiêu (mức độ lệch hướng mục tiêu được xác định dựa trên tốc độ xe chạy và góc xoay vô lăng) nên xuất hiện khi người lái xoay vô lăng, điều đó có nghĩa là xe đang được vào cua với góc cua lớn hơn quỹ tích di chuyển mục tiêu. Do vậy ECU kiểm soát trượt sẽ xác định rằng bánh trước của xe có xu hướng bị trượt.
Hình 1.28. Tình trạng trượt bánh trước a - Quỹ đạo chuyển động thực tế (Độ lệch thực tế) b - Quỹ đạo chuyển động dựa trên độ lệch mục tiêu
Hình 1.29. Tình trạng trượt bánh sau
a - Hướng chuyển động của trọng tâm xe; b - Chuyển động của xe
- Khi ECU kiểm soát trượt xác định rằng xe có xu hướng bị trượt bánh trước a
b
hoặc bánh sau, nó sẽ giảm công suất động cơ và phanh bánh trước hoặc bánh sau để điều khiển chuyển động đổi hướng của xe. Hoạt động cơ bản của hệ thống VSC được mô tả dưới đây. Tuy nhiên, phương pháp điều khiển sẽ khác nhau tùy thuộc vào đặc tính của xe và điều kiện lái xe.
- Khi ECU kiểm soát trượt xác định rằng xe có xu hướng bị trượt bánh trước, nó sẽ có biện pháp đối phó tương ứng với mức độ của xu hướng đó. ECU kiểm soát trượt sẽ điều khiển công suất động cơ và phanh cả hai các bánh sau và một bánh trước ở phía ngoài của khúc cua để hạn chế xu hướng trượt của bánh trước.
- Khi ECU kiểm soát trượt xác định rằng xe có xu hướng bị trượt bánh sau, nó sẽ có biện pháp đối phó tương ứng với mức độ của xu hướng đó. ECU kiểm soát trượt sẽ điều khiển phanh bánh trước ở phía ngoài của khúc cua, và tạo ra một chuyển động ra phía ngoài của lực quán tính xe để hạn chế xu hướng trượt của bánh sau. Cùng với sự giảm tốc của xe do tác động của lực phanh, xe sẽ đạt được độ ổn định cần thiết. Trong một số trường hợp, ECU kiểm soát trượt sẽ phanh cả các bánh sau nếu cần thiết.
Hình 1.30. Chức năng của VSC khi xe bị trượt lúc rẽ phải
a - Khi xe có xu hướng trượt bánh trước; b - Khi xe có xu hướng trượt bánh sau a
b
c. Hoạt động của bộ chấp hành khi VSC hoạt động.
Hình 1.31. VSC điều khiển hạn chế trượt bánh trước
1 - Cảm biến áp suất của xi lanh phanh chính; 2 - Van điện từ cắt xi lanh phanh chính;
3 - Van điện từ giữ áp suất; 4 - Van điện từ giảm áp suất; 5 - Bơm; 6 - Bình chứa; 7 - Xi lanh bánh xe trước trái; 8 - Xi lanh phanh trên bánh xe phía trước bên phải; 9 - Xi
lanh bánh xe sau trái; 10 - Xi lanh bánh xe sau phải; a – Từ xi lanh phanh chính - Hệ thống VSC sẽ sử dụng các van điện từ để điều khiển áp suất dầu sinh ra từ bơm và cấp vào các xi lanh bánh xe theo 3 chế độ: tăng áp suất, giữ áp suất và giảm áp suất. Kết quả là xu hướng trượt của xe được kiểm soát.
Hình 1.32. VSC điều khiển để hạn chế tình trạng trượt bánh sau
1 - Cảm biến áp suất của xi lanh phanh chính; 2 - Van điện từ cắt xi lanh phanh chính;
3 - Van điện từ giữ áp suất; 4 - Van điện từ giảm áp suất; 5 - Bơm; 6 - Bình chứa; 7 - Xi lanh bánh xe trước trái; 8 - Xi lanh phanh trên bánh xe phía trước bên phải; 9 - Xi
lanh bánh xe sau trái; 10 - Xi lanh bánh xe sau phải; a – Từ xi lanh phanh chính - Khi điều khiển hạn chế trượt bánh trước, bánh trước phía ngoài vòng cua và các bánh sau sẽ được phanh lại. Đồng thời, tùy thuộc vào việc người lái có đạp phanh hay không và tùy thuộc vào tình trạng của xe, có một số trường hợp một số bánh xe sẽ không được phanh lại mặc dù đáng lẽ nó phải được phanh. Sơ đồ sau cho biết mạch thủy lực ở chế độ tăng áp, khi nó kiểm soát tình trạng trượt của bánh trước trong khi xe đang được đánh lái sang phải. Ở các chế độ hoạt động khác, van giữ áp và van giảm áp sẽ được bật hoặc tắt tùy thuộc vào tín hiệu của ECU điều khiển trượt.
- Khi điều khiển để hạn chế tình trạng trượt của bánh sau, bánh xe phía trước bên ngoài khúc cua sẽ được phanh lại. Đồng thời, tùy thuộc vào việc người lái có đạp phanh hay không và tùy thuộc vào tình trạng của xe, có một số trường hợp một số bánh xe sẽ không được phanh lại mặc dù đáng lẽ nó phải được phanh. Sơ đồ sau cho biết mạch thủy lực ở chế độ tăng áp, khi nó kiểm soát tình trạng trượt của bánh sau trong khi xe đang được đánh lái sang phải. Ở các chế độ hoạt động khác, van giữ áp và van giảm áp sẽ được bật hoặc tắt tùy thuộc vào tín hiệu của ECU điều khiển trượt.