P= Pϕ ϕG (1)
1.5 Hệ thống chống trượt quayTC S: điều chỉnh tải của động cơ
Trong quá trình tăng tốc của xe, động cơ tạo ra một mômen xoắn lớn truyền xuống bánh xe ,nếu lực bán giữa bánh xe và mặt đường nhỏ hơn lực kéo mà động cơ sinh ra thì bánh xe mất khả năng truyền lực, bánh xe chủ động trượt quay và làm xe mất ổn định, xe tăng tốc kém…
Trong trường hợp này người lái xe rất khó có thể điều khiển chiếc xe và có thể dẫn tới tai nạn không mong muốn , do đó cần thiết có một hệ thống có khả năng điều chỉnh và kiểm soát lực bám đường giúp lái xe điều khiển xe dễ dàng trong quá trình tăng tốc và khi mặt đường trơn trượt. Điều này sẽ khiến việc tăng tốc ổn định, đồng thời tránh những sự cố khi thao tác tăng giảm ga thiếu chính xác của người lái gây nên va chạm, nhất là những đoạn đường giao thông phức tạp.
Hệ thống kiểm soát lực bám đường cho xe ôtô có tác dụng giảm momen truyền từ động cơ tới các bánh xe chủ động nhằm làm giảm momen từ các bánh xe lên mặt đường chống lại sự trượt quay của bánh xe. Bằng việc tác động trực tiếp vào động cơ để giảm mômen của động cơ một cách nhanh chóng nhất nhưng vẫn đảm bảo được khả năng động lực học của ôtô.
Hệ thống kiểm soát lực kéo được nghiên cứu và phát triển trong những thập niên 80, 90 , với sự kết hợp của thủy lực và cơ khí và cùng với sự bùng nổ của công nghệ trong những năm qua hệ thống TCS đã hoàn thiện và điều khiển chính xác và hiệu quả.
Hệ thống kiểm soát lực kéo sơ khai.
Đây là ý tưởng của hai nhà sáng chế người Mỹ là Michael H. Quinn và Paul H. Quinn .
Mô tả hoạt động : Hệ thống kiểm soát lực bám của bánh xe và mặt đường bằng cách sử dụng bột đá cẩm thạch được nằm trong một thùng chứa hình phễu đặt ở gần bánh xe . Hệ thống hoạt động nhờ một solenoid điều khiển nắp 6 đóng mở qua một
công tắc trên vôlăng . Trong những điều kiện đường trơn trượt, băng tuyết người lái xe có thể ấn công tắc kích hoạt hệ thống hoạt động , bột đá sẽ làm thay đổi hệ số bám của đường và qua đó làm tăng lực bám giữa bánh xe và mặt đường .
Hệ thống tuy đơn giản nhưng khó có thể ứng dụng vào trong thực tế vì không thể bố trí được thùng đựng bột đá gần với bánh xe, hơn thế phương pháp này mang lại hiệu quả không cao, không điều khiển được lực bám phù hợp với từng bánh xe và dẫn tới xe mất ổn định .
Hệ thống kiểm soát lực kéo : Cơ cấu điều chỉnh dây ga .
Phát minh của Takashi Sakai thuộc Trung tâm nghiên cứu và phát triển
Akebono.
Hệ thống bao gồm một piston được gắn trong một xylanh , cơ cấu này nằm giữa chân ga và cần của bơm nhiên liệu ( với động cơ diesel ) hay là bướm ga ( đối với động cơ xăng ) . Piston có thể dịch chuyển qua lại nhờ việc cấp và xả dầu vào trong xylanh qua van cấp 18 và van xả 21.
Khi xảy ra hiện tượng trượt quay , hệ thống sẽ điều khiển van cấp 18 cấp dầu vào trong xylanh để đẩy piston sang phía bên trái, đồng thời trả cần ga của bơm dầu làm cho lượng nhiên liệu vào động cơ giảm xuống . Do trong trường hợp xe tăng tốc nên lái xe sẽ nhấn ga, vì vậy sẽ có lực kéo piston sang phía bên phải , lúc này cơ
chế ròng rọc lò xo sẽ làm việc, khi lực bàn đạp ga lớn hơn lực nén của lò xo, lò xo sẽ bị nén lại, người lái xe sẽ không thể tăng ga trong quá trình trượt quay, lực bám mặt đường được kiểm soát .
Khi xe không còn hiện tượng trượt quay, hệ thống điều khiển mở van xả 21, lò xo 14 trong xylanh kéo piston về vị trí ban đầu và đồng thời đẩy dầu ra khỏi xylanh qua van xả 21. Bướm ga được trả lại về vị trí ban đầu , lái xe có thể điều khiển xe tăng tốc theo ý mình .
Trong hình 1thể hiện sơ đồ khối điều khiển hệ thống , với việc lấy tín hiệu từ cảm biến bánh xe sau đó đưa tín hiệu vào bộ xử lý trung tâm . Tại đây các tín hiệu gửi từ cảm biến được xử lý và được so sánh với giá trị trượt tới hạn của xe. Nhờ đó mà bộ điều khiển trung tâm có thể biết được mức độ trượt của xe và đưa ra lệnh điều khiển đóng mở các van cấp và xả để điều chỉnh lượng nhiên liệu đi vào động cơ một cách hợp lý nhất để xe có thể tăng tốc mà không xảy ra hiện tượng trượt quay.
Hình 2 : Thể hiện đặc tính điều khiển của hệ thống. Hệ thống kiểm soát lực kéo thông minh.
Hầu hết các loại xe ôtô ngày nay đều được trang bị hệ thống phun xăng điện tử, hoặc phun dầu điện tử, nên việc điều chỉnh, tác động vào động cơ trong quá trình xảy ra hiện tượng trượt quay của bánh xe là dễ dàng hơn rất nhiều .
Các tín hiệu cảm biến vận tốc , gia tốc từ các bánh xe được gửi về bộ xử lý trung tâm (ECU) vài trăm lần trong mỗi giây. ECU sẽ phân tích , xử lý các tín hiệu nhận so sánh với dữ liệu sẵn có , nếu như ECU phát hiện xe đang bị trượt quay thì ngay lập tức nó sẽ điều khiển thời gian phun nhiên liệu để giảm công suất của động cơ , qua đó làm giảm lực kéo tại các bánh xe chủ động .
Ngoài ra đối với các động cơ xăng, ngoài việc tác động vào lượng phun nhiên liệu để giảm công suất người ta còn điều khiển ngắt đánh lửa 1 hoặc 2 máy của động cơ , làm công suất của động cơ giảm một cách nhanh chóng khi xe bị trượt quay.