Hệ thống cân bằng điện tử trên ô tô

Hệ thống cân bằng điện tử Electronic Stability Program, viết tắt là ESP hay còn nhiều cách gọi khác như DSC, VSA, ESC… tùy vào mỗi nhà sản xuất xe là hệ thống an toàn điều khiển điện tử,

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT ĐÀ NẴNG

BÁO CÁO

HỆ THỐNG THÔNG MINH TRÊN Ô TÔ

Giáo viên hướng dẫn : Bùi Văn Hùng

Sinh viên : Phan Hữu Khánh

Mã sinh viên : 1811504210314

Lớp học phần : 291HTTMO03 ( thứ 5, tiết 7-8 )

Đà Nẵng, tháng 7 , năm 2020

Nội dung báo cáo

Phần 1 : Hệ thống cân bằng điện tử ( ESP – Electronic

Stability program )

Nội dung :

Khái quát hệ thống

Cấu tạo

Nguyên lý hoạt động

Ưu nhược điểm

I Khái quát hệ thống

1 Khái niệm

Hệ thống cân bằng điện tử (Electronic Stability Program, viết tắt là ESP) hay còn nhiều cách gọi khác như DSC, VSA, ESC… tùy vào mỗi nhà sản xuất xe là hệ thống an toàn điều khiển điện tử, có tác dụng nhằm giảm thiểu nguy cơ mất lái, tăng tính an toàn, ổn định cho xe khi di chuyển

2 Đôi nét về lịch sử ra hình thành

Hệ thống cân bằng điện từ xuất hiện lần đầu tiên trên 2 chiếc xe của BMW năm 1995, đó là 750iL và 850Ci với động cơ trang bị trên xe là

5.4L V12 , lấy tên là DSC (Dynamic Stability Control) và được sản xuất bởi Bosch Hệ thống được trang bị cảm biến tại các bánh xe với tấn số

50 lần mỗi giây

Năm 1996,Mercedes-Benz cũng bắt đầu ứng dụng công nghệ này lên mẫu xe của mình và lấy tên là ESP Mẫu xe đầu tiên của Mercedes-Benz lắp đặt hệ thống cân bằng điện tử là S600 Điểm nổi bật hơn trong hệ thống ESP của Mercedes là khả năng nhanh chóng lấy lại vị trí ổn định của xe sau khi ESP hoạt động

Năm 1997, Cadillac công bố hệ thống cân bằng điện tử của mình với cái tên STS

Năm 1998, Lexus đưa ra cái tên VSC (Vehicle Stability Control) cho hệ thống cân bằng điện tử của mình Ngoài việc trang bị các cảm biến như Cadillac hay Mercedes, Lexus lắp thêm cảm biến đo áp suất phanh nhằm phối hợp với hệ thống phân bổ lực phanh EBD, giúp xe đạt trạng thái ổn định nhất

3 Một số tên gọi của các hãng

II Cấu tạo của hệ thống

ESP được cấu thành từ 5 bộ phận chính, tín hiệu từ các cảm biến gia tốc ngang ở thân xe,cảm biến tốc độ ở các bánh xe và góc đánh lái… được thu thập để xác định trạng tháichuyển động thực tế Khi truyền tới bộ vi xử lý điều khiển trung tâm, máy tính sẽ so sánh kết quả với góc quay vô lăng, từ đó đưa ra các lệnh điều khiển phanh hoặc giảm côngsuất giúp xe nhanh chóng trở về trạng thái theo đúng

ý muốn của người lái

Một số cảm biến quan trong hệ thống :

Cảm biến bướm ga: Giúp nhận diện vị trí của bướm ga, từ đó có thể can thiệp đến

việc đóng/mở

Cảm biến áp lực phanh: Hỗ trợ tăng/giảm áp lực bằng cách can thiệp đến hệ thống

dầu của động cơ

Cảm biến góc lái: Điều chỉnh hướng di chuyển của xe, đo, so sánh góc đánh tay lái

và hướng di chuyển

Cảm biến chân ga: Hệ thống cân bằng điện tử ESP sẽ giúp xe cân bằng trong trường

hợp người lái đạp ga quá với góc lái

Cảm biến tỷ lệ lệch ngang thân xe và gia tốc: Trong trường hợp bạn đánh lái đột

ngột hoặc vào góc cua quá nhanh xe có thể bị mất kiểm soát Lúc này, cảm biến gia tốc và lệch ngang có vai trò đưa thông tin này đến ECU để được xử lý

III Nguyên lý hoạt động

Hệ thống ESP làm việc bằng cách can thiệp vào hệ thống phanh, có thể tác động riêng rẽ trên một hoặc nhiều bánh xe trên cầu trước hoặc cầu sau ESP giúp ổn định xe khi phanh, khi quay vòng, khi khởi hành và tăng tốc Để tăng cường cho việc điều khiển phanh có hiệu quả, thì ESP cũng tác động đến cả động cơ và hộp số

Hệ thống ESP bao gồm sự liên kết và tích hợp các hệ thống và chức năng sau:

Hệ thống ABS chống hãm cứng bánh xe khi phanh, vì vậy duy trì khả năng

lái và tính ổn định của xe trong lúc giảm tốc

Ví dụ: nếu có một bánh xe nào đó có xu hướng bị hãm cứng (hiện tượng trượt lết của bánh xe trên mặt đường) thì áp lực phanh trên bánh đó sẽ được kiểm soát Sự kiểm soát này được điều khiển bởi bộ chấp hành thủy lực Các van điện từ trong bộ chấp hành sẽ điều hòa áp suất phanh qua các giai đoạn tăng áp, giữ áp và giảm áp

Hệ thống ASR (Acceleration Slip Regulator) khắc phục hiện tượng quay

trơn của các bánh xe chủ động khi khởi hành và tăng tốc đột ngột Nó cũng giúp cải thiện tính ổn định của xe bằng cách điều chỉnh lực kéo của các bánh xe chủ động

Khi bánh xe chủ động nào bị quay trơn, cảm biến tốc độ bánh xe sẽ gửi tín hiệu này đến bộ điều khiển điện tử Bộ điều khiển điện tử sẽ điều khiển bộ chấp hành thủy lực cung cấp dầu phanh đến bánh xe đó Aùp suất phanh cũng được điều khiển ở các chế độ tăng áp, giữ áp và giảm áp

Đồng thời với sự điều khiển phanh, hệ thống ESP cũng gửi tín hiệu đến hộp điều khiển động cơ, điều khiển đóng bớt vị trí cánh bướm ga lại hoặc làm

chậm thời điểm đánh lửa để giảm bớt moment xoắn của động cơ

Hệ thống EBR (Engine Brake Regulation) chống hiện tượng trượt của các bánh xe chủ động khi chạy trớn và đảm bảo tính ổn định của xe

Khi xe chạy trớn (ví dụ xuống dốc), cánh bướm ga đóng, sẽ có chế độ phanh bằng động cơ Trường hợp lực cản của động cơ quá lớn sẽ dẫn đến hiện tượng

các bánh xe chủ động bị trượt lết Hộp điều khiển ESP nhận biết hiện tượng này và gửi tín hiệu đến hộp điều khiển động cơ, làm tăng moment xoắn động cơ để giảm sự trượt ở các bánh xe chủ động Quá trình này diễn ra mà người lái xe không nhận biết được

ESP khắc phục hiện tượng quay vòng thiếu hoặc quay vòng thừa Trong tất cả mọi tình huống, nó đảm bảo rằng xe không bị lệch ra khỏi hướng điều khiển của người lái xe

Khi có hiện tượng quay vòng thiếu hoặc quay vòng thừa (understeering or oversteering) xảy ra, hệ thống ESP sẽ nhận biết thông qua các cảm biến góc lái và cảm biến gia tốc ngang, tự động điều khiển một lực phanh chính xác đến các bánh xe tương ứng ở cầu trước hoặc cầu sau để duy trì hướng chuyển động của

xe theo sự điều khiển của người lái Hình 5-55a cho thấy khi xe có xu hướng quay vòng thiếu thì ESP điều khiển phanh bánh xe sau trái, còn khi xe có xu hướng quay vòng thừa (hình 5.55b) thì ESP điều khiển phanh bánh xe trước phải, nhờ vậy giúp cho xe ổn định khi quay vòng

Hình 5-55: ESP điều khiển phanh chống hiện tượng

quay vòng thiếu hoặc quay vòng thừa

Đồng thời với sự điều khiển phanh, hệ thống ESP cũng gửi tín hiệu đến hộp

điều khiển động cơ, điều khiển giảm bớt momentt xoắn của động cơ Nhờ vậy xe đạt được tính ổn định cao khi quay vòng

• Nguyên tắc điều khiển ESP cĩ thể chia thành 2 trường hợp:

Trường hợp 1: Khi xe vào cua ở tốc độ cao và đánh lái non (đánh lái thiếu)

Khi xe vào cua ở tốc độ cao nếu người lái đánh lái quá non (cịn gọi là đánh lái thiếu) xe sẽ cĩ xu hướng bị văng ngang (đường màu đỏ) ra khỏi cung đường điều

khiển mong muốn (đườngmàu xanh) → gây ra hiện tượng lật, trượt ngang xe mất

an tồn và cĩ thể gây ra tai nạn Khi xe bắt đầu cĩ xu hướng trượt ngang, cảm biến trượt ngang và gĩc lái xe gửi tín hiệu về hộp điều khiển ESP, dựa vào các tín hiệu

đĩ ESP sẽ tính tốn và đưa ra tín hiệu điều khiển thực hiện việc chủ động phanh

bánh phía đối diện với hướng xe bị trượt (bánh sau bên phải), lực phanh tạo ra tại

bánh xe cĩ tác dụng như một tâm quay để tạo ra mơ men bù lại lực trượt ngang giữ cho xe cĩ thể ổn định và tiến về phía trước theo đúng cung đường mong muốn

Trường hợp 2: Khi xe vào cua ở tốc độ cao và đánh lái bị quá (đánh lái thừa)

Tương tự, người lái thực hiện việc đánh lái bị quá nhiều khi vào cua gấp dẫn đến hiện tượng xe có thể bị văng đuôi và chệch khỏi quỹ đạo của cung đường mong muốn Khi đó hộp điều khiển ESP cũng sẽ gửi tín hiệu điều khiển thực hiện việc phanh bánh trước bên lái, lực phanh tạo thành tâm quay (vì khi đó các bánh bên phải vẫn quay bình thường) và sinh ra mô men bù để giữ cho xe cân bằng, ổn định và tiến

về phía trước theo đúng cung đường mong muốn

IV Ưu, nhược điểm của hệ thống

1 Ưu điểm:

▪ Hệ thống cân bằng điện tử là tổng hợp của các hệ thống: điều khiển chống bó cứng bánh xe khi phanh ABS, kiểm soát lực bám khi tăng tốc của xe TCS

▪ Phân phối lực phanh một cách hợp lý tới mỗi bánh xe và điều khiển độ ổn định của xe khi bị văng đuôi, trượt ngang

▪ ESC hoạt động một cách tự động phụ thuộc và trạng thái xe đang hoạt động

▪ ESC không chỉ làm việc khi xe vận hành trên đường ẩm ướt hay băng giá mà còn hoạt động tốt khi xe tăng tốc, vào cua

2 Nhược điểm:

▪ Hệ thống đang làm việc phanh phát ra tiếng kêu “khục khục”

▪ Chi phí giá thành lắp đặt hệ thống cao

Nguồn : - https://www.bosch-mobility-solutions.com/en/products-and- services/passenger-cars-and-light-commercial-vehicles/driving-safety-systems/electronic-stability-program/

- https://en.wikipedia.org/wiki/Electronic_stability_control

- https://danchoioto.vn/he-thong-can-bang-dien-tu-esp/

- https://www.youtube.com/watch?v=JQv1DZltlvs&t=493s

- https://www.youtube.com/watch?v=B4W7_6UpH0A&t=8s

Thầy quét mã QR là có thể vào link nhé