Giới thiệu tổng quan về hệ thống điều khiển lực kéo trên xe ô tô
Hệ thống điều khiển lực kéo (TRC) là hệ thống giảm mô-men xoắn của động cơ khi bánh xe bắt đầu quay không phụ thuộc vào ý định của người lái. Trong lúc này, hệ thống TRC sẽ điều khiển hệ thống phanh để giảm mô-men xoắn truyền đến mặt đường tới một giá trị thích hợp.
Khi di chuyển trên những đoạn đường trơn trượt, chẳng hạn như trên đường ướt, băng tuyết, thì bánh xe sẽ chủ động quay tại chỗ nếu như xe khởi động hay hay tăng tốc nhanh, qua đó làm mất mô-men chủ động và khiến bánh xe trượt.
Hệ số ma sát giữa bánh xe với mặt đường quyết định mô-men cực đại truyền đến các bánh xe. Nếu mô-men truyền đến các bánh xe vượt quá giới hạn giữa khả năng bám của lốp với mặt đường, nó sẽ khiến bánh xe quay.
Việc đảm bảo mô-men xoắn thích hợp với hệ số ma sát giữa mặt đường với bánh xe lúc này trở nên khó khăn hơn với người lái. Lúc này, hệ thống TRC trên xe ô tô sẽ giảm mô-men xoắn của động cơ, đồng thời nó cũng điều khiển hệ thống phanh để giảm mô-men xoắn truyền đến mặt đường tới một giá trị thích hợp. Qua đó giúp việc khởi hành và tăng tốc trở nên ổn định.
Xem thêm:
Quá trình phát triển của hệ thống
Giai đoạn 1: Trước khi hệ thống phanh ABS ra đời, việc kiểm soát lực kéo tất cả đều phù thuộc lái kỹ thuật của người lái. Trong tất cả các điều kiện di chuyển và thời tiết khác nhau, người lái đều phải chủ động điều khiển lực kéo sao cho thích hợp.
Giai đoạn 2: Năm 1978, hệ thống phanh ABS (Anti-lock Brakes) ra đời. Thông qua hệ thống phanh ABS, hệ thống TCS cũng ra đời vào năm 1985, bằng cách phanh một phần các bánh xe có tốc độ lớn hơn quy định, giúp chống trượt bánh xe khi mô-men kéo cấp cho bánh xe quá lớn.
Giai đoạn 3: Năm 1995, hệ thống cân bằng điện tử VSC (Vehicle stability control) ra đời. Hệ thống TRC tự động điều chỉnh độ mở của bướm ga để hạn chế nhiên liệu cấp cho động, qua đó giảm mô men xoắn do động cơ sản sinh, giảm mô-men cấp tới các bánh xe chủ khi mô-men chủ động của các bánh xe quá lớn, vượt quá giới hạn bám của lốp.
Hệ thống TRC (TCS) trên một số hãng xe
Hệ thống chống trượt TCS của xe Volkswagen
1.1. Cấu tạo của hệ thống
- Bướm ga phụ:
- Vị trí: Đặt ở gần họng gió, được điều khiển bởi tín hiệu từ ECU ABS và TCS.
- Công dụng: Điều chỉnh độ mở bướm ga theo tín hiệu phát ra từ ECU ABS và TCS.
- Cấu tạo: Là 1 mô tơ bước, gồm có 1 nam châm vĩnh cửu, 1 trục roto, 1 cuộn dây và một bánh răng để dẫn động trục bướm ga.
- Cảm biến tốc độ các bánh xe.
- Các cảm biến bướm ga.
- Bộ chấp hành phanh TCS:
- Bộ chấp hành phanh
- Công tắc và cảm biến áp suất dầu
- Cụm bơm
- ECU ABS và TCS
1.2. Nguyên lý làm việc
Có 4 cảm biến tốc độ bánh xe liên tục phát tín hiệu đến ECU TCS để hệ thống này tính toán tốc độ của từng bánh xe. Cùng thời điểm đó nó ước lượng tốc độ xe trên cơ sở tốc độ của 4 bánh và giới hạn một tốc độ điều khiển nhất định.
Nếu bỗng nhiên người lái đột ngột đạp chân ga trên quãng đường trơn trượt dẫn tới các bánh sau (bánh chủ động) bắt đầu trượt quay, tốc độ bánh sau sẽ vượt ngưỡng tốc độ giới hạn. Lúc này ECU TCS sẽ phát ra tín hiệu đến bộ chấp hành bướm ga phụ để đóng bớt bướm ga phụ, đồng thời nó cũng gửi một tín hiệu đến bộ chấp hành phanh TCS để cấp dầu phanh cao áp tới các xylanh phanh bánh sau.
Van điện 3 vị trí của bộ chấp hành phanh ABS sẽ được chuyển sang chế độ điều khiển áp suất dầu phanh bánh sau, vậy nên bánh sau sẽ không bị trượt quay được.
Hệ thống TRC và VSC các dòng xe của Toyota
2.1. Cấu tạo của hệ thống
- ECU điều khiển trượt
- Bộ chấp hành phanh
- Cảm biến tốc độ
- Cảm biến gia tốc
- Công tắc đèn phanh
- Đồng hồ táp lô( lắp đèn báo TRC)
- Cảm biến xoay vô lăng
- Cảm biến độ lệch của xe
- Bộ trợ lực phanh.
2.2 Nguyên lý hoạt động
Trong quá trình tăng tốc, nếu bánh xe chủ động vượt quá tốc độ so với các bánh xe còn lại thì cảm biến tốc độ sẽ phát thông báo về ECU của TRC, lúc này ECU TRC sẽ điều khiển hệ thống phanh để giảm bớt tốc độ bánh xe chủ động khi xe tăng tốc.
Áp suất thủy lực do bơm tạo ra được van điện từ xylanh chính điều chỉnh đến áp suất cần thiết. Vậy nên, xylanh ở các bánh xe dẫn động được điều khiển theo 3 chế độ sau: Tăng áp suất, giảm áp suất và giữ áp suất để hạn chế độ trượt của các bánh xe chủ động.
Khi tốc độ của bánh xe dẫn động bắt đầu vượt quá tốc độ giới hạn, áp suất thủy lực của phanh sẽ tăng lên và số xylanh cắt giảm nhiên liệu cũng tăng lên. Do đó, tốc độ của các bánh xe chủ động sẽ giảm xuống.
Hệ thống TCS trên các dòng xe của Mercedes
3.1. Cấu tạo hệ thống
- Cảm biến vị trí bướm ga phụ
- Cảm biến vị trí bướm ga chính
- Các cảm biến tốc độ( 2 trước, 2 sau)
- Bộ chấp hành bướm ga phụ
- Van P-B, 6- Bộ chấp hành ABS
- Công tắc cắt TRC
- ECU ABS và TRC
- Đèn báo TRC
- ECU, ECT động cơ.
3.2. Nguyên lý hoạt động
Hệ thống TCS đảm nhiệm chức năng giảm sự trượt của bánh xe, đồng thời tăng tối đa khả năng bám giữa lốp và đường để không bị trượt. Hệ thống này tác động trực tiếp tới động cơ và hệ thống phanh để điều hòa lực tiếp tuyến đặt tại điểm tiếp xúc giữa mặt đường và lốp xe. Hệ thống này không chỉ hoạt động khi phanh xe và nó hoạt động trong cả lúc xe tăng tốc.
- Nguyên nhân dẫn tới tình trạng trượt bánh xe
Công suất từ động cơ truyền đến các bánh xe chủ động quá lớn, làm phá vỡ sự tiếp xúc giữa bánh xe và mặt đường khiến bánh xe bắt đầu trượt. Điều này xuất hiện khi có sự thay đổi vị trí giữa 2 điểm tiếp xúc là bánh xe và mặt đường, dẫn tới thay đổi vết tiếp xúc khi xe quay vòng, tăng tốc hoặc phanh, hay cũng có thể là cả 3 trường hợp.
Tuy nhiên, vấn đề trượt bánh xe không phải tất cả đều tạo ra kết quả xấu, trong trường hợp này hệ số ma sát cực đạt sẽ đạt được khi xe vừa mới bắt đầu trượt. Điều này xảy ra khi hệ số trượt là 5% đối với mặt đường ướt, và 10% đối với mặt đường khô.
Khi tình trạng trượt này xảy ra, người lái phải cố gắng điều khiển sao cho sự trượt này không diễn ra tiếp đó, tất cả đều phụ thuộc vào kinh nghiệm lái xe. Có rất nhiều cách khác nhau để giải quyết vấn đề này:
- Để di chuyển đúng hướng và không bị trượt
Xe được trang bị một hệ thống chống trượt có tác dụng riêng biệt cho phanh trước/sau luôn ổn định khi bánh xe quay vòng.
Thay vì cố gắng đổi hướng của xe bằng cách đánh lái vô lăng thì có thể thay đổi sự trượt của bề mặt lốp bằng cách tác động phanh lên từng bánh riêng biệt. Việc tác động phanh riêng biệt như vậy sẽ loại bỏ được sự chệch hướng của bánh xe, đồng thời giúp bánh xe quay đúng với trọng tâm của nó.
Ngoài ra, hệ thống chống trượt TCS còn liên quan tới hệ thống chống bó cứng phanh. Để có thể phát hiện ra bánh xe trượt thì cần phải có cảm biến, sau khi cảm biến phát hiện sẽ phát tín hiệu đến bộ vi xử lý đã được lập trình từ trước, qua đó xác định xem bánh nào bắt đầu trượt.
Khi giá trị đo được xác nhận vượt quá ngưỡng quy định, bộ điều khiển sẽ tự động ngắt nguồn công suất của động cơ bằng cách ngắt nguồn nhiên liệu, không cho đánh lửa hoặc tác động lên phanh xe tức thời.
Có thể thấy rằng, các hệ thống chống trượt được trang bị trên ô tô luôn không ngừng cải tiến để hỗ trợ tối đa tính an toàn khi sử dụng xe. Thông qua hệ thống điều khiển điện tử này, chiếc xe có thể dễ dàng khởi động và vận hành ổn định trong tất cả các loại địa hình trơn trượt khác nhau.
Trung Tâm Huấn Luyện Kỹ Thuật Ô Tô Việt Nam VATC
Địa chỉ: số 50 đường 12, P.Tam Bình, Q.Thủ Đức, TP.HCM
Điện thoại: 0945711717
Email: info@oto.edu.vn
Theo: Đại Học Sao Đỏ
Bài viết mới
