Hệ thống cân bằng điện tử-Tính năng an toàn không thể thiếu

>> Xe SUV và Crossover khác biệt thế nào?
>> Lên đời mâm xe cỡ lớn - Nên hay không?
>> Mẹo tránh đạp nhầm chân ga khi phanh

Hệ thống cân bằng điện tử ESC là một trong những giải pháp an toàn chủ động quan trọng bên cạnh hệ thống chống bó cứng phanh ABS, phân bổ lực phanh điện tử EBD và hệ thống chống trượt TCS… Mỗi khi người lái mất kiểm soát tay lái, ESC sẽ tác động lên hệ thống phanh giúp điều chỉnh lại hướng lái, đồng thời tự động giảm công suất động cơ giúp người lái có thời gian giành lại quyền kiểm soát xe. 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. Yếu tố cốt lõi của ESC giúp phát hiện nguy cơ trượt bánh xe trước khi điều này trở thành mối de dọa thực sự.

Có nguyên lý hoạt động tương tự, nhưng mỗi hãng xe lại đặt tên riêng biệt cho hệ thống cân bằng điện tử

Công nghệ đằng sau ESC xuất hiện lần đầu tiên trên xe Mercedes-Benz vào năm 1987 với nguyên bản là hệ thống kiểm soát độ bám đường. Từ đầu những năm 1990 đến nay, công nghệ này đã được nhiều nhà sản xuất ô tô khác chú trọng phát triển và ứng dụng trên hầu hết các mẫu xe. Nguyên lý hoạt động giữa các hệ thống khá tương tự nhau, nhưng mỗi hãng lại có một tên gọi riêng biệt dựa trên chức năng và nguyên lý hoạt động, có thể gọi chung là hệ thống cân bằng điện tử:

Hãng xe	Tên gọi	Viết tắt	Tên tiếng Việt
Toyota	Vehicle Stability Control	VSC	Hệ thống điều khiển độ ổn định
Honda, Acura	Vehicle Stability Assist	VSA	Hệ thống hỗ trợ ổn định
Ford	Electronic Stability Control	ESC	Hệ thống điều khiển ổn định điện tử
Mercedes-Benz, Audi, Volkswagen, Hyundai	Electronic Stability Program	ESP	Chương trình ổn định điện tử
Infiniti, Nissan, Alfa Romeo	Vehicle Dynamic Control	VDC	Kiểm soát động lực học
BMW, Mazda, Jaguar, Land Rover	Dynamic Stability Control	DSC	Hệ thống điều khiển ổn định động học
Porsche	Porsche Stability Management	PSM	Hệ thống kiểm soát ổn định Porsche

ESC 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 thái chuyển 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 công suất giúp xe nhanh chóng trở về trạng thái theo đúng ý muốn của người lái.

Cấu tạo của hệ thống cân bằng điện tử trên ô tô

Hệ thống cân bằng điện tử sử dụng mô đun điều khiển thủy lực tương tự ABS, nhưng ngoài tác dụng kiểm soát hoặc giảm áp suất dầu phanh tác động lên xi lanh, bộ phận này còn có thể làm tăng áp suất dầu vào khu vực cần thiết khi có yêu cầu tạo ra lực phanh chênh lệch giữa các bánh. Về nguyên tắc, hoạt động của ABS và ESC không thể tách rời nhau, ABS cho phép ESC phanh độc lập trên từng bánh một cách hiệu quả. Tuy nhiên, hệ thống cân bằng điện tử làm việc hoàn toàn tự động khi có sự sai lệch giữa góc đánh lái và góc quay thân xe, còn hệ thống chống bó cứng phanh hoạt động chỉ khi người lái đạp phanh và bánh xe có nguy cơ bị bó cứng.

Mô phỏng mối liên hệ giữa ESC, ABS, EBD và TCS

Ngoài ra, ESC còn gắn bó mật thiết với hệ thống chống trượt TCS và phân phối lực phanh điện tử EBD. Nếu ABS làm nhiệm vụ điều khiển quá trình phanh hãm xe (theo chiều dọc), TCS điều khiển lực kéo khi xe tiến về phía trước (theo chiều dọc), EBD điều khiển lực phanh tại mỗi bánh xe thì ESC có chức năng kiểm soát độ cân bằng và ổn định của xe khi xảy ra hiện tượng bị văng đuôi, trượt ngang lúc vào cua hoặc do đánh lái đột ngột ở tốc độ cao.

Sự khác biệt khi chiếc xe có và không có hệ thống cân bằng điện tử ESC

Khi xe vào cua ở tốc độ cao mà người lái đánh lái thiếu sẽ gặp tình trạng bị trượt bánh trước (Understeer) khiến xe có xu hướng bị văng ngang ra khỏi cung đường dự kiến, từ đó dẫn đến nguy cơ lật xe hoặc gây tai nạn. Nếu xe được trang bị ESC, khi bắt đầu có xu hướng trượt ngang, cảm biến trượt ngang và góc đánh lái sẽ gửi tín hiệu về hộp điều khiển, dựa vào đó ESC sẽ tính toán và điều khiển thực hiện việc chủ động tạo một lực phanh ở bánh xe phía đối diện với hướng xe bị trượt, có tác dụng như một tâm quay tạo ra mô men bù lại lực trượt ngang, nhờ đó giữ xe ở trạng thái ổn định và di chuyển theo đúng hướng dự kiến.

Hoạt động của hệ thống cân bằng điện tử ESC trong hai trường hợp Oversteer và Understeer

Trong trường hợp xe vào cua ở tốc độ cao và đánh lái quá nhiều khiến đuôi xe trượt khỏi hướng lái dự kiến (Oversteer). Khi nhận được thông tin, hộp điều khiển ESC cũng gửi đi tín hiệu điều khiển thực hiện phanh bánh trước theo phía đối diện hướng đuôi xe bị văng, lực phanh tạo thành tâm quay sinh ra mô men bù giữ cho xe ở trạng thái cân bằng và di chuyển ổn định về phía trước theo đúng như mong muốn.

Nếu đường quá trơn trượt, lốp quá mòn hay áp suất hơi không đúng tiêu chuẩn làm giảm khả năng bám đường, hoạt động của ESC có thể bị ảnh hưởng, thậm chí không phát huy tác dụng. Khi ESC làm việc, đèn cảnh báo trên đồng hồ sẽ sáng nhấp nháy. Trên tất cả các mẫu xe có trang bị ESC đều có một công tắc kích hoạt hoặc tạm ngắt chế độ hoạt động, nhưng để đảm bảo an toàn, tốt nhất nên luôn để ở chế độ kích hoạt.

Ngày nay, ESC đã trở thành một tính năng an toàn tiêu chuẩn được chú trong hàng đầu, ngay cả những nghiên cứu của chính phủ nhiều nước cũng chứng minh đường rằng ESC hỗ trợ gia tăng an toàn giao thông đường bộ. Theo Ủy ban an toàn giao thông quốc gia Mỹ (NHTSA), hệ thống cân bằng điện tử giúp giảm thiểu 35% số vụ va chạm, nguy cơ gây tử vong của xe SUV được trang bị ESC thấp hơn 67% so với trường hợp không có, số người tử nạn cũng có thể giảm đi một phần ba nếu tất cả các xe đều có trang bị ESC. Chương trình đánh giá tính năng an toàn trên xe của châu Âu Euro NCAP đã đưa ra thông điệp mạnh mẽ khuyên mọi người nên mua xe có trang bị hệ thống ESC.