Tìm hiểu chi tiết các loại cảm biến quan trọng trong hệ thống cân bằng điện từ ESP

Hệ thống cân bằng điện tử ESP (Electronic Stability Program) là một công nghệ an toàn quan trọng trong ngành ô tô, giúp xe duy trì độ ổn định và tránh trượt bánh khi di chuyển trên đường trơn trượt hoặc vào cua gấp. Để thực hiện chức năng này, ESP dựa vào nhiều loại cảm biến khác nhau như cảm biến tốc độ bánh xe, cảm biến gia tốc ngang, cảm biến góc lái,… Trong bài viết này, cùng DNC Automation tìm hiểu chi tiết về từng loại cảm biến trong hệ thống ESP và vai trò của chúng trong việc đảm bảo an toàn khi lái xe.

Cảm biến tốc độ bánh xe

Đây là một trong những thành phần quan trọng giúp hệ thống ESP theo dõi tốc độ quay của từng bánh xe khi di chuyển.

Cảm biến sử dụng bánh răng từ tính (reluctor ring) gắn trên trục bánh xe để đo tốc độ quay của bánh xe theo thời gian thực. Khi xe hoạt động, bánh răng tạo ra một trường điện từ biến thiên tỷ lệ thuận với tốc độ quay của bánh xe. 

Bằng việc xử lý thông tin từ cảm biến, hệ thống ESP sẽ xác định được bánh xe nào đang quay nhanh hoặc chậm hơn so với các bánh còn lại. Nếu phát hiện sự chênh lệch, công nghệ ESP tự động điều chỉnh lực phanh hoặc giảm công suất động cơ để xe không bị mất kiểm soát.

Cảm biến góc lái

Cảm biến góc lái thường được gắn ở gần vô lăng, có nhiệm vụ đo lường chính xác góc quay của vô lăng, giúp hệ thống ESP xác định hướng lái mà tài xế muốn điều khiển là hướng nào.

Nếu trong quá trình xe vận hành, cảm biến phát hiện xe không di chuyển theo hướng mong muốn do mất kiểm soát, hệ thống ESP sẽ kích hoạt hệ thống phanh ABS để phanh từng bánh xe một cách độc lập.

Cảm biến gia tốc góc

Cảm biến gia tốc góc, còn được gọi là cảm biến con quay hồi chuyển, có nhiệm vụ đo lường sự thay đổi hướng của xe so với mặt phẳng ngang. Cảm biến này thường sử dụng công nghệ MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems) để đo sự thay đổi của gia tốc góc theo thời gian thực.

Thông tin từ cảm biến gia tốc góc được sử dụng để xác định liệu xe có đang bị trượt ngang hay không. Nếu hệ thống ESC phát hiện xe đang mất kiểm soát, nó sẽ kích hoạt hệ thống phanh và điều chỉnh lực kéo để đưa xe về trạng thái ổn định.

Cảm biến gia tốc ngang

Cảm biến gia tốc ngang có nhiệm vụ đo lường lực tác động ngang lên xe (trái/phải) khi xe bước vào khúc cua. Nếu cảm biến phát hiện xe đang chịu lực ly tâm quá lớn thì hệ thống ESP sẽ điều chỉnh lực phanh tại từng bánh xe để tránh tình trạng xe mất lái hoặc lật xe.

Loại cảm biến này thường kết hợp với cảm biến gia tốc dọc để theo dõi chính xác trạng thái hoạt động của xe. 

Cảm biến áp suất phanh

Cảm biến áp suất phanh đo lường lực mà người lái tác động lên bàn đạp phanh. Cảm biến áp suất phanh cũng đóng vai trò quan trọng trong hệ thống chống bó cứng phanh (ABS). Dựa trên thông tin từ cảm biến, ECU sẽ điều chỉnh áp suất phanh để đảm bảo hiệu quả phanh tối ưu và ngăn chặn hiện tượng bó cứng phanh.

Cảm biến này sử dụng các phương pháp khác nhau để đo áp suất, phổ biến nhất là sử dụng cảm biến áp điện hoặc cảm biến biến dạng. Khi áp suất dầu phanh thay đổi, cảm biến sẽ tạo ra tín hiệu điện tương ứng.

Lợi ích của việc trang bị hệ thống cân bằng điện tử trong ô tô là gì?

• Tăng tính an toàn: Các nhà nghiên cứu đã chứng minh ESP có thể giảm 30-40% số vụ tai nạn liên quan đến mất lái. Đây là một trong những hệ thống an toàn chủ động quan trọng nhất trên xe ô tô.
• Cải thiện khả năng kiểm soát xe: ESC giúp người lái dễ dàng kiểm soát xe hơn trong các tình huống khẩn cấp hoặc trên đường trơn trượt. Nó mang lại sự tự tin và an tâm cho người lái.
• Duy trì sự ổn định: ESC liên tục giám sát và điều chỉnh tốc độ từng bánh xe để duy trì trạng thái cân bằng. Điều này đặc biệt hữu ích khi lái xe trên đường gồ ghề hoặc điều kiện thời tiết xấu.
• Có thể di chuyển trên địa hình khó khăn: Hệ thống giúp xe duy trì độ bám đường tối ưu ngay cả khi điều kiện lái không thuận lợi.
• Tích hợp công nghệ hỗ trợ lái (ADAS): Dữ liệu từ các cảm biến ESC được sử dụng trong các hệ thống hỗ trợ lái xe tiên tiến (ADAS) như hệ thống giữ làn đường, phanh khẩn cấp tự động, hệ thống kiểm soát hành trình,…
• Phát triển xe tự hành: Các cảm biến ESC đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp thông tin về trạng thái của xe cho hệ thống điều khiển tự động trên xe tự hành.

Nhờ vào những lợi ích trên, ESP không chỉ là một tính năng bổ trợ mà còn là một công nghệ quan trọng giúp tăng cường an toàn và cải thiện chất lượng lái xe trong ngành công nghiệp ô tô hiện đại.

Hiện nay, nhiều quốc gia đã bắt buộc các dòng xe mới phải được trang bị ESP để đảm bảo an toàn cho người tham gia giao thông. Các tổ chức an toàn giao thông như NHTSA và Euro NCAP cũng đánh giá cao ESP như một tiêu chuẩn bảo vệ người lái.

Kết luận

Các cảm biến trong hệ thống ESP là “giác quan” của chiếc xe, giúp nó nhận biết và phản ứng với các tình huống nguy hiểm. Sự phối hợp nhịp nhàng giữa các cảm biến và ECU cho phép ESP can thiệp kịp thời và hiệu quả, giúp bảo vệ người lái và hành khách. 

Sự phát triển không ngừng của công nghệ cảm biến sẽ tiếp tục nâng cao hiệu quả và độ tin cậy của hệ thống ESP, góp phần mang lại những chiếc xe an toàn hơn và thông minh hơn trong tương lai.