Các công nghệ an toàn có trên ô tô hiện đại

Tổng quan

Các hệ thống an toàn trên ô tô ngày nay liên tục được phát triển song song với sự tiến bộ của khoa học công nghệ. Điều này phù hợp với việc sử dụng ô tô trong quá trình di chuyển phục cho nhu cầu công việc, sinh hoạt trong đời sống đã trở nên phổ biến. Mà trong đó, hệ thống công nghệ an toàn trên ô tô đóng vai trò rất quan trọng. Nó là một trong các yếu tố được người mua xe quan tâm nhiều nhất.

Hệ thống an toàn bao gồm nhiều tính năng, công nghệ nhằm bảo vệ người lái và hành khách, tăng cường độ an toàn, giảm thiểu các rủi ro khi xe di chuyển.

Thời gian trước đây, các công nghệ an toàn trên ô tô dường như là một thứ gì đó rất xa xỉ, gần như chỉ thấy trên xe sang. Nhưng hiện nay, các công nghệ này đã ngày càng phổ biến hơn. Thậm chí giữa các hãng xe còn diễn ra một “cuộc chạy đua” công nghệ, mang đến nhiều lợi ích cho người dùng.

Trong các công nghệ an toàn trên ô tô, có các công nghệ được phát triển từ rất lâu. Nhưng do tính hữu dụng thực tế của nó mà đến ngày nay vẫn tồn tại, được duy trì và cải tiến cho ngày càng hữu ích, tiện dụng hơn.

Dù mang tính tương đối, nhưng bài viết tạm chia làm 2 hệ thống an toàn:

• hệ thống cơ bản
• hệ thống cao cấp

Việc phân loại chỉ mang tính thời điểm hiện tại. Theo đà phát triển và phổ biến công nghệ, có thể những công nghệ ngày nay là cao cấp, sau này lại trở thành cơ bản, phổ thông.

Các hệ thống an toàn cơ bản

Dây đai an toàn (SEAT BELT)

Dây đai an toàn (còn được gọi là dây an toàn) là một thiết bị an toàn trên xe. Nó được thiết kế để bảo vệ người lái hoặc hành khách trên xe khỏi chuyển động có hại có thể xảy ra khi va chạm hoặc dừng đột ngột. Dây đai an toàn làm giảm khả năng tử vong hoặc chấn thương nghiêm trọng trong một vụ va chạm giao thông bằng cách giảm lực tác động thứ cấp với các nguy cơ va đập bên trong. Điều này được thực hiện bằng cách giữ cho người ngồi ở vị trí chính xác để túi khí phát huy hiệu quả tối đa (nếu được trang bị). Và bằng cách ngăn không cho người ngồi trong xe văng ra khỏi xe.

Bằng sáng chế đầu tiên

Bằng sáng chế đầu tiên của Hoa Kỳ về dây đai an toàn cho ô tô được cấp cho Edward J. Claghorn ở New York, New York vào ngày 10 tháng 2 năm 1885. Claghorn đã được cấp Bằng sáng chế Hoa Kỳ số 312.085. Đai an toàn 2 điểm là loại đai có 2 đầu cố định, vòng qua đùi người ngồi.

Dây an toàn hiện đại

Nhà phát minh người Thụy Điển, Nils Bohlin đã phát minh ra dây đai an toàn ba điểm – không phải là dây an toàn đầu tiên mà là dây an toàn hiện đại – hiện là thiết bị an toàn tiêu chuẩn trên hầu hết các xe hơi. Đai đeo vai và đùi của Nils Bohlin được Volvo giới thiệu vào năm 1959.

Nguyên lý cơ bản của đai an toàn:

Các đầu móc của dây đai được khóa cố định vào khung xe. Khi có va chạm xảy ra, các dây đai có tác dụng giữ người lại không cho người văng ra khỏi ghế.

Các dây đai an toàn hiện đại có cơ cấu quấn gọn dây khi không sử dụng. Khi người dùng cần cài đai sẽ kéo dây ra cài vào chốt khóa cố định. Cơ cấu quấn dây sẽ thu nhẹ dây về cho dây ôm khít cơ thể người ngồi.

Khi xảy ra ca chạm, cơ cấu quấn dây bị khóa chặt lại để giữ người không văng ra khỏi ghế.

Với các xe hiện đại, có cấu quấn dây sẽ được bổ xung them cơ cấu thắt chặt dây đai để tăng them mức độ bảo vệ cho người ngồi.

Ngày nay, đai an toàn là hệ thống bắt buộc phải có trên mọi xe ô tô.

Túi khí (Airbag)

Ngày nay, trên xe ngoài hệ thống đai an toàn, trên xe ô tô còn trang bị túi khí (Airbag) hoặc còn được gọi là SRS (Supplemental Restraint System). Hệ thống này góp phần bổ trợ cho hệ thống đai an toàn.

Khi xảy ra va chạm, người ngồi trên xe có xu hướng lao về phía trước theo chiều chuyển động của xe, có thể va chạm với các thiết bị phía trước người ngồi có thể gây chấn thương nặng. Để giảm thiểu chấn thương, người ta bố trí các túi khí đỡ phía trước để giảm lực va chạm.

Được phát minh bởi Walter Linderer, được đưa vào ứng dụng lần đầu tiên vào năm 1941, được hoàn thiện bởi John W. Hetrick, túi khí đã trở thành một phát minh vĩ đại đối với nền công nghiệp ô tô, mang đến sự an toàn cho những người ngồi trên xe hơi.

Nguyên lý cơ bản của túi khí

Túi khí cơ bản là 1 túi bằng vải hoặc vật liệu tổng hợp. Trạng thái bình thường, túi khí được gấp gọn trước vị trí của người ngồi, không ảnh hưởng đến người ngồi. Khi xảy ra va chạm, túi được bơm khí với tốc độ rất nhanh để bung ra và phồng lên phía trước người ngồi- thời gian bơm cực nhanh, khoảng 0.04s (khoảng >5 lần tốc độ chớp mắt của người). Sau khi phồng lên, túi khí sẽ xẹp xuống để không gây cản trở cho người ngồi và công tác cứu hộ cứu nạn.

Về cơ bản túi khí có 3 bộ phận chính:

• Cảm biến va chạm và bộ điều khiển: khi xảy ra va chạm, cảm biến sẽ phát tín hiệu về bộ điều khiển để bộ điều khiển quyết định có kích hoạt túi khí hay không.
• Bộ bơm khí: nhận lệnh từ bộ điều khiển để tiến hành bơm khí vào túi khí. Trước đây, người ta dùng khí nén để bơm vào túi khí. Tuy nhiên tốc độ bơm khí nén bị chậm so với quãng thời gian rất ngắn khi xảy ra va chạm. ngày nay người ta dùng phản ứng hóa học sinh khí với tốc độ nhanh (phản ứng nổ). Việc kích hoạt phản ứng thông qua ngòi nổ bằng điện. Tùy vào loại hợp chất phản ứng trong bộ bơm khí mà luồng khí sinh ra sẽ có nhiệt độ cao hay thấp, nôm na gọi là túi khí nóng và túi khí lạnh. Trên các dòng xe cao cấp thường sử dụng túi khí lạnh.
• Túi khí: Là túi làm bằng vải hoặc vật liệu tổng hợp. Bình thường được gập gọn trong hộp chứa. Khi được bơm hơi sẽ phồng lên để đỡ người, giảm nhẹ va chạm. Trên túi khí có những lỗ nhỏ để thoát khí, giúp túi khí xẹp xuống sau khi xảy ra va chạm.

   Một số điểm lưu ý với túi khí:

• Việc kích hoạt túi khí phụ thuộc tốc độ khi xảy ra va chạm, góc va chạm và do bộ điều khiển túi khí quyết định theo sự lập trình của nhà sản xuất. Nếu va chạm ở tốc độ chậm có thể không nổ túi khí, nếu va chạm ở góc không phải hướng bảo vệ của túi khí thì cũng không kích hoạt nổ túi khí…
• Do đặc điểm sinh khí là dùng phản ứng nổ, vì vậy tốc độ ban đầu của luồng khí rất cao, có thể gây nguy hiểm đến đối tượng cần được bảo vệ, vì vậy một số hãng xe yêu cầu người ngồi phải thắt dây an toàn thì mới cho nổ túi khí. Nhưng trường hợp không cài dây an toàn, có thể không kích hoạt túi khí.
• Phần lớn các túi khí được bố trí cơ bản trước mặt người lái và người ngồi trước bên ghế phụ. Với các xe sang, xe đời cao, túi khí được bố trí quanh xe để bảo vệ ở tất cả các hướng va chạm. Việc kích hoạt túi khí có thể là kích hoạt toàn bộ khi xảy ra va chạm, hoặc kích hoạt túi khí chỉ ở hướng xảy ra va chạm.

Hệ thống chống bó cứng phanh ABS (Anti-Lock Brake System)

Khi đang lưu thông trên đường, gặp tình huống khẩn cấp cần phanh xe, nếu gặp người lái xe chưa có kinh nghiệm, sẽ xảy ra hiện tượng đạp phanh quá mạnh dân đến các bánh xe bị bó cứng. Điều này khiến bánh xe bị dừng quay đột ngột, mất độ bám làm xe trượt dài, thậm chí mất lái. Hệ thống chống bó cứng phanh ABS (Anti-Lock Brake System) là một hệ thống an toàn trên ô tô giúp ngăn ngừa hiện tượng phanh xe bị bó cứng giúp lái xe vẫn kiểm soát được hướng lái trong khi đạp phanh rất mạnh.

Thời kì đầu

Vào thời kỳ đầu, ABS chỉ có trên các máy bay thương mại. Thời điểm chính xác mà hệ thống này được sử dụng là vào năm 1949 và kết cấu của ABS lúc này còn khá cồng kềnh cũng như chưa đạt được sự nhanh nhạy. Cho đến tận năm 1969 khi kỹ thuật điện tử phát triển, người ta sáng tạo ra các vi mạch cũng là lúc hệ thống phanh ABS được ứng dụng trên ô tô.

Từ thập niên 70 của thế kỷ 20, nhiều hãng xe đã nghiên cứu và ứng dụng ABS vào sản phẩm của mình. Hãng sản xuất ô tô của Nhật Toyota bắt đầu sử dụng ABS trên các dòng xe của mình từ năm 1971 nhưng cho đến những năm 1980s thì hệ thống này mới được hoàn thiện.

Giai đoạn phổ biến

Tại Đức, sau khi Mercedes Benz và Bosch công bố kết quả nghiên cứu chung lần đầu vào tháng 8/1978, ABS chính thức được trang bị cho mẫu sedan Mercedes-Benz S-Class thế hệ W116 vài tháng sau đó. Vào năm 1981, hệ thống chống bó cứng phanh ABS đã có mặt trên tất cả các dòng xe thương mại của hãng xe này.

Tới thập niên 90, ABS đã trở thành trang bị tiêu chuẩn không thể thiếu khi đề cập đến các tính năng an toàn trên mỗi chiếc xe Mercedes.

Ngày nay, hệ thống chống bó cứng phanh ABS là tiêu chuẩn bắt buộc đối với các dòng xe du lịch và xe hoạt động tại những vùng có băng tuyết dễ trơn trượt. Thực tế là hầu hết các dòng xe ô tô hiện nay đã đều được trang bị tính năng an toàn này.

Nguyên lý hệ thống ABS

Trước đây, khi chưa có hệ thống ABS, những lái xe có kinh nghiệm khi cần phanh gấp, người lái sẽ tiến hành đạp phanh mạnh những nhấp nhả liên tục để bánh xe không bị bó cứng và vẫn điều khiển được hướng chuyển động của xe.

Bản chất hệ thống ABS là mô phỏng lại phương pháp phanh này thông qua các hệ thống điều khiển tự động. Cơ bản gồm những thành phần sau:

• Cảm biến tốc độ bánh xe: Cảm biến để đo tốc độ quay của bánh xe và phát hiện khi bánh xe bị bó cứng lúc phanh. Do đặc điểm của ô tô khi phanh, tải trọng xe sẽ bị dồn về phía trước, lúc đó tải trọng các bánh xe phía sau giảm đi, nên bánh sau của xe có khả năng bị bó cứng nhiều hơn bánh trước. Vì vậy các xe giá rẻ, để tiết kiệm chi phí, các nhà sản xuất chỉ bố trí cảm biến tốc độ bánh xe trên bánh sau. Với các xe đắt tiền hơn, nhà sản xuất bố trí cảm biến ở tất cả các bánh xe (trước –sau). Ngoài ra một số xe có thêm cảm biến gia tốc, để đo mức độ giảm tốc của xe khi tiến hành phanh.
• Bộ điều khiển ABS: Với các xe đời mới, bộ điều khiển ABS thường được tích hợp thêm các chức năng điều khiển khác nên tùy theo từng xe, từng nhà sản xuất mà tên gọi bộ điều khiển này có thể khác nhau (ECU, ESC, EBD…)
• Van thủy lực (Cơ cấu chấp hành): Nhận tính hiệu điều khiển từ bộ ECU để điều khiển áp suất thủy lực tác động lên má phanh, đảm bảo bánh xe không bị bó cứng.

Sơ đồ khối nguyên lý ABS

Các lưu ý với hệ thống ABS

• Tùy theo quan điểm thiết kế của từng hãng, tốc độ, lực đạp phanh… để kích hoạt hệ thống ABS cũng khác nhau, tuy nhiên thường ở tốc độ >30km/h mà đạp phanh gấp thì tất cả các hệ thống ABS bắt đầu hoạt động.
• Tần số nhấp-nhả phanh của các hãng cũng khác nhau, thấp nhất khoảng 15 lần/giây và khi ABS kích hoạt phanh nghe thấy tiếng ồn lớn ở hệ thống phanh. Với các xe đắt tiền, tần số nhấp-nhả có thể cao hơn (40-50 lần/giây, thậm chí cao hơn), khi phanh hệ thống êm ái hơn.
• Một số hệ thống ABS sẽ ngừng can thiệp khi lái xe có thói quen đạp nhấp-nhả phanh, vì vậy khi cần phanh gấp cần đạp phanh mạnh và dứt khoát. Sau đó chỉ cần tập trung vào kiểm soát hướng xe.
• Trong trường hợp hệ thống ABS bị lỗi, hệ thống phanh của xe vẫn hoạt động bình thường như xe không được trang bị ABS.

Hệ thống hỗ trợ lực phanh khẩn cấp BA (Brake Assist)

Hiệu quả của phanh phụ thuộc rất nhiều vào lực đạp phanh. Trong trường hợp cần phanh gấp nhưng người lái lại không đạp phanh đủ lực thì quãng đường phanh sẽ bị dài hơn, hiệu quả phanh không cao. Điều này dễ dẫn đến va chạm, thậm chí tai nạn do xe không dừng kịp lúc.

Hệ thống hỗ trợ lực phanh khẩn cấp BA (Brake Assist) là một hệ thống an toàn trên ô tô giúp khắc phục tình trạng trên bằng cách hỗ trợ thêm lực phanh trong tình huống khẩn cấp. Điều này được thực hiện thông qua việc kích hoạt bộ khuếch đại lực phanh. Nhờ đó mà quãng đường phanh sẽ được rút ngắn thấp nhất có thể. Hệ thống phanh khẩn cấp BA hiện nay là một trong các trang bị an toàn cơ bản, có mặt trên hầu hết các xe.

Với các xe có trang bị hệ thống BA, hệ thống này sẽ được tích hợp cùng với hệ thống ABS và có bổ xung thêm bơm dầu thủy lực để tăng áp suất dầu khi lực đạp phanh yếu hơn yêu cầu.

Lưu ý: Khi hệ thống BA bị lỗi, xe vẫn thực hiện phanh được bình thường như xe không có trang bị BA.

Hệ thống phân bố lực phanh điện tử EBD (Electronic Brakeforce Distribution) 

Trong thực tế hoạt động, tải trọng trên xe ô tô thường được phân bố không đều trên tất cả các bánh xe. Với xe không được trang bị hệ thống EBD, lực phanh được chia đều đến tất cả các bánh xe. Do tải phân bố trên các bánh xe không đều nhau, nên hiệu quả phanh trên các bánh xe cũng không đều nhau.

Mặt khác, khi lưu thông trên đường, qua các đoạn cua, khi xe quay vòng cũng xảy ra hiện tượng tương tự.

Trước đây các hãng xe đều có sử dụng hệ thống phân bố lực phanh bằng van cơ khí, tuy nhiên cũng chỉ giải quyết được phần nào việc phân bố lực phanh đến các bánh xe.

Ngày này với công nghệ điện tử phát triển, việc điều khiển lực phanh sẽ được máy tính tính toán chính xác đến từng bánh xe, giúp tăng hiêu quả phanh lên rất nhiều.

Hệ thống này sẽ tính toán dựa trên tốc độ khác nhau giữa các bánh xe để điều chỉnh và cân bằng lực phanh sao cho đạt được hiệu quả phanh tốt nhất. Hệ thống phân bổ lực phanh điện tử hiện là một trong các hệ thống an toàn trên xe ô tô cơ bản, có mặt ở hầu hết các xe.

Hệ thống EBD thường được tích hợp cùng với hệ thống ABS, BA có bổ xung thêm các van điều áp để điều khiển áp suất dầu phanh đến từng bánh xe, giúp kiểm soát được lực phanh.

Lưu ý

• Khi hệ thống EBD bị lỗi, xe vẫn vận hành bình thường như xe không trang bị EBD.

Hệ thống cân bằng điện tử ESP (Electronic Stability Program) 

Hệ thống cân bằng điện tử ESP (Electronic Stability Program) là một hệ thống an toàn trên ô tô giúp cải thiện độ ổn định của xe khi vào cua, khi tránh chướng ngại vật đột ngột hay khi chạy tốc độ cao, hạn chế nguy cơ xe bị thừa lái – thiếu lái, xe bị mất lái.

Lịch sử phát triển hệ thống cân bằng điện tử bắt đầu từ những năm cuối thập niên 1980. Khi này Mercedes-Benz, BMW và Toyota lần lượt giới thiệu hệ thống kiểm soát lực kéo đầu tiên của họ. Đây được xem là tiền đề cho sự phát triển hệ thống cân bằng điện tử về sau.

Đến đầu thập niên 1990, BMW hợp tác với Bosch và Continental phát triển thành công hệ thống giúp giảm mô men xoắn động cơ để tránh xe bị mất kiểm soát. Cùng thời gian đó, Mercedes-Benz và Bosch cũng đã đồng phát triển được một hệ thống tên gọi là Elektronisches Stabilitätsprogramm – “Chương trình ổn định điện tử” ESP giúp kiểm soát độ trượt của xe.

Tên gọi của hệ thống một số hãng xe phổ biến đặt

Sau đó, nhiều hãng xe khác cũng đầu tư, phát triển hệ thống cân bằng điện tử cho riêng mình với nhiều tên gọi khác nhau. Tên gọi phổ biến nhất của hệ thống cân bằng điện tử là Electronic Stability Program – ESP, được các hãng như Honda, Hyundai, Kia, Suzuki, Mercedes, Audi, Volkswagen, Peugeot, Renault, Opel… sử dụng. Ngoài ra còn có các tên gọi khác tùy theo hãng như:

• Acura: Vehicle Stability Assist – VSA
• BMW, Jaguar: Dynamic Stability Control – DSC
• Ferrari: Controllo Stabilita – CST
• Ford: AdvanceTrac and Interactive Vehicle Dynamics – IVD
• Land Rover: Dynamic Stability Control – DSC
• Lexus, Toyota: Vehicle Stability Control – VSC
• Maserati: Maserati Stability Program – MSP
• MINI Cooper, Mazda: Dynamic Stability Control – DSC
• Porsche: Porsche Stability Management – PSM
• Subaru: Vehicle Dynamics Control Systems – VDCS
• Volvo: Dynamic Stability và Traction Control – DSTC

Trước đây, hệ thống cân bằng điện tử ESP là một trong các tính năng an toàn nâng cao, thường chỉ xuất hiện trên những dòng xe cao cấp. Tuy nhiên ngày nay ESP đã phổ biến hơn, được áp dụng rộng rãi hơn. Hiện đa phần các xe ô tô đều được trang bị ESP ngay cả với những xe bình dân như Toyota Vios, Honda City, Toyota Rush, Toyota Innova, Mitsubishi Xpander, Suzuki Ertiga… đặc biệt kể cả xe hạng A giá rẻ như Kia Morning…

Nguyên lý hệ thống ESP

Về cơ bản, hệ thống ESP là sự tổng hợp hoạt động của tất cả các hệ thống phanh trên xe, hệ thống kiểm soát lực kéo (TCS), hệ thống lái (góc đánh lái, góc quay thân xe)… Ở góc độ này, hệ thống cân bằng điện tử ESP đóng vai trò như “hệ thống tổng”, sử dụng chung cơ cấu chấp hành với các hệ thống an toàn khác.

Hệ thống cân bằng điện tử ESP sử dụng thông tin từ nhiều cảm biến như: cảm biến tốc độ ở mỗi bánh xe, cảm biến góc quay thân xe, cảm biến góc đánh lái vô lăng… Các cảm biến này sẽ truyền tín hiệu về một bộ điều khiển chính ESP Module.

Từ đây, bộ điều khiển ESP Module sẽ tính toán góc đánh lái và góc quay thân xe phù hợp với quỹ đạo chuyển động. Trong trường hợp phát hiện dấu hiệu sai lệch, xe không tuân theo trình điều khiển mà người lái mong muốn, ESP sẽ tác động phanh để điều chỉnh lại tốc độ quay của bánh xe. Cụ thể, ESP sẽ dùng cơ cấu chấp hành của ABS và EBD để tăng hoặc giảm áp suất dầu tác động lên xi lanh phanh của từng bánh xe. Từ đó tạo ra lực phanh chênh lệch giữa các bánh (phanh độc lập trên từng bánh) nhằm lấy lại sự kiểm soát.

Khi xe thiếu lái

Khi xe bị thiếu lái, trượt bánh trước khiến xe có xu hướng văng ngang, ESP sẽ chủ động tạo lực phanh ở bánh xe phía đối diện với hướng bị trượt. Điều này có tác dụng như một tâm quay tạo ra mô men bù lại lực trượt ngang. Nhờ đó mà xe giữ được trạng thái ổn định, di chuyển theo đúng hướng người lái dự kiến.

Khi xe dư lái

Khi phạt hiện xe bị dư lái, trượt bánh sau khiến xe có xu hướng văng đuôi, ESP sẽ chủ động tạo lực phanh ở bánh xe đối diện với hướng đuôi xe bị trượt. Điều này có tác dụng như một tâm quay tạo mô men bù lại, giữ xe di chuyển ổn định theo đúng quỹ đạo.

Hình minh họa chức năng của hệ thống ESP

• Mũi tên màu đỏ: quy đạo chuyển động của xe khi không có ESP
• Mũi tên màu xanh: quỹ đạo chuyển động của xe khi có sự can thiệp ESP

Ứng dụng của ESP

Do đặc tính hoạt động của ESP nên không phải lúc nào cũng cần phải sử dụng tính năng này. Vì vậy thường các nhà sản xuất sẽ bố trí 1 công tắc để tắt bật chế độ ESP.

Cụ thể như sau:

Hệ thống cân bằng điện tử giúp ích nhiều trong việc ổn định xe khi chạy tốc độ cao

Khi lái xe đường trơn, lái xe đường mưa hay khi vào cua, khi tránh vật cản đột ngột… Trang bị an toàn này cũng hỗ trợ nhiều với những người mới lái xe chưa có nhiều kinh nghiệm, phụ nữ lái xe còn yếu, thiếu bình tĩnh khi gặp huống bất ngờ… Với câu hỏi hệ thống cần bằng điện tử có cần thiết không thì sẽ tùy vào quan điểm, thói quen lái xe của mỗi người, đặc biệt còn tùy vào dòng xe sử dụng. Đặc biệt hữu ích với các dòng xe SUV có trọng tâm cao, nên khi vào cua, phanh gấp, đánh lái gấp… xe dễ bị mất ổn định, bánh xe mất độ bám, dẫn đến bị trượt, thậm chí bị lật. Do đó hệ thống cân bằng điện tử đóng vai trò rất quan trọng.

Tác dụng của cân bằng điện tử trên ô tô chủ yếu phát huy khi xe chạy tốc độ cao, vào cua hay tránh chướng ngại vật bất ngờ

Còn khi off road, đi đường bùn đất, đường cát lún hay xe bị sa lầy thì ESP sẽ không giúp ích nhiều, thậm chí còn gây cản trở. Bởi lúc này xe thường di chuyển chậm, tốc độ 4 bánh xe không đều nhau. Trong trường hợp bánh xe dẫn động bị sa lầy sẽ gặp hiện tượng quay trơn. Nếu ESP đang hoạt động, ESP sẽ kích hoạt phanh hoặc giảm mô men để hãm bánh xe này lại. Điều này khiến xe khó thoát lầy hơn. Ngoài ra, khi đi off road xe cần lực kéo rất lớn. Nếu rơi vào tình huống nào đó ESP vô tình can thiệp giảm công suất động cơ thì lực kéo của xe sẽ bị ảnh hưởng không nhỏ.

Hệ thống kiểm soát lực kéo TCS (Traction Control System) 

Hệ thống kiểm soát lực kéo TCS (Traction Control System) là một hệ thống an toàn trên ô tô giúp ngăn ngừa hiện tượng mất lực kéo của các bánh xe khi chạy trên đường. Trong thiết kế của nhiều hãng xe, đây được xem là một tính năng phụ của hệ thống cân bằng điện tử (ESP)

Khi lái xe chạy tốc độ cao, lái xe đường trơn trượt, lái xe đường mưa… nếu vào cua gấp hay đánh lái đột ngột để tránh vật cản bất ngờ, xe sẽ dễ bị hiện tượng thừa lái hoặc thiếu lái. Lúc này bánh xe có thể bị mất độ bám dẫn đến trượt dài, rất dễ mất lái. Nếu xe trang bị hệ thống kiểm soát lực kéo TCS, hệ thống này sẽ ngay lập tức áp dụng phanh hay điều chỉnh công suất động cơ để giảm tốc độ bánh xe, giúp xe ổn định và chạy đúng theo quỹ đạo người lái mong muốn.

Ở một số hệ thống kiểm soát lực kéo của các hãng xe, hệ thống này còn có thể tính toán và điều chỉnh giảm mô men động cơ truyền đến từng bánh xe. Để làm được điều này, TCS sẽ can thiệp độ mở bướm ga hoặc hệ thống phân phối nhiên liệu, hệ thống đánh lửa hay một số phương pháp khác tùy vào loại xe.

Lưu ý khi sử dụng TCS

Hệ thống kiểm soát lực kéo trên ô tô thường được tự động khởi động khi xe lăn bánh. Tuy nhiên, nhà sản xuất vẫn bố trí một nút điều khiển bật/tắt hệ thống kiểm soát lực kéo trên bảng taplo, vô lăng hoặc bệ cần số. Bởi không phải lúc nào hệ thống kiểm soát lực kéo cũng phát huy tác dụng. Có một số trường hợp TCS sẽ gây cản trở khả năng vận hành của xe. Khi này, người lái có thể chủ động tắt TCS và bật lại sau đó. Đa số trên các xe mà hệ thống kiểm soát lực kéo là một phần của hệ thống cân bằng điện tử thì sẽ dùng chung nút bật/tắt.

Hệ thống hỗ trợ khởi hành ngang dốc HAC (Hill-start Assist Control) 

Do đặc điểm của ô tô là chân phanh và chân ga đều do chân phải điều khiển, không thể cùng lúc sử dụng 2 chức năng này một lúc. Vì vậy khi cần khởi hành xe từ lưng chừng dốc khá vất vả, nhất là với người mới lái xe còn ít kinh nghiệm. Nếu sau khi nhả chân phanh mà đạp chân ga quá chậm hay không đủ lực thì xe dễ bị trôi ngược về sau. Nếu nhả phanh nhưng đạp chân ga quá mạnh, xe dễ tăng tốc mất kiểm soát.

Để thuận lợi cho người sử dụng, các xe ô tô đời mới hiện nay, nhiều xe đã được trang bị thêm hệ thống hỗ trợ khởi hành ngang dốc HAC.

Nguyên lý cũng rất đơn giản, khi người lái chuyển từ chân phanh sang chân ga để bắt đầu khởi hành. Xe ô tô sẽ tự động giữ chân phanh thêm một thời gian (khoảng 1-3 giây) đủ thời gian cho người lái chuyển sang và kiểm soát được chân ga.

Hệ thống cảnh báo phanh khẩn cấp ESS (Emergency Brake Signal) 

Hệ thống này thông qua các cảm biến để phát hiện xe phía trước phanh gấp sau đó thông báo cho lái xe thông qua tín hiệu đèn, âm thanh, rung (vô lăng, chân phanh, thậm chí cả ghế lái…) để giúp lái xe kịp thời xử lý, tránh hiện tượng “dồn toa”.

Hệ thống điều khiển hành trình CCS (Cruise Control System) 

Hệ thống điều khiển Cruise Control System (CCS) là một tính năng trên xe ô tô giúp tự động duy trì tốc độ xe theo cài đặt của người lái. Hệ thống này hoạt động bằng cách điều khiển độ mở bướm ga để xe có thể tự động chạy với vận tốc theo ý muốn người lái. Khi này người lái hoàn toàn có thể rời chân khỏi bàn đạp ga.

Cruise Control được đánh giá là một công nghệ giúp ích nhiều khi lái xe đường trường hay đường cao tốc. Nhờ Cruise Control mà người lái có thể tranh thủ thư giãn chân, đỡ mỏi chân hơn do không cần đạp ga liên tục. Ngoài ra, dùng Cruise Control còn được xem là một cách tiết kiệm xăng hiệu quả bởi xe vận hành ổn định.

Với các xe thế hệ cũ, hệ thống CCS sẽ điều khiển góc mở bướm ga thông qua motor điện kéo song song với dây cáp bướm ga từ chân ga.

Với các xe thế hệ mới dùng bướm ga điện tử, hệ thống CCS sẽ cấp tín hiệu vào bộ điều khiển bướm ga điện tử.

Lưu ý với hệ thống CCS

• Với một số xe, hệ thống CCS chỉ hoạt động khi xe đạt một tốc độ tối thiểu nào đó (thường >30km/h). Riêng với xe số sàn thì thêm điều kiện xe đang ở số cao nhất.
• Hệ thống CCS sẽ tạm dừng điều khiển khi lái xe đạp phanh. Sau khi đạp phanh, cần bấm nút phục hồi (Resum) thì hệ thống lại tiếp tục làm việc theo tốc độ đã cài đặt trước đó. Với xe MT cần chuyển lên mức số cao nhất.
• Với xe AT, sau khi đạp phanh giảm tốc độ, nên tăng tốc độ xe gần đạt đến tốc độ cài đặt trước đó rồi mới bấm Resum. Tránh tình trạng hệ thống điều khiển ép xe tăng tốc độ quá nhanh khiến xe gầm rú.
• Với các xe đời mới, có hệ thống kiểm soát với xe khác, hệ thống CCS sẽ điều khiển xe bám theo tốc độ của xe phía trước mà không tằng đến tốc độ cài đặt ban đầu.
• Việc điều chỉnh tốc độ cài đặt sẽ điều chỉnh thông qua nút bấm (+) – (-) trên hệ thống CCS, không can thiệp bằng chân ga.

Hệ thống cảm biến lùi PAS (Parking Aid Sensor) 

Việc lùi đỗ xe thường gây nhiều khó khăn do tầm quan sát của người lái luôn gặp hạn chế nhất định. Hệ thống cảm biến đỗ xe là một hệ thống an toàn trên ô tô giúp phát hiện và cảnh báo cho người lái về các vật cản xung quanh cũng như khoảng cách ước tính giữa xe và vật cản khi lùi. Nhờ đó là người lái xe có lùi đỗ một cách an toàn, hạn chế tối đa các va chạm.

Nguyên lý cơ bản của hệ thống cảm biến lùi

Hệ thống dựa trên nguyên tắc phát song siêu âm và đo tín hiệu siêu âm phản xạ về. Từ đó hệ thống có thể xác định và đo được khoảng cách từ vật cản đến xe để cảnh báo cho lái xe bằng âm thanh, hoặc kết hợp hiển thị khoảng cách đến vật cản. Các cảm biến lùi thường được lắp phía sau xe.

Hệ thống cảm biến lùi thường chỉ được kích hoạt khi xe vào số lùi.

Ngoài ra trên một số xe đắt tiền, các cảm biến siêu âm còn được lắp ở phía trước xe giúp cảnh báo vật cản khi xe đi vào đường nhỏ hẹp.

Camera lùi

Ngày nay, nhiều xe đã được lắp thêm các camera phía sau xe để bổ trợ hình ảnh phía sau xe khi lùi xe. Hình ảnh được hiển thị lên màn hình phía trước xe giúp lái xe có thể quan sát tốt hơn phía sau khi lùi xe.

Các hệ thống an toàn cao cấp trên xe ô tô

Phanh tay điện tử EPB (Electronic Parking Brake) 

Trên các xe sang đời mới, hệ thống phanh tay không dùng cơ cấu cơ khí tay phanh (hoặc chân phanh) kéo dây cáp để khóa phanh khi dừng đỗ mà dùng cơ cấu điện tử điều khiển Motor điện để đóng mở phanh tay.

Với phanh tay cơ truyền thống, thường gặp nhiều trường hợp người lái quên kéo phanh tay trước khi xuống xe khiến xe bị trôi tự do. Một số khác thì quên nhả phanh tay trước khi khởi hành. Hệ thống phanh tay điện tử EPB là một tính năng an toàn trên ô tô giúp xe tự động áp dụng phanh tay khi cần số chuyển về P và tự động nhả phanh khi xe chạy. Tính năng giúp tránh được tình trạng người lái quên kéo hoặc hạ phanh tay.

Việc điều khiển phanh tay điện tử có thể là tự động hoặc bằng tay thông qua nút bấm, giúp mở rộng không gian trong xe hơn so với phanh cơ truyền thống.

Kết hợp với phanh tay điện tử, thường trên xe có chức năng giữ phanh tự động (Auto Hold). Trong các tình huống cần tạm dừng xe như chờ đèn đỏ, đợi đón/trả khách, để tránh xe bị trôi người lái buộc phải đạp phanh liên tục. Điều này hơi bất tiện. Hệ thống giữa phanh tự động (Auto Hold) là một tính năng an toàn giúp xe tự động giữ phanh trong các tình huống này. Người lái chỉ cần kích hoạt Auto Hold là có thể rời chân khỏi bàn đạp phanh, tranh thủ thư giãn chân.

Nhược điểm

• Phanh tay điện tử phức tạp hơn so với phanh cơ khí do đó vấn đề bảo trì bảo dưỡng thường khó hơn.

Hệ thống cảnh báo áp suất lốp TPMS (Tire Pressure Monitoring System)

Tình trạng lốp ảnh hưởng rất lớn đến độ an toàn khi xe di chuyển. Nếu lốp xe bị non hơi sẽ rất dễ bị thủng lốp, thậm chí nổ lốp… Hệ thống cảnh báo áp suất lốp là một hệ thống an toàn trên ô tô giúp theo dõi áp suất lốp và cảnh báo khi áp suất lốp không đạt yêu cầu. Điều này sẽ giúp người lái xử lý kịp thời, tránh các rủi ro khi di chuyển trên đường.

Hệ thống kiểm soát hành trình thích ứng ACC (Adaptive Cruise Control)

Hệ thống kiểm soát hành trình thích ứng ACC là một tính năng trên ô tô không chỉ giúp xe tự động duy trì theo tốc độ cài đặt trước (như Cruise Control) mà còn có thể tự động điều chỉnh tốc độ để duy trì khoảng cách an toàn với xe phía trước. ACC kiểm soát tốc độ xe bằng cách điều chỉnh bướm ga. Trong trường hợp điều chỉnh bươm ga không đủ giúp xe giảm tốc an toàn, ACC sẽ kích hoạt thêm hệ thống phanh xe.

Hệ thống hỗ trợ xuống dốc, đổ đèo HDC (Hill Descent Control)

Khi lái xe xuống đèo dốc, người lái sẽ rất khó kiểm soát tốc độ xe. Nếu không biết cách phanh động cơ, người lái buộc phải rà phanh chân. Điều này cực kỳ nguy hiểm. Vì rà phanh liên tục dễ khiến má phanh bị nóng, thậm chí bị cháy, khiến phanh bị bó cứng hoặc xe bị mất phanh.

Hệ thống hỗ trợ đổ đèo, xuống dốc HDC là một trang bị an toàn ô tô giúp kiểm soát tốc độ xe khi xuống đèo dốc. Bằng cách điều chỉnh phanh và mô men xoắn động cơ, hệ thống này có thể làm giảm tốc độ của các bánh xe. Nhờ đó mà người lái không cần quan tâm nhiều đến phanh hay việc xuống dốc chọn số nào.

So với hệ thống khởi hành ngang dốc, hệ thống hỗ trợ đổ đèo, xuống dốc ít phổ biến hơn.

Hệ thống cảnh báo chệch làn đường LDW (Lane Departure Warning)

Hệ thống cảnh báo chệch làn đường LDW (Lane Departure Warning) là một công nghệ an toàn trên ô tô giúp cảnh báo cho người lái khi phát hiện xe đang chạy chệch làn đường.

Thông qua camera nhận diện vạch kẻ đường, hệ thống LDW sẽ biết được khi nào xe chệch làn đường. Từ đó sẽ cảnh báo cho người lái thông qua âm thanh bíp, tín hiệu rung vô lăng hay hình ảnh trên màn hình bảng đồng hồ. Tất nhiên để tránh đưa ra cảnh báo sai, hệ thống LDW chỉ hoạt động trong điều kiện nhất định ví dụ như: xe đang chạy ổn định ở tốc độ cao, xe đang chạy đường thẳng, xe không bật đèn xi nhan…

Hệ thống hỗ trợ duy trì làn đường LKA (Lane Keeping Assist) 

Được phát triển ở mức cao hơn hệ thống cảnh báo chệch làn đường LDW, hệ thống LKA sẽ can thiệp điều khiển để giúp xe giữ đúng làn đường.

Thường hệ thống LKA được lắp đặt trên các xe có hệ thống trợ lực lái bằng điện.

Hệ thống hỗ trợ chuyển làn tự động ALCA (Active Lane Change Assist) 

Do các điểm mù quanh xe nên khả năng quan sát của người lái luôn gặp hạn chế nhất định. Điều này khiến việc vượt xe hay chuyển làn luôn tiềm ẩn nhiều rủi ro, nhất là khi đang lái xe trên cao tốc, chạy tốc độ cao trên đường trường…

Hệ thống hỗ trợ chuyển làn chủ động ALCA là một trang bị an toàn trên ô tô giúp tự động điều hướng xe chuyển sang làn đường dự kiến một cách an toàn. Cụ thể, hệ thống cảm biến đa chế độ sẽ kiểm tra các phương tiện di chuyển bên hông xe và phía sau xe. Nếu thấy không có chướng ngại vật, đủ điều kiện an toàn, xe sẽ tự động chuyển làn đường. Hệ thống ALCA chỉ hoạt động trong một số điều kiện nhất định và vận tốc xe thường phải từ 80 km/h trở lên.

Hệ thống cảnh báo va chạm phía trước FCW (Forward Collision Warning)

Đa phần các vụ tai nạn xảy ra thường va chạm trực diện từ phía trước. Hệ thống cảnh báo va chạm phía trước hay cảnh báo tiền va chạm FCW là một tính năng an toàn chủ động trên ô tô giúp phát hiện và cảnh báo sớm cho người lái về các tình huống có khả năng dẫn đến va chạm phía trước. Cảnh báo này thường ở dạng tín hiệu rung vô lăng, tín hiệu âm thanh và hình ảnh trên màn hình bảng đồng hồ.

Trong trường đã đưa ra cảnh báo nhưng không thấy người lái phản ứng, một số hệ thống FCW hiện đại còn có thể tự động tác dụng phanh theo các cấp độ khác nhau để làm giảm tốc độ xe. Hệ thống này có nhiều tên gọi khác như hệ thống phanh giảm thiểu va chạm, hệ thống phanh tự động, hệ thống phanh thông minh…

Công nghệ an toàn cảnh báo tiền va chạm được đánh giá rất hữu ích trong các tình huống có rủi ro va chạm cao như: lái xe quá nhanh nhưng bất ngờ gặp chướng ngại phía trước, xe không giữ khoảng cách an toàn với xe phía trước, xe phía trước đột ngột giảm tốc, người đi bộ băng qua đường thiếu quan sát… vì vậy hệ thống FCW thường phải kết hợp với các hệ thống phanh, điều khiển động cơ, hộp số….

Hệ thống cảnh báo điểm mù BSM (Blind Spot Monitor)

Điểm mù chính là một trong các nguyên nhân dẫn đến nhiều vụ tai nạn giao thông nghiêm trọng. Dù chỉnh gương chiếu hậu đúng cách thì vẫn có những điểm mù mà người lái không thể quan sát được.

Hệ thống cảnh báo điểm mù BSM là một công nghệ an toàn trên xe ô tô giúp phát hiện và cảnh báo người lái khi có xe phía sau hoặc bên hông chạy quá sát xe của mình. Hệ thống BSM hoạt động dựa trên tín hiệu thu về từ các bộ phát sóng điện tử lắp ở gương chiếu hậu hai bên, hai bên thân xe và cản sau xe…

Khi thấy có xe chạy quá sát, bộ điều khiển BSM sẽ phát tín hiệu thông qua đèn cảnh báo ở góc trên của gương chiếu hậu. Ngoài ra còn có thể phát tín hiệu qua âm thanh bíp và rung vô lăng.

Hệ thống cảnh báo phương tiện cắt ngang khi lùi RCTA (Rear Cross Traffic Alert)

Khi lùi xe người lái thường gặp nhiều khó khăn trong việc quan sát. Không chỉ cần quan sát khu vực ngay sau đuôi xe, còn cần theo dõi cả khu vực xung quanh. Trong khi lùi xe nếu có người hay phương tiện khác đi tới mà không thấy sẽ rất nguy hiểm.

Hệ thống cảnh báo người và phương tiện cắt ngang khi lùi RCTA là một hệ thống an toàn trên xe ô tô giúp phát hiện và cảnh báo người lái khi có người hay phương tiện cắt ngang trong lúc xe đang lùi. Hệ thống này hoạt động dựa trên tín hiệu từ các cảm biến và radar phía sau xe. Khi thấy có người hay phương tiện di chuyển gần đó, RCTA sẽ cảnh báo cho người lái thông qua âm thanh bíp và hình ảnh trên màn hình bảng đồng hồ.

Hệ thống hỗ trợ đỗ xe thông minh

Trong nhiều trường hợp, việc đưa xe vào chỗ đậu đỗ an toàn là một thử thách với không ít người lái. Đặc biệt là với người mới lái xe hay khi chỗ đậu xe quá chật hẹp. Hệ thống hỗ trợ đỗ xe thông minh là công nghệ ô tô hiện đại giúp tự động đưa xe vào vị trí đỗ một cách an toàn.

Hệ thống hỗ trợ đỗ xe sẽ xác định vật cản xung quanh bằng cảm biến, radar hay camera. Sau đó hệ thống lái trợ lực điện sẽ giúp xe đánh lái vào khoảng trống. Người lái hoàn toàn có thể rời tay khỏi vô lăng. Với một số hệ thống đỗ xe tiên tiến hơn, người lái thậm chí có thể rời khỏi xe và cho xe tự đỗ vào chỗ thông qua việc điều khiển từ smartphone.

Hệ thống này hiện được gọi bằng nhiều tên gọi khác nhau tùy theo hãng sản xuất. Như Active Park Assist (Ford), Intelligent Parking Assist (Toyota), Parking Pilot và Remote Parking Pitlot (Mercedes), Parking Assistant (BMW), Active Park Assist Pilot (Volvo), Park Steering Assistant (Volkswagen)…

Đèn pha thích ứng thông minh AH (Adaptive Headlights)

Khi lái xe ban đêm, không ít người cảm thấy bất tiện trong việc chuyển đổi chế độ đèn pha và cos. Nếu bật pha thì sẽ dễ gây chói mắt người lái xe chạy ngược chiều. Nhưng nếu bật cos thì đôi khi cường độ ánh sáng lại không đảm bảo cho tầm nhìn tối ưu nhất.

Đèn pha thích ứng thông minh (Adaptive Headlights) là một công nghệ mới trên ô tô giúp đèn đạt được cường độ ánh sáng mạnh hơn, đảm bảo tầm nhìn tốt hơn nhưng không làm chói mắt các phương tiện đối diện. Bên cạnh đó, cường độ ánh sáng của đèn còn có thể biến thiên theo tốc độ xe. Chúm sang của đèn có thể thay đổi theo điều kiện giao thông…

Hệ thống đèn pha thích ứng hiện được nhiều hãng xe ô tô phát triển với nhiều tên gọi khác nhau như Mercedes là Multibeam, BMW là Adaptive Headlight, Audi là Matrix Headlight, Lexus là Bladescan…

Camera 360 độ

Xung quanh xe luôn có nhiều vùng mà người lái không thể quan sát được. Camera 360 độ là một loại camera ô tô giúp người lái có thể quan sát toàn cảnh xung quanh xe, loại bỏ những góc khuất, điểm mù. Thông qua hình ảnh từ camera, người lái có thể chủ động tránh những tình huống va quẹt, va chạm, nhất là khi lái xe hay lùi đỗ trong không gian hẹp.

Tổng hợp: @Ngo Rung