Luận bàn về việc điều khiển tốc độ

Bạn nghĩ sao khi tốc độ ôtô không tuân thủ theo ý muốn điều khiển của người lái? Hình như xe cứ trườn lên trước, khi bạn nhả chân ga, chuyển sang nhấn chân phanh và chưa kịp đạp chân côn.

Bạn không muốn xe trườn lên trước như thế (nguy hiểm lắm!) vì phía trước là chướng ngại. Nếu khéo léo một chút khi bạn nhả chân ga, nhanh chóng đạp chân côn và đạp phanh. À, xe không còn trườn lên nữa. Một chút khéo léo thôi mà.

Sử dụng xe nhiều năm có khi nào bạn lúng túng trong các tình huống thực tiễn rồi đạp nhầm chân vào các cơ cấu điều khiển. Chắc là có, đôi lúc ngồi trên xe chúng ta vẫn gặp các trạng thái tâm lý không ổn định để vận hành xe.

Sự ra đời của chân ga điện tử là giai đoạn đầu để có thể chuyển sang “hệ thống điều khiển thông minh” trên ôtô, trong đó, việc điều khiển tốc độ ôtô là một trọng tâm hoàn thiện. Hy vọng rằng, “hệ thống điều khiển thông minh” sẽ giúp bạn loại trừ phần lớn các nguy hiểm do bất chợt bị rơi vào tình trạng lúng túng.

Vậy việc đưa thiết bị mới vào ôtô đòi hỏi bạn cần thay đổi chút ít các động tác xử lí truyền thống. Chẳng hạn, trước đây bạn luôn có ý định “cứu máy”, khi máy của bạn đã có hiện tượng dẫn tới tắt máy, lúc đó bạn cần vê côn hay đạp cắt côn. Thói quen đó cần thay đổi, đã nhả chân ga thì cần cắt côn và đạp phanh. Chắc điều này không quá khó khăn. Một chút khéo léo để bạn thích nghi với thao tác này khi điều khiển tốc độ ôtô.  Hãy cùng nhau điểm lại các nét cơ bản của việc sử dụng chân ga điện tử xem có lợi thế nào, thói quen nào cần thay đổi.

Khi bố trí chân ga điện tử, mối liên hệ cơ khí giữa bàn đạp và bướm ga không còn nữa, thay vào đó là liên kết bằng dây dẫn điện (drive-by-wire) nhờ các bộ điều khiển điện tử. Hiển nhiên, các quy luật điều khiển tốc độ ôtô vẫn tuân thủ theo các trạng thái điều khiển cơ bản. Thực hiện hỗ trợ cho người lái là những khác biệt cần biết so với các liên kết cơ khí truyền thống. Sự hỗ trợ được thực hiện ở hai trạng thái: tự động tăng tốc và tự động giảm tốc.

Sự hỗ trợ người lái ở trạng thái tự động tăng tốc liên quan tới khả năng đảm bảo an toàn giao thông, được người lái có cảm nhận rõ nét và là vấn đề đang được các nhà thiết kế và xã hội quan tâm.

Sự hỗ trợ tăng tốc độ ôtô được các nhà thiết kế lựa chọn theo phương pháp tăng tốc độ động cơ bao gồm: hỗ trợ người lái ở chế độ gài số, chế độ quay vòng ôtô, và được gọi là chế độ “bù ga tự động”. Tuy nhiên, trong thực tiễn chỉ có một số ôtô có giá thành cao mới thực hiện đầy đủ các chức năng hỗ trợ này. Việc tự động tăng tốc độ động cơ ở chế độ chạy chậm (không tải) không nằm trong phạm vi hỗ trợ này.

Bù ga tự động khi động cơ làm việc ở chế độ gài số

Khi động cơ đã làm việc, việc gài số từ thấp đến cao nhằm thực hiện ở chế độ tải trọng thay đổi. Phụ tải đặt lên động cơ lớn hơn phụ tải của chế độ chạy chậm. Thông thường, người lái phải nhấn sâu một chút chân ga để động cơ làm việc cân bằng với phụ tải của ôtô, hoặc tiến hành vê côn (vê li hợp). Nếu thả hoàn toàn chân ga, không vê côn, động cơ có thể ngừng hoạt động (chết máy).

Trên ôtô có chân ga điện tử, để khắc phục tình trạng này, khi thả chân ga hoàn toàn, người lái không cần vê côn, động cơ tự động xác định chế độ bù ga, duy trì cho động cơ làm việc ở trạng thái cân bằng với phụ tải mà động cơ không bị chết máy.

Chế độ này được gọi là chế độ bù ga theo tải trọng. Khi đó, động cơ sẽ tự động chuyển về trạng thái làm việc khác nhau tùy thuộc vào tay số gài và tải trọng đặt lên bánh xe chủ động. Khi số truyền được gài càng cao thì số vòng quay của động cơ càng lớn. Mức độ bù ga tùy thuộc vào chất lượng của động cơ, như vậy, có thể có động cơ cần bù ga lớn và có động cơ cần bù ga nhỏ. Chế độ xử lý tự động như vậy đã thực sự hỗ trợ người lái và là một ưu việt của kết cấu bù ga điện tử. 

Một vấn đề khác được đặt ra là khi bù ga theo chế độ tải trọng, nếu vì một lý do nào đó, ôtô chở tải và hoạt động ở vùng tốc độ cao, người lái gặp chướng ngại, đột ngột thả chân ga, không đạp li hợp và chuyển sang chân phanh. Điều đó có nghĩa là phụ tải gia tăng và hệ thống bù ga làm việc nhằm tạo cân bằng với tải lớn của ôtô và có thể dẫn tới ôtô bị tăng tốc ngoài ý muốn. Trong trường hợp này nhất thiết phải thực hiện đạp ly hợp và chuyển số về “Mo”, khi đó, phụ tải động cơ giảm nhỏ và động cơ không được điều khiển bù ga.

Bù ga tự động khi ôtô làm việc ở chế độ quay vòng

Khi ôtô quay vòng trên đường cong, nếu người lái giữ nguyên mức độ bàn đạp chân ga chuyển sang quay vành lái thực hiện quỹ đạo cong của đường, tốc độ chuyển động của ôtô sẽ giảm. Sự biến đổi vận tốc ôtô trong đường cong sẽ dẫn tới thay đổi mạnh các phản lực thẳng đứng và gây bất lợi cho sự lăn của một vài bánh xe trên đường.

Để khắc phục điều này, chế độ bù ga khác đã được thực hiện trên các ôtô có bố trí hệ thống VSC (Vehicle Stability Control: ổn định hướng chuyển động).

Khi ôtô được điều khiển vào đường vòng, mặc dù chân ga giữ nguyên, nhưng bộ điều khiển VSC nhận thấy gia tốc bên không nằm trong vùng cận nguy hiểm, hệ thống cho phép bù ga để ôtô giữ nguyên tốc độ chuyển động. Cấu trúc như vậy giúp người lái tập trung tốt hơn trong việc xử lý tình huống mặt đường, hạn chế khả năng trượt ngang của các bánh xe cầu sau.

Giảm ga tự động khi ôtô làm việc ở chế độ TRC (Traction Control)

Khi đi trên đường trơn, người lái nhấn sâu chân ga, động cơ làm việc ở số vòng quay cao, nhưng tốc độ ôtô không tăng, một phần năng lượng của động cơ bị tiêu hao vô ích cho việc thực hiện quay trơn bánh xe.

Trên ôtô có bố trí TRC (hay kí hiệu ASR), nếu cứ nhấn sâu chân ga khi đi trên đường trơn, trước tiên, hệ thống phanh ABS sẽ tham gia điều khiển phanh đối với từng bánh xe bị quay trơn, tốc độ động cơ tự động giảm xuống hạn chế sự quay trơn bánh xe, mặc dù chân ga vẫn nằm ở vị trí nhấn sâu. Thực hiện điều này, hệ thống giảm ga tự động đã hỗ trợ người lái để tối ưu sử dụng nhiên liệu, hạn chế khả năng mòn lốp xe và hạn chế sự trượt bên, nâng cao khả năng điều khiển ôtô.

Giảm ga tự động khi ôtô làm việc ở chế độ quay vòng

Trên xe có bố trí VDC (Vehicle Dynamic Control: ổn định động học quay vòng) có thiết bị kiểm soát gia tốc bên. Nếu gia tốc bên của ôtô nằm trong vùng lân cận của giá trị nguy hiểm, mặc dù chân ga đang nằm ở một vị trí nhấn ga nào đó, hệ thống VDC lập tức điều khiển giảm tốc độ động cơ để giảm tốc độ ôtô, đưa gia tốc bên thực tế về vùng gia tốc an toàn.

Ở trong vùng gia tốc an toàn, nếu quỹ đạo cong của ôtô không phù hợp với quỹ đạo của vành lái (không phù hợp với trạng thái quay vòng mong muốn), hệ thống ABS tự động được kích hoạt và điều khiển phanh riêng rẽ các bánh xe theo chương trình định sẵn để đưa ôtô về trạng thái quay vòng mong muốn. Trong quá trình đó, công suất của động cơ phát ra bị dư thừa và động cơ được hiệu chỉnh giảm tốc độ. Sau khi đã thực hiện được việc điều chỉnh quỹ đạo, lệnh điều khiển này được hủy bỏ và hệ thống chuyển về thực hiện tăng tốc động cơ đến giá trị mong muốn của bàn đạp chân ga trước đó. Thực hiện giảm và tăng linh hoạt chế độ làm việc của động cơ giúp nâng cao tính ổn định động của xe (VDC), đồng thời, sử dụng hiệu quả nhiên liệu là ý đồ của nhà thiết kế nhằm hỗ trợ người lái.

Động cơ làm việc khi gặp chướng ngại trên đường

Một số ôtô con đã bắt đầu bố trí thiết bị điều khiển tốc độ ôtô theo khoảng cách di chuyển giữa các ôtô cùng di chuyển trên đường. Thiết bị cho phép xác định khoảng cách giữa các xe bằng thiết bị nhận dạng chướng ngại: khoảng cách giữa các xe, tốc độ di chuyển của xe đi trước (chướng ngại). Nếu khoảng cách giữa ôtô với chướng ngại đủ đảm bảo an toàn cho hệ thống phanh xe khi cần thiết, hệ thống cho phép làm việc theo điều khiển của vị trí bàn đạp chân ga. Nhưng nếu khoảng cách nằm trong vùng không an toàn, mặc dù bàn đạp chân ga nhấn sâu nhưng thiết bị điều khiển động cơ giảm tốc độ, giữ khoảng cách an toàn. Trong trường hợp đặc biệt, động cơ có thể tắt máy và xe bị phanh gấp theo dạng phanh hỗ trợ khẩn cấp (BAS), trong lúc người lái chưa kịp phanh xe và bàn đạp chân ga chưa được thả hoàn toàn.

Thiết bị như vậy thuộc loại hệ thống điều khiển thông minh và đang được nghiên cứu để lắp phổ biến trên ôtô con và chân ga điện tử là một thành phần không thể thiếu. 

Ngoài các tính năng tự động tăng, giảm tốc độ ôtô trong các trường hợp điển hình nói trên, cũng còn có một số chức năng khác liên quan tới chân ga điện tử. Việc xuất hiện hệ thống điện tử hỗ trợ người lái đem lại nhiều ưu việt, cần làm quen. Tuy nhiên, với các thiết bị mới như thế người lái cần được biết trước và có một chút khéo léo trong điều khiển tốc độ ôtô.