 |
| Sơ đồ hệ thống lái phối hợp cơ điện của BMW. |
Đây là bước đột phá trong việc thiết kế cơ cấu lái, nó hỗ trợ tài xế trong mọi điều kiện, đặc biệt ở tốc độ thấp và trung bình. Mặt khác, các chức năng mới lại không tước đi của tài xế những phản hồi trung thực từ mặt đường.
Phẩm chất quan trọng của xe hơi là phản ứng chính xác của thiết bị lái. Ví dụ ở tốc độ thấp, tỷ lệ giữa góc xoay tay lái và góc lệch của bánh xe càng thấp càng tốt, đồng thời lực vần lái phải nhẹ. Mặt khác, khi vận tốc lớn, phản ứng của xe với thao tác lái trở nên rất nhạy, do vậy tỷ lệ giữa số vòng quay vô-lăng với góc lệch của bánh trước cần được gia tăng và lực vần lái cũng nên nặng thêm. Thiết bị hỗ trợ lái phải đáp ứng được thay đổi rất lớn từ thái cực này sang thái cực khác, đồng thời vẫn phải giúp lái xe cảm nhận được mặt đường.
BMW đã nỗ lực giải quyết những yêu cầu trái ngược đó, không dựa trên thỏa hiệp với các trị số trung bình hay điện tử hóa (lái bằng dây) hoàn toàn hệ thống này.
Hệ thống lái động mới của BMW là sự phối hợp các ưu điểm của hệ thống lái bằng dây (điện tử) và cơ cấu truyền động cơ khí. Thiết kế này dựa trên nguyên tắc điều khiển góc chồng lấn. Động cơ điện tăng hoặc giảm góc lái do tài xế điều khiển trên vô-lăng. Nhân tố cơ bản của hệ thống là bánh răng hành tinh với hai trục quay vào và một trục quay ra, gắn trên cột lái chính.
Trục thứ nhất liền vô-lăng nhận lệnh điều khiển của tài xế, trục thứ hai do động cơ điện số1 điều khiển thông qua khớp bánh răng tự hành, giúp thay đổi tỷ lệ truyền góc. Góc lệch thực của bánh trước là sự phối hợp góc lái trên vô-lăng và góc do động cơ điện thêm vào hoặc bớt ra, căn cứ vào tốc độ xe. Việc tăng hoặc giảm lực lái do động cơ điện số 2 chi phối, như ở thiết bị thông thường. Các phần phụ điều khiển riêng biệt và những cảm biến kết hợp với lệnh của người lái xe để quyết định các thông số vận hành.
Nếu như với hệ thống lái kiểu cũ, khi chạy chậm, tài xế phải quay vô-lăng 3 lần để đạt góc lệch bánh cần thiết, thì nay, với sự bổ sung của mô-tơ số 1 anh ta chỉ cần xoay 2 lần. Thêm nữa, lực lái trong tình huống này sẽ được hỗ trợ tối đa, việc xoay trở xe trong bãi, ga-ra, hay các phố nhỏ trở nên nhẹ nhàng và nhanh chóng.
Khi xe chạy qua khu vực đèo núi cua tay áo và có gió mạnh, với thiết bị lái thông thường, lái xe không có lựa chọn nào khác là bắt chéo tay trên vô-lăng, giảm đáng kể năng lực điều khiển các thiết bị khác. Việc tăng tỷ lệ truyền lái giúp loại bỏ tư thế nguy hiểm này, tay đặt đúng vị trí trên vô-lăng sẽ cho phản xạ tốt trong tình huống bất ngờ và kiểm soát toàn bộ các phím chức năng trên vành lái.
Chạy với tốc độ cao, chiếc xe sẽ phản ứng cực nhạy khi điều khiển, nếu tỷ lệ truyền góc lái từ vô-lăng xuống bánh trước cao thì một động tác đánh lái rộng và gấp sẽ gây nguy hiểm. Lúc này, động cơ số 1 chi phối ngược chiều quay vô-lăng, làm giảm tỷ lệ truyền lái. Mô tơ số 2 sẽ được phát động làm cho lực vần tay lái nặng thêm, tránh các phản xạ quá mạnh và đột ngột của người điều khiển. Áp lực tăng lên còn có tác dụng ổn định vô-lăng, tránh tác động từ mặt đường làm thay đổi góc lái. Một lợi ích khác của tỷ lệ truyền này là giúp chiếc xe đi thẳng một cách hoàn hảo trên xa lộ.
Trong những tình huống nguy cấp, hệ thống lái động làm xe ổn định nhanh hơn bằng cách sửa đổi bánh trước thoát khỏi góc lệch mà tài xế vừa đặt vào, kịp thời và hiệu quả hơn là họ tự làm điều đó.
Một ưu điểm quan trọng nữa là hệ thống mới phối hợp hoàn hảo với cơ cấu điều khiển ổn định động DSC. Trong các tình huống nguy hiểm ở tốc độ cao như đổi hướng đột ngột trên xa lộ để vượt qua xe khác, các tài xế có xu hướng ngoặt gấp và rơi vào hiệu ứng văng (xe bị xoay quanh một trục thẳng đứng), anh ta sẽ mất khả năng kiểm soát chiếc xe. Trong trường hợp này, hệ thống lái động can thiệp ngay từ đầu bằng cách kiềm chế sự lệch hướng, ổn định lại chiếc xe một cách nhẹ nhàng và hiệu quả, người trên xe hầu như không nhận thấy tác động này. Kết quả là cơ cấu DSC không cần huy động hệ thống phanh can thiệp một cách quyết liệt làm giảm tốc độ hoặc kiềm chế từng bánh xe, nó sẽ chỉ phải làm việc cực chẳng đã này khi hệ thống lái động không kiểm soát nổi chiếc xe.
Hệ thống lái cơ khí là một bảo đảm hoàn hảo cho sự an toàn. Không có cơ cấu thuần túy điện tử nào mô phỏng được tình trạng thật của ô tô trên mặt đường, sự cô lập người lái với chiếc xe và mặt đường bằng hệ thống lái dây dễ gây hậu quả bất lợi.
Hệ thống mới vẫn giữ truyền động cơ khí giữa tay lái và các bánh trước, tạo sự phản hồi chân thực và cần thiết từ mặt đường lên tay lái, điều mà bất cứ tài xế nào cũng mong đợi. Mặt khác, nó bảo đảm đầy đủ chức năng lái, kể cả khi toàn bộ hệ thống trợ giúp đều hỏng một lúc.
Trong thiết kế truyền thống, góc xoay của vô-lăng luôn được truyền đến bánh xe theo một tỷ lệ cố định giữa tay lái và bánh trước, sự hỗ trợ nếu có cũng chỉ đơn thuần là lực vần lái. Như vậy, tỷ lệ truyền lái lý tưởng ở tốc độ cao lại là việc nặng nhọc ở tốc độ thấp, và ngược lại. Hệ thống lái truyền thống luôn bất lực khi tìm sự thỏa hiệp giữa hai thái cực này.
Xuân Thu
