1

C«ng nghÖ C¬ ®iÖn tö trong chÕ t¹o « t« 

 

 
 
 

PGS.TS. T¹ duy liªm 

Khoa C¬ khÝ §HBK Hµ Néi 

 
 

Tãm t¾t:  
 
Cho ®Õn nay ViÖt nam cã chõng 17 liªn doanh l¾p r¸p vµ cung cÊp c¸c chñng lo¹i xe « t« 
h¹ng trung vµ nhÑ. MÆc dï vÒ mÉu m·, kiÓu d¸ng xe cã ®æi míi liªn tôc ®Ó ®¸p øng thÞ hiÕu 
cña ng−êi tiªu dïng, nh−ng trªn thùc tÕ c¸c xe « t« ®−îc trang bÞ nh÷ng hÖ thèng c¬ ®iÖn tö 
trong c¸c côm chøc n¨ng kü thuËt nh− hÖ thèng phun x¨ng ®iÖn tö, hÖ thèng phanh tù ®éng 
®iÒu chØnh, hÖ thèng dÉn ®−êng, hÖ thèng b¶o hiÓm .v.v. cßn rÊt hiÕm, ng−êi sö dông xe vÉn 
rÊt xa l¹ víi nh÷ng kh¸i niÖm vµ hiÓu biÕt vÒ vai trß cña c¬ ®iÖn tö trong ngµnh c«ng nghiÖp 
quan träng nµy. 
 
Chóng t«i xin giíi thiÖu ë ®©y nh÷ng néi dung nghiªn cøu øng dông c¬ ®iÖn tö trong c«ng 
nghÖ « t« nh»m cung cÊp nh÷ng kiÕn thøc tiÕp cËn hÖ thèng vµ lùa chän ®i s©u ph©n tÝch 
mét côm chøc n¨ng ®iÓn h×nh lµ “hÖ thèng phanh tù ®éng ®iÒu chØnh” ®Ó minh ho¹ ý nghÜa 
khoa häc vµ thùc tiÔn cña c«ng nghÖ c¬ ®iÖn tö  trong c¸c øng dông kü thuËt cô thÓ. 
 
I.

 

C¸c khuynh h−íng øng dông c«ng nghÖ c¬ ®iÖn tö trong chÕ t¹o « t« 

 
Khuynh h−íng ph¸t triÓn cña « t« hiÖn ®¹i lµ t¹o ra nh÷ng ph−¬ng tiÖn ®i l¹i bÒn ®Ñp, ®óng 
mèt, tiÖn nghi, an toµn, dÔ ®iÒu khiÓn hoÆc tù ®éng ®iÒu khiÓn, sö dông n¨ng l−îng míi 
hoÆc tiÕt kiÖm nhiªn liÖu truyÒn thèng vµ th©n thiÖn víi m«i tr−êng. Mçi tiªu chÝ h−íng tíi 
®Òu dùa trªn mét sè gi¶i ph¸p kü thuËt kh¶ thi trong c¸c côm m¸y x¸c ®Þnh, chóng thuéc vÒ: 
 
1. C¸c hÖ thèng trî gióp vµ hÖ thèng ®iÒu khiÓn xa nh− : 
- HÖ thèng cung cÊp th«ng tin vÒ b¶n ®å vµ t×nh tr¹ng giao th«ng cËp nhËt, 
- HÖ thèng hç trî dÉn ®−êng cho ng−êi l¸i vµ  
- HÖ thèng b¶o hiÓm, an toµn tÝch cùc 
 
2. C¸c hÖ thèng ng¾t rung ®éng vµ ®iÒu chØnh æn ®Þnh tÝch cùc nh−: 
- Khö ®iÖn tÝch  
- §iÒu chØnh ®é æn ®Þnh th©n xe  
- §Öm khÝ gi¶m chÊn tÝch cùc 
- Bé æn ®Þnh thÝch nghi 
- Tù ®éng ®iÒu chØnh æn ®Þnh toµn th©n xe (Automatic Body Control) 
 
3. HÖ thèng qu¶n lý c¸c t¸c ®éng vµo vµnh, b¸nh xe nh−: 
- HÖ thèng c¾t rung tÝch cùc 
- HÖ thèng phanh chèng bã (ABS) 
- HÖ thèng chèng tr¬n tr−ît (ASR) 
- HÖ thèng ph©n bè lùc phanh ®iÖn tö 

  

4. Bé phËn ®iÖn tö 

 

2

- KÕt nèi c¸c hÖ thèng ®−êng dÉn th«ng tin 
- HÖ thèng qu¶n lý ®iÒu hoµ nhiÖt ®é th«ng minh 
- HÖ thèng van ®iÒu tiÕt ®iÖn tõ 
- HÖ thèng phun x¨ng ®iÖn tö 

 

 
 
H×nh 1. c¸c khu vùc øng dông cña hÖ thèng c¬ ®iÖn tö trong mét chiÕc xe « t« 
 
HiÓn nhiªn lµ viÖc øng dông c¸c hÖ thèng c¬ ®iÖn tö trong xe cé sÏ ¶nh h−ëng ®Õn gi¸ thµnh 
cña s¶n phÈm. Tõ 1965 ®Õn 2005, thµnh phÇn gi¸ c¶ t¨ng dÇn tõ 16% ®Õn 35% tuú thuéc 
møc cµi ®Æt øng dông chóng. Tuy nhiªn tÝnh an toµn vµ tiÖn nghi còng theo ®ã ngµy mét 
n©ng cao ®¸ng kÓ.  
C¸c hÖ thèng c¬ ®iÖn tö ®−îc øng dông phæ biÕn vµ theo møc an toµn tÝch cùc tõ  thÊp ®Õn 
cao bao gåm: 
  
- ABS: HÖ thèng phanh chèng bã 
- ASR: HÖ thèng ®iÒu chØnh chèng tr¬n tr−ît cho bé phËn truyÒn ®éng 
- EBV: hÖ thèng ph©n bè lùc phanh ®iÖn tö 
- ESP: Ch−¬ng tr×nh qu¶n lý ®é æn ®Þnh ®iÖn tö 
- BAS: HÖ thèng hç trî qu¸ tr×nh phanh h·m 
- ACC: Bé ®iÒu khiÓn gi¸m s¸t thÝch nghi 
- BbW/SbW: HÖ thèng khö tõ / §iÒu tiÕt van ®iÖn tõ 
- ABC: HÖ ®iÒu khiÓn tÝch cùc toµn xe 
- EMB - EML: HÖ thèng trî l¸i, trî phanh c¬ - ®iÖn 
- DbW: HÖ thèng l¸i theo tÝn hiÖu ®iÖn tõ 
- CA: HÖ thèng c¶nh b¸o va ch¹m... 
Møc cao nhÊt trong t−¬ng lai (®Õn 2020) sÏ lµ c¸c cç xe ®−îc l¸i hoµn toµn tù ®éng hay lµ 
xe kh«ng ng−êi l¸i. 
 
II. CÊu tróc hÖ thèng c¬ ®iÖn tö trong bé phanh ABS                

Auswahl mechatronischer Systeme in Fahrzeugen 

Quelle: Volkswagen AG

C¸c hÖ thèng trî gióp, hÖ thèng 
®iÒu khiÓn tõ xa (Telematik) 

•

 

C¸c hÖ thèng th«ng tin vÒ giao 

th«ng 

•

 HÖ trî gióp l¸i xe 

•

HÖ thèng an toµn tÝch cùc

 

HÖ thèng khung xe 

•

 Khö ®iÖn tÝch 

•

 §iÒu chØnh ®é æn ®Þnh th©n 

xe 

•

 §Öm khÝ gi¶m chÊn tÝch 

cùc 

•

Bé æn ®Þnh chñ ®éng 

•

§iÒu khiÓn chñ ®éng vµ tÝch 

cùc toµn th©n xe 

   (ABC) 

HÖ thèng vµnh, b¸nh xe 

•

 C¾t rung 

•

 HÖ thèng phanh chèng bã (ABS) 

•

 HÖ thèng chèng tr¬n tr−ît (ASR) 

•

 HÖ ph©n bè lùc phanh ®iÖn tö 

Bé phËn ®iÖn tö 

•

 

KÕt nèi c¸c hÖ thèng ®−êng dÉn th«ng tin 

•

 HÖ thèng qu¶n lý nhiÖt ®é th«ng minh 

•

 HÖ th«ng van ®iÒu tiÕt ®iÖn tõ, phun x¨ng 

®iÖn tö

 

 

3

 
C¬ ®iÖn tö - nh− ®· râ - lµ mét hÖ thèng tÝch hîp h÷u c¬ c¸c kü thuËt chÝnh yÕu nh− C¬ khÝ - 
§iÖn, ®iÖn tö - C«ng nghÖ th«ng tin. KÕt nèi c¸c kü thuËt c¬ khÝ vµ ®iÖn tö t¹o ra thµnh 
phÈm tiªu biÓu lµ nh÷ng phÇn tö ®o l−êng, c¶m biÕn còng nh− c¸c c¸c hÖ thèng ®iÒu khiÓn 
vµ ®iÒu chØnh cña c¬ cÊu chÊp hµnh. KÕt nèi gi÷a kü thuËt ®iÖn - ®iÖn tö vµ xö lý tin t¹o ra 
c¸c hÖ thèng tÝnh to¸n qu¸ tr×nh, ®ãng vai trß h¹t nh©n trong hÖ thèng c¬ ®iÖn tö. KÕt nèi 
c¸c kü thuËt xö lý tin vµ kü thuËt c¬ khÝ l¹i ®−a ra nh÷ng c«ng cô h÷u hiÖu lµ c¸c phÇn mÒm 
m« pháng, m« h×nh ho¸... vµ hÖ thèng c¬ ®iÖn tö ®· kÕt nèi mét c¸ch h÷u c¬ tÊt c¶ c¸c thø 
®ã. 
 
Theo c¸ch tiÕp cËn kh¸c, cã thÓ thÊy quan niÖm cña David M. Auslander trong cuèn „What 
is Mechatronics“ lµ cã lý: C¬ ®iÖn tö lµ mét hÖ thèng t¹o lËp nh÷ng quyÕt ®Þnh phøc t¹p ®Ó 
®iÒu khiÓn mét hÖ thèng vËt lý. Trong hÖ thèng ®ã, viÖc t¹o lËp c¸c quyÕt ®Þnh ®iÒu khiÓn  
(Decision making) ®−îc coi lµ vÊn ®Ò träng t©m, ®èi t−îng ®iÒu khiÓn ®−îc t¸c ®éng trªn c¶ 
ba dßng vËn ®éng c¬ b¶n: l−u th«ng vËt chÊt, l−u th«ng n¨ng l−îng vµ l−u th«ng th«ng tin 
(h×nh 2) 

 

M e c h a t r o n i s c h e Sy s t e m e

HÖ  t h è n g   c ¬   ® i Ön   t ö

§iÒu khiÓn

Cung øng 

n¨ng l−îng

phô

Cung øng 
n¨ng l−îng

Cung øng
N¨ng l−îng

§¹i l−îng ®iÒu chØnh

§Ëi l−îng dÉn

§¹i l−îng ®o

Dßng th«ng tin

Dßng n¨ng l−îng

Dßng n¨ng 

l−îng s¬ cÊp

Dßng n¨ng l−îng 
tiªu thô

Xö lý th«ng tin

Côm c¬ khÝ & biÕn ®æi 

n¨ng l−îng

§o l−êng / 

c¶m biÕn

C¬ cÊu 

®iÒu khiÓn

CÊu tróc tæng qu¸t cña hÖ th«ng c¬ ®iÖn tö

 

 

 

 

 

 

- C¬ - thuû - khÝ 

 

 

 

 

 

- §iÖn - ®iÖn tö 

 

 

 

 

 

- Quang... 

 
H×nh 2. Nguyªn lý cÊu tróc tæng qu¸t cña mét hÖ thèng c¬ ®iÖn tö 
 
„HÖ thèng vËt lý“ hay ®èi t−îng ®iÒu khiÓn ë ®©y bao gåm kh«ng chØ c¸c thiÕt bÞ c¬ khÝ 
truyÒn thèng hay c¸c m¸y c¬ - ®iÖn mµ cßn lµ c¸c hÖ thèng tù ®éng ho¸ s¶n xuÊt kÓ c¶ hÖ 
thèng qu¶n lý d÷ liÖu, c¸c hÖ thèng xö lý trong kü thuËt « t«, hÖ thèng ®iÒu khiÓn m«i 
tr−êng còng nh− hÇu hÕt c¸c s¶n phÈm cña c«ng nghÖ cao, trong nhiÒu ngµnh kinh tÕ kh¸c 
nhau. 
 

 

4

D−íi ®©y xin tr×nh bµy néi dung kü thuËt cña viÖc nghiªn cøu øng dông hÖ thèng phanh tù 
®éng ®iÒu chØnh hay hÖ thèng phanh chèng bã (ABS = Anti-Blockier System) - mét trong sè 
hÖ thèng xö lý quan träng nhÊt trong kü thuËt « t« víi t− c¸ch lµ mét hÖ thèng c¬ ®iÖn tö. 
 
HÖ thèng phanh ABS lµ mét côm kÕt cÊu th«ng minh trî gióp ng−êi l¸i trong qu¸ tr×nh ®iÒu 
chØnh tèc ®é vµ phanh h·m xe mét c¸ch mau lÑ vµ an toµn, cã ph¶n øng thÝch nghi víi t×nh 
tr¹ng xe (tèc ®é, khèi l−îng ®éng, tr¹ng th¸i b¸nh xe, m« men dÉn ®éng, m« men phanh 
h·m...) vµ t×nh tr¹ng ®−êng ®i (chÊt l−îng mÆt ®−êng, ®é rung chÊn, kho¶ng c¸ch tõ xe tíi 
®iÓm nguy hiÓm...). §ã lµ mét hÖ thèng cã giíi h¹n ®éc lËp vÒ vÞ trÝ trong kh«ng gian m¸y 
vµ cã nh÷ng ®Æc tr−ng riªng biÖt. Qu¸ tr×nh ho¹t ®éng cña hÖ thèng bao gåm nh÷ng t¸c 
dông c¬ - lý x¶y ra theo mét tr×nh tù thêi gian hay lµ „c¸c t×nh tr¹ng thùc“ cña hÖ thèng. 
Trªn c¬ së nghiªn cøu cÊu h×nh hÖ thèng vµ c¸c qu¸ tr×nh t¸c dông, ng−êi ta thiÕt lËp c¸c m« 
h×nh (chñ yÕu lµ m« h×nh to¸n, s¬ ®å khèi hoÆc b¶ng tr¹ng th¸i hay s¬ ®å dßng tÝn hiÖu...) 
nh»m m« t¶ mét c¸ch cã môc ®Ých c¸c chøc n¨ng kü thuËt gÇn s¸t nhÊt víi b¶n chÊt cña hÖ 
thèng thùc (H×nh 3). 
 
H×nh 3: S¬ ®å khèi cña hÖ thèng ®iÒu tiÕt Distronic 
 
 

 

 
 
Bµi to¸n ®iÒu khiÓn hÖ thèng phanh ABS ®−îc ®Æt ra víi c¸c gi¶ thiÕt: 
  
Ma s¸t Coulomb t¸c ®éng trong khi phanh   µ  =  F

b

 / F

n

 

 
Gia tèc t¸c ®éng h·m xe dõng l¹i 

 

 

a = const = - (µ F

n

) / m 

 
Qu·ng ®−êng 

phanh 

 

   ∆x  = 1/2 (m . V

o

2

 / µ F

n

) 

 
Tõ ph−¬ng tr×nh chuyÓn ®éng c¬ b¶n, nghiªn cøu hÖ thèng hç trî phanh thuû lùc, ta cã qu¸ 
tr×nh t¸c ®éng theo thêi gian víi ba giai ®o¹n (h×nh 4):  
 

 

5

V Ý d ô   c h o   h Ö  t h è n g   1   b Ë c   t ù   d o

Ph−¬ng tr×nh chuyÓn ®éng:

mx+bx+cx = F(t)

Hay lµ mx = F (t)    mit  F (t) = F(t)-bx-cx

..

.

S¬ ®å khèi

a) 

Nót céng

.

bx

cx

F(t)

F

(t)G

+

-

-

F(t)

G

F(t)

-

-

x

x

x

.

..

b

c

m

1

G

G

..

.

 
1. T¸c ®éng cña ng−êi l¸i vµo hÖ thèng trî gióp (pha 1) 
2. Th¶ bµn ®¹p phanh (pha 2) 
3. Ng¾t m¹ch trî gióp phanh 
 
Mçi giai ®o¹n ®Òu kh¶o s¸t qu¸ tr×nh diÔn biÕn cña ¸p lùc phanh theo thêi gian. Theo ®ã 
nh÷ng ®Æc tuyÕn ¸p lùc phanh do ng−êi l¸i xe t¸c ®éng (®Æc tuyÕn 1), ¸p lùc phanh ®iÒu 
chØnh (®Æc tuyÕn 2) vµ ¸p lùc phanh kh«ng cã t¸c ®éng cña ng−êi l¸i (®Æc tuyÕn 3) ®−îc thÓ 
hiÖn. Tõ ®å thÞ ®Æc tuyÕn „¸p lùc phanh theo thêi gian“, nhËn râ ®−îc kho¶ng thêi gian vµ 
®é suy gi¶m ¸p lùc phanh  trong ph¹m vi giíi h¹n t¸c ®éng kÑp phanh.  
 

 

H×nh 4.     §Æc tuyÕn ¸p lùc phanh theo thêi gian víi hÖ thèng trî gióp thuû lùc 
Dùa trªn nh÷ng kÕt qu¶ nghiªn cøu vÒ b¶n chÊt vËt lý cña qu¸ tr×nh t¸c dông, nh÷ng ph−¬ng 
¸n cã tÝnh nguyªn t¾c cña hÖ thèng phanh ABS ®−îc ®Ò xuÊt, chóng bao gåm: 

 

6

1. Nguyªn t¾c pit t«ng t¸c ®éng mét chiÒu (Plunger-Prinzip) 
2. Nguyªn t¾c t¸c ®éng trªn ®−êng håi cña dßng dÇu (Rueckfoerder-Prinzip) 
3. Nguyªn t¾c dßng mét chiÒu thuû ®éng (Dynamisches Einstroem-Prinzip) 
 
H×nh 5 nªu râ hÖ thèng thuû lùc bao gåm c¸c bé khuyÕch ®¹i lùc phanh theo nguyªn lý ch©n 
kh«ng (1) hoÆc nguyªn t¾c thuû lùc (2), c¸c b×nh tÝch ¸p cao ¸p (3), c¸c van ®iÒu tiÕt ABS 
(4), M¹ch ®iÒu chØnh ¸p lùc phanh (5), c¸c xi lanh t¸c dông mét chiÒu (6), b¬m trªn ®−êng 
håi dÇu (7), van thuû lùc chÝnh (8), M¹ch ®iÒu chØnh ABS (9) vµ b×nh tÝch ¸p thÊp (10)...  
 
H×nh 5:  

C¸c ph−¬ng ¸n c¬ b¶n cña bé phanh thuû lùc ABS 

 
 

 

 
Cuèi cïng lµ hÖ thèng phanh c¬ ®iÖn tö  EMB, trong ®ã ®èi t−îng ®iÒu khiÓn hay „hÖ thèng 
vËt lý“ chÞu t¸c ®éng cña „c¸c quyÕt ®Þnh ®iÒu khiÓn“ chÝnh lµ c¸c bé ®éng c¬ ®iÒu tiÕt, kÌm 
theo hép sè kÕt nèi víi c¬ cÊu phanh c¬ khÝ thµnh nh÷ng m« ®un riªng biÖt, l¾p r¸p cho lèp 
tr−íc bªn tr¸i, bªn ph¶i vµ cho lèp sau bªn tr¸i còng nh− bªn ph¶i (h×nh 6). Bµn ®¹p phanh 
cña ng−êi l¸i cung cÊp mét trong sè c¸c tÝn hiÖu ®Çu vµo cña hÖ thèng tÝnh to¸n trung t©m, 
th«ng qua bé m« pháng Pedal. Ngoµi c¸c bé ph©n c¬ khÝ nh− c¸c m¸ phanh, ®Üa phanh, b¹c 
®Öm cßn cã c¸c bé c¶m biÕn sè vßng quay cña b¸nh xe vµ Chip vi tÝnh trung t©m xö lý t¸c 
®éng thÝch nghi cña lùc phanh. HÖ thèng m¹ch gåm c¸c ®−êng dÉn tÝn hiÖu trùc tiÕp tõ c¸c 
sensor vÒ côm xö lý trung t©m, c¸c m¹ch phanh c¬ ®iÖn tö ®iÒu tiÕt hÖ cung øng n¨ng l−îng 
tõ ¾c quy 36 von ®Õn c¸c bé ®éng c¬ vµ ®−êng dÉn néi t¹i cña hÖ thèng EBM cã liªn hÖ hai 
chiÒu gi÷a côm xö lý trung t©m vµ hÖ ®iÒu khiÓn ®éng c¬. 
 

H×nh 6. 

HÖ thèng phanh c¬ ®iÖn tö  „Elektromechanische Bremse“ 

 

 

7

 

 
 
 

 

 
Trong hÖ thèng c¬ ®iÖn tö, c¸c bé c¶m biÕn ®ãng vai trß thu thËp th«ng tin vµ biÕn ®æi c¸c 
tÝn hiÖu t−¬ng tù cña nh÷ng ®¹i l−îng vËt lý kh¸c nhau thµnh tÝn hiÖu sè (d¹ng xung) råi 
chuyÓn vÒ côm xö lý trung t©m. Nguyªn lý phæ biÕn cña c¸c sensor c¶m nhËn tèc ®é quay 
b¸nh xe cho ®Õn nay vÉn dùa trªn hiÖu øng c¶m øng ®iÖn tõ (h×nh 7).   
 
 
H×nh 7.   Bé c¶m biÕn sè vßng quay cña b¸nh xe víi hiÖu øng c¶m øng ®iÖn tõ 
 

HÖ thèng phanh ABS 

KÕt cÊu tæng thÓ ABS 

 

8

 

 

 

 
III. KÕt luËn  
 
C¸c hÖ thèng c¬ ®iÖn tö lµ nh÷ng s¶n phÈm ra ®êi trong giai ®o¹n ph¸t triÓn míi cña c«ng 
nghÖ cao, tiÖm cËn nÒn kinh tÕ tri thøc. Hµm l−îng tri thøc cao trong s¶n phÈm nµy thÓ hiÖn 
kh«ng nh÷ng ë qu¸ tr×nh nghiªn cøu c¬ b¶n trong lao ®éng qu¸ khø mµ cßn hµm chøa trong 
nh÷ng gi¶i ph¸p kü thuËt tÝch hîp c¬ khÝ, ®iÖn vµ ®iÖn tö còng nh− kü thuËt xö lý tin trong 
mét hÖ thèng tæng thÓ. Th«ng qua mét dÉn chøng cô thÓ vÒ øng dông bé phanh ABS trong 
kü nghÖ « t«, cã thÓ thÊy t−¬ng lai cña c«ng nghÖ c¬ ®iÖn tö ®ang më réng vµ ch¾c ch¾n sÏ 
chiÕm lÜnh nh÷ng vÞ trÝ xøng ®¸ng trong nÒn kü thuËt cña kû nguyªn kinh tÕ trÝ thøc ®· hiÖn 
h÷u.