Hệ thống lái by wire trên ô tô

Trong xu thế hiện đại hóa và điện tử hóa các hệ thống điều khiển trên ô tô, công nghệ lái by-wire được xem là một bước tiến quan trọng, mở đường cho sự phát triển của xe điện và xe tự hành trong tương lai. Hệ thống lái by-wire (Steer-by-wire) là công nghệ thay thế toàn bộ các liên kết cơ khí và thủy lực giữa vô-lăng và bánh xe bằng các tín hiệu điện tử. Khi người lái xoay vô-lăng, cảm biến sẽ ghi nhận góc lái, tốc độ và lực tác động, sau đó gửi tín hiệu đến bộ điều khiển trung tâm ECU. ECU xử lý tín hiệu này và điều khiển các mô-tơ điện tại trục bánh xe trước để thay đổi hướng bánh xe theo đúng ý muốn của người lái, mà không cần trục lái hoặc dầu trợ lực như trong hệ thống truyền thống.

Một hệ thống lái by-wire thường bao gồm ba bộ phận chính: cảm biến góc và mô-men xoắn ở vô-lăng, bộ điều khiển điện tử trung tâm (ECU) và các cơ cấu chấp hành điện tại cụm bánh lái. Khi người lái xoay vô-lăng, cảm biến sẽ ghi nhận mức độ xoay và lực tác động, gửi dữ liệu đến ECU. ECU sẽ tính toán góc lái mong muốn, đồng thời kết hợp với các dữ liệu khác như tốc độ xe, góc nghiêng thân xe, điều kiện mặt đường… để điều khiển mô-tơ điện quay trục bánh xe ở góc chính xác. Ở chiều ngược lại, cảm biến tại bánh lái gửi phản hồi về ECU, giúp mô phỏng cảm giác lái thực tế cho người điều khiển thông qua một mô-tơ phản hồi lực (feedback motor) gắn trên vô-lăng. Nhờ đó, người lái vẫn cảm nhận được độ nặng nhẹ và rung động tự nhiên của tay lái dù không có liên kết cơ khí.

Hệ thống lái by-wire mang lại nhiều ưu điểm vượt trội như giảm trọng lượng xe, loại bỏ các chi tiết cơ khí cồng kềnh, tăng độ chính xác và tốc độ phản ứng của hệ thống lái. Nó cho phép dễ dàng tùy chỉnh đặc tính tay lái theo từng chế độ vận hành, tăng tính linh hoạt và an toàn. Đặc biệt, hệ thống này là nền tảng quan trọng cho các công nghệ hỗ trợ lái tiên tiến (ADAS) và xe tự hành, nơi việc điều khiển hướng lái hoàn toàn do máy tính đảm nhận. Tuy nhiên, hạn chế lớn nhất hiện nay là chi phí sản xuất cao, yêu cầu độ an toàn điện tử tuyệt đối, và phải có hệ thống dự phòng trong trường hợp xảy ra lỗi. Các hãng xe như Nissan, Lexus hay Tesla đang là những đơn vị tiên phong trong việc ứng dụng lái by-wire, với mục tiêu hướng đến tương lai của những chiếc xe không còn vô-lăng cơ học truyền thống mà hoàn toàn điều khiển bằng điện tử.