Hệ thống phanh đa va chạm (Multi Collision Brake) là một hệ thống áp dụng phanh để ngăn chặn hoặc giảm thiểu tác động tiếp theo khi xe đã tham gia vào một vụ va chạm. Nếu túi khí được bung ra do va chạm chính, thông tin sẽ được gửi đến hệ thống kiểm soát ổn định điện tử để phanh xe. Nếu hệ thống phanh còn nguyên vẹn để phanh một cách an toàn và hiệu quả, xe sẽ tự động giảm tốc độ với gia tốc 6m/s² đến tốc độ 10km/h để tránh được va chạm thứ cấp, chẳng hạn như đối với xe khác hoặc vật thể bên đường hoặc ít nhất là ít nghiêm trọng hơn. Trong khi phanh, đèn cảnh báo nguy hiểm và đèn phanh sẽ sáng và đèn báo nguy hiểm vẫn sáng sau khi phanh đã dừng.
Trong trường hợp xảy ra va chạm chính nghiêm trọng, người lái xe có thể sẽ không thể điều khiển xe và Hệ thống phanh đa va chạm sẽ tự động giảm tốc độ một cách an toàn. Tuy nhiên, nếu người lái xe phát hiện ra rằng việc phanh gấp sau cú va chạm ban đầu là nguy hiểm (ví dụ, làm tăng nguy cơ bị va quệt khi đi sau), hệ thống có thể được ghi đè bằng cách nhấn bàn đạp ga.
1. Lịch sử ra đời của hệ thống phanh đa va chạm
Hệ thống phanh đa va chạm xuất hiện trong bối cảnh ngành công nghiệp ô tô ngày càng chú trọng đến việc nâng cao an toàn cho người dùng. Theo thống kê, một số lượng lớn các vụ tai nạn xảy ra không chỉ do va chạm ban đầu mà còn từ các tác động liên tiếp sau đó.
- Khởi đầu: Ý tưởng về việc giảm thiểu thiệt hại trong các vụ va chạm liên hoàn bắt nguồn từ nghiên cứu của các hãng xe Đức vào đầu thập niên 2000. Volkswagen là hãng xe đầu tiên giới thiệu MCB trên dòng xe Volkswagen Golf vào năm 2012.
- Phát triển: Sau thành công của Volkswagen, công nghệ này nhanh chóng được áp dụng bởi các hãng xe khác như Audi, BMW và Mercedes-Benz, trở thành một tính năng tiêu chuẩn trong các mẫu xe cao cấp.
2. Cấu tạo của hệ thống phanh đa va chạm
Hệ thống phanh đa va chạm bao gồm các thành phần chính sau:
- Cảm biến va chạm:
- Được tích hợp trong hệ thống túi khí (Airbag Control Unit).
- Có nhiệm vụ phát hiện va chạm ban đầu, đo lường gia tốc và các lực tác động.
- Bộ điều khiển phanh điện tử (Electronic Brake Control Unit – EBCU):
- Quản lý và kích hoạt phanh khi xảy ra va chạm.
- Tích hợp với các hệ thống khác như ABS (Hệ thống chống bó cứng phanh) và ESC (Hệ thống cân bằng điện tử).
- Hệ thống truyền động phanh:
- Bao gồm các xi-lanh phanh, má phanh và cơ cấu phanh nhằm cung cấp lực phanh cần thiết.
- Hệ thống hỗ trợ định vị và cảm biến xung quanh (ADAS):
- Thu thập thông tin từ radar, camera, và cảm biến để đánh giá nguy cơ va chạm liên hoàn.
3. Nguyên lý hoạt động của hệ thống phanh đa va chạm
Hệ thống phanh đa va chạm hoạt động dựa trên nguyên tắc can thiệp ngay sau va chạm ban đầu, nhằm giảm tốc độ xe và ngăn ngừa các vụ va chạm tiếp theo. Quy trình hoạt động cơ bản như sau:
- Phát hiện va chạm ban đầu:
- Khi cảm biến phát hiện một va chạm xảy ra, dữ liệu được gửi đến bộ điều khiển trung tâm.
- Bộ điều khiển phân tích tốc độ, hướng di chuyển và mức độ nguy hiểm.
- Kích hoạt phanh tự động:
- Hệ thống kích hoạt phanh để giảm tốc độ xe xuống mức tối thiểu.
- Đồng thời, hệ thống vẫn đảm bảo duy trì khả năng điều khiển xe để tránh các tình huống nguy hiểm khác.
- Hỗ trợ người lái:
- MCB không thay thế hoàn toàn khả năng điều khiển của tài xế mà hỗ trợ giảm thiểu lực tác động.
- Trong một số trường hợp, MCB phối hợp với các hệ thống ADAS để điều chỉnh hướng lái hoặc phát tín hiệu cảnh báo.
4. Công nghệ và tiến bộ trong hệ thống phanh đa va chạm
Hệ thống phanh đa va chạm đã phát triển vượt bậc nhờ các công nghệ tiên tiến:
- Trí tuệ nhân tạo (AI):
- Phân tích dữ liệu thời gian thực từ cảm biến và camera để dự đoán các nguy cơ tiềm ẩn.
- Công nghệ kết nối (V2X):
- Cho phép xe trao đổi thông tin với các phương tiện và cơ sở hạ tầng xung quanh, tối ưu hóa khả năng phản ứng trong các tình huống phức tạp.
- Cải tiến phần cứng:
- Sử dụng vật liệu bền nhẹ và cảm biến có độ chính xác cao giúp tăng hiệu quả hoạt động của hệ thống.
- Tích hợp với hệ thống lái tự động:
- Kết hợp với các cấp độ tự động hóa (Level 2 – Level 5), MCB đóng vai trò quan trọng trong việc giảm thiểu tai nạn trong xe tự hành.
5. Tầm nhìn tương lai
Hệ thống phanh đa va chạm không chỉ là một tính năng an toàn mà còn là nền tảng cho các giải pháp giao thông thông minh trong tương lai. Một số hướng phát triển tiềm năng bao gồm:
- Tăng cường tương tác giữa xe và môi trường:
- Với sự hỗ trợ của IoT, các xe sẽ có khả năng giao tiếp tốt hơn với môi trường xung quanh, giúp dự đoán và ngăn ngừa va chạm.
- Ứng dụng công nghệ học sâu (Deep Learning):
- Phân tích và học hỏi từ dữ liệu tai nạn thực tế để cải thiện hiệu suất của hệ thống.
- Phổ biến hóa công nghệ:
- Đưa MCB trở thành tiêu chuẩn trên tất cả các dòng xe, bao gồm cả xe phổ thông, nhằm giảm thiểu tổn thất giao thông trên toàn cầu.
- Tích hợp với năng lượng tái tạo:
- Sử dụng năng lượng tái tạo để vận hành các hệ thống hỗ trợ, góp phần xây dựng môi trường bền vững.
Lợi ích an toàn của Phanh đa va chạm là gì?
Người ta ước tính rằng khoảng một phần tư số vụ tai nạn liên quan đến đa va chạm. Các vụ va chạm thứ cấp có thể đặc biệt gây thương tích vì nhiều hệ thống bảo vệ, chẳng hạn như túi khí và bộ căng đai trước, đã được triển khai trong va chạm chính và không thể mang lại lợi ích thêm. Hơn nữa, kết cấu xe có thể bị tổn hại do va chạm ban đầu và ít có khả năng hấp thụ năng lượng của các va chạm thứ cấp. Phanh đa va chạm làm giảm khả năng xảy ra các tác động thứ cấp và làm cho những tác động đó ít nghiêm trọng hơn. Người ta ước tính rằng, nếu tất cả các xe ô tô được trang bị hệ thống như Multi Collision Brake, khoảng 8% số ca tử vong và 4% số ca chấn thương nghiêm trọng có thể được giải quyết mỗi năm.
Hệ thống đã được đánh giá như thế nào?
Việc sử dụng rộng rãi đã được thực hiện bằng HiL (hardware in the loop – phần cứng trong vòng lặp) và SiL (software in the loop – phần mềm trong vòng lặp) để phát triển và thử nghiệm hệ thống Multi Collision Brake. Kiểm tra theo dõi liên quan đến việc mô phỏng việc triển khai túi khí bằng điện tử và kiểm tra xem các điều kiện yêu cầu đã được đáp ứng, cả trong điều kiện ma sát cao và thấp. Ngoài ra, các trình điều khiển thử nghiệm đã bao phủ gần một triệu km để đảm bảo không có kích hoạt sai. Hệ thống cũng đã được thử nghiệm độc lập bởi phòng thí nghiệm Euro NCAP.
Những hạn chế là gì?
Nếu hệ thống phanh bị hư hỏng nghiêm trọng trong lần va chạm ban đầu, Multi Collision Brake sẽ không hoạt động vì không thể đảm bảo phanh an toàn. Tuy nhiên, ECU kiểm soát ổn định điện tử được đặt gần tường lửa trong một khu vực được bảo vệ tốt và hệ thống phanh được thiết kế để một cặp phanh trước và sau đối lập chéo nhau có thể cung cấp phanh an toàn, vì vậy có khả năng hệ thống sẽ hỗ trợ ngay cả khi có thiệt hại trên diện rộng.
Trên các bề mặt ma sát rất thấp, có thể không đạt được phanh đầy đủ 6m/s² và có thể không nhận ra được toàn bộ lợi ích của Phanh đa va chạm.
