Bí mật công nghệ tự động khớp và đảo lốp trên hệ thống cảnh báo áp suất TPMS của ICAR

BÍ MẬT CÔNG NGHỆ TỰ ĐỘNG KHỚP VÀ ĐẢO LỐP CỦA HỆ THỐNG CẢNH BÁO ÁP SUẤT ICAR VIỆT NAM

 

Tự động ghép bộ thu với các cảm biến và tự động nhận diện vị trí của lốp xe là công nghệ mới trên hệ thống cảnh báo áp suất ICAR VIỆT NAM, cho phép để hiển thị chính xác áp suất, nhiệt độ và vị trí của lốp xe trên màn hình mà không cần biết người dùng lắp đặt cảm biến nào vào vị trí lốp nào mang đến sự tiện lợi chưa từng có khi người dùng đảo lốp theo định kỳ là nội dung chính của bài viết này./.

ICAR VIỆT NAM

Giới thiệu

Những năm gần đây hệ thống cảnh báo áp suất lốp (TPMS – Tire pressure monitoring system) đã được tích hợp trên một số dòng xe cao cấp hoặc các bản cao của các xe ô tô trong tầm phân khúc trung cấp.  Đối với các xe bị hãng cắt bỏ tính năng này thì ngày nay người dùng hầu hết cũng đã tự trang bị thêm cho mình tùy chọn an toàn này nhờ hàng loạt các mẫu cảm biến áp suất lốp khác nhau, một số dòng cảm biến áp suất lốp đã trở thành sản phẩm “quốc dân” khi có lượng người mua đông đảo như: loại có màn hình độc lập dùng năng lượng mặt trời và đặt lên taplo xe (TN405), loại có bộ thu hiển thị lên màn hình Android (hỗ trợ 4 van ADI4 và 5 van ADI5), loại có bộ thu hiển thị lên màn hình công tơ mét zin của xe (I-SAFE dòng I3) hay loại cắm chân tẩu sạc hoặc lỗ chờ…v.v.

Tất cả các thế hệ cảm biến trên đều cho khả năng vận hành ổn định và tin cậy trong nhiều năm, tuy nhiên có một nhược điểm không thể phủ nhận là khâu ghép sóng không dây giữa bộ thu với các van còn gây khá nhiều phiền toái cho người sử dụng cũng như các đơn vị làm dịch vụ lắp đặt. Ngoài ra, do mỗi cảm biến được gắn vào thay cho van nguyên bản của lốp xe nên khâu đảo lốp theo chu kỳ bảo dưỡng xe cũng trở nên rắc rối. Nguyên nhân là chúng ta sẽ hoặc là phải đánh dấu và tháo các van ra khỏi vành xe để di chuyển sang lốp đảo mới để đảm bảo trật tự của các vị trí hiển thị trên màn hình đúng với vị trí của lốp xe hoặc chúng ta sẽ phải thực hiện khâu đảo lốp trên bộ thu hoặc ứng dụng dù làm được nhưng cũng khá mất công cho người sử dụng.

Đó chính là tiền đề cho sự ra đời của công nghệ tự động nhận dạng vị trí lốp xe trên một dòng cảm biến áp suất mới mà ICAR cung cấp. Trong phần tiếp theo của bài viết chúng ta cùng tìm hiểu về bí mật công nghệ này là như thế nào và vì sao cảm biến áp suất lốp ICAR lại làm được điều đó.

Bản chất của công nghệ tự động nhận diện vị trí lốp xe trên cảm biến ICAR

Như chúng ta đã biết một hệ thống cảnh báo áp suất lốp (TPMS) luôn bao gồm các van (thường là 4 hoặc 4+1 van cho 4 lốp chính + 1 lốp dự phòng). Để màn hình hiểu được giá trị thu được từ sóng điền từ truyền đi trong không khí là của lốp nào thì tín hiệu mã hóa mỗi lốp sẽ có một ID khác nhau và cố định cho mỗi lốp như sau:

  • Bánh trước bên trái (FL)
  • Bánh sau bên trái (RL)
  • Bánh trước bên phải (FR)
  • Bánh sau bên phải (RR)

Khi lắp đặt lần đầu ID của mỗi cảm biến đã được nhà máy gắn cố định sẵn và đánh dấu (FL, RL, FR, RR) vào van để người dùng lắp đặt đúng vị trí lốp, mặc dù ID của mỗi cảm biến là cố định và bộ thu biết trước nhưng vị trí lắp đặt vào lốp nào thì bộ thu không biết, đó là lý do các bộ cảm biến trước đây khi thay van mới hoặc đảo lốp sẽ khiến cho vị trí hiển thị trên màn hình bị sai (ví dụ thủng lốp trái phía sau thì cảnh báo là thủng lốp phải phía trước,…)  đòi hỏi phải ghép lại van hoặc đảo lốp đảo van.

Hình 1. Hình ảnh hiển thị vị trí tương đối của các lốp xe trên màn hình

Với công nghệ mới, bộ thu không cần quan tâm bạn lắp cảm biến nào vào vị trí nào, nó sẽ tự định vị được vị trí của từng ID các cảm biến đang ở lốp xe nào bằng cách đầu tiên khi khởi động xe thì hệ thống sẽ tự động nhận biết và phân loại các cảm biến thành 2 nhóm gồm nhóm các van bên trái và nhóm các van bên phải. Tại mỗi nhóm hệ thống sẽ tiếp tục phân nhóm xem van nào ở lốp trước và van nào ở lốp sau.

Thuật toán tự động ghép và căn chỉnh vị trí lốp xe tự chạy khi phát hiện thấy có tín hiệu phát ra từ cảm biến lúc khởi động xe và nó hoạt động trên nguyên tắc đường kính của 4 lốp xe là giống nhau. Công nghệ nhận diện vị trí lốp xe dựa trên hai tham số cơ bản gồm chiều quay và chu kỳ quay của bánh xe.

Chiều quay của bánh xe

Chiều quay của lốp xe cho phép phân loại lốp bên trái hoặc lốp bên phải

Các thẻ TPMS luôn được gắn theo cùng một cách ở mỗi bánh xe của ô tô. Các cảm biến ở phía bên trái và các cảm biến ở phía bên phải được gắn sao cho cả hai đều phải đối mặt ra khỏi bánh xe. Gia tốc kế TPMS phát hiện các hướng quay ngược nhau (+ Trục X so với – trục X). Xem Hình 2.

Hình 2. Nhận dạng phía trái hoặc phải theo chiều quay của của lốp xe

Khi di chuyển về phía trước, các cảm biến gia tốc trong bánh xe bên trái quay ngược chiều kim đồng hồ và các cảm biến gia tốc trong bánh xe bên phải quay theo chiều kim đồng hồ và ngược lại khi xe đi lùi.

Trong vài vòng quay đầu tiên của bánh xe, phần mềm sẽ tính toán để xác định hướng chuyển động của bánh xe. Đây là một cách nhanh chóng và đáng tin cậy để phân biệt phía bên trái và phía bên phải của xe. Tính chiều quay của bánh xe yêu cầu gia tốc kế 2 trục, đó là lý do tại sao cảm biến gia tốc hai trục được sử dụng cho thuật toán này. Việc xác định giữa vị trí bánh trước và bánh sau vẫn chưa được hoàn thành.

Chu kỳ quay của bánh xe

Khi bánh xe quay nó sẽ tạo ra một hành trình cho mỗi bánh trên mặt đường, bốn bánh xe đi những quãng đường khác nhau trong cùng một khoảng thời gian. Do đó, chúng có tốc độ khác nhau. Nếu một bánh xe có đường dẫn dài hơn thì nó đã di chuyển nhiều hơn một bánh xe khác, thông thường thì bánh trước sẽ quay nhanh hơn và có chu kỳ quay nhỏ hơn các bánh sau. Xem Hình 3.

Hình 3. Kết quả khảo sát lộ trình di chuyển của các bánh xe khi quay một góc 90 độ

Vì sao mỗi bánh xe lại di chuyển một quãng đường khác nhau? Sự khác nhau về quãng đường đi được của 4 bánh xe là do một thực tế rằng góc xoay của mỗi bánh là khác nhau khi xe đang bẻ lái

Hình 4. Bán kính quay khác nhau của bốn bánh khi xe rẽ trái

Trước tiên, hãy chú ý rằng khi rẽ trái (xem Hình 4), các bánh xe bên phải có bán kính quay lớn hơn bánh bên trái vì hai bên cách nhau một khoảng là W. Khoảng cách W được gọi là chiều rộng vệt bánh xe và nó thể hiện khoảng cách giữa hai bánh phía bên trái và phía bên phải. Trong trường hợp rẽ phải, các kích thước này đảo ngược lại cho nhau, tức là bánh xe bên trái có bán kính quay vòng lớn hơn bánh xe bên phải.

Ở một cạnh nào đó, sự khác biệt về khoảng cách di chuyển giữa bánh trước và bánh sau ít rõ ràng hơn. Bánh trước có bán kính quay lớn hơn bánh sau và do đó sẽ di chuyển được một khoảng cách lớn hơn so với bánh sau khi quay. Điều này là do thực tế là bánh trước là bánh lái và bánh sau là bánh bị động. Hướng của bánh trước được thay đổi (quay) khi xe được lái. Các bánh trước không còn song song với xe nữa, chúng thường xoay so với hướng di chuyển của xe từ 0 đến 40 độ.

Bánh sau không thể đi theo cùng một đường với bánh trước. Bánh sau luôn hướng về phía bánh trước. Trong khi rẽ, đường đi của các bánh xe sau nằm bên trong lộ trình của các bánh xe trước. Hình 5 cho thấy đường đi của bốn bánh xe, các mũi tên màu vàng thể hiện hướng của các bánh sau khi rẽ trái. Đường đi của bánh sau ngắn hơn đường đi của bánh trước và bán kính quay vòng của chúng ngắn hơn.

HÌnh 5. Lộ trình của bánh trước và bánh sau khi rẽ trái

Phân tích đường đi của bốn bánh xe trong hình 6 cho thấy khi xe rẽ trái và chu kỳ quay của bánh tăng hoặc giảm tương ứng với lộ trình đi được của mỗi bánh, dẫn đến khoảng cách di chuyển của mỗi bánh xe khác nhau.

Hình 6. Lộ trình ngắn nhất và dài nhất khi rẽ trái

Khảo sát, đánh giá các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng định vị lốp xe

Chu kỳ quay của bánh xe là thời gian cần thiết để bánh xe quay hết 1 vòng tương đương với lộ trình có chiều dài bằng chu vi của bánh xe. Mối quan hệ giữa lộ trình và chu kỳ quay của bánh xe được biểu diễn bằng biểu thức sau:

T = 2xPIxR/V, giây

Trong đó:

T – thời gian một chu kỳ quay, s

R – bán kính của bánh xe, m

V – vận tốc di chuyển của bánh xe, m/s

Ở một tốc độ nhất định, khi chu vi của một bánh xe tăng lên, chu kỳ quay của bánh xe cũng tăng lên. Nếu chu vi bánh xe lớn hơn thì bánh xe đó cần nhiều thời gian hơn để thực hiện một vòng quay.

  • Đối với một bán kính bánh xe nhất định, tốc độ càng cao thì chu kỳ quay càng ngắn. Nếu tốc độ cao hơn, bánh xe thực hiện một vòng quay trong thời gian ngắn hơn.

Hai thông số này có ảnh hưởng đến giá trị tuyệt đối của chu kỳ quay, nhưng không ảnh hưởng đến sự khác biệt tương đối giữa các chu kỳ quay của bốn bánh xe trong một vòng quay.

Biễu diễn ảnh hưởng của tốc độ đến chu kỳ quay

  • Xe đang rẽ trái với góc lái 20 độ, bánh trước bên trong xoay 20 độ. Bán kính bánh xe là 24 cm.
  • Tình huống đầu tiên – ô tô đang đi với vận tốc 40 km / h
  • Tình huống thứ hai – ô tô đang đi với vận tốc 10 km / h

Trong kịch bản đầu tiên, chu kỳ quay của bốn bánh xe như sau:

  • Bánh trước bên phải: 125 ms
  • Bánh sau bên phải: 130,5 ms
  • Bánh trước bên trái: 148 ms
  • Bánh sau bên trái: 157,5 ms

Chênh lệch giữa hai bánh xe bên phải là 5,5 ms. Con số này chiếm 4,4% thời gian của bánh trước bên phải.

Chênh lệch giữa hai bánh trái là 9,5 ms. Con số này chiếm 6,4% thời gian của bánh trước bên trái.

Chênh lệch về chu kỳ quay của bánh trước và bánh sau là:

Trong kịch bản thứ hai, chu kỳ quay của bốn bánh xe là:

  • Bánh trước bên phải: 500 ms
  • Bánh sau bên phải: 522 ms
  • Bánh trước bên trái: 592 ms
  • Bánh sau bên trái: 630 ms

Chênh lệch giữa hai bánh xe bên phải là 22 ms. Điều này đại diện cho 4,4% thời gian của bánh trước bên phải, cũng là tỷ lệ phần trăm như trong kịch bản 1.

Chênh lệch giữa hai bánh trái là 38 ms. Điều này đại diện cho 6,4% thời gian của bánh trước bên trái, cũng là tỷ lệ phần trăm như trong kịch bản 1.

Chênh lệch về chu kỳ quay của bánh trước và bánh sau là:

Từ ví dụ này cho thấy việc giảm tốc độ sẽ làm tăng bốn chu kỳ quay, nhưng không nâng cao sự khác biệt tương đối giữa chúng. Tăng bán kính bánh xe dẫn đến cùng một kết luận.

Trong thuật toán, tốc độ của xe có phải là yếu tố cần xem xét? Có, vì nó dễ dàng hơn

và đáng tin cậy hơn để so sánh số cao hơn số thấp khi dữ liệu cách xa  nhau hơn. Dễ dàng nhận thấy sự khác biệt trong khoảng thời gian quay 22 ms (kịch bản thứ hai) chênh lệch 5,5 ms, gần với mức không chính xác do nhiễu (kịch bản đầu tiên). Trong ví dụ này, phân biệt các bánh xe đáng tin cậy hơn ở tốc độ 10 km / h so với tốc độ 40 km / h. Đây là lý do tại sao thuật toán chỉ được sử dụng khi xe chạy chậm từ khoảng 3 km / h đến 30 km / h. Dễ dàng phân biệt bánh xe hơn với bán kính lớn, vì tăng bán kính bánh xe làm tăng chu kỳ quay. Nếu bánh xe bán kính nhỏ thì chu kỳ quay ngắn và sự khác biệt giữa chúng là gần với vùng nhiễu.

Kết luận, hai thông số, tốc độ và bán kính bánh xe, có ảnh hưởng đến giá trị tuyệt đối của các chu kỳ quay, nhưng chúng không làm tăng sự khác biệt tương đối giữa các bánh.

Giải pháp nâng cao khả năng định vị lốp xe của hệ thống TPMS

Có hai tham số có ảnh hưởng đến sự khác biệt tương đối giữa các kỳ quay.

  • Góc lái (có thể thay đổi)
  • Chiều dài cơ sơ của xe (cố định)

Thông số ảnh hưởng nhiều nhất đến chu kỳ quay là góc lái, tức là góc mà bánh trước đổi hướng trong một vòng quay, vì nó có thể điều khiển được.

Hình 7 cho thấy khi góc lái tăng lên, sự khác biệt giữa về thời gian mỗi vòng quay của bốn bánh xe cũng tăng lên. Sự khác biệt giữa chu kỳ quay của hai bánh xe ở cùng một phía được gọi là “khoảng giãn cách”. Tăng góc lái ảnh hưởng đến chu kỳ quay theo hai cách.

  • Tăng cả lề trái và lề phải.
  • Tăng sự khác biệt giữa chu kỳ quay bên trái và bên phải.

Hình 7. Khảo sát sự ảnh hưởng của góc đánh lái đến chênh lệch chu kỳ quay của các bánh khi rẽ trái

Kết luận:

Từ kết quả khảo sát và đánh giá cho thấy bản chất của công nghệ tự động đảo lốp và định vị lốp xe của hệ thống TPMS ICAR dựa trên hai nguyên lý căn bản là (1) chiều quay của lốp xe (phân biệt bên trái với bên phải) và (2) Sự khác biệt về chu kỳ quay của các bánh (phân biệt lốp trước với lốp sau);

Việc phân biệt bên trái với bên phải không phải là vấn đề nhờ thông tin từ cảm biến gia tốc về hướng quay ngay cả khi góc đánh lái nhỏ vẫn dễ dàng phân biết. Tuy nhiên vấn đề mấu chốt là việc định vị bánh trước với bánh sau. Khả năng phân biệt bánh trước và bánh sau nhanh hay chậm chính là dựa vào góc đánh lái và tốc độ xe chạy. Để nhanh chóng định vị được vị trí bánh trước bánh sau thì cần lái xe đi chậm và góc đánh lái vặn hết mức.

 

 

 

96 Lượt xem

Các câu hỏi thường gặp

Cảm biến áp suất lốp ô tô TPMS là thiết bị đo và hiển thị tình trạng nhiệt độ, áp suất của lốp xe. Chúng không chỉ giám sát trạng thái lốp qua màn hình. Mà còn được lập trình...

9001 Lượt xem image/svg+xml image/svg+xml image/svg+xml image/svg+xml image/svg+xml

Màn hình DVD Android ô tô loại nào là tốt nhất thị trường? Thêm vào đó là nó phải hợp với dòng xe của mình và vừa với khả năng tài chính. Nhất là độ bền và tính hoạt động...

32 Lượt xem image/svg+xml image/svg+xml image/svg+xml image/svg+xml image/svg+xml

Camera Hành Trình Xe Tải đang là thiết bị được nhiều người quan tâm và tìm hiểu. Thiết bị này thực sự có mang lại nhiều lợi ích cho người dùng? Và lý do vì sao nên lắp Camera Hành...

26 Lượt xem image/svg+xml image/svg+xml image/svg+xml image/svg+xml image/svg+xml

Màn Hình Zestech là thiết bị thường được thấy trong các xe hơi. Sản phẩm này đang thu hút được khá nhiều người ưa chuộng. Vậy lý do cụ thể là gì? Chúng ta cùng icar.vn tìm hiểu 5 điểm...

100 Lượt xem image/svg+xml image/svg+xml image/svg+xml image/svg+xml image/svg+xml

Cách sử dụng Camera hành trình sao cho đúng nhất đang là vấn đề được nhiều bác tài quan tâm. Bởi tình trạng giao thông tại Việt Nam khá là phức tạp camera hành trình giúp di chuyển an toàn...

98 Lượt xem image/svg+xml image/svg+xml image/svg+xml image/svg+xml image/svg+xml

Camera hành trình được ví von là người bạn đồng hành đáng tin cậy cùng các bác tài trong mỗi chuyến đi. Không thể phủ nhận vai trò cũng như tác dụng, lợi ích đáng kể mà nó đem lại....

333 Lượt xem image/svg+xml image/svg+xml image/svg+xml image/svg+xml image/svg+xml

Hiện đã có rất nhiều xe ô tô được lắp Camera 360 độ ELLIVIEW. Để tiện cập nhật, theo dõi thông tin, quý khách hàng của ELLIVIEW có thể xem theo danh sách này. Thông tin được cập nhật thường...

646 Lượt xem image/svg+xml image/svg+xml image/svg+xml image/svg+xml image/svg+xml

Sau 5 ngày, từ 23 - 27/10/2019, ICAR Việt Nam đã gặt hái được rất nhiều thành công sau triển lãm Viet Nam Motor Show 2019. Gần 1000 sản phẩm được Khách hàng và Quý đối tác đón nhận tại...

79888 Lượt xem image/svg+xml image/svg+xml image/svg+xml image/svg+xml image/svg+xml

Điều khiển giọng nói ICAR Việt Nam là trình điều khiển phổ biến nhất trên đầu - màn hình android ô tô với ít nhất 20,000 người sử dụng. Sau đây, tác giả xin hướng dẫn các bạn cách sử...

6976 Lượt xem image/svg+xml image/svg+xml image/svg+xml image/svg+xml image/svg+xml

Cảm biến áp suất lốp ô tô là bộ thiết bị rất quan trọng để an toàn khi lái xe. Điều này chắc hẳn nhiều người đã biết. Nó giúp chúng ta giám sát được áp suất tất cả các...

5448 Lượt xem image/svg+xml image/svg+xml image/svg+xml image/svg+xml image/svg+xml

Hẳn là bạn đã biết về giá trị thực dụng vượt trội của đầu DVD android ô tô. Có thể bạn cũng đang tìm kiếm để lựa chọn một sản phẩm phù hợp nhất cho mình. Bài viết này giúp...

5442 Lượt xem image/svg+xml image/svg+xml image/svg+xml image/svg+xml image/svg+xml

Gần đây, ICAR đã ra mắt cảm biến áp suất lốp zin cho xe Mercedes...

1. Phim cách nhiệt là gì Phim cách nhiệt gọi đúng hơn là phim dán...

Danh mục sản phẩm
Tin mới
Sản phẩm mới
Liên hệ & Hỏi đáp You have not viewed any product yet!