Hiện nay, hầu hết các phương tiện đều được trang bị ESC (Kiểm soát ổn định điện tử) để đảm bảo an ninh tổng thể. ESC là một loạt cảm biến hoạt động với máy tính để tăng cường độ bền của xe bằng cách cảm nhận và giảm tổn thất lực kéo. Trong hệ thống ESC, có một số điều quan trọng nhất cảm biến được sử dụng như tốc độ bánh xe, tốc độ chệch hướng, góc lái và cảm biến gia tốc ngang. Tất cả các cảm biến ESC này chủ yếu phụ thuộc lẫn nhau để cung cấp cho mô-đun ESC dữ liệu chính xác bằng cách kết nối vô lăng của xe với các bánh xe để điều khiển tốc độ rẽ (hoặc) kiểm soát lực kéo. Hiện tại, một số xe được thiết kế với Hệ thống lái trợ lực điện (EPS), Hệ thống hỗ trợ người lái nâng cao (ADAS), Hệ thống lái trợ lực biến thiên, Hỗ trợ giữ làn đường (LKA) và nhiều tính năng khác tùy thuộc vào dữ liệu chính xác từ cảm biến góc lái. Bài viết này cung cấp thông tin ngắn gọn về một cảm biến góc lái hoặc SAS , hoạt động và ứng dụng của nó.
Cảm biến góc lái là gì?
Cảm biến góc lái trên ô tô là cầu nối liên lạc giữa hệ thống máy tính trên xe và vô lăng. Những cảm biến này rất cần thiết để sử dụng trong hệ thống an ninh phương tiện hiện đại, giúp duy trì sự ổn định và khả năng kiểm soát phương tiện.
Cảm biến này giúp đo góc vị trí & tốc độ quay của vô lăng. Cảm biến này được bố trí ở cột lái của xe. Để cung cấp khả năng chờ và xác thực dữ liệu, cảm biến một góc ở trên được sử dụng. Nói chung, chương trình điều khiển lái yêu cầu hai tín hiệu từ hai cảm biến để xác minh vị trí của vô lăng. Vì vậy các loại cảm biến này chủ yếu dựa trên nguyên lý làm việc từ tính, cảm ứng hoặc quang học.
Cảm biến góc lái có hai loại: analog và kỹ thuật số có chức năng tương tự nhau, mặc dù chúng xác định dữ liệu khác nhau. Cảm biến analog sử dụng các biến thể trong tín hiệu điện áp để quyết định tốc độ quay và định vị góc lái. Cảm biến kỹ thuật số sử dụng DẪN ĐẾN đèn để xác định góc đầu vào của tay lái.
Sơ đồ cảm biến góc lái
Cảm biến góc lái có một đĩa khe hoạt động như một bộ phận để quay cùng với vô lăng và bộ ngắt ảnh. Cảm biến này được cố định vào cụm công tắc đèn xi nhan có tác dụng phát hiện hướng và góc quay của vô lăng.
Mỗi bộ ngắt ảnh đều có một đèn LED và một bóng bán dẫn ảnh được bố trí đối diện nhau. Vì vậy, nó chuyển đổi sự thay đổi trong bức xạ ánh sáng giữa hai phần tử thành tín hiệu BẬT/TẮT. Trong cảm biến này, đĩa khe quay ở giữa bóng bán dẫn quang & Cặp đèn LED ngắt ảnh.
Khi vô lăng hoạt động, đĩa khe quay cùng với bánh xe như một bộ phận và đóng lại để thực hiện việc truyền ánh sáng giữa hai bộ phận. Vì vậy, một số bộ ngắt ảnh chứa các pha và ECU điều khiển hệ thống treo sẽ thông báo hướng và góc lái tùy thuộc vào sự thay đổi của mỗi đầu ra. Khi góc quay của vô lăng lớn và tốc độ bánh xe lớn hơn so với một giá trị cố định thì ECU làm cho lực giảm chấn tăng lên.
Nguyên lý làm việc của cảm biến góc lái
Cảm biến góc lái hoạt động bằng cách xác định phương tiện mà người lái xe mong muốn điều khiển và điều chỉnh vô lăng phù hợp với các bánh xe của xe. Cảm biến này được bố trí trong cột lái luôn nằm phía trên một cảm biến được đặt cùng nhau trong một bộ phận duy nhất để đảm bảo độ chính xác, chẩn đoán và dự phòng.
Cảm biến góc lái cũng cung cấp thông tin cần thiết về tốc độ quay vô lăng của xe. Khi xe vận hành ở tốc độ thấp, vô lăng sẽ quay rất nhanh nhưng điều này không bình thường ở tốc độ đường cao tốc. Nếu người điều khiển phương tiện quay bánh xe ở tốc độ cao hơn khi đang lái xe trên đường cao tốc thì ESC sẽ hiểu đó là dấu hiệu cho thấy phương tiện đã mất khả năng kiểm soát hướng đi dự kiến.
Triệu chứng của cảm biến góc lái
Sự cố của cảm biến này có thể gây ra nhiều sự cố với hệ thống ADAS & ESC được thảo luận bên dưới.
Đèn cảnh báo của ESC
Đèn cảnh báo của ESC trên bảng điều khiển thường là dấu hiệu chính của sự cố. Bất cứ khi nào hệ thống nhận thấy có lỗi giữa thông tin đánh lái của người lái và đường đi thực tế của xe thì đèn cảnh báo sẽ bật sáng.
Phản ứng chỉ đạo xung đột
Phản ứng lái mâu thuẫn này là một dấu hiệu nữa của cảm biến bị lỗi. Vì thế đây là vấn đề rất thường gặp sau khi vị trí bánh xe bị lệch do người lái xe về một phía (hoặc) có cảm giác nhẹ hơn hoặc nặng hơn bình thường.
Mất kiểm soát ổn định
Tính năng mất kiểm soát độ ổn định này cũng có thể có nghĩa là bạn có cảm biến bị lỗi. Một số tính năng như; kiểm soát ổn định điện tử, lái chủ động và kiểm soát lực kéo có thể hoạt động bình thường.
Chức năng
Cảm biến góc lái dùng để quan sát tình hình, trạng thái chuyển động của vô lăng xe. Cảm biến này cũng cung cấp thông tin quan trọng cho các hệ thống khác nhau trong xe như; hệ thống kiểm soát hành trình thích ứng, hệ thống kiểm soát ổn định & hệ thống cảnh báo chệch làn đường. Các chức năng của cảm biến góc lái được thảo luận dưới đây.
Kiểm soát lực kéo
Dữ liệu SAS giúp kiểm soát lực kéo bằng cách giúp xe quyết định xem có thiếu lái hay thừa lái hay không bằng cách cho phép hệ thống kiểm soát lực kéo thực hiện các điều chỉnh.
Kiểm soát ổn định
SAS là một phần thiết yếu của hệ thống kiểm soát ổn định điện tử của xe. Nó đo liên tục và báo cáo vị trí cũng như góc của vô lăng tới máy tính tích hợp trên xe.
Cảm biến tốc độ ngáp và gia tốc ngang
Dữ liệu SAS được sử dụng kết hợp với dữ liệu từ cả cảm biến tốc độ lệch và cảm biến gia tốc ngang để quyết định hướng và chuyển động thực tế của xe. Điều này hỗ trợ hệ thống kiểm soát độ ổn định của xe phản ứng chính xác với những thay đổi bất ngờ trong điều kiện bất ngờ hoặc trên đường lái.
Hiệu chuẩn SAS
Hiệu chỉnh cảm biến góc lái là một bước quan trọng trong hoạt động của hệ thống ESC & ADAS. Hiệu chỉnh cảm biến chỉ đơn giản là cung cấp các phép đo chính xác bằng cách xem xét các biến số trong thế giới thực như vấn đề căn chỉnh, độ mòn của lốp hoặc độ cong của đường. Nếu cảm biến này không được hiệu chỉnh đúng cách thì ADAS có thể hiểu sai thông tin đầu vào của hệ thống lái dẫn đến phản ứng của xe không phù hợp hoặc cảnh báo sai.
Hiệu chỉnh SAS là quy trình điều chỉnh (hoặc) đặt lại cảm biến để đảm bảo rằng nó nhận biết chính xác góc lái và cung cấp thông tin chính xác và nhất quán cho các hệ thống của xe.
Cần có những điều kiện nào để hiệu chỉnh Góc lái?
Chúng ta cần hiệu chỉnh góc lái của xe để đảm bảo các bánh xe được kết nối đúng cách và xe luôn bám thẳng trên đường. Vì vậy, điều cần thiết là phải hiệu chỉnh góc lái trong một số điều kiện sau đây.
Sau khi căn chỉnh bánh xe
Bất cứ khi nào chúng ta đã tiến hành căn chỉnh bánh xe trên xe thì việc căn chỉnh góc lái để đảm bảo đường đi của xe luôn thẳng là điều cần thiết.
Sau khi thay thế SAS
Nếu SAS bị lỗi (hoặc) cần được thay đổi thì cảm biến mới nhất phải được hiệu chỉnh để đảm bảo rằng nó cung cấp dữ liệu chính xác cho hệ thống kiểm soát độ ổn định của xe.
Sau khi thay thế (hoặc) hệ thống treo các bộ phận lái
Nếu bất kỳ bộ phận trễ hoặc lái nào như khớp bi, thanh giằng và tay điều khiển đã được thay đổi, thì SAS cần được hiệu chỉnh để đảm bảo các bánh xe vẫn được căn chỉnh chính xác.
Sau một vụ va chạm
Nếu xe bị va chạm thì việc căn chỉnh góc lái của xe để đảm bảo xe có thể lái thẳng là điều cần thiết.
Do đó, việc hiệu chỉnh SAS có thể cần thiết khi có sự thay đổi về độ thẳng hàng của bánh xe hoặc bộ phận lái. Chắc chắn, trong suốt quy trình hiệu chuẩn, người sản xuất phải tuân theo các khuyến nghị hiệu chuẩn để đảm bảo rằng họ thực hiện đúng tiêu chuẩn.
Làm thế nào để hiệu chỉnh SAS?
Quá trình hiệu chỉnh SAS thay đổi đơn giản dựa trên model và nhãn hiệu của xe. Dưới đây là hướng dẫn chung về quy trình hiệu chỉnh cảm biến góc lái.
Kết nối Công cụ quét với ô tô
Đầu tiên, cần kết nối máy quét với cổng Obd-II của xe và chọn chức năng phù hợp để hiệu chỉnh SAS.
Đặt Vô Lăng Xe
Xác nhận vô lăng của xe đã được căn giữa và các bánh xe hướng thẳng về phía trước. Làm theo lời nhắc trên công cụ quét để tạo quy trình hiệu chỉnh. Một số phương tiện có thể yêu cầu xoay vô lăng theo một cách nhất định hoặc di chuyển trên một đường thẳng với tốc độ nhất định.
Thủ tục hoàn thành
Sau khi quá trình hiệu chuẩn kết thúc, công cụ quét sẽ nhắc xem việc hiệu chuẩn cảm biến có thành công hay không. Nếu cảm biến thành công, bạn có thể tách công cụ quét và lái thử xe để xác nhận hệ thống lái đang hoạt động chính xác.
Do đó, có nhiều công cụ hiệu chỉnh khác nhau cho cảm biến này như công cụ quét ô tô, thiết bị căn chỉnh bánh xe, chèn bánh xe bàn xoay, cờ lê mô-men xoắn, iSmartLink D01 và iSmartIMMO 801.
Đặc trưng
Các đặc điểm của cảm biến góc lái bao gồm:
- Cảm biến góc lái hoặc SAS dựa trên công nghệ Từ trở khổng lồ và nó cung cấp giá trị góc lái hoàn chỉnh trên phạm vi góc lái hoàn chỉnh.
- Đầu ra của góc chính xác của cảm biến này trong phạm vi đo được mở sau khi bật lửa.
- Chuyển động của vô lăng là không cần thiết ngay cả sau khi tháo và lắp lại nguồn điện.
- Nó không cần dòng điện dự phòng.
- Góc lái cũng như tốc độ góc lái có thể được truy cập thông qua giao diện CAN.
- Trong các hệ thống an toàn, các thử nghiệm khả năng bên trong cảm biến này cũng như các chức năng tự chẩn đoán đặc biệt cho phép sử dụng cảm biến này.
- Cảm biến này cũng cho phép kết hợp bộ vi xử lý thứ hai chủ yếu cho các ứng dụng liên quan đến bảo mật.
Làm thế nào để thiết lập lại cảm biến góc lái mà không cần máy quét?
Để đặt lại SAS mà không cần máy quét, bạn phải thực hiện quy trình tự hiệu chỉnh. Quá trình này thay đổi tùy theo mẫu xe của bạn, mặc dù nó thường bao gồm các bước sau:
- Khám phá mặt phẳng để đỗ xe của bạn.
- Tuy nhiên, hãy BẬT vị trí đánh lửa, không khởi động động cơ.
- Xoay vô lăng hoàn toàn sang trái và sau đó hoàn toàn sang phải.
- Lặp lại bước thứ ba ở trên ba lần.
- TẮT vị trí đánh lửa.
- Vì vậy quá trình này phải thiết lập lại SAS. Nếu bạn vẫn gặp bất kỳ vấn đề nào thì bạn có thể cần phải đưa xe của mình đến một thợ cơ khí có năng lực để sửa chữa hoặc chẩn đoán thêm.
Vai trò của cảm biến góc lái trong việc đảm bảo an toàn cho xe
Cảm biến góc lái rất cần thiết trong hệ thống an ninh xe hiện đại vì chúng giúp duy trì sự ổn định và khả năng kiểm soát của xe.
ESC (Kiểm soát ổn định điện tử)
Các hệ thống này sử dụng dữ liệu từ SAS để phát hiện bất cứ khi nào bạn mất kiểm soát lái xe. Những cảm biến này sẽ tự động phanh để hỗ trợ “điều khiển” xe theo hướng bạn muốn.
Bằng cách theo dõi góc lái của xe và đánh giá nó với làn đường thực tế, hệ thống kiểm soát ổn định điện tử có thể phát hiện các điều kiện ở bất kỳ làn đường dự định của bạn không khớp với làn đường thực tế.
Vì vậy, điều này xảy ra khi di chuyển (hoặc) bất ngờ trên bề mặt trơn trượt. Bất cứ khi nào điều này xảy ra, hệ thống kiểm soát độ ổn định điện tử sẽ can thiệp bằng cách tác dụng phanh xe lên các bánh xe cụ thể. Điều này hỗ trợ lấy lại sự ổn định của xe và giảm nguy cơ trượt (hoặc) quay vòng ngoài tầm kiểm soát.
Hệ thống hỗ trợ người lái nâng cao
Công nghệ ADAS sử dụng cảm biến góc lái để giám sát các thao tác lái dự định của người lái và đối chiếu chúng với chuyển động thực tế của xe. Ví dụ: nếu xe bắt đầu chệch khỏi đường đi mà không sử dụng đèn xi nhan, thì hệ thống hỗ trợ giữ làn đường sẽ sử dụng thông tin về góc lái để phát hiện những gì cần phải làm, lặng lẽ đẩy đuôi xe vào đúng làn đường.
Ngoài ra, nếu dữ liệu của cảm biến này cho thấy người điều khiển phương tiện đang lái theo hướng của phương tiện được phát hiện trong điểm mù thì hệ thống sẽ cảnh báo cho người điều khiển phương tiện. Vì vậy, điều này có thể đạt được thông qua các tín hiệu thị giác như; đèn nhấp nháy trong gương chiếu hậu (hoặc) cảnh báo bằng âm thanh.
Lái xe tự động
Cảm biến góc lái rất có ý nghĩa trong tương lai cho sự kết hợp giữa lái xe tự động. Khi ô tô tự lái cố gắng điều hướng đường một cách an toàn mà không có sự xâm nhập của cá nhân, chúng phụ thuộc vào dữ liệu góc lái chính xác và liên tục. Với sự trợ giúp của dữ liệu cảm biến, xe tự lái có thể kiểm tra kế hoạch một cách chính xác, nằm trên đường và điều hướng liên tục. Vì vậy, điều này giúp tạo ra một hệ thống giao thông an toàn hơn và rất hiệu quả.
Ứng dụng/Công dụng
Các ứng dụng hoặc cách sử dụng cảm biến góc lái bao gồm những điều sau đây.
- Cảm biến góc lái hoặc SAR chỉ đơn giản là đo góc vị trí và tốc độ quay của vô lăng.
- Cảm biến này quyết định vị trí mà người lái muốn đánh lái để khớp vô lăng với các bánh xe.
- Đây là một phần quan trọng trong hệ thống an toàn của ô tô, gửi tốc độ quay của vô lăng, góc quay của vô lăng và các dữ liệu quan trọng khác đến hệ thống máy tính của một phương tiện cụ thể.
- Nó được sử dụng để giám sát đầu vào lái bằng cách phát hiện vị trí và tốc độ quay của vô lăng.
- Cảm biến này giúp cung cấp dữ liệu cho xe về tình trạng của vô lăng.
- Cảm biến góc lái được sử dụng bởi nhiều chức năng ADAS khác nhau, từ phát hiện điểm mù đến lái xe tự động.
- Cảm biến này là bộ phận quan trọng nhất trong ECS của ô tô.
Như vậy, đây là tổng quan về lái cảm biến góc, hoạt động và ứng dụng của chúng. Cảm biến này chỉ đơn giản là đo góc vị trí và tốc độ quay vô lăng trên ô tô. Cảm biến này được bố trí trên đường lái của xe. Cảm biến một góc trên có thể được sử dụng để cung cấp xác thực và dự phòng dữ liệu. Đây là một câu hỏi dành cho bạn, các cảm biến khác nhau được sử dụng trong ô tô là gì?
