Hiện nay, hầu hết các xe đều được trang bị ESC (Kiểm soát ổn định điện tử) để đảm bảo an toàn tổng thể. ESC là một loạt các cảm biến hoạt động với máy tính để tăng cường sức mạnh của xe bằng cách phát hiện và giảm mất lực kéo. Trong hệ thống ESC, có một số cảm biến quan trọng nhất được sử dụng như tốc độ bánh xe, tỷ lệ lệch hướng, góc lái và cảm biến gia tốc ngang. Tất cả các cảm biến ESC này chủ yếu phụ thuộc vào 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 kiểm soát tốc độ rẽ (hoặc) kiểm soát lực kéo. Hiện nay, một số xe được thiết kế với Hệ thống lái trợ lực điện (EPS), Hệ thống hỗ trợ người lái tiên tiến (ADAS), Hệ thống lái trợ lực biến thiên, Hỗ trợ giữ làn đường (LKA) và nhiều loại khác tùy thuộc vào dữ liệu chính xác từ cảm biến góc lái. Bài viết này cung cấp thông tin tóm tắt về cảm biến góc lái hoặc SAS , hoạt động của nó và các ứng dụng của nó.

Cảm biến góc lái là gì?

Cảm biến góc lái trong xe là một liên kết truyền thông giữa hệ thống máy tính của xe và vô lăng. Các cảm biến này rất cần thiết để sử dụng trong hệ thống an ninh xe hiện đại, giúp duy trì sự ổn định và kiểm soát của xe.

Cảm biến này giúp đo góc vị trí & tốc độ quay của vô lăng. Cảm biến này được bố trí trong cột lái của xe. Để cung cấp trạng thái không tải & xác thực dữ liệu, cảm biến một góc ở trên được sử dụng. Nhìn chung, chương trình điều khiển tay 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 hoạt động từ tính, cảm ứng hoặc quang học.

Cảm biến góc lái có hai loại: analog và digital 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 vị trí góc lái. Cảm biến digital sử dụng đèn LED để xác định góc đầu vào lái.

Sơ đồ cảm biến góc lái

Cảm biến góc lái có một đĩa khe hoạt động như một đơn vị để quay cùng với vô lăng và một bộ ngắt ảnh. Cảm biến này được gắn vào cụm công tắc đèn báo rẽ để phát hiện hướng và góc quay của vô lăng.

Sơ đồ cảm biến góc lái

Mỗi bộ ngắt quang đều có một đèn LED và một bóng bán dẫn quang được sắp xếp 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 giữa cặp bóng bán dẫn quang và đèn LED của bộ ngắt quang.

Khi vô lăng hoạt động, đĩa khe quay cùng với vô lăng như một khối & đóng lại để tạo ra sự truyền ánh sáng giữa hai thành phần. Vì vậy, một vài bộ ngắt quang chứa các pha & ECU điều khiển hệ thống treo nhận thấy hướng & góc lái tùy thuộc vào sự thay đổi của mọi đầu ra. Khi góc quay của vô lăng lớn & tốc độ bánh xe vượt trội so với giá trị cố định, thì ECU sẽ khiến công suất giảm chấn tăng lên.

Nguyên lý hoạt động của cảm biến góc lái

Cảm biến góc lái hoạt động bằng cách xác định xe mà người lái xe muốn lái và khớp vô lăng với bánh xe của xe. Cảm biến này được bố trí trong cột lái luôn ở phía trên một cảm biến được bao bọc trong một đơn vị duy nhất để có độ chính xác, chẩn đoán và dự phòng.

Cảm biến góc lái cũng cung cấp thông tin cần thiết về tốc độ xoay vô lăng của xe. Khi xe hoạt động ở tốc độ thấp, vô lăng xoay rất nhanh nhưng điều này không bình thường ở tốc độ đường cao tốc. Nếu người lái xe xoay vô lăng ở tốc độ cao hơn khi lái xe trên đường cao tốc thì ESC sẽ hiểu đó là dấu hiệu xe đã mất kiểm soát theo hướng mong muốn.

Triệu chứng của cảm biến góc lái

Sự cố của cảm biến này có thể gây ra nhiều vấn đề với hệ thống ADAS & ESC được thảo luận dưới đây.

Đèn cảnh báo 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 lỗi giữa đầu vào lái của người lái và đường đi thực tế của xe thì đèn cảnh báo sẽ bật sáng.

Phản ứng lái xung đột

Phản ứng lái xung đột này là một dấu hiệu lỗi nữa của cảm biến. Vì vậy, đây là một vấn đề rất phổ biến sau khi vị trí bánh xe bị tách ra do xe lái sang một bên (hoặc) cảm giác nhẹ hơn hoặc nặng hơn bình thường.

Mất kiểm soát ổn định

Tính năng mất kiểm soát ổn định này cũng có thể có nghĩa là bạn có một 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 được sử dụng để quan sát tình hình và điều kiện 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 và 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 hiện tượng thiếu lái hay thừa lái hay không bằng cách cho phép hệ thống kiểm soát lực kéo điều chỉnh.

Kiểm soát ổn định

SAS là một bộ phận thiết yếu của hệ thống kiểm soát ổn định điện tử của xe. Nó liên tục đo lường và báo cáo vị trí và góc của vô lăng cho máy tính trên xe.

Cảm biến tốc độ lắc ngang và gia tốc ngang

Dữ liệu SAS được sử dụng kết hợp với dữ liệu từ cả cảm biến tốc độ lệch hướng và gia tốc ngang để quyết định hướng và chuyển động thực tế của xe. Điều này hỗ trợ hệ thống kiểm soát ổn định của xe phản ứng đúng với những thay đổi bất ngờ trong điều kiện đường sá bất ngờ hoặc lái.

Hiệu chuẩn SAS

Hiệu chuẩn cảm biến góc lái là một bước quan trọng đối với hoạt động của hệ thống ESC & ADAS. Hiệu chuẩn cảm biến chỉ cung cấp các phép đo chính xác bằng cách xem xét các biến số thực tế như vấn đề căn chỉnh, độ mòn lốp hoặc độ cong của đường. Nếu cảm biến này không được hiệu chuẩn đúng cách, thì ADAS có thể hiểu sai các đầu vào của hệ thống lái dẫn đến phản ứng không phù hợp của xe hoặc cảnh báo sai.

Hiệu chuẩn SAS là quy trình điều chỉnh (hoặc) thiết lập lại cảm biến để đảm bảo cảm biến nhận biết chính xác góc lái và cung cấp thông tin phù hợp và nhất quán cho các hệ thống của xe.

Trong điều kiện nào thì cần hiệu chỉnh Góc lái?

Chúng ta cần hiệu chỉnh góc lái của xe để đảm bảo rằng các bánh xe của xe được kết nối đúng cách và xe luôn ở trên đường. Do đó, việc hiệu chỉnh góc lái là điều cần thiết trong một số điều kiện bao gồm những điều sau.

Sau khi căn chỉnh bánh xe

Bất cứ khi nào chúng ta thực hiện việc căn chỉnh bánh xe trên xe, thì điều cần thiết là phải hiệu chỉnh góc lái để đảm bảo đường đi của xe thẳng.

Sau khi thay thế SAS

Nếu SAS bị hỏng (hoặc) cần phải thay đổi, thì cảm biến mới nhất phải được hiệu chuẩn để đảm bảo cung cấp dữ liệu chính xác cho hệ thống kiểm soát ổn định của xe.

Sau khi thay thế các bộ phận lái (hoặc) hệ thống treo

Nếu bất kỳ bộ phận nào có độ trễ hoặc lái như khớp bi, thanh giằng và tay điều khiển bị thay đổi, SAS cần được hiệu chỉnh để đảm bảo bánh xe vẫn được căn chỉnh đúng cách.

Sau một vụ va chạm

Nếu xe bị va chạm, điều cần thiết là phải hiệu chỉnh góc lái của xe để đảm bảo xe có thể lái thẳng.

Do đó, hiệu chuẩn SAS có thể cần thiết khi có sự thay đổi về độ chụm bánh xe hoặc bộ phận lái. Chắc chắn, trong suốt quá trình hiệu chuẩn, nhà 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 chuẩn SAS thay đổi đơn giản dựa trên kiểu máy và nhãn hiệu của xe. Sau đây là hướng dẫn chung về quá trình hiệu chuẩn cảm biến góc lái.

Kết nối Công cụ quét với Xe

Đầu tiên, cần kết nối máy quét với cổng OBD-II của xe và chọn chức năng phù hợp để hiệu chuẩn SAS.

Đặt vô lăng của xe

Xác nhận vô lăng của xe đã ở giữa và bánh xe hướng thẳng về phía trước. Làm theo lời nhắc trên công cụ quét để tạo quy trình hiệu chuẩn. Một số xe có thể yêu cầu xoay vô lăng theo một cách nhất định hoặc di chuyển theo đường thẳng với tốc độ nhất định.

Thủ tục hoàn thành

Sau khi quá trình hiệu chuẩn hoàn tất, công cụ quét sẽ nhắc nhở xem hiệu chuẩn cảm biến có thành công không. Nếu cảm biến thành công, bạn có thể tách công cụ quét và lái thử xe để xác nhận tay lái hoạt động bình thường.

Vì vậy, có nhiều công cụ hiệu chuẩn khác nhau cho cảm biến này như công cụ quét ô tô, thiết bị cân chỉnh bánh xe, chặn bánh xe xoay, cờ lê lực, iSmartLink D01 và iSmartIMMO 801.

Đặc trưng

Các đặc điểm của cảm biến góc lái bao gồm:

• Cảm biến góc lái hay SAS dựa trên công nghệ từ trở khổng lồ và cung cấp giá trị góc lái đầy đủ trên toàn bộ phạm vi góc lái.
• Góc chính xác của cảm biến này trong phạm vi đo được hiển thị công khai sau khi bật lửa.
• Không cần phải di chuyển vô lăng ngay cả sau khi tháo và lắp lại nguồn điện.
• Nó không cần dòng điện dự phòng.
• Góc lái cũng như vận tốc góc lái có thể truy cập được 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 tích 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 thiết lập lại SAS mà không cần máy quét, bạn phải thực hiện quy trình tự hiệu chuẩn. Quy trình này thay đổi tùy theo kiểu xe của bạn, mặc dù thông thường bao gồm các bước sau:

• Tìm mặt phẳng thích hợp để đỗ xe.
• Bật công tắc đánh lửa nhưng không khởi động động cơ.
• Xoay vô lăng hoàn toàn sang trái rồi sau đó xoay hoàn toàn sang phải.
• Lặp lại bước thứ ba ở trên ba lần.
• Tắt khóa điện.
• Vì vậy, quá trình này phải thiết lập lại SAS. Nếu bạn vẫn gặp bất kỳ vấn đề nào thì bạn có thể cần đưa xe đến thợ máy có năng lực để sửa chữa hoặc chẩn đoán thêm.

Vai trò của cảm biến góc lái trong an ninh xe cộ

Cảm biến góc lái rất cần thiết cho hệ thống an ninh của 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. Các cảm biến này tự động phanh để hỗ trợ "lái" xe theo hướng bạn muốn.

Bằng cách theo dõi góc lái của xe và đánh giá nó theo làn đường thực tế, hệ thống kiểm soát ổn định điện tử có thể phát hiện ra điều kiện bất kỳ khi nào làn đường bạn định đi không khớp với làn đường thực tế.

Vì vậy, điều này xảy ra trong quá trình di chuyển bất ngờ (hoặc) trên bề mặt trơn trượt. Bất cứ khi nào điều này xảy ra, kiểm soát ổn định điện tử sẽ can thiệp bằng cách áp dụng phanh xe vào các bánh xe cụ thể. Điều này hỗ trợ lấy lại sự ổn định của xe và giảm khả năng trượt (hoặc) quay vòng ngoài tầm kiểm soát.

Hệ thống hỗ trợ lái xe tiên tiến

Công nghệ ADAS sử dụng cảm biến góc lái để theo dõi các đầu vào lái dự định của người lái và đối chiếu chúng với chuyển động thực tế của xe. Ví dụ, nếu xe bắt đầu trôi khỏi đường đi mà không sử dụng tín hiệu rẽ, thì hệ thống hỗ trợ giữ làn đường sẽ sử dụng thông tin 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 chỉ ra rằng người lái xe đang lái theo hướng của một phương tiện được phát hiện trong điểm mù, thì hệ thống sẽ cảnh báo người lái xe. Vì vậy, điều này có thể đạt được thông qua các tín hiệu trực quan như; đèn nhấp nháy trong gương chiếu hậu (hoặc) cảnh báo bằng âm thanh.

Lái xe tự động

Cảm biến góc lái rất quan trọng trong tương lai đối với sự kết hợp của lái xe tự động. Khi xe tự lái cố gắng điều hướng đường một cách an toàn mà không có sự xâm phạm 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 xem chúng có lập kế hoạch chính xác không, 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/Sử dụng

Các ứng dụng hoặc công dụng của cảm biến góc lái bao gồm:

• Cảm biến góc lái hay SAR chỉ đơn giản là đo góc vị trí và tốc độ quay của vô lăng.
• Cảm biến này quyết định người lái xe muốn lái xe theo hướng nào để vô lăng khớp với bánh xe của xe.
• Đây là một bộ phận quan trọng của hệ thống an toàn trên xe, có chức năng gửi tốc độ quay của vô lăng, góc lái và các dữ liệu quan trọng khác đến hệ thống máy tính của từng xe.
• Nó được sử dụng để theo dõi lực lái bằng cách đơn giản là 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 của ECS trên ô tô.

Như vậy, đây là tổng quan về cảm biến góc lái, cách thức hoạt động và ứng dụng của chúng. Cảm biến này chỉ đơn giản là đo góc vị trí và tốc độ quay của vô lăng trong xe hơi. Cảm biến này được bố trí trong đường lái của xe. Trên một cảm biến góc có thể được sử dụng để cung cấp dữ liệu xác thực và dự phòng. Đây là một câu hỏi dành cho bạn, những cảm biến khác nhau được sử dụng trong ô tô là gì?

‍