Đề tài Cảm biến áp suất lốp

TPMS (Tire Pressure Monitoring System)
  1. Tổng quan TPMS 1.1 Tổng quan TPMS là một hệ thống cảnh báo áp suất lốp. TPMS có thể được chia thành hai loại sau đây, tùy thuộc vào đặc điểm của chúng: 1.1.1. Phương pháp gián tiếp Trong phương pháp này, hệ thống nhận được tín hiệu cảm biến tốc độ bánh xe và gián tiếp tính toán áp suất lốp xe bằng cách đo những thay đổi trong các tín hiệu. Đối với hệ thống này áp suất lốp xe thực tế có thể bị sai lệch và phần nào kém chính xác so với phương pháp trực tiếp. Điều kiện đường xá khắc nghiệt (off-road, đường xá không trải nhựa, ...) lại càng khó nhận biết áp lực chính xác với hệ thống này. Vì lý do này, phương pháp gián tiếp là hầu như không sử dụng ngày nay. 1.1.2 Phương pháp trực tiếp Phương pháp này đo áp suất lốp trực tiếp từ các lốp xe bằng cách sử dụng các cảm biến áp suất được gắn trên các lốp xe. Chi phí nhiều hơn so với phương pháp gián tiếp, nhưng chính xác và ổn định hơn rất nhiều. Vì lý do này, phần lớn sản xuất ô tô lớn đang sử dụng phương pháp này. VG cũng có tính năng như một TPMS trực tiếp.  
 1.2 So sánh các thông số kỹ thuật Low-Line  High-Line  
 
   1.3 So sánh các chức năng   Low-Line  High-Line   - Cảnh báo đèn bật khi áp suất lốp ở một trong bốn bánh xe giảm xuống.- Cảnh báo áp suất lốp Cảnh báo đèn (không có thể chỉ ra đó lốp xe)- Đèn báo- Truyền thông: CAN  Cảnh báo đèn bật khi áp suất lốp ở một trong bốn bánh xe giảm xuống.- Có thể chỉ ra các lốp xe.- Cảnh báo áp suất lốp Đèn báo (có thể chỉ ra lốp xe)- Đèn báo- Truyền thông: CAN     Có nhiều nhà sản xuất TPMS, nhưng VG Continental là TPMS cao. Sự khác biệt giữa TPMS thấp và cao là khả năng chỉ ra những áp lực của lốp xe bất thường và sử dụng của người chế tạo. Nếu một trong các lốp xe có áp suất thấp, dòng TPMS cao thông báo cho người lái xe chính xác của áp lực lốp xe cần chú ý thông qua một hệ thống cảnh báo, trong khi TPMS thấp chỉ có thể thông báo cho người lái xe là một trong các lốp xe có áp suất thấp. 2. Thành phần của hệ thống 2.1 Thành phần chính
   2.1.1 ECU TPMS ECU TPMS giao tiếp với Initiator để truyền tải và phân tích dữ liệu áp suất lốp xe từ các cảm biến. 2.1.2 Initiator Initiator nhận các tín hiệu từ ECU TPMS và gửi các tín hiệu LF cảm biến áp suất để hệ thống có thể thực hiện dò tìm tự động. Các cảm biến áp suất nhận những tín hiệu LF và phản hồi tín hiệu xác nhận LF, trong đường truyền RF. 2.1.3 Cảm biến áp suất lốp Lắp bên trong vành xe, cảm biến áp suất lốp đọc áp suất lốp, nhiệt độ lốp xe, tăng tốc, điện áp pin và truyền các dữ liệu đã đọc đến ECU. 2.2 Cảm biến áp suất lốp 2.2.1 Thành phần cảm biến bánh xe
 Cảm biến trọng lượng 36g và được gắn vào vành bánh xe. Cảm biến không đặt ở lốp dự phòng. Cảm biến có tính năng một pin nhỏ có thể cung cấp năng lượng cho các cảm biến trong khoảng mười năm. Cảm biến này cũng có tính năng nhận LF (tần số thấp) tín hiệu từ Initiator để xác định vị trí tự động. Cảm biến đọc áp suất lốp, nhiệt độ, tỷ lệ tăng tốc, và điện áp pin và gửi thông tin này đến ECU TPMS thông qua tín hiệu RF, cùng với ID của cảm biến tương ứng. Cảm biến đo và gửi dữ liệu ở các pha khác nhau để kéo dài tuổi thọ pin cảm biến. Đặc điểm kỹ thuật xe trong nước, cảm biến truyền thông tin tại tần số 433MHz và nhận tín hiệu 12KHz LF từ Initiator. Mỗi bộ cảm biến có một mã số duy nhất, để đăng ký ID cảm biến mỗi khi nó được thay thế hoặc thay đổi vị trí của lốp xe. Cảm biến không kết nối với bất kỳ hệ thống nào bằng dây dẫn và không thể chẩn đoán đối với các công cụ chẩn đoán có sẵn. Chẩn đoán TPMS đòi hỏi phải sử dụng một công cụ kích thích riêng biệt của TPMS, giao tiếp với các cảm biến không dây để đọc các giá trị ID. Khi giao tiếp với receiver và TPMS Exciter, cảm biến sử dụng tín hiệu RF (tần số vô tuyến). Category  Test  Parking  First Block  Driving  Interim   LFI Comm.  1 sec   16 secs     Exciter Comm.  1 sec  32 secs    32 secs   RF Transmission Conditions  Duration  16 secs  13 hours  16 secs  64 secs     Condition  >5G   >5G  >5G     Misc.  1psi variance between last reading sent to the receiver and the current pressure reading results in 22-second interval RF transmission at 5G.  
 2.2.2 Các chế độ cảm biến áp suất lốp ①Test Mode: chế độ này Mobis cung cấp một áp suất lốp mới từ cảm biến áp suất lốp xe. Trong chế độ này, cảm biến thức dậy vào khoảng 1s và không truyền tín hiệu RF. ②Test Mode → Parking Mode: Chuyển đổi từ Test Mode → Parking Mode đòi hỏi phải phát hiện 20km/h tốc độ tăng tốc hơn 4 phút. ③Parking Mode → First Block Mode: Trong chế độ Parking Mode, cảm biến gửi tín hiệu RF 13 giờ một lần. Nếu tốc độ đọc là trên 20km/h, cảm biến đi vào chế độ First Block Mode. ④First Block Mode → Interim Mode: Trong chế độ First Block Mode, cảm biến sẽ phát ra tín hiệu RF mỗi 16 giây và đi vào chế độ Interim Mode nếu xe dừng lại hơn 8 phút. ⑤Interim Mode → First Block Mode: Trong chế độ Interim Mode, cảm biến không gửi tín hiệu RF. Nếu cảm biến phát hiện chuyển động xe trong vòng 15 đến 30 phút, nó vào chế độ First Block Mode. ⑥Interim Mode → Parking Mode: Nếu xe dừng lại hơn 15 phút, cảm biến đi vào chế độ Parking Mode. ⑦First Block Mode → Driving Mode: cảm biến gửi 30 tín hiệu RF trong khoảng thời gian 16 giây (8 phút) và sau đó đi vào chế độ Driving Mode. Ở đây, ID và vị trí được phát hiện nếu receiver ở chế độ Parking Supervision Mode (20 phút sau khi tắt máy). ⑧Driving Mode → Interim Mode: Trong chế độ Driving Mode, cảm biến gửi tín hiệu RF tới receiver trong khoảng thời gian 1 phút. Nếu xe dừng lại trong khi lái xe, cảm biến đi vào chế độ Interim Mode. ⑨Interim Mode → Driving Mode: Nếu cảm biến phát hiện chuyển động sau khi xe dừng lại lâu hơn 15 phút, nó vào chế độ Driving Mode. Sự phối hợp các chế độ phức tạp là để bảo vệ pin trong của cảm biến. Cảm biến không hoạt động khi xe dừng. Khi cảm biến gia tốc nội phát hiện tốc độ vượt quá 5G (20km/h), cảm biến giám sát điều kiện của lốp xe và gửi các tín hiệu RF tới receiver. 2.3 Initiator 2.3.1 Thành phần Initiator Initiator được sử dụng để tự động cảm nhận áp lực lốp xe, vị trí và đặc trưng trên các dòng TPMS cao. Initiator thường nằm phía trên mỗi bánh xe, ở bánh xe dự phòng và một xe có thể có 2-4 Initiator tùy thuộc vào mô hình. VG có ba Initiator (phía trước bên trái, bên phải phía trước, và ngay phía sau). Những Initiator được kết nối để nhận TPMS thông qua dây dẫn (điện áp 12V và đường truyền LIN). Chức năng Initiator để kết nối TPMS receiver với các cảm biến áp suất lốp xe và do đó không yêu cầu điều chỉnh đặc biệt khi thay thế. Initiator giao tiếp với cảm biến áp suất sử dụng tín hiệu tần số thấp (LF, 12KHz) và đôi khi được gọi là Initiator tần số thấp (LFI).  
2.4 Receiver
   Receiver thực hiện cảnh báo đèn, đầu vào là tín hiệu tốc độ xe, chức năng chẩn đoán và nhận tín hiệu RF (433MHz) từ các cảm biến áp suất lốp. Receiver phân tích áp suất lốp và đọc tăng tốc từ các tín hiệu cảm biến, đọc ID của cảm biến và truyền LIN Initiator, tự động nhận biết vị trí cảm biến. 2.4.1 Virgin Thay thế một receiver yêu cầu đăng ký ID cảm biến áp suất lốp. Nếu các ID không đăng ký, đèn tread sẽ nhấp nháy trong 60 giây ở 2Hz và sau đó nháy đều. 2.4.2 Các chế độ ① Chế độ giám sát xe 19 phút sau khi động cơ tắt, Receiver vào chế độ Parking Supervision Mode. Chế độ này được thiết kế để bảo vệ pin của xe. Tuy nhiên, hệ thống này không hoàn toàn tắt, thay vào đó, là chế độ chờ. Trong trường lốp xe có vấn đề, hệ thống nhận được tín hiệu cảm biến và kích hoạt đèn cảnh báo khi lái xe mở khóa điện. Ở đây, dữ liệu cảm biến bánh xe nhận được mỗi 13 giờ. ② Chế độ sau chạy Chế độ này được kích hoạt 19 phút sau khi xe dừng lại và tắt động cơ. Sau 19 phút, Receiver vào chế độ Parking Supervision Mode. Ở chế độ này, MCU (CPU nội bộ của ECU) vào chế độ ngủ và chỉ có các môđun Receiver IRX vẫn còn tỉnh táo để giữ pin. ③ Chế độ chạy Receiver vào chế độ chạy trong thời gian lái xe bình thường. Trong chế độ này, Receiver thực hiện xác nhận tự động và vị trí để nhận dữ liệu áp suất lốp xe và ngay lập tức cảnh báo người điều khiển mức độ áp suất thấp. 2.5 Đèn báo 2.5.1 Đèn cảnh báo áp suất lốp Còn được gọi là đèn "tread", đèn báo áp suất lốp xe được kích hoạt nếu áp lực tại một trong các lốp xe giảm xuống dưới mức quy định. Đối với VG, đèn bật sáng nếu áp lực lốp xe giảm xuống dưới 25psi và để ngăn chặn trễ, đèn tắt nếu áp suất lốp trên 30psi. Các mức độ áp lực được khuyến cáo cho cả hai phía trước và bánh sau trong mô hình VG là 32psi. Nói chung, cả hai TPMS high-line và low-line đều dùng đèn cảnh báo tread. Khi đánh lửa bị tắt, đèn cảnh báo lốp bật trong ba giây và sau đó tắt.
  2.5.2 Chỉ số áp suất lốp thấp  Tính năng này chỉ có sẵn với dòng TPMS cao. Trong trường hợp áp suất lốp thấp, đèn Tread được kích hoạt cùng với một tin nhắn trên cụm công cụ để thông báo cho người điều khiển, nơi áp lực lốp xe của cần chú ý. Nếu receiver ở chế độ Normal Mode, đèn bật trong ba giây khi bật khóa. Ngoài ra, đèn sẽ nhấp nháy trong trường hợp TPMS xấu.
  3. Điều khiển chính 3.1 Trình tự  
 ① TPMS sử dụng tín hiệu RF (433MHz) để gửi dữ liệu áp lực cho receiver TPMS.  ② Initiator được kết nối với receiver thông qua dây dẫn và gửi tín hiệu LF (125KHz) tới các TPMS. 3.2 Khối hệ thống
  3.3 Dò tìm tự động và vị trí tự động TPMS High-line có chức năng dò tìm tự động và vị trí tự động. Với receiver trong chế độ Parking Supervision Mode, lái xe ở tốc độ trên 20km/h sẽ có hệ thống hoàn chỉnh tự động dò tìm và vị trí tự động trong vòng 8 phút. Dò tìm tự động là đặc trưng trong dòng TPMS thấp, nhưng vị trí tự động chỉ có trong TPMS cao như VG. Dò tìm tự động phải được hoàn tất trong vòng 20 phút sau khi xe bắt đầu di chuyển ở tốc độ cao hơn mức tối thiểu. Nói cách khác, dò tìm tự động không hơn 8 phút cho xe có TPMS cao, xe di chuyển trên 20km/h, vận tốc tối thiểu cho việc dò tìm tự động. Trước khi dò tìm tự động hoàn tất, TPMS đi qua một quá trình cảnh báo áp suất thấp bằng cách sử dụng các bài đọc cảm biến trước đây. Các tính năng này không được thực hiện bởi một công cụ chẩn đoán riêng biệt, mà là bản thân TPMS. 4. System Maintenance 4.1 Thay thế bộ cảm biến 1) Cài đặt cảm biến áp suất lốp ① Kiểm tra các van để xem nếu nó đã bị hư hỏng trong quá trình vận chuyển. Chèn cảm biến với các van nằm bên trong khung kim loại. ② Đẩy và vít van, đảm bảo van được đưa vào khung kim loại. Mô-men xoắn chặt quy định là 8Nm và không tái sử dụng các loại hạt cũ. ③ Chèn van trong các lỗ van để vòng đệm và vành trùng dấu. ④ Như thể hiện trong những bức ảnh, giữ vỏ với hai ngón tay và sử dụng một ngón tay thứ ba để đẩy trục của nó. ⑤ Vỏ tia laser đánh dấu phải được hiển thị.
 ⑥ Khi van đã được đưa vào, thắt chặt ốc trong khi vẫn đảm bảo các cảm biến và vành tiếp xúc hoàn toàn. ⑦ Giữ van và bộ cảm biến đúng chỗ và thắt chặt đai ốc bằng một công cụ.
  2) Kiểm tra sau cài đặt Sau khi cài đặt, bộ cảm biến phải đáp ứng tất cả những điều sau đây: ① Dấu trên vòng đệm phải trùng hoàn toàn với các lỗ vành. ② Phía dưới của van phải được đặt trong khung kim loại của vỏ. ③ Vỏ phải tiếp xúc nhiều với bề mặt vành. ④ Chiều cao lắp đặt của vỏ không được vượt quá gờ của vành.  
4.2 Phòng ngừa xử lý lốp Thông tin sau đây để ngăn chặn hư hỏng cho cảm biến trong quá trình tách lốp xe và lắp. Lốp xe thay thế là một công việc thường xuyên xảy ra và cần phải được thực hiện với chăm sóc đặc biệt. ① Lốp xe xả hơi hoàn toàn và chọn một chỗ cách xa các bộ cảm biến để chèn công cụ để tách các lốp xe từ vành xe. ② Khi gắn các hướng dẫn công cụ để tách các lốp xe, cảm biến sẽ bị hư hỏng nếu đặt trước hướng quay của bánh xe. Vì vậy, hãy chắc chắn rằng cảm biến được đặt phía sau hướng quay. ③ Khi lắp lốp xe vào bánh xe, vị trí cảm biến đặt ở 5 giờ như thể hiện trong bức ảnh được hiển thị dưới đây.  
4.3 Bộ phận thay thế 1) Thay thế cảm biến áp suất lốp ID của cảm biến mới phải được đăng ký với receiver. Trước khi cài đặt một bộ cảm biến mới, tắt khóa điện và chờ 19 phút để nhận vào chế độ Parking Supervision Mode, kết nối ID và vị trí dò tìm. Cài đặt bộ cảm biến mới và sau đó lái xe ở tốc độ trên 20km/h trong 8 phút để tự động đăng ký ID và vị trí của bộ cảm biến mới. Tuy nhiên, nếu điều kiện cấm làm điều này hoặc nếu bạn yêu cầu đăng ký cảm biến nhanh chóng, trực tiếp nhập ID bằng cách sử dụng một kích thích TPMS. Đối với dòng TPMS cao, bạn phải thực hiện theo các vị trí lốp xe theo quy định của công cụ chẩn đoán. Part Replacement  Sensor ID Registration  Verification   ① Wheel removal. ② Pressure sensor replacement. ③ Wheel mounting.  ① Connect diagnosis tool. ② Register sensor ID. ③ Disconnect diagnosis tool.  ① Check TPMS warning light. ② Recheck if warning light is on.   2) Thay đổi vị trí cảm biến Nếu vị trí của cảm biến đã thay đổi, bạn sẽ cần phải đăng ký thay đổi với receiver. Cũng như thay thế cảm biến áp suất, tắt khóa điện, đợi 19 phút hoặc nhiều hơn, và sau đó lái xe ở tốc độ trên 20km/h trong 8 phút để tự động đăng ký vị trí mới của cảm biến. Tuy nhiên, nếu điều kiện cấm làm điều này hoặc nếu bạn yêu cầu đăng ký cảm biến nhanh chóng, trực tiếp nhập ID bằng cách sử dụng một kích thích TPMS. Đối với dòng TPMS cao, bạn phải thực hiện theo các vị trí lốp xe theo quy định của công cụ chẩn đoán. 3) Thay thế receiver Sử dụng các công cụ chẩn đoán (hãng TPMS exciter), thực hiện các bước sau: ① Nhập mã mô hình xe. ② Nhập dãy số VIN. ③ Nhập ID cảm biến. ④ Bật lửa cho mười giây và sau đó khởi động lại (kiểm tra đèn TPMS). Part Replacement  Sensor ID, VIN, and Model Entry  Verification   ① Turn the ignition off. ② Replace the receiver. ③ Turn the ignition on. ④ TPMS warning lamp blinks.  ① Connect the diagnosis tool. ② Enter VIN and vehicle model code. ③ Enter the sensor ID. ④ Disconnect the diagnosis tool.  ① Check the TPMS warning light. ② Recheck if warning light is on.   4) Thay thế Initiator Thay thế một Initiator không yêu cầu công việc bổ sung. 4.4 TPMS Exciter
  TPMS exciter là một công cụ phát triển để đánh thức cảm biến áp suất lốp và thực hiện nhiệm vụ bảo dưỡng khác nhau. TPMS Exciter được sử dụng để kết nối với GDS thông qua một cáp và thực hiện các chức năng sau đây: 1) Bộ cảm biến ID Kiểm tra ID cảm biến được viết trên vỏ bên ngoài và do đó có thể được kiểm tra trực quan. Tuy nhiên, điều này là không thể khi cảm biến đã được cài đặt vào bánh xe. Trong trường hợp này, nó có thể kiểm tra ID cảm biến cá nhân bằng cách kết nối các công cụ chẩn đoán để nhận, tuy nhiên, nó sẽ là cần thiết để xác minh tính chính xác của dữ liệu cảm biến của receiver ID. Để làm được điều này, TPMS exciter đóng các cảm biến và nhập lệnh không dây để kiểm tra ID đáp ứng của cảm biến (kiểm tra thông qua GDS). 2) Bộ cảm biến lỗi Kiểm tra Cảm biến áp suất lốp TPMS giao tiếp không dây sử dụng tín hiệu RF. Vì vậy, không có cách nào để kiểm tra trực tiếp giá trị đầu ra (trước khi đến ECU) của các cảm biến này. Thay vào đó, sử dụng một TPMS Exciter để đo áp suất, nhiệt độ, và đọc pin của các cảm biến. 3) Đăng ký ID Sensor Sau khi TPMS receiver thay thế, thay thế cảm biến, hoặc đảo lốp, phải đăng ký ID cảm biến tự động thông qua dò tìm và vị trí tự động. Tuy nhiên, để đảm bảo nhanh hơn và đăng ký ID chính xác hơn, sử dụng TPMS Exciter. Hướng dẫn GDS sau đây, vị trí TPMS Exciter gần lốp xe có bộ cảm biến ID bạn muốn đăng ký và nhấn vào chìa khóa để đăng ký ID của cảm biến. GDS hỗ trợ giao tiếp không dây với VCI. Tuy nhiên, TPMS exciters cần được bố trí gần với lốp xe phía sau bên phải và do đó đi kèm với một cáp GDS có chiều dài đầy đủ. MỤC LỤC NỘI DUNG TRANG 1. Lời nói đầu 1 2. Tổng quan TPMS 2 3. Thành phần hệ thống 5 4. Điều khiển chính 11 5. System Maintenance 13