Tin thị trường và sản phẩm

Việc thử nghiệm lốp xe trong điều kiện thực tế đặt ra nhiều thách thức về xử lý dữ liệu và mô hình hóa. Giải pháp của WOM cho những thách thức này là TiReC, một phương pháp kỹ thuật hoàn chỉnh dành cho đặc trưng hóa và mô hình hóa lốp xe trong điều kiện thực tế.

Công nghệ đo lường mới của WOM Testing Technologies hiện cho phép ghi nhận trực tiếp hành vi của lốp xe trong điều kiện vận hành thực tế. Tạp chí Tire Technology International đã có cuộc trao đổi với ông Carlos Nerini, đồng sáng lập kiêm Giám đốc điều hành công ty, về quá trình ra đời của giải pháp này.

Trong hơn 70 năm qua, việc mô hình hóa lốp xe và hệ thống khung gầm chủ yếu dựa vào các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm. Tuy nhiên, các môi trường kiểm soát này chưa thể tái tạo đầy đủ điều kiện vận hành thực tế, đặc biệt là trên tuyết và băng, nơi các thử nghiệm trong nhà gặp nhiều hạn chế nghiêm trọng.

Trong bối cảnh nhu cầu mô phỏng động lực học phương tiện ngày càng thực tế hơn, việc ghi nhận chính xác hành vi của lốp xe trong điều kiện vận hành thực tế vẫn là một thách thức lớn, chủ yếu do khó khăn trong việc đo trực tiếp các lực và mô-men tại vùng tiếp xúc giữa lốp và mặt đường.

Thiết bị Wheel Orientation Measurement (WOM) do WOM Testing Technologies phát triển, được đề cử vào danh sách rút gọn của giải thưởng Testing Hardware Innovation of the Year tại ATTI Awards năm nay, được xem là một bước đột phá trong lĩnh vực này.

Thiết bị áp dụng cách tiếp cận độc đáo để mô phỏng độ bám dọc (longitudinal grip), sử dụng hệ thống đo tiên tiến nhằm ghi nhận bán kính tải động (dynamic loaded radius) của lốp trong điều kiện thực tế.

Công nghệ tích hợp trong thiết bị cho phép đo trực tiếp hành vi của lốp trong điều kiện vận hành thực tế, vượt qua nhiều rào cản đã cản trở việc đặc trưng hóa lốp trên xe trong nhiều thập kỷ, bao gồm:

• Thu thập dữ liệu lực và mô-men tại vùng tiếp xúc lốp - mặt đường và trong các hệ quy chiếu khác nhau như ISO-C, ISO-H và ISO-W. 
• Gắn cảm biến an toàn trên bánh xe đang chuyển động mà không ảnh hưởng đến độ tin cậy của phép đo. 
• Thực hiện các phép đo chính xác trên đường ướt, tuyết và băng. 

Điều gì khiến ông đặt câu hỏi về việc sử dụng bán kính lốp “phi vật lý” để mô tả độ bám dọc?

Vấn đề cốt lõi là bán kính tham chiếu truyền thống (Re) tạo ra tỷ lệ trượt (slip ratio - SR) không nhất quán khi áp dụng cho các tình huống tăng tốc và phanh trong thực tế.

Cụ thể hơn, bán kính tham chiếu truyền thống là một đại lượng vật lý được xác định từ một điều kiện khác với những gì thực sự diễn ra trong lốp khi xe vận hành trên đường.

Đó là lý do tôi gọi nó là “phi vật lý” (non-physical), bởi nó không thực sự tồn tại dưới dạng hiện tượng vật lý khi lốp đang tạo lực bám với mặt đường.

Ông cho rằng còn ít nghiên cứu xem xét tác động của quy ước này đến mô hình hóa lốp và mô phỏng thời gian thực. Những hạn chế nào phát sinh từ quy ước tỷ lệ trượt này?

Mô phỏng chỉ chính xác khi mô hình nền tảng của nó chính xác.

Việc sử dụng bán kính tham chiếu phi vật lý Re sẽ tạo ra sai số trong vận tốc góc của bánh xe trong vòng lặp mô phỏng – một thông số quan trọng đối với các hệ thống kiểm soát ổn định và xe tự hành.

Bên cạnh đó, sự không nhất quán kéo dài giữa các tiêu chuẩn mô tả độ bám và mô hình hóa tỷ lệ trượt cũng tạo thêm sai số trong mô phỏng lực bám.

Nghiên cứu trong lĩnh vực này còn hạn chế chủ yếu vì trước đây không có công nghệ nào đủ khả năng xác thực tỷ lệ trượt trong điều kiện thực tế.

Trong lịch sử, thử nghiệm lốp gần như chỉ được thực hiện trong phòng thí nghiệm, khiến hiểu biết về lốp được hình thành dựa trên những gì có thể quan sát trong môi trường kiểm soát.

Những kết quả này chưa từng được xác thực đầy đủ trong điều kiện vận hành thực tế đơn giản vì công nghệ cần thiết chưa tồn tại.

Đó chính là lý do chúng tôi phát triển thiết bị WOM.

Công nghệ này đang thay đổi cách chúng ta hiểu về lốp xe. Khi kết hợp với các kỹ thuật xử lý dữ liệu dựa trên trí tuệ nhân tạo (AI), chúng tôi có thể khai thác những hiểu biết giá trị từ các tập dữ liệu lớn và phức tạp.

Bước đột phá này đã cải thiện đáng kể việc mô tả độ bám dọc và vẫn còn nhiều khám phá khác đang chờ phía trước.

Hệ thống đo bán kính tải động trong điều kiện thực tế được phát triển như thế nào?

Hệ thống được phát triển từ một dự án nghiên cứu ứng dụng bắt đầu vào năm 2018, với mục tiêu xây dựng mô hình lực và mô-men lốp (F&M) dựa trên các phép đo thực tế.

Chúng tôi nhận ra rằng để làm được điều đó, cần phải phát minh ra một thiết bị có khả năng chuyển đổi tức thời dữ liệu lực và mô-men từ vị trí cảm biến đo lực trên bánh xe sang vùng tiếp xúc giữa lốp và mặt đường.

Nếu không thực hiện được phép chuyển đổi này, việc xây dựng mô hình lốp từ dữ liệu đo trực tiếp trên xe sẽ là điều bất khả thi.

Mặc dù hiện nay đã có các mô hình dựa trên mô phỏng, chúng vẫn chưa mang lại độ chắc chắn tuyệt đối. WOM được tạo ra để lấp đầy khoảng trống đó.

Thiết bị WOM bao gồm nhiều cảm biến quang học được gắn cố định trên một khung phụ liên kết với mặt phẳng bánh xe.

Cấu hình này cho phép đo tức thời:

• Động học bánh xe; 
• Mặt phẳng vùng tiếp xúc; 
• Bán kính tải động; 
• Điểm tiếp xúc lý thuyết (P). 

Từ đó, hệ thống có thể tính toán trực tiếp lực và mô-men tại vùng tiếp xúc.

Được thiết kế để dễ sử dụng, WOM có thể tích hợp liền mạch với nhiều công nghệ cảm biến hiện có như:

• Cảm biến nhiệt độ; 
• Cảm biến áp suất; 
• Cảm biến vận tốc trượt; 
• Bộ chuyển đổi lực bánh xe (WFT); 
• Camera. 

Về mặt dữ liệu, hệ thống này gần như mang khả năng thử nghiệm cấp phòng thí nghiệm lên trực tiếp một chiếc xe đang vận hành.

Điều gì khiến công nghệ này mang tính đột phá?

Trước WOM, chưa có công nghệ nào có thể đo trực tiếp độ bám thực giữa lốp và mặt đường tại vùng tiếp xúc, đồng thời xác định các góc của bánh xe so với mặt đất trong bất kỳ điều kiện vận hành thực tế nào.

Đó chính là yếu tố làm nên tính độc đáo của công nghệ này.

Những thách thức lớn nhất trong việc ghi nhận các phép đo thực tế là gì?

Các thách thức bao gồm:

• Phát triển công nghệ cảm biến hoạt động được trên mọi bề mặt, kể cả băng và đường ướt; 
• Thiết kế thiết bị mô-đun có thể thích ứng với mọi loại bánh xe và phương tiện; 
• Tích hợp với nhiều công nghệ cảm biến khác nhau; 
• Xây dựng quy trình kỹ thuật có khả năng chuyển đổi dữ liệu thực tế thành các mô hình lốp ảo có độ chân thực cao. 

Giải pháp kỹ thuật này được gọi là TiReC (Tire in Real Condition Engineering Solution).

Các nghiên cứu nào đã được thực hiện để chứng minh hiệu quả của thiết bị?

Do WOM là công nghệ đầu tiên có khả năng thu thập dữ liệu lốp trong điều kiện thực tế nên không tồn tại một công nghệ đối chứng để xác thực trực tiếp.

Tuy nhiên, chúng tôi đã thực hiện thử nghiệm so sánh giữa:

• Một mô hình lốp được xây dựng bằng phương pháp TiReC; 
• Một mô hình lốp dựa trên các thử nghiệm truyền thống trong phòng thí nghiệm. 

Cả hai mô hình được đánh giá trong một hệ thống mô phỏng lái xe động lực học chuyên nghiệp.

Hai tay lái thử độc lập đều xác nhận rằng mô hình TiReC mang lại cảm giác gần với thực tế hơn đáng kể.

Ngoài ra, chúng tôi đã áp dụng phương pháp TiReC trong một kịch bản đường ướt, cho phép các đối tác phát triển hệ thống kiểm soát ổn định điện tử (ESC) hoàn toàn trong môi trường mô phỏng, mà không cần chế tạo nguyên mẫu vật lý – điều trước đây gần như không thể thực hiện nếu thiếu các mô hình đường ướt chính xác.

Về tính nhất quán của dữ liệu, chúng tôi đã đối chiếu các tham số quan trọng với những công nghệ đo lường đã được công nhận và nhận thấy mức độ tương quan rất cao.

Đồng thời, các thử nghiệm về độ lặp lại trong cả điều kiện tĩnh và động cũng cho kết quả rất khả quan.

Phương pháp này dựa trên nhiều phép đo tam giác quang học, vốn là công nghệ cảm biến đã được chứng minh về độ chính xác và độ tin cậy.

Ông có gặp sự phản đối từ giới chuyên môn khi đề xuất thay đổi quy ước tính tỷ lệ trượt không?

Triển lãm Tire Technology Expo 2025 là lần đầu tiên chúng tôi công bố công khai nghiên cứu về đặc trưng hóa và mô hình hóa độ bám dọc.

Cho dù ngành công nghiệp có chấp nhận hoàn toàn đề xuất của chúng tôi hay không, điều quan trọng nhất là khơi mở một cuộc thảo luận giữa các nhà nghiên cứu và kỹ sư.

Với các công nghệ hiện đại cho phép chúng ta có những hiểu biết mới, cuộc tranh luận này sẽ góp phần thúc đẩy thế hệ tiếp theo của các mô hình lốp xe.

Bước tiếp theo của dự án là gì?

Ưu tiên tiếp theo của chúng tôi là công nghiệp hóa và mở rộng quy mô ứng dụng của công nghệ, đồng thời nghiên cứu cách thức kết hợp nó với các phương pháp thử nghiệm truyền thống để nâng cao hơn nữa độ chính xác và hiệu quả trong phát triển lốp xe và phương tiện.