Đang tải... (xem toàn văn)
AEB Autonomous Emergency Braking sử dụng các cảm biến radar, laser hay camera để quan sát và phát hiện ra những nguy cơ tiềm tàng có thể xảy ra va chạm với những phương tiện khác, khách bộ hành hoặc các vật cản… Hiện nay có khá nhiều loại phanh AEB, nhưng đa số đều giúp đưa ra những cảnh báo bằng âm thanh, hình ảnh, rung tay lái hoặc cả 3. Trong trường hợp người lái không phản ứng lại với những cảnh báo đưa ra, hệ thống AEB sẽ tự động phanh. Ngoài ra, một số hệ thống AEB còn có thể căng dây đai an toàn để giảm thiểu tối đa thương tổn tới hành khách Trong trường hợp người lái bẻ tay lái để chuyển hướng di chuyển, hệ thống phanh AEB sẽ tự động tắt. Chúng được chia thành 3 loại chính cụ thể như sau: 1. Hệ thống giảm tối đa va chạm ở tốc độ thấp Loại hệ thống này có khả năng ngăn ngừa xảy ra va chạm khi chiếc xe di chuyển ở tốc độ thấp. Nó đặc biệt hiệu quả khi xe thường xuyên di chuyển trong thành phố. Phanh AEB loại này có thể phản ứng đối với những loại ô tô khác. Tuy nhiên, nó lại không được nhạy đối với những người đi bộ hoặc các phương tiện khác như xe máy… Tùy vào từng phiên bản, radar có thể quét ở phía trước xe trong vòng 8 – 10m và ngăn ngừa va chạm khi chiếc xe di chuyển với tốc độ từ 30 – 50 kmh.
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1/ TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH TỰ ĐỘNG ( AEB SYSTEM ) TRÊN Ô TÔ Hệ thống AEB Hệ thống phanh khẩn cấp tự động (còn gọi Hệ thống phanh khẩn cấp nâng cao) hệ thống phanh an toàn giới Nó sử dụng cơng nghệ radar đại thiết kế đặc biệt cho Radar ô tô radar tơ chức tránh va chạm giảm nhẹ tác động tình quan trọng cách sử dụng phanh tự động Hầu hết vụ tai nạn đường người điều khiển xe không kịp thời, chậm trễ không phanh để tránh va chạm Một số lý phổ biến khiến người lái xe không đạp phanh lúc tập trung, không ý, buồn ngủ, thiếu tập trung lái xe, tầm nhìn, chất lượng mặt đường, tình trạng thời tiết, thời gian ngày, vật cản đường đột ngột từ người lái xe khác môi trường, bao gồm co giật / đau tim Hệ thống AEB thiết kế để hoạt động tình đường khác Đầu tiên, cảnh báo người lái xe chướng ngại vật có phía trước xe Nếu người lái xe không hành động lúc để tránh va chạm, hệ thống AEB tự động áp dụng phanh khẩn cấp với mức lực khác cách sử dụng thuật tốn thơng minh tốc độ, quỹ đạo, động lượng yếu tố khác để tránh làm giảm tác động va chạm Một số mơ hình triển khai kích hoạt hệ thống kiềm chế sẵn sàng cho tác động Hệ thống AEB ngắt kết nối hệ thống phát hành động thực để tránh va chạm 1.1.1/ LỊCH SỬ RA ĐỜI AEB bắt đầu phát triển vào năm 1973 để giảm thiểu số vụ tai nạn giao thông nghiêm trọng Từ khơng ngừng đổi mới, làm tăng đáng kể hiệu an toàn chủ động thụ động Mỗi cải tiến góp phần giảm liên tục tai nạn giao thông, thể qua việc giảm số vụ tai nạn đường gây tử vong hàng năm, số người tham gia giao thông tăng mạnh so với kỳ Hầu hết tính nâng cao an toàn ban đầu hoạt động hệ thống hỗ trợ người lái độc lập Ví dụ Hệ thống chống bó cứng phanh (ABS) Hệ thống hỗ trợ phanh (BAS) Tuy nhiên, với phát triển tính này, nhu cầu tương tác toàn hệ thống tăng lên, với phát triển khơng ngừng Hệ thống Hỗ trợ Người lái Nâng cao Ví dụ tên gọi số nhà sản xuất xe gọi có trang bị AEB • Alfa Romeo: Autonomous Emergency Braking • Audi: Pre Sense Plus Trang / 46 • BMW: Driving Assistant Plus Trang / 46 • Ford: Active City Stop • Holden: Automatic Emergency Braking City Stop • Honda: Collision Mitigation Braking System • Hyundai: Autonomous Emergency Braking • Kia: Autonomous Emergency Braking • Land Rover: Autonomous Emergency Braking • Lexus: Pre-collision Safety System with Brake Assist • Volvo: City Safety 1.1.2/ CHỨC NĂNG, PHÂN LOẠI 1.1.2.1/ NHIỆM VỤ Các hệ thống AEB hoạt động tốc độ thấp để ngăn ngừa giảm mức độ nghiêm trọng vụ va chạm nhỏ đô thị Các hệ thống phức tạp hoạt động phạm vi tốc độ rộng hơn, chúng bảo vệ khỏi tai nạn nghiêm trọng hơn, nơi có khả bị thương nặng tử vong Các hệ thống tốt - hệ thống kiếm nhiều điểm kiểm tra va chạm Euro NCAP - phát người xe đạp người ô tô 1.1.2.2/ PHÂN LOẠI AEB – Autonomous Emergency Braking sử dụng cảm ứng radar, laser hay camera để quan sát phát rủi ro tiềm ẩn tiềm tàng hồn tồn xảy va chạm với phương tiện lại khác, khách hành vật cản … Hiện có nhiều loại phanh AEB, đa phần giúp đưa cảnh báo nhắc nhở âm thanh, hình ảnh, rung tay lái Trong trường hợp người lái không phản ứng lại với cảnh báo nhắc nhở đưa ra, mạng lưới hệ thống AEB tự động Trang / 50 hóa phanh Ngồi ra, số mạng lưới hệ thống AEB cịn hồn tồn căng dây đai bảo đảm an toàn để giảm thiểu tối đa thương tổn tới hành khách ! Trong trường hợp người lái bẻ tay lái để chuyển hướng chuyển dời, mạng lưới hệ thống phanh AEB tự động hóa tắt Chúng chia thành loại đơn cử sau : 1.1.2.2.1/ Hệ thống giảm tối đa va chạm tốc độ thấp Loại mạng lưới hệ thống có lực ngăn ngừa xảy va chạm xe vận động di chuyển vận tốc thấp Nó đặc biệt hiệu xe tiếp tục chuyển dời thành phố Phanh AEB loại hồn tồn phản ứng loại ô tô khác Tuy nhiên, lại khơng nhạy so với người phương tiện lại khác xe máy … Tùy vào phiên bản, radar hồn tồn qt phía trước xe vòng – 10 m ngăn ngừa va chạm xe vận động di chuyển với vận tốc từ 30 – 50 km / h 1.1.2.2.2/ Hệ thống ngăn ngừa va chạm tốc độ cao Phiên mạng lưới hệ thống phanh AEB thường trang bị radar qt tầm xa Nó hồn tồn qt vịng 200 m xe phía trước với vận tốc 80 km / h Trang / 50 1.1.2.2.3/ Hệ thống giảm va chạm với người Phiên sử dụng phối hợp radar camera để phát khách hành qua hình dáng đặc thù người Từ đo lường thống kê vận tốc xe để xác lập xem có rủi ro tiềm ẩn xảy tai nạn đáng tiếc hay không Cả loại mạng lưới hệ thống không loại trừ lẫn Thực tế cho thấy, mạng lưới hệ thống AEB hồn tồn tránh va chạm xe vận động di chuyển vận tốc thấp, có loại hồn tồn phối hợp loại ngăn ngừa ( vận tốc thấp, cao khách hành ) 1.2/ CẤU TẠO VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG 1.2.1/ CẤU TẠO CHUNG CỦA HỆ THỐNG Hệ thống gạt nước – rửa kính bao gồm phận sau: Các cảm biến như: Cảm biến tốc độ, áp suất phanh, cảm biến bàn đạp phanh, cảm biến góc lái Camera radar Các phận hiển thị cảnh báo Thiết bị truyền laser thu tia laser Bộ xử lí AI ECU Các phận hệ thống phanh Hình 1.3: Sơ đồ bố trí hệ thống gạt mưa tơ rửa kính tơ Trang / 50 1.2.1.1/ CẤU TẠO CỦA CẢM BIẾN TỐC ĐỘ 1.2.1.1.1/ Chức nhiệm vụ cảm biến tốc độ xe Cảm biến tốc độ xe nhận biết tốc độ thực tế mà xe chạy Nó phát tín hiệu xung gửi lên đồng hồ taplo để báo cho người tài xế nhận biết tốc độ thực tế xe chạy đo số Km xe chạy Ngồi ECU điều khiển cịn sử dụng tín hiệu cảm biến tốc độ xe để thực điều khiển chức khác nhau, ví dụ: • ECU điều khiển động sử dụng tín hiệu cảm biến tốc độ xe để điều khiển hệ thống ISC, điều khiển tỷ lệ hỗn hợp khơng khí – nhiên liệu trình giảm tốc tăng tốc, v.v… • ECU điều khiển hộp số tự động sử dụng tín hiệu cảm biến tốc độ xe để điều khiển thời điểm chuyển số • ECU điều khiển trợ lực lái điện tử sử dụng tín hiệu cảm biến tốc độ xe để điều khiển mô tơ trợ lực theo tốc độ khác • ECU điện thân xe sử dụng tín hiệu cảm biến tốc độ xe để điều khiển lock cửa tự động xe chạy, điều khiển mô tơ gạt mưa nhanh chậm theo tốc độ xe… • ECU hệ thống Nâng gầm điện tử (ECS) sử dụng tín hiệu cảm biến tốc độ xe để tự động điều khiển độ cao gầm xe xe chạy… 1.2.1.1.2/ Cấu tạo phân loại cảm biến tốc độ bánh xe Có loại cảm biến tốc độ bánh xe là: – Loại cơng tắc lưỡi gà – Loại cảm biến quang – Loại cảm biến từ – Loại MRE (Phần tử điện trở từ) a Cảm biến tốc độ xe loại công tắc lưỡi gà Cảm biến loại đời cũ, sử dụng dây cáp truyền động từ hộp số lên đồng hồ taplo, cảm biến lắp bảng đồng hồ loại kim Nó bao gồm nam châm quay cáp đồng hồ tốc độ, chuyển động quay làm cho cơng tắc đóng mở Cơng tắc lưỡi gà đóng lần cáp quay vịng Trang 10 / 50 Nam châm phân cực hình vẽ bên Lực từ trường vùng chuyển tiếp cực N S nam châm đóng mở tiếp điểm công tắc lưỡi gà nam châm quay b Cảm biến tốc độ xe loại cảm biến quang học Cảm biến lắp bảng đồng hồ Nó bao gồm cảm biến quang học làm từ đèn LED, chiếu vào transistor quang học Một bánh xe có xẻ rãnh đặt đèn LED transitor quang học dẫn động cáp đồng hồ tốc độ Các rãnh bánh xe tạo xung ánh sáng bánh xe quay, ánh sáng đèn LED chiếu chia thành 20 xung vòng quay cáp 20 xung chuyển thành xung nhờ đếm số, sau gửi đến ECU Trang 11 / 50 Sơ đồ mạch điện cảm biến tốc độ loại quang c Cảm biến tốc độ xe loại điện từ Cảm biến lắp hộp số nhận biết tốc độ quay hộp trục thứ cấp hộp số Nó bao gồm nam châm vĩnh cửu, cuộn dây lõi Một roto có lắp trục thứ cấp hộp số Trang 12 / 50 - Hoạt động cảm biến tốc độ xe loại điện từ Trang 13 / 50 Khi trục thứ cấp hộp số quay, khoảng cách lõi cuộn dây roto tăng hay giảm Số lượng đường sức từ qua lõi tăng hay giảm tương ứng, tạo điện áp xoay chiều AC cuộn dây Do tần số điện áp xoay chiều tỷ lệ với tốc độ quay roto, dùng để nhận biết tốc độ xe - Sơ đồ mạch điện cảm biến tốc độ xe loại điện từ Sơ đồ mạch điện cảm biến tốc độ loại điện từ d Cảm biến tốc độ bánh xe loại MRE (phần tử từ trở) Trang 14 / 50 CHƯƠNG 2: TÌM HIỂU VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH TỰ ĐỘNG 2.1/ GIỚI THIỆU 2.1.1/ MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI Nhằm nâng cao kiến thức chun mơn vận dụng học trường vào thực tiễn cụ thể mong muốn ứng dụng điện tử vào trang bị tiện nghi tơ Bên cạnh nhóm chúng em mong muốn có hội tìm tịi, học hỏi để hiểu thêm hệ thống phanh tự động(AEB) xe ô tô 2.1.2/ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU Ngày với phát triển ngành điện tử gây tác động lớn đến ngành công nghiệp oto Đối với ô tô khí thị trường khó bán kết hợp thêm chức tự động, cảnh báo trở thành sản phẩm công nghệ cao, tạo nên sức hút lớn thị trường Tất tối ưu nhằm mục đích giúp cho người vận hành sử dụng xe dễ dàng, thuận tiện, thoải mái an toàn Một thiết bị nghiên cứu đưa vào sử dụng hệ thống cảnh báo va chạm trước Đây ứng dụng hữu ích, có khả phát chướng ngại vật phía trước, phân tích cảnh báo cho người vận hành phương tiện khoảng cách nguy va chạm Trong trường hợp người vận hành phương ý thức vận hành phương tiện, phương tiện đến gần chướng ngại vật mức nguy hiểm hệ thống điều khiển phanh tự động, tạo an toàn cho người vận hành Trang 31 / 50 2.1.3/ NHỮNG VẤN ĐỀ CÒN TỒN TẠI Sản phẩm sử dụng rộng rãi dòng xe dòng trung cao cấp cịn số nhược điểm gây nguy hiểm là: khả phát vật thể có mối đe dọa tiềm ẩn, tốc độ xe để kích hoạt hệ thống AEB, hiệu suất làm việc thời tiết bất lợi mưa lớn, sương mù dày đặc Đây vấn đề an toàn mà nhiều người quan tâm 2.2/ LỰA CHỌN LINH KIỆN Lựa chọn linh kiện sử dụng bước quan trọng cần thiết dự án Lựa chọn linh kiện phù hợp giúp cho việc thiết kế trở lên dễ dàng thuận tiện hơn, đem đến hiệu công việc cao 2.2.1/ LỰA CHỌN VI ĐIỀU KHIỂN Hình 2.3: Arduino Uno R3 Để thực nhiệm vụ thu thập xử lý liệu ta cần tính chọn vi điều khiển thích hợp Trong hệ thống phanh tự động cần thu thập xử lý liệu từ cảm biến để từ điều khiển động hoạt động nhanh hay chậm Với lí trên, cần chọn loại vi điều khiển mức độ trung bình, giá thành rẻ bán rộng rãi thị Trang 32 / 50 trường Và đây, nhóm chúng em xin chọn vi điều khiển AT Mega328 (Arduino Uno R3) Có ưu điểm dễ tiếp cận, cộng đồng người sử dụng đông đảo khắp giới, không cần mạch nạp riêng biệt sử dụng nạp chương trình Ngồi đặc điểm bật Arduino môi trường phát triển ứng dụng dễ sử dụng, với ngơn ngữ lập trình học cách nhanh chóng với người am hiểu điện tử lập trình Và điều làm nên tượng Arduino mức giá thấp tính chất nguồn mở từ phần cứng tới phần mềm Arduino có nhiều kích thước khác nhau, phù hợp cho nhiều mục đích sử dụng Thông dụng Arduino Uno Arduino đơn giản, dễ sử dụng, dễ code (ngôn ngữ tương tự C++) Một hay Arduino hỗ trợ nhiều thư viện, tiện lợi Ngồi mạch có ký hiệu rõ ràng, đầy đủ chân, thuận tiện trình sử dụng Khi làm việc với Arduino giúp ta rút ngắn số cơng đoạn thiết kế… Lựa chọn Arduino Uno phù hợp vừa đảm bảo mặt chức năng, vừa đảm bảo mặt yêu cầu, giá thành phù hợp => hiệu mặt kinh tế Trang 33 / 50 Hình 2.4: Bảng thơng số kỹ thuật 2.2.2/ LỰA CHỌN CẢM BIẾN Hình 2.5: Cảm biến mưa Cảm biến mưa có chức phát mưa tốt, nhỏ gọn, đơn giản, dễ lắp đặt, đặc biệt giá thành rẻ Cịn ứng dụng tơ thật ưu tiên sử dụng loại cảm biến mưa phản xạ hồng ngoại Đây loại cảm biến phát mưa rơi mặt kính mà khơng cần tiếp xúc trực tiếp với nước mưa, có độ bền cao độ xác cao để đảm bảo cho hệ thống gạt nước mưa tự động làm việc xác, phù hợp với thiết kế xe THƠNG SỐ KỸ THUẬT: Kích thước: 5.4 x 4.0 mm Dày 1.6 mm - Điện áp: 5V Led báo nguồn (Màu xanh) Led cảnh báo mưa (Màu đỏ) Hoạt động dựa nguyên lý: Nước rơi vào phần cảm biến tạo điện áp (sẽ tạo môi trường dẫn điện) chân D0 A0 Trang 34 / 50 Có dạng tín hiệu: Analog (AO) Digital (DO) Dạng tín hiệu: TTL, đầu 100mA (Có thể sử dụng trực tiếp Relay, Cịi cơng suất nhỏ ) Điều chỉnh độ nhạy biến trở - Sử dụng LM358 để chuyển A0 > D0 Cảm biến khoảng cách 2.2.3/ LỰA CHỌN KHỐI NGUỒN Trang 35 / 50 2.2.4/ ĐỘNG CƠ Mạch điều khiển động LN298 Động + Bánh xe Trang 36 / 50 2.2.5/ KHỐI HIỂN THỊ Màn hình LCD I2C 16x2 2.2.6/ KHỐI CẢNH BÁO Còi báo Led Trang 37 / 50 CHƯƠNG 3:THI CƠNG MƠ HÌNH MƠ PHỎNG HỆ THỐNG PHANH TỰ ĐỘNG TRÊN Ô TÔ 3.1/ SƠ ĐỒ MẠCH HỆ THỐNG Hình 3.1: Sơ đồ khối hệ thống Trang / 46 3.2/ NGUYÊN LÍ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG 41 THI CƠNG MƠ HÌNH MƠ PHỎNG HỆ THỐNG RỬA – GẠT NƯỚC KÍNH XE Ơ TƠ TỰ ĐỘNG Hình 3.2: LƯU ĐỒ THUẬT TOÁN Trang / 46 3.3/ LẮP ĐẶT MƠ HÌNH 42 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN Nghiên cứu đề xuất giải pháp để xây dựng thiết kế hệ thống phanh tự động cho xe ô tô Nghiên cứu thực trạng vai trò khoa học kỹ thuật 4.0 có tầm quan trọng lớn Bổ sung số chức khác giúp cho hệ thống phanh tự động xe tơ hồn thiện đáp ứng nhu cầu cao người sử dụng Qua bổ sung đa dạng kiến thức cho thân từ việc tự giác tìm tịi nghiên cứu dự án Trang 46 / 50 Tham gia vào dự án thực tế để trau dồi kinh nghiệm, qua giải số vấn đề thực tế thi công dự án Trang / 46 CHƯƠNG 5: TÀI LIỆU THAM KHẢO https://www.whatcar.com/news/what-is-aeb-and-how-does-it-work/n3283 https://www.aebsystems.com/ https://conti-engineering.com/technologysystems/systems-functions/aeb-system/ https://www.carsguide.com.au/caradvice/what-is-autonomous-emergency-braking-oraeb-51459 https://www.motortrend.com/features/automatic-emergency-braking/ https://www.bosch-mobility-solutions.com/en/solutions/assistancesystems/automaticemergency-braking/ NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN ………………………… ………………………… ………………………… ………… Trang 48 / 50 ……………… ………………………… ………………………… …………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………… ……………… ………………………… ………………………… …………………… ……………………………………………………………………………………………… ………………………………………………… ………………… ……………………… … ………………………… …………………………… ………………………… …… …………………… …………………………… ………………………… …………… …………… …………………………… ………………………… …………………… …… …………………………… ………………… …………………………… ……… ………………… ………………………… …………… ………………………… …… ……………………… ………………………… …………………………… ………… ……………… ………………………… …… ………………………… ……………… …………… ………………………… ………………………… ……………………… …… ………………………… ……………… …………………………… …………… …………… ………………………… …… …………………………… …………… ………………… ………………………… ……………… …………………………… ….……………………… ………………………… …… ……………………………… ………………………… ………………………… …… …………………………… … ……………………… ………………………… …………………………… ………… ……………… ………………………… …………………………… ………………… ……… ………………………… ………………… ………………………… ………… ……… ………………………… ………………… ………………………… ………… ……… ………………………… ………………… ………………………… ………… ……… ………………………… ………………… ………………………… ………… ……… ………………………… ………………… ………………………… ………… Trang 49 / 50 ……… ………………………… ……………… Trang 50 / 50 ... Trang 29 / 50 báo động có khả xảy va chạm họ cần phải phanh Nếu người lái không thực hành động, phận tự động 'tự động' hệ thống hoạt động áp dụng phanh tự động Các hệ thống AEB hoạt động tốc độ thấp... sản xuất ô tô tin tưởng vào hệ thống họ Hệ thống AEB ngày không thơng minh mà cịn phanh khó Thay 0,50,6G lực phanh cung cấp thiết bị AEB đời đầu, hệ thống đại cung cấp khoảng 1G Hệ thống AEB thiết... MƠ PHỎNG HỆ THỐNG PHANH TỰ ĐỘNG TRÊN Ô TÔ 3.1/ SƠ ĐỒ MẠCH HỆ THỐNG Hình 3.1: Sơ đồ khối hệ thống Trang / 46 3.2/ NGUYÊN LÍ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG 41 THI CƠNG MƠ HÌNH MƠ PHỎNG HỆ THỐNG RỬA – GẠT