PBL4 Thiết kế hệ thống giao thông thông minh 1 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ Ô TÔ THÔNG MINH 1 1Khái niệm về ô tô thông minh Có thể định nghĩa ô tô thông minh (Intelligent Vehicle) là những chiếc ô tô được tr.
PBL4: Thiết kế hệ thống giao thông thông minh CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ Ô TÔ THÔNG MINH 1.1Khái niệm tơ thơng minh: - Có thể định nghĩa ô tô thông minh (Intelligent Vehicle) ô tơ trang bị số hệ thống có tính thơng minh, theo thực cách tự động mà không cần đến can thiệp người lái xe Hiện nay, số ô tơ trang bị phụ kiện có tính thông minh hỗ trợ tối đa cho người lái xe như: thiết bị hỗ trợ định vị điều hướng dẫn đường, hệ thống cảnh báo va chạm, hệ thống hổ trợ tự động chuyển số, hệ thống tự động phanh chống trượt quay bánh xe… gọi tơ thơng minh; nhiên theo hiệp hội kỹ sư ô tô giới SEA International (Society of Automotive Engineers) xe chưa xếp vào cấp độ ô tô tự lái Hình 1.1: Minh họa xe hỗ trợ số tính thơng minh -1- PBL4: Thiết kế hệ thống giao thơng thơng minh Theo đó, tơ gọi thông minh trang bị số cảm biến camera hỗ trợ cho việc điều khiển tự động thơng minh sau: • Camera hành trình: Camera hành trình tơ thiết bị giúp ghi lại hình ảnh, việc diễn xe di chuyển xe dừng lại Theo đó, phần lớn chúng trang bị chế độ cảnh báo như: cảnh báo tốc độ, cảnh báo chuyển hướng đột ngột, cảnh báo vượt làn, cảnh báo khoảng cách gần với xe trước… tính giúp tài xế giữ an toàn tối đa vận hành xe đường • Camera lùi: Camera lùi tơ thiết bị hổ trợ quan trọng việc bảo đảm an toàn cho xe lùi xe; đăc biệt đưa xe vào vị trí tránh xảy va quệt, trầy xước hay hư hỏng xe va quẹt • Ăng ten & hình LCD: Ăng ten nhận tín hiệu GPS từ vệ tinh, sau định vị xác vị trí xe đồ cài đặt Hình ảnh giao thơng vị trí xe thể hình LCD Qua đó, lái xe dễ dàng xác định vị trí xe, tuyến đường gần đó; giúp cho lái xe thuận lợi việc xác định vị trí cách di chuyển để đến địa điểm cần đến • Chìa khóa thơng minh: Chìa khóa thơng minh giúp người lái xe loại nhiều phiền phức thao tác với chìa khóa tơ Khơng dừng lại việc tự động mở / đóng cửa xe, tự động khởi động / tắt máy xe, chìa khóa thơng minh cịn tích hợp thêm nhiều tính điều chỉnh vị trí ghế ngồi, tự động điều chỉnh nhiệt độ điều hòa, cảnh báo trộm, cảnh báo tốc độ… • Hệ thống hỗ trợ lực phanh khẩn cấp (Brake Assist – BA) -2- PBL4: Thiết kế hệ thống giao thông thông minh Trong nhiều trường hợp lái xe gặp tình bất ngờ cần phải phanh gấp, người lái thường hoảng sợ, đạp phanh thật nhanh chưa đủ, bạn thiếu lực đạp phanh Một yếu tố lực đạp phanh thường có xu hướng giảm sau thời điểm nhấn phanh Lực phanh không đủ dẫn đến việc xe dừng điểm tai nạn điều hồn tồn xảy Với Hệ thống BA, có tình bất ngờ xảy ra, cảm biến phát động thái bất thường bàn đạp phanh, lúc này, điều khiển trung tâm kích hoạt van điện cấp khí nén vào khếch đại lực phanh, giúp xe dừng lại kịp thời Thậm chí, số dịng cao cấp cịn ghi nhớ thói quen sử dụng phanh người lái, để nhanh chóng phát tình khẩn cấp • Hệ thống phân phối lực phanh điện tử EBD Hệ thống phanh điện tử EBD làm việc dựa tín hiệu vào ABS cảm biến tốc độ bánh xe, cảm biến giảm tốc,cảm biến gia tốc ngang,…và chức xử lý ECU.Để nhận biết trường hợp phanh khẩn cấp, cảm biến áp suất dầu xy lanh phanh lắp thêm chấp hành thủy lực Cảm biến nhận biết trường hợp phanh gấp thông qua gia tăng áp suất dầu Trên -3- PBL4: Thiết kế hệ thống giao thông thông minh vài kiểu xe châu Âu, cảm biến gia tốc gắn bầu trợ lực chân không, đo gia tốc cần đẩy xy lanh phanh để nhận biết trường hợp phanh gấp thay cho cảm biến áp suất dầu EBD có vai trị khơng ABS việc trợ giúp q trình phanh.Nó hoạt động hồn tồn tự động khơng cần tài xế kích hoạt Giống tên gọi, EBD phân bổ lực phanh tới bánh để đảm bảo xe dừng cách cân Sự kết hợp hai cơng nghệ ABS EBD giúp q trình phanh tối ưu Với xe không trang bị EBD, có tình mà lực phanh lệch hẳn bên khiến xe bị lệch, chí gây trượt bánh Nếu có EBD, máy tính trung tâm tự động tính tốn phân bổ lực phanh dựa theo thông số tốc độ, tải trọng xe, độ bám đường EBD giúp lái xe an toàn Ngày nay, phanh điện tử EBD trở thành cơng nghệ phổ biến xe Tuy nhiên, dịng thể thao đa dụng SUV loại hưởng lợi nhiều từ công nghệ Nguyên nhân SUV thường có gầm cao, trọng tải lớn nên dễ bị trượt bánh khơng có EBD EBD có hai chế độ Hold Mode Dump Mode dành cho người sử dụng -4- PBL4: Thiết kế hệ thống giao thơng thơng minh • Hệ thống phanh tự động (Auto Emergency Brake – AEB) Hệ thống phanh tự động khẩn cấp AEB (Autonomous Emergency Braking) công nghệ an tồn xe tơ có khả ngăn chặn vụ tai nạn đến từ phía sau hay giảm thiểu tốc độ xảy va chạm • Hệ thống cân điện tử (Electronic Stability Program – ESP) Hệ thống tác động vào bánh trường hợp tài xế đánh lái bất ngờ, tránh tượng lái dẫn đến lật xe Cụ thể, tài xế đánh lái gấp để vào cua, tránh chướng ngại vật tốc độ cao, xe tự động phanh bánh để đảm bảo xe khơng bị lái Tăng tính ổn định giảm thiểu khả xảy tai nạn tình xe lưu hành -5- PBL4: Thiết kế hệ thống giao thơng thơng minh • Hệ thống chống trượt Hệ thống chống trượt hay hệ thống kiểm soát lực kéo, hệ thống chống trượt tăng tốc có tác dụng ngăn chặn tình trạng xe bị kiểm soát, văng xe ma sát với mặt đường tăng tốc đột ngột, giúp xe giữ tính ổn định, điều chỉnh xe hướng điều kiện mặt đường trơn trượt, vào cua Có thể nói hệ thống cân điện tử ESP giúp ổn định xe tốc độ cao hệ thống chống trượt giúp ổn định xe tăng tốc, mặt đường trơn trượt tốc độ thấp -6- PBL4: Thiết kế hệ thống giao thơng thơng minh • Hệ thống hỗ trợ đỗ xe tự động (Active Parking Assist – System) Hệ thống hỗ trợ đỗ xe tự động giúp lái xe hoàn thành việc đỗ xe nhanh mà không cần phải chạm tay vào vô-lăng Hơn nữa, số dòng xe hỗ trợ người lái lấy xe khỏi nơi vừa đậu vào, hạn chế va quẹt tai nạn đỗ xe Khi nhấn nút kích hoạt, hệ thống tự động dị tìm chỗ trống thơng qua cảm biến báo cho người lái, sau bác tài cần vào số đạp phanh theo lệnh xe cịn việc tính tốn đánh lái cho tối ưu nhanh điều khiễn hoàn toàn tự động • Hệ thống cảnh báo chệch đường (Lane Departure Warning System – LDWS) Hệ thống cảnh báo chuyển đường xe ô tô giúp báo hiệu cho người lái trường hợp xe bị chệch khỏi đường di chuyển âm thanh, rung vôlăng -7- PBL4: Thiết kế hệ thống giao thông thông minh Hệ thống cảnh báo chuyển chế thiết kế để cảnh báo người lái xe xe bắt đầu di chuyển khỏi đường chạy mà khơng có tín hiệu đèn báo rẽ Hệ thống thiết kế để giảm thiểu tai nạn cách giải nguyên nhân gây tai nạn: tài xế ngủ gật phân tâm lái xe dẫn đến xe chuyển đột ngột • Đèn pha thích ứng thơng minh (Adaptive Headlights) Bằng cách sử dụng nhiều khối đèn LED hay Laser mở tắt độc lập, kết hợp với hệ thống camera để phát nguồn sáng trước xe, qua đó, hệ thống điều khiển, tắt khối sáng gây ảnh hưởng cho xe đối diện Nhờ công nghệ này, lái xe sử dụng đèn pha liên tục, cải thiện đáng kể tầm quan sát, mà khơng lo ảnh hưởng đến xe phía trước • Camera 360 Camera 360 hệ thống giúp ghi hình toàn cảnh xung quanh xe, cho phép bạn quan sát hình ảnh góc khuất, điểm mù mà mắt thường khơng thể nhìn thấy thơng qua gương chiếu hậu (khác với hệ thống cảnh báo điểm mù cảnh báo phát phương tiện vùng mù) -8- PBL4: Thiết kế hệ thống giao thông thông minh • Hệ thống kết nối điện thoại thơng minh Việc tích hợp điện thoại tơ khơng phải mẻ, tính tiếp cận người tiêu dùng ngày gần tiêu chuẩn mẫu xe chức kết nối điện thoại thơng minh dần hồn thiện xuất tính vơ thơng minh Apple Carplay Android Auto Với hệ thống người dùng kết nối với điện thoại sử dụng hệ điều hành Android hay IOS, cho phép đọc nhắn tin, gọi điện, đọc mail… ngày hình cảm ứng xe mà khơng cần phải móc điện thoại -9- PBL4: Thiết kế hệ thống giao thơng thơng minh • Hệ thống cảnh báo điểm mù (Blind Spot Warning) Hệ thống giám sát điểm mù gồm phát sóng điện từ gắn gương chiếu hậu, quanh thân xe cản sau có nhiệm vụ phát sóng điện từ xe di chuyển Ngồi ra, có thêm camera đặt hai gương chiếu hậu Khi xe phía sau bên hông tiến sát đến xe bạn phát sóng điện từ nhận gửi tín hiệu điều khiển Hệ thống cảnh báo bạn cách phát âm thanh, vô lăng rung lên hình ảnh thị lên hình trung tâm cho dễ quan sát • Hệ thống kiểm sốt hành trình (Cruise Control) Hệ thống điều khiển hành trình Cruise Control cơng nghệ hỗ trợ người lái Khi kích hoạt, thơng qua nút điều khiển tay, hệ thống trì tốc độ mong muốn mà khơng cần người lái phải tác động lực vào chân ga -10- PBL4: Thiết kế hệ thống giao thơng thơng minh Hình c1): Cấu tạo cảm biến tốc độ d) Cảm biến giảm tốc: - Cảm biến giảm tốc cảm nhận mức giảm tốc xe truyền tín hiệu đến ECU điều khiển trượt ECU đánh giá xác điều kiện mặt đường tín hiệu thực biện pháp điều khiển thích hợp.Cảm biến tốc độ thường sử dụng nhiều xe 4WD bánh xe bị hãm cứng bánh xe khác có xu hướng hãm cứng theo, tất bánh nối với hệ thống truyền lực nên có tốc độ ảnh hưởng lẫn Trên xe có loại: cảm biến giảm tốc đặt dọc cảm biến giảm tốc đặt ngang Cảm biến giảm tốc bao gồm hai cặp đèn LED Transistor quang, đĩa xẻ rảnh mạch biến đổi tín hiệu Hình d): Cấu tạo cảm biến giảm tốc Khi thực trình phanh gấp, tốc độ bánh xe hạ thấp đột ngột, theo quán tính thân xe bị chúi phía trước làm cho đĩa cảm biến bị lắc theo chiều dọc / ngang thân xe, dao động mạnh đĩa che ánh sáng từ -84- PBL4: Thiết kế hệ thống giao thông thông minh LED đến transistor quang làm transistor quang đóng/mở, lúc cảm biến giảm tốc chia làm mức gửi tín hiệu ECU Hình d1): Các chế độ hoạt động cảm biến giảm tốc e) Cảm biến gia tốc ngang: - Cảm biến gia tốc ngang trang bị vài kiểu xe, giúp tăng khả ứng xử xe phanh lúc quay vòng, có tác dụng làm chậm q trình tăng moment xoay xe Trong q trình quay vịng, bánh xe phía có xu hướng nhấc lên khỏi mặt đất lực ly tâm yếu tố góc đặt bánh xe Ngược lại, bánh xe bên ngồi bị tì mạnh xuống mặt đường, đặc biệt bánh xe phía trước bên ngồi Vì vậy, bánh xe phía có xu hướng bó cứng dễ dàng so với bánh xe Cảm biến gia tốc ngang có nhiệm vụ xác định gia tốc ngang xe quay vịng gởi tín hiệu ECU Trong trường hợp này, cảm biến kiểu phototransistor giống cảm biến giảm tốc gắn theo trục ngang xe hay cảm biến kiểu bán dẫn sử dụng để đo gia tốc ngang Ngoài ra, cảm biến kiểu bán dẫn sử dụng để đo giảm tốc, đo gia tốc ngang gia tốc dọc f) Đồng hồ táp-lô: - Đèn cảnh báo ABS / đèn phanh chống trượt bật sáng bắt đầu nhấp nháy có cố xảy với hệ thống phanh ABS Mô-đun điều khiển -85- PBL4: Thiết kế hệ thống giao thông thông minh ABS liên tục tự kiểm tra chẩn đốn Nếu phát vấn đề, tắt hệ thống Có thể có cố với cảm biến tốc độ bánh xe, Cảm biến vi sai ABS, rơ le nguồn cho mơ-đun / bơm ABS cho biết mức chất lỏng thấp bình chứa chất lỏng ABS Nếu đèn khác bật sáng với đèn phanh ABS, có vấn đề nghiêm trọng với hệ thống phanh, chẳng hạn cố thủy lực dầu phanh nghiêm trọng / áp suất Nếu điều xảy ra, xe khơng an tồn lái Hình f): Đèn cảnh báo ABS g) Công tắc đèn phanh: - Công tắc phát bàn đạp phanh đạp xuống truyền tín hiệu đến ECU điều khiển trượt ABS sử dụng tính hiệu cơng tắc đèn phanh Tuy nhiên dù khơng có tín hiệu cơng tắc đèn phanh cơng tắc đèn phanh bị hỏng, việc điều khiển ABS thực lốp bị bó cứng Trong trường hợp này, việc điều khiển bắt đầu hệ số trượt trở nên cao (các bánh xe có xu hướng khóa cứng) so với cơng tắc đèn phanh hoạt động bình thường -86- PBL4: Thiết kế hệ thống giao thông thông minh 5.2.3 Nguyên lí hoạt động hệ thống phanh ABS Hệ thống phanh ABS bố trí cho dẫn động phanh thủy lực dẫn động phanh khí nén Hình 9: Sơ đồ đơn giản mạch điều khiển phanh ABS ABS hệ thống phanh thủy lực hệ thống tự điều chỉnh áp suất dầu đưa vào xilanh bánh xe cho phù hợp với chế độ lăn bánh xe nhằm loại trừ khả trượt lết bánh xe phanh Một mạch điều khiển phanh ABS cho bánh xe bao gồm: xy lanh (2), xy lanh bánh xe (3), cấu phanh ( giống mạch bố trí phanh thơng thường), bố trí thêm: điều khiển điện tử ECU (4), cảm biến tốc độ góc bánh xe (5), chấp hành thủy lực (3) điều chỉnh áp lực dầu phanh Cảm biến tốc độ bánh xe (5) có chức xác định tốc độ quay bánh xe, làm việc đếm số vịng quay, tín hiệu cảm biến tốc độ đưa điều khiển điện tử (ECU-ABS) Bộ điều khiển điện tử (4) làm việc máy tính nhỏ theo chương trình đặt sẵn Tín hiệu điều khiển van điện tử phụ thuộc vào tín hiệu cảm biến, chương trình vi xử lý, xác định chế độ làm việc bánh xe (theo độ trượt), đưa tín hiệu điều khiển van điều khiển, thiết lập chế độ điều chỉnh áp suất dầu phanh bánh xe -87- PBL4: Thiết kế hệ thống giao thông thông minh Bộ chấp hành thủy lực (1) có nhiệm vụ tạo nên đóng, mở đường dầu từ xy lanh đến xy lanh bánh xe tùy thuộc vào tín hiệu điều khiển ECU-ABS Cấu trúc van điều chỉnh áp suất van trượt thủy lực điều khiển điện tử Sự thay đổi áp suất xy lanh bánh xe tạo nên thay đổi mômen phanh bánh xe tiến hành phanh hay nhả phanh Trên hình 4.14 minh họa quy luật điều khiển áp suất phanh chu kỳ biến thiên áp suất xy-lanh (phanh dầu) bầu phanh (phanh khí nén) có điều khiển ABS; theo giai đoạn trì áp suất max kéo dài nửa chu kỳ, giai đoạn giảm áp suất ¼ chu kỳ giai đoạn tăng áp suất chiếm ¼ chu kỳ Áp suất dầu phanh p* 10 [N/m2] ABS(Pmin,Pmax) 20.000 18.000 16.000 14.000 12.000 10.000 8.000 6.000 4.000 2.000 0.000 0.05 0.1 0.15 0.2 thời gian t(s) Hình 4.14 Biến thiên áp suất phanh dầu Trên sở đặc tính biến thiên áp suất cấp cho xy-lanh phanh theo chu kỳ điều khiển đóng mở van điện từ hệ thống phanh ABS, diễn biến áp suất phanh trình phanh dầu tơ có điều khiển ABS (theo quy luật điều khiển áp suất hình 4.14a) minh họa hình 4.15 -88- PBL4: Thiết kế hệ thống giao thơng thơng minh Hình 4.15: Diễn biến áp suất phanh điều khiển ABS hệ thống phanh dầu Theo đó, giai đoạn bắt đầu phanh áp suất tăng từ zero đến giá trị pmax thiết kế trì giá trị max (nhờ đóng van cấp van xả đóng) mở van xả ABS để giảm áp suất phát có hãm cứng bánh xe Theo diễn biến áp suất tăng từ zero đến pmax xác lập phương trình: 𝑝(𝑡) = 𝑝𝑚𝑎𝑥 𝑡 − 𝑡𝑛 (1 + 𝑐𝑜𝑠 (𝜋 )) 𝑘ℎ𝑖 ≤ 𝑡 ≤ 𝑡𝑛 𝑡𝑛 Trong t thời gian thực, tn thời gian ứng với giai đoạn tăng áp suất phanh từ zero lên pmax -89- PBL4: Thiết kế hệ thống giao thơng thơng minh Hình 4.16: Diễn biến tốc độ quãng đường phanh theo thời gian 5.3 Điều khiển phanh tự động AEB hệ thống phanh dầu tơ Hệ thống phanh dầu có điều khiển điện tử chống hãm cứng bánh xe ABS thực phanh hiệu xe lái xe chủ động thực đạp chân lên bàn đạp phanh Nếu lực phanh vượt khả bám lốp với mặt đường làm cho bánh xe có xu hướng trượt tồn tồn hệ thống ABS làm việc để chống trượt lết cho bánh xe nhằm bảm đảm an tồn cho tơ phanh khẩn cấp Tuy nhiên hệ thống phanh dầu điều khiển điện tử kiểu ABS khơng thể tự động thực q trình phanh có sẵn bơm tạo áp suất cần thiết cho trình phanh; lái xe khơng đạp lên bàn đạp phanh, bơm dầu làm việc để tự phanh dầu cao áp bơm tạo theo xy lanh tràn bình chứa thơng qua lỗ thơng (xem hình xy lanh 2.14), làm sục dầu bình chứa dầu phanh khơng tạo áp suất cao cần thiết cho trình phanh thực việc phanh tự động -90- PBL4: Thiết kế hệ thống giao thơng thơng minh Hình 2.14: Kết cấu xy lanh kiểu kép hệ thống phanh dầu Chu thích hình 2.14: 1- Piston thứ hai xy lanh kép; 2- Lỗ thông dầu xy lanh bình chứa dầu; 3- Piston thứ xy lanh kép; 4- Vịng chặn hạn chế vị trí piston thứ nhất; 5- Chốt chặn hạn chế vị trí piston thứ hai; 6- Cụm van ngược bảo vệ áp suất dư đường ống hệ thống phanh dầu Vì để hệ thống phanh thực nhiện phanh tự động mà không cần can thiệp lái xe phải có thêm van để ngăn dầu cao áp từ bơm bình chứa, phải lấy lượng dầu cần thiết từ bình chứa để bơm cung cấp dầu cao áp cho xy lanh phanh cấu phanh (xem hình 2.15) -91- PBL4: Thiết kế hệ thống giao thông thông minh Hình 2.15: Sơ đồ minh họa mạch phanh tự động Chu thích hình 2.15: 1- Bàn đạp phanh; 2- Bầu trợ lực phanh; 3- Xy lanh bình chưa dầu; 4- Bình ổn áp; 5- Xylanh phanh trước; 6- Xylanh phanh sau ; IVInput valve (Van nạp); OV- Output valve (Van xả); AC- Acculator (Bình tích áp); PE- Pump Electric (Bơm điện); CV- Changed Valve (Van chuyển đổi ngăn dầu xy lanh phanh tự động); HV- Hydraulic Valve (Van chuyển dầu); LVLimit Valve (Van điều chỉnh hạn chế áp suất làm việc) Việc hình thành công nghệ hệ thống phanh tự động AEB dựa tảng công nghệ kỹ sư thiết kế hệ thống phanh tích hợp ABS/TCS tự động phanh để chống trượt quay cho bánh xe chủ động chúng gặp hệ số bám thấp, làm cho lực bám nhỏ lực kéo bánh xe chủ động [1] Theo kí hiệu TCS tự viết tắc cụm từ Traction Control System (tạm dịch hệ thống kiểm sốt lực kéo) nhằm mục đích cho phép hệ thống phanh thực phanh tự động mà không cần can thiệp lái xe để chống trượt quay bánh xe chủ động khởi hành xe -92- PBL4: Thiết kế hệ thống giao thông thông minh xe qua vùng có hệ số bám đường lốp bánh xe thấp, bám được; tức lực bám nhỏ lực kéo bánh xe chủ động Khi công nghệ ô tô tự lái phát triển, hệ thống phanh tích hợp ABS/TCS phát triển ứng dụng để thực phanh tự động cho ô tô trường hợp cần phanh khẩn cấp AEB (Automated Emergency Brake); vậy, hệ thống phanh AEB phát triển để thực phanh tự động cục với lực phanh nhỏ nhằm trì tốc độ xe kiểm soát khoảng cách so với xe trước; trường hợp dừng trước tín hiệu đèn đỏ giao thơng cho ô tô tự lái [4-5] 3.4 Điều chỉnh phân bố lực phanh điện tử EBD Đối với hệt hống điều chỉnh phân bố lại lực phanh cho cầu trước cầu sau khơng cịn sử dụng điều chỉnh lực phanh khí trên, mà hệ thống tự động điều chỉnh áp suất dòng phanh sau nhờ hệ thống ABS [20] cho đặc tính điều chỉnh tiệm cận theo đặc tính lý thuyết minh họa hình 3.11 Hình 3.4: Minh họa đặc tính điều chỉnh lực phanh điện tử EBD Chú thích hình 3.4: 1- Đặc tính lực phanh lý tưởng với tải bất kỳ; 2- Đặc tính điều chỉnh lực phanh dự kiến thiết kế theo khí ; 3- Đặc tính điều chỉnh lực phanh điện -93- PBL4: Thiết kế hệ thống giao thông thông minh tử EBD ; 4- Tăng lực phanh bánh xe sau so với đặc tính điều chỉnh thiết kế dự kiến; 5- Đặc tính lực phanh lý tưởng với tải dầy; D- Điểm bắt đầu điều chỉnh phân bố lại áp suất phanh cho cầu sau nhờ hệ thống ABS với tải Hệ thống phanh thiết kế theo cách mà khơng cịn van điều chỉnh áp suất học truyền thống (tức khơng cịn đường điều chỉnh (2)) ; đường cong phân phối lực phanh bắt đầu điểm giao (điểm D) với đường cong phân phối lực phanh lý tưởng (ví dụ đường cong hình 3.11) Việc điều chỉnh phân bố lực phanh diễn biến liên tục theo cường độ phanh bánh xe cầu trước; nghĩa điểm bắt đầu điểm chỉnh thay đổi theo quan hệ mức độ trượt bánh xe sau so với bánh xe trước (đường phân bố lực phanh điện tử EBD) ECU liên tục tính tốn khác biệt trượt bánh trước bánh sau tất tình lái xe Nếu tỷ lệ trượt bánh trước bánh sau vượt ngưỡng xử lý ổn định xác định phanh, van đầu vào áp suất ABS cho bánh sau thích hợp đóng lại để ngăn chặn gia tăng thêm áp suất phanh bánh xe sau Nếu người lái xe sau tiếp tục tăng lực áp dụng cho bàn đạp phanh, áp suất phanh, mức độ trượt bánh trước tăng lên Sự khác biệt trượt bánh trước bánh sau giảm dần van đầu vào áp suất mở lại để áp suất bánh sau tăng lên lần Q trình sau lặp lại số lần tùy thuộc vào lực bàn đạp phanh thao tác thực Đối với chức phân phối lực phanh điện tử (EBD), có van phanh sau hệ thống ABS kích hoạt, động bơm cho dịng sau làm việc với van ABS để điều chỉnh áp suất phanh dòng sau cho hiệu phanh cao với tham vọng đạt gia tốc phanh chậm dần trung bình khoảng 0,83g -94- PBL4: Thiết kế hệ thống giao thông thông minh 3.4.1 Sơ đồ nguyên lý làm việc van điều chỉnh áp suất loại Dầu có áp suất cao p1 từ xy lanh (4) để vào khoang có cần piston chiếm chỗ: lúc van mở thông khoang cần piston với buồng đinh piston (1), dầu cao áp lên buồng để đến dòng phanh cầu sau (3) Khi áp suất tăng đến giá trị điều chỉnh, đủ để tác dụng lên đỉnh piston làm dịch chuyển đóng van lại, ngăn hai khoang cách biệt với hai vùng áp suất p1 p2 khác (p2 < p1 phía cần piston có diện tích hiệu dụng nhỏ hơn) Áp suất đỉnh piston p2 tiếp tục tăng tuyến tính theo áp suất cần piston p1 theo tỷ lệ diện tích hiệu dụng hai phía piston 1-Piston van điều chỉnh; 2-Lò lo điều chỉnh tải; 3- Dòng điều chỉnh cầu sau; 4- Dịng từ xy lanh chính; 5- Liên kết cầu sau; 6-Cầu sau; 7-Cam điều chỉnh lực ép F 1b- Phớt làm kín cần piston; 3b- Van hồi dầu từ cầu sau; F- Lực ép từ lò xo nén; D- Đường kính hiệu dụng piston; d- Đường kính cần ; -95- PBL4: Thiết kế hệ thống giao thông thông minh Ở trạng thái cân bằng, lực áp suất dầu p2 tác dụng lên đỉnh piston (1) cân với lực tác dụng mặt áp suất p có chiếm chỗ cần piston với đường kính d (xem hình 3.4 3.5) theo phương trình sau: 𝑝2 Suy ra: 𝜋.D2 = 𝑝1 𝜋.(𝐷2 −𝑑 ) +𝐹 𝑑 (3.9) 𝑝2 = (1 − ( ) ) 𝑝1 + 𝐹 𝐷 𝜋.D (3.10) Trong đó: D đường kính hiệu dụng đỉnh piston (1); d đường kính cần piston; cịn F lực nén từ lị xo (có giá trị tỷ lệ với tải tác dụng cầu sau; đồng thời có mở van thơi phanh) Khi phanh, áp suất p1 giảm nhanh, áp suất p2 từ cầu sau (3) trở qua van hồi dầu (3b); áp suất đỉnh piston (1) giảm, với lực đàn hổi F tách đế van piston (1) khỏi đế thân van, giúp cho áp suất p dòng sau giảm nhanh bình chứa Đồ thị diễn biến áp suất chưa điều chỉnh Đồ thị diễn biến áp suất điều chỉnh 12000000 10000000 20000000 Áp suất dòng sau p2 [N/m^2] Áp suất dòng sau p2 [N/m^2] 25000000 15000000 10000000 5000000 8000000 6000000 4000000 2000000 0 10000000 20000000 Áp suất dòng trước p1 [N/m^2] 5000000 10000000 15000000 20000000 Áp suất dòng trước p1 [N/m^2] -96- PBL4: Thiết kế hệ thống giao thơng thơng minh Đặc tính điều chỉnh áp suất phanh điện tử EBD Áp suất phanh p [ MN/m^2] 20.000 18.000 16.000 Áp suất phanh dòng trước Áp suất phanh điều chỉnh 14.000 12.000 10.000 8.000 6.000 4.000 2.000 0.000 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 Thời gian thực phanh (s) Hình 3.5: Minh họa đặc tính điều chỉnh áp suất phanh điện tử EBD Trên Hình 3.5 ví dụ minh họa tính tốn mơ diễn biến áp suất dịng phanh trước (đường trơn liền nét) áp suất dòng phanh sau (đường bậc thang) theo thời gian phanh thực So với khơng có điều chỉnh (phanh dịng phanh sau áp suất với dòng phanh trước – theo đường trơn liền nét), đường đặc tính lực phanh cầu sau nâng cao tiệm cận với đường đặc tính phanh lý thuyết Hệ nâng cao lực phanh tổng cao so với không điều chỉnh, gia tốc phanh trung bình trình phanh nâng cao, thời gian phanh -97- PBL4: Thiết kế hệ thống giao thông thông minh TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] LÊ VĂN TỤY, Hướng dẫn tính tốn thiết kế hệ thống tơ, Giáo trình mạng nội Khoa Cơ Khí Giao Thơng –Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng [2] NGUYỄN HỒNG VIỆT, Kết cấu tính tốn thiết kế tơ, Giáo trình mạng nội Khoa Cơ Khí Giao Thơng –Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng [3] NGUYỄN HỮU CẨN, Lý thuyết ô tô máy kéo, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội -2005 -98- ... hiệu đến hệ thống chấp hành ô tô, nơi có nhiệm vụ thực lái xe tự động phận tăng / giảm ga, hệ thống phanh hệ thống lái -14- PBL4: Thiết kế hệ thống giao thông thông minh Để thực hệ thống đó,... loạt hệ thống sau: (1 ) Hệ thống điều khiển bướm ga (Position Throtle Control); (2 ) Hệ thống điều khiển lái (Steering System); (3 ) Hệ thống điều khiển phanh (Braking System); Ngoài ra, lái xe thơng... cao, xe tự động phanh bánh để đảm bảo xe khơng bị lái Tăng tính ổn định giảm thiểu khả xảy tai nạn tình xe lưu hành -5- PBL4: Thiết kế hệ thống giao thông thông minh • Hệ thống chống trượt Hệ thống