TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN ĐIỀU KHIỂNGƯƠNG CHIẾU HẬU TRÊN XE TOYOTA VIOS 20191.1 Công dụngGương chiếu cạnh được lắp ở bên ngoài giúp người lái quan sát nhưngphương tiện giao thông khác ở
Công dụng
Gương chiếu cạnh được lắp ở bên ngoài giúp người lái quan sát nhưng phương tiện giao thông khác ở phía sau và hai bên của xe khi nhìn qua gương chiếu hậu Từ đó giảm thiểu tai nạn giao thông khi người lái muốn chuyển hướng hoặc khi muốn vượt phương tiện khác.
Gương chiếu hậu giúp người lái quan sát được bánh xe phía sau khi lùi mà không phải quay đầu lại.
Phân loại
Theo TCVN-6769: 2001
Ta có thể phân loại gương chiếu hậu thành 5 loại: [1]
Loại I: là loại gương được lắp bên trong của phương tiện có tầm nhìn được thể hiện như dưới hình vẽ sau:
Hình 1: Tầm nhìn của gương lắp trong loại I
Tầm nhìn của gương sao cho người lái có thể quan sát được phần đường nằm ngang, phẳng có chiều rộng là 20m ở giữa đường dọc theo mặt phẳng trung tuyến dọc phương tiện bắt đầu từ khoảng cách 60m phía sau điểm quan sát của người lái (hình 1) Tầm nhìn có thể bị giảm xuống do sự cản trở của đệm tựa đầu và các cơ cấu khác như chắn nắng, gạt mưa của kính sau, bộ phận sấy kính, đèn phanh trên cao với loại phương tiện S3, nhưng tất cả các chi tiết này cũng không được che khuất lớn hơn 15% tầm nhìn khi được chiếu lên mặt phẳng thẳng đứng vuông góc với mặt phẳng trung tuyến dọc phương tiện Mức độ cản trở này được đo khi đệm tựa đầu ở vị trí thấp nhất và tấm chắn nắng được gấp lại.
Loại II và III: là loại gương chiếu hậu lắp ngoài “chính”, có tầm nhìn được biểu diễn như hình 2 dưới đây:
Gương lắp ngoài bên trái cho các phương tiện điều khiển đi bên phải đường giao thông và gương lắp ngoài bên phải cho các phương tiện điều khiển đi bên trái đường giao thông.
Tầm nhìn sao cho người lái có thể quan sát được phần đường nằm ngang, phẳng có chiều rộng là 2,5m mà giới hạn ở bên phải (đối với phương tiện đi bên phải) hay bên trái (đối với những phương tiện đi bên trái) bởi mặt phẳng song song với mặt phẳng trung tuyến theo chiều dọc phương tiện đi qua điểm ngoài cùng ở bên trái phương tiện (đối với phương tiện đi bên phải) hay bên phải phương tiện (đối với
Hình 2: Tầm nhìn của gương chiếu hậu loại II và III phương tiện đi bên trái) và bắt đầu từ khoảng cách 10m phía sau điểm quan sát của người lái (hình 2).
Gương lắp ngoài bên phải đối với những phương tiện đi bên phải và lắp bên trái đối với những phương tiện đi bên trái.
Loại IV : là loại gương chiếu hậu lắp ngoài góc rộng , tầm nhìn được mô tả như hình 3 dưới đây :
Hình 3: Tầm nhìn của gương loại IV
Tầm nhìn sao cho người lái có thể quan sát được phần đường nằm ngang, phẳng rộng 12,5 m được giới hạn ở bên trái (đối với phương tiện đi bên phải) hay ở bên phải (đối với phương tiện đi bên trái) bởi mặt phẳng song song với mặt phẳng trung tuyến theo chiều dọc phương tiện và đi qua điểm ngoài cùng ở bên phải phương tiện (đối với trường hợp phương tiện đi bên phải) hay ở bên trái phương tiện (đối với phương tiện đi bên trái) và bắt đầu từ khoảng cách ít nhất 15m-25m sau điểm quan sát của người lái.
Ngoài ra người lái phải nhìn thấy được đường với chiều rộng2,5m từ điểm 3m phía sau mặt phẳng thẳng đứng đi qua điểm quan sát của người lái (hình F.4)
Loại V : Gương chiếu hậu lắp ngoài nhìn gần, tầm nhìn được mô tả như hình 4 dưới đây :
Hình 4: Tầm quan sát của gương loại V
Tầm nhìn sao cho người lái có thể quan sát được phần đường nằm ngang, phẳng dọc theo bên cạnh phương tiện, giới hạn bởi các mặt phẳng thẳng đứng sau.
Mặt phẳng song song với mặt phẳng trung tuyến theo chiều dọc phương tiện đi qua điểm nhô ra 0,2m so với điểm ngoài cùng ở bên phải buộng lái của phương tiện (đối với phương tiện đi bên phải) hay ở bên trái(đối với phương tiện đi bên trái), chiều rộng toàn bộ của buồng lái phương tiện được đo trong mặt phẳng thẳng đứng cắt ngang điểm quan sát của người lái.
Theo vị trí lắp đặt
Gương chiếu hậu lắp trên kính chắn gió: [2] Đây là loại gương chiếu hậu kiểu cũ tuy nhiên vẫn được sử dụng và rất cần thiết đối với lái xe có thể giúp lái xe quan sát trong khoang xe phía sau và giúp quan sát điều khiển xe được tốt hơn khi thực hiện lùi xe tránh va vào vật cản phía sau khó quan sát trong điểm mù.
Gương chiếu hậu hai bên thân xe (gương chiếu hậu ngoài):
Hình 5: Gương chiếu hậu trên kính chắn gió
Hình 6: Gương chiếu hậu trên thân xe
Khi giao thông trên đường ngày càng trở nên đông đúc, người lái xe bắt đầu thấy được sự bất tiện của gương chiếu hậu kiểu cũ Có rất nhiều điểm ở phía sau không nhìn thấy được, nhất là ở hai bên, khi gương được lắp ở trong xe Bên cạnh đó, gương chiếu hậu lắp trên kính chắn gió thường xuyên bị mất tác dụng bới người ngồi sau hay khi xe chở hàng hóa Vì thế, các nhà sản xuất ôtô bắt đầu nghiên cứu chế tạo và ứng dụng loại gương chiếu hậu cho phép lái xe có tầm nhìn rộng hơn Loại gương chiếu hậu mới được ra đời có tên gọi Wingmirror (gương chiếu hậu hai bên thân xe) Gương chiếu hậu thân xe còn cho phép điều chỉnh linh hoạt để có được góc nhìn tốt nhất, phù hợp với chiều cao và vị trí của người lái.
Theo phương pháp điều khiển
Gương chiếu hậu điều khiển bằng tay:
Hiện nay gương chiếu hậu điều khiển bằng tay vẫn được sử dụng rất phổ biến và rộng dãi chủ yếu sử dụng trên các xe tải, xe bus, xe đầu kéo và một số xe con đời cũ.
Hình 7: Gương chiếu hậu điều khiển bằng tay
Gương chiếu hậu điều khiển điện:
Việc ứng dụng gương chiếu hậu lắp bên ngoài xe đem đến cho người lái tầm quan sát tốt hơn Tuy nhiên, trước kia, để điều chỉnh góc chiếu và gập gương lại khi đỗ xe, người lái đều phải thao tác bằng tay rất bất tiện Gương chiếu hậu điều khiển điện ra đời đã khắc phục nhược điểm đó Lái xe chỉ việc ngồi trong xe, điều khiển góc chiếu của gương và gập gương chỉ bằng một nút bấm Một mạch điện được nối từ nút bấm tới môtơ, điều khiển gương theo nhiều hướng khác nhau.
Theo chức năng
Khi lái xe vào ban đêm, một trong những yếu tố ảnh hưởng lớn đến độ an toàn là gương chiếu hậu bị chói khi có xe đi phía sau rọi đèn pha.
Gương chống chói chính là giải pháp nâng cao độ an toàn Khác với các loại gương chiếu hậu thông thường chỉ có một lớp kính, gương chống chói bao gồm hai lớp, trong đó lớp ngoài trong suốt và lớp bên trong được tráng chất phản xạ như các loại gương bình thường Giữa hai lớp kính này có một chất gien từ tính có thể đổi màu dưới tác động của xung điện Các cảm biến và bộ điều khiển trung tâm sẽ kiểm soát độ mờ và chống chói cho gương.
Hình 8: Gương chiếu hậu điều khiển điện
Gương chiếu hậu tích hợp màn hình:
Một thực tế cho thấy, dù rất hữu ích nhưng gương chiếu hậu vẫn tồn tại những điểm mù, tức là những điểm mà lái xe không thể nhìn thấy được qua gương Khi công nghệ phát triển, người ta ứng dụng các thiết bị camera gắn phía sau xe để khắc phục nhược điểm đó.
Hình 9: Gương chiếu hậu tích hợp màn hình
Gương chiếu hậu trong, ngoài nhiệm vụ truyền thống còn được tích hợp màn hình Tín hiệu hình ảnh sẽ được truyền trực tiếp lên màn hình trên gương chiếu hậu Ở một số loại xe, bạn chỉ cần gài số lùi, màn hình lập tức hiển thị lên gương chiếu hậu.
Gương chiếu hậu tích hợp công nghệ di động Bluetooth:
Không chỉ giúp cho các lái xe có thể quan sát xung quanh khi điều khiển xe ôtô mà gương chiếu hậu tích hợp công nghệ di động Bluetooth còn cho phép người lái dễ dàng đàm thoại điện thoại giúp an toàn hơn trong việc điều khiển xe Gương chiếu hậu tích hợp công nghệ di động bluetooth có đầy đủ những tính năng của chiếc điện thoại di động như hiển thị số điện thoại gọi đến, từ chối lịch sự cuộc gọi đến, báo số bằng giọng nói, nhạc chuông khi có điện thoại gọi đến Bộ đàm thoại kết nối Bluetooth gắn trên gương hỗ trợ tất cả các loại điện thoại di động có chức năng Bluetooth.
Hình 10: Gương chiếu hậu tích hợp bluetooth
Gương chiếu hậu tích hợp GPS:
Với hệ thống định vị toàn cầu (GPS) MirrorPilot gắn vào gương chiếu hậu, việc quan sát màn hình hiển thị thông tin dẫn đường sẽ thuận tiện hơn nhiều Thiết vị dẫn đường sử dụng hệ thống GPS tích hợp trên gương chiếu hậu sẽ cung cấp thông tin như khi lắp trên táp lô, đồng thời giúp mắt người lái không phải nhìn xuống mà vẫn nhìnđường phía trước Khoa học công nghệ càng phát triển, chiếc gương chiếu hậu không chỉ đơn thuần là chiếc gương chiếu hậu nữa.
Người ta tích hợp ngày càng nhiều các chức năng như la bàn, đồng hồ đo nhiệt độ, cảnh báo an toàn giao thông vào gương chiếu hậu Tất cả đều nhằm đem đến tiện ích, sự an toàn cũng như sự quan sát tốt nhất cho người lái Đó chính là nền tảng cho việc phát triển, tích hợp công nghệ trên gương xe sau này.
Yêu cầu
Về cơ bản, gương chiếu hậu lắp trên phương tiện giao thông đường bộ phải đáp ứng được các yêu cầu chính sau đây: [3]
Tất cả các gương chiếu hậu đều phải điều chỉnh được một cách dễ dàng quanh cán gương nhưng cũng không quá rung lắc, lỏng lẻo khi xe chuyển động.
Hình 11: Gương chiếu hậu tích hợp GPS
Phải đảm bảo bền khi bị chèn ép hoặc va chạm Khi bị vỡ thì các mảnh kính văng ra phải hạn chế tối đa việc gây sát thương cho người điều khiển phương tiện cũng như những người khác.
Bề mặt phản xạ của gương phải có hình dạng phẳng hoặc cầu lồi tuỳ theo các loại gương Diện tích cũng như dạng bề mặt của gương phải giúp cho người lái xe dễ dàng quan sát qua gương phía trước bánh xe, xung quanh xe, phía sau xe cũng như phía sau ở trong xe.
Mép biên của bề mặt phản xạ phải nằm trong vỏ bảo vệ (giá gương ) và trên toàn chu vi của mép vỏ đó phải có bán kính cong
"c" = 2,5 mm tại mọi điểm và theo mọi hướng Nếu bề mặt phản xạ nhô ra khỏi vỏ bảo vệ thì bán kính cong "c" của mép biên của phần nhô ra không được nhỏ hơn 2,5mm và phải di chuyển vào trong vỏ bảo vệ dưới 1 lực 50N tác dụng vào điểm ngoài cùng của phần nhô ra lớn nhất so với vỏ bảo vệ theo hướng ngang gần như là song song với mặt phẳng trung tuyến dọc của phương tiện.
Giá lắp gương trên phương tiện phải được thiết kế sao cho một hình trụ có bán kính 50 mm có trục quay ở chính tâm hoặc trục quay là tâm của chốt hoặc khớp quay đảm bảo cho gương chiếu hậu dịch chuyển theo hướng va chạm tới sát gần bề mặt lắp giá gương. Để đánh giá xem gương có đáp ứng được các yêu cầu nêu trên hay không, trong tiêu chuẩn kỹ thuật đều có các nội dung kiểm tra độ bền cũng như thị trường của gương Theo đó khi kiểm tra độ bền va đập và độ bền uốn gương không bị vỡ trong quá trình thử Tuy nhiên cho phép có chỗ vỡ của gương nếu thoả mãn một trong các điều kiện sau:
Gương được làm từ kính an toàn (là loại kính khi bị vỡ sẽ vỡ vụn theo định dạng trước của nhà sản xuất hoặc các mảnh vỡ vẫn bám dính vào lớp chất dẻo trong suốt PVB trung gian).
CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN GƯƠNG CHIẾU HẬU TRÊN XE TOYOTA VIOS
Cấu tạo
Gương điện được điều khiển bởi các mô tơ điều khiển đặt trong thân gương.
“Thông thường trong một chiếc gương được bố trí 2 mô tơ, 1 mô tơ có chức năng điều khiển xoay gương theo chiều lên xuống, chiếc còn lại có chức năng điều khiển gương xoay trái, phải Ngoài ra ở một số loại gương của các dòng xe hiện nay còn được bố trí lắp đặt mô tơ thứ 3 có chức năng gập gương.” [2]
Công tắc điều khiển gương:
+ Mô tơ dạng lỏi sắt là nam châm vĩnh cửu và có cấu tạo giống như môtơ của bộ nâng hạ kính.
+ Môtơ được lắp với vỏ của gương và phần đế gương để có thể chuyển động gập và mở gương được.
Công dụng: mở và gập gương theo ý muốn của người lái.
Motor điều khiển mặt gương:
Cấu tạo: Môtơ điều khiển 2 chiều bằng cách đổi chiều dòng điện.
Hình 15: Môtơ điều khiển mặt gương
Công dụng: điều khiển mặt gương lên xuống, sang trái sang phải theo ý muốn của người lái.
Sơ đồ mạch điện
Nguyên lý hoạt động
Từ dương nguồn cầu trì đi qua cụm công tắc D12 đến cụm Retractor switch qua dây LG chia làm 2 nhánhqua MF qua
2 motor qua BR qua dây Y rồi về mass.
(cụm reaction và return có 1 liên kết giúp đóng mở đồng thời)
Chiều dòng điện đi tương tự nhưng ta cấp trái nguồn nên công tắc sẽ đảo chiều quay.
Dương nguồn công tắc UPcông tắc LEFTmotor công tắc LEFT UP về mass.
Dương nguồncông tắc RIGHT DOWN qua motorcông tắc Left công tắc DOWN.
Gương bên trái quay bên trái:
Dương nguồn qua công tắc left qua công tắc left motor qua dây Wcông tắc left Up về mass.
Gương bên trái quay bên phải:
Dương nguồnRight Down qua motor MH qua công tắc Left qua Right về mass.
Dương nguồn công tắc UP qua công tắc RIGHT qua motor qua công tắc left UP về mass.
Dương nguồnRight Down qua motor MV qua công tắc RIGHT qua công tắc down về mass.
Gương Phải quay sang bên phải:
Dương nguồn công tắc RightDown theo đường dây dẫn P qua motor MH qua công tắc Right qua công tắc Right.
Gương bên phải quay sang bên trái:
Dương nguồn công tắc Left-công tắc Right qua motor MH qua đường dây P qua công tắc Left Up về mass.
MÔ PHỎNG HỆ THỐNG ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN GƯƠNG CHIẾU HẬU
Phần mềm mô phỏng
Cả nhóm quyết định mô phỏng hệ thống điện điều khiển gương chiếu hậu bằng phần mềm Proteus Professional 8.13 do:
+ Đây là phần mềm được sử dụng khá phổ biến trong việc mô phỏng các hệ thống mạch điện thực tế.
+ Dễ dàng sử dụng, có khả năng mô phỏng cấu tạo mạch và hoạt động của mạch khi sử dụng một cách trực quan.
+ Có thư viện hỗ trợ đầy đủ cho việc mô phỏng mạch điều khiển gương chiếu hậu.
Cấu tạo mô hình mô phỏng
Cấu tạo mô hình mô phỏng mạch điện điều khiển gương chiếu hậu như sau:
Hình 16: Cấu tạo mô hình mô phỏng hệ thống điều khiển gương chiếu hậu
Mạch mô phỏng hệ thống điện điều khiển gương chiếu hậu bằng công tắc.
Mô phỏng chế độ cụp/ mở gương tự động khi có tín hiệu mở/khóa cửa từ remote.
Quy trình chế tạo mô hình mô phỏng
Tìm và chọn các linh kiện của mạch hệ thống điều khiển gương chiếu hậu dựa vào sơ đồ mạch điều khiển gương chiếu hậu trên xe Vios ở chương 2 Cụ thể gồm các linh kiện sau:
+ Môtơ điện 1 chiều 12V (motor) (số lượng 6)
+ Các công tắc (switch) (số lượng 8)
+ Bộ điều khiển động cơ L298 (L298 motor driver)
+ Bộ giả lập tín hiệu logic (logicstate)
Hình 17: Các linh kiện cần sử dụng
Thiết kế linh kiện tham khảo trên xe Vios ở chương 2 như hình vẽ:
Hình 18: Vị trí lắp đặt các linh kiện, chi tiết
Nối dây theo sơ đồ mạch điện tham khảo:
Hình 19: Sơ đồ nối dây
Viết chương trình điều khiển chế độ tự động cho Arduino.
Hình 20: Viết chương trình cho Arduino
Soát lỗi và chạy thử mô phỏng mạch:
Bằng cách nhấn run stimulation ở góc trái màn hình phần mềm Proteus.
Hình 21: Chạy thử mô phỏng mạch trên Proteus
Lập trình hệ thống điều chỉnh gương chiếu hậu tự dộng
int tinhieu = 8; int in1 = 5; int in2 = 4; int in3 = 3; int in4 = 2; int remote; int lasttinhieu; void setup() { pinMode(in1, OUTPUT); pinMode(in2, OUTPUT); pinMode(in3, OUTPUT); pinMode(in4, OUTPUT); pinMode(tinhieu, INPUT);
} void loop() { remote = digitalRead(tinhieu); if (remote == HIGH) { tien(); delay(2000); dung(); delay(1000);
} else { lui(); delay(2000); dung(); delay(1000);
} void tien() { digitalWrite(in1, HIGH); digitalWrite(in2, LOW); digitalWrite(in3, HIGH); digitalWrite(in4, LOW);
} void lui() { digitalWrite(in1, LOW); digitalWrite(in2, HIGH); digitalWrite(in3, LOW); digitalWrite(in4, HIGH);
} void dung() { digitalWrite(in1, LOW); digitalWrite(in2, LOW); digitalWrite(in3, LOW); digitalWrite(in4, LOW);
Kiểm tra và sửa chữa hệ thống điện điều khiển gương chiếu hậu trên
Kiểm tra cụm công tắc gương bên ngoài
Hình 22: Kiểm tra công tắc gương bên ngoài
- Vị trí L của công tắc điều chỉnh Trái/Phải: Đo điện trở của công tắc gương.
- Điện trở tiêu chuẩn (cho phía bên trái): [2]
Nối dụng cụ đo Tình Trạng Công Tắc Điều kiện tiêu chuẩn
Bảng 4-1: Điện trở tiêu chuẩn (cho phía bên trái)
- Nếu kết quả không như tiêu chuẩn, thay cụm công tắc.
- Vị trí R của công tắc điều chỉnh Trái/Phải: Đo điện trở của công tắc gương.
- Điện trở tiêu chuẩn (cho phía bên phải): [2]
Nối dụng cụ đo Tình Trạng Công Tắc Điều kiện tiêu chuẩn
Bảng 4-2: Điện trở tiêu chuẩn (cho phía bên phải)
- Nếu kết quả không như tiêu chuẩn, thay cụm công tắc.
Kiểm tra cụm gương chiếu hậu bên ngoài bên trái
Hình 23: Kiểm tra cụm gương chiếu hậu ngoài bên trái
- Ngắt giắc nối của gương.
- Cấp điện áp ắc quy vào và kiểm tra hoạt động của gương.
- OK: Điều kiện đo Điều kiện tiêu chuẩn
Cực dương ắc quy (+) → Cực 5
(MV) Cực âm ắc quy (-) → Cực 3 (M+)
Cực dương ắc quy (+) → Cực 3
(M+) Cực âm ắc quy (-) → Cực 5 (MV)
Cực dương ắc quy (+) → Cực
1(MH) Cực âm ắc quy (-) → Cực 3 (M+)
Cực dương ắc quy (+) → Cực 3
(M+) Cực âm ắc quy (-) → Cực 1 (MH)
Bảng 4-3: Kiểm tra hoạt động của gương bên trái
- Nếu kết quả không như tiêu chuẩn, thay cụm gương.
Kiểm tra cụm gương chiếu hậu bên ngoài bên phải
Hình 24: Kiểm tra cụm gương chiếu hậu ngoài bên phải
- Ngắt giắc nối của gương.
- Cấp điện áp ắc quy vào và kiểm tra hoạt động của gương.
- OK: Điều kiện đo Điều kiện tiêu chuẩn
Cực dương ắc quy (+) → Cực 5 (MV)
Cực âm ắc quy (-) → Cực 3 (M+)
Cực dương ắc quy (+) → Cực 3 (M+)
Cực âm ắc quy (-) → Cực 5 (MV)
Cực dương ắc quy (+) → Cực 1(MH)
Cực âm ắc quy (-) → Cực 3 (M+)
Cực dương ắc quy (+) → Cực 3 (M+)
Cực âm ắc quy (-) → Cực 1 (MH)
Bảng 4-4: Kiểm tra hoạt động của gương bên phải
- Nếu kết quả không như tiêu chuẩn, thay cụm gương.
Các hư hỏng thường gặp
1 Gương bên trái không hoạt động
+ Mô tơ gương trái hư hỏng + Công tắc điều khiển gương trái hư hỏng
+ Các giắc nối tiếp xúc không tốt hoặc bị đứt
2 Gương bên phải không hoạt động
+ Mô tơ gương phải hư hỏng + Công tắc điều khiển gương phải hư hỏng
+ Các giắc nối tiếp xúc không tốt hoặc bị đứt
3 Hệ thống điều khiển gương không hoạt động
+ Cầu chì hư hỏng + Thiếu mát hay tiếp mát không tốt
+ Công tắc điều khiển gương chiếu hậu hư hỏng
+ Mô tơ điều khiển gương hư hỏng
4 Hệ thống điều khiển gương không cụp gương và mở gương được
+ Mô tơ cụp gương hư hỏng + Công tắc cụp mở gương hư hỏng
+ Cầu chì hư hỏng + Thiếu mát
Bảng 4-5: Các hư hỏng thường gặp