Bài tiểu luận hệ thống Điện và diều khiển tự Động trên oto phân tích một hệ thống an toàn chủ Động và an toàn bị Động trên oto

Hệ thống an toàn chủ động - Hệ théng chéng bo cimg phanh Anti-lock Braking System - ABS - Hệ thống cân bằng điện tử Electronic Stability Control - ESC - Hệ thống kiểm soát hành trình th

BO GIAO DUC VA DAO TAO TRUONG DAI HOC NAM CAN THO

4

NC

NAM CAN THO UNIVERSITY

BAI TIEU LUAN

HE THONG DIEN VA DIEU KHIEN TU DONG

TREN OTO

PHAN TICH MOT HE THONG AN TOAN CHU DONG VA

AN TOAN BI DONG TREN OTO

NGANH: CONG NGHE KY THUAT OTO

Gv hướng dẫn: Đoàn Nguyễn Uyên Minh

Giới thiệu các thành viên 1.Nguyễn Tấn Lộc 2 Đặng Tiểu Mỹ em

3.Nguyễn Thành Ngoan 4.Trần Phương Toại

I.Hệ thống an toàn chủ động trên xe oto

Đi cùng với những tiễn bộ về kỹ thuật, các hệ thống an toàn trên xe đang dần hoàn thiện và tối ưu hơn, giúp giảm thiểu các tai nạn và chắn thương đối với người tham gia giao thông Nhưng không phải ai cũng hiểu rõ tường tận về hệ thông an toàn này Trong hệ thống an toản được phân thành hai loại tỉnh năng:

Chủ động và bi động Đề dễ hiểu, tính năng an toàn chủ động giúp "phòng

cháy", ngược lại tỉnh năng an toàn bị động lại giúp "chữa cháy" Đây cũng là một trong những tiêu chỉ quan trọng để phân hạng xe và ảnh hưởng đến quyết định mua xe của người dùng bên cạnh các yếu tố như thiết kế, khả năng vận

hành hay giả tiền

Một số hệ thống an toàn đang được sử dụng trên ô tô

1.1 Hệ thống an toàn chủ động

- Hệ théng chéng bo cimg phanh (Anti-lock Braking System - ABS)

- Hệ thống cân bằng điện tử (Electronic Stability Control - ESC)

- Hệ thống kiểm soát hành trình thích ứng (Adaptive Cruise Control - ACC)

- Hệ thống hỗ trợ đỗ xe tự dong (Active Park Assist - APA)

- Hệ théng phanh ty déng khan cap (Autonomous Emergency Braking - AEB)

- Hệ thống đèn pha ty d6éng (Automatic High-Beams - AHB)

-Hệ thống cảnh báo lệch làn đường (Lane Departure Warning System -

kỳ tín hiệu nào thông báo cho các phương tiện khác về sự thay đôi hướng đi Đặc

biệt chính là khi việc chuyển hướng không đảm bảo an toàn hoặc không có dấu

hiệu nào chỉ ra rằng lái xe đang được kiểm soát

Đôi với hệ thông này, nó sẽ cảnh báo người lái khi xe của họ có những dac diém

sau:

Tốc độ di chuyến của xe nằm trong khoảng từ 70 đến 180 kmih

Xe đang di chuyên trên đường thắng hoặc có độ cua nhẹ

Không có đèn xI nhan được bật

Không có hoạt động đạp phanh

Người lái không xoay vô lăng

Không có nỗ lực chủ động tăng tốc

Tuy nhiên, điều kiện hoạt động cụ the cua hé thong có thể thay đôi tủy thuộc vào thiệt kê cụ thê của từng nhà sản xuất

Cấu tạo của hệ thống cảnh báo lệch làn đường

Đề hiểu rõ hơn về hệ thống cảnh báo này cũng như biết được nó hoạt động ra sao bạn cân phải biết về câu tạo của hệ thông Cụ thê:

Camera đặt phía sau kính chắn gió

Được đặt phía sau gương chiếu hậu trung tâm, camera này chịu trách nhiệm quan sát và ehi lại hình ảnh vùng đường phía trước Đông thời hỗ trợ trong việc nhận điện sự chệch hướng của xe so với làn đường

Cảm biến laser phía trước

Cảm biến laser được lắp đặt ở phía trước của xe có chức năng đo khoảng cách và nhận diện các đôi tượng xuns quanh Cụ thé giup hệ thông xác định vị trí và tốc độ

của xe liên quan đên môi trường lái xe

Cảm biến hồng ngoại

Cảm biến hồng ngoại được đặt phía sau kính chắn gió hoặc dưới gam xe, nham thu thập thông tin về mức độ ánh sáng môi trường xung quanh Đồng thời hỗ trợ hệ thống trong việc nhận diện biểu hiện của làn đường

Hệ thống cảnh báo

Là thành phần quan trọng nhất, bệ ¿hồng cảnh báo lệch làn đường dựa trên đữ liệu thu thập từ camera và cảm biến Khi phát hiện sự chệch làn đường mà không có tín hiệu đúng đắn, hệ thống sẽ kích thích cảnh báo đề thông báo người lái về tinh trạng

nảy, øiúp tăng cường an toản khi đi chuyên trên đường

Nguyên lý hoạt động của hệ thống cảnh báo lệch làn đường:Hệ thống cảnh báo

xe chệch làn đường hoạt động dựa trên việc sử dụng camera có sẵn trên xe Điều này nhằm để liên tục quan sát và theo dõi các vạch kẻ đường bên trái và bên phải (bao gồm cả vạch màu trắng và màu vàng)

« Hệ thống Lane Departure Warning System (LDWS) su dụng nguyên ly biến đôi Hough và phát hiện cạnh Canny đề nhận diện và xác định vị trí của các vạch ké đường tử hình ảnh thực tế được trích xuất từ camera

« - Khi hệ thống LDWS phát hiện rằng xe đang di chuyển quá gần mép vạch

kẻ đường mà không có bất kỳ tín hiệu chuyên hướng nào được thông báo

cho các phương tiện khác hoặc không có dấu hiệu chuyền hướng có chủ ý

như mô tả ở trên, nó sẽ kích hoạt cảnh báo

« Cảnh báo này được truyền đến người lái thông qua hình ảnh trên màn hình bảng đồng hồ, đi kèm với tín hiệu âm thanh và rung vô lăng

« - Một số mô hình xe còn có thể kích hoạt tín hiệu rung trên ghế lái để tăng

cường hiệu quả cảnh báo

Nhược điểm chung của các hệ thông cảnh báo và hỗ trợ duy trì làn đường là khả năng nhận diện vạch kẻ làn đường van còn hạn chế, nhất là với đường

dang thi công hay khi lái xe trong điều kiện thời tiết xấu Thực tế thì các công

nghệ này chỉ dừng lại ở việc hỗ trợ lái xe an toàn, không phải là công nghệ xe

tự hành Do đó dù xe có được trang bị LDWS, LKA hay LCA thì người lái xe vấn luôn phải giữa sự tập trung và tỉnh táo

Hướng dẫn cách bật/ tắt hệ thống cảnh báo lệch làn đường cho xe ô tô

Cách kích hoạt hoặc ngừng sử dụng hệ thống cảnh báo xe lệch làn đường thường được thực hiện thông qua màn hình giải trí trên xe Mặc dù có một sô sự khác biệt nhỏ tùy thuộc vào từng mô hình xe nhưng đa phần quy trình sẽ bao gồm các bước

« - Trong danh mục thiết lập, tìm và chọn “Hỗ trợ người lái” hoặc tương tự

« - Tìm mục “Cảnh báo chệch làn đường” và chọn nó để truy cập cải đặt cụ thê của hệ thông

« - Trên màn hỉnh sẽ hiển thị trạng thái hiện tại của hệ thống cảnh báo Bạn

có thê bật hoặc tắt nó tùy thuộc vào sự ưu tiên cá nhân hoặc điều kiện lái

xe cụ thẻ

« _ Trên màn hình, kiểm tra biêu tượng hoặc ký hiệu dé xác định trạng thái

hiện tại của cảnh báo chệch làn đường Nếu ký hiệu hiển thị rằng hệ thống

đang tắt, điều này có nghĩa là cảnh báo chệch làn đường đã được ngừng

Quyét dinh bat va tat hé thong cảnh báo lệch làn đường nên được đưa ra dựa trên

các tình huống cụ thể và điều kiện lái xe Cảnh báo âm thanh có thể tạo ra tác động

tích cực nhưng đồng thời mang theo nhược điểm là tăng sự chú ý trên đường, đôi khi làm mất tập trung của tài xế và gây phiền hà cho những người lái xe xung quanh

Vì vậy, đề giảm thiểu sự phiền hà từ cảnh báo âm thanh, các nhà sản xuất xe ô tô đã

phát triển nhiều phương tiện thay thê như rung vô lăng (như được áp dụng bởi Ford)

hoặc rung ghế (như được lựa chọn bởi Cadillac và GMI) Những phương tiện này

mang lai dau hiệu tinh tê hơn, chỉ người lái xe mới cảm nhận được Cụ thê sẽ bật/ tắt hệ thông cảnh báo lệch làn đường khi:

« - Nên bật hệ thống cảnh báo khi đi chuyên trên cao tốc hoặc đường trường đài, với điêu kiện là có vạch kẻ rõ ràng và đường cong it

« Ngược lại, khi di chuyên trong khu vực đô thị hoặc có nhiều đường rẽ, nên tắt hệ thông Điều này nhăm tránh tình trạng cảnh báo liên tục, tạo điều kiện lái xe một cách thuận lợi và thoải mái

Những lưu ý khi sử dụng hệ thống cảnh báo lệch làn đường và hỗ trợ giữ làn đường

‹ _ Hai hệ thông cảnh báo lệch làn đường và hỗ trợ giữ làn đường đều hoạt động dựa trên hình ảnh trực tuyến cung cấp từ camera Vi vay, vi tri dat camera sé

ảnh hướng nhiều nhất đến tính chính xác và kịp thời của 2 hệ thong nảy

« Tuy nhiên, nếu trong điều kiện ánh sáng kém, đường trơn trượt, vạch kẻ

đường mờ và kính chắn 210 ban thi hình ảnh qua camera cũng sẽ không rõ

nét Điêu này có thê khiên cho hệ thông LDWS và LCA cảnh báo không chính xác và kịp thời

« - Ngoài ra, cả hai hệ thống cảnh báo lệch làn đường và hỗ trợ giữ làn đường chỉ là công nghệ giúp lái xe an toàn hơn chứ không phải là hệ thống lái xe tự động Vi vậy, người lái xe vẫn cần thận trọng quan sát xung quanh dé dam bao an toàn va đúng luật khi tham g1a g1ao thông

§

II HE THONG AN TOAN BI DONG TREN XE OTO

Đề có thể bảo vệ được những hành khách và tài xế có mặt trong xe ô tô khỏi những

vụ chân thương cũng như tai nạn không mong muốn thì xe ô tô cần nên có tính năng an toàn bị động nảy Sau khi tính năng an toàn chủ động được kích nhưng

không thành công thì lúc này tính năng an toàn bị động được xem như là “lớp phòng

thủ cuối cùng” Từ đó, chúng ta cũng đã mường tượng được phần nào tam quan trọng của tính năng an toản này

1 Crumple Zones - Khu vuc hap thu va cham

Crumple Zones là một khu vực rất quan trọng và đặc biệt Bởi nó được thiết kế không chỉ để phân bổ lực va chạm ra điện rộng mà còn để hấp thụ các lực va chạm, nhằm giảm lực tác động đến những hành khách đang ngồi trong xe Đồng thời để tránh các lực tập trung vào một vị trí nào đó

Crumple Zone

Crumple Zones - Khu Vực Hap Thy Luc Va Cham

Mỗi một chiếc xe trước khi được thiết kế, nhà sản xuất phải tiến hành phân tích và tính toán rất kỹ lưỡng những điểm nóng nguy hiểm và các lực va chạm có thể xảy

ra Việc tính toán và phân tích này nhằm:

« - Giảm thiểu lực tác động mạnh đến mức tối đa nhất có thé

« = Tại một chỗ tránh những lan truyền và va chạm lớn xảy ra

Theo kết cầu, kích thước và mẫu mã của mỗi xe mà vùng Crumple Zone sẽ được thiết kế hoàn toàn khác nhau Chính vì thé, trong một sô bài test thử nghiệm va chạm chúng ta có thế sẽ bắt sặp được một sô xe vùng Crumple Zone sẽ bị vỡ nat

hoàn toản, nhưng cũng có một số xe chỉ bị vỡ nát 1 ít Tùy vào chủ ý thiết kế của

mỗi hãng xe, nên có thể bị vỡ nat it khong han là tốt Điều quan trọng nhất ở đây

là sau khi mối lân xảy ra va chạm, phải đảm bảo giảm thiêu tốt nhât những chân thương lớn xảy ra và hành khách được bảo vệ an toàn nhất, tôt nhất

2 Khung cabin xe

Phan khung bao bọc xung quanh cabin xe là một trong những chí tiết cốt lõi, dam

bảo cho sự an toàn của những hành khách ngồi trong xe sau khi có va chạm xảy ra

Khung cabin xe là lớp chính thứ hai sau lớp bảo vệ đầu tiên là khu vực hấp thụ lực

Do đó, để có thể tránh được những tổn thương đến người ngồi trong xe một cách tối đa nhất thì phần khung cabin này phải thật khó bị biến dang va thật cứng

Đề hành khách không bị thương vong do khung xe bị biến đạng sau khi có tai nạn xảy ra, thì các bộ phận như: chân sa, bảng điều khiến, chân phanh, cột lái, mui xe, phải được nhà xe thiết kế sao cho khi xảy ra sự cố chúng sẽ được đây vào bên trong nhất có thê

Mặt khác, sau khi xảy ra va chạm đề hành khách có thế tự mình thoát ra bên ngoài một cách nhanh chóng trong mọi trường hợp thì bộ phận cửa xe phải được thiết kế đặc biệt như: Có thể đóng kín cửa trước khi sự cố xảy ra, mở cửa ra đễ dàng sau khi xe va chạm

Đặc biệt, đề những người ngôi trên xe không bị thương vong khi gặp tỉnh huống

xấu xảy ra như xe bị lăn nhiều vòng thì phần mui xe cũng phải được gia cố một cách chắc chắn nhất

3 Phần kết cầu bảo vệ bên hông xe

Một trone những phần nguy hiểm nhất khi có va chạm xảy ra đó chính là phần bên hông xe ô tô Nếu phần này được thiết kế không ổn thì có thê tình trạng xảy ra thương vong là rất cao

Chính vì thế, các hãng sản xuất xe ô tô khi thiết kế phần hông xe cần phải đảm bảo được độ cứng cùng như độ an toàn cho hành khách khi không may có va chạm xảy

ra Hầu hết đối với những dòng xe hạng sang hoặc dòng xe cao cấp đều được trang

bị rất tốt các cơ cấu lan truyền lực và cơ cấu hấp thụ lực Bên trong cấu trúc của xe

sẽ được thiết kế thêm những miếng đệm mút đảm bảo độ mềm và độ dày nhất định

4 ,.Túi khí

Hệ thống túi khí tên tiếng Anh là Supplemental Restraint System (SRS) Đây là một thiết bị thụ động được trang bị trên ô tô đề hạn chế va đập gây tổn thương cho người ngồi trên xe khi có va chạm xảy ra Theo các thống kê tại Mỹ, hệ thống túi khí giúp hạn chế nguy cơ thương vong lên đến 30%, Khi xe gặp sự cô nguy hiểm, hệ thống túi khí sẽ phồng lên rất nhanh để tạo thành đệm hơi giúp làm giảm chấn thương cho

người ngồi trong xe và

sẽ nhanh chóng xẹp đi Tại một số quốc gia, túi khí được coi là trang bi bắt buộc trên

xe ô tô bên cạnh dây đeo an toàn

Khi xảy ra tai nạn, để nhằm giảm được những thương vong xuống ở mức thấp nhất thi túi khí là một trone những lớp bảo vệ cuối cùng Đây là bộ phận tiếp xúc trực tiếp với những hàng khách ngồi bên trong xe

Túi khí được xem là một trong những phát minh vĩ đại để có thê ngăn chặn được

những vụ tai nạn thảm khốc ngoải ý muốn xảy ra Tuy nhiên khi chúng ta chỉ sử

dụng túi khí nhưng không cài dây đai thì túi khí có thể sẽ trở thành “con dao hai lưỡi” gián tiếp khiến cho chúng ta bị chấn thương Vì lúc này phần thân trên sẽ bị túi khí đây đến một số vị trí như cửa bên hông, kính xe, khiến người trong xe rơi vào thế bị động

Cấu tụo

Hệ thống túi khí gồm 3 phần chính: hệ thống cảm biến, bộ phận kích nỗ và túi khí

Hệ thống cảm biến gồm cảm biến gia tốc, cảm biến va chạm, cảm biến áp suất sườn,

cảm biến á áp suất phanh, cảm biến trên phế, con quay hồi chuyển Tất cả các cảm biến này kết nối với bộ điều khiến túi khí Khi xảy ra va chạm, hệ thống sẽ kích hoạt một loạt các cảm biến đề hoạt động túi khí giúp bảo vệ người lái và hành khách

Bộ phận kích nô có vai trò tạo ra khí để làm phông túi khí và kích nỗ khi có va đập xảy ra nham dam bao an toan cho người ngồi trên xe

Túi khí được sản xuat băng các loại vải có độ bên cao, co dan tot và được gap, xêp gon gang vao cac vi tri theo câu tạo xe Khi có va chạm, túi khí nạp hơi rât nhanh đề tạo ra hệ thông đệm cho người ngôi trong xe nhăm bảo vệ và hạn chê chân thương

Hệ thống dây đai an toàn Túi khí tài xế (Dual Stage) Túi khí zèm Túi khí ghế phụ (Dual Stage)

Cảm biến va Bộ rút dây đai

z

Hệ thống túi khí trên 6 tô giỗng như “thẻ bảo hành” cho sự an toàn tôi da của người

sử dụng trone trường hợp xảy ra va chạm Tuy nhiên, trong một vài trường hợp, thiệt

bị này chưa hiệu quả do người lái chưa hiểu nguyên lý hoạt động hệ thông túi khí

Túi khí và tên lửa đấy có cách thức hoạt động tương đồng Tại thời điểm xảy ra va chạm, những tín hiệu từ hệ thong cảm biến được truyền đến bộ điều khiến túi khí chỉ huy, bơm áp lực cao bơm đây khí vào trong túi Ba giai đoạn của hệ thống chỉ trong von ven 0,04 giây kế từ khi xảy ra va chạm đến lúc túi khí bung ra

(1) Hệ thống điều khiến túi khí chính - ACU điều khiển hoạt động của hệ thống cảm biến như cảm biến va chạm, tốc độ, gia tốc và áp lực phanh, để xác định mức độ va

chạm và chuyên tiếp tín hiệu đến bộ phận điều khiến túi khí Bộ phận điều khiến phân

tích đữ liệu và có thể điều chỉnh các tính năng an toàn như khóa cửa tự động, khóa dây an toàn cũng