Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo mô hình, hệ thống đèn thông minh

MỤC LỤCMỤC LỤC1LỜI NÓI ĐẦU3PHẦN A: DẪN NHẬP4I. Lý do chọn đề tài.4II. Giới hạn phạm vi nghiên cứu.4III. Mục đích nghiên cứu.5IV. Phương pháp nghiên cứu.5PHẦN B: NỘI DUNG ĐỀ TÀI7CHƯƠNG I: HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG VÀ TÍN HIỆU TRÊN XE71.1. Tổng quan các cụm chức năng về hệ thống chiếu sáng trên xe.71.2. Hệ thống đèn pha.81.2.1. Các sơ đồ tiêu biểu và đặc điểm hoặc động của hệ thống.81.2.2. Cụm đèn pha.111.2.2.2. Bóng đèn dây tóc.141.2.2.3. Một số loại đèn kiểu mới.141.3. Hệ thống đèn sương mù, đèn hậu.211.3.1. Hệ thống đèn sương mù.211.3.2. Hệ thống đèn hậu.221.4. Hệ thống đèn tín hiệu.241.4.1. Hệ thống đèn báo rẽ.241.4.1.1 Hệ thống đèn xinhan có công tắc hazard rời.241.4.1.2. Hệ thống đèn xi nhan có công tắc hazard tổ hợp.251.4.1.3. Hệ thống đèn xi nhan điều khiển tích hợp.261.4.2 . Đèn báo phanh.291.4.3. Hệ thống đèn kích thước, đèn soi biển số.29CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU HỆ THỐNG ĐÈN THÔNG MINH312.1. Hệ thống đèn liếc tĩnh.312.1.1. Giới thiệu chung đèn liếc tĩnh.312.1.2. Nguyên lý điều khiển hệ thống đèn liếc tĩnh.342.2. Hệ thống đèn chiếu sáng góc cua động.352.2.1. Giới thiệu hệ thống.352.2.2. Nguyên lý điều khiển đèn chiếu sáng góc cua động.382.2.3. Cơ sở tính toán góc điều chỉnh vùng chiếu sáng.402.3. Xu hướng phát triển hệ thống chiếu sáng chủ động.42CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÔ HÌNH CHIẾU SÁNG THÔNG MINH453.1. Ý tưởng thiết kế.453.1.1. Ý tưởng thiết kế mô hình hệ thống chiếu sáng thông minh.453.1.1.1. Ý tưởng thiết kế mô hình hệ thống chiếu sáng góc cua tĩnh.453.1.1.2. Ý tưởng thiết kế hệ thống góc cua động.473.1.1.3. Ý tưởng thiết kế hệ thống tự động bật đèn đầu và hệ thống tự động chuyển Pha – Cốt.513.2. Các bước thiết kế.523.2.1. Thiết kế bố trí mô hình cơ bản.523.2.1.1. Khung mô hình.533.2.1.2. Hệ thống đèn đầu.543.2.1.3. Hệ thống đèn đuôi.543.2.1.4. Cụm vô lăng và công tắc điều khiển.553.2.2. Thiết kế hệ thống chiếu sáng tín hiệu trên mô hình.553.2.2.1. Sơ đồ và hoạt động của mạch điện hệ thống chiếu sáng trên mô hình.563.2.2.2. Sơ đồ mạch điện và hoạt động đèn báo rẽ, báo phanh trên mô hình.573.2.3. Thiết kế hệ thống chiếu sáng góc cua.583.2.3.1. Thiết kế hệ thống chiếu sáng góc cua tĩnh.583.2.3.2. Thiết kế hệ thống chiếu sáng góc cua động.643.2.4. Thiết kế hệ thống tự động bật đèn và tự động chuyển pha cốt.693.2.4.1. Mạch điện cảm biến tự động bật đèn và tự động chuyển pha cốt.693.2.4.2. Sơ đồ mạch tự động.703.2.5. Thiết kế mạch điều khiển trung tâm.723.2.6. Giới thiệu vi Xử lý và chương trình lập trình.753.2.7. Hướng dẫn sử dụng mô hình.873.2.7.1. Khởi động.873.2.7.2. Điều khiển hoạt động của hệ thống chiếu sáng chủ động theo góc lái.873.2.7.2. Điều khiển hệ thống tự động bật đèn đầu.893.2.7.3. Điều khiển hệ thống tự động chuyển Pha Cốt.90KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ91TÀI LIỆU THAM KHẢO93

MỤC LỤC

MỤC LỤC 1

LỜI NÓI ĐẦU 3

PHẦN A: DẪN NHẬP 4

I Lý do chọn đề tài 4

II Giới hạn phạm vi nghiên cứu 4

III Mục đích nghiên cứu 5

IV Phương pháp nghiên cứu 5

PHẦN B: NỘI DUNG ĐỀ TÀI 7

CHƯƠNG I: HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG VÀ TÍN HIỆU TRÊN XE 7

1.1 Tổng quan các cụm chức năng về hệ thống chiếu sáng trên xe 7

1.2 Hệ thống đèn pha 8

1.2.1 Các sơ đồ tiêu biểu và đặc điểm hoặc động của hệ thống 8

1.2.2 Cụm đèn pha 11

1.2.2.2 Bóng đèn dây tóc 14

1.2.2.3 Một số loại đèn kiểu mới 14

1.3 Hệ thống đèn sương mù, đèn hậu 21

1.3.1 Hệ thống đèn sương mù 21

1.3.2 Hệ thống đèn hậu 22

1.4 Hệ thống đèn tín hiệu 24

1.4.1 Hệ thống đèn báo rẽ 24

1.4.1.1 Hệ thống đèn xinhan có công tắc hazard rời 24

1.4.1.2 Hệ thống đèn xi nhan có công tắc hazard tổ hợp 25

1.4.1.3 Hệ thống đèn xi nhan điều khiển tích hợp 26

1.4.2 Đèn báo phanh 29

1.4.3 Hệ thống đèn kích thước, đèn soi biển số 29

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU HỆ THỐNG ĐÈN THÔNG MINH 31

2.1 Hệ thống đèn liếc tĩnh 31

2.1.1 Giới thiệu chung đèn liếc tĩnh 31

2.1.2 Nguyên lý điều khiển hệ thống đèn liếc tĩnh 34

2.2 Hệ thống đèn chiếu sáng góc cua động 35

2.2.1 Giới thiệu hệ thống 35

2.2.2 Nguyên lý điều khiển đèn chiếu sáng góc cua động 38

2.2.3 Cơ sở tính toán góc điều chỉnh vùng chiếu sáng 40

2.3 Xu hướng phát triển hệ thống chiếu sáng chủ động 42

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÔ HÌNH CHIẾU SÁNG THÔNG MINH 45

3.1 Ý tưởng thiết kế 45

3.1.1 Ý tưởng thiết kế mô hình hệ thống chiếu sáng thông minh 45

3.1.1.1 Ý tưởng thiết kế mô hình hệ thống chiếu sáng góc cua tĩnh 45

3.1.1.2 Ý tưởng thiết kế hệ thống góc cua động 47

3.1.1.3 Ý tưởng thiết kế hệ thống tự động bật đèn đầu và hệ thống tự động chuyển Pha – Cốt 51

3.2 Các bước thiết kế 52

3.2.1 Thiết kế bố trí mô hình cơ bản 52

3.2.1.1 Khung mô hình 53

3.2.1.2 Hệ thống đèn đầu 54

3.2.1.3 Hệ thống đèn đuôi 54

3.2.1.4 Cụm vô lăng và công tắc điều khiển 55

3.2.2 Thiết kế hệ thống chiếu sáng tín hiệu trên mô hình 55

3.2.2.1 Sơ đồ và hoạt động của mạch điện hệ thống chiếu sáng trên mô hình 56 3.2.2.2 Sơ đồ mạch điện và hoạt động đèn báo rẽ, báo phanh trên mô hình 57

3.2.3 Thiết kế hệ thống chiếu sáng góc cua 58

3.2.3.1 Thiết kế hệ thống chiếu sáng góc cua tĩnh 58

3.2.3.2 Thiết kế hệ thống chiếu sáng góc cua động 64

3.2.4 Thiết kế hệ thống tự động bật đèn và tự động chuyển pha cốt 69

3.2.4.1 Mạch điện cảm biến tự động bật đèn và tự động chuyển pha cốt 69

3.2.4.2 Sơ đồ mạch tự động 70

3.2.5 Thiết kế mạch điều khiển trung tâm 72

3.2.6 Giới thiệu vi Xử lý và chương trình lập trình 75

3.2.7 Hướng dẫn sử dụng mô hình 87

3.2.7.1 Khởi động 87

3.2.7.2 Điều khiển hoạt động của hệ thống chiếu sáng chủ động theo góc lái 87 3.2.7.2 Điều khiển hệ thống tự động bật đèn đầu 89

3.2.7.3 Điều khiển hệ thống tự động chuyển Pha - Cốt 90

KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 91

TÀI LIỆU THAM KHẢO 93

LỜI NÓI ĐẦU

Qua 4 năm học tập tại trường ĐHSPKT Hưng Yên, khóa học 2006 – 2010 Chúng em đã được các thầy, cô truyền đạt cho những kiến thức về cả lý thuyết lẫn thực hành Trong quá trình học tập tại trường chúng em đã lĩnh hội rất nhiều kiến thức quý báu và rèn luyện kỹ năng chuyên ngành Công nghệ Ô tô tại khoa Cơ khí Động lực

Là sinh viên năm cuối để kết thúc khóa học, chúng em đã tìm hiểu đề tài tốt nghiệp phù hợp với khả năng, cũng như phù hợp với sự phát triển của ngành công

nghệ ô tô Vì vậy chúng em mạnh dạn đề xuất đề tài: “ Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo

mô hình hệ thống đèn thông minh” và đã được sự đồng ý của khoa cho phép chúng

em thực hiện đề tài

Việc thiết kế mô hình hệ thống chiếu sáng thông minh phục vụ trong việc giảng dạy trong nhà trường là cần thiết và rất có ích cho sinh viên thực tập Mô hình được thiết kế với đầy đủ các bộ phận, cơ cấu, chức năng của một hệ thống chiếu sáng chủ động Vì vậy sẽ giúp ích cho sinh viên có thêm mô hình để thực tập và được tiếp cận với công nghệ chiếu sáng chủ động trên xe, hiện còn mới mẻ ở Việt Nam Đối với bản thân, đây là cơ hội cho chúng em để hệ thống lại kiến thức, là cơ hội nghiên cứu, thực nghiệm và rèn luyện các kỹ năng làm việc trước khi bước vào môi trường làm việc thực sự

Sau một thời gian thực hiện đề tài, mặc dù chúng em đã gặp nhiều khó khăn

nhưng với sự giúp đỡ tận tình của thầy Đỗ Văn Cường và thầy Nguyễn Văn Huỳnh

và các thầy, cô trong Khoa Cơ khí Động lực cùng sự cố gắng nỗ lực của bản thân, đề

tài “ Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo mô hình hệ thống đèn thông minh” đã được hoàn

thành đúng tiến độ

Tuy nhiên trong quá trình thực hiện đồ án chúng em còn nhiều thiếu sót, do chưa có kinh nghiệm thực tiễn Vì vậy chúng em rất mong được sự góp ý của các thầy,

cô trong khoa để đề tài của chúng em được hoàn thiện hơn

Chúng em xin chân thành cảm ơn!

Đại học sư phạm kỹ thuật Hưng Yên

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Văn Sơn Cao Văn Viên

PHẦN A: DẪN NHẬP

I Lý do chọn đề tài:

Lịch sử phát triển của Công nghệ chiếu sáng trên xe gắn liền với lịch sử ra đời và phát triển kéo dài hơn 120 năm của ngành công nghiệp ô tô Với vai trò như đôi mắt cho người lái xe vào ban đêm, công nghệ chiếu sáng trên xe luôn được quan tâm và chú trọng nghiên cứu

Những năm gần đây công nghệ chiếu sáng ô tô đã có những phát triển Với sự xuất hiện của bóng đèn tăng áp Xenon với cường độ sáng mạnh và tầm chiếu sáng xa, cho ánh sáng như ánh sáng ban ngày, các nhà sản xuất ô tô đã giải được bài toán về nguồn chiếu sáng Không ngừng ở đó, để đáp ứng những đòi hỏi chính đáng của người

sử dụng về một môi trường lái xe an toàn, thân thiện hơn vào ban đêm, gần đây các nhà sản xuất đã giới thiệu công nghệ chiếu sáng chủ động trên xe với tham vọng hoàn toàn đánh bật bóng đêm Nổi bật trong đó là giải pháp chiếu sáng chủ động theo góc

bẻ lái của xe, với công nghệ này các tài xế không còn phải lo lắng việc thường xuyên phải đối mặt với những vùng tối đột ngột hoặc nguy hiểm hơn là việc bất ngờ xuất hiện các chướng ngại vật khi lái xe vào ban đêm gặp những cung đường cong hoặc các đoạn rẽ

Hệ thống chiếu sáng chủ động đã dần trở nên thông dụng đối với các nước phát triển, coi trọng vấn đề an toàn giao thông còn đối với Việt Nam ta hiện nay thì chiếu sáng chủ động vẫn còn khá mới mẻ, chỉ được trang bị trên các xe hạng sang, vì vậy việc sinh viên ngành cơ khí ô tô được tiếp cận công nghệ mới này còn rất hạn chế, chủ yếu qua Internet và qua các tạp chí ô tô

Vì vậy, nhóm làm đề tài mạnh dạn lựa chọn đề tài “ nghiên cứu, Thiết kế, chế

tạo mô hình hệ thống đèn thông minh” sau khi xét đến tính khả thi của đề tài, với

mục đích thiết kế mô hình phục vụ việc giảng dạy và thực tập cho sinh viên khoa Cơ Khí Động Lực trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên

II Giới hạn phạm vi nghiên cứu:

Khái niệm chiếu sáng chủ động trên xe hiện nay rất rộng và vẫn còn tiếp tục được các nhà nghiên cứu cải tiến và phát triển Trong phạm vi nghiên cứu của đề tài vì giới hạn về thời gian, kinh phí và khả năng nên đề tài tập trung thiết kế hệ thống chiếu sáng chủ động theo góc cua đang dần trở nên phổ biến và được trang bị trên các xe hạng sang ngày nay

Ngoài ra trên mô hình còn được thiết kế thêm các hệ thống tự động bật đèn đầu khi trời tối và hệ thống tự động chuyển pha – cốt, hệ thống này tự nhận biết có xe đi ngược chiều và tự động chuyển chế độ đèn đầu về cốt

III Mục đích nghiên cứu:

Từ nhiệm vụ chính của đề tài đặt ra là nghiên cứu thiết kế - chế tạo mô hình hệ thống chiếu sáng đèn thông minh, nội dung nghiên cứu của đề tài được thực hiện với các mục đích sau:

- Thực hiện việc nghiên cứu tổng quan về hệ thống chiếu sáng – tín hiệu trên xe, nghiên cứu từ thực tế của hệ thống chiếu sáng chủ động trên xe

- Tìm ra phương án thiết kế khả thi để chế tạo mô hình hệ thống chiếu sáng thông minh và thiết lập các bước thiết kế một cách khoa học

- Thực hiện việc thiết kế, chế tạo mô hình hệ thống chiếu sáng thông minh theo phương án thiết kế đã chọn

- Với mục đích thiết kế mô nghiên cứu, trong khuôn khổ đồ án tốt nghiệp nên mô hình phải thể hiện được tính thực tế của hệ thống chiếu sáng thông minh

- Biên soạn đề tài lý thuyết trình bày một cách có hệ thống, khoa học về cơ sở lý thuyết, nguyên tắc điều khiển, cấu tạo, và hoạt động của mô hình hệ thống chiếu sáng đèn thông minh Ngoài ra nội dung đề tài còn hệ thống lại quá trình phát triển của đèn xe, tổng quan về hệ thống chiếu sáng - tín hiệu

IV Phương pháp nghiên cứu:

+ Phương pháp nghiên cứu thực tiễn.

a) Khái niệm: là phương pháp trực tiếp tác động vào đối tượng trong thực tiễn làm bộc lộc bản chất và các quy luận vận động của đối tượng

b) Các bước thực hiện

- Bước 1: Quan sát, tìm hiểu tổng quan về hệ thống, lý thuyết về hệ thống chiếu sang trên xe

- Bước 2: Xây dựng phương án thiết kế mô hình

- Bước 3: Lập phương án chẩn đoán, sửa chữa hệ thống chiếu sang

+ Phương pháp nghiên cứu tài liệu.

a) Khái niệm: Là phương pháp nghiên cứu thu thập thông tin khoa học trên cơ sở nghiên cứu các văn bản, tài liệu có sẵn bằng thao tác tư duy logic để rút ra kết luận khoa học cần thiết

b) Các bước thực hiện

- Bước 1: Thu thập, tìm hiểu các tài liệu về hệ thống chiếu sáng trên xe

- Bước 2: Sắp xếp các tài liệu một cách khoa học thành một hệ thống chặt chẽ theo từng bước, từng đơn vị kiến thức

- Bước 3: Đọc nghiên cứu các tài liệu nói về hệ thống chiếu sáng Trình bày được cấu tạo, nguyên lý làm điều khiển và hoặt động của hệ thống chiếu sáng chủ động trên xe

- Bước 4: Tổng hợp các kết quả thu được, hệ thống hóa các kiến thức liên quan tạo ra hệ thống lý thuyết đầy đủ sâu sắc

+ Phương pháp thống kê mô tả

Với mục tiêu thiết kế chế tạo mô hình hệ thống chiếu sáng đáp ứng góc bẻ lái và điều khiển tự động đèn chiếu sáng để phục vụ công tác giảng dạy nên phương pháp nghiên cứu chính là phương pháp thực nghiệm, kết hợp với nghiên cứu tài liệu và tham khảo các hệ thống chiếu sáng chủ động đã được áp dụng trong thực tế, kết hợp với phương pháp thực nghiệm, chọn ra phương án khả thi nhất để có thể hoàn thành sản phẩm đáp ứng được mục tiêu đề ra ban đầu và phù hợp với nhiệm vụ nghiên cứu của

đề tài

PHẦN B: NỘI DUNG ĐỀ TÀI CHƯƠNG I: HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG VÀ TÍN HIỆU TRÊN XE

1.1 Tổng quan các cụm chức năng về hệ thống chiếu sáng trên xe

Phân loại các loại đèn sử dụng trên xe gồm có các loại đèn chiếu sáng và đèn tín hiệu, thông báo

a Hệ thống đèn chiếu sáng tín hiệu bao gồm các đèn xi nhan sử dụng khi báo rẽ

hoặc báo nguy hiểm, đèn kích thước để báo kích thước xe, đèn phanh báo khi đạp phanh, đèn lùi để báo khi lùi xe …

b Hệ thống đèn chiếu sáng: Bao gồm các đèn đầu gồm đèn chiếu gần và đèn chiếu

xa được sử dụng để chiếu sáng vào ban đêm đáp ứng được khả năng quan sát cho người lái xe Các yêu cầu về chiếu sáng của đèn đầu như: Cường độ chiếu sáng, vùng chiếu sáng, góc chiếu sáng, giới hạn chiếu sáng sẽ được nói rõ ở phần sau Ngoài ra chế độ flash của đèn đầu được dùng như đèn báo tín hiệu cho người lái xe ngược chiều Bên cạnh đó còn có đèn sương mù để chiếu sáng khi thời tiết có nhiều sương

mù, …

Hệ thống chiếu sáng và tín hiệu có các bộ phận sau đây:

1 Đèn đầu, đèn sương mù phía trước

2 Cụm đèn phía sau, đèn sương mù phía sau

3 Công tắc điều khiển đèn và độ sáng: Công tắc đèn xi nhan, công tắc đèn sương

mù phía trước và phía sau

4 Đèn xi nhan và đèn báo nguy hiểm

5 Công tắc đèn báo nguy hiểm

6 Bộ nhấp nháy đèn xi nhan

7 Cảm biến báo hư hỏng đèn

8 Relay tổ hợp

9 Cảm biến điều khiển đèn tự động

10 Công tắc điều khiển góc chiếu sáng đèn đầu

11 Bộ chấp hành điều khiển góc chiếu sáng đèn đầu

12 Đèn trong xe

13 Công tắc cửa

14 Đèn chiếu sáng khoá điện

Hình 1.1 Vị trí của các bộ phận trong hệ thống chiếu sáng và tín hiệu

1.2 Hệ thống đèn pha

1.2.1 Các sơ đồ tiêu biểu và đặc điểm hoạt động của hệ thống.

Mạch điện hệ thống đèn trên xe chia làm hai loại chính: Loại có sử dụng relay cho các công tắc đèn đầu, công tắc chuyển pha-cốt, và loại không sử dụng relay

a Mạch đèn pha cốt không có rơle

 Sơ đồ nguyên lý

Hình 1.2 Hệ thống đèn đầu không có relay điều khiển

 Chế độ chiếu gần: (Low- Beam)

Khi công tắc điều khiển đèn ở vị trí HEAD và công tắc điều chỉnh pha-cốt ở vị trí Low, có dòng điện đi từ  accu  dây đèn cốt của bóng đèn đầu  chân low của công tắc chuyển pha-cốt  mass Đèn cốt sáng

 Chế độ chiếu xa: (High – Beam)

Khi công tắc điều khiển đèn ở vị trí HEAD đồng thời công tắc pha-cốt ở vị trí High thì sẽ có dòng điện đi từ  accu  dây pha của bóng đèn đầu  chân High của công tắc chuyển pha cốt  mass, đồng thời có dòng điện từ  accu  đèn báo pha trên bảng táp - lô  mass Đèn pha và đèn báo pha sáng

 Chế độ Flash:

Khi công tắc điều chỉnh pha - cốt ở vị trí flash, có dòng từ  Accu  dây pha của bóng đèn đầu đồng thời có dòng  đèn báo pha ở táp - lô  chân flash của công tắc pha - cốt  mass Đèn báo pha và đèn pha sáng

b Mạch đèn pha cốt có rơle

Hình 1.3 Sơ đồ mạch pha cốt có rơle

Tương tự hoạt động của loại sơ đồ mạch điện hệ thống đèn chiếu sáng loại dương chờ có relay:

- Khi công tắc đèn đầu bật( HEAD), sẽ có dòng qua cuộn dây relay W2  chân A2 công tắc đèn đầu  mass, đóng tiếp điểm 3’,4’

- Khi công tắc chuyển đổi pha-cốt ở vị trí LOW, tiếp điểm 4,5 của relay pha - cốt đóng, cho dòng điện đến dây Low của bóng đèn đầu  mass, đèn cốt sáng

- Khi công tắc chuyển đổi pha - cốt ở vị trí HIGH, có dòng qua cuộn dây relay W3  chân A12 của công tắc pha - cốt  mass, đóng tiếp điểm 3,4 relay pha-cốt, cho dòng qua tiếp điểm 3,4  dây High của bóng đèn đầu  mass, đèn pha sáng, đồng thời có dòng qua đèn báo pha  mass, đèn báo pha trên táp - lô sáng

Ở chế độ Flash: Tiếp điểm 3,4 của relay đèn đầu đóng do có dòng  cuộn dây relay W2  chân A14 công tắc chuyển pha-cốt về mass, tiếp điểm 3,4 của relay pha - cốt đóng do có dòng  cuộn dây relay pha - cốt W3  chân A12 của relay điều khiển pha - cốt về mass, cho dòng điện đến dây HIGH của bóng đèn đầu  mass, đèn pha sáng, đồng thời đèn báo pha trên táp - lô cũng hoạt động như chế độ bật đèn pha

1.2.2 Cụm đèn pha

1.2.2.1 Chóa đèn

Chức năng của gương phản chiếu là định hướng lại các tia sáng, tia sáng phát ra

từ bóng đèn sau khi phản xạ qua chóa đèn sẽ tạo ra chùm tia sáng song song đưa tia sáng đi rất xa từ đầu xe, nhờ vậy mà đèn chiếu sáng được khoảng cách lên đến 300m + Chóa đèn hình parabol

Bề mặt được đánh bóng và tráng gương (sơn lên một lớp vật liệu phản xạ như bạc hay nhôm) Để chùm tia phản xạ sau khi qua chóa đèn là chùm tia song song thì dây tóc đèn phải được đặt ở vị trí chính xác ngay tiêu điểm F của chóa đèn Nếu tim đèn đặt ở các vị trí ngoài tiêu điểm sẽ làm tia sáng đi lệch hướng, có thể làm lóa mắt người điều khiển xe ngược chiều

Hình 1.4 Chóa đèn hình parabol

+ Chóa đèn hình chữ nhật

Trên các loại xe đời mới ngày nay thường sử dụng loại chóa đèn có hình chữ nhật, loại chóa đèn này bố trí gương phản chiếu theo phương ngang, nó có tác dụng tăng vùng sáng theo chiều rộng và giảm vùng sáng phía trên gây lóa mắt người đi xe ngược chiều

Hình 1.5 Chóa đèn hình chữ nhật

+ Chóa đèn hình elip

Với loại này chùm tia sáng đi từ nguồn sáng ( bóng đèn) F1 được phản xạ và hội tụ tại tiêu điểm F2

Hình 1.6 Chóa đèn hình elip

+ Chóa đèn hình elip với lưới chắn hình parabol

Hình 1.7 Chóa đèn hình elip với lưới chắn hình parabol

Với loại này dưới tác dụng của tấm chắn thì chùm sáng tại F1 qua tấm chắn hội tụ tại F2 Chùm tia sáng đi tiếp qua lưới chắn parabol tạo thành chùm sáng song song qua kính khuyếch tán được kính khuyếch tán phân kỳ chùm tia sáng ( F2 của chóa đèn trùng với tia điểm lưới parabol)

Cách bố trí tim đèn được chia làm 3 loại: loại tim đèn đặt trước tiêu cự, loại tim đèn đặt ngay tiêu cự và tim đèn đặt sau tiêu cự

Hình 1.8 Cách bố trí tim đèn

Khác với cách bố trí dây tóc ở đèn pha, dây tóc ở đèn cốt gồm có dạng thẳng được bố trí phía trước tiêu cự của chóa đèn, hơi cao hơn trục quang học và song song với trục quang học, bên dưới có miếng phản chiếu nhỏ ngăn không cho các chùm ánh sáng phản chiếu làm loá mắt người đi xe ngược chiều Dây tóc ánh sáng cốt có công

suất nhỏ hơn dây tóc ánh sáng pha khoảng 30-40% Hiện nay miếng phản chiếu nhỏ bị cắt phần bên trái một góc 150, nên phía phải của đường được chiếu sáng rộng và xa hơn phía trái

Đèn chiếu sáng hiện nay có 2 hệ là: Hệ châu Âu và hệ Mỹ

để cường độ chùm tia sáng phản chiếu xuống dưới mạnh hơn

b Hệ Mỹ:

Hình 1.10 Đèn hệ Mỹ

Đèn kiểu Mỹ luôn luôn có dạng hình tròn, đèn đuợc chế tạo theo kiểu bịt kín vì vậy không thể thay thế được các loại thấu kính đèn, kể cả khi chúng cùng một loại Hiện nay hệ Mỹ còn sử dụng hệ chiếu sáng gồm 4 đèn cùng bật một lúc khi ở chế

độ đèn pha, hai đèn phía trong (chiếu xa) lắp bóng đèn một dây tóc với công suất

37,5W ở vị trí trên tiêu cự của chóa, hai đèn phía bên ngoài lắp bóng đèn hai dây tóc, một dây tóc chiếu xa, một dây tóc chiếu gần, dây tóc chiếu sáng xa có công suất 35,7W nằm tại tiêu cự của chóa, dây tóc chiếu sáng gần 50W lắp ngoài tiêu cự của chóa Như vậy khi bật ánh sáng xa thì 4 đèn sáng với công suất 150W, khi chiếu gần thì công suất

là 100W

và được nung nóng lên đến nhiệt độ 23000C sẽ sinh ra luồng ánh sáng trắng Ở nhiệt

độ thấp hơn ánh sáng sinh ra sẽ yếu hơn, và ngược lại nhưng nếu cung cấp điện áp đặt vào hai đầu dây volfram lớn quá điện áp định mức, nhiệt độ điện trở volfram quá lớn làm cho dây volfram bốc hơi nhanh gây hiện tượng đen bóng đèn và đốt cháy dây tóc, dây tóc bị đứt Trong bóng đèn người ta hút hết không khí ra để tạo môi trường chân không hạn chế hiện tượng oxy hóa dây điện trở volfram làm dây volfram dễ bị đốt cháy

Để dây tóc bóng đèn đầu có thể phát sáng ở nhiệt độ cao hơn, có thể đặt vào bóng đèn một điện áp cao hơn, người ta bơm vào bóng đèn khí trơ Argon với áp suất thấp Với cách này cường độ chiếu sáng của bóng đèn đầu sẽ tăng thêm được khoảng 40%

1.2.2.3 Một số loại đèn kiểu mới

Dây tóc tim pha Phần che

đốt cháy Sự bay hơi của dây tóc làm vỏ thủy tinh bị đen làm giảm cường độ chiếu sáng Dây điện trở bị đốt cháy làm giảm tuổi thọ của bóng đèn

Với sự ra đời của bóng đèn halogen sẽ khắc phục được hiện tượng bay hơi của dây volfram làm đen bóng thủy tinh và nâng cao tuổi thọ nhờ dây Volfram không bị bay hơi Đèn halogen chứa khí halogen như iode hoặc brôm, các chất khí này là chất xúc tác cho quá trình thăng hoa ở dây volfram; khí halogen kết với volfram bay hơi ở dạng khí thành iodur volfram, hỗn hợp khí này không bám vào thủy tinh như đèn dây tóc bình thường khi bị nung nóng đến nhiệt độ bay hơi mà sự thăng hoa sẽ mang hỗn hợp iodur volfram trở về vùng khí nhiệt độ cao xung quanh tim đèn (ở nhiệt độ cao trên 14500C) lúc đó nó sẽ tách lại thành 2 chất: Volfram bám trở lại tim đèn và các phần tử khí halogen được giải phóng trở về dạng khí, tiếp tục khi nhiệt độ dây volfram lại được nung nóng đến nhiệt độ bay hơi nó sẽ tiếp tục kết hợp với halogen thăng hoa

và sau đó volfram lại trở lại tim đèn, quá trình này lặp lại liên tục Điều này không chỉ ngăn chặn sự đổi màu bóng đèn mà còn giữ cho tim đèn luôn hoạt động ở điều kiện tốt trong một thời gian dài

Vỏ bóng đèn halogen được làm từ thạch anh nhờ vậy nó có thể chịu được nhiệt

độ cao và áp suất rất cao từ 5 – 7 bar, nhiệt độ vỏ bóng đèn halogen phải hoạt động được ở nhiệt độ cao hơn 2500C Ở nhiệt độ này khí halogen mới bốc hơi Sử dụng đèn halogen có cường độ sáng, tuổi thọ cao hơn bóng đèn dây tóc thường và dây tóc bóng đèn halogen có thể được chế tạo có đường kính nhỏ hơn so với các bóng đèn dây tóc vì vậy có thể điều chỉnh tiêu cự bóng đèn dễ dàng chính xác hơn

b Đèn xenon

Hình 1.13 Bóng đèn Xenon

 Nguyên lý hoạt động:

Nguyên lý hoạt động của đèn Xenon giống như hiện tượng sét phóng điện xảy ra trong tự nhiên khi trời mưa Những tia sét phóng điện giữa những đám mây tích điện

và bề mặt trái đất sinh ra những luồng ánh sáng cường độ cao trong không trung, đây

là ý tưởng manh nha cho những nhà chế tạo nảy ra ý tưởng sản xuất ra đèn Xenon có thể sinh ra ánh sáng cường độ cao thay thế cho những thế hệ đèn dây tóc và halogen ngày càng trở nên già cỗi

Năm 1992, nhà sản xuất bóng đèn xe hơi hàng đầu thế giới Hella giới thiệu bóng đèn Xenon đầu tiên, sản xuất theo công nghệ phóng điện cường độ cao - High Intensity Discharge (HID) Đèn xenon lúc này chủ yếu chỉ dùng cho chế độ đèn cốt, vì bóng đèn Xenon chỉ có một chế độ không giống như đèn sợi tóc có thể có hai tim, chóa đèn dùng cho đèn xenon phải có chóa đèn pha và chóa đèn cốt riêng biệt

Năm 1999, đèn Bi – Xenon ra đời khắc phục được khuyết điểm này của đèn Xenon, nó có thể tạo ra ánh sáng pha và cốt từ một luồng ánh sáng, phát ra ánh sáng giống nhau cho pha và cốt Tiết kiệm năng lượng hơn

 Về cấu tạo:

- Đèn Xenon theo nguyên lý phóng điện cường độ cao giữa hai bản cực để sinh

ra luồng sáng vì vậy không có dây điện trở volfram như đèn sợi đốt và đèn halogen, thay vào đó là hai bản điện cực đặt trong ống huỳnh quang, ống huỳnh quang này bên trong có chứa khí Xenon hoàn toàn tinh khiết, thủy ngân và các muối kim loại halogen Khi đóng nguồn điện đặt vào hai đầu của hai điện cực này một điện áp lớn hơn điện áp đánh thủng (lớn hơn 25000 V) xuất hiện sẽ xảy ra hiện tượng phóng điện giữa các bản cực do các hạt electron phóng ra va đập với các nguyên tử kim loại của bản đối diện giải phóng năng lượng tạo ra ánh sáng Sự phóng điện cũng kích thích các phân tử khí trơ Xenon lên mức năng lượng cao, sau khi bị kích thích các phân tử khí Xenon sẽ giải phóng năng lượng để trở về trạng thái bình thường, bức xạ ra ánh sáng theo định luật bức xạ điện từ Màu của ánh sáng phát ra (hay bước sóng của bức xạ) phụ thuộc vào mức độ chênh lệch năng lượng của electron và vào tính chất hóa học của muối kim loại được dùng trong bầu khí Xenon Vỏ đèn Xenon được làm từ thủy tinh thạch anh có thể chịu được nhiệt độ và áp suất rất cao

- Do sự phóng điện sinh ra luồng sáng chỉ xảy ra giữa các bản cực đèn Xenon khi đặt vào nó một điện áo cao trên 25000 V nên để có thể tạo ra được điện thế cao như vậy, hệ thống cần có một bộ khởi động (ignitor) Ngoài ra, để duy trì tia hồ quang, một chấn lưu (ballast) sẽ cung cấp điện áp khoảng 85 V trong suốt quá trình đèn hoạt động, đây vừa là bộ xử lý của đèn Xenon vừa làm nhiệm vụ tăng áp cho bóng đèn

Hình 1.14 Sơ đồ cấu tạo của đèn Xenon

 Ánh sáng của đèn Xenon phát ra:

Tùy thuộc vào tính chất hóa học của loại muối kim loại chứa bên trong mà ánh sáng của đèn Xenon phát ra cũng khác nhau Độ Kelvin và Lumens là 2 đại lượng đặc trưng cho màu sắc (độ trắng) và độ sáng của đèn sẽ phát ra

Hình 1.15 Dãy màu mà đèn Xenon phát ra

- Ở 4300 K đèn tạo ra khoảng 3100 Lm, nó tạo ra lượng ánh sáng nhiều hơn gấp

3 lần của loại đèn Halogen và tạo ra nhiệt độ màu sáng nhất, ánh sáng có màu trắng hoàn toàn và sẽ chuyển sang hơi vàng nhạt khi phản xạ đồng nhất trên đường Loại đèn này được dùng ở trên các loại xe sử dụng nhiều về đêm và đi đường đồi núi nhằm tối ưu tầm nhìn

- Ở 6000 K đèn tạo ra khoảng 2900 Lm, nó tạo ra lượng ánh sáng nhiều hơn gấp

3 lần của loại đèn Halogen và mỏng hơn so với ở 4300 K Mặc dù phát ra ánh sáng ít hơn, nhưng phát ra ánh sáng trắng hơn với màu xanh nhạt

- Ở 8000 K đèn tạo ra khoảng 2500 Lm, nó tạo ra lượng ánh sáng nhiều hơn gấp

3 lần của loại đèn Halogen và mỏng hơn và phát ra ánh sáng ít hơn đồng thời xanh hơn

so với ở 6000 K Đây là một trong những màu được lựa chọn sử dụng ở trên xe

- Ở 10000 K đèn tạo ra khoảng 2300 Lm, nó tạo ra lượng ánh sáng nhiều hơn gấp 2 lần của loại đèn Halogen Ở 10000 K phát ra dãy ánh sáng xanh thẩm đến tím sau đó chuyển sang xanh đậm hơn so với 8000 K

- Ở 12000 K đèn tạo ra khoảng 2000 Lm, nó tạo ra lượng ánh sáng nhiều hơn gấp 2 lần của loại đèn Halogen Đây là nhiệt độ màu có màu xanh thẩm tím và màu đậm hơn so với 10000 K Sản phẩm này được được khách hàng sử dụng vì phát ra ánh sáng tối ưu và lạ mắt nhất

 Lợi ích của đèn Xenon:

- Đầu tiên, tuổi thọ của đèn Xenon cao gấp 10 lần đèn halogen và đèn sợi đốt,

do dây điện trở volfram của đèn halogen và sợi đốt rất dễ đứt do bị va đập hoặc hao mòn trong quá trình sử dụng, còn đèn Xenon chỉ đơn giản gồm hai bản cực phóng điện, được cố định bởi lớp vỏ thạch anh, chỉ có thể hư nếu bóng đèn bị vỡ Trung bình đèn halogen chỉ có thời gian sử dụng từ 300 – 1000 giờ, còn đèn Xenon là 3000 giờ

- Thứ hai là ánh sáng do đèn Xenon sinh ra là loại ánh sáng trắng xanh rất giống ánh sáng ban ngày trong khi đèn halogen chỉ sinh ra ánh sáng màu vàng, điều này có ý nghĩa giúp người điều khiển xe dễ dàng quan sát khi lái xe với hình ảnh thật hơn, rõ nét hơn Vì vậy với công nghệ sinh ra luồng sáng cường độ cao (HID) đặc biệt có ý nghĩa tăng tính an toàn khi lái xe ban đêm

- Theo các nghiên cứu để có thể phản ứng và xử lý các chướng ngại vật khi đang lái xe với tốc độ 100km/h người lái xe phải quan sát được các tín hiệu giao thông trước đó 70 m, vì vậy để đảm bảo an toàn chúng ta cần ít nhất 2,5 giây để phản xạ trước các biến cố xảy ra trên đường Đèn Xenon với chùm ánh sáng dài, tầm quan sát rộng có thể đáp ứng được những yêu cầu này

- Một ưu điểm nữa của đèn Xenon là tiết kiệm năng lượng hơn so với đèn sợi đốt do không phải tốn năng lượng để đốt nóng dây tóc nên tiêu thụ chỉ bằng 1/3 so với đèn sợi đốt, đèn halogen Mà cường độ sáng lại cao hơn gấp 2 - 3 lần, một bóng Xenon

35 W cho độ sáng tương đương bóng halogen 100 W

Hình 1.16 Hiệu quả của hai loại đèn trên đường

Hãng Hella đã có một bước phát triển xa hơn Từ năm 1999, hệ thống đèn Xenon được sử dụng, nó có thể sinh ra tia sáng cốt và pha từ cùng một nguồn sáng Thuận lợi là tiêu thụ năng lượng giảm hơn nữa mở ra những khả năng mới cho các nhà thiết kế, phát ra ánh sáng giống nhau cho pha và cốt

Bi- Mạch nguyên lý hoạt động đèn Xenon:

Hình 1.17 Mạch điện điều khiển đèn đầu Xenon

- Hoạt động của bộ ECU điều khiển đèn:

ECU điều khiển đèn (bộ Ballast) là bộ điều khiển điện tử trung tâm của các bóng đèn phóng điện cao áp, bộ Ballast thực hiện việc điều khiển tối ưu dòng điện cung cấp cho các bóng đèn để đảm bảo cường độ đèn phát sáng liên tục, ổn định Cung cấp dòng khởi động với cường độ và điện áp cao, đảm bảo đèn khởi động nhanh Bộ Ballast còn được trang bị chức năng an toàn để ngăn chặn ảnh hưởng của điện áp cao

- Hoạt động của chức năng an toàn bộ ECU điều khiển đèn:

ECU điều khiển đèn xác định được các sai hỏng xảy ra và kích hoạt chức năng an toàn theo các điều kiện sau đây

+ Tự ngắt nếu điện áp đặt vào bộ ballast không nằm trong khoảng điện áp hoạt động (9 - 16V), và tự đóng trở lại nếu điện áp hoạt động được điều chỉnh lại nằm trong

vùng điện áp hoạt động

+ Tự động ngắt điện nếu điện áp ra sai hoặc đèn cao áp nhấp nháy.Nếu xảy ra hiện tượng này trước tiên phải kiểm tra những hư hỏng trong đường dây và cầu chì sau

đó thay đèn cao áp nếu vẫn không sáng thì phải thay bộ Ballast

+ Ngắt điện nếu không có bóng đèn hay bóng đèn cao áp cháy: Nếu không có bóng đèn hay đèn cao áp cháy thì mạch điện không được khép kín, bộ Ballast sẽ nhận biết được và tự động ngắt điện

c Đèn pha công nghệ điốt phát quang led

Trong những năm gần đây công nghệ đèn pha ôtô ra đời loại đèn pha sử dụng công nghệ đi-ốt phát quang LED

Hình 1.18 Đèn pha sử dụng LED

Tuổi thọ lên tới 100 nghìn giờ, có thể sử dụng với nguồn điện công suất nhỏ, hoạt động tốt trong mọi điều kiện thời tiết, tiết kiệm điện năng là những ưu điểm của đèn LED

Đèn LED an toàn hơn khi sử dụng do có điện thế thấp (đèn LED chỉ 3 volt), hiệu quả tiết kiệm năng lượng cao hơn theo tính toán cùng một thời gian sử dụng mức tiêu thụ điện ít hơn gần 10 lần so với đèn thường, thân thiện hơn đối với môi trường trong quá trình phát sáng lượng nhiệt tỏa ra rất thấp

Đèn LED (Light emitting diodes - đèn đi-ốt phát quang) đang trở nên phổ biến dưới vai trò đèn pha hoặc đèn hậu

Hình 1.19 Đèn pha (trái) và đèn hậu (phải) dạng mành của Hella tại Frankfurt

Ưu điểm của nó là khối lượng nhẹ, tuổi thọ cao, cường độ sáng lớn và rất thời trang Ánh sáng của LED khá lạnh (mang ít nhiệt) nên những chiếc xe thiết kế dựa vào LED thường mang dáng vẻ trừu tượng, viễn tưởng và huyền bí

Ford đã lập một phòng thí nghiệm nhỏ để đánh giá độ bền và mức độ tiêu thụ điện năng của các loại đèn ô tô, trong đó chủ yếu tập trung thử nghiệm sự khác biệt giữa đèn điốt phát quang (LED) với các loại đèn thông thường khác, như bóng sợi đốt, halogen và bóng huỳnh quang

Kết quả là đèn LED bền gấp đôi các loại khác, nhưng lại đắt gấp 10 lần Tuy nhiên, do tiêu hao ít điện năng nên, xe lắp đèn LED lại tiết kiệm được khoảng 3,5 lít xăng/tuần

so với xe dùng các loại đèn truyền thống

Trong khi đó, hiện có nhiều ô tô sử dụng đèn LED không phải vì lý do tiết kiệm nhiên liệu,

mà chủ yếu vì yếu tố thời trang, vì đèn LED sáng hơn, trong hơn, và tỏa ánh sáng “lạnh”, nên tạo nét hiện đại, sang trọng hơn

1.3 Hệ thống đèn sương mù, đèn hậu

1.3.1 Hệ thống đèn sương mù

Bao gồm đèn sương mù phía trước và đèn sương mù phía sau

a Đèn sương mù phía trước (Fog lamps):

Trong điều kiện sương mù, nếu sử dụng đèn đầu chính có thể tạo ra vùng ánh sáng chói phía trước gây trở ngại cho các xe đối diện và người đi đường Nếu sử dụng đèn sương mù sẽ giảm được tình trạng này Dòng cung cấp cho đèn sương mù thường được lấy sau relay đèn kích thước

 Nguyên lý hoạt động của đèn sương mù phía trước:

Đèn sương mù phía trước hoạt động khi công tắc điều khiển đèn ở vị trí TAIL hoặc HEAD Khi công tắc đèn sương mù phía trước được bật ON, sẽ có dòng điện đi qua cuộn dây relay đèn sương mù phía trước, đóng tiếp điểm relay đèn sương mù, có dòng điện qua bóng đèn sương mù phía trước, đèn sương mù phía trước bật sáng

Hình 1.20 Hoạt động của hệ thống đèn sương mù trước

b Đèn sương mù phía sau (Rear fog guard):

Đèn này dùng để báo hiệu cho các xe phía sau nhận biết trong điều kiện tầm nhìn hạn chế Dòng cung cấp cho đèn này được lấy sau đèn cốt (Dipped beam) Một đèn báo được gắn vào tableau để báo hiệu cho tài xế khi đèn sương mù phía sau hoạt động

 Nguyên lý hoạt động của đèn sương mù phía sau :

Đèn sương mù phía sau cũng hoạt động khi công tắc điều khiển đèn ở vị trí TAIL hoặc HEAD giống như đèn sương mù phía trước

Hình 1.21 Hoạt động của hệ thống sương mù sau

Hình 1.22 Loại không có Rơle đèn hậu

Khi công tắc điều khiển đèn vặn về vị trí tail thì các đèn hậu đều bật sáng

 Loại có rơle đèn hậu

Hình 1.23 Loại có rơle đèn hậu

Khi công tắc điều khiển đèn vặn về vị trí tail thì sẽ có dòng điện qua cuộn dây của rơle điều khiển đèn làm cho tiếp điểm của rơle đóng lại sẽ có dòng điện qua bóng đèn làm đèn sáng

1.4.1.1 Hệ thống đèn xinhan có công tắc hazard rời:

Hình 1.25 Mạch điện hệ thống đèn xi nhan có công tắc hazard rời

G2:Accu K4: Rơ le nháy S1: Khóa điện S2: Công tắt đèn

cảnh báo S3: Công tắt đèn

xin đường

F2,F3: Cầu chì H6,H7: Đèn xin

đường trái

H8,H9: Đèn xin đường phải

Hệ thống gồm: Accu, rơ le nháy, khóa điện, công tắc đèn xi nhan, công tắt cảnh báo, đèn xi nhan trái, đèn xi nhan phải, cầu chì

 khi bật khóa điện và công tắt đèn cảnh báo S2 ở vị trí off sẽ có dòng điện điều khiển cho rơ le nháy làm việc như sau:

(+) Accu 30(khóa điện) 15(khóa điện) cầu chì F2 15(công tắt S2) 49(công tắt S2) 49(rơ le K4) 31(rơ le K4) mát

- Khi rơ le nháy K4 đóng tiếp điểm sẽ có dòng điện đi từ:

(+) Accu 30(khóa điện) 15(khóa điện) cầu chì F2 15(công tắt S2) 49(công tắt S2) 49(rơ le K4) 49A( rơ le K4) 49A(công tắt S3) Tại đây:

- Nếu ta bật công tắt S3 sang trái thì dòng điện từ cự L của công tắt S3 H6,H7 mát Làm đèn xi nhan trái sáng

Nếu ta bật công tắt S3 sang phải thì dòng điện từ cự R của công tắt S3

H8,H9 mát Làm đèn xi nhan phải sáng

 Khi ta bật công tắt đèn cảnh báo S2 thì sẽ có dòng điện đi như sau:

(+) Accu 30(công tắt S2) 49(công tắt S2) 49(rơ le K4) 31(rơ le K4) mát

- Dòng điều khiển cho rơ le K4 làm việc, rơ le K4 đóng tiếp điểm thì xuất hiện dòng điện đi như sau:

(+) Accu 30(công tắt S2) 49(công tắt S2) 49(rơ le K4) 49A(rơ le K4) 49A(công tắt S2) Tại đây dòng điện được chia than hai nhánh:

- Nhánh 1 đi tới R(công tắt S2) H8,h9 mát

- Nhánh 2 đi tới L(công tắt S2) H6,H7 mát

Lúc này cả hai đèn xin đường phải và trái đều sáng Thông thường chỉ khi xe xin vượt thẳng hoặc xe đỗ trên đường trong trường hợp cẩn cấp, như xe gặp sự cố hoặc phải sửa chữa trên đường thì người lái bật công tắt đèn cảnh báo

1.4.1.2 Hệ thống đèn xi nhan có công tắc hazard tổ hợp

Hình 1.26 Mạch điện hệ thống đèn xi nhan có công tắc hazard tổ hợp

Khi công tắc xi nhan bật Off, dòng điện từ công tắc máy qua chân G1, G3 đến bộ Flasher phát tín hiệu Flash chờ ở đó

Khi công tắc xinhan bật On (Righ hay Left) tín hiệu flash từ chân L bộ Flasher đến chân G4 rồi qua chân G6 đến các bóng đèn xinhan bên phải (nếu bật Righ) hoặc qua chân G5 đến các bóng đèn xinhan bên trái (nếu bật Left)

Khi công tắt đèn cảnh báo bật On thì có dòng đi từ (+) Accu đến chân G2(của công tắc tổ hợp) tới cực B(rơ le nháy) tới cực E(rơ le nháy) ra mát Có dòng điện qua

rơ le nháy làm tiếp điểm rơ le nháy đóng sẽ có dòng điện đi từ: (+) Accu đến G2(công tắt tổ hợp) tới cực B(rơ le nháy) tới cực L(rơ le nháy) qua tiếp điểm của rơ le nháy tới các đèn xi nhan L,R đồng thời 2 đèn báo sẽ trái phải đều sáng

1.4.1.3 Hệ thống đèn xi nhan điều khiển tích hợp

 Nguyên lý hoạt động của mạch đèn xi nhan điều khiển tích hợp

Ở mạch đèn xinhan điều khiển tích hợp không có bộ nháy Flasher mà thay vào đó

là một IC điều khiển, vừa phát ra tín hiệu Flash vừa lấy tín hiệu công tắc xinhan và công tắc Hazard để điều khiển đóng mở các relay, bật tắt các bóng đèn xinhan

Để tránh trường hợp người lái xe vì bất cẩn phát tín hiệu hướng báo rẽ sai, do công tắc xinhan bật không đúng cũng như quên tắt công tắc xinhan, người ta bố trí các đèn LED báo rẽ trái và phải trên táp – lô, các đèn LED báo rẽ này được mắc song song với các bóng đèn xi nhan nhờ vậy các đèn LED này sẽ sáng lên khi ta bật công tắc xinhan trái hay phải tương ứng Ngoài ra một số xe có trang bị thêm IC nhạc phát ra

âm thanh khi bật công tắc xinhan

Hình 1.27 Mạch điện hệ thống đèn xinhan điều khiển bằng bộ tích hợp

Hoạt động của mạch điện hệ thống cảnh báo đèn xinhan được hoạt động như sau: Mạch điện gồm một IC điều khiển, 2 transistor điều khiển và 2 relay đèn xinhan

 Rẽ sang trái:

Hình 1.28 Sơ đồ khi xi nhan sẽ trái

Khi công tắc đèn xi nhan bật Turn Left, cực EL của IC xử lý tín hiệu báo rẽ được tiếp đất, IC điều khiển sẽ phát tín hiệu dẫn transistor điều khiển relay rẽ trái, đóng tiếp điểm relay, cấp dòng điện từ +B qua tiếp điểm relay trái qua các bóng đèn xinhan trái

và qua bóng đèn báo rẽ xinhan trái trên táp – lô, các bóng đèn xinhan trái sáng, và đèn báo rẽ trái trên táp – lô cũng sẽ sáng

 Rẽ sang phải:

Hình 1.29 sơ đồ khi xi nhan sẽ phải

Khi công tắc đèn xinhan bật Turn Right, cực ER của IC xử lý tín hiệu báo rẽ được tiếp đất, IC điều khiển sẽ phát tín hiệu dẫn transistor điều khiển relay rẽ phải, đóng tiếp điểm relay, cấp dòng điện từ +B qua tiếp điểm relay phải qua các bóng đèn xinhan phải và qua bóng đèn báo rẽ xinhan phải trên táp – lô, các bóng đèn xinhan phải sáng, và đèn báo rẽ phải trên táp – lô cũng sẽ sáng

Nếu một bóng đèn xinhan bị cháy, thì IC điều khiển sẽ phát ra tần số nhấp nháy nhiều lên để thông báo cho người lái biết

 Bật công tắc Hazard:

Hình 1.30 sơ đồ khi bật công tắc cảnh báo

Khi bật công tắc Hazard, cực EHW của IC điều khiển được tiếp mát IC điều khiển phát tín hiệu dẫn cả hai transistor điều khiển relay trái và phải Dòng điện từ + B

qua các tiếp điểm relay đi tới cả hai cực LL và LR và tất cả các đèn xinhan và đèn báo

rẽ đều sáng

1.4.2 Đèn báo phanh

Mạch điện báo phanh rất đơn giản, khi đạp bàn đạp phanh cũng là đóng công tắc đèn báo phanh, cấp dòng điện cho đèn, đèn báo phanh sáng

Hình 1.31 Mạch điện đèn báo phanh

1.4.3 Hệ thống đèn kích thước, đèn soi biển số

 Sơ đồ nguyên lý

Hình 1.32 Sơ đồ hệ thống đèn kích thước, đèn soi biển số

F17, F17a, F18, F19: cầu chì S18: Công tắc đè

E7: Đèn soi táp lô E11,E12: Đèn kích thước trái

E13, E14 : Đèn kích thước phả.i E9, E10: Đèn soi biển số trái và phả.i

 Nguyên lý hoạt động:

Khi muốn bật đèn kích thước, đèn soi biển số ta nhấn công tắc đèn S18 về nấc 1 khi đó có dòng điện đi trong mạch như sau:

 ( +) 30 Accu 30 S18 58 S18 cầu chì ( F18, F19 ) đèn kích thước trái, phải ( E11, E12, E13, E14) ( - ) Mát: Đèn kích thước trái

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU HỆ THỐNG ĐÈN THÔNG MINH

2.1 Hệ thống đèn liếc tĩnh

2.1.1 Giới thiệu chung đèn liếc tĩnh

Hình 2.1 Hiệu quả chiếu sáng đối với hệ thống đèn liếc tĩnh

Hệ thống đèn liếc tĩnh, thực chất của nó là bố trí nguồn sáng phụ bên cạnh đèn cốt thông thường, nguồn sáng phụ này có nhiệm vụ chiếu sáng góc cua khi xe vào cua

mà vùng sáng của đèn cốt không chiếu tới, như trên hình vẽ bên trên, vùng sáng Abblendlicht là vùng sáng phụ của đèn chiếu sáng góc cua được bố trí bên cạnh đèn cốt

Việc bật tắt đèn chiếu sáng góc cua được dựa vào 3 yếu tố để đảm bảo rằng, đèn này chỉ được kích hoạt khi vào cua gấp hoặc rẽ phải, rẽ trái, 3 yếu tố đó là:

So với hệ thống chiếu sáng góc cua động thì hệ thống chiếu sáng góc cua tĩnh có

ưu điểm hơn ở chỗ vùng chiếu sáng của hệ thống chiếu sáng góc cua tĩnh có góc chiếu

rộng hơn Một ưu điểm khác làm cho hệ thống chiếu sáng góc cua tĩnh trở nên thông

dụng hơn là giá thành thấp hơn và nó có thể lắp thêm cho những xe đời cũ hoặc những

xe không trang bị hệ thống chiếu sáng góc cua một cách dễ dàng, chỉ cần thay thế đèn

sương mù trên xe bằng hai đèn chiếu sáng góc cua và lắp đặt bộ điều khiển cùng các

cảm biến, giắc cắm, … Nhưng nhược điểm của hệ thống này là chiếu sáng không linh

hoạt bằng hệ thống chiếu sáng góc cua động

Hiện trên thị trường có nhiều loại xe cao cấp được trang bị bộ đèn chiếu sáng góc

cua tĩnh, tiêu biểu là các hãng xe của Đức như BMW, MERCEDES, …dưới đây là

chiếc BMW thuộc 3 serie E 46 được trang bị đèn liếc tĩnh của Hella

Hình 2.6 Đèn liếc tĩnh bố trí trên xe và các chế độ hoạt động

Trên thị trường Việt Nam, sản phẩm đèn liếc tĩnh Hella Dyna View EVO 2 của nhà sản xuất Hella đang được phân phối rộng rãi với giá bán lẻ là 760$

Đây là bộ đèn liếc tĩnh được lắp thêm cho những xe không trang bị hệ thống đèn chiếu sáng góc cua

Hình 2.7 Hệ thống đèn chiếu sáng góc cua tĩnh của Hella – Hella Dyna view EVO2

Hệ thống DynaView Evo2 bao gồm hai bộ đèn chiếu sáng, Bộ điều khiển trung tâm IntelliBeam, các cảm biến, hệ thống dây nối, phụ kiện lắp đặt

Với sự phát triển của công nghệ bán dẫn, các nhà sản xuất cũng đang có xu hướng sử dụng đèn led siêu sáng như hình thức sử dụng đèn chiếu phụ bổ sung luồng sáng khi xe vào cua.

Hình 2.8 Công nghệ đèn LED thông minh trên chiếc Volkswagen Golf V.

2.1.2 Nguyên lý điều khiển hệ thống đèn liếc tĩnh

Hình 2.9 Hệ thống đèn liếc tĩnh của hãng Hella

Cấu tạo chung của một hệ thống đèn liếc tĩnh bao gồm:

- 2 đèn chiếu sáng góc cua được bố trí cạnh đèn cốt

- Bộ điều khiển trung tâm

Trong điều kiện thời tiết xấu, đèn chiếu sáng góc cua cả hai bên có thể được bật lên để trở thành đèn sương mù, tạo ra tầm quan sát tối ưu Thêm vào đó, khi cài số lùi thì đèn cả hai bên sẽ được bật lên để chiếu sáng dọc theo thân xe.

2.2 Hệ thống đèn chiếu sáng góc cua động

2.2.1 Giới thiệu hệ thống

Khác với hệ thống đèn liếc tĩnh, với hệ thống đèn liếc động, để thay đổi vùng chiếu sáng người ta chỉ cần sử dụng một nguồn sáng (không sử dụng thêm đèn chiếu phụ như hệ thống đèn chiếu sáng góc cua tĩnh), nói rõ hơn là thay vì khi vào cua thì bật thêm đèn chiếu phụ bổ sung ánh sáng theo góc cua thì người ta sử dụng chính nguồn sáng của bóng đèn cốt để làm điều này Đèn cốt thay đổi vùng chiếu sáng theo góc cua, như hình minh họa dưới đây:

Vùng sáng xe có Vùng sáng xe không

đèn liếc động có đèn liếc động

Hình 2.10 Sự khác biệt của xe có trang bị đèn liếc động,

khi đi trên cung đường cong

Với hệ thống đèn liếc động sự thay đổi vùng chiếu sáng có mức độ liếc uyển chuyển hơn hệ thống đèn liếc tĩnh, và có thể kích hoạt ở những cung đường hơi cong, cũng như chuyển làn, làm cho việc sử dụng đèn liếc hoàn hảo hơn một cách rõ rệt

Sở dĩ sử dụng nguồn sáng của bóng đèn cốt để thay đổi vùng chiếu theo góc cua

là vì với cung đường cong thường người ta chỉ sử dụng đèn cốt và ngược lại nếu sử dụng đèn pha mà sự thay đổi vùng chiếu sáng không kịp thời có thể làm ảnh hưởng đến tầm quan sát của người đi ngược chiều

Việc thay đổi vùng chiếu sáng của đèn cốt được thực hiện dựa vào 2 tín hiệu để đảm bảo rằng ánh sáng đèn cốt thay đổi theo cung đường và thay đổi kịp thời:

- Tín hiệu cảm biến góc lái

- Tín hiệu cảm biến tốc độ

Hình 2.11 Vùng chiếu sáng đèn cốt thay đổi khi xe chạy trên cung đường cong

Hệ thống đèn chiếu sáng góc cua động chỉ có thể thay đổi góc của vùng chiếu sáng 150 qua mỗi bên, chính vì vậy hiệu quả lớn nhất của hệ thống này là khi xe chạy trên những cung đường cong (với góc thay đổi 150 qua mỗi bên là đã đáp ứng được cho các cung đường có độ cong lớn), còn khi xe rẽ trái hoặc rẽ phải thì vùng chiếu sáng của hệ thống đèn liếc động chưa đáp ứng được Hiện nay người ta phối hợp cả hệ thống đèn liếc động và liếc tĩnh trên xe, hệ thống liếc động được kích hoạt trên những cung đường cong, còn hệ thống đèn liếc tĩnh chỉ được kích hoạt khi xe rẽ trái hoặc phải, hoặc trên những cung đường có bán kính cong nhỏ

Hình 2.12 Góc điều chỉnh của đèn liếc động

đủ cho các cung đường có độ cong gắt

Hệ thống đèn liếc động còn chưa được phổ biến lắm trên trị trường, hiện tại nó được lắp trên các xe đời mới hạng sang, vì giá thành còn khá cao

Ở Việt Nam, hệ thống đèn liếc động chỉ được thấy trên các xe nhập khẩu nguyên chiếc hạng sang, các dòng xe lắp ráp tại Việt Nam đều chưa được trang bị hệ thống

này Lý do một phần là ở Việt Nam vấn đề an toàn cho người sử dụng chưa được quan tâm đúng mức mà đặt trên hết là giảm giá thành để tiếp cận người tiêu dùng cũng như mục đích lợi nhuận của các hãng nên các hệ thống an toàn tiêu chuẩn cho người lái xe

ở các nước phát triển như Air Bag, ABS, AFS… còn ít được thấy, hoặc chỉ thấy trên các dòng xe hạng sang cho giới thượng lưu

Hình 2.13 Hệ thống đèn liếc động được trang bị trên xe Lesux

2.2.2 Nguyên lý điều khiển đèn chiếu sáng góc cua động

Nhìn chung cấu tạo cơ cấu chấp hành của hệ thống đèn liếc động phức tạp và đa dạng, người ta đưa ra nhiều giải pháp để có thể thay đổi góc chiếu sáng của bóng đèn cốt, nhưng tiêu biểu hiện nay là loại dựa trên hiện tượng khúc xạ ánh sáng Dưới đây trình bày cấu tạo về loại hệ thống chiếu sáng góc cua động tiêu biểu đó

Hệ thống đèn liếc động loại này gồm phần dẫn động của cơ cấu đảo tròng hoạt động nhờ một động cơ Servo, động cơ servo này điều khiển vùng chiếu sáng của đèn pha dao động 200 chuyển góc sang mỗi bên, tùy theo góc thay đổi vôlăng

Hình 2.14 Cấu tạo hệ thống đèn liếc động

Bản chất là một cụm Xenon được bố trí thêm các cơ cấu dẫn động gồm một động

cơ servo và các cơ phận khác để dịch chuyển hướng của ống chiếu sáng, dẫn đến thay đổi góc chiếu sáng

Với mục đích phổ thông hóa hệ thống đèn liếc động, người ta thiết kế nhiều loại

cơ cấu đèn liếc động đơn giản có tính lắp lẫn cao

Hình 2.15 Các modul cơ cấu đèn liếc động lắp thêm

Các cơ cấu đèn liếc động này độc lập với nguồn sáng được sử dụng, bất luận Xenon, Bi - Xenon hay Halogen vì vậy ta có thể lắp thêm các cơ cấu đèn liếc động cho các hệ thống đèn đầu chưa trang bị hệ thống đèn liếc, các cơ cấu đèn liếc ngày nay được cung cấp rời với vài hệ tiêu chuẩn cụ thể cho từng dòng xe, nhờ vậy đa phần có thể tự trang bị thêm hệ thống đèn liếc mà không cần chiếc xe phải có những thay đổi nghiêm trọng

Cấu tạo cơ cấu chấp hành của hệ thống đèn liếc động tuy đa dạng nhưng đều sử dụng động cơ servo để dẫn động nên việc điều khiển cơ cấu chấp hành nhìn chung cũng là điều khiển động cơ Servo dựa trên các tín hiệu cảm biến góc cua và cảm biến tốc độ

Về hệ thống điều khiển của hệ thống đèn liếc động tương tự như hệ thống đèn liếc tĩnh, bộ điều khiển trung tâm nhận các tín hiệu từ cảm biến góc cua và cảm biến tốc độ, phân tích các giá trị góc cua và tốc độ lái xe để xác định góc điều chỉnh vùng chiếu sáng và tốc độ đáp ứng, đưa tín hiệu điều chỉnh motor servor theo các góc xác định về các bên trái hoặc phải tuỳ theo góc cua

Với những tính toán phù hợp dựa trên giá trị tốc độ tức thời, Đèn liếc động có tốc

độ liếc nhanh hay chậm hoàn toàn thích ứng với tốc độ xe chạy, khi ôm cua nhanh, đèn liếc nhanh, khi khi ôm cua chậm thì đèn liếc chậm, nhờ đó, đối với người lái, nguồn sáng luôn luôn như gắn chặt với chiếc xe, cố định và hài hòa

2.2.3 Cơ sở tính toán góc điều chỉnh vùng chiếu sáng

Tính toán hiệu quả chiếu sáng khi sử dụng hệ thống chiếu sáng góc cua động khi xe đi trên cung đường có bán kính cong R:

Hình 2.16 Điều chỉnh góc chiếu sáng theo cung đường

Ở hình minh họa phía trên, ta thấy rằng với xe không có trang bị hệ thống chiếu sáng góc cua động thì vùng chiếu sáng của nó là vùng áng sáng trắng như trên hình vẽ, vùng chiếu sáng này chỉ thích hợp khi xe chạy thẳng theo phương ngang của xe, còn với cung đường có bán kính cong R như trên hình thì nó chỉ chiếu sáng được khoảng cách 30m, với khoảng quan sát như vậy người lái sẽ không kịp phản ứng và xử lý chướng ngại vật Nhờ hệ thống chiếu sáng góc cua động, tự nhận biết bán kính cong của cung đường, nó điều chỉnh vùng chiếu sáng của bóng đèn đi một góc γ, góc γ này tương đương bằng với góc δ hợp bởi tiếp tuyến của cung đường với phương ngang của

xe Nhờ vậy tầm quan sát của người lái được tăng thêm 25m như trên hình (55m so với 30m) Với tầm quan sát tăng thêm 25m này người lái xe sẽ có thêm 1,5s để quan sát và

xử lý chướng ngại vật nếu lúc đó xe chạy với tốc độ 60km/h

Tính toán góc điều chỉnh vùng chiếu sáng khi xe đi trên cung đường có bán kính cong R:

Như đã nói, điều chỉnh góc chiếu sáng để nhắm đến mục đích sao cho vùng chiếu sáng luôn bám theo cung đường xe chạy và chiếu sáng được khoảng quan sát an toàn của người lái (khoảng cách đủ để ngưới điều khiển xe nhận biết chướng ngại vật và phản ứng kịp thời, đảm bảo an toàn)

Việc điều chỉnh góc chiếu sáng là tuỳ thuộc vào bán kính cong của cung đường

xe đang chạy, khi xe đang chạy trên đường thẳng thì bán kính cong của cung đường lúc đó là vô cùng, nên góc điều chỉnh là 00 Xe chạy trên cung đường có bán kính cong càng nhỏ thì góc điều chỉnh vùng chiếu sáng càng phải lớn