Hệ thống đèn thông minh trên ô tô Adaptive Front Lighting System High Beam Control System

Đây là một tiểu luận về hệ thống mới trên ô tô . Bài làm rất chi tiết bao gồm các phần trọng tâm về cấu tạo, phân loại, mạch điện và giải thích nguyên lý hoạt động rất thích chi tiết và cả Powerpoint thuyết trình. Được giảng viên đánh giá cao về nội dung và hình thức.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC TIỂU LUẬN CUỐI KỲ HỆ THỐNG AN TỒN VÀ TIỆN NGHI TRÊN Ơ TƠ TP Hồ ChíMinh, ngày 10 tháng 12 năm 2018 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC TIỂU LUẬN CUỐI KỲ Chuyên ngành: Công nghệ Kỹ thuật ôtô Tên tiểu luận: Tìm hiểu hệ thống đèn thơng minh ô tô Adaptive Front Lighting System High Beam Control System TP Hồ ChíMinh, ngày 10 tháng 12 năm 2018 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN Tên tiểu luận: Tìm hiểu hệ thống đèn thông minh ôtôAdaptive Front Lighting System High Beam Control System Họ vàtên Sinh viên : Đồn Ngọc Đơng 15145219 Nguyễn Văn Khải 15145259 Nguyễn VõAnh Kiệt 15145273 Y: Rom Mlo 15145440 Ngành: Công nghệ Kỹ thuật tơ I NHẬNXÉT Về hình thức trình bày & tính hợp lý cấu trúc tiểu luận: Về nội dung (đánh giá chất lượng tiểu luận, ưu/khuyết điểm giá trị thực tiễn) II NHỮNG NỘI DUNG CẦN ĐIỀU CHỈNH, BỔ SUNG III ĐỀ NGHỊ VÀ ĐÁNH GIÁ Điểm đánh giá (theo thang điểm 10): Tp Hồ Chí Minh, ngày 10 tháng 12 năm 2018 Giảng viên hướng dẫn (Ký& ghi rõhọ tên) LỜI CẢM ƠN Trong trình học tập rèn luyện học phần “Hệ thống an tồn tiện nghi ơtơ” chúng em học nhiều kiến thức bổ ích chuyên môn từ thầy, chúng em thầy tân tình dạy giúp đỡ trình học tập Từ kiến thức mà thầy dạy giúp chúng em có tảng vơ vững để hoàn thành tiểu luận cuối kỳ cách tốt đẹp Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy mơn Điện-Điện Tử Ơ Tơ truyền dạy cho chúng em kiến thức chuyên môn vô quý báu, giúp chúng em tiếp cận gần hiểu biết rõ ngành nghề mà chọn để chúng em có tảng kiến thức hiểu biết vững để bước vào đời Nhóm chúng em đặc biệt gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Thạc sĩ Giảng viên Nguyễn Trung Hiếu Giáo viên hướng dẫn đề tài, người thầy tận tình hướng dẫn, bảo, tạo điều khiện, động viên giúp đỡ chúng em nhiều mặt tinh thần kiến thức để chúng em vượt qua ngày tháng khó khăn tìm tịi hiểu biết lĩnh vực mới, kiến thức để cuối hoàn thành tiểu luận cuối kỳ ngày hôm Mặc dù cố gắng nỗ lực nhiều, kiến thức ỏi chúng em thời gian nghiên cứu làcóhạn nên thành đạt khơng tránh khỏi thiếu sót Do chúng em kính mong nhận đóng góp, dạy thầy để chúng em hồn thiện tiểu luận tốt Nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn! Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2018 Nhóm sinh viên thực i TĨM TẮT Ngày nay, công nghiệp ô tô thời kì đỉnh cao, cơng nghệ an tồn ngày phát triễn thông minh hơn, giúp giảm thiểu tối đa nguy tai nạn chấn thương lái xe Tuy nhiên sử dụng xe biết tính đó, sau cơng nghệ an tồn thơng minh ô tô Hệ thống đèn thông minh (Adaptive Front Lighting System & High Beam Control System ) Những đèn pha thông thường, chiếu ánh sáng hướng thẳng phía trước, đó, vào cua ánh sáng khơng bao qt, gây tầm nhìn Hiện nay, với công nghệ đèn pha thông minh, đèn pha sử dụng công nghệ LED tự động chuyển hướng theo góc đánh lái để chiếu sáng đường phía trước Cơng nghệ phổ biến mẫu xe tầm trung … Đối với số dòng xe cao cấp hệ thống thiết kế thông minh hơn, 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 cơng 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 Để giúp thầy bạn hiểu rõ cấu tạo, phân loại nguyên lý hoạt động ưu nhược điểm hệ thống đèn thông minh tơ Nhóm tiến hành nghiên cứu hoàn thành tiểu luận ii MỤC LỤC Trang Lời cảm ơn i Tóm tắt …ii Mục lục iii Danh mục chữ viết tắt vàkýhiệu iv Danh mục hình v Chương GIỚI THIỆU VÀ PHÂN LOẠI HỆ THỐNG .1 1.1 Đặt vấn đề………………………………………………………… 1.2 Hệ thống Adaptive Front Lighting System .2 1.3 Hệ thống High Beam Control System……………………………….3 Chương CẤU TẠO HỆ THỐNG………………………………………….4 2.1 Hệ thống Adaptive Front Lighting System………………………….4 2.2 Hệ thống High Beam Control System……………………………….6 Chương NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG HỆ THỐNG…………………… 3.1 Hệ thống Adaptive Front Lighting System………………………….8 3.2 Hệ thống High Beam Control System…………………………… 20 Chương TÍNH TỐN HỆ THỐNG AFS……………………………… 27 Chương TÀI LIỆU THAM KHẢO………………………………………31 iii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU TP HCM: Thành Phố Hồ ChíMinh AFS: Adaptive Front Lighting System HBC: High Beam Control System EPS: Electrically Power Steering BCM: Body Control Module PCM: Powertrain Control Module HI: High LO: Low CAN: Controller Area Network LIN: Local Interconnect Network iv DANH MỤC CÁC HÌNH Trang Hình 1.1 Tên gọi hệ thống đèn thơng minh Hình 1.2 Hệ thống AFS vào cua .2 Hình 1.3 Hệ thống AFS chiếu xa Hình 1.4 Hệ thống AFS chiếu gần Hình 1.5 Hệ thống HBC chống chói .4 Hình 2.1 Các phận hệ thống AFS Hình 2.2 Cảm biến tốc độ xe (loại điện từ) .5 Hình 2.3 Cảm biến vị trí (Hall)…………………………………………… Hình 2.4 Cảm biến cân cảm ứng……………………………………….5 Hình 2.5 Hộp điều khiển AFS……………………………………………….6 Hình 2.6 Motor Servo xoay ông chiếu sáng Hình 2.7 Cụm đèn đầu……………………………………………………….6 Hình 2.8 Cấu tạo hệ thống HBC…………………………………………… Hình 2.9 Cảm biến camera………………………………………………… Hình 2.10 Hộp điều khiển trợ lực lái……………………………………… Hình 2.11 Hộp điều khiển hộp số………………………………………… Hình 2.12 Cụm đèn Xenon………………………………………………… Hình 3.1 Hệ thống đèn liếc tĩnh…………………………………………… Hình 3.2 Cụm đèn đầu……………………………………………………….9 Hình 3.3 Hệ thống đèn liếc tĩnh …………………………………………… Hình 3.4 Hệ thống đèn liếc động ……………………………………………10 Hình 3.5 Sơ đồ hệ thống AFS ………………………………………………10 Hình 3.6 Hệ thống đèn liếc động……………………………………………12 Hình 3.7 Góc đánh lái ………………………………………………………13 Hình 3.8 Cụm đèn đầu hệ thống AFS 14 Hình 3.9 Sơ đồ mạch điện AFS ………………………………………… 16 v Hình 3.10 Sơ đồ giắc cắm hệ thống AFS ………………………………… 17 Hình 3.11 Sơ đồ khối hệ thống AFS ……………………………………….18 Hình 3.12 Sơ đồ đấu dây hệ thống AFS…………………………………….19 Hình 3.13 Sơ đồ mạch điện hệ thống HBC…………………………………20 Hình 3.14 Sơ đồ đấu dây hệ thống HBC ………………………………… 21 Hình 3.15 Sơ đồ khối hệ thống HBC ………………………………………22 Hình 3.16 Khi phát xe phía trước 23 Hình 3.17 Khi khơng phát cóxe phía trước………………………… 23 Hình 3.18 Khi khơng có xe phía trước …………………………………… 24 Hình 3.19 Khi vào cua …………………………………………………… 25 Hình 3.20 Khi lên dốc 26 Hình 4.1 Góc điều chỉnh vào cua………………………………….……27 Hình 4.2 Tính tốn hình học góc cua……………………………………….29 v CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VÀ PHÂN LOẠI HỆ THỐNG 1.1 Đặt vấn đề Những năm gần với phổ biến rộng rãi đèn Xenon, hệ thống đèn chiếu sáng góc cua dần đưa vào sử dụng xe đời Hình Tên gọi hệ thống đèn thông minh Xuất phát từ thực tế, người ta tìm cách khắc phục tượng thiếu ánh sáng xe vào cua chạy đường khúc khuỷu, đèn chiếu sáng thông thường không đảm nhận việc chiếu sáng góc gần bên phải bên trái xe, tình trạng tương tự người ta chạy cung đường hẹp không thẳng Việc thường xuyên đối mặt với vùng tối đột ngột xuất trước mũi xe làm cho người lái căng thẳng, khả gây tai nạn cao đơn giản khơng kịp nhìn thấy mặt đường khúc quanh tối tăm Các nhà sản xuất tìm giải pháp để thay đổi vùng chiếu sáng xe tùy theo điều kiện đường xá, tiêu biểu hệ thống Adaptive Front Lighting System High Beam Control System trình bày rõ ràng cụm chi tiết quan trọng sau : - Nguồn - Tín hiệu cảm biến - Hộp điều khiển AFS - Cơ cấu chấp hành (moto servo đèn ) - Dây dẫn giắc cắm Sơ đồ chân giắc cắm Hình 10 Sơ đồ giắc cắm hệ thống AFS Điều kiện làm việc hệ thống Adaptive Front Lighting System 17 Hinh 11 Sơ đồ khối hệ thống AFS - Đèn pha On - Tốc độ > 2Km/h Sơ đồ khối hệ thống Adaptive Front Lighting System 18 Hình 12 Sơ đồ đấu dây hệ thống AFS Tín hiệu cảm biến góc lái gửi hộp EPS, tín hiệu tốc độ gửi hộp PCM tín hiệu đèn pha on/off gửi hộp BCM Hộp AFS lấy tín hiệu thơng qua giao thức mạng CAN (A B sơ đồ khối) Để tiến hành điều khiển moto servo để điều chỉnh ánh sáng phù hợp Những thay đổi vị trí moto ln cảm biến Hall gắn cấu chấp hành gửi hộp AFS để so sánh điều chỉnh hạn chế sai số nâng cao thời gian đáp ứng hệ thống 3.2 Hệ thống High Beam Control System 19 Hệ thống điều khiển ánh sáng đèn pha (HBC) biến đèn pha HI tắt camera cảm biến phía trước (FSC) lắp đặt vào kính chắn gió nhận xe phía trước qua phương tiện khác thống HBC điều khiển với đèn pha HI bật Kết là, khả hiển thị trình điều khiển đảm bảo ngăn chặn việc làm mù, lóa mắt xe khác khỏi ánh sáng chói  Sơ đồ mạch điện hệ thống High Beam Control System Hình 13 Sơ đồ mạch điện hệ thống HBC Camera cảm biến (FSC) gửi tí n hiệu cóhay khơng ánh sáng từ phương tiện phía trước CPU tí ch hợp hộp AFS qua giao thức mạng CAN 20 Điều khiển hộp BCM tắt/ bật đèn pha HI  Sơ đồ hệ thống High Beam Control System Hình 14 Sơ đồ đấu dây hệ thống HBC  Sơ đồ khối hệ thống High Beam Control System 21 Hì nh 15 Sơ đồ khối hệ thống HBC  Điều kiện chế độ hoạt động hệ thống High Beam Control System 22 Hì nh 16Khi phát xe phía trước Khi cóánh sáng từ phương tiện phía trước chiếu vào vàtốc độ lớn 20Km/h hình 18 Camera cảm biến FSC gửi tí n hiệu (1) HEADLIGHT HI OFF REQUEST SIGNAL tắt đèn pha HI tới BCM qua giao tiếp mạng CAN, BCM nhận tín hiệu gửi tín hiệu (2) HEADLIGHT HI OFF REQUEST SIGNAL tới ESU (thiết bị cung cấp điện) qua mạng truyền thông LIN Khi nhận tiến hiệu (2) ESU yêu cầu tắt đèn pha HI (3) HEADLIGHT HI Hình 17 Khi khơng phát cóxe phía trước Khi khơng cóánh sáng từ phương tiện phía trước chiếu vào vàtốc độ lớn 30Km/h hình 19 Camera cảm biến FSC gửi tí n hiệu (1) HEADLIGHT HI ON REQUEST SIGNAL tắt đèn pha HI tới BCM qua giao tiếp mạng CAN, BCM nhận tí n hiệu gửi tí n hiệu (2) HEADLIGHT HI 23 ON REQUEST SIGNAL tới ESU (thiết bị cung cấp điện) qua mạng truyền thông LIN Khi nhận tiến hiệu (2) ESU yêu cầu bật đèn pha HI (3) HEADLIGHT HI Hì nh 18 Khi khơng có xe phía trước Nếu camera cảm biến phía trước (FSC) khơng cịn phát xe phí a trước đèn đường (lái xe thành phố / thị trấn) phạm vi camera hình 20 Nó trì(1) HEADLIGHT LO đèn pha LO điều kiện khoảng thời gian định Nếu camera cảm biến phía trước (FSC) khơng phát thấy xe phía trước đèn đường (lái xe thành phố / thị trấn) sau khoảng thời gian định, gửi (2) HEADLIGHT HI ON REQUEST SIGNAL đèn tín hiệu HI tí n hiệu yêu cầu tới BCM qua giao tiếp CAN Khi BCM nhận tí n hiệu yêu cầu (2) HEADLIGHT HI ON REQUEST SIGNAL, gửi tí n hiệu (3) HEADLIGHT HI ON REQUEST SIGNAL tới đơn vị cung cấp điện (ESU) thông qua liên lạc LIN Khi thiết bị cung cấp điện (ESU) nhận đèn tín hiệu HI tí n hiệu yêu cầu, nósẽ bật đèn pha HI (4) 24 Hì nh 19 Khi vào cua Camera cảm biến chuyển tiếp (FSC) tầm nhì n xe phí a trước vào cua hình 21 Nếu camera cảm biến phía trước (FSC) bị tầm nhì n xe ghi nhận vào cua Camera cảm biến phía trước (FSC) 25 trì đèn pha LO điều kiện tới vị trímàcamera cảm biến (FSC) khơng nhìn thấy góc cua Nếu xe phía trước khơng phát vị trímàcamera cảm biến chuyển tiếp (FSC) khơng nhìn thấy nó, đèn pha HI bật Nếu xe phía trước phát hiện, đèn pha LO điều kiện trì Hì nh 20 Khi lên dốc 26 Camera cảm biến chuyển tiếp đột ngột tầm nhì n vật thể phát sáng phạm vi camera (các phương tiện phí a trước, đường phố / thành phố (đèn đường)) hình 22 Nếu máy ảnh cảm biến chuyển tiếp (FSC) tầm nhìn đối tượng phát sáng nhận diện phạm vi camera, đèn pha LO điều kiện trìtrong khoảng thời gian định Tùy thuộc vào việc phát vật thể phát sáng hay không sau khoảng thời gian định, hệ thống xác định đèn pha HI phải bật CHƯƠNG 4: TÍNH TỐN HỆ THỐNG AFS [1]  Tính tốn hiệu chiếu sáng sử dụng hệ thống chiếu sáng góc cua động xe cung đường có bán kính cong R Hì nh Góc điều chỉnh vào cua Ở hình minh họa phía trên, ta thấy với xe khơng có trang bị hệ thống chiếu sáng góc cua động vùng chiếu sáng vùng sáng trắng hình vẽ, vùng chiếu sáng thích hợp xe chạy thẳng theo phương ngang xe, với cung đường có bán kính cong R hình chiếu sáng khoảng cách 30m, với khoảng quan sát người lái không kịp phản ứng xử lý chướng ngại vật Nhờ hệ thống chiếu sáng góc cua động, tự nhận biết bán kính cong cung đường, điều chỉnh vùng chiếu sáng bóng đèn góc γ, góc γ tương đương với góc δ hợp tiếp tuyến cung đường với phương ngang xe Nhờ tầm quan sát 27 người lái tăng thêm 25m hình (55m so với 30m) Với tầm quan sát tăng thêm 25m người lái xe có thêm 1,5s để quan sát xử lý chướng ngại vật lúc xe chạy với tốc độ 60km/h  Tính tốn góc điều chỉnh vùng chiếu sáng xe cung đường có bán kính cong R: Như nói, điều chỉnh góc chiếu sáng để nhắm đến mục đích cho vùng chiếu sáng ln bám theo cung đường xe chạy chiếu sáng khoảng quan sát an toàn người lái (khoảng cách đủ để người điều khiển xe nhận biết chướng ngại vật phản ứng kịp thời, đảm bảo an toàn) Việc điều chỉnh góc chiếu sáng tuỳ thuộc vào bán kính cong cung đường xe chạy, xe chạy đường thẳng bán kính cong cung đường lúc vơ cùng, nên góc điều chỉnh 00 Xe chạy cung đường có bán kính cong nhỏ góc điều chỉnh vùng chiếu sáng phải lớn Nhờ cảm biến lực ly tâm bố trí xe, kèm với hệ thống đèn liếc động nên xác định bán kính cong cung đường cách dễ dàng Dựa quan hệ giá trị lực ly tâm với bán kính cong cung đường vận tốc xe chạy lúc Từ bán kính cong cung đường xác định xác định góc quay vịng xe sau 28 Hình Tính tốn hình học góc cua Theo tính tốn thiết kế Ơ tơ, để xe quay vịng khơng trượt bánh xe phải có tâm quay vịng (tâm O, hình vẽ phía dưới) thoả mãn biểu thức quan hệ góc quay vịng bánh xe: cotg β – cotg α = B/L Bán kính quay vịng R xe bán kính cung đường xe chạy Vậy với bán kính cong cung đường quan hệ hình học ta hồn tồn xác định giá trị góc quay vịng α, β bánh xe theo điều kiện xe quay vịng khơng trượt biết chiều dài sở bề rộng xe Việc điều chỉnh góc chiếu sáng lấy tín hiệu theo góc quay vịng β bánh xe phía bên Góc quay vịng β bánh xe bên tuỳ theo góc đánh lái nằm khoảng (0; 330) xe du lịch Hệ thống đèn liếc động kích hoạt góc quay vịng β bánh xe bên lớn 50, góc điều chỉnh vùng chiếu sáng thay đổi theo giá trị góc β Khi góc quay vòng β bánh xe bên đạt giá trị 200 góc điều chỉnh vùng chiếu sáng lớn 29 Như hồn tồn xác định giá trị điều chỉnh góc chiếu sáng biết bán kính cong cung đường  Điều chỉnh góc chiếu sáng theo tốc độ xe Để người quan sát ln có từ - 4s để quan sát xử lý chướng ngại vật ứng với tốc độ xe chạy nhanh đèn “liếc” nhanh hơn, xe chạy chậm đèn “liếc” chậm hơn, tức phải thay đổi tốc độ quay motor servor theo dải tốc độ xe Việc tính tốn tốc độ điều chỉnh tính tốn dựa khả đáp ứng tốc độ motor servor 30 CHƯƠNG 5: TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] ĐINH XUÂN PHƯƠNG – “Đồ án tốt nghiệp” Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh, 2009 31 ... 2.1 Hệ thống Adaptive Front Lighting System? ??……………………….4 2.2 Hệ thống High Beam Control System? ??…………………………….6 Chương NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG HỆ THỐNG…………………… 3.1 Hệ thống Adaptive Front Lighting System? ??……………………….8... dụng xe biết tính đó, sau cơng nghệ an tồn thơng minh tơ Hệ thống đèn thông minh (Adaptive Front Lighting System & High Beam Control System ) Những đèn pha thông thường, chiếu ánh sáng hướng... LUẬN CUỐI KỲ Chun ngành: Cơng nghệ Kỹ thuật ơtơ Tên tiểu luận: Tìm hiểu hệ thống đèn thông minh ô tô Adaptive Front Lighting System High Beam Control System TP Hồ Ch? ?Minh, ngày 10 tháng 12 năm 2018