Nghiên cứu,thiết kế mô hình ghế điện và mô hình hệ thống giải trí trên ô tô

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC XÁC NHẬN HOÀN THÀNH ĐỒ ÁN Tên đề tài: Nghiên cứu,thiết kế mô hình ghế điện và mô hình hệ thống giải trí trên

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

**

NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ MÔ HÌNH GHẾ ĐIỆN VÀ MÔ

HÌNH HỆ THỐNG GIẢI TRÍ TRÊN Ô TÔ

SVTH: BÙI QUỐC HUY MSSV: 16119093

SVTH: PHAN CÔNG THIỆN MSSV: 16145530

GVHD: ThS VŨ ĐÌNH HUẤN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

**

NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ MÔ HÌNH GHẾ ĐIỆN VÀ MÔ

HÌNH HỆ THỐNG GIẢI TRÍ TRÊN Ô TÔ

Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng 01 năm 2021

SVTH: BÙI QUỐC HUY MSSV: 16119093

SVTH: PHAN CÔNG THIỆN MSSV: 16145530

GVHD: ThS VŨ ĐÌNH HUẤN

TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT

TP HỒ CHÍ MINH

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA

VIỆT NAM Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc

TP Hồ Chí Minh, ngày … tháng 01 năm 2021

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

(Email: 16145530@student.hcmute.edu.vn Điện thoại: 0938948672)

1 Tên đề tài

Nghiên cứu, thiết kế mô hình ghế điện và mô hình hệ thống giải trí trên ô tô

2 Nhiệm vụ đề tài

1 Nghiên cứu sơ đồ hệ thống ghế điện trên xe Lexus RX330 2000

2 Nghiên cứu sơ đồ hệ thống giải trí trên xe Honda City 2013

3 Nghiên cứu thiết kế khung mô hình và bảng điều khiển phục vụ mục tiêu dạy học

4 Nghiên cứu thiết kế mục tiêu và bài giảng

5 Viết thuyết minh cho đề tài

3 Sản phẩm của đề tài

Bản thuyết minh báo cáo

Mô hình hệ thống ghế điện

Mô hình hệ thống giải trí

4 Ngày giao nhiệm vụ đề tài: 12/11/2020

5 Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 25/01/2021

TRƯỞNG BỘ MÔN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

TP HCM

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA

VIỆT NAM

Độc lập - Tự do – Hạnh phúc

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

Bộ môn ………

PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Dành cho giảng viên hướng dẫn) Họ và tên sinh viên: Bùi Quốc Huy MSSV: 16119093 Hội đồng: …………

Phan Công Thiện MSSV: 16145530 Hội đồng: …………

Tên đề tài: Nghiên cứu,thiết kế mô hình ghế điện và mô hình hệ thống giải trí trên ô tô Ngành đào tạo: CNKT Ô Tô Họ và tên GV hướng dẫn: ThS Vũ Đình Huấn Ý KIẾN NHẬN XÉT 1 Nhận xét về tinh thần, thái độ làm việc của sinh viên (không đánh máy)

2 Nhận xét về kết quả thực hiện của ĐATN (không đánh máy) 2.1 Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN

2.2 Nội dung đồ án (Cơ sở lý luận, tính thực tiễn và khả năng ứng dụng của đồ án, các hướng nghiên cứu có thể tiếp tục phát triển)

2.3 Kết quả đạt được

2.4 Những tồn tại (nếu có):

Đánh giá:

STT Mục đánh giá Điểm tối

đa

Điểm đạt được

Đúng format với đầy đủ cả hình thức và nội dung của các

mục

10

Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học và kỹ

thuật, khoa học xã hội…

5

Khả năng thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá 10

Khả năng thiết kế chế tạo một hệ thống, thành phần, hoặc

quy trình đáp ứng yêu cầu đưa ra với những ràng buộc thực

tế

15

Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

TP HCM

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA

VIỆT NAM

Độc lập - Tự do – Hạnh phúc

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

Bộ môn ………

PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Dành cho giảng viên phản biện) Họ và tên sinh viên: Bùi Quốc Huy MSSV: 16119093 Hội Đồng: …………

Họ và tên sinh viên: Phan Công Thiện MSSV: 16145530 Hội Đồng: …………

Tên đề tài: Nghiên cứu,thiết kế mô hình ghế điện và mô hình hệ thống giải trí trên ô tô Ngành đào tạo: CNKT Ô Tô Họ và tên GV phản biện: (Mã GV)

Ý KIẾN NHẬN XÉT 1 Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN:

2 Nội dung đồ án: (Cơ sở lý luận, tính thực tiễn và khả năng ứng dụng của đồ án, các hướng nghiên cứu có thể tiếp tục phát triển)

3 Kết quả đạt được:

4 Những thiếu sót và tồn tại của ĐATN:

5 Câu hỏi:

6 Đánh giá:

STT Mục đánh giá Điểm tối

đa

Điểm đạt được

1 Hình thức và kết cấu ĐATN 30

Đúng format với đầy đủ cả hình thức và nội dung của

các mục

10

Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan của đề tài 10

Tính cấp thiết của đề tài 10

Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học và

kỹ thuật, khoa học xã hội…

5

Khả năng thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá 10

Khả năng thiết kế, chế tạo một hệ thống, thành phần,

hoặc quy trình đáp ứng yêu cầu đưa ra với những

ràng buộc thực tế

15

Khả năng cải tiến và phát triển 15

Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

XÁC NHẬN HOÀN THÀNH ĐỒ ÁN

Tên đề tài: Nghiên cứu,thiết kế mô hình ghế điện và mô hình hệ thống giải trí trên ô tô

Ngành: Công nghệ Kỹ thuật ô tô

Sau khi tiếp thu và điều chỉnh theo góp ý của Giảng viên hướng dẫn, Giảng viên phản biện và các thành viên trong Hội đồng bảo về Đồ án tốt nghiệp đã được hoàn chỉnh đúng theo yêu cầu về nội dung và hình thức

Chủ tịch Hội đồng:

Giảng viên hướng dẫn: _

Giảng viên phản biện:

Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng 01 năm 2021

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên, chúng em xin chân thành cảm ơn toàn thể quý thầy cô trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành phố Hồ Chí Minh đã nhiệt tình giảng dạy và truyền đạt những kiến thức hết sức quý báu cho chúng em trong suốt thời gian học tập tại trường Đặc biệt với sự giúp đỡ của các quý thầy cô Khoa Cơ Khí Động Lực đã tạo điều kiện cho chúng em hoàn thành đồ án tốt nghiệp đúng thời gian quy định

Nhóm chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến:

 Giảng viên Th.S Vũ Đình Huấn, thầy đã hướng dẫn tận tình cũng như theo sát đôn đốc chúng em trong suốt quá trình thực hiện đồ án

 Chúng em xin gửi lời cảm ơn đến các thầy trong khoa Cơ khí động lực – trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật đã hỗ trợ kiến thức, tư vấn kỹ thuật và cho chúng

em mượn dùng các thiết bị tại xưởng thực hành

 Chúng em xin gửi lời cảm ơn đến thầy Thái Huy Phát giảng viên khoa Cơ khí động lực trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật thành phố Hồ Chí Minh đã hỗ trợ nhóm chúng em trong quá trình tìm kiếm vật tư và hỗ trợ sữa chữa vật tư sử dụng trong mô hình đồ án

 Cảm ơn gia đình và bạn bè đã hỗ trợ, động viên, khuyến khích chúng em tự tin trong cuộc sống cũng như cố gắng vươn lên trong học tập

Một lần nữa, chúng em xin chân thành cảm ơn và kính chúc quý thầy cô Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành phố Hồ Chí Minh, đặc biệt là quý thầy cô khoa

Cơ Khí Động Lực dồi dào sức khỏe, niềm vui và nhiệt huyết với nghề giáo để góp phần vào sự nghiệp trăm năm trồng người

Chúng em xin chân thành cảm ơn!

Tp Hồ Chí Minh, ngày … tháng 01 năm 2021

TM Nhóm sinh viên thực hiện

Bùi Quốc Huy Phan Công Thiện

TÓM TẮT Các vấn đề nghiên cứu:

1 Nghiên cứu lý thuyết hệ thống giải trí trên xe Honda City 2013 và hệ thống điều khiển ghế điện trên xe RX330 2000

2 Tìm hiểu, phân tích các mạch điện hệ thống của xe Honda City 2013 và ghế Lexus RX330 nói trên

3 Thực hiện mô hình: - Hệ thống giải trí

- Hệ thống điều khiển ghế điện

Quá trình thực hiện và kết quả đạt được:

Quá trình tìm hiểu lý thuyết thông qua tài liệu từ trang online của hãng Honda

Về phần thi công đồ án:

 Sau khi tiếp nhận đề tài từ khoa chúng em đã tìm kiếm thông tin về hệ thống giải trí

xe Honda City 2013 và hệ thống điều khiển ghế điện Lexus RX330 2000

 Sau khi đã có đầy đủ thông tin chúng em tiến hành phân tích cụ thể về nguyên lí hoạt động của hệ thống giải trí trên xe Honda City 2013 hệ thống điều khiển ghế điện Lexus RX330 2000

 Cuối cùng là nhóm chúng em đã thiết kế cũng như lắp ráp mô hình về hệ thống giải trí hệ thống điều khiển ghế điện

Các kết quả đạt được:

 Nắm được lý thuyết, nguyên lý hoạt động của hệ thống giải trí Honda City 2013 hệ thống điều khiển ghế điện Lexus RX330 2000

 Nắm bắt cập nhật thêm các nội dung kiến thức mới

 Thiết kế, thực hiện được mô hình mới phục vụ giảng dạy hệ thống điện thân xe

MỤC LỤC

Trang

LỜI CẢM ƠN i

TÓM TẮT ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC CÁC BẢNG vi

DANH MỤC CÁC HÌNH vii

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1

1.1 Lý do chọn đề tài 1

1.2 Tính cấp thiết của đề tài 1

1.3 Mục tiêu và phạm vi nghiên cứu đề tài 2

1.4 Phương pháp nghiên cứu 2

1.5 Phạm vi ứng dụng 2

1.6 Bố cục đề tài 2

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 3

2.1 Tổng quan về hệ thống ghế trên ô tô 3

2.1.1 Giới thiệu về các hệ thống điện tiện nghi trên ô tô 3

2.1.2 Tư thế ngồi lái xe ô tô đúng cách giúp lái xe không mệt mỏi và an toàn 3

2.1.3 Sự phân bố hệ thống ghế trên các dòng xe khác nhau 5

2.1.4 Chức năng của ghế trên ô tô 9

2.1.5 Yêu cầu của hệ thống ghế 9

2.1.6 Phân loại hệ thống ghế 10

2.2 Tổng quan về hệ thống ghế điện trên ô tô 12

2.2.1 Mô tả chức năng ghế lái điện 12

2.2.2 Cấu tạo 13

2.2.4 Một số mạch điện hệ thống ghế điện trên xe 26

2.3 Lịch sử hình thành Honda City 27

2.3.1 Honda City 2013 27

2.4 Giới thiệu hệ thống giải trí trên xe Honda City 2013 29

2.5 Các chức năng cơ bản của hệ thống giải trí trên xe Honda Citi 2013 33

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ THI CÔNG MÔ HÌNH HỆ THỐNG GIẢI TRÍ 34

3.1 Lựa chọn thiết bị, vật liệu để thực hiện 34

3.2 Lựa chọn từng thiết bị cho mô hình 35

3.3 Nội dung thiết kế, bố trí cho mô hình 37

3.4 Chế tạo các mô hình dạy học 38

3.5 Hướng dẫn sử dụng mô hình 39

CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ THI CÔNG MÔ HÌNH HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN GHẾ ĐIỆN 41

4.1 Thiết kế phần cơ khí 41

4.2 Thi công khung 43

4.3 Thiết kế phần điện mô hình 46

4.4 Thi công mô hình hoàn chỉnh 48

CHƯƠNG 5: MỘT SỐ BÀI TẬP THỰC HÀNH ỨNG DỤNG CỦA MÔ HÌNH GHẾ ĐIỆN VÀ HỆ THỐNG GIẢI TRÍ 53

5.1 Bài thực hành số 1: Kiểm tra xác định chân cụm công tắc và motor bơm lưng 53 5.2 Bài thực hành số 2: Kiểm tra xác định chân cụm công tắc tổng và trạng thái motor 57

5.3 Bài thực hành số 3: Kiểm tra hoạt động của dây đai an toàn 60

5.4 Bài thực hành số 4: Đánh pan và kiểm tra hư hỏng 63

5.5 Bài thực hành số 5: Xác định chân giắc đầu radio và đi dây mô hình 75

CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 78

6.1 Kết luận 78 6.2 Hướng phát triển 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO 80

DANH MỤC CÁC BẢNG

Trang Bảng 5.1: Bảng kiểm tra chân cụm công tắc thứ nhất 43

DANH MỤC CÁC HÌNH

Trang

Hình 2.1: Tư thế ngồi ghế chuẩn khi lái xe 5

Hình 2.2: Số ghế ngồi trên dòng xe sedan 6

Hình 2.3: Ghế ngồi trên xe 7 chỗ 6

Hình 2.4: Ghế ngồi trong cabin các dòng xe bán tải 7

Hình 2.5: Ghế ngồi chuyên dụng cho trẻ em 7

Hình 2.6: Ghế trên siêu xe Lamborghini Aventador 8

Hình 2.7: Góc ngồi trên xe phù hợp với ghế 9

Hình 2.8: Cơ cấu điều chỉnh ghế bằng tay và cơ cấu cơ khí 10

Hình 2.9: Điều chỉnh ghế bằng công tắc điện thay vì cơ khí 11

Hình 2.10: Hệ thống đo nhịp tim và hơi thở của người lái 12

Hình 2.11: Các công tắc điều khiển và các hướng di chuyển của ghế lái 13

Hình 2.12: Cụm công tắc nhớ, gọi lại vị trí ghế lái 13

Hình 2.13: Motor và cơ cấu cơ khí nâng hạ đùi 14

Hình 2.14: Motor và cơ cấu cơ khí di chuyển tới lui 14

Hình 2.15: Motor và cơ cấu cơ khí nâng hạ lưng dưới 15

Hình 2.16: Motor và cơ cấu ngã lưng 15

Hình 2.17: Motor và cơ cấu bơm lưng 16

Hình 2.18: Cơ cấu lưới đỡ 16

Hình 2.19: Cụm công tắc điều chỉnh ghế 17

Hình 2.20: Cơ chế sưởi ghế 18

Hình 2.21: Hệ thống massage ghế 19

Hình 2.22: Cảnh báo chưa thắt dây đai an toàn 19

Hình 2.23: Sơ đồ khối hệ thống điều khiển ghế điện xe Camry 2015 20

Hình 2.25: Cảm biến túi khí theo vị trí ghế 23

Hình 2.26: Cơ cấu căng dây đai giảm va đập 24

Hình 2.27: Hệ thống cảnh báo quên trẻ em trên xe 25

Hình 2.28: Sơ đồ mạch điện điều khiển ghế điện lexus RX300 năm 2000 26

Hình 2.31: Honda city 2013 28

Hình 2.32: Nội thất Honda city 2013 29

Hình 2.33: Hệ thống giải trí trên Honda City 2013 30

Hình 2.34: Kết nối AUX 31

Hình 2.35: đầu kết nối USB 32

Hình 2.36: Tín hiệu AM 32

Hình 2.37: Tín hiệu fm 33

Hình 3.2: Mica trắng sữa dày 3mm 35

Hình 3.3: Đầu radio Honda city 2013 35

Hình 3.4: Loa pioneer 36

Hình 3.5: Cổng USB 36

Hình 3.6: Cổng AUX 36

Hình 3.7: Bản vẽ CorelDRAWN X7 mô hình hệ thống giải trí 37

Hình 3.8: Mặt trước mô hình hệ thống giải trí xe Honda City 2013 38

Hình 3.9: Phía sau của mô hình hệ thống giải trí xe Honda City 2013 38

Hình 3.10: Sơ đồ mạch điện hệ thống giải trí Honda City 2013 40

Hình 4.1: Phần mềm SOLIDWORKS 2018 41

Hình 4.2: Giao diện sketch của solidworks 42

Hình 4.3: Khung mô hình được thiết kế trong SolidWorks 42

Hình 4.4: Bản thiết kế 2D của khung mô hình 43

Hình 4.5: Thực hiện việc cắt thép và sản phẩm 44

Hình 4.6: Thực hiện việc hàn khung 44

Hình 4.7: Mài nhẵn 45

Hình 4.8: Tiến hành sơn phủ 45

Hình 4.9: Phần mềm CorelDRAWN X7 46

Hình 4.10: Giao diện 2D phần mềm CorelDRAWN X7 47

Hình 4.11: Bản vẽ bảng điều khiển mô hình ghế điện 47

Hình 4.12: Trạng thái ghế ban đầu 48

Hình 5.1: Cơ cấu cơ khí bên trong công tắc 55

Hình 5.2: Sơ đồ mạch của công tắc bơm lưng 55

Hình 5.3: Công tắc bơm lưng trên bảng điều khiển 56

Hình 5.4: Công tắc pan 1 đang bật 65

Hình 5.5: Kiểm tra chân GND công tắc 2 với cực âm accu 66

Hình 5.6: Công tắc pan 2 đang bật 66

Hình 5.7: Kiểm tra chân B+ của công tắc 1 và chân cấp dương sau Relay 67

Hình 5.8: Công tắc pan 3 đang bật 67

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Lý do chọn đề tài

Ngày nay nhu cầu sống của con người ngày một nâng cao, ô tô ngày càng được sử dụng rộng rãi như một phương tiện giao thông thông dụng Ô tô hiện đại được thiết kế nhằm cung cấp tối đa về các tiện nghi cũng như tính năng an toàn cho người sử dụng Các tiện nghi được sử dụng trên ô tô hiện đại ngày càng phát triển, giữ vai trò quan trọng đối với việc đảm bảo nhu cầu của khách hàng như xem phim, nghe nhạc, một số hệ thống thông minh( cảnh báo quên trẻ em trong xe, gương chiếu hậu thông minh, khóa thông minh, cảnh báo điểm mù…), và một trong những tiện nghi bắt buộc phải có trên một chiếc ôtô đó là

hệ thống ghế điện trên ô tô

Để kịp thời nắm bắt được xu thế chung đó trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật đã sớm đưa hệ thống điều khiển ghế điện và mô hình hệ thống giải trí vào việc giảng dạy trên cơ

sở lý thuyết chuyên sâu và đi kèm với đó là mô hình thực tế minh họa nguyên lý hoạt động bên ngoài lẫn hệ thống trên xe Dựa trên nền tảng kiến thức được học nhóm chúng

em quyết định chọn đề tài: “Nghiên cứu,thiết kế mô hình ghế điện và mô hình hệ thống giải trí trên ô tô ” với mục đích chính là nghiên cứu sâu hơn về hệ thống điều khiển ghế điện và mô hình giải trí cũng như tạo nên một hệ thống hoàn chỉnh

Chúng em rất mong rằng khi đề tài của chúng em được hoàn thành sẽ đóng góp phần nhỏ trong công tác giảng dạy của nhà trường

Do kiến thức và kinh nghiệm còn hạn chế nên không thể tránh những thiếu sót trong quá trình thực hiện đề tài, chúng em rất mong được sự giúp đỡ và góp ý từ các thầy cô để

đề tài của chúng em được hoàn thiện hơn

1.2 Tính cấp thiết của đề tài

Ngày nay cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ, tất cả các lĩnh vực trong đời sống và kỹ thuật ngày càng được hiện đại hóa với mục tiêu tăng năng suất, tăng tiện ích cho người sử dụng Trong ngành công nghiệp chế tạo ôtô, những chiếc ôtô đã và đang được trang bị các hệ thống điều khiển điện tử hiện đại nhằm làm tăng hiệu suất của phương tiện, tăng cường tính tiện dụng và hiệu quả trong quá trình sử dụng Mỗi phương tiện giờ đây là một hệ thống cơ – điện tử hiện đại và xu hướng nghiên cứu phát triển các hệ thống điện tử tích hợp đang được tất cả các nhà sản xuất trên thế giới theo đuổi

1.3 Mục tiêu và phạm vi nghiên cứu đề tài

Trong quá trình học tập và nghiên cứu tại xưởng thực hành nhóm chúng em nhận thấy các mô hình mô tả hoạt động của hệ thống điều khiển ghế điện có tại xưởng đa số đều khá

cũ chưa tối ưu và hoạt động không ổn định cũng như hư hỏng khá nhiều Vì vậy dựa trên những kiến thức được học kèm với quá trình nghiên cứu nhóm chúng em áp dụng thể thực hiện các vấn đề sau:

 Thiết kế khung 3D mô hình hệ thống điều khiển ghế bằng phần mềm SolidWorks

 Lắp ráp mô hình ghế điện và mô hình giải trí

 Thiết kế bảng điều khiển 2 mô hình

 Thiết kế bài giảng

 Biên soạn tập thuyết minh một cách rõ ràng và chi tiết về cơ sở lí thuyết, nguyên lí hoạt động của hệ thống điều khiển ghế cũng như chi tiết về mô hình

1.4 Phương pháp nghiên cứu

 Ôn tập các kiến thức còn thiếu sót và phát sinh trong quá trình thực hiện đề tài

 Tham khảo kiến thức từ giảng viên hướng dẫn

 Tìm hiểu các tài liệu liên quan đến đề tài để hoàn thiện cơ sở lý thuyết

1.5 Phạm vi ứng dụng

Mô hình thực tế có thể đưa vào chương trình giảng dạy và học tập Các bạn sinh viên

có thể thực hành trực tiếp trên mô hình dưới sự hướng dẫn của giảng viên nhằm hiểu sâu hơn về nguyên lí hoạt động của hệ thống điều khiển ghế điện và hệ thống giải trí Tài liệu

đi kèm mô tả chi tiết về hoạt động của hệ thống giúp các bạn sinh viên có cái nhìn tổng quan hơn về hệ thống đang học

1.6 Bố cục đề tài

Đề tài gồm 6 chương:

Chương 1: Tổng quan vấn đề nghiên cứu

Chương 2: Cơ sở lý thuyết

Chương 3: Thiết kế thi công mô hình hê thống giải trí

Chương 4: Thiết kế thi công mô hình hệ thống điều khiển ghế điện

Chương 5: Một số bài tập thực hành ứng dụng của mô hình ghế điện và hệ thống giải trí

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Tổng quan về hệ thống ghế trên ô tô

2.1.1 Giới thiệu về các hệ thống điện tiện nghi trên ô tô

Trong suốt quá trình phát triển, các hệ thống của ôtô, đặc biệt là các hệ thống nhằm giảm bớt sức lao động của lái xe và tiện dụng cho hành khách càng ngày càng được nâng cấp và hoàn thiện nhằm thỏa mãn các yêu cầu ngày càng cao và kắt khe của người sử dụng Các hệ thống có các trang thiết bị đảm bảo các tiêu chí trên được gọi là các hệ thống trang

bị tiện nghi trên ôtô Việc trang bị và nâng cấp các hệ thống này cũng là một trong những

tiêu chí thu hút khách hàng của các hãng ôtô

Các hệ thống trang bị tiện nghi trên ôtô gồm: hệ thống rửa-gạt nước kính xe và gạt nước đèn pha; hệ thống cửa sổ điện, gương điện; hệ thống khóa cửa và chống trộm; hệ thống điều khiển ghế và nhận dạng; hệ thống nghe-nhìn và thông tin; hệ thống ga tự động;

“đồ chơi” trên ôtô

2.1.2 Tư thế ngồi lái xe ô tô đúng cách giúp lái xe không mệt mỏi và an toàn

Theo nghiên cứu thì tầm nhìn lý tưởng nhất là mắt người lái nhìn ra là ngay giữa của kính chắn gió trước và cao hơn bảng điều khiển (dashboard) khoảng 5 – 6 cm Kiểm tra lần nữa là nhìn rõ gương hậu hai bên và trong xe

Nếu chưa được thì chỉnh gương Nếu thấp hơn, mắt nguời lái không thể nhìn hết đầu xe và kiểm soát khu vực mũi xe Nhưng nếu cao hơn, người lái có xu hướng nhìn gần

và không thể dự trù cho các tình huống đang đến

Trên thực tế, với điều kiện giao thông tại Việt Nam, người lái thích ngồi cao để tiện quan sát, luồn lách và né xe máy Nhưng về mặt an toàn, ngồi quá cao cũng không tốt Trong cửa xe của Mercedes-Benz có thêm khung cường lực để hấp thụ lực va chạm hông, khi bạn ngồi cao quá, dồn hết cơ thể lên trên gương thì khả năng bảo vệ sẽ kém đi

Chình vì thế tư thế và vị trí ngồi ảnh hưởng rất nhiều đến sự an toàn và thoải mái khi lái xe Để tránh đau lưng, bạn cần áp dụng tư thế ngồi đúng chuẩn, với phần mông và lưng vuông góc, hoàn toàn tì vào ghế lái Ngồi đúng tư thế cũng giúp bạn duy trì sự tỉnh táo trên suốt chặng đường dài Để đảm bảo việc điều chỉnh khoảng cách ghế ngồi đúng nhất, bạn nên khởi động xe rồi đạp chân phanh vài lần Điều này sẽ giúp bạn làm quen với

hành trình chân phanh, qua đó điều chỉnh khoảng cách phù hợp nhất Chỉnh sao cho chân phải có thể đạp hết hành trình của ga và phanh, đầu gối của bạn gập ở góc khoảng 120 độ

Không nên chỉnh ghế lái quá xa, điều này sẽ khiến cho đầu gối của bạn bị duỗi thẳng, qua đó làm giảm tác dụng của lực đòn bẫy và mất cảm giác với hành trình chân phanh, chân ga Ngược lại, nếu ghế lái quá gần sẽ làm đầu gối chạm vào bảng táp lô, cản trở thao tác của bạn

Tư thế ngồi lái xe đúng chuẩn là lưng ghế song song với cột vô lăng Tuy nhiên, bạn

có thể điều chỉnh dao động trong khoảng 95-110 độ Để kiểm tra độ nghiêng ghế đã đạt chuẩn chưa, bạn hãy đặt cổ tay ở điểm cao nhất trên vô lăng Nếu cảm thấy thoải mái, trong khi vẫn giữ vững tư thế ngồi lái xe thẳng tỳ lưng vào ghế tựa tức là bạn đã làm đúng

Chỉnh chiều cao ghế nhằm mục đích giúp bạn quan sát phía trước dễ dàng hơn, tránh gây mỏi cổ và tai nạn đáng tiếc trên đường, trong khi vẫn quan sát tốt bảng điều khiển Thông thường, để có tư thế ngồi lái xe thuận tiện, chiều cao tương ứng cho phép bạn để chiều rộng bàn tay giữa đầu và trần xe

Tốt nhất nên điều chỉnh tựa đầu cao hơn mí mắt và giữ khoảng cách 2-3cm so với đầu Nếu không thể đạt được khoảng cách đó, cần điều chỉnh lại góc nghiêng lưng ghế sao cho tư thế ngồi lái xe đem lại sự thoải mái Khi lái xe, bạn cũng nên để đầu hơi hướng về phía trước và giữ đúng khoảng cách để tránh nguy cơ chấn thương cổ khi khoảng cách quá

xa

Hình 2.1: Tư thế ngồi ghế chuẩn khi lái xe 2.1.3 Sự phân bố hệ thống ghế trên các dòng xe khác nhau

Tùy thuộc vào kích thước và nhu cầu của các dòng xe khác nhau mà các nhà sản xuất có các cách phân bổ vị trí và số lượng ghế trên các dòng xe cũng khác nhau

Ở các dòng xe sedan thì với một kích thước trung bình và khối động cơ với các tính năng thể thao thì số lượng ghế được bố thiết kế trên xe là 5 chỗ với 1 vị trí của người lái

và 4 vị trí ngồi cho hành khách

Hình 2.2: Số ghế ngồi trên dòng xe sedan

Trên các dòng xe SUV- xe thể thao đa dụng cũng được nhiều hộ gia đình chọn lựa cho các chuyến đi chơi xa hay về thăm quê nhà chính vì thế mà không gian ngồi và hành

lý là một lựa chọn hàng đầu khi mua xe Nắm bắt được như cầu này mà các nhà thiết kế và sản xuất đã cho ra đời những dòng xe SUV bắt nguồn là từ Mỹ rất được ưa chuộng và lan truyền sang các nước Châu Âu

Hình 2.3: Ghế ngồi trên xe 7 chỗ

Hình 2.4: Ghế ngồi trong cabin các dòng xe bán tải

Nhưng nếu bạn là một người hay di chuyển đó đây với những hàng hóa cồng kềnh một cách thường xuyên thì đừng lo đã có các dòng xe bán tải làm hài lòng bạn về chuyện

đó Với cabin chỉ có 2 người ngồi nhưng thiết kế phần đuôi rất rộng rãi và thoáng nên việc vận chuyển những hàng hóa cồng kềnh là điều khả thi so với các dòng xe sedan hay SUV trước đây

Bên cạnh những nhu cầu thông dụng bình thường như trên thì khoang ghế cho trẻ nhỏ cũng là một trong những thứ mà nhà sản xuất và thiết kế không thể bỏ qua Với các tiêu chí an toàn được đặt lên hàng đầu thì các hãng ô tô cần có những chiếc ghế đảm bảo

an toàn mức cao nhất cho các thế hệ trẻ

Hình 2.5: Ghế ngồi chuyên dụng cho trẻ em

Hay bên cạnh đó là những chiếc siêu xe Những món ăn tinh thần cho giới nhà giàu

là một trong những thị trường mà các hãng ô tô luôn được thách thức mức độ hài lòng của những chủ nhân chiếc xe Chính vì thế mà hệ thống ghế trên những chiếc siêu xe này rất đặc biệt

Hình 2.6: Ghế trên siêu xe Lamborghini Aventador

Với các đặc điểm như gia tốc xuất phát nhanh,gầm xe thấp tốc độ cực đại và thời gian đạt tốc độ cực đại rất cao thì kích thước và hình dạng của ghế cũng được thiết kế rất sắc nét và có độ bền cao

2.1.4 Chức năng của ghế trên ô tô

Chính vì mục đích là làm sao tạo ra một chiếc xe ô tô đầy đủ tiện nghi nhưng không kém phần gọn gàng, mượt mà, êm dịu, thoải mái cả cho người lái xe, phương tiện và mọi người xung quanh và cả ngay cho động cơ Từ khi phát minh ra ô tô thì ghế là một trong những bộ phận chính đầu tiên Vì khi ở tư thế ngồi cơ thể ta có thể quan sát phía trước và xung quanh một cách tối ưu, giảm sự mỏi mệt trong quá trình lái xe Vậy chức năng chính của ghế trên ô tô là:

Giúp người lái có thể quan sát xung quanh và phía trước một cách đầy đủ nhất

Điều khiển các tính năng và thao tác như tăng ga, thay đổi số, đạp phanh, khi đi

xe một cách chuẩn và tối ưu nhất

Tạo cảm giác thoải mái nhất cho cả hành khách và người lái

Giữ cho người trong xe được an toàn khi xảy ra va cham hay tai nạn bằng cơ cấu dây đai an toàn

2.1.5 Yêu cầu của hệ thống ghế

Hình 2.7: Góc ngồi trên xe phù hợp với ghế

Mỗi hệ thống đều có chức năng và nhiệm vụ riêng trên ô tô chính vì thế để đáp ứng các nhu cầu của hành khách trong xe thì mỗi hệ thống đều có những yêu cầu riêng

Chẳng hạn như:

 Thoải mái cho người ngồi, không quá mềm hay quá cứng

 Đáp ứng các yêu cầu của các hệ thống quan trọng khác đối với hành khách như các thao tác lái xe

 Có thể dễ dàng điều chỉnh để phù hợp với kích thước cơ thể từng người khi ngồi lên xe

 Cứng, vững chắc, không di chuyển trong quá trình hành khách đang sử dụng

 Dễ sử dụng đối với những người mới

 Đầy đủ các cơ cấu an toàn khi xảy ra tai nạn

 Dễ thoát thân khi có sự cố

 Bảo vệ được hành khách khi xảy ra tai nạn

Hình 2.8: Cơ cấu điều chỉnh ghế bằng tay và cơ cấu cơ khí

+ Ghế điện sử dụng cơ cấu bao gồm cụm motor 2 chiều và công tắc điện để điều chỉnh

vị trí ghế thường bao gồm 5 motor: motor nâng hạ đùi, motor trượt tới lui, motor gập ngã lưng, motor bơm lưng, motor nâng hạ mông

Hình 2.9: Điều chỉnh ghế bằng công tắc điện thay vì cơ khí

Dựa vào vị trí thì có thể phân loại ghế thành ghế người lái (ghế tài) và ghế hành khách + Ghế hành khách cũng được trang bị các tính năng di chuyển và an toàn cơ bản như ghế của người lái Nhưng ghế phụ có thiết kế đơn lẽ và có thiết kế theo cụm

+ Ghế người lái thì ngoài các tính năng an toàn nó luôn được thiết kế độc lập có thể tùy từng nước mà ghế tài được thiết kế bên trái hoặc bên phải của xe nhưng cơ bản nó luôn được

ưu ái hơn về các tính năng an toàn và thư giản hơn các ghế phụ chẳng hạn như ghế tài có thế khóa hết các công tắc cửa ở các ghế phụ Có thể điều chỉnh gương chắn gió bên cửa phụ, có thể được trang bị hệ thống massage, sửi, làm mát, hệ thống giảm chấn, nhớ ghế mà các ghế phụ không có hoặc nếu có sẽ ít tính năng hơn Một tính năng khá hay của ghế chính đó là tính năng phát hiện tình trạng sức khỏe của người lái

Khi tham gia giao thông người lái thường xuyên bị stress nhất là khi gặp cảnh tắc đường chính vì thế một công ty của Pháp Faurecia đã đưa ra giải pháp thông mình cho tài xế đó là ghế phát hiện tình trạng sức khỏe người lái thông qua lớp đệm ghế giúp phát hiện tình trạng sức khỏe của tài xế và đưa ra liệu pháp hỗ trợ Hệ thống sử dụng cảm biến sinh trắc học Nguyên lý cơ bản của hệ thống là theo dõi nhịp thở và nhịp tim từ ghế nhờ đó tính toán được mức độ stress cũng như năng lượng của tài xế Sau khi tính toán hệ thống đưa ra phương pháp trợ giúp Nếu người lái đang stress ghế sẽ tự động massage để thư giản, nếu thấy tài xế mệt mỏi, kiệt sức thì đổi bài massage để tăng năng lượng

Hình 2.10: Hệ thống đo nhịp tim và hơi thở của người lái 2.2 Tổng quan về hệ thống ghế điện trên ô tô

Điều khiển ghế là hành động điều chỉnh , thay đổi vị trí ghế một cách phù hợp nhất với

tư thế và sự an toàn trong khi lái xe của tài xế Đó cũng là điểm khác biệt và tiện nghi của một chiếc ô tô so với các phương tiện đơn giản khác như xe đạp, xe máy, xe máy điện,…

Hệ thống điều khiển ghế điện trên ô tô là một hệ thống quan trọng bởi nó không chỉ đơn giản là giúp tài xế cảm thấy thoải mái mà nó còn giúp cho các thao tác điều khiển xe của tài xế như: quan sát, tăng ga, đạp phanh, chuyển hướng, một cách chính xác và kịp thời vì trên một chiếc ô tô không chỉ là sự an toàn của mỗi tài xế mà còn rất nhiều hành khách trên xe -khách nói chung và xe ô tô nói riêng Hơn thế chiếc ghế của tài xế ngày càng hiện đại khi có các hệ thống giúp tài xế thư giản trong lúc lái xe như:

- Cảnh báo gài dây an toàn

- Sửi ấm

- Nhớ ghế

- Massage ghế

- Ngã lưng 180 độ

2.2.1 Mô tả chức năng ghế lái điện

Ghế người lái có các chức năng trượt, ngả, nâng hạ ghế, nâng hạ phía trước ghế,

điều chỉnh đỡ ngang lưng ghế Các chức năng này được thực hiện bằng cách tác động vào các công tắc điều khiển tương ứng được gắn trên thân ghế ( như hình 2)

Hình 2.11: Các công tắc điều khiển và các hướng di chuyển của ghế lái

Hình 2.12: Cụm công tắc nhớ, gọi lại vị trí ghế lái

Chức năng gọi lại vị trí của ghế sử dụng mã ID của chìa khóa điện tử để ghi nhớ và trả ghế lại vị trí lái xe thích hợp cho người dùng chìa khóa điện tử tương ứng

2.2.2 Cấu tạo

- Cấu tạo chính của một hệ thống ghế điện bao gồm:

+ Motor nâng hạ đùi và cơ cấu nâng hạ đùi

Hình 2.13: Motor và cơ cấu cơ khí nâng hạ đùi

+ Motor di chuyển tiến lùi

Hình 2.14: Motor và cơ cấu cơ khí di chuyển tới lui

+ Motor nâng hạ mông

Hình 2.15: Motor và cơ cấu cơ khí nâng hạ lưng dưới

+ Motor ngã lưng

Hình 2.16: Motor và cơ cấu ngã lưng

+ Motor bơm lưng

Hình 2.17: Motor và cơ cấu bơm lưng

+ Cơ cấu lưới đỡ

Hình 2.18: Cơ cấu lưới đỡ

+ Cụm công tắc điều chỉnh ghế

Hình 2.19: Cụm công tắc điều chỉnh ghế

Ghế sử dụng cụm công tắc kết hợp hộp điều khiển ghế trung tâm chứ không sử dụng loại công tắc cơ như thông thường

2.2.3 Các tính năng trên ghế ngày nay

2.2.3.1 Hệ thống sưởi ghế

Hình 2.20: Cơ chế sưởi ghế 2.2.3.2 Hệ thống ghế massage

Ví dụ trên chiếc xe Mercedes GLE450AMG 7 chỗ 2020 có các chế độ massage nổi bật như massage mông bằng cách sửi nóng và có các viên bi lên xuống tạo cho người lái và hành khách kế bên cảm giác như đang được bấm huyệt Hay massage nóng lạnh bằng cách cung cấp dòng gió nóng và lạnh thay phiên nhau liên tục để tạo cảm giác thoải mái cho người lái và hành khách ở ghế phía trước Và một điểm nổi bật là nếu bạn quên tắt chế độ massage thì sau

30 phút kể từ lúc bật ghế sẽ tự giảm nhiệt độ để tránh cảm giác quá nóng cho người lái Đặc biệt là có chế độ ghế động lực với nguyên lý thay đổi tư thế ngồi của tài xế một cách liên tục trên những cung đường dài để người lái tập trung và trách các hiện tượng tê cứng người mà không làm thay đổi hành trình phanh, góc nhiều và các thông số an toàn khác

Hình 2.21: Hệ thống massage ghế 2.2.3.3 Hệ thống cảnh báo gài dây đai an toàn

Đai an toàn là một trong những phương tiện cơ bản bảo vệ người lái và hành khách Đeo đai an toàn sẽ giúp cho người lái và hành khách không bị văng ra khỏi xe trong quá trình

va đập đồng thời cũng giảm thiểu sự xuất hiện va đập thứ cấp trong cabin

Hình 2.22: Cảnh báo chưa thắt dây đai an toàn

2.2.3.4 Hệ thống nhớ ghế

Trên hệ thống xe Toyota Camry 2015 sử dụng hệ thống nhớ ghế như sau:

Hình 2.23: Sơ đồ khối hệ thống điều khiển ghế điện xe Camry 2015

ECU chính thân xe nhận tín hiệu ghi nhớ vị trí ghế lái từ ECU điều khiển gương chiếu hậu thông qua đường truyền CAN Nếu công tắc SET được nhấn trong khi một trong 2 công

trong vòng 3 giây sau khi ấn phím SET, thì ECU chính thân xe sẽ một tín hiệu yêu cầu ghi nhớ tới cụm công tắc điều khiển ghế lái Sau khi nhận tín hiệu này, cụm công tắc điều khiển ghế lái sẽ ghi nhớ dữ liệu vị trí của mỗi mô tơ

+ Sau khi đã điều chỉnh ghế phù hợp người lái có thể tiến hành lưu trữ lại vị trí ghế

đó vào bộ nhớ xe để sử dụng cho các lần lái xe sau Trình tự thực hiện như sau:

+ Bật khóa điện

+ Kiểm tra vị trí cần số ở vị trí P

+ Tiến hành điều chỉnh ghế cho phù hợp

+ Ấn giữ phím SET, sau đó ấn phím M1 để lưu vị trí ghế thứ nhất ( phím M1 phải

ấn sau khi ấn phím SET trong vòng 3 giây) Hệ thống sẽ có âm báo quá trình lưu thành công

+ Điều chỉnh ghế đến vị trí thứ 2 (nếu cần)

+ Ấn giữ phím SET, sau đó ấn phím M2 để lưu vị trí ghế thứ hai( phím M2 phải ấn sau khi ấn phím SET trong vòng 3 giây) Hệ thống sẽ có âm báo quá trình lưu thành công

Chức năng gọi lại vị trí ghế đã lưu trữ

+ Bật khóa điện, đóng cửa xe và mang theo chìa khóa thông minh

+ Ấn giữ một trong hai phím M1 hoặc M2 Khi đó ECU chính thân xe sẽ chuyển sang chế độ xác nhận chìa và điều khiển ghế dịch chuyển đến vị trí lưu trữ trước đó, đồng thời hệ thống có âm báo quá trình thực hiện thành công Nếu hệ thống không hoạt động sẽ không có âm báo

Chức năng xóa vị trí đã lưu trữ

+ Bật khóa điện, đóng cửa xe và mang theo chìa khóa thông minh

+ Ấn giữ phím SET để thực hiện xóa vị trí đã lưu trữ tương ứng với chìa khóa

2.2.3.5 Hệ thống cảm biến người ngồi

Cảm biến phát hiện người ngồi trên ghế được gắn ở đệm ghế của ghế hành khách trước và được dùng để xác định xem có hành khách ngồi ở ghế không Cảm biến có cấu tạo gồm hai tấm điện cực Có đệm ở giữa Khi có người ngồi lên các tấm điện cực tiếp xúc với nhau qua lỗ trên tấm đệm do đó có dòng điện đi qua Kết quả là cụm cảm biến túi khí trung tâm xác định có người ngồi lên ghế Dùng tín hiệu này, một số loại xe không điều khiển được khi không có người ngồi ở ghế trước Tín hiệu này cũng được dùng để điều