2.3.1. Vận hành hệ thống
Sơ đồ 2. 5 - Sơ đồ tổng quan về các chế độ vận hành và hoạt động của hệ thống kiểm soát hành trình thích nghi
OVERRIDE.
ACC OFF: Ở chế độ này, hệ thống sẽ tắt và không thể hoạt động.
ACC READY: Đây là chế độ chờ. Hệ thống vẫn bật nhưng không có hoạt động
kiểm soát hành trình nào đang diễn ra. Nếu kiểm soát hành trình thích ứng đã được kích hoạt trước đó, tốc độ mong muốn vẫn được lưu trong bộ nhớ.
ACC ACTIVE: Ở chế độ này, hệ thống điều khiển xe ở tốc độ đã cài đặt hoặc điều
chỉnh khoảng cách từ xe phía trước.
ACC OVERRIDE: Trong chế độ này, người lái sẽ ghi đè tốc độ đã cài đặt bằng
cách nhấn bàn đạp ga
Kích hoạt / Hủy kích hoạt hệ thống
Cần điều khiển có hai vị trí để kích hoạt hệ thống, ACC READY (bật vị trí sang ON) hoặc ACC OFF (bật vị trí sang OFF). Hành trình điều khiển di chuyển cần theo ý muốn của người lái vào các vị trí tương ứng với trạng thái.
Hình 2. 11 - Kích hoạt hệ thống kiểm soát hành trình thích nghi
Đặt tốc độ mong muốn
Tốc độ mong muốn là tốc độ tối đa được điều chỉnh bởi hệ thống kiểm soát hành trình thích ứng trên đường thoáng. Nhấn nút SET lưu trữ tốc độ hiện tại như tốc độ mong muốn.
Hình 2. 12 - Đặt tốc độ mong muốn cho hệ thống kiểm soát hành trình thích nghi Tốc độ cài đặt được hiển thị bằng đèn LED màu đỏ ở vành đồng hồ tốc độ và biểu tượng hoạt động của ACC xuất hiện trong đồng hồ tốc độ. Dãy tốc độ ACC có thể hoạt động được biểu thị bằng ánh sáng màu đỏ nhạt của tất cả các đèn LED trong phạm vi từ 19 đến 125 dặm / giờ (30 và 200 km / h).
Hình 2. 13 - Đồng hồ hiển thị tốc độ
Nếu màn hình phụ đã được kích hoạt bởi người điều khiển, một thông báo khác cũng xuất hiện trong màn hình trung tâm. Vì lý do an toàn, tốc độ được lưu trữ sẽ bị xóa khi xe tắt máy.
Hình 2. 14 - Màn hình hiển thị khoảng cách
Phát hiện xe phía trước
Phát hiện phương tiện di chuyển phía trước kết quả hiển thị trong đồng hồ tốc độ.
Hình 2. 15 - Đồng hồ hiển thị phát hiện xe phía trước
Nếu màn hình phụ đang hoạt động, một thông báo cũng xuất hiện trong màn hình trung tâm.
Hình 2. 16 - Màn hình hiển thị
Trong quá trình hoạt động, tốc độ mong muốn trong khoảng từ 19 đến 125 dặm / giờ (30 đến 200 km/h) có thể được thay đổi bằng cách đẩy cần gạt lên để tăng tốc độ hoặc đẩy cần gạt xuống để giảm tốc độ.
Hình 2. 17 - Công tắc điều chỉnh tăng giảm tốc độ
Đặt khoảng cách mong muốn
Người lái xe có thể đặt khoảng cách mong muốn so xe phía trước theo bốn cấp khoảng cách. Khoảng cách được thiết lập bởi hệ thống kiểm soát hành trình thích ứng được kiểm soát bởi tốc độ của xe phía trước.
Khoảng cách mong muốn từ xe phía trước được thiết lập bằng công tắc trượt trên cần gạt. Tác động của công tắc làm tăng hoặc giảm khoảng cách một cấp mỗi lần. Khoảng cách mong muốn được chọn xác định động lực gia tốc của xe.
Hình 2. 18 - Công tắc điều chỉnh khoảng cách
Khoảng cách tăng lên khi tăng tốc độ. Cài đặt tối thiểu đảm bảo tuân thủ các quy định pháp luật khoảng cách an toàn khi di chuyển ở tốc độ không đổi trong giao thông.
Khoảng cách đã chọn được chỉ báo ngắn gọn trên dòng thông tin trong màn hình trung tâm của bảng điều khiển. Màn hình trung tâm được kích hoạt lần đầu tiên khi nhấn nút.
Số lượng vạch giữa các xe được hiển thị tương ứng với khoảng cách được chọn trong mỗi trường hợp. Cài đặt cơ bản của khoảng cách sau khi khởi động cơ có thể được đặt cho mỗi người lái xe (tham khảo cài đặt hệ thống).
Hình 2. 19 - Thông tin các khoảng cách cơ bản có thể điều chỉnh
Tăng tốc độ trên tốc độ mong muốn (OVERRIDE)
biến mất. Nếu màn hình phụ đã được kích hoạt bởi người lái, chế độ này sẽ xuất hiện trong đó.
Hình 2. 20 - Màn hình hiển thị chế độ OVERRIDE
Tăng tốc ở chế độ READY
Di chuyển cần gạt theo hướng về trước đến vị trí CANCEL sẽ vô hiệu hóa hệ ACC và dẫn đến việc thay đổi chế độ từ ACTIVE /OVERRIDE sang READY.
Đèn LED để hiển thị tốc độ đã cài đặt vẫn hoạt động. Khi thả cần gạt, cần gạt sẽ tự động trở lại vị trí ON.
Hình 2. 21 - Công tắc điều khiển chế độ READY
Lưu ý: Hệ thống ACC cũng bị tắt khi nhấn bàn đạp phanh. Hệ thống chuyển sang chế độ READY.
Kích hoạt chế độ kiểm soát hành trình thích nghi (RESUME)
Nếu hệ thống Adaptive Cruise Control đã bị tắt và được đặt ở chế độ READY, nó có thể được tái kích hoạt bằng cách kéo cần gạt về phía người lái.
Điều kiện tiên quyết: Tốc độ mong muốn vẫn được đặt.
Hình 2. 22 - Công tắc điều chỉnh chế độ RESUME
2.3.2. Cài đặt hệ thống
Khoảng cách (1, 2, 3, 4):
DISTANCE 3 được cài đặt sẵn tại nhà máy cho ACC. Thuật ngữ “system setting” có nghĩa là cài đặt này vẫn có hiệu lực khi kích hoạt cho đến khi người lái xe muốn đi ở một khoảng cách mong muốn khác.
2.4. Cấu tạo chi tiết và cách xử lý tín hiệu của hệ thống kiểm soát hành trìnhthích nghi thích nghi
Chức năng của hệ thống kiểm soát hành trình thích ứng không được thực hiện như một hệ thống độc lập mà phụ thuộc vào nhiều hệ thống con khác nhau (hệ thống điều khiển động cơ, hệ thống cân bằng điện tử, điều khiển chuyển tiếp) và phải được liên kết với nhau.
Bộ điều khiển của hệ thống này được tích hợp trong cảm biến, nó nhận và gửi dữ liệu trên xe bằng mạng kết nối CAN đến các đơn vị điều khiển điện tử khác.
Hình 2. 23 - Hệ thống kiểm soát hành trình thích nghi
Cơ bản gồm 3 mô-đun:
- Mô-đun điều khiển 1: điều khiển hành trình. Nếu cảm biến radar không phát
hiện thấy bất kỳ phương tiện nào ở phía trước, hệ thống sẽ duy trì tốc độ mong muốn do người lái đặt ở chế độ ga tự động – Cruise Control.
- Mô-đun điều khiển 2: điều khiển theo dõi. Khi cảm biến radar phát hiện có
phương tiện phía trước. Module này sẽ thực hiện nhiệm vụ kiểm soát tốc độ để duy trì khoảng cách thời gian với chiếc xe gần nhất ở một cài đặt không đổi. - Mô-đun điều khiển 3: điều khiển khi vào cua. Khi vào các khúc cua có góc
ngoặt lớn, cảm biến radar lúc này sẽ mất “tầm nhìn” so với chiếc xe phía trước. Cho đến khi chiếc xe xuất hiện trở lại radar hoặc cho đến khi hệ thống được chuyển sang kiểm soát hành trình bình thường, các biện pháp đặc biệt có hiệu lực. Tùy thuộc vào nhà sản xuất, tốc độ sau đó sẽ được duy trì, tốc độ gia tốc ngang hiện tại được điều chỉnh hoặc chức năng hệ thống bị vô hiệu hóa.
Hình 2. 24 - Tổng quát về cấu tạo và các bộ phận của hệ thống kiểm soát hành trình thích nghi
1. Cảm biến khoảng cách và bộ điều khiển 2. Hộp ECU
3. Bộ điều khiển can thiệp phanh thông qua ESP 4. Công tắc điều khiển và màn hình hiển thị
5. Can thiệp điều khiển động cơ bằng van tiết lưu điều chỉnh bằng điện 6. Cảm biến tốc độ bánh xe
7. Điều khiển chuyển số bằng phương tiện điều khiển truyền điện tử
2.4.1. Bộ điều khiển can thiệp thông qua ESP
Thiết bị đang trở thanh tiêu chuẩn tối thiểu cho một mẫu xe cao cấp, và dần được trang bị trên hầu hết các mẫu xe hiện nay đó chính là hệ thống cân bằng điện tử ESP (Electronic Stability Program). Trong suốt quá trình điều khiển xe, mọi hoạt động đều được cảm biến ghi lại và truyền về liên tục cho hệ thống điều khiển trung tâm đó là hộp đen ECU, để so sánh với những chương trình đã tính toán từ trước. Nếu đột nhiên có hiện tượng bất thường xảy ra như xe đi chệch quỹ đạo ở tốc độ cao hay vào cua bị phanh gấp thì ngay lập tức hệ thống ESP sẽ hoạt động theo những chương trình đã được cài đặt. Lúc này cơ cấu điều khiển thủy lực trong hệ thống sẽ thông qua chương trình điện tử can thiệp vào hệ thống chống bó cứng phanh ABS, nhằm điều chỉnh góc xoay và tốc độ của từng bánh xe sao cho cân bằng với góc trượt quán tính của xe. Ngoài ra cơ cấu này sẽ tự động giảm công suất tức thời động cơ điều khiển giảm tốc độ vòng quay tại các bánh đến khi bánh xe đủ độ bám đường cần thiết, đưa xe về vùng làm việc an toàn. Nhờ vậy mà xe không thể bị chệch hướng đột ngột hay lật xe.
Hình 2. 25 - Sự can thiệp điều khiển thông qua ESP (Hệ thống cân bằng điện tử) Trên hệ thống kiểm soát hành trình thích nghi, ESP có nhiệm vụ điều khiển lực phanh khi nhận được tín hiệu được gửi từ các cảm biến đo khoảng cách thông qua ECU chính.
2.4.2. Cảm biến khoảng cách
Cảm biến đo khoảng cách là nhóm các cảm biến dùng để đo khoảng cách. Độ chính xác mà các thiết bị này mang lại có thể từ vài cm đến 3000 m. Loại cảm biến này thường được sử dụng khá rộng rãi trong công nghiệp, đặc biệt là ở một số cảm biến và các trạm dầu khí.
Các loại cảm biến khoảng cách - Cảm biến Laser
Hình 2. 26 - Cảm biến Laser
Nguyên lý cảm biến Laser dùng trong đo khoảng cách được ưa chuộng bởi lẻ tính ứng dụng cao trong nhiều môi trường. Đây là loại cảm biến khá phổ biển vì độ chính xác cao, sai số nhỏ và có thể đo trên phạm vi diện rộng các vật. Cảm biến laser bạn có
thể tham khảo của hãng Omron, Keyence, ...
Đặc điểm của cảm biến Laser đó là trên hệ thống cảm biến sẽ có 2 đầu cảm biến gọi là Sensor Heads. Lý do trong cảm biến Laser lại có thêm 2 cảm biến phụ là nhằm tăng độ hiệu quả và chính xác kể cả khoảng cách gần cho đến khoảng cách xa.
Các cảm biến Sensor Heads:
Hình 2. 27 - Bảng thông tin về Sensor Heads trong cảm biến Laser Sơ đồ mạch điện của cảm biến Laser:
Sơ đồ 2. 6 - Sơ đồ mạch điện cảm biến Laser
- Cảm biến siêu âm
Cảm biến siêu âm là một thiết bị cảm biến hoạt động dựa trên sóng siêu âm. Cũng giống như các loại cảm biến áp suất hay cảm biến nhiệt độ, cảm biến siêu âm được
dùng chủ yếu là để đo khoảng cách hoặc vận tốc. Ngoài ra thì còn được sử dụng trong các ứng dụng như làm sạch bằng sóng siêu âm hoặc dùng trong siêu âm y khoa (siêu âm chuẩn đoán hình ảnh).
Dùng cảm biến siêu âm đo khoảng cách là loại cảm biến có độ chính xác rất cao. Đo khoảng cách bằng cảm biến siêu âm có nhiều công dụng và mức độ sử dụng rộng rãi trong công nghiệp. Ta có thể liệt kê đến một số ứng dụng khá phổ biến của cảm biến siêu âm như sau: Đo khoảng cách mức
nước thải của nhà máy, đo khoảng cách từ miệng của bể chứa đến dung môi trong bể chứa (thường là xăng, dầu, …), đo khoảng các giữa các vật thể, …
Hình 2. 29 - Sóng phản xạ trên cảm biến siêu âm Nguyên lý hoạt động của cảm biến siêu âm:
Hình 2. 30 - Sự phản hồi sóng thành tín hiệu của cảm biến siêu âm
Đầu tiên, đầu cảm biến sẽ phát ra 1 chùm sóng siêu âm xuống bề mặt cần đo khoảng cách. Khi sóng siêu âm gặp bề mặt vật cản sẽ phản xạ ngược lại. Khi đó cảm biến sẽ thu lại các chùm sóng siêu âm này.
Dựa vào thời gian phản xạ và vận tốc của sóng, cảm biến sẽ tính ra được khoảng cách từ cảm biến xuống bề mặt chất lỏng.
Hình 2. 31 - Áp dụng cảm biến siêu âm trên xe ô tô Vùng mù của cảm biến siêu âm:
Mỗi một loại cảm biến siêu âm đều có 1 khoảng cách được gọi là vùng mù của cảm biến siêu âm. Đây là khoảng cách từ bộ phát của cảm biến tính xuống phía dưới.
Hình 2. 32 - Điểm mù của cảm biến siêu âm
- Cảm biến từ
Hình 2. 33 - Cảm biến từ
Cảm biến từ là cảm biến thuộc nhóm cảm biến tiệm cận; là thiết bị dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ. Nó phát hiện ra vật thể mang từ tính (chủ yếu là sắt) không tiếp xúc; ở khoảng cách gần (vài mm đến vài chục mm).
Hiểu một cách đơn giản, cảm biến từ sẽ tạo ra từ trường xung quanh nó. Khi đó nếu bất kì vật thể kim loại nào xuất hiện gần khu vực đó sẽ bị từ trường phát hiện; sau đó
đưa tín hiệu báo về trung tâm. Cấu tạo của cảm biến từ:
Hình 2. 34 - Cấu tạo của cảm biến từ
Nguyên lý hoạt động của cảm biến từ:
Khi được cấp nguồn, dòng điện sẽ chạy qua một mạch chứa cuộn cảm khi từ trường xuyên qua nó thay đổi. Hiệu ứng này sử dụng để phát hiện các vật thể kim loại tương tác với từ trường. Các chất phi kim loại như chất lỏng hoặc bụi bẩn sẽ không tương tác với từ trường. Do đó, cảm biến từ có thể hoạt động t ốt trong môi trường có bụi hoặc trong điều kiện ẩm ướt.
Cảm biến từ có kích thước và thiết diện càng lớn thì từ trường phát ra càng mạnh; điều này đồng nghĩa với khoảng diện tích mà nó có thể phát hiện vật thể càng lớn; hiệu quả sự dụng mà nó mang lại sẽ càng cao.
2.4.3. Cảm biến tốc độ bánh xe
Cảm biến tốc độ xe có nhiệm vụ nhận biết tốc độ thực tế mà xe đang chạy. Nó là bộ phận nằm bên trong bộ phận phanh điện tử.
Cảm biến có mục đích phòng chống sự hãm cứng phanh của bánh xe trong trường hợp cần giảm tốc độ đột ngột để hạn chế tối đa khả năng bị trượt khi đạp phanh.
Khi bánh xe có dấu hiệu bị trượt khi đạp phanh thì tín hiệu từ bộ xử lý được gửi đi để yêu cầu nhả phanh ra, khi bánh xe lăn được má phanh lại ép vào.
Quá trình nhả, ép má phanh được thực hiện tự động bởi cảm biến cho đến khi xe dừng hẳn hoặc chân người điều khiển không còn ở vị trí đạp phanh.
Các loại cảm biến tốc độ xe - Loại công tắc lưỡi gà
Cảm biến này là loại đời cũ, vẫn sử dụng dây cáp truyền động từ hộp số lên đồng hồ táp lô, cảm biến được lắp trong bảng đồng hồ loại kim. Nó bao gồm một nam châm quay bằng cáp đồng hồ tốc độ, chuyển động quay làm cho công tắc đóng và mở. Công tắc lưỡi gà đóng 4 lần khi cáp quay một vòng.
Nam châm được phân cực như trong hình vẽ bên dưới. Lực từ trường tại 4 vùng chuyển tiếp cực N và S của nam châm sẽ đóng và mở tiếp điểm của công tắc lưỡi gà khi nam châm quay.
- Loại cảm biến quang
Cảm biến này được lắp trong bảng đồng hồ. Nó bao gồm một cảm biến quang học làm từ một đèn LED, chiếu vào một transistor quang học. Một bánh xe có xẻ rãnh đặt giữa đèn LED và transistor quang học được dẫn động bằng cáp đồng hồ tốc độ.
Hình 2. 38 - Cảm biến tốc độ loại quang điện
Các rãnh trên bánh xe sẽ tạo ra xung ánh sáng khi bánh xe quay, ánh sáng do đèn