Giới thiệu các hệ thống tiện nghi và an toàn trên ô tô

Tài liệu mô tả các hệ thống đa dạng thuộc lĩnh vực an toàn và tiện nghi trên ô tô. Các nội dung trong tài liệu được mô tả chi tiết và đầy đủ về các mô hình công nghệ an toàn và tiện nghi mới trong ngành công nghiệp ô tô hiện nay.

THUYẾT TRÌNH HỆ THỐNG TIỆN NGHI-AN TOÀN TRÊN Ô TÔ

Nhóm 6 Thành viên nhóm:

 Hồ Phan Long Thành (19154145)

 Phạm Văn Tân (19154136)

 Trần Huỳnh Ngọc Sang (19154130)

 Lê Hoàng Sơn (19154131)

 Nguyễn Huy Toàn (19154900)

Nội dung trình bày:

I Hệ thống gương (gương chiếu hậu)

1 Nguồn gốc: Chiếc gương chiếu hậu gắn trên xe hơi lại có lịch sử ra đời từ những năm

1900 Thú vị hơn, thiết bị an toàn không thể thiếu trên xe hơi này lại được manh nha ý tưởng

từ chiếc gương soi của những người phụ nữ

2 Khái niệm: (rear-view mirror hay rear-vision mirror) là loại gương được gắn trên xe hơi

nói chung và trên một số phương tiện giao thông khác Đây là loại gương được thiết kế đểcho phép người lái xe có thể quan sát phía sau, đảm bảo an toàn khi điều khiển Thôngthường, gương chiếu hậu gắn liền với phần trên cùng của kính chắn gió Người lái có thểđiều chỉnh các góc, hướng của gương thông qua một trục xoay

3 Cấu tạo: Gồm các chi tiết chính như:

- Mô tơ dạng lõi sắt là nam châm vĩnh cửu và có cấu tạo giống như mô tơ của bộ nâng hạkính

- Công tắc điều khiển gương chiếu hậu trên ô tô đơn thuần là bộ các Relay điện giúp đónghoặc ngắt mạch điều khiển mô tơ điện

- Trên mạch điện gập gương ô tô, mô tơ điện sẽ được điều khiển bởi các phím điều khiển.Khi các phím điều khiển nối nguồn với mô tơ thì Motor sẽ chuyển động qua trái hoặc phảihay lên hoặc xuống bằng 2 Motor điện trong 1 gương chiếu hậu

4 Nguyên lý hoạt động:

Gương chiếu hậu ô tô là 1 hệ thống điều khiển 2 gương chiếu hậu bằng công tắc điện Khi ấncác công tắc điện, Mô tơ gương chiếu hậu trên ô tô sẽ vận hành và di chuyển theo tín hiệucông tắc đó Khi mô tơ hoạt động lúc này làm gương chiếu hậu ô tô quay lên hoặc xuống, tráihoặc phải

a Gương trái:

- Lên: Dòng điện từ ắc quy → cầu chì → khóa Relay và đến chân B của công tắc điều khiển

→ công tắc ban 5 → Motor của gương chiếu hậu bên trái → cuối cùng về Mass làm Motor

hoạt động Khi đó gương bên trái đuợc nâng lên

- Xuống: Dòng từ ắc quy → cầu chì → Khóa Relay và đến chân B của công tắc điều khiển

rồi đến công tắc ban 1 → Motor của guơng chiếu hậu bên trái → Mass làm Motor hoạt động.Khi đó gương bên trái đuợc hạ xuống

- Phải: Dòng điện từ ắc quy → cầu chì → khóa Relay, sau đó đến chân B rồi đến công tắc

ban 1 → Motor của gương chiếu hậu bên trái và → Mass để làm Motor hoạt động Khi đó là

gương bên trái quay sang phải

- Trái: Dòng điện từ ắc quy → cầu chì →khóa Relay rồi đến chân B tiếp theo đến công tắc

ban 3 → Motor của gương chiếu hậu bên trái →Mass làm Motor gương chiếu hậu bên trái

hoạt động Khi đó gương bên trái quay sang bên trái

b Gương phải:

- Tương tự như gương trái, theo sơ đồ mạch điện gập gương ô tô, gương phải cũng hoạt động

tương tự, chỉ khác ở các nút công tắc mà dòng điện chạy đến và bên hoạt động là bên phải

* Sơ đồ mạch gập gương chiếu hậu:

II Hệ thống mã hóa động cơ (Hệ thống chống trộm Immobilizer)

1 Khái quát

Hệ thống mã hoá khoá động cơ là một hệ thống chống trộm cho xe Hệ thống này ngăn không cho động cơ khởi động bằng cách ngăn cản quá trình đánh lửa và phun nhiên liệu khi bất kỳ một chìa khoá nào không phải là chìa khoá có mã ID (mã chìa khoá điện) đã được đăng ký trước Khi đặt chế độ cho hệ thống mã hoá khoá động cơ động, thì đèn chỉ báo an ninh nháy để cho biết hệ thống đã được xác lập.

Hệ thống mã hoá khoá động cơ gồm có một chíp mã chìa khoá, một cuộn dây thu phát tín hiệu, ECU khoá động cơ và ECU động cơ v.v

Có hai loại hệ thống mã hoá khoá động cơ, một loại điều khiển bằng ECU độc lập (ECU khoá động cơ) và loại kia thì điều khiển bằng ECU động cơ có ECU khoá động cơ ở bên trong

1.1 Chức năng

1.1.1 Chức năng xác lập/bỏ chế độ của hệ thống mã hoá khoá động cơ

1.1.1.1 Xác lập chế độ cho hệ thống mã hoá khoá động cơ

Thời điểm rút chìa khoá điện ra khỏi ổ khoá điện hoặc 20 giây sau khi xoay chìa khoá điện

về vị trí “ACC” hoặc “LOCK”, hệ thống mã hoá khoá động cơ được xác lập việc đánh lửa khởi động và phun nhiên liệu không thể thực hiện được

1.1.1.2 Bỏ chế độ của hệ thống mã hoá khoá động cơ

Sau khi được giao tiếp bắt đầu, nếu mã khởi động đăng ký trong ECU khoá động cơ và trong chíp mã chìa của nó trùng hợp nhau hai lần liên tục, thì chế độ của hệ thống mã hoá khoá

động cơ được huỷ bỏ làm cho hệ thống đánh lửa bắt đầu làm việc và nhiên liệu được phun vào động cơ Kết qủa là động cơ có thể khởi động được.

1.1.2 Chức năng đăng ký mã khoá

Chức năng đăng ký mã khoá gồm có chức năng đăng ký tự động, đăng ký bổ sung và xoá bỏ

má khoá Chìa khoá chính đăng ký trong ECU được sử dụng để thực hiện việc đăng ký bổ sung và xoá bỏ mã khoá

1.1.2.1 Đăng ký mã chìa lần đầu

Đây là một hệ thống để đăng ký tự động mã chìa khóa (mã chìa chính và mã chìa phụ) khi thay thế ECU khoá động cơ

Sau khi thay thế ECU khoá động cơ, bật khoá điện lên vị trí ON làm cho đèn chỉ báo nhấp nháy Trong điều kiện đó, tra chìa khoá chính và chìa khoá phụ vào ổ khoá đánh lửa để tự động đăng ký mã chìa vào ECU Trong qúa trình đăng ký lần đầu (đăng ký tự động), mã chìa

có thể được đăng ký cho 3 hoặc 4 chìa

Đây là chức năng thực hiện việc đăng ký bổ sung mã chìa mới (mã chìa chính và mã chìa phụ) có mã chìa đã được đăng ký trong ECU.Hình vẽ trên cho ta một ví dụ về phương pháp đăng ký bổ sung đối với loại điều khiển bằng ECU khoá động cơ Phương pháp đăng ký này được thực hiện nhờ vận hành khoá điện và thao tác đóng/mở cửa xe phía người lái.

1.1.2.3 Xoá mã chìa khoá

Đây là chức năng để xoá bỏ tất cả mã chìa trừ mã chìa khoá chính được sử dụng để xoá bỏ

1.2 Sự khác nhau giữa chìa chính và chìa phụ

Việc đăng ký và xoá bỏ mã chìa chỉ có thể thực hiện bằng chìa khoá chính Do đó việc đăng

ký chìa chính và chìa phụ là cần thiết Việc thiết lập chìa chính và chìa phụ cũng được phân loại theo phương pháp đăng ký

-Khi bị mất tất cả các chìa khoá

Nếu bị mất tất cả các chìa để đăng ký chìa mới thì cần phải thay thế ECU khoá động cơ hoặc ECU động cơ và tiến hành đăng ký ở một số nước, một số xe có chức năng thiết lập lại mã chìa

Hệ thống mã hoá khoá động cơ loại điều khiển bằng ECU khoá động cơ gồm có các bộ phận sau đây:

o Chìa khoá điện (có đặt chíp mã chìa khoá bên trong)

o Cuộn dây chìa thu phát

o Bộ khuyếch đại chìa thu phát (bộ điều khiển từ xa)

o ECU khoá động cơ

Khi tắt chìa khoá điện từ vị trí ON sang vị trí ACC hoặc LOCK và sau khoảng 20 giây ở tình trạng này, ECU khoá động cơ sẽ xác định điều đó từ cực IG, thiết lập chế độ khoá động cơ vàtiếp tục làm cho đèn chỉ báo an ninh nháy.

1.4.2 Nguyên lý bỏ chế độ khoá động cơ (loại điều khiển bằng ECU khoá động cơ)

- Tra chìa khoá vào ổ khoá điện

o Hệ thống công tắc gồm: Công tắc cửa xe, công tắc nắp capo, công tắc cửa khoang hành

lý, công tắc khoá điện và cụm khoá cửa… Các công tác này giúp phát hiện trạng thái

o Hệ thống cảm biến: Cảm biến phát hiện xâm nhập giúp phát tín hiệu sóng vào cabin nhằm xác định sự chuyển động trong cabin và gửi tín hiệu đến ECU chống trộm.

* Điều kiện kích hoạt hệ thống

Còi báo động sẽ báo liên tục và đèn cảnh báo sẽ nhấp nháy khoảng 30 giây khi hệ thống được kích hoạt dưới bất kỳ điều kiện sau:

o Mở bằng chìa khóa phụ hoặc núm khóa cửa bên trong xe

o Mở các cửa, nắp ca-pô, cửa hậu 1 cách cưỡng bức

o Mở nắp ca-pô bằng cách nhả cần mở khóa ở nắp ca-pô

o Bật công tắc máy ON mà không nhấn nút khởi động

GHI CHÚ:

- Cửa hậu xe không hoạt động nếu hệ thống chống trộm đang hoạt động

- Xe được trang bị công tắc cửa hậu điện thì có thể mở bằng nút nhấn trên chìa khóa hoặc nútnhấn trên cốp ngay cả khi hệ thống chống trộm hoạt động

* Cách kích hoạt hệ thống chống trộm

- Đóng tất cả các cửa sổ, cửa sổ trời một cách chắc chắn

- Tắt công tắt về vị trí OFF

- Đảm bảo nắp ca-pô, tất cả các cửa và nắp khoang hành lý được đóng

- Nhấn nút khóa trên remote điều khiển từ xa hoặc khóa cửa người lái bằng chìa khóa cơ Đèn báo nguy sẽ chớp một lần (Với xe có hệ thống chìa khóa thông minh)

- Đèn báo an ninh trên bảng đồng hồ táp lô nhấp nháy 2 lần mỗi giây trong vòng 20 giây

* Tắt hệ thống chống trộm

- Nhấn nút mở khóa trên remote

- Khởi động động cơ bằng nút khởi động (Với xe có hệ thống chìa khóa thông minh)

- Nhấn nút trên tay nắm cửa

- Đèn báo tín hiệu sẽ nhấp nháy 2 lần

Cách tắt còi chống trộm ô tô

o Mở cửa phía ghế lái

o Khởi động xe

o Tháo cọc bình ắc quy

o Tháo cầu chì của hệ thống

o Tháo tín hiệu còi

III Ga tự động

1 Hệ thống Cruise Control là gì?

Tự động điều khiển góc mở bướm ga để cho xe chạy ở tốc độ đặt trước bởi người lái Do đó người lái không cần phải nhấn lên bàn đạp ga Xe cũng có thể chạy ở một tốc độ đặt trước khi lên dốc hoặc xuống dốc nhờ có hệ thống CCS Hệ thống này đặc biệt có ích khi xe chạy trên đường cao tốc hoặc trên đường quốc lộ rộng không có thời gian nghỉ lâu Do đó, người lái có thể thư giãn và lái xe một cách rất thoải mái Một số loại xe còn có khả năng tự động giữ khoảng cách giữa các xe không đổi

2 Nguồn Gốc Lịch Sử

Hệ thống điều khiển hành trình hiện đại được phát minh vào năm 1950 bởi kỹ sư cơ khí khiếm thị Ralph Teetor Nguyên mẫu “Speedostat” đầu tiên — cái mà những người trong công ty gọi là “Stat” bao gồm một bộ chọn tốc độ trên bảng điều khiển được kết nối với một

cơ cấu khoang động cơ chạy ngoài trục truyền động Khi tốc độ do người lái cài đặt gần đến,

cơ chế điều tốc vượt qua sức căng của lò xo để kích hoạt một piston dẫn động chân không có khả năng đẩy ngược lại bàn đạp ga (vẫn chưa có khóa tốc độ) Năm năm sau Teetor đã bổ sung khả năng khóa tốc độ: một động cơ điện từ duy trì tốc độ quay số cho đến khi người lái nhấn vào bàn đạp phanh Năm 1958, Chrysler lần đầu tiên cung cấp Speedostat như một tùy chọn mẫu xe hạng sang Một năm sau bộ phận Cadillac của General Motors, công ty đã đặt tên lại và tiếp thị thiết bị này với tên gọi “Kiểm soát hành trình” và duy trì tên gọi đó đến tận ngày nay

3 Nguyên lý làm việc hệ thống CCS hiện đại

Một mạch điện đồng hồ sẽ thay đổi tín hiệu xung trên km thành tín hiệu xung trên giây -

Hz (biến đổi A/D) Mạch tích hợp bộ kích thích và lôgic (IC) được chia làm 2 mạch điện: một mạch sẽ lưu trữ tần số được thiết đặt, mạch khác sẽ giám sát tần số của bộ cảm biến tốc độ Hai tần số này sẽ được so sánh với nhau bằng bộ điều khiển Nếu tìm thấy sự khácnhau giữa 2 tần số, ECU gởi tín hiệu điều khiển đến cơ cấu chấp hành để điều chỉnh vị trí cánh bướm ga duy trì tốc độ ôtô ở giá trị thiết đặt

Hệ thống CCS hoạt động theo nguyên lý điều khiển hồi tiếp (Close-loop control), sơ đồ nguyên lý thể hiện như sau:

Sơ đồ điều khiển CCS

Sơ đồ khối:

Sơ đồ khối hệ thống ga tự động CCS

Sơ đồ mạch

Sơ đồ mạch điện hệ thống CCS trên xe TOYOTA CRESSIDA

Thuật toán hệ thống ga tự động Cruise Control (CCS)

Sự vận hành của chương trình điều khiển (PI Speed error control)

3.Cấu tạo:

Cảm biến tốc độ (Speed Sensor)

Chức năng của cảm biến tốc độ xe là thông báo tốc độ hiện thời cho ECU điều khiển chạy tự động Cảm biến tốc độ xe chủ yếu là loại công tắc lưỡi gà, loại quang học (diod phát quang kết hợp với một transitor quang) và loại MRE (loại phần tử điện trở từ) Cảm biến này lắp trong đồng hồ tốc độ hay hộp số Khi tố độ xe tăng, cáp đồng hổ tốc độ xe quay nhanh hơn, bật tắc công tắc lưỡi gà hay transitor nhanh hơn, ngược lại khi chạy tốc độ thấp hơn sẽ giảm tần số của tính hiệu tốc độ

Cảm biến tốc độ loại công tắc lưỡi gà

Loại công tắc lưỡi gà: được dùng với bảng đồng hồ loại kim, khi dây công tơ mét quay, nam châm cũng quay Điều này bật và tắt công tắc lưỡi gà 4 lần trong một vòng quay Tốc độ của

xe tỷ lệ với tần số của xung điện áp ra

Cảm biến tốc độ loại quang

Loại quang học: được dùng với bảng đồng hồ kiểu số, nó cũng được lắp trong đồng hồ tốc

độ Cáp đồng hồ tốc độ làm cho đĩa xẽ rãnh quay Khi đĩa xẽ rãnh quay, nó ngắt tia sáng chiếu lê transitor quang từ diod phát quang (LED) làm cho transitor quang phát sinh xung điện áp Ánh sáng từ đèn LED bị ngắt 20 lần khi cáp đồng hồ tốc độ quay một vòng do đó tạo 20 xung Số lượng xung này được giảm xuống 4 xung trước khi tín hiệu được gởi đến ECU điều khiển chạy tự động,

Một tín hiệu 20 xung trên một vòng quay của trục roto do transitor quang và đĩa xẽ rãnh tạo

ra được chuyển thành tín hiệu 4 xung trên một vòng quay nhờ ECU đồng hồ số và chuyển đến ECU chạy tự động

Loại MRE (phần tử điện trở từ)

Cảm biến này được lắp trên hộp số hay hộp số phụ và được dẫn động bằng bánh răng chủ động của trục thứ cấp Cảm biến này bao gồm một mạch HIC (mạch tích hợp) gắn trong MRE (phần tử điện trở từ) và một vành từ

Nguyên lý hoạt động của MRE:

Khi hướng của dòng điện chạy trong MRE song song với hướng của đường sức từ, điện trở

sẽ trở nên lớn (và dòng điện yếu), ngược lại, khi hướng của dòng điện và đường sức từ cắt nhau, điện trở giảm đến mức tối thiểu (và dòng điện mạnh) Hướng của đường sức từ thay đổi do chuyển động quay của nam châm lắp trên vành từ, kết qủa là điện áp ra của MRE ttở

được đảo ngược bằng transitor trước khi đến đồng hồ

Tần số của dạng sóng phụ thuộc vào số lượng cực của nam châm lắp trên vành từ Có 2 loại vành từ (tùy theo kiểu xe): Loại có 20 cực từ và loại có 4 cực từ Loại có 20 cực từ tạo ra dạng sóng 20 chu kỳ (20 xung trong một vòng quay của vành từ), còn loại 4 cực tạo ra dạng sóng 4 chu kỳ

Trong loại 20 cực, tần số của tín hiệu số được chuyển thành 20 xung trong mỗi vòng quay của của vành từ thành 4 xung bằng mạch chuyển đổi xung trong đồng hồ tốc độ sau đó nó được gửi đến ECU Mạch đầu ra của cảm biến tốc độ khác nhau tùy theo kiểu xe Kết qủa là tín hiệu phát ra cũng khác nhau tùy theo kiểu xe: có loại điện áp ra và điện trở thay đổi Một

số cảm biến tốc độ không đi qua bảng đồng hồ mà gửi trực tiếp đến ECU

Bộ điều khiển

Yêu cầu kỹ thuật của bộ vi xử lý (ECU): Bộ ECU sử dụng trong hệ thống CCS có yêu cầu cao về chức năng Bộ ECU phải bao gồm các yêu cầu sau:

Chuẩn thời gian phải chính xác để đo đạt và tính toán tốc độ

- Tín hiệu vào A/D

- Tín hiệu ra PWM

- Ghi nhận thời gian tín hiệu vào

- Ghi nhận và so sánh thời gian tín hiệu ra

Van điều khiển:

Bộ trợ lực hoạt động bằng chân không gồm một tấm màng hoạt động bằng lò xo với van cung cấp, van này được điều khiển bằng solenoid Khi hệ thống không sử dụng đến, solenoid

vào Màng của bộ trợ lực và lò xo sẽ giãn ra và góc mở cánh bướm ga sẽ không được điều chỉnh Việc đóng và mở những van này trong khi hoạt động sẽ duy trì được việc thiết lập tốc

độ di chuyển của ôtô trên đường như mong muốn

Sự hoạt động của cơ cấu chấp hành:

Khi xe hoạt động ở tốc độ không thay đổi, tăng hay giảm tốc van điều khiển và van xả trong

bộ chấp hành hoạt động để điều khiển tố độ xe Hoạt động và sự liên hệ của các van này ứng với từng điều kiện lái xe được tổng kết trong bảng sau:

SỰ PHỐI HỢP HOẠT ĐỘNG CỦA VAN ĐIỀU KHIỂN VÀ VAN XẢ

Sơ đồ phối hợp tốc độ xe với các trạng thái của van điều khiển và van xả

b) Bộ dẫn động bằng motor

Bộ chấp hành gồm một mô tơ, ly hợp từ và biến trở, thực hiện nhiệm vụ truyền tác động điềukhiền từ ECU đến bướm ga tương tự như bộ dẫn động bằng chân không

4 HỆ THỐNG CCS TRÊN XE HIỆN ĐẠI

Adaptive Cruise Control sự nâng cấp của Cruise Control Với Cruise Control, xe chỉ chạy ởmột tốc độ được cài đặt sẵn Nếu xe phía trước đột ngột giảm tốc độ thì người lái phải chủđộng can thiệp xử lý Còn với Adaptive Cruise Control, hệ thống có thể theo dõi tốc độ của

xe phía trước và tự động điều chỉnh tốc độ phù hợp để duy trì khoảng cách an toàn

Hệ thống kiểm soát hành trình thích ứng không hoạt động một cách độc lập mà kết nối vớinhiều hệ thống khác như hệ thống điều khiển động cơ, cân bằng điện tử… Adaptive Cruise

Control gồm các bộ phận chính như cảm biến khoảng cách (radar hoặc camera ô tô), cảm

biến tốc độ, bộ điều khiển trung tâm (CCM) …

IV Hệ thống âm thanh trên xe ô tô