Khảo sát hệ thống điện thân xe và nghiên cứu thiết kế hệ thống đèn chiếu sáng thông minh trên xe toyota corolla 2010

Đề tài giới thiệu tổng quan về xe toyota Corolla 2010 Khảo sát hệ thống điện thân xe Giới thiệu hệ thống chiếu sáng cơ bản và hệ thống chiếu sáng thông minh Nghiên cứu thiết kế mô hình chiếu sáng thông minh

Sinh viên thực hiện: Cao Văn Thạnh Hướng dẫn: Ts Phạm Quốc Thái 1

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG

TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MÔ HÌNH XE GOM RÁC

TRÊN ĐƯỜNG TRONG KHUÔN VIÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Sinh viên thực hiện: NGUYỄN XUÂN ĐẠI

MỞ ĐẦU

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 bước ngoặt 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, em mạnh dạn lựa chọn đề tài “ Khảo sát hệ thống điện thân xe và nghiên

cứu thiết kế hệ thống đèn chiếu sáng thông minh trên xe Toyota Corolla 2010”

làm đề tài đồ án tốt nghiệp

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ XE TOYOTA COROLLA 2010

1.1 Giới thiệu chung

1.1.1 Thiết kế

Với thông điệp “quyến rũ mọi ánh nhìn” Corolla 2010 tạo nên một chuẩn mực toàn cầu cho dòng xe hạng nhỏ cao cấp, mang đến một hình ảnh hoàn toàn mới với thiết kế hiện đại, năng động, sang trọng và thể thao cùng hiệu quả tiết kiệm nhiên liệu triệt để

và khả năng vận hành mạnh mẽ Corolla có nghĩa là “tràng hoa” và cái tên Altis có nghĩa là “vượt trội” Lần đầu tiên xuất hiện vào năm 1966, trải qua 10 thế hệ cải tiến

và trong suốt 44 năm phát triển, Corolla đã nổi tiếng toàn cầu về khả năng vận hành mạnh mẽ và tiết kiệm nhiên liệu thực sự đã làm hài lòng khách hàng với doanh thu 36 triệu xe tính tới 8/2010

1.1.2 Nội thất

Nội thất tiện nghi sang trọng với khoảng cách ghế trước và sau kết hợp với khoảng trống trên đầu tạo sự thoải mái cho hành khách Tay lái ba chấu bọc da kết hợp với lẫy chuyển số Đồng thời trang bị các nút âm thanh, màn hình tạo cảm giác thuận tiện khi lái Hệ thống âm thanh DVD 6 loa, hổ trợ các định dạng MP3, WMA tích hợp cổng USB và AUX luôn sẳn sàng phục vụ bạn trong mọi hành trình Bảng đồng hồ optitron

và màn hình hiển thị đa thông tin kết hợp thiết kế tăng cường hiệu quả chiếu sáng cũng như tích hợp hệ thống tiết kiệm nhiên liệu ECO

1.1.3 Động cơ, hộp số

Hình 1.1 Động cơ xe Toyota Corolla 2010 Corolla Altis 2010 sử dụng động cơ 3ZR – FE 4 xy-lanh , 2.0L, Dual VVT-i, công suất cực đại đạt 107 mã lực tại tốc độ động cơ 6000 vòng/phút, mô-men xoắn cực đại

187 Nm tại tốc độ 4400 vòng/phút Sự kết hợp động cơ 2L và công nghệ VVT – i kép mang đến nhiều sự vượt trội cho xe, giúp khả năng đốt cháy tối đa hỗn hợp khí – nhiên liệu, tối đa hóa công suất, tiết kiệm nhiên liệu, thải khí sạch hơn, tăng tốc nhanh hơn

và mượt hơn

biến lùi

1.2 Thông số kỹ thuật

Bảng 1.1 Thông số kĩ thuật chi tiết xe Toyota Corolla 2010

1 Kích thước tổng thể (dài x rộng x cao) mm 4540x1760x1465

5 Bán kính quay vòng tối thiểu m 5,3

6 Trọng lượng không tải Kg 1240 - 1300

7 Trọng lượng toàn tải Kg 1675

14 Công suất tối đa HP/rpm 107/6000

15 Momen xoắn tối đa Nm/rpm 187/4400

17 Dung tích bình nhiên liệu lit 55

Bảng 1.2 Các hệ thống được trang bị trên xe Toyota Corolla 2010

1 Kính chiếu hậu ngoài chỉnh điện Có

2 Hệ thống kiểm soát hành trình Có

3 Hệ thống âm thanh CD 1 đĩa, 6 loa AM/FM

4 Hệ thống mở khóa thông minh Có

11 Hệ thống treo trước Độc lập Macpherson

13 Hệ thống phanh trước Phanh đĩa

14 Hệ thống phanh sau Phanh đĩa

1.3 Giới thiệu các hệ thống trên xe Toyota Corolla 2010

1.3.1 Hệ thống khởi động

Việc khởi động động cơ là chức năng quan trọng của hệ thống điện ôtô Hệ thống khởi động thực hiện chức năng này bằng cách thay đổi năng lượng điện từ ắc quy thành cơ năng của máy khởi động Máy khởi động chuyển cơ năng qua bánh răng tới

bánh đà trên trục khuỷu động cơ

Hệ thống khởi động bằng điện với phương pháp điều khiển gián tiếp bằng rơle điện

từ Để tránh khả năng không kịp tách bánh răng ra khi động cơ khi đã nổ, người ta làm kiểu truyền động bằng khớp ly hợp một chiều, bảo vệ cho motor khởi động không bị hỏng khi momen từ động cơ truyền qua bánh răng đến phần ứng của motor

Hình 1.2 Kết cấu máy khởi động

1 Bánh răng máy khởi động; 2 Cuộn giữ; 3 Cuộn đẩy;

4 Vành tiếp điểm; 5 Ắc quy

Khi người lái bật khóa điện, ECU cho dòng điện đi vào cuộn dây mà lõi thép của nó được nối với cần gạt Cuộn dây có điện trở thành nam châm hút lõi thép sang phải, đồng thời làm quay cần gạt dịch chuyển bánh răng truyền động vào ăn khớp với bánh

đà Khi bánh răng của khớp truyền động đã vào ăn khớp với bánh đà, thì vành tiếp điểm cũng nối các tiếp điểm, đưa dòng điện lớn hơn từ accu vào các cuộn dây của máy khởi động Máy khởi động quay, kéo trục khuỷu của động cơ quay theo Khi động cơ

đã nổ thì có tín hiệu tốc độ động cơ và nhiệt độ nước làm mát truyền đến ECU, ECU

sẽ điều khiển ngắt dòng khởi động thông qua relay Người lái sẽ không khởi động xe được nếu không đóng công tắt đỗ xe

1.3.2 Hệ thống nhiên liệu

Hệ thống nhiên liệu trên xe Toyota Corolla 2010 là hệ thống bơm xăng đa cổng khép kín SFI (Sequential Multiport Fuel Injection) Mỗi kim phun cho mỗi xilanh được nối với một mạch cung cấp nhiên liệu riêng Kết quả lượng khí thải tốt hơn Cụm bơm nhiên liệu được kết hợp thành một chi tiết, do đó không có đường hồi nhiên liệu và giúp ngăn chặn sự gia tăng nhiệt độ trong bình nhiên liệu ECU điều khiển bơm nhiên liệu dừng khi túi khí nổ

1.3.3 Hệ thống đánh lửa động cơ 3ZR – FE trên Toyota Corolla 2010

Toyota đã trang bị cho động cơ 3ZR – FE hệ thống đánh lửa trực tiếp DIS Thay vì

sử dụng bộ chia điện, hệ thống này sử dụng cuộn đánh lửa đa bội để cung cấp điện cao

áp trực tiếp cho bu – gi Thời điểm đánh lửa được điều khiển bởi ESA (đánh lửa sớm bằng điện tử) của ECU động cơ Hệ thống đánh lửa được điều khiển bằng điện tử ECU đánh lửa trực tiếp Mỗi xylanh có một bugi loại đầu dài và một cuộn dây đánh lửa được điều khiển bằng mạch bán dẫn dùng transitor Hệ thống đánh lửa điện tử cung cấp tia lửa điện và góc đánh lửa phù hợp với góc phun của nhiên liệu nhờ các cảm biến

để thực hiện quá trình đốt cháy và nhiên liệu, nhờ đó hỗn hợp không khí – nhiên liệu cháy hoàn toàn, giảm được tiêu hao nhiên liệu, tăng công suất động cơ, chất thải ít độc hại.Được trang bị hệ thống đánh lửa trực tiếp DIS, giúp cải thiện tốt hơn thời gian đánh lửa, giảm tổn thất điện áp cao và làm tăng cường độ tin cậy tổng thể của hệ thống Thứ tự đánh lửa trên động cơ 3ZR – FE là: 1 – 3 – 4 – 2

1.3.4 Hệ thống điều khiển động cơ

Với yêu cầu ngày càng cao về mặt kỹ thuật cũng như tính kinh tế của động cơ, do

đó động cơ 3ZR – FE sử dụng hệ thống điều khiển động cơ bằng điện tử ECU nhận các tín hiệu từ các cảm biến, xử lý và truyền tín hiệu điều khiển thích hợp đến các hệ

thống trong động cơ Nhờ đó động cơ luôn hoạt động với độ ổn định cao và phù hợp với từng chế độ hoạt động

Hệ thống điều khiển động cơ điều khiển các hệ thống SFI, ESA, góc mở bướm ga tối ưu theo góc mở bàn đạp chân ga và trạng thái động cơ, góc trục cam nạp tối ưu theo trạng thái của động cơ, bơm xăng, duy trì nhiệt độ thích hợp cho cảm biến bằng cách điều khiển dòng điện chạy qua bộ sấy, cắt điều hòa, kiểm soát hơi xăng, cắt nhiên liệu và cắt đánh lửa khi được khởi động bằng chìa khóa lạ, ghi lại và phát mã hư hỏng khi có sự cố trong hệ thống điều khiển điện tử, chế độ an toàn cho xe

1.3.5 Hệ thống làm mát động cơ 3ZR – FE

Hệ thống làm mát trên động cơ 3ZR – FE là kiểu làm mát bằng áp suất nước tuần hoàn cưỡng bức Van hằng nhiệt được lắp ở đường dẫn nước vào để duy trì nhiệt độ thích hợp cho hệ thống làm mát Bộ tản nhiệt được sử dụng lõi nhôm và roto bơm nước được làm bằng nhựa vì vậy giảm được trọng lượng Bộ làm mát hộp số tự động được là loại nhôm nhiều lớp

1.3.6 Hệ thống bôi trơn

Hệ thống bôi trơn trên động cơ 3ZR – FE theo kiểu bôi trơn cưỡng bức bơm dầu, bơm dầu là loại bánh răng trochoid ăn khớp trong Bơm dầu được dẫn động bởi trục khuỷu qua bộ truyền dây xích Bộ làm mát dầu bằng nước làm mát của động cơ

1.3.7 Hệ thống lái

Trên xe Corolla 2010, Toyota đã lắp hệ thống lái kiểu thanh răng bánh răng kết hợp

bộ trợ lực điện (EPS) Cơ cấu loại này có ưu điểm là tỉ số truyền nhỏ, kết cấu đơn giản, hiệu suất cao

Hình 1.6 Các bộ phận hệ thống lái

1 Cơ cấu giảm tốc trục vít-bánh răng 2 Động cơ điện DC

3 Trục thứ cấp 4 Cụm cảm biến momen 5 Trục lái

1.3.8 Hệ thống phanh

Với hệ thống chống bó cứng phanh ABS, cơ cấu phân bổ lực phanh EDB và hỗ trợ lực phanh khẩn cấp BA, hệ thống phanh trên xe Corolla được hoàn thiện tối đa, bảo

đảm sự an toàn tuyệt đối cho người lái và hành khách trên xe ở mọi điều kiện địa hình Phanh đĩa thông gió lớn 15 inch ngăn chặn hiện tượng mất phanh và giảm quãng đường phanh, giúp hạn chế tối đa khả năng va chạm và gia tăng tính an toàn

Hệ thống phanh chính (phanh chân): Phanh trước và phanh sau là phanh đĩa điều khiển bằng thuỷ lực trợ lực chân không

Phanh dừng (phanh tay): Là phanh cơ khí tác dụng lên bánh sau Các cơ cấu phanh

có cơ cấu điều chỉnh khe hở tự động

Chương 2 KHẢO SÁT HỆ THỐNG ĐIỆN THÂN XE TOYOTA COROLLA 2010

2.1 Tổng quan hệ thống điện thân xe Toyota Corolla 2010

Ngày nay, hệ thống điện trên ô tô được phát triển một cách mạnh mẽ, mức độ tự động hóa, điện tử hóa ngày càng cao Mặc khác, do yêu cầu ngày càng cao về tính tiện nghi và an toàn chuyển động cao nên hệ thống điện trên ô tô ngày càng hiện đại và phức tạp Để thực hiện hàng loạt các chức năng trên, trên ô tô bao gồm có các hệ thống điện như:

• Hệ thống cấp điện ( Charging System): gồm ắc qui, máy phát điện, chỉnh lưu

• Hệ thống khởi động ( Starting System): gồm máy khởi động, các loại rơ – le

• Hệ thống chiếu sáng và tín hiệu (Lighting Và Signal System): gồm các đèn đầu, đèn báo rẽ, rơ – le,

• Hệ thống đo đạc và kiểm tra (Gauging System): gồm các đồng hồ trên bảng tablo (đồng hồ báo nhiệt độ nhớt, đồng hồ đo tốc độ động cơ, nhiệt độ nước làm mát, tốc độ xe

• Hệ thống điều khiển động cơ ( Vehicle Control System): gồm hệ thống chống bó cứng phanh ABS, hệ thống hộp số, hệ thống phanh, hệ thống treo

• Hệ thống điều hòa nhiệt độ ( Air Conditioning System): gồm máy nén, giàn nóng, lạnh, lọc gas, van tiết lưu và thieetss bị hệ thống điều khiển

• Hệ thống các thiết bị tiện nghi: gồm quạt gió, hệ thống gạt nước rửa kính, nâng hạ kính, nâng hạ ghế, âm thanh, hình ảnh, chống trộm,

2.2 Hệ thống thông tin

Hệ thống thông tin trên xe bao gồm bảng đồng hồ tableau, màn hình hiển thị đa chức năng và các đèn báo giúp tài xế và người sửa chữa biết được thông tin về tình trạng hoạt động của các hệ thống chính trong xe

2.2.1 Bảng đồng hồ và các đèn báo trên bảng táp-lô

Ngoài các đồng hồ báo chính trên táp-lô, xe còn được bố trí kết hợp nhiều loại đèn báo khác hiển thị các thông số của các hệ thống hoạt động trên xe như đèn báo áp suất nhớt, đèn báo nạp, đèn báo có phanh ABS hoạt động…., điều này giúp cho người điều khiển dễ dàng kiểm soát được xe làm tăng tính an toàn và tiện nghi khi điều khiển xe

Bảng 2.1 Các đèn báo trên bảng táp-lô

TT Biểu tượng Ý nghĩa

5 Đèn báo dây đai an toàn chưa đóng

11 Đèn báo xe bị trượt trên đường trơn

12 Đèn báo xe chạy lập trình tự động

13 Đèn báo có đèn chiếu sáng trước

15 Đèn báo rẽ trái hoặc phải

16 Tín hiệu cuộn cảm biến hệ thống túi khí tắt

18 Đèn báo có sự cố nguy hiểm trên xe

19 Đèn báo có hổ trợ leo dốc

20 Đèn báo công tắc khởi động ở vị trí ON

2.2.2 Hệ thống truyền thông tin MPX

Hệ thống MPX được ứng dụng trên các dòng xe của TOYOTA MPX là một hệ thống thông tin phức hợp (Multiplex Communication System), đó là một phương pháp thông tin liên lạc, nó truyền và/hay nhận hai hay nhiều dữ liệu sử dụng một đường truyền MPX có những ưu điểm sau:

• Giảm số lượng dây điện

• Bằng cách chia sẽ thông tin sẽ giảm được số lượng các bộ phận như công tắc, cảm biến, bộ chấp hành,

• Do ECU nằm gần công tắc và cảm biến sẽ đọc thông tin của tín hiệu và truyền tín hiệu đến các ECU khác, chiều dài của dây điện có thể rút ngắn lại

Hình 2.1 Sơ đồ hệ thống truyền thông tin MPX

1 Giắc nối 2 ECU xác nhận 3 Giắc nối 4 ECM 5 Cụm chấp hành phanh

6 Cụm khuyếch đại A/C 7 Cụm cảm biến túi khí trung tâm 8 Giắc nối

9 Cụm ECU trợ lực lái 10 Cụm đồng hồ tổ hợp

2.3 Hệ thống chiếu sáng

Hệ thống chiếu sáng trên ô tô là một phương tiện cần thiết giúp tài xế có thể nhìn thấy trong điều kiện tầm nhìn hạn chế, dùng để báo các tình huống dịch chuyển để mọi người xung quanh nhận biết Ngoài ra, hệ thống còn hiển thị các thông số hoạt động của các hệ thống trên ô tô đến tài xế thông qua bảng táp-lô và soi sáng không gian trong xe

Hệ thống chiếu sáng trên xe Toyota Corolla là một tổ hợp gồm nhiều loại đèn có chức năng khác nhau:

• Đèn đầu (Headlight): đây là đèn lái chính, dùng để chiếu sáng không gian phía trước xe giúp tài xế có thể nhìn thấy trong đêm tối hay trong điều kiện tầm nhìn hạn chế

• Đèn sương mù (Fog light): trong điều kiện sương mù, nếu sử dụng đèn pha chính có thể tạo ra vùng ánh sáng chói phía trước gây trở ngại cho các xe đối diện và người đi đường Vì vậy người ta sử dụng đèn sương mù để giải quyết vấn đề trên Các đèn sương mù thường chỉ sử dụng ở các nước có nhiều sương mù

8 2

6

9 7

1

3

• Đèn trong xe (Interior Light): gồm nhiều đèn có công suất nhỏ, ở các vị trí khác nhau trong xe với mục đích tăng tính tiện nghi và thẩm mỹ cho nội thất xe hơi

• Đèn lùi (Back-Up Light): đèn này được chiếu sáng khi xe gài số lùi, nhằm báo hiệu cho các xe khác và người đi đường

• Đèn kích thước trước và sau xe (Front Side & Rear Light): được sử dụng thường xuyên, đặc biệt là vào ban đêm nhằm giúp cho tài xế xe phía sau biết được kích thước

và khoảng cách của xe đi trước

Hình 2.2 Vị trí các chi tiết trong hệ thống chiếu sáng

2.4 Hệ thống tín hiệu

Hệ thống tín hiệu bao gồm hệ thống còi điện, hệ thống báo rẽ và báo nguy, hệ thống đèn phanh và hệ thống báo sự cố hệ thống đèn tín hiệu Ngoài ra, còn có hệ thống đèn kích thước, bao gồm các đèn kích thước được lắp sau xe, trước xe, bên hông xe, trên nắp cabin để chỉ báo chiều rộng, chiều dài và chiều cao xe

2.4.1 Hệ thống còi

Hình 2.3 Cấu tạo còi điện

1 Loa còi; 2 Khung thép; 3 Màng thép; 4 Vỏ còi; 5 Khung thép; 6 Trụ đứng; 7 Tấm thép lò xo; 8 Lõi thép từ; 9 Trụ điều khiển; 10 Ốc hãm; 11 Cuộn dây;

12 Cần tiếp điểm tĩnh; 13 Cần tiếp điểm động; 14 Trụ đứng của tiếp điểm;

15 Tụ điện; 16 Đầu bắt dây còi; 17 Rơ le còi; 18 Núm còi; 19 Cầu chì; 20 Ắc quy

Khi ấn núm còi (18) sẽ nối mass cho rơ le còi (17) cho dòng điện từ (+) ăcquy vào cuộn dây tạo ra lực từ trường hút tiếp điểm đóng lại cho dòng điện chạy theo mạch sau: (+) ăcquy → cầu chì → khung từ → tiếp điểm → cuộn dây (11) → cần tiếp điểm động (13) → cần tiếp điểm tĩnh (12) → mass

Cuộn dây từ hóa lõi thép, hút lõi thép kéo theo trục điều khiển màng rung (3) làm tiếp điểm mở ra → dòng qua cuộn dây mất → màng rung đẩy lõi thép (8) lên → tiếp điểm đóng lại Do đó, lại có dòng qua cuộn dây nên lõi thép đi xuống Sự đóng mở của tiếp điểm làm trục màng rung dao động với tần số 250 ÷ 400 (Hz ) → màng rung tác động vào không khí, phát ra tiếng kêu Sở dĩ phải dùng rơ le còi vì khi mắc nhiều còi thì

dòng tiêu thụ rất lớn (10 ÷ 20 A ) nên rất dễ làm hỏng công tắc, vì vậy khi dùng rơ le còi thì dòng qua công tắc chỉ còn khoảng 0,1 (A)

1 Rơ-le điều khiển đèn dừng 2 Giắc nối 3 Công tắc đèn dừng 4 Cầu chì

5 Giắc nối 6 Lọc nhiễu 7 Cụm đèn tổ hợp sau, trái 8 Cụm đèn dừng trung tâm

9 Cụm đèn tổ hợp sau, phải 10 Giắc nối

2.5 Hệ thống an toàn

Đây là hệ thống trang bị cho ô tô có thêm các tính năng bảo vệ cho người ngồi trên

xe cũng như những người xung quanh, đồng thời tăng khả năng điều khiển cho lái xe

Hệ thống an toàn gồm có hệ thống phanh ABS (Antiblock Brake System) kết hợp điều hòa lực phanh EBD cùng hổ trợ lực phanh khẩn cấp BA và hệ thống túi khí SRS (Supplementary Restraint System)

2.5.1 Hệ thống phanh chống bó cứng ABS kết hợp EBD và BA

Bên cạnh các chức năng của ABS xe Toyota Corolla còn có kết hơp hệ thống phân bố lực phanh điện tử EBD (Electric Brake Force Distribution) phân phối lực phanh phù hợp cho các bánh trước và sau tùy theo điều kiện chạy xe, ngoài ra trong khi phanh để quay vòng EDB còn cũng điều khiển các lực phanh của bánh bên phải

và bên trái giúp duy trì sự ổn định cho xe

Hệ thống hổ trợ phanh khẩn cấp BA (Brake Assist) có các chức năng sau:

• Nhận được tình trạng phanh gấp, để tăng áp suất phanh được theo yêu cầu của lái xe đến mức áp suất phanh cao ở các bánh xe sao cho tất cả các bánh xe có thể đạt tới giá trị độ trượt giới hạn

• Nhận được điểm kết thúc của trạng thái phanh gấp để áp lực điều khiển phanh giảm về trạng thái yêu cầu của người lái

2.5.2 Hệ thống túi khí

Các túi khí được thiết kế để bảo vệ lái xe và hành khách ngồi phía trước được tốt hơn ngoài biện pháp bảo vệ chính bằng dây an toàn Trong trường hợp va đập mạnh từ phía trước túi khí làm việc cùng với đai an toàn để tránh hay làm giảm sự chấn thương bằng cách phồng lên, nằm làm giảm nguy cơ đầu hay mặt của lái xe hay hành khách phía trước đập thẳng vào vành tay lái hay bảng táp lô

Hình 2 Sơ đồ điện hệ thống túi khí

1 Mạch điều khiển kích nổ túi khí 2 Mạch kích nổ túi khí hành khách trước

3 Cụm dây đai an toàn trước LH 4 Cụm dây đai an toàn trước RH

5 Cụm cảm biến túi khí trước LH 6 Cụm cảm biến túi khí trước RH

7 Cụm cảm biến túi khí trung tâm 8 Màn hình hiển thị

9 Chuông báo 10 CPU 11 Cụm điều khiển LED

2.6 Hệ thống khóa cửa trên xe

Hệ thống điều khiển khóa cửa không đơn thuần đóng/mở các cửa xe bằng công tắt

cơ khí, mà còn điều khiển mô tơ điện tùy theo sự vận hành của công tắt điều khiển khóa cửa và chìa khóa Hệ thống cũng có chức năng chống quên khóa cửa, mở khóa 2 bước và chức năng bảo vệ Hệ thống gồm có những chức năng sau:

• Chức năng khóa/mở khóa khóa bằng tay: Khi ấn công tắt về phía khóa hay mở khóa thì thì tất cả các cửa đều khóa hay mở khóa

• Chức năng khóa/mở khóa bằng chìa: Khi cho chìa khóa và ổ khóa của cửa phía người lái và hành khách và xoay về vị trí khóa/mở khóa thì tất cà các cửa sẽ khóa/mở khóa

• Chức năng mở khóa 2 bước: Đây là chức năng mở khóa bằng chìa Khi chìa khóa dùng để mở một cửa, thì duy nhất chỉ có cửa đó được mở bằng thao tác thứ nhất Khi muốn mở khóa tiếp tục các cửa khác thì người dùng phải làm tiếp một thao tác tiếp theo

• Chức năng chống quên chìa khóa: Khi mở cửa phía người lái và chìa khoá đang

ở trong ổ khoá điện, việc xoay núm khoá cửa về vị trí khoá (với công tắc vị trí khoá tắt OFF) sẽ mở tất cả các cửa nhờ mạch chống quyên chìa Khi công tắc điều khiển khoá cửa hoạt động để khoá cửa như ở điều kiện trên, thì tất cả các cửa được khoá một lần

và mở lại do được kích hoạt bởi mạch chống quên chìa khoá

• Chức năng bảo vệ: Để ngăn không cho cửa mở khoá bằng cách ấn công tắc điều khiển khoá cửa bằng một thanh hoặc một dụng cụ tượng tự qua khoảng trống giữ kính cửa và khung cửa, khi cửa sổ đang mở, thực hiện thao tác khoá cửa bằng chìa hoặc bộ điều khiển từ xa (bộ điều khiển khoá cửa từ xa) sẽ thiết lập chức năng bảo vệ khoá cửa

và loại bỏ chức năng mở khoá nhờ công tắc điều khiển cửa

• Chức năng điều khiển cửa sổ điện khi tắt khóa điện: Ở một số hệ thống điều khiển khoá cửa, rơle cấp nguồn nằm trong rơle tổ hợp điều khiển cấp điện cho hệ thống cửa sổ điện khi chức năng điều khiển cửa sổ điện khi tắt khóa điện được kích hoạt

2.7 Hệ thống âm thanh

Để rút ngắn hành trình và đem lại cảm giác thư giãn cần thiết khi ngồi trên xe thì hệ thống âm thanh hiện đại với đầy đủ các chức năng radio AM/FM, cassette và bộ CD sáu đĩa kèm theo đó sáu loa chất lượng cao được bố trí trên xe Corolla 2010 Các nút điều chỉnh âm thanh được bố trí tích hợp trên tay lái làm gia tăng tính tiện nghi của và hiện đại của xe

Hình 2 Hệ thống âm thanh trên xe 1,2 Cầu chì 3 Ăng-ten 4 Bộ khuyếch đại ăng-ten 5,6 Cụm loa sau RH, LH

7 Cụm thu Radio 8 Công tắc trên tay lái 9,11 Cụm loa trước số 2

10,12 Cụm loa trước số 1 13 Cụm chấp hành phanh 14 Cảm biến tốc độ

15 Cụm đồng hồ tổ hợp 16 Cầu chì

2.8 Hệ thống gạt nước và rửa kính

Hệ thống gạt nước và rửa kính trên xe Toyota Corolla gồm các bộ phận sau: Cần gạt nước; motor và cơ cấu dẫn động gạt nước; vòi phun của bộ rửa kính; bình chứa nước rửa kính (có motor rửa kính); công tắc gạt nước và rửa kính (Có relay điều khiển gạt nước gián đoạn)

Ô tô dùng các kiểu hệ thống gạt nước và rửa kính sau đây:

• Gạt nước

Hệ thống gạt nước có các chế độ làm việc như sau:

– Gạt nước một tốc độ

– Gạt nước hai tốc độ

– Gạt nước gián đoạn

– Gạt nước gián đoạn có hiệu chỉnh thời gian gián đoạn

– Gạt nước kết hợp với rửa kính

• Rửa kính: Mô tơ rửa kính trước

15

Hình 2 Sơ đồ điện hệ thống gạt nước và rửa kính

1 Công tắc gạt nước 2 Công tắc rửa kính 3 Cụm rơ-le gạt nước

4 Cầu chì rửa kính 5 Mô-tơ rửa kính 6 Cụm mô-tơ gạt nước 7 Cầu chì gạt nước

2.9 Hệ thống điều khiển ghế lái và ghế hành khách

Hệ thống điều khiển ghế lái dùng để nâng hạ và di chuyển ghế trượt về phía trước hay phía sau … tạo tư thế thoải mái tốt nhất cho người lái và hành khách khi ở trên xe

Hình 2 Sơ đồ điện hệ thống nâng hạ ghế lái

1 Cụm mô-tơ nâng ghế trước 2 Cầu chì bảo vệ 3 Giắc nối

4 Công tắc điện điều khiển ghế 5 Công tắc điều chỉnh lưng ghế

6 Cụm mô-tơ điều khiển lưng ghế 7 Giắc nối 8 Cụm mô-tơ trượt ghế trước

9 Cụm mô-tơ nâng đệm ghế trước 10 Cụ m mô-tơ bật ghế trước

8 3

9

5

M UP

M

2

M DOWN

M 1

M

2.10 Hệ thống nâng hạ kính

Hệ thống nâng hạ kính là hệ thống điều khiển mở và đóng các cửa sổ bằng công tắc

Mô tơ quay khi người dùng nhấn công tắc điện điều khiển cửa sổ điện Chuyển động quay của mô tơ sẽ được chuyển thành chuyển động lên xuống nhờ bộ phận nâng hạ

Hình 2 Sơ đồ điện nâng hạ kính 1,2,3,4,5,8,9,11 Cầu chì 6 ECU 7 Rơ-le 10 Cầu chì tổng

12 Cụm mô-tơ nâng hạ kính trước LH 13 Cụm công tắc nâng hạ kính

14 Cụm công tắc nâng hạ kính trước 15 Cụm công tắc nâng hạ kính sau LH

16 Cụm công tắc nâng hạ kính sau RH 17 Cụm mô-tơ nâng hạ kính trước

18 Cụm mô-tơ nâng hạ kính sau LH 19 Cụm mô-tơ nâng hạ kính sau RH

2

10

16 7

18

1

9

15 6

13

17 14

4

12 8

19

M 6

M

B

CPU

M M

1

2

Chương 3 GIỚI THIỆU HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG CƠ BẢN VÀ HỆ THỐNG

CHIẾU SÁNG THÔNG MINH

3.1 Hệ thống chiếu sáng cơ bản

3.1.1 Hệ thống đèn đầu

Hệ thống đèn đầu là hệ thống đèn chiếu sáng cơ bản, là hệ thống quan trọng nhất trong các hệ thống đèn trên xe, với các nhiệm vụ đảm bảo điều kiện lái xe cho người điều khiển vào ban đêm, đảm bảo an toàn giao thông

Hệ thống đèn đầu bao gồm đèn pha, đèn cốt Một số loại đèn phổ biến hiện nay được trang bị trên xe là: đèn sợi đốt, đèn Halogen, đèn Xenon, đèn LED Các nhà nghiên cứu luôn cố gắng cải tiến và nâng cấp cho hệ thống đèn này để đảm bảo khả năng chiếu sáng cũng như tính thẩm mỹ cho xe ô tô

Hệ thống đèn đầu phải có những thông số kỹ thuật theo những tiêu chuẩn nhất định, đảm bảo cường độ sáng lớn nhưng không làm chóa mắt người đi ngược chiều, công suất chiếu sáng khi chiếu gần là 35 – 40W, chiếu xa là từ 45 – 70W, ở chế độ chiếu gần vùng chiếu sáng là từ 50 – 75m, chiếu xa từ 180 – 250m

Hình 3.1 Sơ đồ điểu khiển đèn đầu loại âm chờ

1 Rơ-le đèn đuôi 2 Rơ-le đèn đầu 3 Rơ-le đèn pha-cốt

4 Đèn pha 5 Đèn cốt 6 Đèn báo pha 7 Đèn đuôi

8 Công tắc pha-cốt-flash 9 Công tắc tổng 10 Ắc-quy

Hình 3.2 Sơ đồ điểu khiển đèn đầu loại dương chờ

1 Ắc-quy 2 Rơ-le đèn đuôi 3 Rơ le đèn đầu 4 Đèn cốt 5 Đèm pha

6 Đèn đuôi 7 Công tắc pha-cốt-flash 8 Công tắc tổng

3.1.2 Hệ thống đèn hậu

Đèn hậu có hai loại bao gồm hệ thống đèn hậu có sử dụng relay và hệ thống đèn hậu không sử dụng relay

Hình 3.3 Sơ đồ điều khiển hệ thống đèn hậu loại nối trực tiếp

1 Ắc-quy 2 Công tắc tổng 3 Đèn hậu RH 4 Đèn hậu LH

3 HEAD

Hình 3.4 Sơ đồ điểu khiển đèn hậu loại có rơ-le

1 Ắc-quy 2 Rơ-le 3 Đèn hậu RH 4 Đèn hậu LH 5 Công tắc tổng

3.1.3 Hệ thống đèn sương mù

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

• Nguyên lý hoạt động 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 3.5 Sơ đồ điều khiển đèn sương mù phía trước

1 Ắc-quy 2,3 Cầu chì 4 Rơ-le đèn sương mù 5 Các đèn sương mù trước

TAIL 5

1

9 HEAD

5

Fr

TAIL OFF

6 2

4

Fr+ Rr

8 OFF

7 3

6 Đèn báo trong bảng tap-lô 7 Các đèn sương mù phía sau

8 Công tắc điều khiển tổng 9 Công tắc đèn sương mù

• Nguyên lý hoạt động 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 3.6 Sơ đồ điểu khiển đèn sương mù phía sau

1 Ắc-quy 2,3 Cầu chì 4 Rơ-le đèn sương mù 5 Các đèn sương mù trước

6 Đèn báo trong bảng tap-lô 7 Các đèn sương mù phía sau

8 Công tắc điều khiển tổng 9 Công tắc đèn sương mù

3.2 Hệ thống chiếu sáng thông minh

Những năm gần đây cùng với sự phổ biến rộng rãi của đèn Xenon, hệ thống đèn chiếu sáng góc cua đã dần được đưa vào sử dụng trên các xe đời mới

Xuất phát từ thực tế, người ta tìm cách khắc phục hiện tượng thiếu ánh sáng khi xe vào cua hoặc chạy trên những con đường khúc khuỷu, khi đó đèn chiếu sáng thông thường không đảm nhận được việc chiếu sáng ở những góc gần bên phải hoặc bên trái của chiếc xe, tình trạng cũng tương tự khi người ta chạy trên những cung đường hẹp

và không thẳng Việc thường xuyên đối mặt với những vùng tối đột ngột xuất hiện trước mũi xe làm cho người lái cực kỳ căng thẳng, khả năng gây tai nạn cũng cao đơn giản là do không kịp nhìn thấy mặt đường trong các khúc quanh tối tăm Các nhà sản

5

9 OFF

Fr+ Rr

xuất đã tìm ra các giải pháp để thay đổi vùng chiếu sáng của xe tùy theo điều kiện

đường xá, tiêu biểu là các hệ thống chiếu sáng góc rẽ tĩnh và hệ thống chiếu sáng góc

rẽ động được trình bày dưới đây

3.2.1 Hệ thống chiếu sáng góc rẽ tĩnh

Hình 3.7 Hiệu quả chiếu sáng đối với hệ thống chiếu sáng góc rẽ tĩnh

Hệ thống chiếu sáng góc rẽ 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 rẽ khi xe rẽ mà vùng sáng của đèn cốt không chiếu tới

Giới thiệu các chế độ hoạt động của hệ thống chiếu sáng góc rẽ tĩnh

(a) (b)

Hình 3.8 Đèn chiếu sáng góc rẽ tắt khi đi thẳng (a) và bật cùng với tín hiệu xi nhan (b) Việc bật tắt đèn chiếu sáng góc rẽ được dựa vào 3 yếu tố để đảm bảo rằng, đèn này chỉ được kích hoạt khi vào rẽ gấp hoặc rẽ phải, rẽ trái, 3 yếu tố đó là:

- Góc đánh tay lái

- Tình trạng của đèn Signal (bật hoặc tắt)

3.2.2 Hệ thống chiếu sáng góc rẽ động( AFS)

Khác với hệ thống chiếu sáng góc rẽ tĩnh, 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 rẽ tĩnh), nói rõ hơn là thay vì khi vào rẽ thì bật thêm đèn chiếu phụ bổ sung ánh sáng theo góc rẽ thì người ta sử dụng chính nguồn sáng của bóng đèn cốt để làm điều này

Với hệ thống này sự thay đổi vùng chiếu sáng có mức uyển chuyển hơn hệ thống chiếu sáng góc rẽ 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 rẽ 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 3.9 Vùng chiếu sáng đèn cốt thay đổi khi xe chạy trên cung đường cong

Hệ thống đèn chiếu sáng góc rẽ 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 này chưa đáp ứng được Hiện nay người ta phối hợp cả hệ thống chiếu sáng góc

rẽ tĩnh và động trên xe, hệ thống chiếu sáng góc rẽ động được kích hoạt trên những cung đường cong, còn hệ thống chiếu sáng góc rẽ tĩnh chỉ được kích hoạt khi xe rẽ trái hoặc phải, hoặc trên những cung đường có bán kính cong nhỏ Vấn đề này được nói rõ hơn ở mục sau

Hình 3.10 Góc điểu chỉnh của hệ thống đủ cho các cung đường có độ cong lớn

Hệ thống chiếu sáng góc rẽ 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

Nguyên lý điều khiển đèn chiếu sáng góc rẽ 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 rẽ động tiêu biểu đó

Hình 3.11 Cấu tạo hệ thống chiếu sáng góc rẽ 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

Các cơ cấu 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 này cho các hệ thống đèn đầu chưa trang bị hệ thống chiếu sáng góc rẽ động

Cấu tạo cơ cấu chấp hành của hệ thống chiếu sáng góc rẽ 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 rẽ và cảm biến tốc độ

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

Hình 3.12 Sự khác biệt vùng chiếu sáng của xe khi được trang bị AFS

Chương 4 NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ MÔ HÌNH CHIẾU SÁNG THÔNG MINH

4.1 Thiết kế hệ thống chiếu sáng góc rẽ tĩnh

4.1.1 Phân tích chọn phương án thiết kế

Ý tưởng ban đầu là hệ thống góc rẽ tĩnh của mô hình sẽ được thiết kế với đầy đủ các chế độ hoạt động của một hệ thống chiếu sáng góc rẽ tĩnh đang được sản xuất và sử dụng trên thị trường, tiêu biểu là bộ đèn liếc tĩnh Hella Dyna View EVO2 của hãng Hella

Trên mô hình bên cạnh 2 đèn cốt sẽ được bố trí thêm 2 đèn phụ để chiếu sáng bổ sung cho đèn cốt khi xe vào rẽ Hai đèn chiếu này được điều khiển bởi bộ điều khiển trung tâm, dựa theo các tín hiệu cảm biến tốc độ, cảm biến góc lái, và các tín hiệu bật đèn xi nhan đưa về và có các chế độ hoạt động theo các tiêu chuẩn của các bộ đèn liếc tĩnh đang được sử dụng trong thực tế

Hình 4.1 Đèn phụ bổ sung ánh sáng khi xe rẽ

Các chế độ đó được minh hoạ dưới hình vẽ sau:

a b c Hình 4.2 Các chế độ hoạt động của đèn chiếu sáng góc rẽ tĩnh

(a) Đèn chiếu sáng góc rẽ tắt khi xe đi thẳng

(b) Đèn chiếu sáng góc rẽ bật lên cùng đèn xi nhan

(c) Đèn chiếu sáng góc rẽ bật lên khi đi trên cung đường cong

Dựa trên những tiêu chuẩn đó nhóm làm đề tài đưa ra các ý tưởng thiết kế hệ thống chiếu sáng góc rẽ tĩnh trên mô hình, đó là:

+ Hệ thống chiếu sáng góc rẽ tĩnh được thiết kế chỉ kích hoạt khi có tín hiệu đèn cốt được bật

+ Đèn chiếu sáng góc rẽ chỉ được bật khi cảm biến tốc độ đưa về bộ điều khiển trung tâm cho thấy xe đang chạy với tốc độ dưới 40km/h, và cảm biến góc lái cho thấy

xe đang vào rẽ với góc rẽ của xe lớn hơn 1200 điều này đảm bảo cho thấy xe đang chạy tốc độ chậm để chuẩn bị vào rẽ , tuy nhiên đèn liếc tĩnh cũng được bật ngay lập tức nếu có tín hiệu bật xi nhan, đèn chiếu phụ khi xe vào rẽ bên trái sẽ sáng khi xe vào

rẽ bên trái và ngược lại đèn bên phải sẽ sáng khi xe vào rẽ bên phải

4.1.2 Phương án thiết kế

Để thực hiện được các ý tưởng này, một board mạch điều khiển trung tâm được thiết kế, trong đó sử dụng ARDUINO để lập trình, xử lý các thông tin tín hiệu góc lái, tốc độ, tín hiệu đèn cốt, đèn xi nhan và điều khiển đóng ngắt các relay điều khiển đèn chiếu sáng góc rẽ tĩnh

Các tín hiệu từ cảm biến tốc độ, cảm biến góc lái, tín hiệu đèn đầu, tín hiệu đèn xi nhan trái, phải được đưa vào bộ điều khiển trung tâm Bộ điều khiển trung tâm xử lý các tín hiệu và điều khiển đóng mở các rơ-le đèn tĩnh trái và đèn tĩnh phải

Arduino điều khiển relay có nhiệm vụ đóng, mở các relay điều khiển 2 đèn chiếu sáng góc rẽ Mạch điều khiển relay này bao gồm 1 Arduino và các linh kiện khác, được lập trình sẵn để xử lý thông tin các tín hiệu cảm biến đưa về và xuất tín hiệu điều khiển relay điều khiển 2 đèn chiếu sáng góc rẽ

Hình 4.3 Nguyên lý hoạt động hệ thống chiếu sáng góc rẽ tĩnh

4.1.2.1 Bộ điều khiển trung tâm

Để thực hiện được các phương án đã nêu trên chúng em đã chọn vi điều khiển Arduino nano ngoài khả năng đáp ứng đủ yêu cầu của đề tài còn có các ưu điểm như nhỏ gọn, đơn giản, giá thành rẻ, có thể lập trình trực tiếp trên máy tính

Hình 4.4 Arduino nano

Bảng 4.1 Một vài thông số của Arduino nano

2 Điện áp hoạt động (DC) V 5

TT Thông số Đơn vị Giá trị

5 Điện áp vào khuyên dùng (DC) V 7-12

6 Điện áp vào giới hạn (DC) V 6-20

Hình 4.5 Module L298N

Sử dụng một encoder để xác định tốc độ quay của động cơ DC (tốc độ của động cơ

DC được điều chỉnh bằng một biến trở được thiết kế trên mô hình), và giả định tốc độ của xe tỉ lệ với tốc độ quay của động cơ DC Số xung nhiều nhất mà encoder đếm

được trong một giá trị thời gian sẽ ứng với tốc độ lớn nhất của xe, vì vậy ta hoàn toàn

có thể thiết kế một board mạch hiển thị tốc độ giả định này bằng led

Hình 4.6 Cấu tạo encoder Trên mô hình được thiết kế một “đồng hồ công tơ mét” hiển thị tốc độ xe bằng led

Hình 4.7 Đồng hồ công tơ mét trên mô hình Khi vặn biến trở về 0 Ohm, thì tốc độ động cơ đo được là 360 vòng/phút – tương ứng 6 vòng/ 1s, nên trong một giây số xung tối đa mà encorde đếm được và đưa về cho

vi điều khiển là 360 xung

Mô hình đề tài bố trí 2 led 7 đoạn để giả đồng hồ công tơ mét nên giá trị lớn nhất

mà “đồng hồ công tơ mét” này hiển thị được là 99 km/h.Vì vậy ứng với số xung lớn nhất mà encorde có thể đếm được trong một giá trị thời gian sẽ được mặc định là tốc

độ tối đa 99 km/h

Sau khi tính toán ta thấy khi tốc độ giả định được hiển thị trên led 7 đoạn là 40 km/h thì số xung encorde đếm được vào khoảng là 160 xung/ giây, ở tốc độ này tính ngược lại sẽ biết được giá trị biến trở lúc đó vào khoảng 4.44 K Ohm

Hình 4.8 Động cơ DC trang bị Encorde để giả tín hiệu tốc độ trên mô hình

Hệ thống chiếu sáng góc rẽ tĩnh của mô hình được thiết kế theo các tiêu chuẩn của

hệ thống chiếu sáng trong thực tế, vì vậy chỉ khi vi điều khiển đếm được số xung nhỏ hơn 160 xung / giây thì hệ thống mới hoạt động, tương ứng với giá trị điện trở của biến trở điều xung động cơ DC lớn hơn 4.44 K Ohm

4.1.2.3 Cảm biến góc lái

Trong thực tế hệ thống đèn chiếu sáng góc rẽ trên xe sử dụng cảm biến lực ly tâm để xác định góc rẽ của xe, khi xe rẽ thì sẽ xuất hiện lực ly tâm, góc rẽ càng gấp lực ly tâm xuất hiện càng lớn, nhờ vậy có thể xác định được bán kính cong của cung đường xe đang chạy

Trên mô hình, vì chỉ có góc xoay vô lăng là thể hiện góc đánh lái nên không thể

sử dụng cảm biến lực ly tâm để xác định góc đánh lái, thay vào đó mô hình được bố trí một biến trở (loại 10 KOhm) để xác định góc xoay của vô lăng, giá trị điện trở của biến trở thay đổi theo góc xoay tương ứng

Ta biết đối với xe du lịch số vòng quay được của vô lăng mỗi bên là 1,5 đến 2 vòng (quá số vòng quay của biến trở được sử dụng) nên thay vì đo góc quay của vô lăng chúng em đã đặt biến trở để đo góc quay vòng của bánh dẫn hướng (cụ thể là bánh xe dẫn hướng bên trái)

Đối với bánh xe dẫn hướng bên trái của xe du lịch thì góc quay vòng tối đa là: 39,40 (rẽ trái); 32,20 (rẽ phải) Đối với vô lăng quay tối đa mỗi bên 1,5 vòng (6300)

từ đó khi đo được góc quay vòng của bánh dẫn hướng ta dễ dàng quy ra được góc đánh lái của vô lăng

Hình 4.9 Biến trở đo góc đánh lái

Hình 4.10 Cấu tạo biến trở

Ở vị trí góc đánh lái là 0 thì giá trị điện trở là 5K Ohm, khi đánh lái hết cỡ về bên phải thì giá trị điện trở là 10 K Ohm, khi đánh lái hết cỡ về bên trái thì giá trị điện trở

Khi sử dụng biến trở để xác định góc quay của vô lăng, giá trị điện trở của biến trở thay đổi theo góc đánh lái làm cho giá trị điện áp rơi trên nó cũng thay đổi, tín hiệu điện áp này được đưa về bộ chuyển đổi xung – số ADC của vi điều khiển

Nhờ vậy vi điều khiển có thể nhớ được các giá trị điện áp ứng với vị trí vô lăng ở chính giữa và các vị trí vô lăng cho phép kích hoạt đèn chiếu sáng góc rẽ

4.1.2.4 Tín hiệu đèn đầu

Để tiết kiệm số chân của arduino cũng như đơn giản cho việc lập trình tín hiệu đèn đầu sẽ được xử lý bằng cách nó sẽ được điều khiển trực tiếp bằng công tắc của đèn đầu, hệ thống chỉ hoạt động khi công tắc đóng và có dòng điện đi qua

4.1.2.5 Tín hiệu xi nhan

Trong thực tế hệ thống chiếu sáng góc rẽ tĩnh của mô hình được thiết kế bật đèn chiếu sáng góc rẽ ngay lập tức khi có tín hiệu đèn xi nhan và tín hiệu đèn cốt đang bật Khi đèn xi nhan được bật sẽ có tín hiệu điện áp đưa về vi điều khiển và vi điều khiển sẽ ngay lập tức đóng relay điều khiển đèn chiếu sáng góc rẽ trái nếu xi nhan bên trái bật, hoặc relay điều khiển đèn chiếu sáng góc rẽ phải nếu xi nhan bên phải được bật

Để đưa tín hiệu điện 12V của đèn xi nhan về arduino sử dụng IC 4N35

Hình 4.11 IC 4N35

Ta không thể đưa trực tiếp dòng 12V thẳng vào arduino vì vậy phải thông qua IC 4N35 Khi có dòng điện chạy qua chân 1, 2 thì sẽ có dòng tính hiệu qua chân 4, 5 đưa

về arduino qua đó vi điều khiển sẽ nhận biết được khi nào đèn xi nhan được bật

4.1.2.6 Relay điều khiển đèn tĩnh

Ở đây chọn Module 2 relay để điều khiển đóng ngắt 2 dòng điện (1 cho đèn tĩnh trái

và 1 cho đèn tĩnh phải)

Hình 4.12 Module 2 relay