Sau khi kích hoạt, xe sẽ được tự động điều khiển bướm ga nhằm duy trì tốc độ đã định sẵn khi rada phát hiện khoảng cách giữa xe phía trước đã nằm trong ngưỡng an toàn.. Khi người lái kíc
Trang 1Phần 3 : Hệ thống kiểm soát hành trình ( CCS - cruise
control system ) và Hệ thống kiểm soát hành trình thích ứng Adaptive Cruise Control (ACC)
A Hệ thống kiểm soát hành trình ( CCS – cruise control system )
Nội dung:
• Tổng quan về hệ thống cruise control
• Cấu tạo
• Nguyên lý hoạt động
• Ưu, nhược điểm
I Tổng quan về hệ thống
Cruise control là gì?
Cruise control là hệ thống kiểm soát hành trình có khả năng giữ và kiểm
soát tốc độ của xe ô tô kể cả khi người dùng không đặt chân lên bàn đạp ga Chính vì vậy, khi di chuyển người dùng chỉ cần đạp phanh là hệ thống này
sẽ tự động được đắt và quyền điều khiển sẽ được trả lại cho người lái xe
Trang 2Chức năng của Cruise control là gì?
Cruise control có chức năng tự động giảm ga và tự động phanh giúp hành trình được kiểm soát vận tốc suốt hành trình theo ý muốn của tài xế Ngoài ra, hệ thống này còn có chức năng cảnh báo va chạm cho người điều khiển và hỗ trợ giảm tốc
độ chạy để đảm bảo an toàn
Sau khi kích hoạt, xe sẽ được tự động điều khiển bướm ga nhằm duy trì tốc độ đã định sẵn khi rada phát hiện khoảng cách giữa xe phía trước đã nằm trong ngưỡng
an toàn Chính vì vậy, tính năng Cruise control còn rất thích ứng để điều chỉnh tốc
độ của xe nhằm duy trì sự an toàn khi tham gia giao thông
II Cấu tạo
Các bộ phận chính có trong hệ thống :
1 ECU điều khiển
ECU nhận các cảm biến từ cảm biến tốc độ xe và các công tắc khác nhau, dựa trên những tín hiệu này, ECU gửi các tín hiệu tới bộ chấp hành
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
Trang 3Ghi nhận và so sánh thời gian tín hiệu ra
Cổng dữ liệu (cổng MUX)
2 Cảm biến tốc độ
Chức năng của cảm biến tốc độ xe là để thông báo cho ECU điều khiển chạy tự động về tốc độ hiện tại của xe.Khi tăng tốc, cảm biến tốc độ quay nhanh hơn và tần số của tín hiệu tốc độ cao hơn
Nguyên lý hoạt động ; cảm biến tốc độ gửi tín hiệu xung từ hộp số tới ECU điều khiển chay tự động thông qua đồng hồ tap lô
3 Bộ chấp hành
Bộ chấp hành đóng vai trò quan trong trong CCS, dung để thay đổi góc mở bướm ga
4 Công tắc chính và công tắc điều khiển
Trang 4Công tắc chính là công tắc điện chính của hệ thống điều khiển chạy xe
tự động, đó là một công tắc nút bấm, cấp điện cho hệ thống khi được bấm
Các công tắc điều khiển có 5 chức năng khác nhau ( thiết lập SET, chạy đều COAST, phục hồi RES, hủy bỏ CANCEL, tăng tốc ACC )
5 Đèn chỉ thị cảnh báo
III Nguyên lý hoạt động
Khi người lái kích hoạt hệ thống điều khiển hành trình thông qua các nút điều khiển trên vô lăng.Hệ thống máy tính ECU sẽ nhận tín hiêu từ cảm biến tốc độ.Gửi lệnh điều khiển tới bộ chấp hành Khi đó, hệ thống sẽ tính toán
Trang 5để điều chỉnh góc mở bướm ga.Khi hệ thống điều khiển hành trình hoạt động, đén báo cruise control sẽ được hiển thị bên bảng tap lô , người lái lúc này có thể buông chân ga và điều khiển tốc độ của xe thông qua nút điều khiển tăng giảm tốc độ trên vô lăng
Bộ phận quan trọng nhất của hệ thống điều khiển hành trình là bộ xử lý tín biệu trung tâm Bộ xử lý sẽ tiếp nhận 4 tín hiệu : góc quay vô lăng, tiếp điểm chân ga, tiếp điểm phanh, cảm biến tốc độ bánh xe
Cruise Control sẽ tự động ngắt nếu như có tín hiệu từ bàn đạp phanh, bàn đạp ga, bàn đạp côn (xe số sàn)
IV Các yêu cầu về tính năng của hệ thống
Các tính của một hệ thống CCS lý tưởng bao gồm các yếu tố sau:
• Tính năng về tốc độ: Khoảng điều chỉnh tốc độ chênh lệch so với tốc độ thiết đặt trong khoảng + 0.5 +1m/h
• Độ tin cậy: Mạch được thiết kế để chống lại sự vượt quá điện áp tức thời, đảo chiều điện áp, và sự tiêu phí năng lượng của thiết bò được hạn chế ở mức thấp nhất
• Các phiên bản ứng dụng khác nhau: Bằng cách thay đổi EEPROM thông qua một seri dữ liệu đơn giản hay mạng MUX, phần mềm CCS có thể được nâng cấp, và tối ưu hóa cho các kiểu xe cụ thể Những khả năng biến đổi này thích ứng với nhiều kiểu cảm biến, các bộ trợ lực và nhiều phạm vi tốc độ
• Sự thích ứng của ngưới lái: Thời gian đáp ứng của hệ thống CCS có thể được điều chỉnh để phù hợp với sở thích của người lái trong phạm vi tính năng của xe
Khía cạnh an toàn: Thiết kế một hệ thống CCS cần phải tính đến một số yếu
tố về an toàn Về cơ bản phương pháp thiết kế nhắm vào mạch điều khiển bướm ga nhằm đảm bảo cơ chế xử lý sự cố hoạt động ngay khi bộ điều
khiến vi mạch hay cơ cấu chấp hành hư hỏng Mạch điện tử an các bộ trợ lực điều khiển làm cho các tay đòn điều khiển bướm ga mất tác dụng một khi công tắc phanh hay công tắc hành trình được kích hoạt, với mọi tình trạng của bộ ECU hay các mạch bán dẫn của bộ điều khiển (Với giả đònh kết cấu
cơ khí của bộ chấp hành ở trong tình trạng tốt) Các vấn đề khắc liên quan đến an toàn bao gồm các chương trình dò tìm tình trạng vận hành không bình thường và ghi lại các dữ liệu này vào bộ nhớ để phục vụ cho công việc chần đoán hư hỏng sau này
Trang 6V Ưu , nhược điểm
Ưu điểm:
- Lợi ích cho chạy xe đường dài (giảm sự mệt mỏi của lái xe, tăng sự tiện nghi bằng cách cho phép thay đổi vị trí an toàn hơn) qua đường cao tốc và đường vắng người Có hiệu quả tiết kiệm nhiên liệu
- Một số lái xe dùng để tránh vi phạm hạn chế tốc độ Người điều khiển xe thường phóng nhanh trên đường dài và không ý thức được việc vượt quá giới hạn cho phép có thể tránh được lỗi Tuy nhiên một số người điều khiển
xe cần chú ý rằng hệ thống điều khiển hành trình có thể vượt quá mức thiết lập ban đầu khi xuống dốc với động cơ chạy không tải
- Tiết kiệm nhiên liệu
Nhược điểm :
- Do không cần thường trực dùng bàn đạp có thể dẫn tới tai nạn vì người lái
xe bị mệt mỏi hoặc thiếu kinh nghiệm trên đường dài
- Trong điều kiện thời tiết khắc nghiệt, lái xe trên đường trơn hay tuyết, xe
có thể bị trượt Đạp phanh có thể khiến người điều khiển xe mất tự chủ với
xe
- Không sử dụng ở những đoạn đường có mật độ giao thông cao
Trang 7B Hệ thống kiểm soát hành trình thích ứng ( ACC -
Adaptive Cruise Control )
Nội dung : - Nhiệm vụ của hệ thống
- Cấu tạo và nguyên lý
- Điều kiện kích hoạt
- Cách thức kích hoạt
1 Nhiệm vụ
Hệ thống kiểm soát hành trình thích ứng ngoài khả năng duy trì tốc độ xe theo ý muốn của tài xế, nó còn có chức năng cảnh báo va chạm và hỗ trợ giảm tốc trong trường hợp cần thiết, nhằm tăng sự an toàn và tính tiện dụng cho người lái xe Công nghệ này sẽ tự động giảm ga và thậm chí là tự động phanh (sử dụng bơm từ
hệ thống chống bó cứng phanh ABS) khi phát hiện có vật cản phía trước trong các điều kiện giao thông đông đúc để duy trì được khoảng cách an toàn với các xe phía trước Và chiếc xe sẽ từ động điều khiển bướm ga để tăng tốc xe đạt đến tốc độ đã đinh sẵn khi rada phát hiện khoảng cách phía trước xe đã an toàn Do đó, Hệ thống kiểm soát hành trình thích ứng có thể điều chỉnh tốc độ của xe để phù hợp với tốc
Trang 8độ của xe đang di chuyển phía trước và duy trì sự an toàn từ nó Lái xe có thể duy trì hoặc tắt chức năng này bất cứ lúc nào bằng cách nhấn ga hoặc chân phanh
2 Cấu tạo và nguyên lý
• Cấu tạo
Về cơ bản Adaptive Cruise Control có cấu tạo dựa trên Cruise Control System.Tuy nhiên Adaptive Cruise Control tiến thêm một bước khi sử dụng các cảm biến, radar phía sau lưới tản nhiệt của xe để xác định tốc độ và khoảng cách của phương tiện phía trước Từ đó, hệ thống sẽ tự động điều chỉnh tốc độ của xe để đảm bảo khoảng cách an toàn với xe phía trước
- Cảm biến khoảng cách
Hệ thống này sử dụng các cảm biến đo khoảng cách từ mũi xe đến vật thể phía trước bằng sóng radar hoạt động trong dải tần số từ 76 đến 77 GHz Sau khi được kích hoạt, cảm biến này phát hiện các phương tiện khác trong phạm vi lên tới 200m phía trước xe
- Kiến trúc mạng
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
- Hệ thống điều khiển
• 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
Trang 9tốc 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 Modul 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
▪ Nguyên lý :
Khi hệ thống cảm biến phát hiện xe đi trước giảm tốc độ hoặc khi có vật cản khác xuất hiện, hệ thống sẽ giảm ga hoặc thậm chí là phanh để giảm tốc độ của xe (sử dụng bơm từ hệ thống chống bó cứng phanh ABS) Sau khi khoảng cách an toàn đã được đảm bảo hoặc đường trống hơn, hệ thống sẽ tự tăng tốc xe trở lại với giá trị được chọn sẵn
Adaptive Cruise Control kết hợp Pre-Collision System (hệ thống cảnh báo va chạm)
sử dụng chung các cảm biến Giúp giảm tốc độ xe cũng như cảnh báo người lái về khả năng va chạm với xe trước
3.Điều kiện kích hoạt hệ thống
Trình điều khiển cho phép người lái nhập tốc độ và khoảng cách xác định đối với xe phía trước, khoảng cách này thường dao động từ 1 đến 2 giây ứng với vận tốc đang
di chuyển tùy thuộc vào cài đặt của người lái xe, thông tin này được tính từ các tín hiệu radar Nếu giá trị này ngắn hơn giá trị mong muốn, hệ thống sẽ phản ứng theo cách phù hợp với tình huống giao thông bằng cách giảm mô-men xoắn động cơ và
Trang 10tự động kích hoạt phanh xe khi cần thiết Nếu vượt quá khoảng cách mong muốn hoặc đường trống trải, xe sẽ tăng tốc cho đến khi đạt được tốc độ của xe phía trước hoặc tốc độ mong muốn do người lái cài đặt
Với những ưu điểm như vậy nên ACC giúp ích rất nhiều cho lái xe ở những cung đường nội đô đông đúc khi phải liên tục thay đổi chế độ giữa dừng và chạy Bên cạnh đó, nó còn đặc biệt hữu ích ở những cung đường cao tốc, quốc lộ đem lại khả năng an toàn cao hơn cho lái xe Trên thị trường, ACC cơ bản được chia làm hai lại chính là “full range ACC” – hoạt động trên toàn dải tốc độ từ 0 đến trên 100 km/h
và “partial ACC” – chỉ hoạt động ở tốc độ khoảng từ 35 – 40km/h
4.Cách thức kích hoạt hệ thống
Quá trình sử dụng hệ thống kiểm soát
hành trình thích ứng ACC cũng tương tự
như những hệ thống kiểm soát hành trình
truyền thống Lái xe chỉ cần đưa xe đạt
đến tốc độ mong muốn và chọn nút “set”
trên vô lăng để kích hoạt hệ thống Bên
cạnh đó, người dùng cũng có thể dùng
nút “+/-“ để tinh chỉnh chính xác tốc độ
với bước chuyển 1 – 5 km/h Sau đó, lái
Trang 11xe cần chọn thêm khoảng cách tối thiểu mong muốn giữa hai xe trước khi hệ thống ACC can thiệp giảm tốc độ của xe trong quá trình di chuyển
Nguồn tham khảo :
https://news.oto-hui.com/he-thong-kiem-soat-hanh-trinh-thich-ung-tren-o-to/
https://www.youtube.com/watch?v=r8G0n5LeJo0
https://www.bosch-mobility-solutions.com/en/products-and-
services/passenger-cars-and-light-commercial-vehicles/driver-assistance-systems/adaptive-cruise-control/