Tiểu luận Cơ khí động lực: Hệ thống kiểm soát làn đường (LKS), hệ thống hỗ trợ đổ đèo (DAC) và hệ thống hỗ trợ lên dốc (HAC)

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: DOCX | Số trang:56

Thêm vào BST

Báo xấu

104
lượt xem 14
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu của luận văn này là nghiên cứu lý thuyết tổng quan về hệ thống kiểm soát làn đường (LKS), hệ thống hỗ trợ đổ đèo (DAC) và hệ thống hỗ trợ khởi hành ngang dốc (HAC); các thành phần trong các hệ thống hỗ trợ lái; cách các hệ thống kết nối với nhau.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Tiểu luận Cơ khí động lực: Hệ thống kiểm soát làn đường (LKS), hệ thống hỗ trợ đổ đèo (DAC) và hệ thống hỗ trợ lên dốc (HAC)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC  BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ 2 HỆ THỐNG KIỂM SOÁT LÀN ĐƯỜNG (LKS), HỆ THỐNG HỖ TRỢ ĐỔ ĐÈO (DAC) VÀ HỆ THỐNG HỖ TRỢ LÊN DỐC (HAC GVHD: TS.Huỳnh Phước Sơn. SVTH: NGUYỄN HOÀNG ĐÌNH BẢO MSSV:18845043 ĐỖ XUÂN CẢNH MSSV: 18845044 ĐỖ KHẮC TRỌNG MSSV: 18845077
TP. HỒ CHÍ MINH, NGÀY 28 THÁNG 05 NĂM 2020 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC  BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ 2 HỆ THỐNG KIỂM SOÁT LÀN ĐƯỜNG (LKS), HỆ THỐNG HỖ TRỢ ĐỔ ĐÈO (DAC) VÀ HỆ THỐNG HỖ TRỢ LÊN DỐC (HAC GVHD: TS.Huỳnh Phước Sơn. SVTH: NGUYỄN HOÀNG ĐÌNH BẢO MSSV:18845043 Đỗ Xuân Cảnh MSSV: 18845044 ĐỖ KHẮC TRỌNG MSSV: 18845077
TP. HỒ CHÍ MINH, NGÀY 28 THÁNG 05 NĂM 2020
LỜI CẢM ƠN Trước tiên, em xin cam ̉ ơn nha tr ̀ ương va quy thây cô đa xây d ̀ ̀ ́ ̀ ̃ ựng môi trường học tập tốt, truyên đat kiên th ̀ ̣ ́ ưc cung nh ́ ̃ ư nhưng kinh nghiêm đê em co th ̃ ̣ ̉ ́ ể gặt hái được thành quả trong năm qua. ̣ ̣ Đăc biêt, em xin g ửi lơi cam ̀ ̉ ơn chân thanh đên Th ̀ ́ ầy TS.Huỳnh Phước Sơn. ̀ ̀ ươi h Thây la ng ̀ ương dân nhi ́ ̃ ệt tình, luôn đưa ra những nhân xet đúng đ ̣ ́ ắn đê chúng ̉ em hoàn thành đề tài tốt nghiệp được kịp thời và hoàn thiện nhất có thể. Sau cùng, tuy có nhiều nỗ lực, nhưng do thời gian thực hiện đề tài không nhiều và kiến thức, kinh nghiệm còn hạn chế nên tiểu luận tốt nghiệp còn nhiều thiếu ́ ́ ́ ̀ ̣ ̀ ̉ ̀ ́ ̣ ược ý sót. Do đo, em kinh mong quy thây cô, ban be thông cam va rât mong nhân đ ́ ừ mọi người đê hoan thiên đê tai tôt h kiên t ̉ ̀ ̣ ̀ ̀ ́ ơn. Em xin chân thanh cam ̀ ̉ ơn! TP. Hồ Chí Minh, ngày 28 tháng 05 năm 2020 Sinh viên thực hiện
TÓM TẮT 1. Lời nói đầu: Trong xu thế hội nhập hiện nay, nền công nghiệp Việt Nam đang phát triển rất mạnh và đặc biệt là ngành kỹ thuật ô tô. Vấn đề đi lại, vận chuyển ngày càng tăng của con người trên toàn thế giới. Ô tô gần như là phương tiện chủ lực đáp ứng mọi nhu cầu đó. Công nghệ ô tô là một ngành khoa học kỹ thuật phát triển rất nhanh trên phạm vi toàn thế giới, để đáp ứng nhu cầu trên đã làm cho tốc độ gia tăng số lượng ô tô trên thế giới rất nhanh. Do đó, tình hình giao thông ngày càng phức tạp và nảy sinh ra các vấn đề cấp bách cần phải giải quyết như tai nạn giao thông, ô nhiễm môi trường, khủng hoảng nhiên liệu… Để giải quyết các vấn đề đó, đòi hỏi ngành công nghệ ô tô phải áp dụng khoa học kỹ thuật tiên tiến trong thiết kế, ứng dụng các nguyên vật liệu và công nghệ hiện đại để cho ra đời những chiếc xe ngày càng hoàn hảo với tính năng vận hành và tính an toàn vượt trội. Một trong những hệ thống liên quan đến an toàn là các hệ thống hỗ trợ lái. Các hệ thống hỗ trợ lái là một trong những hệ thống được khách hàng quan tâm hiện nay khi mua xe ô tô vì những lợi ích mà nó mang lại khi sử dụng như: an toàn, điều khiển xe dễ dàng, công nghệ hiện đại… Và trong quá trình học tập, em đã được tiếp xúc, tìm hiểu về các hệ thống này và nhận thấy đây là đề tài bổ ích đáng để tìm hiểu. Chính vì vậy em đã chọn đề tài tiểu luận: “HỆ THỐNG KIỂM SOÁT LÀN ĐƯỜNG (LKS), HỆ THỐNG HỖ TRỢ ĐỔ ĐÈO (DAC) VÀ HỆ THỐNG HỖ TRỢ KHỞI HÀNH NGANG DỐC (HAC)” Đề tài “hệ thống kiểm soát làn đường (LKS), hệ thống hỗ trợ đổ đèo (DAC) và hệ thống hỗ trợ khởi hành ngang dốc (HAC)” cũng giúp cho em hiểu thêm về cách hoạt động của các hệ thống trên xe cũng như cách các hệ thống kết nối với nhau. 2. Mục tiêu nghiên cứu của tiểu luận: Nghiên cứu lý thuyết tổng quan về hệ thống kiểm soát làn đường (LKS), hệ
thống hỗ trợ đổ đèo (DAC) và hệ thống hỗ trợ khởi hành ngang dốc (HAC). Các thành phần trong các hệ thống hỗ trợ lái. Cách các hệ thống kết nối với nhau. 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu: Đối tượng nghiên cứu là hệ thống kiểm soát làn đường (LKS), hệ thống hỗ trợ đổ đèo (DAC) và hệ thống hỗ trợ khởi hành ngang dốc (HAC). Phạm vi nghiên cứu: Các thành phần trong các hệ thống kiểm soát làn đường (LKS), hệ thống hỗ trợ đổ đèo (DAC) và hệ thống hỗ trợ khởi hành ngang dốc (HAC). Nghiên cứu lý thuyết về các hệ thống kiểm soát làn đường (LKS), hệ thống hỗ trợ đổ đèo (DAC) và hệ thống hỗ trợ khởi hành ngang dốc (HAC). Ứng dụng của các hệ thống kiểm soát làn đường (LKS), hệ thống hỗ trợ đổ đèo (DAC) và hệ thống hỗ trợ khởi hành ngang dốc (HAC). 4. Phương pháp nghiên cứu: Để thực hiện đề tài, em sử dụng nhiều phương pháp nghiên cứu nhưng chủ yếu là phân tích và tổng hợp lý thuyết. Bên cạnh đó, em còn dịch một số tài liệu chuyên ngành bằng tiếng anh để phục vụ cho công việc.
MỤC LỤC
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Chữ Viết Tên Tiếng Anh Tên Tiếng Việt Tắ t ACC Active cruise control Kiểm soát hành trình chủ động ACSM Advanced crash safety module Module an toàn va chạm nâng cao AMPT Top HiFi amplifier Hệ thống âm thanh ASD Active sound design Giả lập âm thanh chủ động BDC Body domain controller Kiểm soát phạm vi thân xe CON Controller Cụm điều khiển DME Digital motor electronics Hộp động cơ DEM2 Digital motor electronics 2 Hộp động cơ 2 DSC Dynamic stability controller Kiểm soát cân bằng động học EARSH Electric active roll stabilization Cân bằng chủ động cầu sau rear EARSV Electric active roll stabilization Cân bằng chủ động cầu trước front EGS Electronic transmission control Điều khiển hộp số điện tử ESP Electromechanical power Trợ lực lái điện tử steering FLA Highbeam assistant Hỗ trợ đèn đầu FLER Frontal light electronics right Đèn đầu trước phải FLEL Frontal light electronics left Đèn đầu trước trái FZD Roof function centre Chức năng cửa sổ trời
GWS Gear selector Cần số HEADUNIT Head unit Hộp điều khiển màn hình HKFM Tailgate function module Module chức năng cốp sau HSR Rear axle slip angle control Kiểm soát góc trượt cầu sau IHKA Intergrated automatic Điều hòa tích hợp heating/air conditioning KAFAS Camerabased driver support Hệ thống camera hỗ trợ lái system KOMBI Instrument panel Đồng hồ taplo CID Central Information Display Màn hình trung tâm LEM Light effect manager Quản lý hiệu ứng đèn NFC Near field communication Giao tiếp gần NVE Night vision electronics Thiết bị điện tử nhìn đêm PCU Power control unit Hộp kiểm soát công suất PMA Parking maneuver assistant Hỗ trợ đỗ xe RFK Reversing camera Camera lùi RSE Rear seat entertainment Giải trí hàng ghế sau RSL Radar sensor, left (avoidance Cảm biến radar, trái assistant) RSR Radar sensor, right (avoidance Cảm biến radar, phải assistant) SAS Optional equipment system Hệ thống thiết bị tùy chọn SMBF Seat module, passenger Module ghế hành khách trước SMBFH Seat module, passenger, rear Module ghế hành khách sau
phải SMFA Seat moduel, driver Module ghế lái SMFAH Seat module, driver, rear Module ghế hành khách sau trái SPNMHL Seat pneumatics module back Module bóng khí massage sau left trái SPNMHR Seat pneumatics module back Module bóng khí massage sau right phải SPNMVL Seat pneumatics module front Module bóng khí massage trước left trái SPNMVR Seat pneumatics module front Module bóng khí massage trước right phải SWW Blind spot detection ( primary) Phát hiện điểm mù (sơ cấp) SWW2 Blind spot detection ( secondary) Phát hiện điểm mù (thứ cấp) TCB Telematic communication box Hộp giao tiếp điện thoại TRSVC Top rear side view camera Camera toàn cảnh VDP Vertical dynamic flatform Nền tảng động học dọc trục VTG Transfer box Hộp số phụ WCA Wirless charging oddments tray Khay sạc không dây ZGM Central gateway module Module giao tiếp trung tâm 1 Startup node control units for Hộp điều khiển nút khởi động starting and synchronizing the để khởi động và đồng bộ hóa flexRay bus system hệ thống bus flexRay 2 Control units with wakeup Hộp điều khiển với quyền authorization kích hoạt 3 Control units also connected at Hộp điều khiển được kết nối
terminal 15WUP tại thiết bị đầu cuối 15WUP
DANH MỤC CÁC HÌNH CÁC HỆ THỐNG HỖ TRỢ LÁI Tổng quan các hệ thống. Hệ thống hỗ trợ khởi hành ngang dốc HAC. Hình 1.: Hệ thống hỗ trợ khởi hành ngang dốc. 12
Hệ thống hỗ trợ lên dốc HAC có chức năng hỗ trợ người lái khởi hành khi đang dừng trên dốc cụ thể là tạo 1 khoảng thời gian đủ để cho chúng ta di chuyển từ bàn đạp phanh sang bàn đạp ga để bắt đầu di chuyển. Trong khoảng thời gian này, xe sẽ không bị tuột dốc khi chúng ta nhả bàn đạp phanh mà bị hãm lại bởi các hệ thống như: hệ thống phanh ABS, hệ thống kiểm soát lực kéo TRC, hoạt động của ly hợp (nếu có). Hệ thống hỗ trợ xuống dốc DAC. Hình 1.: Hệ thống hỗ trợ đổ đèo DAC. Hệ thống hỗ trợ đổ đèo DAC có chức năng hỗ trợ người lái xuống dốc mà không cần rà chân phanh, giúp người lái tập trung lái xe mà không phải lo đang đi với vận tốc nguy hiểm. 13
Cụ thể là xe sẽ bị hãm lại bởi các hê thống như hệ thống phanh ABS, hệ thống kiểm soát lực kéo TRC, hoạt động của ly hợp (nếu có). Hệ thống hỗ trợ kiểm soát làn đường. Hình 1.: Hệ thống hỗ trợ kiểm soát làn đường LKS. Hệ thống hỗ trợ kiểm soát làn đường giúp người lái giữ xe không bị chệch làn khi người lái đang có vấn đề như buồn ngủ, hoa mắt, đổ nước.... Nhờ vào Camera KAFAS, hệ thống sẽ nhận biết được khi nào ta đi chệch làn đường, lúc đó hệ thống sẽ phát tiếng báo hiệu hoặc là rung lắc vô lăng cho người lái chỉnh lại vô lăng. Trường hợp người lái không chỉnh lại được thì hệ thống sẽ tự động chỉnh lại vô lăng thông qua hệ thống lái trợ lực điện. Ngoài ra hệ thống kiểm soát làn đường còn có các chức năng khác như: + Cảnh báo va chạm bên. + Cảnh báo giảm va chạm bên. + Phát hiện điểm mù. 14
HỆ THỐNG KIỂM SOÁT LÀN ĐƯỜNG LKS CAMERA ĐA CHIỀU (KAFAS) Tổng quan về KAFAS Khi các yêu cầu lắp đặt trên camera KAFAS (Camerabased driver support system) được nâng cấp trên G12, thì việc tồn tại của camera đơn sắc đã được thay thế bằng camera đa chiều ( stereo camera). Camera KAFAS được lắp trong đế gương của gương chiếu hậu trong và nằm sau kính chắn gió phía trước xe. Camera đa chiều KAFAS bao gồm 2 camera có độ phân giải cao sử dụng cảm biến ánh sáng (Cảm biến ánh sáng là cảm biến chuyển đổi hình ảnh quang học sang tín hiệu điện trong các máy thu nhận hình ảnh) CMOS ( Complementary Metal Oxide Semiconductor https://en.wikipedia.org/wiki/CMOS), camera sử dụng cảm biến CMOS được đặt trưng bởi mức tiêu thụ năng lượng thấp, kích thước nhỏ gọn, dễ chế tạo hơn cảm biến CCD ( Charge Coupled Device) và có tỉ lệ khung hình cao, hai camera này được lắp cách nhau khoảng 20cm và tích hợp với hộp điều khiển trong cùng một vỏ bọc. 15
Hình 2.: Camera KAFAS. Camera KAFAS là một trong những thành phần quan trọng trong các hệ thống hỗ trợ lái : Cảnh báo va chạm với chức năng phanh trong thành phố (Collision warning with city braking fuction) Cảnh báo người đi bộ với chức năng phanh trong thành phố (Pedestrian warning with city braking fuction) Cảnh báo sai làn đường (Lane departure warning) Nhận biết biển báo đường bộ (Road sign recognition) Camera KAFAS cũng đóng vai trò hỗ trợ trong các hệ thống: Hệ thống kiểm soát hành trình chủ động với chức năng Stop & Go (ACC) Hỗ trợ kiểm soát lái và làn đường trong trường hợp kẹt xe (Steering and lane control assistant including traffic jam) Hỗ trợ giữ làn đường chủ động kết hợp cảnh báo va chạm bên chủ động (Active lane keeping assistant with active side collision protection) 2.1.1. Chức năng phát hiện khoảng cách Camera đa chiều không chỉ có thể đo được khoảng cách đến vật thể mà nó còn đo được độ cao của chúng so với mặt đường. Trong khi một camera đơn sắc thông thường chỉ có thể ước lượng khoảng cách, thì camera đa chiều có thể xác 16
định khá chính xác khoảng cách đến vật thể lên đến 2030cm trong phạm vi khoảng 40m. Hình 2.: Camera KAFAS xác định khoảng cách. Về nguyên lý hoạt động, các thiết bị điện tử dùng để xử lý hình ảnh trong camera đa chiều KAFAS sử dụng hiệu ứng giống như cách con người tạo ra tầm nhìn trong không gian. Camera KAFAS không chỉ cho phép xác định được vị trí của vật thể mà nó còn biết được sự chuyển động và chiều chuyển động của chúng. Với mỗi điểm ảnh của vật thể được xác định sẽ cho phép xác định được chiều chuyển động của vật thể từ phương ngang, thẳng đứng hay dọc trục. Camera KAFAS có thể xác định khá chính xác trong khoảng cách lên đến 40m về phía trước và mở rộng khoảng 5m về hai bên. Nói chung, phạm vi phát hiện của camera có thể lên đến 500m. 2.1.2. Chức năng phát hiện người đi bộ Camera KAFAS thu thập những hình ảnh phía trước xe và xác định toàn bộ 17
khung cảnh phía sau của các xe chuyển động cũng như đứng yên trong tầm quan sát. Cùng lúc đó hệ thống cũng xác định thông tin làn đường, vị trí xe và các chuyển động. Với sự hỗ trợ của dữ liệu hình ảnh từ camera KAFAS, các đối tượng được xác định một cách rõ ràng là phương tiện hay chuyển động ngang của phương tiện muốn thay đổi làn đường. Hệ thống đồng thời cũng phát hiện người và người đi xe đạp. Hình 2.: Ví dụ về nhận dạng người đi bộ bằng camera KAFAS: người đi bộ tiếp cận từ bên bước vào đường và bị ẩn một phần. 2.1.3. Chức năng phát hiện biển báo Camera KAFAS cũng chịu trách nhiệm trong việc phát hiện các biển báo hiệu giao thông. Ví dụ như các biển báo giới hạn tốc độ, cho vượt hay không cho vượt cũng như phát hiện các bảng chỉ dẫn… 18
2.1.4. Chức năng phát hiện làn đường 19
Hình 2.: Camera KAFAS tích hợp trong đế gương chiếu hậu trong. Vị trí _ Giải thích 1__________Camera KAFAS 2__________Cảm biến mưa 3__________Cảm biến ánh sáng Cảm biến mưa hoạt động dựa trên cơ chế nhận diện sự thay đổi ánh sáng chiếu qua kính chắn gió, công dụng của cảm biến là nhận biết nước và bụi bẩn có mặt trên kính chắn gió. Trong module điều khiển sẽ có các đi ốt phát ra các tia hồng ngoại, khi kính trong suốt các tia này sẽ bị phản xạ lại và các cảm biến ánh sáng sẽ nhận các tính hiệu này. Ngược lại, khi nước mưa hoặc bụi bẩn xuất hiện thì các tia này sẽ đi qua chúng thay vì phản xạ lại đến các cảm biến, ánh sáng phản xạ này tạo ra một điện áp, khi ánh sáng phản xạ nhiều hơn thì chúng sẽ tạo ra điện áp lớn hơn và ngược lại. Các mô tơ gạt mưa hoạt động khi điện áp được tạo ra thấp hơn (tức khi lượng ánh sáng phạn xạ rất nhỏ). Tốc độ và thời gian kích hoạt gạt mưa tự động phụ thuộc vào mức độ ẩm ướt hay bẩn của kính chắn gió. Camera KAFAS ghi nhận hình ảnh phía trước xe lên đến 40m và mở rộng khoảng 5m sang hai bên. Dữ liệu hình ảnh sau đó được tính toán bởi hộp điều khiển tích hợp trong camera. Bằng việc phân tích hình ảnh được ghi nhận từ camera KAFAS, hệ thống sẽ phát hiện ra làn đường cũng như các vạch kẻ đường. Chức năng này của camera KAFAS được dùng trong hệ thống cảnh báo sai lệch làn đường (Lane Departure Warning). Hình dạng của vạch kẻ đường có thể thay đổi dựa vào quy định của mỗi quốc gia hay tùy từng loại đường cũng như điều kiện thời tiết ngoài môi trường. Hệ thống có thể phát hiện bề rộng và chủng loại của các loại vạch kẻ đường. 20