Đặt vấn đề Ngành ô tô ở Việt Nam trong thời gian gần đây phát triển với một tốc độ chóng mặt. Tuy vài năm trƣớc ô tô ở nƣớc ta còn rất ít nhƣng vài năm gần đây nó đã tăng lên rất nhiều. Cùng với sự phát triển của ngành ô tô đòi hỏi cần có một đội ngũ công nhân kỹ sƣ có đầy đủ những kiến thức chuyên môn. Trƣờng đại học công nghệ thành phố Hồ Chí Minh là trƣờng đi đầu trong lĩnh vực đào tạo về ngành ô tô luôn áp dụng các mô hình hiện đại vào việc giả giảng dạy để sinh viên có thể cập nhật các kiến thức mới nhất và có thể áp dụng tạo ra những ứng dụng có thể áp dụng trên ô tô để hỗ trợ khả năng điều khiển phƣơng tiện nâng cao tính an toàn và tiện lợi.
Cũng chính vì yêu cầu đó với sự hƣớng dẫn của Thầy Đỗ Nhật Trƣờng, chúng em đã nghiên cứu đồ án “Hệ thống hỗ trợ điều khiển gƣơng điện, nâng hạ kính điều khiển từ xa, cảnh báo điểm mù“. Với mục đích làm rõ các vấn đề liên quan đến hệ thống điều khiển gƣơng chiếu hậu, nâng hạ kính, cảm báo điểm mù trên ô tô và từ cơ sở đó để đƣa ra các phƣơng án thiết kế cải tiến giúp nâng cao tính hiệu quả của các hệ thống để cải thiện tính tiện lợi, an toàn của ngƣời điều khiển. Tầm quan trọng Việc điều khiển ô tô trong những điều kiện không tốt nhƣ trời mƣa, sƣơng mù, ban đêm, trong các khu vực đông đúc, chật hẹp sẽ rất khó khăn và có khả năng cao xảy ra các va chạm đặc biệt là va chạm ở những điểm mù của ô tô. Vấn đề này nên đƣợc cải thiện bằng cách trang bị thêm những hệ thống điện tử để hƣớng đến việc hỗ trợ khả năng điều khiển ô tô của ngƣời lái.
Tuy nhiên việc trang bị các gƣơng chiếu hậu để hỗ trợ khả năng quan sát ngƣời lái là chƣa tối ƣu vẫn còn nhiều điểm mù làm hạn chế khả năng điều khiển phƣơng tiện của ngƣời lái. Bởi điều này mà 1 gây ảnh hƣởng tới trải nghiệm và an toàn của khách hàng. Tính không tối ƣu của vấn đề này gây một thiệt hại lớn cho khách hàng về tính mạng và tài sản. Theo thống kê của Cục An toàn Giao thông Đƣờng cao tốc Quốc gia cho thấy gần 840.000 vụ tai nạn điểm mù xảy ra mỗi năm ở Hoa Kỳ, khiến 300 ngƣời thiệt mạng.
Theo các chuyên gia phân tích nếu xe đƣợc trang bị hệ thống cảnh báo điểm mù thì sẽ giãm phần lớn các vụ tai nạn liên quan đến điểm mù. Lý do chọn đề tài Ngay từ khi mới ra đời hệ thống điện tử chƣa đƣợc sử dụng phổ biến rộng rãi trên ô tô tuy nhiên với nhu cầu ngày càng cao của con ngƣời về ô tô nhƣ: tiết kiệm nhiên liệu nhất, hạn chế việc ô nhiễm môi trƣờng, nâng cao tính tiện lợi và đảm bảo an toàn cho ngƣời trong xe khi xe đang chạy, …với những yêu cầu thiết thực đó các nhà chế tạo ô tô đã đƣa hệ thống điện tử vào và nó ngày càng phổ biến trên các xe ngày nay để giải quyết các vấn đề mà ngƣời điều khiển ô tô gặp phải. Chúng em đã tìm hiểu và thấy đƣợc các vấn đề khó khăn xảy ra đối với ngƣời điều khiển ô tô hiện nay : - Ở những thành phố lớn hiện nay, việc điều khiển xe ở những khu vực đông đúc, nhỏ hẹp gây rất nhiều khó khăn và thƣờng xuyên xảy ra hiện tƣợng va chạm gƣơng chiếu hậu với vật cản, phƣơng tiện khác gây hƣ hỏng - Tình trạng khi xe ô tô đỗ ở ngoài trong môi trƣờng nắng nóng và đóng kín. Nhiệt độ, áp suất của không khí bên trong ô tô tăng cao so với nhiệt độ môi trƣờng bên ngoài vì vậy trƣớc khi lên xe ngƣời lái xe cần điều khiển hạ kính trƣớc để nhiệt độ không khí bên trong hạ xuống cân bằng với môi trƣờng bên ngoài.
Điều này rất bất tiện và mất thời gian của khách hàng. - Khi ngƣời điều khiển ngồi ở vị trí lái xe bằng những thiết bị hỗ trợ quan sát xung quanh xe nhƣ gƣơng chiếu hậu hai bên, gƣơng chiếu hậu trung tâm thì vẫn còn nhiều khu vực xung quanh xe mà ngƣời điều khiển không thể quan sát đƣợc. Khi xe di chuyển có khả năng cao xảy ra va chạm với vật cản ở những khu vực đó gây trầy xƣớc, hƣ hỏng thân xe gây mất an toàn. 2 Xuất phát từ những vấn đề đó chúng em đã nghiên cứu thực hiện đồ án này “ Hệ thống hỗ trợ điều khiển gƣơng chiếu hậu, nâng hạ kính từ xa và cảnh bảo điểm mù trên xe ô tô “.
Với mong muốn tạo ra một sản phẩm áp dụng vào thực tế để có thể giải quyết các vấn đề trên hỗ trợ cho ngƣời điều khiển phƣơng tiện. Mô hình sẽ giúp cho sinh viên có một cái nhìn trực quan, hiểu rõ nguyên lý hoạt động các bộ phận của hệ thống điều khiển gƣơng chiếu hậu, kính và hệ thống cảnh báo điểm mù từ việc nắm vững những kiến thức chuyên môn, ngƣời học có thể tự chẩn đoán, sửa chữa mọi hƣ hỏng liên quan đến các hệ thống này. Tình hình nghiên cứu Cho đến nay, tình hình nghiên cứu các vấn đề liên quan đến hệ thống điều khiển trên ô tô nói chung là đề tài đã bắt đầu từ lâu trong ngành ô tô trên thế giới. Tuy nhiên, hệ thống điều khiển gƣơng chiếu hậu, nâng hạ kính, cảnh báo điểm mù nói riêng vẫn còn là đề tài đang phát triển.
Hiện nay, có một số nghiên cứu liên quan đến vấn đề này nhƣ: - Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo lắp đặt thiết bị kiểm tra hệ số phản xạ gƣơng ô tô do Cơ quan chủ trì đề tài Cục Đăng kiểm Việt Nam phối hợp cùng Chủ nhiệm đề tài Đặng Việt Hà thực hiện. Đề tài này nghiên cứu một cách tổng quát về thiết bị kiểm tra số phản xạ gƣơng ô tô và đã nghiên cứu lựa chọn phƣơng án, thiết kế, chế tạo và lắp đặt hoàn chỉnh 1 thiết bị kiểm tra hệ số phản xạ gƣơng ô tô phù hợp yêu cầu. - Đề tài thiết kế, chế tạo mô hình điều khiển gƣơng chiếu hậu tự động điều khiển do sinh viên Võ Xuân Thành SVTH của trƣờng Đại học Sƣ Phạm Kỹ Thuật thực hiện. Đề tài này đã nêu đƣợc các cơ sở lý thuyết liên quan đến hệ thống gƣơng chiếu hậu và thiết kế, chế tạo một mô hình mô tả lại nguyên tắc điều khiển của hệ thống điều khiển gƣơng điện.
- Đồ án nghiên cứu hệ thống nâng hạ kính và gạt nƣớc mƣa trên xe ô tô hiện đại. Đồ án đã phân tích đƣợc các đặc điểm kết cấu, nguyên lý làm việc trên sơ đồ điện và chức năng của hệ thống nâng hạ kính và gạt mƣa, rửa kính trên ô tô. Dựa trên nguyên lý hoạt động của hệ thống, đặc thù kết cấu của hệ thống nâng hạ kính và gạt 3 nƣớc mƣa – rửa kính thì các hƣ hỏng và biện pháp khắc phục, kiểm tra của một số xe ô tô đƣợc trình bày chi tiết. - Đề tài chế tạo hệ thống xác định chƣớng ngại vật trên xe.
Đề tài đã làm rõ cơ sở lý thuyết về các hệ thống xác định chƣớng ngại vật trên ô tô và thiết kế một hệ thống cảnh báo va chạm sử dụng cảm biến hồng ngoại. Tuy nhiên, hệ thống có hiệu quả phát hiện và cảnh báo va chạm chƣa tối ƣu. Nhận xét tổng quan: Những đề tài nghiên cứu liên quan đến các hệ thống gƣơng chiếu hậu, nâng hạ kính, cảnh báo va chạm trên ô tô ở Việt Nam hiện nay chƣa nhiều. Đa số đề tài nghiên cứu chƣa đƣa ra đƣợc phƣơng án giải quyết tối ƣu cho các vấn đề khó khăn của ngƣời điều khiển liên quan đến các hệ thống gƣơng chiếu hậu, nâng hạ kính, cảnh báo va chạm trên ô tô.
Mục đích nghiên cứu - Xây dựng hệ thống hỗ trợ điều khiển gƣơng chiếu hậu, nâng hạ kính từ xa và cảnh bảo điểm mù trên xe ô tô có thể áp dụng vào thực tế để hỗ trợ ngƣời điều khiển ô tô giải quyết đƣợc các vấn đề khó khăn nêu trên. - Xây dựng một tài liệu tham khảo cho sinh viên giúp sinh viên có điều kiện quan sát, hiểu thêm về nguyên lý hoạt động của hệ thống. Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu các vấn đề liên quan đến điểm mù - Xác định rõ các khu vực của điểm mù - Nghiên cứu hệ thống gƣơng chiếu hậu, nâng hạ kính, cảnh báo điểm mù - Nghiên cứu giải pháp thiết kế hệ thống điều khiển tích hợp lên hệ thống gƣơng chiếu hậu, kính, cảnh báo điểm mù - Thiết kế hệ thống hỗ trợ điều khiển gƣơng chiếu hậu, nâng hạ kính từ xa và cảnh bảo điểm mù trên xe ô tô - Thiết kế, biên soạn tài liệu 4 1. Phƣơng pháp nghiên cứu - Phƣơng pháp nghiên cứu lý thuyết: Tìm đọc cơ sở lý thuyết, phân tích, tổng hợp tài liệu.
- Phƣơng pháp thực nghiệm: Thiết kế các phần cứng, phần mềm của mô hình, tiến hành các thử nghiệm. - Phƣơng pháp quan sát: Quan sát hoạt động của hệ thống sau đó phân tích và tìm ra những sai sót để khắc phục, hoàn thiện sản phẩm nghiên cứu. - Thu thập thông tin từ giáo viên, ngƣời khác - Sử dụng các phần mềm mô phỏng để nghiên cứu thiết kế, thử nghiệm. Các kết quả đạt đƣợc của đề tài.
- Thiết kế hệ thống mạch điện tử điều khiển tự động gập gƣơng chiếu hậu khi gặp chƣớng ngại vật và tự động mở khi không còn chƣớng ngại vật có thể tích hợp vào hệ thống gƣơng chiếu hậu. - Thiết kế hệ thống điện tử điều khiển nâng hạ kính từ xa có thể tích hợp vào hệ thống nâng hạ kính. - Thiết kế hệ thống cảnh báo va chạm cho ngƣời điều khiển ô tô khi có chƣớng ngại vật nằm ngoài vùng quan sát đƣợc của ngƣời điều khiển. Kết cấu của đề tài gồm - Chƣơng 1: Giới thiệu đề tài - Chƣơng 2: Tính toán, thiết kế hệ thống điều khiển gập gƣơng tự động, nâng hạ kính điều khiển từ xa, cảnh báo điểm mù - Chƣơng 3: Mô phỏng hệ thống điều khiển gập gƣơng tự động, nâng hạ kính điều khiển từ xa, cảnh báo điểm mù - Chƣơng 4: Đánh giá kết quả và kết luận 5 CHƢƠNG 2 TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ HỆ THỐNG HỖ TRỢ ĐIỀU KHIỂN GƢƠNG ĐIỆN, NÂNG HẠ KÍNH ĐIỀU KHIỂN TỪ XA, CẢNH BÁO ĐIỂM MÙ 2.
Hệ thống hỗ trợ điều khiển gƣơng điện 2.