PBL 4: thiết kế giao thông thông minh (xe tải - bản vẽ cad)

PBL4: Thiết Kế Hệ Thống Giao Thông Thông Minh

GVHD: TS. Lê Văn Tụy
TS. Nguyễn Văn Đông

TS. Nguyễn Văn Đông

Mục lục
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ Ô TÔ THÔNG MINH.............................................. 7
1.1.

KHÁI NIỆM VỀ Ơ TƠ THƠNG MINH .......................................................... 7

1.2.

LỢI ÍCH CỦA Ơ TÔ THÔNG MINH ............................................................. 7

1.3.
MINH
1.4.

CÁC HỆ THỐNG HỖ TRỢ CHO VIỆC ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG THÔNG
8
Ô TÔ TỰ LÁI ................................................................................................. 15

1.4.1. Xe ơ tơ tự lái là gì? .................................................................................... 15
1.4.2. Ưu nhược điểm xe tự lái thông minh ........................................................ 15
1.4.3. Các cấp độ của xe ô tô tự lái ..................................................................... 18
1.4.4. Cấp độ 1: Hổ trợ cho lái xe (Level 1: Driver Assistance) ......................... 18
1.4.5. Cấp độ 2: Tự động lái một số phần (Level 2: Partial Automation)........... 19
1.4.6. Cấp độ 3: Tự động có điều kiện (Level 3: Conditional Automation) ....... 19

1.4.7. Cấp độ 4: Tự động lái cao (Level 4: High Automation) ........................... 20
1.4.8. Cấp độ 5: Tự động lái hoàn toàn (Level 5: Full Automation) .................. 21
CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG PHANH ĐIỀU KHIỂN NÂNG CAO 23
2.1.

ĐỊNH NGHĨA................................................................................................. 23

2.2.

PHÂN LOẠI ................................................................................................... 23

2.2.1. Theo công dụng ......................................................................................... 24
2.2.2. Theo cơ cấu của phanh .............................................................................. 25
2.2.3. Theo dẫn động phanh ................................................................................ 25
2.2.4. Theo khả năng điều chỉnh momen phanh ở cơ cấu phanh ........................ 25
2.2.5. Theo khả năng chống bó cứng bánh xe khi phanh .................................... 25
2.3.

CÁC KIỂU HỆ THỐNG PHANH ................................................................. 26

2.4.

TỔNG QUAN VỀ CÁC CƠ CẤU PHANH .................................................. 28

2.4.1. Cơ cấu phanh trống guốc ................................................................................ 28
2.5.

CÁC LOẠI HỆ THỐNG PHANH HIỆN ĐẠI ............................................... 35

2.5.1. Hệ thống chống bó cứng phanh ABS (Anti – lock Braking System) ....... 36

3
SVTH: Nhóm 8


2.5.2. Hệ thống phân bố lực phanh điện tử EBD (Electronic Brakeforce
Distribution) 39
2.5.3. Hệ thống phanh tự động khẩn cấp AEB (Auto Emergency Braking) ....... 41
2.5.4. Hệ thống hỗ trợ phanh khẩn cấp BA (Brake Assist System) .................... 43
2.5.5. Hệ thống cân bằng điện tử ESC (Electronic Stability Control) ................ 45
2.6.

HỆ THỐNG PHANH ĐƯỢC PHÂN CÔNG THIẾT KẾ ............................. 48

CHƯƠNG 3. TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH Ơ TƠ ................... 54
3.1 Số liệu cho trước .................................................................................................. 54
3.2 Tính tốn xác định các thơng số cơ bản của cơ cấu phanh .................................. 54
3.2.1 Momen phanh yêu cầu ở các cơ cấu phanh .................................................. 54
3.2.2. Hệ số phân bố lực phanh lên các trục bánh xe: ........................................... 62
3.3 Phân tích chọn kiểu, loại cho hệ thống phanh ô tô thiết kế ................................. 63
3.3.1 Chọn sơ đồ dẫn động phanh ......................................................................... 63
3.3.2 Chọn sơ đồ phân dịng chính ........................................................................ 64
3.3.3 Chọn kiểu, loại cơ cấu phanh........................................................................ 64
3.4 Tính tốn thiết kế cơ cấu phanh ........................................................................... 65
3.4.1 Momen phanh do cơ cấu phanh ở cầu trước sinh ra và lực ép yêu cầu: ....... 65
3.4.3 Tính tốn xác định bề rộng má phanh .......................................................... 69
3.6.

Cơ cấu phanh. ................................................................................................. 77

3.6.1. Cơ cấu phanh trước ...................................................................................... 77

3.6.2. Cơ cấu phanh sau....................................................................................... 78
3.7.

Tổng van khí nén của hệ thống phanh thủy khí ............................................. 79

CHƯƠNG 4. TÍNH TỐN ĐIỀU KHIỂN PHANH ABS ............................................ 80
4.1. Cơ sở lý thuyết về phanh chống hãm cứng bánh xe ABS ...................................... 80
4.2. Giãn đồ phanh có điều khiển chống hãm cứng bánh xe ABS ............................ 86
4.3. Đánh giá chỉ tiêu phanh khi có điều khiển chống hãm cứng bánh xe ................ 89
CHƯƠNG 5: ĐIỀU CHỈNH PHÂN BỐ LỰC PHANH ............................................... 98
5.1. TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU CHỈNH PHÂN BỐ LỰC PHANH............................ 98
5.1.1. Đặc tính phân bố mơ-men phanh ................................................................. 98
5.1.1.1. Đặc tính mơ-men phanh lý thuyết: .......................................................... 98
5.1.1.2 . Đặc tính mơ-men phanh thực tế ............................................................. 98
4
SVTH: Nhóm 8


PBL4: Thiết Kế Hệ Thống Giao Thông Thông Minh

GVHD: TS. Lê Văn Tụy
TS. Nguyễn Văn Đông

5.1.1.3 . Đồ thị đặc tính phân bố áp suất phanh ................................................. 100
5.1.1. BỘ ĐIỀU CHỈNH PHÂN BỐ ÁP SUẤT PHANH LOẠI 1 ........................ 101
5.1.2.1 Đặc điểm bộ điều chỉnh phân bố lực phanh loại 1 .................................. 101
5.1.2.2. Cách xây dựng đặc tính điều chỉnh áp suất phanh loại 1 ........................ 102
5.1.3. Điều chỉnh phân bố lực phanh điện tử EBD ................................................. 106
CHƯƠNG 6: HỆ THỐNG PHANH DỪNG ............................................................... 112
6.1.

Sơ đồ lực tác dụng lên ô tô khi phanh : ....................................................... 112

6.1.1. Xác định momen u cầu của cơ cấu phanh: ............................................ 112
6.2. Tính tốn xác định các thơng số của phanh dừng............................................. 112

5
SVTH: Nhóm 8


LỜI NÓI ĐẦU
Trong những năm gần đây, khi nền kinh tế đất nước ngày càng phát triển thì nhu cầu sử
dụng ô tô trong giao thông càng nhiều. Cùng với đó là sự xuất hiện nhiều nhà máy lắp ráp ô tô
như Trường Hải, Toyota, Ford…Điều này buộc những kỹ sư trong ngành ơ tơ phải nghiên cứu,
tìm tịi, học hỏi những công nghệ mới, cũng như thiết kế, cải tạo những ô tô cũ để phù hợp với
nhu cầu hiện nay. Do đó, đồ án mơn học tính tốn và thiết kế ô tô mang một ý nghĩa quan trọng
đối với sinh viên ngành cơ khí giao thơng trước khi ra trường.
Với nhiệm vụ được giao của đồ án là thiết kế hệ thống phanh của ô tô tải nhằm mục đích
ơn lại kiến thức đã học và nâng cao kỹ năng cũng như sự linh hoạt trong tính tốn và thiết kế
các hệ thống, cơ cấu trong ơ tô…
Hệ thống phanh ô tô là một bộ phận rất quan trọng trên xe, nó đảm bảo cho ơ tơ chạy an
tồn ở tốc độ cao, dừng ơ tơ lúc cần thiết trong thời gian khơng hạn chế, do đó nâng cao được
năng suất vận chuyển. Nên hệ thống phanh ô tô cần thiết bảo đảm độ tin cậy, phanh êm dịu,
hiệu quả phanh cao, tính ổn định của xe...để tăng tính an tồn cho ơ tơ khi vận hành.
Được sự hướng dẫn tận tình của thầy Lê Văn Tụy và thầy Nguyễn Văn Đơng, nay em đã
hồn thành đồ án, trong q trình tính tốn, thiết kế khơng tránh khỏi sai sót, mong các thầy bộ
mơn chỉ dẫn thêm để kiến thức của em hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn.

Đà Nẵng, ngày 31 tháng 12 năm 2021
Sinh viên thực hiện

Nhóm 8
6
SVTH: Nhóm 8


PBL4: Thiết Kế Hệ Thống Giao Thông Thông Minh

CHƯƠNG 1:

GVHD: TS. Lê Văn Tụy
TS. Nguyễn Văn Đơng

TỔNG QUAN VỀ Ơ TÔ THÔNG MINH

1.1. KHÁI NIỆM VỀ Ô TÔ THÔNG MINH
Nhắc đến ơ tơ thơng minh, có lẽ nhiều người sẽ nghĩ ngay đến những chiếc ơ tơ có thể
tự lái và tự làm được nhiều việc khác và vẫn đảm bảo an tồn cho người ngồi trên xe.
Những chiếc ơ tô thông minh tự lái đã được giới thiệu khá nhiều nhưng vẫn chưa thể ứng
dụng vào thực tế vì nhiều lý do.
Trong lúc chờ nhà sản xuất đưa vào ứng dụng những chiếc ô tô thông minh thực sự,
giờ đây, bạn vẫn có thể lắp đặt một số thiết bị hỗ trợ giúp ơ tơ của mình trở nên thông minh
hơn.
Thật ra, định nghĩa ô tô thông minh không nhất thiết phải là chiếc ơ tơ có khả năng tự
lái hay tự tính tốn hao phí nhiên liệu để tiết kiệm nhiên liệu. Ơ tơ thơng minh hiện nay có
thể hiểu là những chiếc ơ tơ được trang bị các phụ kiện – đồ chơi thông minh giúp hỗ trợ
tối ưu cho người lái, tức là người lái vẫn trực tiếp cầm lái, các thiết bị sẽ hỗ trợ để định vị
đường đi, vị trí xe, cảnh báo kịp thời trong nhiều trường hợp…
1.2. LỢI ÍCH CỦA Ơ TƠ THƠNG MINH
Gọi điện thoại rảnh tay, ra lệnh giọng nói, tự động điều khiển nhạc thơng minh… Đó chỉ

là những tính năng thơng minh khơng q phức tạp nhưng lại có đóng góp rất lớn cho một
trải nghiệm lái xe thú vị. Đơn giản là bởi tất cả những điều này cho phép chúng ta không
phải rời tay khỏi vô lăng trong khi vẫn đảm bảo tận hưởng đầy đủ các tiện ích giải trí trên
xe. Cơng bằng mà nói thì những tính năng này tuy giúp đảm bảo an tồn cho người lái,
nhưng đơi khi cũng có thể dẫn đến sự mất tập trung.

Đây chính là lúc các tính năng thông minh khác phát huy tác dụng. Những chiếc xe hơi
hiện đại ngày nay có thể tự động bắt đầu giảm tốc độ nếu chúng nhận thấy rằng tình hình
giao thơng có vấn đề, nhưng thậm chí cũng sở hữu nhiều yếu tố khác tinh tế hơn, có thể kể
đến như các tính năng cảnh báo chệch làn đường, cảnh báo khi người lái xe có dấu hiệu
mất tập trung, hay dựa vào bản đồ để tự động giới hạn tốc độ tối đa theo từng cung đường.
7
SVTH: Nhóm 8


Tất cả những tính năng vừa kể trên, suy cho cùng thì vẫn nhằm mục đích đảm bảo sự an
tồn cho con người. Do đó có thể khẳng định rằng một chiếc xe càng thơng minh thì sẽ
càng an tồn và thân thiện với người dùng.
1.3. CÁC HỆ THỐNG HỖ TRỢ CHO VIỆC ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG THƠNG
MINH
•

Camera hành trình:
Camera hành trình ơ tơ chính là thiết bị bạn nên nghĩ đến đầu tiên khi muốn lắp đặt
một món phụ kiện hỗ trợ nào đó trên chiếc ơ tơ của mình. Camera hành trình ghi lại những
hình ảnh, sự việc diễn ra khi xe di chuyển và cả khi xe đã dừng lại. Đây được xem là một
hộp đen trên xe, có vai trị quan trọng .

Những dịng camera hành trình hiện nay đều được trang bị các chế độ cảnh báo như:
cảnh báo quá tốc độ, cảnh báo chuyển hướng đột ngột, cảnh báo vượt làn đường, cảnh báo

khoảng cách quá gần với xe trước… Những tính năng cảnh báo này giúp tài xế luôn giữ
được tỉnh táo khi lái xe.
•

Camera lùi:
Camera lùi ơ tơ đang là một trong những thiết bị được rất nhiều tài xế đầu tư cho “xế
hộp” của mình và nó được đánh giá là khoản đầu tư hoàn toàn hợp lý. Camera lùi hỗ trợ
đắc lực cho các tài xế khi lùi xe, đưa xe vào đúng vị trí tránh xảy ra va quệt, trầy xước hay
hư hỏng xe.
8
SVTH: Nhóm 8


PBL4: Thiết Kế Hệ Thống Giao Thông Thông Minh

GVHD: TS. Lê Văn Tụy
TS. Nguyễn Văn Đông

Hiện nay, các camera lùi ơ tơ cịn được nâng cấp với nhiều tính năng hỗ trợ như:
xác định khoảng cách, cảnh báo vật cản, tự động phanh xe khẩn cấp, đỗ xe tự động.
Ăng ten & màn hình LCD:
Ăng ten sẽ nhận tín hiệu GPS từ vệ tinh, sau đó định vị chính xác vị trí của xe trên
bản đồ đã được cài đặt. Hình ảnh về giao thơng tại vị trí hiện tại của xe được thể hiện trên
màn hình LCD. Qua đó, lái xe sẽ dễ dàng xác định được vị trí xe, các tuyến đường gần đó;
giúp cho lái xe thuận lợi trong việc xác định được vị trí cũng như cách di chuyển để đến
địa điểm cần đến.
•

•

Chìa khóa thơng minh:
Chìa khóa thơng minh giúp người lái xe loại được nhiều phiền phức khi thao tác với
chìa khóa cơ của ô tô. Không chỉ dừng lại ở việc tự động mở / đóng cửa xe, tự động khởi
động / tắt máy xe, chìa khóa thơng minh hiện nay cịn được tích hợp thêm nhiều tính năng
9
SVTH: Nhóm 8


như điều chỉnh vị trí ghế ngồi, tự động điều chỉnh nhiệt độ điều hòa, cảnh báo trộm, cảnh
báo tốc độ….

Thiết bị dẩn đường:
Đây là một thiết bị nhỏ gọn được gắn trên ô tô, xe hơi. Ăng ten sẽ nhận tín hiệu GPS
từ vệ tinh, sau đó định vị chính xác vị trí của xe trên bản đồ đã được cài đặt. Hình ảnh về
giao thơng tại vị trí hiện tại của xe được thể hiện trên màn hình LCD nhỏ.
•

Qua đó, các tài xế sẽ dễ dàng xác định được vị trí xe, các tuyến đường gần đó. Tài xế
cũng có thể xác định được vị trí cũng như cách di chuyển để đến địa điểm cần đến.
Đế gắn điện thoại:
Nếu bạn khơng muốn tốn nhiều chi phí để đầu tư một thiết bị dẫn đường thì hãy chi
khoảng 100-200 nghìn để trang bị một giá đỡ điện thoại trên ơ tơ. Với thiết bị này, bạn có
thể đặt điện thoại ngay trước mặt mình.
•

=> Tất cả các smartphone hiện nay đều có tích hợp bản đồ và các ứng dụng chỉ đường và
bạn có thể sử dụng smartphone thay cho thiết bị định vị GPS.
Sạc pin điện thoại trên xe hơi:
Bạn lo lắng về việc chiếc điện thoại hết pin giữa chừng trên một hành trình dài? Bạn
có thể sử dụng bộ sạc cho điện thoại trên xe hơi ngay cả khi đang di chuyển, mà không cần

phải dừng xe, nghỉ chân tại đâu đó để sạc nhờ điện thoại hay phải dùng đến pin sạc dự
•

10
SVTH: Nhóm 8


PBL4: Thiết Kế Hệ Thống Giao Thông Thông Minh

GVHD: TS. Lê Văn Tụy
TS. Nguyễn Văn Đơng

phịng. Sạc sẽ lấy đện từ ắc quy và từ máy phát của xe (khi bạn nổ máy), để sạc điện thoại
trên ô tô một cách nhanh chóng, tiết kiệm thời gian.
•

Hệ thống kiểm sốt hành trình(Cruise Control):
Là tính năng được trang bị hầu hết trong những dòng xe hạng C trở lên. Với hệ
thống này người lái có thể thư giản khi đi trên đường trường, nhờ vào việc điều khiễn tốc
độ thông qua những nút bấm trên vơ-lăng. Khi đó, chân phải có thể rời khỏi chân ga và đặt
lên bàn đạp phanh để sẵn sàng xử lý mọi tình huống trên đường.

Hơn nữa, khi đi trên cao tốc và đường trường, việc canh tốc độ giới hạn sẽ khiến
các bác tài phân tâm. Với hệ thống Cruise Control, người lái có thể thiết lập một tốc độ
giới hạn tối đa cho phép, và tập trung vào những tình huống ở trên đường mà khơng lo đi
q tốc độ cho phép.
Đèn pha thích ứng thông minh(Adaptive Headlights):
Những đèn pha thông thường, chỉ chiếu ánh sáng hướng thẳng về phía trước, do
đó, mỗi khi vào cua ánh sáng sẽ không bao quát, gây mất tầm nhìn. Hiện nay, với cơng
nghệ đèn pha thơng minh, các đèn pha hầu như được sử dụng công nghệ LED và tự động

chuyển hướng theo góc đánh lái để chiếu sáng con đường mới ở phía trước. Cơng nghệ này
hiện nay đã phổ biến ở trên các mẫu xe tầm trung …
•

11
SVTH: Nhóm 8


Đối với một số dòng xe cao cấp hệ thống này được thiết kế thông minh hơn, bằng
cách sử dụng nhiều khối đèn LED hay Laser có thể mở tắt độc lập, kết hợp với hệ thống
camera để phát hiện các nguồn sáng trước xe, qua đó, hệ thống sẽ điều khiển, tắt các khối
sáng có thể gây ảnh hưởng cho xe đối diện. Nhờ công nghệ này, lái xe có thể sử dụng đèn
pha liên tục, cải thiện đáng kể tầm quan sát, mà không lo ảnh hưởng đến các xe phía trước.
•

Camera 360°:

Đây là hệ thống giúp lái xe có thể chủ động tránh khỏi những va quẹt khơng đáng
có nhờ vào hệ thống Camera thơng minh đặt xung quanh chiếc xe. Với trang bị này người
lái sẽ quan sát được toàn cảnh xung quanh chiếc xe một cách bao quát nhất, loại bỏ các góc
khuất và điểm mù, thơng qua một màn hình đặt ở bảng điều khiễn trung tâm. Giúp bạn
hồn tồn có thể chủ động khi lái xe trong những khu vực không gian chật hẹp.

Hệ thống hỗ trợ đỗ xe tự động (Active Parking Assist – System):
Cũng giống như hệ thống Camera 360, hệ thống hỗ trợ đỗ xe tự động sẽ giúp lái xe
hồn thành việc đỗ xe nhanh hơn mà khơng cần phải chạm tay vào vơ-lăng. Hơn nữa, một
số dịng xe còn hỗ trợ người lái lấy xe ra khỏi nơi vừa đậu vào, hạn chế những va quẹt cũng
như tai nạn khi đỗ xe.
•

12
SVTH: Nhóm 8


PBL4: Thiết Kế Hệ Thống Giao Thông Thông Minh

GVHD: TS. Lê Văn Tụy
TS. Nguyễn Văn Đơng

Khi nhấn nút kích hoạt, hệ thống sẽ tự động dị tìm chỗ trống thơng qua các cảm
biến và báo cho người lái, sau đó bác tài chỉ cần vào số và đạp phanh theo lệnh của chiếc
xe. cịn việc tính tốn đánh lái sao cho tối ưu và nhanh nhất sẽ được điều khiễn hoàn toàn
tự động.
Hệ thống cảnh báo chệch làn đường (Lane Departure Warning System –
LDWS):
LDWS là một hệ thống an toàn rất hiệu quả khi đi trên đường trường, đặc biệt là
cao tốc, giúp giảm thiểu tai nạn liên quan đến việc lơ đãng chuyển động lệch hướng không
lường trước của ô tô. Về cơ bản hoạt động của LDWS dựa vào thông tin từ các Camera
hoặc cảm biến hồng ngoại, được bố trí ở kính chắn gió, tap-lo, trần xe hay cản trước…
•

Bộ phận Camera và cảm biến sẽ đảm nhận nhiệm vụ rà sốt và phân tích các vạch
kẻ đường. Sau đó, truyền về trung tâm để tính tốn và phát hiện các chuyển động lệch ra
khỏi làn đường và báo cho lái xe bằng âm thanh, hình ảnh hoặc rung vô-lăng. Nếu tài xế
không phản hồi hệ thống sẽ tự động đánh lái để duy trì làn đường ổn định.
•

Hệ thống cảnh báo điểm mù (Blind Spot Warning)
13

SVTH: Nhóm 8


Hoạt động dựa trên những cảm biến được bố trí bên hông xe hoặc sau xe. Các cảm biến
này sẽ phát ra sóng điện từ khi xe đang di chuyển, qua đó, phát hiện những chiếc xe khác
đang nằm trong các điểm mù mà người lái không quan sát được qua gương. Sau đó gữi tín
hiệu về bộ điều khiễn và cảnh báo cho người lái bằng nhiều hình thức như phát ra âm thanh,
báo đèn trên gương hậu…

Hệ thống kết nối điện thoại thơng minh
Việc tích hợp điện thoại trên ơ tơ khơng phải mới mẻ, nhưng nó là tính năng tiếp
cận người tiêu dùng mỗi ngày gần như tiêu chuẩn đối với những mẫu xe hiện nay. chức
năng kết nối điện thoại thơng minh đã dần hồn thiện hơn khi xuất hiện 2 tính năng vơ
cùng thơng minh là Apple Carplay và Androi Auto. với 2 hệ thống này người dùng có thể
kết nối với các điện thoại sử dụng hệ điều hành Androi hay IOS, cho phép đọc nhắn tin,
gọi điện, đọc mail… trên ngày màn hình cảm ứng của chiếc xe mà khơng cần phải móc
điện thoại ra.
•

14
SVTH: Nhóm 8


PBL4: Thiết Kế Hệ Thống Giao Thông Thông Minh

GVHD: TS. Lê Văn Tụy
TS. Nguyễn Văn Đơng

1.4. Ơ TƠ TỰ LÁI
1.4.1. Xe ơ tơ tự lái là gì?

Xe ơ tơ tự lái (Self-driving car) hay xe tự hành là xe có khả năng nhận diện môi
trường xung quanh và tự động di chuyển một cách an toàn với sự can thiếp rất ít của người
lái hoặc khơng cần người lái.
Ơ tơ tự lái được điều khiển bằng trí tuệ nhân tạo AI thay thế cho các yếu tố con
người. Xe tự lái sở hữu một hệ thống công nghệ “đồ sộ” giúp nhận biết vị trí và các biến
động trên đường như GPS, camera, radar, laser… Từ các dữ liệu thu về này, hệ thống máy
tính sẽ tính tốn để điều khiển xe tự động chạy trên đường một cách an tồn.

1.4.2. Ưu nhược điểm xe tự lái thơng minh
Ưu điểm nổi bậc xe tự lái: Giảm bớt gánh nặng đặt lên người điều khiển trên đường
cao tốc hay khi tắc đường bởi tất cả đều được tự động hóa. Từ phát hiện điểm mù, cảnh
báo làn đường khi khởi hành, quản lý gia nhập làn đường và thậm chí chạy xe ban đêm,
trời mưa sương mù…
Từ trước đến nay, điều khiển một chiếc xe chỉ dành cho người có thể vượt qua kì thi
lấy bằng lái. Những người quá trẻ hoặc quá già, người khuyết tật hoặc có triệu chứng tâm
lý khơng thể có được trải nghiệm này. Nhưng với xe tự hành thông minh, giao thông cá
nhân sẽ mở ra tất cả các phân khúc đơn lẻ của xã hội. Việc làm chủ một thiết bị di chuyển
hiện đại sẽ nằm trong tầm tay của tất cả mọi người.

15
SVTH: Nhóm 8


Về mặt thẩm mỹ, xe tự lái sẽ thay đổi cách nhìn nhận một chiếc xe cao cấp, hoặc
ít nhất về khía cạnh nội thất sẽ rất khác biệt. Những nguyên tắc cứng nhắc như ghế ngồi
phải hướng về phía trước sẽ khơng cịn hiệu lực
Vơ-lăng, bàn đạp phanh, chân ga, và nhiều cụm thiết bị khác bỗng trở nên thừa thãi
và có thể chuyển đổi sang một dạng thức khác (nếu cần) linh hoạt hơn.

Vô lăng kiểu càng giống vơ lăng máy bay.

.

16
SVTH: Nhóm 8


PBL4: Thiết Kế Hệ Thống Giao Thông Thông Minh

GVHD: TS. Lê Văn Tụy
TS. Nguyễn Văn Đơng

.

Vơ lăng có thể xếp lại như một vật trang trí
Khó khăn của xe tự lái : Tuy nhiên, dù với khá nhiều ưu điểm nhưng các hệ thống
hổ trợ lái hiện nay chưa thực sự hồn hảo. Tính hiệu quả chỉ phát huy tối đa khi môi trường
xung quanh hội tụ đủ tiêu chuẩn nhất định. Thời tiết và môi trường không thuận lợi sẽ ảnh
hưởng tới độ chính xác của hệ thống thu – phát tin hiệu, và do đó ảnh hưởng đến sự an tồn
của xe khi vận hành. Thậm chí, hệ thống điều khiển các tín hiệu có thể xử lý không kịp
thời nếu đường lái đột ngột thay đổi khác với bản đồ đã được lập trình sẵn!
Ngồi ra, một rào cản khác khơng đến từ khía cạnh kỹ thuật mà là từ luật pháp.
Chẳng hạn như khi có tai nạn xảy ra với xe tự lái, thật khó xác định lỗi thuộc về người ngồi
trên xe hay không. Luật pháp dù có cải tiến nhưng vẫn cịn chậm hơn so với tốc độ phát
triển của công nghệ ô tô thông minh. Một số tiểu bang Hoa Kỳ đã chú ý tới điều luật dành
cho xe tự động và bán tự động.
Hơn nữa, những người theo chủ nghĩa bảo thủ u thích lái xe sẽ khơng bao giờ là
khách hàng tiềm năng của xe tự hành. Theo quan điểm này, lái xe là một kỹ năng cần tới
sự chăm chỉ, tập trung và khéo léo và tích lũy lâu dài mới có. Cảm giác làm chủ tay lái là
một trải nghiệm thú vị mà không công nghệ kỹ thuật tiên tiến nào có thể thay thế được.
Dù tiêu cực hay tích cực, xe tự lái thơng minh vẫn là xu thế phát triển tất yếu của

guồng quay kỹ thuật tiên tiến. Công chúng sẽ không mong đợi sự xuất hiện trong vài năm
tới, thậm chí cả thập kỷ tiếp theo, nhưng sẽ từng bước tiếp cận với hình thức lái xe tự động
để chuẩn bị cho sự bùng nổ công nghệ trong tương lai.

17
SVTH: Nhóm 8


1.4.3. Các cấp độ của xe ô tô tự lái
Theo Hiệp hội Kỹ sư Ơ tơ thế giới (SAE International) và Cơ quan An tồn Giao
thơng Cao tốc Quốc gia Hoa kỳ (NHTSA), khả năng của xe ô tô tự lái được phân loại
thành 5 cấp độ, từ cấp độ 1 đến cấp độ 5.
Chú ý rằng một số ô tơ hiện đại đã trang bị một số tính năng thông minh hổ trợ cho
lái xe như hộp số tự động AT (Automatic Transsmison), CVT (Continuously Variable
Transsmison), DCT (Dual Clutch Transsmison), lái xe khơng cịn thực hiện việc chuyển
số, hay ô tô sẽ tự động phanh tích hợp thông minh ABS/TCS (Anti-lock Brake System /
Traction Control System).v.v… nhưng vẫn chưa thể hổ trợ điều khiển tự động cho 3 hệ
thống chính (phanh, ga, lái) theo đúng nghĩa của chức năng hổ trợ tự lái nâng cao ADAS;
vì vậy các đời xe này vẫn thuộc cấp độ “0” (level 0)., chưa được đạt chuẩn của một trong
5 cấp độ xe tự lái theo SEA.
1.4.4. Cấp độ 1: Hổ trợ cho lái xe (Level 1: Driver Assistance)
Ở cấp độ 1, người lái vẫn giữ vai trị điều khiển chính, xe có các tính năng hỗ trợ lái
an tồn. Với cấp độ này, các tính năng hỗ trợ lái xe có thể can thiệp điều chỉnh chuyển
động dọc của xe. Ơ tơ có thể tự động chỉnh ga để duy trì khoảng cách an tồn với xe phía
trước, tự động giảm tốc độ hoặc phanh trong các trường hợp khẩn cấp. Tuy nhiên xe khơng
có khả năng tự động can thiệp hướng di chuyển.

Kiểm sốt hành trình thích ứng (ACC) và giữ làn (LKAS)

18

SVTH: Nhóm 8


PBL4: Thiết Kế Hệ Thống Giao Thông Thông Minh

GVHD: TS. Lê Văn Tụy
TS. Nguyễn Văn Đơng

Những tính năng ở cấp độ 1 có thể kể đến như: hệ thống kiểm sốt hành trình chủ
động Adaptive Cruise Control, hệ thống phanh tự động thơng minh, hệ thống cảnh báo
va chạm phía trước, hệ thống cảnh báo chệch làn đường…
Không chỉ xe sang mà hiện đã có nhiều mẫu xe ở phân khúc phổ thơng bình dân
cũng đã được trang bị các tính năng tự hành ở cấp độ 1 như: Mazda 3, Mazda 6, Mazda
CX-8, Honda CR-V,VinFast Lux SA2.0,Toyota Fortuner, Ford Ranger…
1.4.5. Cấp độ 2: Tự động lái một số phần (Level 2: Partial Automation)
Ở cấp độ 2, người lái vẫn giữ vai trị điều khiển chính nhưng xe có thể tự tác động
đánh lái, can thiệp điều chỉnh chuyển động ngang của xe trong một số tình huống. Với cấp
độ này, bên cạnh những tính năng như cấp độ 1, xe cịn được trang bị thêm nhiều tính năng
hỗ trợ lái giúp chủ động xử lý nhiều tình huống nguy hiểm.

Chế độ Autopilot của Tesla ở cấp độ 2 theo thang đo xe tự lái
Những tính năng ở cấp độ 2 có thể kể đến như: hệ thống hỗ trợ duy trì làn đường, hệ
thống đỗ xe chủ động… Đa số các mẫu xe hơi hạng sang cao cấp của những hãng
như Mercedes-Benz, Lexus, Audi, BMW, Volvo, … đều nằm trong nhóm cấp độ này.
1.4.6. Cấp độ 3: Tự động có điều kiện (Level 3: Conditional Automation)
Tự động hóa có điều kiện (Conditional Automation) là thuật ngữ do hiệp hội kỹ sư ô
tô SAE sử dụng để mô tả xe tự lái cấp độ 3. Khi đó, ơtơ có thể tự hành gần như hoàn toàn
trong một vài điều kiện lý tưởng, chẳng hạn như đường cao tốc với giải phân cách, vạch
kẻ đường rõ ràng và di chuyển ở vận tốc giới hạn.
Xe sẽ tự di chuyển theo lộ trình đã được định trước, đồng thời các chức năng an

toàn sẽ được hệ thống điều khiển trung tâm kiểm sốt.
19
SVTH: Nhóm 8


Ở cấp độ 3, người lái có thể rời tay khỏi vơ-lăng nhưng vẫn cần ngồi ở vị trí điều
khiển để sẵn sàng lấy lại quyền kiểm soát xe khi cần thiết.

Hệ thống hổ trợ lái thông minh AI của Audi A8 đời 2019
1.4.7. Cấp độ 4: Tự động lái cao (Level 4: High Automation)
Giới hạn chính đối với xe tự hành cấp độ 4 hiện tại là các quy định pháp lý. Còn lại,
những mẫu xe thử nghiệm đã có thể vận hành hiệu quả ở hầu hết điều kiện giao thông, từ
cao tốc, đường xa lộ cho đến đô thị đông đúc. Tuy nhiên, phạm vi hoạt động của xe tự lái
cấp độ 4 vẫn bị giới hạn ở một khu vực nhất định.
Đóng vai trị chính của xe tự lái cấp độ 4 sẽ là khả năng kết nối trực tuyến, thu thập
thông tin giao thông từ trung tâm dữ liệu điều khiển và dự đốn tình huống để tăng tính
chính xác trong q trình tự hành. Ở cấp độ 4 vô-lăng vẫn được trang bị để người lái chủ
động xử lý điều khiển xe trong một vài tình huống nhất định.

20
SVTH: Nhóm 8


PBL4: Thiết Kế Hệ Thống Giao Thông Thông Minh

GVHD: TS. Lê Văn Tụy
TS. Nguyễn Văn Đơng

Hyundai trình diễn xe điện tự lái cấp độ 4 đầu tiên trên thế giới.
1.4.8. Cấp độ 5: Tự động lái hoàn toàn (Level 5: Full Automation)

Khác biệt chính ở xe tự lái cấp độ 5 nằm ở việc không cần khu vực điều khiển kiểm
sốt từ trung tâm (tự động hồn tồn). Phương tiện di chuyển sẽ tự động hồn tồn mà
khơng cần đến sự can thiệp của con người. Đồng thời, xe tự lái cấp độ 5 không bị hạn chế
phạm vi hay điều kiện hoạt động như cấp độ 3, cấp độ 4.
Xe tự hành cấp độ 5 có thể được trang bị hồn chỉnh như trí thơng minh nhân tạo
(AI) và đáp ứng tất cả các tiêu chuẩn an toàn cao nhất.

Xe tự lái Full Automation tương lai

21
SVTH: Nhóm 8


Vì khơng có vơ-lăng hay buồng lái (khơng cịn các bàn đạp ga hay pedal phanh), xe tự
hành cấp độ 5 sẽ có thể phục vụ nhu cầu di chuyển của mọi đối tượng trong tương lai , bao
gồm cả người khơng có bằng lái hay khơng đủ điều kiện sức khỏe.

22
SVTH: Nhóm 8


PBL4: Thiết Kế Hệ Thống Giao Thông Thông Minh

CHƯƠNG 2:

GVHD: TS. Lê Văn Tụy
TS. Nguyễn Văn Đông

GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG PHANH ĐIỀU

KHIỂN NÂNG CAO
2.1. ĐỊNH NGHĨA
Hệ thống phanh là hệ thống có dùng giảm tốc độ của ơ tơ đến một giá trị cần thiết hoặc
dừng hẳn và giữ cho ô tô dừng đỗ trên các đường dốc. Nếu khơng có hệ thống phanh, chúng
ta khơng thể điều khiển tốc độ chiếc xe của mình theo ý muốn, do đó nó là một hệ thống
rất quan trọng trên ơ tơ.
Trên xe thường bố trí hai hệ thống phanh hoạt động độc lập là phanh chân (điều khiển
bàn đạp phanh băng chân) và phanh tay ( điều khiển cần kéo phanh bằng tay). Phanh tay
thường có cơ cấu hãm cần kéo phanh cho phép duy trì sự hãm xe mà không cần phải dữ
cần phanh khi kéo,phanh chân chỉ hoạt dộng khi đạp chân lên bàn đạp phanh ,nhả chân
khỏi bàn đạp là nhả phanh. Phanh chân thương dùng cơ cấu hãm bánh xe, phanh tay
thường dùng cơ cấu hãm trục truyền động.

Hình 2.1: Sơ đồ hệ thống phanh
2.2. PHÂN LOẠI
Hệ thống phanh là một hệ thống rất quan trọng trên ơ tơ, có rất nhiều loại hệ thống
phanh được trang bị trên ơ tơ hiện nay như phanh chính, phanh dừng, phanh tang trống
(phanh tăng bua), phanh đĩa… Theo đó hệ thống phanh được phân loại như sau:

23
SVTH: Nhóm 8


2.2.1. Theo cơng dụng
-

Hệ thống phanh chính

-

Hệ thống phanh dừng

-

Hệ thống phanh dự phòng

-

Hệ thống phanh chậm dần (phanh bằng động cơ, thủy lực hoặc điện tử).

Phanh động cơ: Khi xe ôtô đang chuyển động trên đường, muốn giảm tốc độ cần
nhả hết bàn đạp ga để động cơ làm việc ở chế độ khơng tải. Lúc này qn tính và ma sát
trong hệ thống sẽ làm giảm tốc độ chuyển động của ôtô. Biện pháp này gọi là phanh động
cơ. Khi xuống dốc cao nguy hiểm hoặc chạy trên đường trơn lầy, đê bảo đảm an toàn cần
sử dụng phương pháp phanh động cơ, càng gài số thấp, hiệu quả phanh càng cao.
Hệ thống phanh chính (hay cịn gọi là phanh chân) được sử dụng trên ô tô để làm
giảm tốc độ của ô tô theo mong muốn của người lái, nó được trang bị trên tất cả các bánh
xe ở cầu trước và sau của ơ tơ.

Hình 2.2: Hệ thống phanh chính
Hệ thống phanh dừng được sử dụng để giữ cho ô tô ở trạng thái đứng yên. Nó
thường được vận hành bằng tay, do đó nó cịn được gọi là phanh tay. Chức năng chính của
loại hệ thống phanh này là giữ cho ô tô ở trạng thái đứng yên khi dừng xe trên đường bằng
hoặc đèo dốc.

24
SVTH: Nhóm 8


PBL4: Thiết Kế Hệ Thống Giao Thông Thông Minh

GVHD: TS. Lê Văn Tụy
TS. Nguyễn Văn Đơng

Hình 2.3: Hệ thống phanh dừng
2.2.2. Theo cơ cấu của phanh
-

Hệ thống phanh với cơ cấu phanh guốc

-

Hệ thống phanh với cơ cấu phanh đĩa

2.2.3. Theo dẫn động phanh
-

Hệ thống phanh dẫn động bằng cơ khí

-

Hệ thống phanh dầu

-

Hệ thống phanh hơi

-

Hệ thống phanh dầu trợ lực hơi hoặc chân không

-

Hệ thống phanh dẫn động có cường hóa

-

Hệ thống phanh dẫn động bằng điện

2.2.4. Theo khả năng điều chỉnh momen phanh ở cơ cấu phanh
Theo khả năng điều chỉnh mô men phanh ở cơ cấu phanh với bộ điều hòa lực mạnh.
2.2.5. Theo khả năng chống bó cứng bánh xe khi phanh
Theo khả năng chống bó cứng bánh xe khi phanh chúng ta có hệ thống phanh với bộ chống
cứng bánh xe ( hệ thống phanh ABS).

25
SVTH: Nhóm 8


Hình 2.4: Sơ đồ bố trí cảm biến và tín hiệu phanh ABS
Trên xe con, phanh chân là hệ thống phanh cơ bản còn phanh tay là phanh dự phòng
hệ thống điều khiển của hai loại này độc lập với nhau, làm việc tin cậy, đồng thời phanh
tay phải có cấu trúc tự khóa để người lái khơng phải liên tục tác động lực.
2.3. CÁC KIỂU HỆ THỐNG PHANH
• Hệ thống phanh dẫn động cơ khí: (hay cịn gọi là dẫn động bằng dây cáp) thường
được sử dụng trên các dòng xe đời cũ. Hiện nay, kiểu dẫn động phanh này chỉ được sử
dụng cho hệ thống phanh dừng, đây là yêu cầu bắt buộc đối với hệ thống phanh dừng để
đảm bảo độ tin cậy và độ an toàn của hệ thống phanh dừng.
Lý do hệ thống phanh dẫn động cơ khí ít được sử dụng là do kết cấu phức tạp của nó,
việc bố trí các điểm nối dây cáp tới cơ cấu phanh tại bánh xe rất khó khăn và phức tạp. Để

khắc phục tình trạng đó, các nhà sản xuất đã thiết kế ra hệ thống phanh dẫn động thủy lực.

26
SVTH: Nhóm 8


PBL4: Thiết Kế Hệ Thống Giao Thông Thông Minh

GVHD: TS. Lê Văn Tụy
TS. Nguyễn Văn Đơng

Hình 2.5: Hệ thống phanh dẫn động cơ khí
• Hệ thống phanh dẫn động thủy lực: Đây là loại dẫn động phanh được sử dụng
phổ biến và rộng rãi nhất hiện nay trên các dòng xe du lịch của các nhà sản xuất như
TOYOTA, HONDA, KIA, MAZDA, HYUNDAI… Nó hoạt động dựa theo định luật
Pascal, kết cấu của nó được giải thích như hình dưới đây:

Hình 2.6: Hệ thống phanh dẫn động thủy lực
• Hệ thống phanh dẫn động khí nén: chủ yếu được bố trí trên các dịng xe tải nặng,
xe đầu kéo, sơ mi rơ moóc…do yêu cầu của loại dẫn động phanh này là phải có một máy
nén khí được bố trí trên xe.
27
SVTH: Nhóm 8