nghiên cứu chế tạo thiết bị tín hiệu báo phanh khẩn cấp cho ô tô

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO THIẾT BỊ
TÍN HIỆU BÁO PHANH KHẨN CẤP CHO Ô TÔ
S

K

C

0

0

3

9

5

9

MÃ SỐ: T20 - 2008

S KC 0 0 2 1 6 8

Tp. Hồ Chí Minh, 2008

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HỒ CHÍ MINH.
----------0O0----------

ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC (CẤP TRƯỜNG)

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO THIẾT BỊ TÍN HIỆU
BÁO PHANH KHẨN CẤP CHO Ô TÔ
MÃ SỐ: T20 – 2008

THUỘC NHÓM NGÀNH: KHOA HỌC KỸ THUẬT.
NGƯỜI CHỦ TRÌ :
GVC. MSc. ĐẶNG QUÝ
NGƯỜI THAM GIA:
GVC. ThS. NGUYỄN VĂN THÌNH
GV. KS. NGUYỄN TRỌNG THỨC
ĐƠN VỊ:
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC.

TP.HỒ CHÍ MINH – THÁNG 12 / 2008


TÓM TẮT ĐỀ TÀI
Hiện nay tai nạn giao thông ở nước ta thuộc loại cao do mật độ xe dày đặc trên
đường. Bởi vậy khoảng cách an toàn giữa các xe không còn đảm bảo. Khi gặp nguy hiểm, xe
trước phanh đột ngột, xe sau cũng phanh, nhưng do khoảng cách quá gần, xe sau đa õđâm vào
xe trước, gây ra tai nạn. Trường hợp đáng tiếc này có thể được loại trừ nếu tài xế xe sau thấy
được đèn báo phanh của xe trước sớm hơn và sẽ tiến hành phanh sớm hơn.

Đáng tiếc là tất cả đèn báo phanh hiện nay bắt đầu sáng khi tài xế đã đạp lên bàn
đạp phanh. Như vậy từ khi tài xế thấy nguy hiểm, chuyển chân từ bàn đạp ga qua bàn đạp
phanh là đã mất một khoảng thời gian đáng kể, làm cho đèn báo phanh của xe đi trước sáng
chậm. Cho nên khi xe trước đã phanh thì tài xế xe đi sau mới phát hiện nguy hiểm và bắt đầu
phản ứng để phanh thì đã chậm hơn thời điểm phanh của xe đi trước khá nhiều. Khi xe đi
trước phanh trước xe đi sau thì khoảng cách giữa 2 xe càng giảm và va chạm giữa 2 xe là
điều khó tránh khỏi.
Nhược điểm trên đây sẽ được khắc phục nếu trên các xe có lắp đặt thiết bò tín hiệu
báo phanh khẩn cấp.
Thiết bò tín hiệu báo phanh khẩn cấp điều khiển đèn phanh bật sáng ngay khi tài xế
phát hiện nguy hiểm và rời chân khỏi bàn đạp ga để chuyển sang bàn đạp phanh. Như vậy
tài xế xe đi sau phát hiện xe đi trước sẽ phanh ngay khi xe trước chưa phanh, nhưng chắc
chắn sẽ phanh và tài xế xe sau sẽ tiến hành phanh gần như cùng một lúc với xe đi trước. Bởi
vậy va chạm giữa hai xe sẽ không xảy ra hoặc nếu có xảy ra thì tổn thất sẽ được giảm đi rất
nhiều.
* Tóm tắt nội dung :
+ Trước hết đưa ra một số phương án khả thi. Phân tích ưu, nhược điểm của từng
phương án, sau đó chọn phương án tối ưu nhất phù hợp cho từng loại xe khác nhau.
+ Dựa trên lý thuyết điều khiển để tính toán các mạch điện tử điều khiển đèn phanh
bật sáng khi tài xế thả gấp bàn đạp ga để chuyển chân sang bàn đạp phanh.
+ Dựa trên phần lý thuyết đã tính toán để chế tạo ra các thiết bò mẫu có đủ tất cả các
bộ phận và chi tiết như khi bố trí ở trên xe.
+ Thực hiện thử nghiệm ở trên các xe cụ thể. Đo đạc , xử lý số liệu và so sánh các kết
qua ûkhi các xe có đặt thiết bò tín hiệu báo phanh khẩn cấp và xe không đặt thiết bò này. Từ
đó mới thấy đựơc ý nghóa của đề tài đối với nhu cầu của xã hội.

1


PHẦN I

:

ĐẶT VẤN ĐỀ

I. ĐỐI TƯNG NGHIÊN CỨU:
Đề tài sẽ nghiên cứu, thiết kế và chế tạo ra các thiết bò mà trong ngành giao thông
đường bộ đang rất cần có để giảm bớt tai nạn giao thông do mật độ xe trên đường quá dày
đặc.
Chúng ta biết rằng : Quãng đường phanh thực tế phụ thuộc vào thời gian phanh, vận
tốc xe khi bắt đầu phanh và hệ số bám. Nếu xét một trường hợp cụ thể với vận tốc xe và hệ
số bám xác đònh thì quãng đường phanh thực tế chỉ còn phụ thuộc vào thời gian phanh. Nếu
giảm được thời gian phanh thì sẽ giảm được thì quãng đường phanh thực tế. Cho nên đối
tượng nghiên cứu của đề tài là làm sao đó để giảm được thời gian phanh của xe đi sau khi xe
đi trước gặp nguy hiểm và tiến hành phanh trước xe đi sau.
Nếu các thiết bò tín hiệu báo phanh khẩn cấp này được lắp đặt trên tất cả các ô tô thì
các tai nạn va chạm khi phanh do khoảng cách an toàn giữa các xe không đảm bảo sẽ được
loại trừ. Như vậy đề tài này đã góp phần làm giảm tổn hại về vật chất và con người do tai
nạn giao thông gây ra.

II. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC:
- Lónh vực này ở trong nước chưa được nghiên cứu.
- Ở nước ngoài, lónh vực này cũng đã có một số đề tài nghiên cứu ở Mỹ và châu Âu.
Nhưng nguyên lý và cấu tạo của các thiết bò đã có khác với nguyên lý và cấu tạo của thiết bò
sẽ chế tạo từ đề tài này.
Một số thiết bò tín hiệu báo phanh khẩn cấp đã sáng chế là:
 Patent US 3912892
 Patent US 3601796
 Patent US 3921750
 Patent ở châu u số 0219 858

III. NHỮNG VẤN ĐỀ CÒN TỒN TẠI:
Do kinh phí cấp cho đề tài bò hạn chế, nên đề tài này chỉ triển khai thiết kế và chế tạo
cho một phương án. Hy vọng rằng, sau này nếu được cấp thêm kinh phí thì sẽ tiến hành thiết

2


kế và chế cho các phương án còn lại. Đó sẽ là nội dung của đề tài nghiên cứu tiếp theo của
tác giả đề tài này.

3


PHẦN II : GIẢI

QUYẾT VẤN ĐỀ.

I. MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI:
1. Khắc phục nhược điểm của các loại đèn phanh hiện tại trên ôtô.
2. Chế tạo ra thiết bò điều khiển đèn phanh bật sáng ngay khi tài xế rời chân khỏi
bàn đạp ga để chuyển sang bàn đạp phanh, giúp cho tài xế xe đi sau phát hiện sớm ý đònh
phanh xe của tài xế xe đi trước. Bởi vậy tránh được va chạm giữa 2 xe hoặc giảm tổn thất khi
va chạm.
3. Nếu thiết bò này bò hư hỏng thì đèn báo phanh có sẳn của xe vẫn hoạt động bình
thường.
4. Chế tạo hàng loạt để trang bò cho các loại xe ô tô.

II. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU:
1. Đề tài được thực hiện theo phương pháp sau: Trước hết đưa ra một số phương án

khả thi. Phân tích ưu, nhược điểm của từng phương án, sau đó chọn các phương án tối ưu nhất
phù hợp cho từng loại xe khác nhau.
2. Các bước lý thuyết nghiên cứu, chế tạo và thử nghiệm:
+ Dựa trên lý thuyết điều khiển để tính toán các mạch điện tử điều khiển đèn phanh
bật sáng khi tài xế thả gấp bàn đạp ga để chuyển chân sang bàn đạp phanh.
+ Dựa trên phần lý thuyết đã tính toán để chế tạo ra các thiết bò mẫu có đủ tất cả các
bộ phận và chi tiết như khi bố trí ở trên xe.
+ Thực hiện thử nghiệm ở trên các xe cụ thể. Đo đạc , xử lý số liệu và so sánh các kết
quảkhi các xe có đặt thiết bò tín hiệu báo phanh khẩn cấp và xe không đặt thiết bò này.

III. NỘI DUNG CỦA ĐỀ TÀI:
3.1. Tính toán quãng đường phanh và khoảng cách giữa 2 xe sau khi phanh:
Khảo sát quá trình phanh, chúng ta thấy có 5 giai đoạn xảy ra khi phanh ứng với các
khoảng thời gian t1, t2, t3, t4, t5.
Trên hình 3.1 biểu thò mối quan hệ của lực phanh Pp và gia tốc phanh j với thời gian t.
Điểm O ứng với lúc tài xế nhìn thấy nguy hiểm và nhận thấy cần phải phanh xe.

4


Pp ; j

O

t1

A
t2 t3

t4

t5

B

t

Hình 3.1: Giản đồ phanh.

t1 - Thời gian phản xạ của tài xế: tức là từ lúc thấy nguy hiểm cho đến khi tác dụng
vào bàn đạp phanh, t1= 0,3÷0,8s.
t2 - Thời gian chậm tác dụng của dẫn động phanh, tức là từ lúc tài xế đạp vào bàn đạp
phanh cho đến khi má phanh ép sát vào trống phanh. Đối với phanh dầu t2 = 0,03s; với phanh
khí nén: t2 = 0,3s.
t3 - Thời gian tăng lực phanh hoặc gia tốc phanh, với phanh dầu t3 = 0,2s; với phanh
khí nén: t3 = 0,5  1s.
t4 - Thời gian phanh hoàn toàn, ứng với lực phanh cực đại.

t4 

 i v1
g

(3.1)

(Với v1 là vận tốc của xe lúc bắt đầu phanh)
t5 - Thời gian nhả phanh, lực phanh giảm về 0, với phanh dầu t5 = 0,2s ; phanh khí t5
=1,5  2s.
Khi xe dừng hoàn toàn mới nhả phanh, nên t5 không ảnh hưởng đến quãng đường
phanh, cho nên thời gian t kể từ khi tài xế thấy nguy hiểm cho đến khi xe dừng hẳn là:

t = t1 + t2 + t3 +t4

Nếu kể đến thời gian chậm tác dụng t2 thì quãng đường phanh thực tế kể
từ khi tác dụng lên bàn đạp phanh cho đến khi xe dừng hẳn là:

S  v1 t 2 

kv12
2g

(3.2)

Ở đây:
k - Hệ số hiệu đính quãng đường phanh.
Cho xe du lòch : ks =1,1  1,2 .
Cho xe tải và xe bus: ks =1,4  1,6
S – Quãng đường phanh thực tế.
5


Chúng ta sẽ nghiên cứu trường hợp sau thường xảy ra trong thực tế:
Có 2 xe chuyển động cùng chiều, xe đi trước có vận tốc v1, xe đi sau có vận tốc v2 và
v1 = v2 = const. Cho nên khoảng cách giữa 2 xe trước khi một trong 2 xe tiến hành phanh là
X120 ø sẽ là không đổi.
Chúng ta giả thiết rằng: trên cả 2 xe không có thiết bò tín hiệu báo phanh khẩn cấp và
do mật độ xe trên đường khá dày đặc nên khoảng cách X120 không đảm bảo được khoảng
cách an toàn giữa 2 xe theo quy đònh.
Thực tế cho thấy, khi xe đầu bất ngờ gặp nguy hiểm và tiến hành phanh đột ngột. Do
đèn phanh ở cả 2 xe là đèn phanh bình thường nên khi tài xế xe 1 đã đạp lên bàn đạp phanh,
quá trình phanh đã xảy ra ở xe 1 thì đèn phanh ở xe 1 mới bật sáng. Lúc này tài xế của xe đi

sau mới phát hiện nguy hiểm, bắt đầu chuyển chân từ bàn đạp ga qua bàn đạp phanh, tức là
đã mất đi thời gian t1, sau đó thời gian chậm tác dụng của dẫn động phanh ở xe đi sau t2.
Như vậy hệ thống phanh của xe đi sau thực sự bắt đầu có tác dụng và vận tốc xe đi
sau bắt đầu giảm so với xe đi trước đã chậm hơn 1 khoảng thời gian là:
tc = t1 + t2

(3.3)

Trong khi đó ở xe đi trước, sau khoảng thời gian tc thì vận tốc của xe này đã giảm
xuống giá trò v 1 < v1. Nên khoảng cách giữa
2 xe lúc này là X121 và dễ dàng thấy rằng X121 < X120 (xem hình 3.2).
Ý nghóa của các ký hiệu trên (hình 3.2) như sau:
X120 – Khoảng cách giữa 2 xe khi phanh của xe 1 bắt đầu có tác dụng và đèn phanh
xe 1 bật sáng.
X121 – Khoảng cách giữa 2 xe khi phanh của xe 2 bắt đầu có tác dụng.
X122 – Khoảng cách giữa 2 xe khi quá trình phanh của 2 xe kết thúc.
L01 – Chiều dài toàn bộ của xe 1.
L02 – Chiều dài toàn bộ của xe 2.
S1 – Quãng đường đi được của xe 1 kể từ khi phanh của xe 1 bắt đầu có tác dụng cho
đến khi phanh của xe 2 bắt đầu có tác dụng (với khoảng thời gian tương ứng là tc
= t1 + t2)
S2 – Quãng đường đi được của xe 2 tương ứng với thời gian tc = t1 + t2.
Sp1 – Quãng đường phanh toàn bộ của xe 1.
Sp2 – Quãng đường phanh toàn bộ của xe 2.
S’p1 – Quãng đường phanh của xe 1 còn lại khi hệ thống phanh của xe 2 bắt đầu có
tác dụng.
Các thời điểm xảy ra trong quá trình phanh của xe 1 và xe 2 được thể hiện qua các
điểm A, B, C, D, E, F:
D – Là thời điểm tài xế xe 1 thấy nguy hiểm và nhận thấy phải phanh xe.
DE – Là thời gian phản xạ cuả tài xế xe 1: chính là thời gian t1.

E – Là thời điểm tài xế xe 1 bắt đầu đạp lên bàn đạp phanh.
EF – Là thời gian chậm tác dụng của dẫn động phanh ở xe 1: t2.
6


F – Là thời điểm phanh của xe 1 bắt đầu có tác dụng và đèn phanh xe 1 bắt đầu bật
sáng.
A – Là thời điểm tài xế xe 2 thấy đèn phanh xe 1 bật sáng và nhận thấy phải phanh
xe.
AB – Là thời gian phản xạ của xe 1: chính là t1.
B – Là thời điểm tài xế xe 2 bắt đầu đạp lên bàn đạp phanh.
BC – Là thời gian chậm tác dụng của dẫn động phanh ở xe 2: t2.
C – Là thời điểm phanh xe 2 bắt đầu có tác dụng.

X120
v2
Xe 2

A

B

C

Sp1

L01

D

E F

v1
Xe 1

Sp1
v2

v 1

Xe 2
L02

S2

S1

Xe 1

X121

L01

X122
v2 = 0

v1 = 0

Xe 2

Xe 1

Sp2

L01

Hình 3.2: Sơ đồ tính toán quãng đường phanh và khoảng cách giữa hai xe sau khi
phanh (Trường hợp ở cả 2 xe chưa có đèn tín hiệu báo phanh khẩn cấp).
Từ sơ đồ mô tả quá trình phanh của 2 xe trên hình 3.2 ta có:
Sp2 + X122 + L01 = X121 + L01 + Sp1
Suy ra: X122 = X121 + Sp1 – Sp2

7

(3.4)


Với:

k v12
Sp1 
'
21 g

(3.5)

Trong đó:
v 1 – Vận tốc của xe 1 tại 1 thời điểm phanh của xe 2 bắt đầu tác dụng (v1> v 1 ).
1 - Hệ số bám giữa các bánh xe của xe 1 với đường.
g – Gia tốc trọng trường.

k – Hệ số hiệu đính quãng đường phanh.

Quãng đường phanh Sp2 được tính như sau:

Sp2 

k v 22
2 2 g

(3.6)

Ở đây:
v2 – Vận tốc của xe 2 tại thời điểm phanh của xe 2 bắt đầu tác dụng (v2 = v1).
 2 - Hệ số bám giữa các bánh xe của xe 2 với đường.

Khoảng cách giữa 2 xe X121 được tính theo hình 3.2:
X121 = X120 - S2 + S1

(3.7)

Khoảng cách X120 chúng ta chọn trước tùy theo mật độ lưu thông của xe trên đường.
Quãng đường S1 là quãng đường phanh của xe 1 khi vận tốc của nó giảm từ v1 xuống
vận tốc v’1:

S1 

k (v12  v12 )
21g

(3.8)

Quãng đường S2 là quãng đường đi được của xe 2 tương ứng với thời gian tc = t1+t2 (
tức là thời gian từ khi tài xế của xe 2 nhìn thấy đèn phanh của xe 1 bật sáng cho đến khi
phanh của xe 2 bắt đầu có tác dụng).
Lúc này xe 2 vẫn chuyển động đều với vận tốc v2 nên:
S2 = v2.tc = v2 (t1+ t2)

(3.9)

Ở đây ta giả thiết rằng: thời gian phản xạ t1 của cả 2 tài xế coi là như nhau và thời
gian chậm tác dụng của dẫn động phanh ở cả 2 xe coi là như nhau.
Thay các giá trò từ (3.5) ; (3.6); (3.7); (3.8) và (3.9) vào (3.4) chúng ta tính được
khoảng cách giữa 2 xe sau khi phanh (lúc 2 xe đã dừng hẳn lại):
8


X122 = X120 – S2 + S1 + Sp1 – Sp2 =

kv 12
k (v12  v12 )
k v 22
= X120 – v2(t1+t2) +
+
–
2 2 g
21g
2 1 g
= X120 – v2(t1+t2) +

kv 12

k v 22
–
21 g
2 2 g

(3.10)

Theo công thức (3.10) sẽ có 3 trường hợp xảy ra:
1. Nếu X122 > 0 thì va chạm giữa 2 xe sẽ không xảy ra sau quá trình phanh của 2 xe.
2. Nếu X122 = 0 thì xe 2 sẽ chạm rất nhẹ vào xe 1 sau quá trình phanh của 2 xe.
3. Nếu X122 < 0 thì xe 2 sẽ va chạm rất mạnh vào xe 1 sau quá trình phanh của 2 xe.
Cũng từ (3.10) ta thấy rằng khoảng cách X122 phụ thuộc vào các giá trò X120, v1, v2, t1,
t2, k, 1 ,  2 .
Hiện nay, trên các xa lộ và ở các thành phố lớn, do lượng xe ô tô lưu hành khá nhiều,
nên khoảng cách X120 thường nhỏ hơn khoảng cách an toàn tối thiểu giữa 2 xe. Bởi vậy khi
xe đi trước phanh gấp, do khoảng cách X120 khá nhỏ và do các xe chưa trang bò đèn tín hiệu
báo phanh khẩn cấp nên thường xảy ra khoảng cách X122 < 0 và tai nạn do va chạm sẽ xảy ra.
Nếu xe đi trước (xe 1) có trang bò đèn tín hiệu báo phanh khẩn cấp, thì khi tài xế xe 1
phát hiện nguy hiểm và nhận thấy phải phanh xe, lập tức thả bàn đạp ga đột ngột, tức thì đèn
báo phanh khẩn cấp bật sáng, tài xế xe 2 thấy được vànhận thấy phải phanh xe gần như cùng
một lúc với tài xế xe 1. Như vậy thì thời điểm tiến hành phanh ở cả 2 xe gần như cùng một
lúc.
Theo công thức (3.3) lúc này ta có:
tc  0

(3.11)

Với tc là khoảng thời gian tính từ khi phanh của xe 1 bắt đầu có tác dụng cho đến khi
phanh của xe 2 bắt đầu có tác dụng.
Vậy thì quãng đường S2 của xe 2 là:

S2 = v2tc  0

(3.12)

Nếu trước khi phanh v1 = v2, 1   2 và k cho cả 2 xe là giống nhau thì:

kv 12
k v 22
=
21 g 2 2 g

(3.13)

Thay các giá trò (3.12) và (3.13) vào (3.10) ta có:

9


X122  X120 > 0

(1.14)

Như vậy sau khi phanh gấp, nếu xe đi trước có đèn tín hiệu báo phanh khẩn cấp thì
khoảng cách giữa 2 xe sau khi phanh gần bằng khoảng cách giữa 2 xe trước khi phanh X120,
tuy có nhỏ hơn một chút, nhưng X122 vẫn lớn hơn không.
Bởi thế nếu xe đi trước có trang bò đèn tín hiệu báo phanh khẩn cấp và cả 2 xe chuyển
động với vận tốc không lớn lắm, thì khi xe 1 phanh đột ngột, thì xe thứ 2 cũng tiến hành
phanh gần như cùng một lúc với xe 1 và va chạm giữa 2 xe không xảy ra.
Do ưu điểm vượt trội đó, nên hiện nay ở các nước trong liên minh Châu Âu và Bắc
Mỹ đã bắt buộc hầu hết các loại ô tô (nhất là xe du lòch) phải trang bò đèn tín hiệu bá o phanh

khẩn cấp.
Ở Việt Nam, trong thời gian không xa nữa, chắc chắn các loại ô tô (mà trước hết là xe
du lòch) cũng phải trang bò đèn tín hiệu báo phanh khẩn cấp, nhằm để giảm bớt một trong các
nguyên nhân gây ra tai nạn giao thông.

3.2. THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN TÍN HIỆU BÁO PHANH KHẨN
CẤP:
Khi bật IG mạch bắt đầu hoạt động:
+ Nếu đạp thắng, công tắc STOP sẽ đóng và đèn báo STOP LIGHT và STOP LED bật
sáng.
+ Nếu trong quá trình chuyển động , tài xế thấy nguy hiểm và nhận thấy phải phanh
xe, lập tức tài xế nhả bàn đạp ga đột ngột để chuyển chân sang bàn đạp phanh. Khi tài xế
nhả bàn đạp ga đột ngột ( mạch xác đònh bằng tín hiệu từ cảm biến vò trí bướm ga thay đổi
đột ngột hay không ) mạch xử lý nhận được tín hiệu chân ga giảm đột ngột sẽ điều khiển
transistor Q1 dẫn, tức thì đèn STOP LED sáng lên và sẽ tắt sau 5 giây nếu tài xế không tiếp
tục đạp thắng .
Theo mục 3.1. thời gian phản xạ của tài xế t1 và thời gian chậm tác dụng của dẫn
động phanh t2 tối đa là:
Đối với phanh dầu: t1 + t2 = 0,83 s
Đối với phanh khí nén: t1 + t2 = 1,1 s
Như vậy thời gian sáng 5 giây của đèn STOP LED là quá đủ để tài xế chuyển chân từ
bàn đạp ga qua bàn đạp phanh và tác dụng lên bàn đạp phanh để đèn báo STOP LIGHT và
STOP LED bật sáng trong suốt quá trình phanh.
Nếu tài xế thả bàn đạp ga từ từ với mục đích chỉ để giảm tốc độ xe thì đèn STOP
LED sẽ không bật sáng.

10


STOP LIGHT

STOP
F1
1

2

1

2

1

2

FUSE
IGSW
1

STOP LED

2

D1
1

MACH DIEU KHIEN
IG

2

D2

1

D6

BATT

1

2

2
D3
1

Q1
3

2

OUT

2

D7
1

2

D4

1

1
ACCU

2
D5
2

2

1

1

5V

1

Microcontroler

R1

VTA

2
Buom ga
STOP LIGHT

3

E2
E1

1

Hình 3.3: Sơ đồ mạch điều khiển

Trên hình 3.4 là sơ đồ mạch nguyên lý , ý nghóa của các ký hiệu như sau:
IG – Nguồn dương của công tắc máy
VTA – Tín hiệu từ cảm biến vò trí bướm ga
OUT_ DEN – Tín hiệu ra điều khiển đèn LED
OUT_ RELAY _ Tín hiệu ra điều khiển relay đèn phanh ( nếu cần )

11

2


U2
LM7805
D8

VI

2
2

C3
10uF

D9
4.1V

12V
WVTA

R1
1

VCC

TP20

TP21

TP22

T POINT A T POINT A T POINT A

2
4.7K

1

2

VTA

VCC

1

2

1

1

VCC

TP13

1

R9
1K

1

4.7K

2

NGUON

1

1

12V

VCC

1

R8

3

2

C2
15V 1000uF/16V

12V

VO

1

1

GND

2

1

21

2

1

2

R7 22

D6
IG

D1

TP4
C1
103

1

2

4.1V

1

GND

1
2
3
4
5
6
7
8

BR3
MSV8

1

1

TP18TP19
T POINT
T POINT
A
A

2

1

21

.1uF
9

10

PC6(RESET)
(RXD)PD0
(TXD)PD1
AREF
(INT0)PD2
(INT1)PD3
(XCK/T0)PD4
PB6(XTAL1/TOSC1)
(T1)PD5
(AIN0)PD6
PB7(XTAL2/TOSC2) (AIN1)PD7

2
3
4
5
6
11
12
13

1
1

330
330 2
2

1

OUT_RELAY

Q7
D468

D16
20V

IG

ATMEGA8

3

1

C4

2

470

1

2

R22

14
15
16
17
18
19

2

11
D17

PC0(ADC0)
(ICP1)PB0
PC1(ADC1)
(OC1A)PB1
PC2(ADC2)
(SS/OC1B)PB2
PC3(ADC3) (OC2/MOSI)PB3
PC4(ADC4/SDA) (MISO)PB4
PC5(ADC5/SCL)
(SCK)PB5

3

2

23
24
25

26
27
28

AVCC

WVTA

20

VCC
U1

R16
1

1

Q8

2

2

PNP BCE
Q9

220

OUT_DEN

3

NPN BCE

2

1

Hình 3.4: Sơ đồ mạch nguyên lý

Trên hình 3.5 và 3.6 là sơ đồ mạch in và sơ đồ bố trí linh kiện của đèn tín hiệu báo
phanh khẩn cấp.

12


Hỡnh 3.5: Sụ ủo maùch in.

Hỡnh 3.6: Sụ ủo boỏ trớ linh kieọn

13


3.3. CHẾ TẠO THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN ĐÈN TÍN HIỆU BÁO PHANH KHẨN
CẤP:

Theo nguyên lý đã thiết kế , chúng tôi đã chế tạo ra thiết bò tín hiệu báo phanh khẩn
cấp trong thực tế.

14


15


IV.KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯC:
1.Tính khoa học:
Thiết bò tín hiệu báo phanh khẩn cấp điều khiển đèn phanh bật sáng ngay khi tài xế
phát hiện nguy hiểm và rời chân khỏi bàn đạp ga để chuyển sang bàn đạp phanh. Như vậy
tài xế xe đi sau phát hiện xe đi trước sẽ phanh ngay khi xe trước chưa phanh, nhưng chắc
chắn sẽ phanh và tài xế xe đi sau sẽ tiến hành phanh gần như cùng một lúc với xe đi trước.
Tín hiệu báo phanh khẩn cấp được tính toán trên cơ sở tốc độ thả bàn đạp ga của tài
xế. Khi gặp nguy hiểm tài xế thả bàn đạp ga nhanh thì tín hiệu đèn báo phanh khẩn cấp mới
bật sáng. Khi tài xế thả bàn đạp ga từ từ để giảm tốc độ của xe thì tín hiệu đèn báo phanh
khẩn cấp sẽ không bật sáng. Tất cả đều được tính toán và hiệu chỉnh chính xác cho từng loại
xe.
2. Khả năng ứng dụng vào thực tế:
Thiết bò tín hiệu báo phanh khẩn cấp dễ dàng lắp đặt trên các xe ô tô.
Dựa trên kết quả nghiên cứu sẽ chế tạo ra các thiết bò tín hiệu báo phanh khẩn cấp
nhằm trang bò cho tất cả các loại ôtô. Khi được lắp đặt thiết bò này thì khả năng xảy ra va
chạm do khoảng cách an toàn giữa các xe không đảm bảo sẽ được loại trừ phần lớn. Như
vậy, kết quả nghiên cứu của đề tài này sẽ góp phần làm giảm tai nạn giao thông khi mật độ
xe trên đường quá dày đặc.
3. Hiệu quả kinh tế và xã hội:
a. Tầm quan trọng của đề tài:
Đề tài đã nghiên cứu, thiết kế và chế tạo ra thiết bò mà trong ngành giao thông đường
bộ đang rất cần có để giảm bớt tai nạn giao thông do mật độ xe trên đường quá dày đặc.
b. Đối tượng hưởng thụ kết quả nghiên cứu :
Các nhà máy chế tạo ô tô và các chủ xe ô tô muốn đảm bảo an toàn khi lưu hành đều

có thể hưởng thụ kết quả nghiên cứu của đề tài này.
c. Lợi ích do đề tài mang lại:
Nếu các thiết bò tín hiệu này được lắp đặt trên tất cả các ô tô thì các tai nạn va chạm
khi phanh do khoảng cách an toàn giữa các xe không đảm bảo sẽ được loại trừ phần lớn. Như
vậy đề tài này đã góp phần làm giảm tổn hại về vật chất và con người do tai nạn giao thông
gây ra cho toàn xã hội.

16


PHẦN III: KẾT

LUẬN

I.KẾT LUẬN:
Sau khi nghiên cứu chúng tôi thấy có nhiều phương án để thiết kế thiết bò tín hiệu báo
phanh khẩn cấp. Nhưng chúng tôi quyết đònh chọn phương án tối ưu nhất. Đó ùlà phương án
chế tạo đơn giản, giá thành thấp nhất và dễ lắp đặt, bố trí ở trên xe.
Khi trên các xe đã có đặt thiết bò tín hiệu báo phanh khẩn cấp , nếu khoảng cách giữa
các xe quá nhỏ và chúng chuyển động với vận tốc quá lớn ( trên 80 km/ h ) thì khả năng va
chạm vẫn có thể xảy ra nếu xe đi trước phanh quá đột ngột.
Bởi vậy , nếu khoảng cách giữa các xe quá nhỏ khi chuyển động thì tài xế nên để xe
chạy với vận tốc vừa phải ( nhỏ hơn 50 km/h )
II.ĐỀ NGHỊ:
Trong những năm gần đây, lượng xe ô tô ở nước ta tăng nhanh nhưng cơ sở hạ tầng
không đáp ứng kòp, nên mật độ xe lưu thông trên đường khá dày đặc, dẫn tới khoảng cách an
toàn tối thiểu giữa 2 xe không còn được đảm bảo.
Bởi vậy, để giảm bớt tai nạn do va chạm giữa các xe khi xe đi trước phanh đột ngột,
chúng tôi đề nghò cần bắt buộc phải trang bò đèn tín hiệu báo phanh khẩn cấp trên tất cả các
loại xe ô tô

17


MỤC LỤC
Trang
Tóm tắt đề tài …………………………………………………………………………… ........................................................... 1
Phần I : Đặt vấn đề ……………………………………………………………………… ..................................................... 2
I. Đối tượng nghiên cứu ………………………………………………………… ................................................... 2
II. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước ................................... …………………………………….2
III. Những vấn đề còn tồn tại ...................................................... ………………………………………………2
Phần II : Giải quyết vấn đề ........................................................ …………………………………………………….3
I. Mục đích của đề tài ................................................ …………………………………………………………………3
II. Phương pháp nghiên cứu ...................................................... ……………………………………………….3
III. Nội dung của đề tài ………………………………………………… ............................................................. 3
3.1 Tính toán quãng đường phanh và khoảng cách giữa 2 xe sau khi phanh………... .3
3.2 Thiết kế mạch điều khiển ……………………………………………… .............................................. 9
3.3 Chế tạo thiết bò tín hiệu báo phanh khâûn cấp … .................................................. 13
IV. Kết quả đạt được ………………………………………………………….. ...................................................... 15
1. Tính khoa học ……………………………………………………………….. ................................................. 15
2. Khả năng ứng dụng vào thực tế ………………………………………………..................................... 15
3. Hiệu quả kinh tế và xã hội ………………………………… ....................................................... 15
Phần III: Kết Luận …………………………………………………………................................................................. 16
I. Kết luận…………………………………………………………………………… ....................................................... .16
II. Đề nghò …………………………………………………………………. ............................................................... .16
Mục Lục ………………………………………………………………………………................................................................ 17
Tài liệu tham khảo…………………………………………………………………………….18

18

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]TS. Đỗ văn Dũng

Trang bò điện & điện tử ô tô.
NXB Đại học QG. TP. HCM. – 2004.

[2] Prof.Ing.Frantisek Vlk, DrSc. Teorie vozidel
Nhà xuất bản SNTL Praha – Czech Republic, 1982,
235 trang.
[3] Prof.Ing.Frantisek Vlk, DrSc. Elektronicke systemy motorovych vozidel.
Nhà xuất bản SNTL Praha – Czech Republic, 2003,
437 trang.
[4] Prof.Ing.Frantisek Vlk, DrSc. Dynamika motorových vozidel
Nhà xuất bản SNTL Praha – Czech Republic, 2000,
472 trang.

19


20


S

K

L

0

0

2

1

5

4