Đồ án thiết kế hệ thống nhúng, học viện công nghệ bưu chính viễn thông (2)

HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG
KHOA KĨ THUẬT ĐIỆN TỬ I
----- -----

BÁO CÁO MÔN
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG NHÚNG

ĐỀ TÀI: CÔNG NGHỆ NHÚNG
TRONG NGÀNH CÔNG
NGHIỆP Ô TÔ
Giảng viên hướng dẫn: TS. Nguyễn Ngọc Minh
Thành viên nhóm 9:
Nguyễn Việt Anh – B17DCDT015
Mai Thành Khôi – B17DCDT102
Vũ Quang Huy – B17DCDT098

Hà Nội năm 2021

1


Lời mở đầu
Ngành công nghiệp ô tô hiện nay là nền kinh tế lớn thứ sáu
trên thế giới, sản xuất hàng chục triệu xe mỗi năm và đóng góp
quan trọng vào thu nhập của các chính phủ trên tồn thế giới.
Và ngày nay thì cơng nghệ điện tử và phần mềm đang đóng góp
rất lớn trong việc cải thiện về tính năng, hiệu suất, sự thoải mái
và an tồn của xe ơ tơ . Có thể nói rằng hệ thống nhúng đã hầu
như hồn tồn kiểm sốt được chiếc ơ tô của chúng ta. Từ việc
điều khiển hoạt động của cái cần gạt nước nhỏ xíu cho đến việc
điều khiển một hệ thống chống bó phanh phức tạp, mọi thứ

trong chiếc ô tô đều nằm dưới sự điều khiển của hệ thống
nhúng. Thiết bị điều khiển điện tử (Electronic Control Units) cịn
gọi là ECU đang được sử dụng trong ơ tô. ECU bao gồm bộ điều
khiển vi xử lý và bộ xử lý tín hiệu số. Các dịng xe Mercedes,
BMW và các dòng xe hạng sang khác cũng sử dụng nhiều loại
bộ điều khiển sử dụng hệ thống nhúng.
Nhận thấy tầm quan trọng của công nghệ nhúng trong
ngành công nghiệp ơ tơ nên nhóm chúng em quyết định tiến
hành tìm hiểu và nghiên cứu đề tài “Công nghệ nhúng trong
ngành cơng nghiệp ơ tơ” để có thể hiểu rõ và giải thích được vì
sao nó lại có tầm quan trọng như vậy.

2


MỤC LỤC

A. NHIỆM VỤ VÀ YÊU CẦU ĐỀ TÀI
I. Đặt vấn đề :
Ngày nay các hệ thống nhúng được sử dụng rộng rãi trong
ngành cơng nghiệp ơ tơ. Có thể nói rằng hệ thống nhúng đã hầu
như hồn tồn kiểm sốt được chiếc ơ tơ của chúng ta. Từ việc
điều khiển hoạt động của cái cần gạt nước nhỏ xíu cho đến việc
điều khiển một hệ thống chống bó phanh phức tạp, mọi thứ
trong chiếc ô tô đều nằm dưới sự điều khiển của hệ thống
nhúng. Thiết bị điều khiển điện tử (Electronic Control Units) còn
gọi là ECU đang được sử dụng trong ô tô. ECU bao gồm bộ điều
khiển vi xử lý và bộ xử lý tín hiệu số.
Rất nhiều các ECU (đâu đó khoảng 100 ECU) được tích hợp
trong ơ tơ nhằm vào mục đích chính lớn đó là:

3


- Tiết kiệm nhiên liệu, giảm khí thải
- Đảm bảo sự an toàn
- Mang đến sự thoải mái, thuận tiện và cả sự giải trí
- Giảm trọng lượng, giá thành của xe.

II. Đối tượng nghiên cứu:
Sau khi tìm hiểu thơng tin về đề tài, cùng với những hiểu
biết sẵn có và tìm kiếm thơng tin liên quan, chúng tơi xác định
các đối tượng cần nghiên cứu là:
- Công nghệ nhúng trong ngành công nghiệp ô tô.
- Những cải tiến và lợi ích mà cơng nghệ nhúng mang lại.
- Tiềm năng phát triển tại thị trường Việt Nam.

4


B. NỘI DUNG CHÍNH
I. Sơ đồ khối
Các nhà sản xuất xe hơi đưa ra 5 Domains chính cho các
thiết bị điện tử nhúng trong xe hơi bao gồm:
•

Power train domain: liên quan đến chức năng điều khiển chuyển
động của xe bao gồm các động cơ, hệ thống truyền động, tăng

•

tốc, giảm tốc.
Chassis domain: liên quan đến điều khiển lái (vị trí và hướng di

•

chuyển của bánh), phanh.
Body domain: bao gồm các thành phần không liên quan trực
tiếp đến chuyển động của xe như: túi khí, cần gạt nước, đèn

•

đóm, điều hịa, …
Telematics domain: là hệ thống trao đổi thơng tin giữa xe với
thế giới bên ngồi, có thể là giữa xe với xe, giữa xe với cơ sở hạ

•

tầng và dịch vụ xung quanh.
HMI domain: bao gồm các thiết bị (màn hình hiển thị, nút bấm)
dùng để trao đổi thơng tin giữa hệ thống điện tử của xe và
người dùng (lái xe và hành khách). HMI bao gồm nhiều hệ thống
nhỏ như Head Unit hay còn gọi là AVN – Audio Video Navigation
hoặc Infotainment (chứa hệ thống thông tin giải trí, nghe nhạc,
xem video, dẫn đường, …), Instrument Cluster (hệ thống hiển
thị thông tin cụm đồng hồ), HUD – Head Up Display (hệ thống
hiển thị các thông tin như tốc độ, dẫn đường trên kính, thẳng
mặt lái xe)

5

Hình 1. Các Domains chính cho các thiết bị điện tử nhúng trong
xe hơi

II. Tìm hiểu các cơng nghệ nhúng trong cơng
nghiệp ơ tơ
1. Hệ thống chống bó phanh (Anti-lock brake
system)
1.1. Định nghĩa
Hệ thống chống bó phanh (ABS viết tắt của Anti-lock
Braking System ) là một hệ thống trên ô-tô giúp cho bánh
xe của phương tiện khơng bị bó cứng trong khi phanh (phanh
trượt), chống lại việc bánh xe bị trượt dài trên mặt đường. Hệ
thống chống bó phanh ABS là một ví dụ điển hình về hệ thống
nhúng trong ngành công nghiệp ô tô.

6


Hình 2. Hoạt động của hệ thống phanh ABS
1.2. Lịch sử
Hãng Bosch của Đức đã có ý tưởng và phát triển hệ thống
này từ thập niên 1930, sau đó đến năm 1978 lần đầu tiên sản
xuất được hệ thống ABS điện. Hệ thống ABS áp dụng lần đầu
tiên trên xe ô tô là dòng xe S-serie của Mercedes-Benz vào năm
1978 sau đấy thì được áp dụng trên cả những phương tiện khác
kể cả mô tô nhưng dựa trên loại má phanh có tính ăn mềm.

7

1.3. Cấu tạo
Hệ thống phanh ABS có các bộ phận chính sau đây:
•

ECU( Electronic Control Unit hay cịn gọi là hộp đen) điều khiển
trượt: Bộ phận này xác định mức trượt giữa bánh xe và mặt
đường dựa vào các tín hiệu từ các cảm biến và điều khiển bộ
chấp hành của phanh.

•

Cơng tắc phanh: báo cho ECU biết khi nào người lái đạp phanh
và dừng đạp phanh.

•

Bộ chấp hành của phanh: Bộ chấp hành của phanh điều khiển
áp suất thuỷ lực của các xilanh ở bánh xe bằng tín hiệu ra của
ECU điều khiển trượt.

•

Cảm biến tốc độ: Cảm biến tốc độ phát hiện tốc độ của từng
bánh xe và truyền tín hiệu đến ECU điều khiển trượt.

Hình 3. Cấu tạo hệ thống phanh ABS

8

Ngồi ra, trên táp lơ điều khiển cịn có:
•

Đèn báo táp-lô:
o Đèn báo của ABS, khi ECU phát hiện thấy sự trục trặc ở

ABS hoặc hệ thống hỗ trợ phanh, đèn này bật sáng để
báo cho người lái.
o Đèn báo hệ thống phanh, khi đèn này sáng lên đồng

thời với đèn báo của ABS, nó báo cho người lái biết
rằng có trục trặc ở hệ thống ABS và EBD.
o Cơng tắc đèn phanh: Công tắc này phát hiện bàn đạp

phanh đã được đạp xuống và truyền tín hiệu đến ECU
điều khiển trượt. ABS sử dụng tín hiệu của cơng tắc
đèn phanh. Tuy nhiên dù khơng có tín hiệu cơng tắc
đèn phanh vì cơng tắc đèn phanh bị hỏng, việc điều
khiển ABS vẫn được thực hiện khi các lốp bị bó cứng.
Trong trường hợp này, việc điều khiển bắt đầu khi hệ
số trượt đã trở nên cao hơn (các bánh xe có xu hướng
khố cứng) so với khi cơng tắc đèn phanh hoạt động
bình thường.
•

Cảm biến giảm tốc: Chỉ có ở một số loại xe. Cảm biến giảm tốc
cảm nhận mức giảm tốc của xe và truyền tín hiệu đến ECU điều
khiển trượt. Bộ ECU đánh giá chính xác các điều kiện của mặt
đường bằng các tín hiệu này và sẽ thực hiện các biện pháp điều

khiển thích hợp.

9


1.4. Nguyên lý
Đây là một hệ thống sử dụng các cảm biến điện tử để nhận
biết một hoặc nhiều bánh bị bó cứng trong q trình phanh của
xe. Hệ thống này giám sát tốc độ của các bánh khi phanh. Khi
một hoặc nhiều lốp có hiện tượng bó cứng, hệ thống này sẽ điều
chỉnh áp lực phanh đến từng bánh, loại bỏ khả năng lốp trượt duy trì khả năng điều khiển xe. Thơng thường hệ thống máy
tính trên xe có trang bị ABS sẽ thay đổi áp lực phanh khoảng 30
lần/giây, từ mức áp lực tối đa lên một bánh xe đến áp lực bằng
0.

Hình 4. Nguyên lý hoạt động của ABS
Các thiết bị chống bó cứng phanh ABS hiện đại gồm một
máy tính, 4 cảm biến tốc độ trên từng bánh và các van thủy lực.
Khi CPU nhận thấy một hay nhiều bánh có tốc độ quay chậm
hơn mức quy định nào đó so với các bánh cịn lại, nó sẽ tự động
giảm áp suất tác động lên phanh.
Tương tự, nếu một trong các bánh quay quá nhanh, Chíp
điện tử cũng tự động tác động lực trở lại, đồng thời tạo độ rung
ở bàn đạp phanh để báo cho người lái biết ABS đang hoạt động.
Khi hoạt động, ABS nhả- nhấn piston khoảng 15 lần mỗi giây.
Nhờ đó khi xảy ra các tình huống khẩn cấp hệ thống ABS sẽ
10


giúp người lái có thể kiểm sốt q trình chuyển động trong

suốt quá trình phanh.

Hình 5. Khi bánh quay quá nhanh
1.5. Đánh giá
So với các công nghệ cũ được áp dụng thì phanh ABS
mạng lại nhiều giá trị hơn. Cụ thể ở đây ta sẽ đi so sánh 2 loại
phanh là ABS và CBS.

Phanh ABS
Ưu điểm

Nhược

Phanh CBS

•

An tồn nhất

•

An tồn

•

Kiểm sốt lực kéo

•

Chi phí thấp

•

Rút ngắn khoảng
hãm

•

Hợp với xe có cơng
suất thấp, giá rẻ.

•

Tăng sự tự tin khi
điều khiển

•

•

Tăng tuổi thọ cho
phanh

Phù hợp với dịng
xe commuter,
cruiser và touring

•

Phù hợp với người

khơng có kinh
nghiệm lái xe.

•

Có thể tự bật hoặc
tắt phanh ABS theo ý
muốn khi đang điều
khiển xe.

•

Chi phí đắt, khơng
11

•

Khó dùng đối


điểm

hợp với xe máy giá rẻ.
•

•

•

Khơng phải tính năng

hồn hảo cho đường
xấu.

với những người
có kinh nghiệm
điều khiển xe.
•

Gây mất tập
trung đối với người
lái

•

Khơng tốt đối
với xe cao cấp và
xe có cơng suất
lớn.

•

Bảo dưỡng khó

Khơng thích hợp đối
với Stunt Bike.
Có thể làm tăng
khoảng cách hãm trên
bề mặt trơn nhẵn như
mặt băng, dầu hoặc
bùn.

•

Thiết lập phức tạp

•

Bảo dưỡng khó

•

Khơng thể tắt
theo ý muốn

Rõ ràng là về lực phanh, với cùng sự tác động đồng thời
trên tất cả các bánh xe, nên lực phanh của cả 2 hệ thống phanh
đều tương đương nhau.
Tuy nhiên, ABS được trang bị công nghệ hiện đại hơn với
hệ thống cảm ứng từng bánh xe và CPU điều khiển trung tâm.
Chính vì thế, phanh ABS cho phép áp dụng hệ thống phân phối
lực phanh trên các bánh tốt hơn. Ngoài việc phân bổ lực phanh
lên các bánh xe, thì nguyên lý phanh của ABS là liên tục bám và
nhả má phanh. Do đó, rõ ràng tránh khỏi tình trạng bó cứng
phanh, an tồn hơn hẳn so với phanh CBS. Như vậy, rõ ràng là
về sự an tồn thì hệ thống phanh ABS được đánh giá cao hơn
hẳn so với hệ thống phanh CBS.
1.6. Tiềm năng phát triển tại thị trường Việt Nam
Hiện nay, tất cả các dịng ơ tơ của VinFast đều nhận được
hệ thống chống bó cứng phanh ABS tiêu chuẩn, bao gồm
12

VinFast Lux SA2.0, Lux A2.0, President và Fadil. Với sự có mặt
của hệ thống chống bó cứng phanh ABS, các mẫu xe hơi của
VinFast đã trải qua nhiều cuộc thử nghiệm theo tiêu chuẩn quốc
tế và thể hiện được sự vượt trội của mình trong hầu hết các tình
huống khi tham gia giao thơng. Bên cạnh việc ngăn chặn tình
trạng bó cứng phanh, ABS cịn cho phép chiếc xe có khả năng
đánh lái chính xác vượt vật cản trong suốt q trình đạp phanh.
Đây là điều hồn tồn hiển nhiên, bởi lẽ với tư cách là một
thương hiệu xe hơi đầu tiên của Việt Nam, trang bị ABS trên
dòng sản phẩm của mình sẽ càng củng cố hơn nữa vị thế của
VinFast trên thị trường quốc tế.
Nhờ hệ thống ABS cùng loạt cơng nghệ an tồn tiêu chuẩn
khác mà Lux SA2.0 cùng Lux A2.0 đã xuất sắc đạt chứng nhận
an toàn 5 sao với tổng điểm lần lượt là 84,46/100 và 88,15/100
của ASEAN NCAP. Trong khi đó, mẫu xe cỡ nhỏ hạng A VinFast
Fadil cũng vinh dự giành được chứng nhận an tồn 4 sao từ
ASEAN NCAP. Điều này góp phần chứng tỏ vị thế của thương
hiệu xe hơi Việt trên thị trường quốc tế.
2. Hệ thống điều hướng (Navigation system)
2.1. Định nghĩa
Một hệ thống định vị là một máy tính hệ thống nhằm hỗ
trợ trong chuyển hướng . Hệ thống định vị có thể hồn tồn trên
tàu xe hoặc tàu mà hệ thống được kiểm sốt (ví dụ, trên
tàu cầu ) hoặc nằm ở nơi khác, cách sử dụng đài phát thanh
hoặc truyền tín hiệu khác để điều khiển xe hoặc tàu. Trong một
số trường hợp, sự kết hợp của các phương pháp này được sử
dụng.

13


2.2. Lịch sử
Hệ thống định vị dẫn đường trên xe hơi đầu tiên được cung
cấp cho người tiêu dùng vào năm 1985 được gọi là Etak
Navigation.
2.3. Cấu tạo và chức năng
Hệ thống định vị này bao gồm:
•
•
•
•
•

Một mạch nhúng được xây dựng với bộ thu GPS
Con quay hồi chuyển
DVD-ROM
Bộ điều khiển chính
Hệ thống hiển thị.
Hệ thống định vị có thể có một hoặc nhiều khả năng:

•

Chứa các bản đồ, có thể được hiển thị ở định dạng con người có

•

thể đọc được qua văn bản hoặc ở định dạng đồ họa.
Xác định vị trí của phương tiện thơng qua cảm biến, bản đồ

•

hoặc thơng tin từ các nguồn bên ngồi.
Cung cấp chỉ đường được đề xuất cho người phụ trách phương

•

tiện qua văn bản hoặc lời nói.
Cung cấp thơng tin về các phương tiện gần đó, hoặc các mối

•

nguy hiểm hoặc chướng ngại vật khác.
Cung cấp thơng tin về tình trạng giao thông và đề xuất các
hướng thay thế.
2.4. Nguyên lý hoạt động và tiện ích
2.4.1. Nguyên lý hoạt động
Máy thu GPS nhận các giá trị kinh độ và vĩ độ hiện tại được
so sánh với bản đồ được lưu trữ. Cơ sở dữ liệu đường là một bản
đồ vectơ. Tên đường hoặc số và số nhà, cũng như các điểm ưa
thích, được mã hóa dưới dạng tọa độ địa lý. Điều này cho phép
người dùng tìm một điểm đến mong muốn theo địa chỉ đường
phố hoặc dưới dạng tọa độ địa lý.

14


Con quay hồi chuyển và các cảm biến khác cung cấp
hướng và tốc độ đường. Từ tất cả thông tin thu thập được tại bộ

điều khiển chính, hệ thống hiển thị sẽ hiển thị bản đồ dẫn
đường hoặc lộ trình của điểm đến trong màn hình hiển thị.

Hình 6. Hệ thống định vị nhúng
2.4.2. Công nghệ
*Tiêu chuẩn dữ liệu điều hướng (NDS)
Các Navigation dữ liệu tiêu chuẩn sáng kiến (NDS), là một
ngành cơng nghiệp nhóm các nhà sản xuất xe hơi, nhà cung
cấp hệ thống định vị và các nhà cung cấp dữ liệu bản đồ mà
mục tiêu là tiêu chuẩn của định dạng dữ liệu được sử dụng
trong hệ thống định vị xe hơi, cũng như cho phép một khả năng
cập nhật bản đồ. Nỗ lực NDS bắt đầu vào năm 2004 và trở
thành hiệp hội được đăng ký vào năm 2009. Việc tiêu chuẩn hóa
sẽ cải thiện khả năng tương tác, đặc biệt bằng cách cho phép
sử dụng cùng một bản đồ dẫn đường trong hệ thống định vị của
20 nhà sản xuất.
*Phương tiện
15


Cơ sở dữ liệu đường bộ có thể được lưu trữ trong bộ nhớ
chỉ đọc trạng thái rắn (ROM ), phương tiện quang học
(CD hoặc DVD ), bộ nhớ flash trạng thái rắn, phương tiện từ tính
(đĩa cứng ) hoặc kết hợp.
Một sơ đồ phổ biến là một bản đồ cơ sở được lưu trữ vĩnh
viễn trong ROM có thể được bổ sung thêm thông tin chi tiết cho
khu vực mà người dùng quan tâm. Một ROM luôn được lập trình
tại nhà máy, phương tiện khác có thể được lập trình trước, tải
xuống từ CD hoặc DVD qua máy

tính hoặc kết

nối

không dây (bluetooth, Wi-Fi), hoặc sử dụng trực tiếp bằng đầu
đọc thẻ .
Một số nhà sản xuất thiết bị định vị cung cấp các bản cập
nhật bản đồ miễn phí cho khách hàng của họ. Các bản cập nhật
này thường được lấy từ trang web của nhà cung cấp, được truy
cập bằng cách kết nối thiết bị định vị với PC.
*Dữ liệu thời gian thực
Một số hệ thống có thể nhận và hiển thị thông tin về tắc
nghẽn giao thông bằng cách sử dụng TMC, RDS hoặc bằng cách
truyền dữ liệu GPRS/3G qua điện thoại di động. Trên thực tế,
Google đã cập nhật Google Maps cho Android và iOS để cảnh
báo người dùng khi có tuyến đường nhanh hơn vào năm 2014.
Thay đổi này giúp tích hợp dữ liệu thời gian thực với thông tin
về các phần xa hơn của tuyến đường.
*Tích hợp và các chức năng khác
•

Màn hình LCD màu trên một số hệ thống định vị ô tô cũng có
thể được sử dụng để hiển thị các chương trình truyền hình
hoặc phim DVD .
16


•

Một số hệ thống tích hợp (hoặc giao tiếp) với điện thoại di

động để nói

chuyện rảnh

tay và nhắn

tin

SMS (tức

là

sử

dụng Bluetooth hoặc Wi-Fi ).
•

Hệ thống định vị ơ tơ có thể bao gồm quản lý thông tin cá
nhân cho các cuộc họp, có thể được kết hợp với hệ thống thơng
tin giao thông và giao thông công cộng.
*SMS
Thiết lập các điểm ưa thích trong thời gian thực và truyền
chúng qua mạng điện thoại di động GSM bằng Dịch vụ Tin nhắn
Ngắn ( SMS ) được gọi là Gps2sms. Một số phương tiện và tàu
thuyền được trang bị phần cứng có thể tự động gửi tin nhắn văn
bản SMS khi một sự kiện cụ thể xảy ra, chẳng hạn như trộm
cắp, trôi neo hoặc hỏng hóc. Bên nhận (ví dụ: xe kéo ) có thể
lưu trữ điểm tham chiếu trong hệ thống máy tính, vẽ bản đồ chỉ
ra vị trí hoặc xem điểm tham chiếu trong hệ thống định vị ô tô.
2.5. Đánh giá

Hiện nay, các nhà phát triển xe hơi đã và đang phát triển
Navigation system lên thành công nghệ tự lái bằng cách kết hợp với
các trang bị camera & cảm biến, radar…

17


Hình 7. Xe tự lái ứng dụng nhiều cơng nghệ thông minh
Trong tương lai xe ô tô tự lái sẽ được ứng dụng nhiều hơn
và công nghệ xe ô tô tự lái sẽ được nâng cấp hơn, xe sẽ hoàn
toàn tự hành mà không cần sự điều khiển của người lái xe. Ở
thời điểm hiện tại, xe ô tô tự lái mới chỉ hỗ trợ người lái xe một
phần nhằm giảm thiểu áp lực cho người lái xe, giảm nguy cơ
gây tai nạn như lái xe bất cẩn, buồn ngủ, ngủ gật…
2.6. Tiềm năng phát triển tại thị trường Việt Nam
Hiện nay, các dòng xe VinFast đều được trang bị hệ thống
điều hướng chuyển động. Tiêu biểu tại dòng xe Vinfast Fadil kết
hợp hệ thống điều khiển sẵn sàng điều hướng của người
Vikingvới các thơng số:
•

Nền tảng: Googlemap

•

Bản đồ, ngơn ngữ điều hướng, tên đường phố được công
bố, điều hướng động: tùy thuộc vào biến thể của khu vực.

•

Chế độ xem 3D, bản đồ thành phố 3D, giao diện thực tế,
camera tốc độ: tùy thuộc vào dữ liệu bản đồ khu vực

•

Chế độ demo: Có

•

Bảo đảm bản đồ lần cuối: Có, 30 ngày sau lần nhận GPS
đầu tiên

•

Nhà cung cấp dữ liệu: Micro-SD, kích thước bộ nhớ tùy
thuộc vào biến thể khu vực

•

Cập nhật bản đồ trực tuyến
18


19


3. Hệ thống SRS (AirBag)
3.1. Định nghĩa
Hệ thống SRS là hệ thống giảm va đập trên xe ô tô mà
chúng ta thường biết đến nó với hệ thống túi khí – AirBag.

Chúng là cả một cơ cấu điều khiển phức tạp, giúp lái xe được
bảo vệ an toàn bởi những va đập mạnh.
3.2. Lịch sử
Nhà sáng chế người Mỹ, ông Allen Breed đã tạo ra các
thành phần chính của hệ thống túi khí trên ơ tơ, đó là các cảm
biến nhận diện va chạm. Ông đã giới thiệu phát minh này với
công ty Chrysler vào năm 1967. Vào thời gian này người dân Mỹ
rất ít khi sử dụng dây đai an tồn cũng như các cơng cụ an tồn
khác để bảo vệ họ khỏi các vụ va chạm trước.
Vào năm 1971, hãng xe nổi tiếng Ford đã thực hiện các thí
nghiệm với xe hơi có lắp túi khí. Vào năm 1974, túi khí đơi đã
trở thành tùy chọn trên các dịng xe có kích thước lớn, được sản
xuất bởi các thương hiệu như Buick, Cadillac và Oldsmobile. Vào
lúc đó các thiết bị như túi khí vẫn chưa phổ biến trên thị trường.

20


Hình 8. Ford đã thực hiện các thí nghiệm với xe hơi có lắp túi
khí vào năm 1971
3.3. Cấu tạo các chi tiết và hoạt động

Hình 9. Sơ đồ tổng quát hệ thống SRS
21


3.3.1. Túi khí
Túi khí được làm bằng vật liệu sợi tổng hợp được phủ lớp
silicon để chịu được khí nóng. Sau túi có nhiều lỗ cho phép khí
thốt ra sau khi được bơm đầy. Túi được gấp thật chặt trong một

hộp và bao lại.
3.3.2. Bộ sinh khí và bộ đánh lửa.
Bộ sinh khí là hộp thép được nạp đầy nhiên liệu rắn là hỗn
hợp sodium azide(NaNO3) và Potassium Nitrate (KNO3) được lắp
với bộ kích hỏa. Khi nhiên liệu được kích hỏa sản sinh lượng khí
(Nitrogen và Cacbonic), khí này đi qua lưới lọc và bơm căng túi
khí.
3.3.3. Túi khí trước.
- Túi khí bên lái xe được lắp cứng tại trung tâm vành lái. Túi
khí bên hành khách được lắp trong tấm panel đồng hồ điều
khiển.
- Túi khí được thiết kế chỉ được kích hoạt với lực va dập cực
lớn, tác dụng trước đầu xe.
- Khi các cảm biến phát hiện một sự giảm tốc đột ngột của
xe, một tín hiệu điều khiển được đưa đến bộ đánh lửa để kích
hoạt và đốt cháy nhiên liệu trong bộ sinh khí.
- Một hỗn hợp Nitrogen và Cacbondioxide được sinh ra và
nhanh chóng bơm căng túi khí. Áp suất tăng làm tách vỡ nắp
che trên panel và túi khí được bung ra trước mặt lái xe hay hành
khách. Túi khí nhanh chóng xệp xuống do thốt khí từ các lỗ
trên túi khí.
- Khí đi qua bộ lọc và giảm nhiệt độ khi bơm đầy túi khí.
3.3.4. Túi khí bên và túi khí cửa.
- Túi khí bên được lắp bên cạnh phần tựa lưng của ghế ngồi
và túi khí cửa được lắp sau tấm ốp cửa. Do khoảng cách giữa
22


người ngồi và vách xe rất hạn chế nên thời gian từ khi bắt đầu
kích hoạt đến khi túi khí bơm căng rất ngắn (khoảng 10ms).

- Túi khí bên được kích hoạt đồng thời với túi khí đầu hay
túi khí rèm.
3.3.5. Cảm biến va chạm.
- Cảm biến va chạm có thể được lắp trong modun điều
khiển hay được lắp riêng lẻ. Cảm biến được lắp nối tiếp với một
cảm biến an tồn để ngăn ngừa việc vơ tình kích hoạt hệ thống.
- Cảm biến va chạm rất nhạy cảm với một sự kết hợp giữa
lực G và thời gian. Điều này giúp tránh kích hoạt khơng mong
muốn, chẳng hạn như một lực va đập trực tiếp vào cảm biến
hay modun điều khiển hay chấn động nhẹ do va chạm khi dừng
đỗ xe…
- Cảm biến va chạm chỉ cảm ứng theo một hướng nhất
định và chỉ hoạt động khi đúng hướng va chạm.
3.3.6. Cảm biến an tồn.
Cảm biến an tồn có thể là một công tắc thủy ngân hay G
sensor được nối tiếp với cảm biến va chạm để đảm bảo hệ
thống được hoạt động khi thật sự cần thiết. Khi cả hai cảm biến
va chạm và cảm biến an toàn phát hiện việc giảm tốc vượt quá
giới hạn định trước thì hệ thống mới được kích hoạt.

23


3.4. Sơ đồ khối và nguyên lý
3.4.1. Sơ đồ khối hệ thống điều khiển SRS

Hình 10. Sơ đồ khối hệ thống điều khiển SRS
3.4.2. Nguyên lý
Khi va chạm từ phía trước đầu xe.
•

Cụm cảm biến túi khí trung tâm được lắp ở giữa dưới bảng táp
lơ và gồm có mạch chuẩn đốn, mạch điền khiển kích nổ, cảm
biến giảm tốc, cảm biến an toàn…
24


Hình 11. Ngun lý khi va chạm từ phía trước đầu xe
- Khi va chạm từ bên hơng.

Hình 12. Ngun lý khi va chạm từ bên hông
25