BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
----------------------------------PHẠM XÂN TIẾN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH CÔNG NGHỆ Ô TÔ

NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG ĐÈN PHA THÔNG MINH TRÊN
XE MAZDA HIỆN ĐẠI

CBHD:

Ts. Vũ Hải Quân

Sinh viên: Phạm Xuân Tiến
NGÀNH CÔNG NGHỆ Ô TÔ

Mã số sinh viên: 2018605755

Hà Nội – Năm 2022


i
LỜI CẢM ƠN
Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp, em đã nhận được nhiều sự giúp đỡ,
đóng góp ý kiến và chỉ bảo nhiệt tình của thầy cơ, gia đình và bạn bè.
Lời đầu tiên, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy giáo Vũ Hải
Quân người đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo em trong suốt q trình hồn thiện
đồ án tốt nghiệp của mình.
Em cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong trường Đại học
Cơng nghiệp Hà Nội nói chung, các thầy cơ trong Khoa Cơng nghệ ơ tơ nói
riêng đã dạy dỗ cho em kiến thức về các môn đại cương cũng như các mơn

chun ngành, giúp em có được cơ sở lý thuyết vững vàng và tạo điều kiện giúp
đỡ em trong suốt quá trình học tập.
Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn ba, mẹ và bạn bè, đã luôn tạo điều
kiện, quan tâm, giúp đỡ, động viên em trong suốt q trình học tập và hồn
thành đồ án tốt nghiệp.
Với điều kiện thời gian cũng như kinh nghiệm cịn hạn chế của một học
viên, luận văn này khơng thể tránh được những thiếu sót. Em rất mong nhận
được sự chỉ bảo, đóng góp ý kiến của các thầy cơ để tơi có điều kiện bổ sung,
nâng cao ý thức của mình, phục vụ tốt hơn cơng tác thực tế sau này Em đã rất
cố gắng trong quá trình thực hiện đề tài nhưng trong quá trình làm đồ án tốt
nghiệp khơng thể tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong nhận được sự góp ý
quý báu của thầy cô trong khoa để em rút kinh nghiệm và kết quả của em hoàn
thiện hơn.
Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, Ngày 12 Tháng 5 Năm 2022
Sinh viên
Phạm Xuân Tiến


ii

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ............................................................................................ i
MỤC LỤC................................................................................................. ii
Danh mục các ký hiệu, các chữ cái viết tắt .......................................... iv
Danh mục các bảng ............................................................................... v
Danh mục các hình vẽ, đồ thị............................................................... vi
MỞ ĐẦU ................................................................................................... 1
CHƯƠNG I - TỔNG QUAN HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG THÔNG MINH
........................................................................................................................... 2

1.1. Hệ thống đèn liếc ........................................................................ 2
1.1.1 Giới thiệu hệ thống đèn liếc................................................... 2
1.1.2 Nguyên lý hoạt động ............................................................ 11
1.1.3 Cơ sở tính tốn góc điều chỉnh vùng chiếu sáng ................. 14
1.2. Hệ thống đèn bật tắt tự động ..................................................... 17
CHƯƠNG II - HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG THÔNG MINH TRÊN XE
MAZDA HIỆN ĐẠI ....................................................................................... 22
2.1.

Hệ thống chiếu sáng thích ứng trên xe mazda (Adaptive front

lighting system) ........................................................................................... 22
2.1.1 Cấu tạo đèn liếc động............................................................ 24
2.1.2 Hệ thống cân bằng đèn pha tự động (Headlight autoleveling
system) .................................................................................................... 35
2.2

Hệ thống kiểm soát chùm tia sáng cao (High beam control) ... 43

2.2.1 Cấu tạo hệ thống điều khiển chùm tia sáng cao..................... 44
2.2.2 Hoạt động hệ thống điều khiển chùm tia sáng cao ................ 46


iii
CHƯƠNG III - MÔ PHỎNG HỆ THỐNG ĐÈN CHIẾU SÁNG THÔNG
MINH BẰNG ADUINO UNO R3.................................................................. 53
3.1

Sơ đồ khối hệ thống đèn pha thông minh ................................. 53


3.2

Một số linh kiện quan trọng sử dụng trong hệ thống ................ 56

3.3 Mô phỏng hệ thống sử dụng Aruino Uno R3 ............................. 62
3.3.1 Sử dụng phần mềm Aduino IDE để lập trình cho Uruino Uno
R3 ............................................................................................................ 63
3.3.2 Thiết kế mơ hình mơ phỏng ................................................... 63
KẾT LUẬN ......................................................................................... 66
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................. 69
PHỤ LỤC 1 ......................................................................................... 70
PHỤ LỤC 2 ......................................................................................... 71


iv
Danh mục các ký hiệu, các chữ cái viết tắt
AFS: Adaptive Front Lighting System
FSC: Forward Sensing Camera
HBC: High Beam Control


v
Danh mục các bảng
Bảng 1.1 Thông số kỹ thuật cảm biến ánh sáng ..................................... 20
Bảng 2.1 Trao đổi tín hiệu trên xe Mazda qua mạng HS-CAN .............. 28
Bảng 2.2 Tín hiệu để hộp PCM học vị trí ban đầu ................................. 29
Bảng 2.3 Điều kiện hoạt động hệ thống AFS ......................................... 32
Bảng 2.4 Các tín hiệu điều kiện để điều khiển cân bằng ánh sáng ......... 39

`



vi
Danh mục các hình vẽ, đồ thị
Hình 1.1 Hiệu quả chiếu sáng với hệ thống đèn liếc tĩnh ......................... 2
Hình 1.2 Đèn chiếu sáng góc cua tắt......................................................... 3
Hình 1.3: Bật đèn xi nhan đèn chiếu sáng góc cua cũng được bật ........... 3
Hình 1.4: Đèn chiếu sáng góc cua sẽ bật khi vào cua với tốc độ dưới 40
km/h ................................................................................................................... 4
Hình 1.5: Cả 2 đèn chiếu sáng góc cua sẽ bật khi có sương mù hoặc lùi xe
........................................................................................................................... 5
Hình 1.6: Hệ thống đèn liếc tĩnh của hãng Hella ...................................... 6
Hình 1.7: Sự khác biệt của xe có trang bị đèn liếc động, và không trang bị
đèn led động khi đi trên cung đường cong. ....................................................... 8
Hình 1.8: Vùng chiếu sáng đèn cốt thay đổi khi xe chạy trên cung đường
cong ................................................................................................................... 9
Hình 1.9: Góc điều chỉnh của đèn liếc động phù hơp các cung đường có
độ cong lớn. ....................................................................................................... 9
Hình 1.10: Hệ thống đèn liếc động được trang bị trên xe Mazda........... 10
Hình 1.11: Cấu tạo hệ thống đèn liếc động............................................. 11
Hình 1.12: Các biến thể cơ cấu đèn liếc động có thế lắp thêm............... 12
Hình 1.13 Sơ đồ ngun lí điều khiển motor RC Servo xoay chóa đèn . 13
Hình1.14 Điều chỉnh góc chiếu sáng theo cung đường ......................... 14
Hình 1.15: Tính tốn góc cua vịng α, β ................................................. 15
Hình 1.16 Vị trí các bộ phận trong hệ thống chiếu sáng tự động ........... 17
Hình 1.17 Bố trí cảm biến ánh sáng trên xe............................................ 17
Hình 1.18 Vị trí bật tắt đèn tự động trên xe ............................................ 18
Hình 1.19 Sơ đồ hệ thống bật tắt đèn pha tự động ................................. 19
Hình 1.20 Ngun lí làm việc của cảm biến ánh sáng........................... 20
Hình 2.1 Đèn chiếu sáng trước của Mazda CX6 2016 ........................... 22

Hình 2.2 Vùng chiếu sáng đèn của hệ thống AFS .................................. 24
Hình 2.3 Tổng quan cấu tạo hệ thống AFS trên xe Mazda 6.................. 24


vii
Hình 2.4 Cấu tạo đèn chiếu sáng trước xe Mazda 6 ............................... 25
Hình 2.5 Bộ truyền động xoay của đèn pha trên xa Mazda .................... 25
Hình 2.6 Mơ tơ DC ................................................................................. 26
Hình 2.7 Tín hiệu điện áp của cảm biến Hall ......................................... 26
Hình 2.8 Vị trí hộp điều khiển (AFS) ..................................................... 27
Hình 2.9 Mơ-dun điều khiển AFS trên xe Mazda 3................................ 27
Hình 2.10 Biểu đồ thể hiện mối quan hệ của góc xoay vơ lăng, tốc độ . 31
Hình 2.11 Sơ đồ mạch điều khiển hệ thống AFS ................................... 32
Hình 2.12 Sơ đồ khối hoạt động của hệ thống AFS ............................... 33
Hình 2.13 Sơ đồ mạch điện đèn thích ứng tự động trên xe Mazda 6 2016
......................................................................................................................... 34
Hình 2.14 Sơ đồ bố trí hệ thống cân bằng đèn pha tự động xe Mazda 6 35
Hình 2.16 Cảm biến cân bằng trên xe Mazda ......................................... 36
Hình 2.15 Vị trí bố trí cảm biến cân bằng trên xe Mazda 6 ................... 36
Hình 2.18 Biểu đồ mối quan hệ giữa góc liên kết và điện áp ra của cảm
biến .................................................................................................................. 37
Hình 2.17 Sự thay đổi của các liên kết 1 và liên kết 2 theo tình trạng xe
......................................................................................................................... 37
Hình 2.19 Bộ truyền động cân bằng đèn pha trên xe Mazda 6 ............... 38
Hình 2.20 Cấu tạo bên trong bộ truyền động .......................................... 38
Hình 2.21 Điều khiển trục quang học của đèn pha ................................. 40
Hình 2.22 Sơ đồ điều khiển trục quang học khi xe dừng ....................... 41
Hình 2.23 Sơ đồ điều khiển trục quang khi xe chạy ............................... 43
Hình 2.24 Sơ đồ cấu tạo hệ thống kiểm soát chùm tia sáng cao ............ 43
Hình 2.25 Cấu tạo hệ thống điều khiển chùm tia sáng cao..................... 44

Hình 2.26 Cần bật tắt hoạt động ở chế độ auto ....................................... 44
Hình 2.27 Tín hiệu cảnh bảo trên bảng đồng hồ..................................... 45
Hình 2.28 Camera cảm biến (Forward sensing camera) trên Mazda 6 .. 45
Hình 2.29 Sơ đồ mạch điện của camera cảm biến .................................. 46


viii
Hình 2.30 Sơ đồ khối của hệ thống HBC ............................................... 47
Hình 2.31 Mạch điều khiển chùm sáng thấp trên xe Mazda .................. 47
Hình 2.32 Hoạt động chuyển sang chùm sáng thấp................................ 48
Hình 2.33 Sơ đồ mạch hoạt động chùm sáng cao ................................... 49
Hình 2.34 Hoạt động thay đơi sang chùm sáng cao................................ 50
Hình 2.35 Sơ đồ mạch điện đèn pha của xe Mazda 6 ............................. 51
Hình 3.2 Sơ đồ khối hệ thống cân bằng đèn pha tự động ....................... 53
Hình 3.1 Sơ đồ khối hệ thống đèn pha thích ứng ................................... 53
Hình 3.3 Sơ đồ khối hệ thống kiểm sốt chùm tia sáng cao ................... 54
Hình 3.4 Sơ đồ khối mơ phỏng hệ thống đèn thơng minh ...................... 55
Hình 3.5 Arduino .................................................................................... 56
Hình 3.6 Motor servo SG90 .................................................................... 57
Hình 3.7 Cảm biến góc nghiêng MPU 6050 ........................................... 58
Hình 3.8 Động cơ DC ............................................................................. 58
Hình 3.9 Rotary encorder ........................................................................ 59
Hình 3.10 Cảm biến hồng ngoại ............................................................. 60
Hình 3.12 Hệ thống chiếu sáng thơng minh mơ phỏng trên proteus ...... 62
Hình 3.13 Giao diện lập trình Arduino IDE ........................................... 63
Hình 3.15 Màn hình LCD hiển thị góc vơ lăng, tốc độ và độ nghiêng .. 64
Hình 3.14 Servo xoay chóa đèn (màu xanh bên dưới ) .......................... 64
Hình 3.16 Biều đồ thể hiện mối liên hệ của góc xoay vơ lăng, góc xoay
đèn và tốc độ xe trên lý thuyết ........................................................................ 65



MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Hiện này cơng nghệ chiếu sáng trên ô tô đang được các nhà sản xuất đầu
tư và phát triển rất mạnh và ra đời nhiều công nghệ chiếu sáng nhằm đảm bảo
sự an toàn cho con người như hệ thống Multibeam LED của hãng Mercedes,
Matrix LED của Audi hay BMW Adaptive LED của BMW. Để không bị tụt
hậu và trang bị thêm cũng như mong muốn đóng góp sức mình vào sự phát
triển này em đã nghiên cứu mà mô phỏng “hệ thống đèn chiếu sáng thơng
minh” trên dịng xe Mazda hiện đại.
2. Mục tiêu đề tài
- Tìm hiểu, nghiên cứu hệ thống đèn pha thông minh trên xe Mazda hiện
đại
- Mô phỏng hệ thống chiếu sáng thông minh trên xe Mazda hiện đại
3. Phương pháp nghiên cứu
Đề tài hình thành dựa trên phương pháp thu thập tài liệu, phân tích và
thực hiện mô phỏng lại hệ thống.
4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
- Tổng quát, nguyên lý cấu tạo của hệ thống đèn pha thông minh.
- Đưa ra nguyên lý khiển hệ thống đèn pha thông minh.
- Mô phỏng hệ thống đèn pha thông minh trên xe Mazda
5. Kết cấu nội dung
Nội dụng đồ án gồm 3 phần chính với kết cấu theo 3 chương như sau:
Chương 1. Tổng quan hệ thống chiếu sáng thông minh
Chương 2. Hệ thống chiếu sáng thông minh trên xe Mazda hiện đại.
Chương 3. Mô phỏng hệ thống đèn chiếu sáng thông minh bằng Arduino


2
CHƯƠNG I - TỔNG QUAN HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG THÔNG

MINH
1.1.

Hệ thống đèn liếc

1.1.1 Giới thiệu hệ thống đèn liếc
1.1.1.1

Hệ thống đèn liếc tĩnh

Hình 1.1 Hiệu quả chiếu sáng với hệ thống đèn liếc tĩnh
Hệ thống đèn liếc tĩnh, bản chất đó là bố trí thêm nguồn sáng phụ bên
cạnh đèn cốt để tạo ra nguồn sáng có nhiệm vụ chiếu sáng góc cua. Khi xe vào
cua nhưng vùng sáng của đèn cốt khơng chiếu tới, như trên Hình vẽ 1.1, thể
hiện đầy đủ các trường hợp của hệ thống đèn pha-cốt.
Việc bật tắt đèn chiếu sáng góc cua được dựa trên 3 yếu tố để đảm bảo
rằng, đèn chiếu sang góc cua chỉ được kích hoạt khi xe vào cua gấp hoặc rẽ
phải hay rẽ trái và 3 yếu tố đó là:
- Góc đánh lái
- Tình trạng của đèn xi nhan
- Tốc độ xe chạy


3
Các cảm biến sẽ nhận biết góc đánh lái, tín hiệu đèn xi nhan, tín hiệu tốc
độ xe sau đó gửi tín hiệu điện từ hoặc xung về bộ xử lý trung tâm - nơi xuất tín
hiệu để điều chỉnh bật tắt các đèn chiếu phụ.
Các chế độ hoạt động của hệ thống được trình bày bên dưới:

Hình 1.2 Đèn chiếu sáng góc cua tắt

Khi xe di chuyển trên đường với vận tốc 50-100km/h và khơng có các tín
hiệu xi-nhan hay góc đánh lái thay đổi khơng q nhiều thì hệ thống đèn liếc
tĩnh sẽ không hoạt động. Ánh sáng đèn pha-cốt sẽ tập chung phân bố nhiều về
bên phải giúp người lái xe quan sát các chướng ngại ngay bên đường mà khơng
làm chói mắt xe đi ngược chiều.
Đèn liếc tĩnh được kích hoạt khi bộ điều khiển trung tâm nhận được tín
hiệu đèn xi-nhan, tín hiệu gửi về từ cảm biến tốc độ xe và tín hiệu góc xoay vơ

Hình 1.3: Bật đèn xi nhan đèn chiếu sáng góc cua cũng được bật


4
lăng lớn. Hệ thống đèn liếc tĩnh (đèn phụ) được bật và vùng chiếu sáng của đèn
phụ soi sáng bên xi nhan đang bật giúp lái xe quan sát vùng tối mà xe sắp di
chuyển vào tránh bị bất ngờ khi có chướng ngại vật từ vùng chuẩn bị đi tới. Bộ
xử lý trung tâm xuất tín hiệu bật đèn liếc một cách từ từ để tránh làm cho các
xe đi từ vùng tối ra bị bất ngờ và bị chói. Góc chiếu sáng phụ hợp nhất với góc
chiếu sáng chính từ đèn pha hoặc đèn cốt đang bật khoảng 55 - 60 ˚. Vùng sáng
phát ra một khoảng 10m mở rộng tầm nhìn của người lái xe một cách hữu dụng.

Hình 1.4: Đèn chiếu sáng góc cua sẽ bật khi vào cua với tốc độ dưới 40 km/h
Bộ xử lý trung tâm sẽ nhận biết được khi nào xe đang vào khúc cua với
khi nào xe chuyển làn. Khi tốc độ xe dưới 40km/h mà khơng có tín hiệu xinhan nhưng tín hiệu góc xoay vơ lăng đủ lớn thì bộ điều khiển sẽ bật đèn liếc
tĩnh để soi sáng bên phần đường bên phía vơ lăng đang xoay giúp lái xe có thêm
ánh sáng quan sát đường tố hơn. Nó đặc biệt hữu dụng khi xe di chuyển vào
các khúc cua ở vùng đồi núi hay các khúc cua khuất tầm nhìn. Góc chiếu sáng
phụ hợp nhất với góc chiếu sáng chính từ đèn pha hoặc đèn cốt là 30 - 40 ˚.
Vùng sáng phát ra một khoảng 10m soi rõ vùng tối mà xe sắp di chuyển vào.
Hệ thống đèn liếc phụ sẽ không bật khi chuyển làn đường mặc dù có tín hiệu
xinhan, có tín hiệu góc đánh lái đủ lớn, ở dải tốc độ cho phép. Vì khi chuyển



5
làn ánh sáng phát ra từ hệ thống đèn liếc phụ có thể gây chói mắt cho lái xe
khác khi họ sử dụng gương chiếu hậu gây mất an toàn giao thơng.

Hình 1.5: Cả 2 đèn chiếu sáng góc cua sẽ bật khi có sương mù hoặc lùi xe
Khi có sương mù (khi công tắc đèn sương mù được lái xe chuyển đến vị trí
ON) hoặc lùi xe (xe đang ở chế độ R) cả 2 đèn liếc tĩnh sẽ được bật để tăng
phạm vi quan sát phía trước giúp lái xe dễ dàng sử lý các tình huống kịp thời.
Góc phát sáng khi cả hai đèn liếc phụ bật lên có thể lên đến 180 ̊ với khoảng
phát sáng lên đến 10m giúp lái xe có tầm quan sát tối đa khi hạn chế tầm nhìn
bởi thời tiết hoặc hỗ trợ việc lùi xe một cách dễ dàng hơn.
So với hệ thống chiếu sáng góc cua tĩnh thì hệ thống chiếu sáng góc cua
động yếu hơn ở chỗ vùng chiếu sáng của hệ thống chiếu sáng góc cua tĩnh có
góc chiếu sáng rộng hơn. Một ưu điểm hệ thống chiếu sáng góc cua tĩnh làm
nó trở nên thơng dụng hơn là do giá thành thấp hơn và nó có thể lắp thêm cho
những xe đời cũ hoặc xe không trang bị hệ thống chiếu sáng góc cua một cách
dễ dàng và nhanh chóng, khi chỉ cần thay thế bằng hai đèn chiếu sáng góc cua
vào vị trí của đèn sương mù và lắp đặt bộ điều khiển, các cảm biến cùng giắc
cắm,...nhưng nhược điểm của hệ thống này là chiếu sáng khơng linh hoạt bằng
hệ thống chiếu sáng góc cua động.


6
Hiện trên thị trường có nhiều loại xe được trang bị bộ đèn chiếu sáng góc
cua tĩnh, tiêu biểu là hãng xe của Đức như BMW, Mercedes, Toyota, Mazda,…

Hình 1.6: Hệ thống đèn liếc tĩnh của hãng Hella
Cấu tạo chung hệ thống đèn liếc tĩnh gồm:

- đèn chiếu sáng góc cua được bố trí cạnh đèn cốt.
- Bộ điều khiển trung tâm.
- Các cảm biến.
Hệ thống đèn chiếu sáng góc cua tĩnh được điều khiển bởi bộ điều khiển
trung tâm, bộ điều khiển trung tâm nhận tín hiệu đèn xi nhan, tín hiệu từ các
cảm biến góc đánh lái, cảm biến tốc độ và tự động nhận dạng các điều kiện vận


7
hành của xe sau đó sẽ bật đèn chiếu sáng góc cua để bổ sung thêm ánh sáng
cho đèn cốt.
Cụ thể, bộ điều khiển trung tâm kích hoạt đèn chiếu sáng góc cua khi bật
cơng tắc đèn xi nhan (cơng tắc xi nhan bên trái bật thì đèn kích hoạt đèn chiếu
sáng góc cua bên trái và tương tự khi bật công tắc xi nhan bên phải) hoặc khi
xe chạy dưới 40km/h, bộ điều khiển trung tâm sẽ bật các đèn chiếu sáng góc
cua khi vào xe vào cua gấp tức vơ lăng đánh lái góc lớn (cua xe bên nào thì đèn
chiếu sáng góc cua bên đó được kích hoạt). Các tín hiệu cảm biến liên tục gửi
tín hiệu về bộ điều khiển trung tâm sẽ xử lý và điều khiển hệ thống đèn góc cua
đáp ứng các điều kiện chiếu sáng. Vùng chiếu sáng của xe sẽ luôn thay đổi để
phụ hợp với các điều kiện di chuyển của xe.
Hệ thống đèn chiếu sáng góc cua, việc bật tắt đột ngột các đèn chiếu sáng
góc cua có thể làm lóa mắt hoặc “giật mình” đối với người điều khiển xe đối
diện khi các vùng sáng của đèn chiếu sáng góc cua bất ngờ sáng. Để tránh hiện
tượng giật mình hoặc lóa mắt, hệ thống điều chỉnh độ sáng đèn chiếu sáng góc
cua được sử dụng để điều khiển việc sáng - tắt của các đèn chiếu sáng góc cua
một cách từ từ, theo đó ánh sáng của đèn chiếu sáng góc cua sẽ tăng dần và
giảm dần trong một thời gian vừa đủ để người lái xe kịp thời quan sát nhưng
cũng không làm lái xe đối diện bị bất ngờ và lóa mắt.
Trong điều kiện thời tiết có mưa hoặc sương mù làm giảm tầm nhìn, đèn
chiếu sáng góc cua cả hai bên được bật lên để trở thành đèn sương mù, giúp tạo

ra tầm quan sát tối ưu hơn. Hơn nữa, khi vào số lùi cả hai bên đèn góc cua sẽ
được bật lên. Giúp tăng khả năng quan sát của người lái xe mà hạn chế sự ảnh
hưởng tới các lái xe khác đang tham gia giao thông.
1.1.1.2

Hệ thống đèn liếc động

Khác với hệ sthống đèn liếc tĩnh, hệ thống đèn liếc động, người ta chỉ cần
sử dụng một nguồn sáng (không sử dụng thêm đèn chiếu phụ như hệ thống đèn
chiếu sáng liếc tĩnh) để thay đổi vùng chiếu sáng, rõ hơn là khi vào cua thay vì


8

Hình 1.7: Sự khác biệt của xe có trang bị đèn liếc động, và không trang
bị đèn led động khi đi trên cung đường cong.
bật thêm đèn chiếu phụ bổ sung ánh sáng theo góc cua thì người ta sử dụng
chính nguồn sáng của bóng đèn cốt để chiếu sáng. Đèn cốt thay đổi vùng chiếu
sáng theo góc cua, như Hình 1.7.
Hệ thống đèn liếc động thay đổi vùng chiếu sáng có mức độ liếc uyển
chuyển hơn hệ thống đèn liếc tĩnh, hơn nữa nó có thể kích hoạt ở những cung
đường hơi cong cũng như khi chuyển làn, điều này đã làm cho việc sử dụng
đèn liếc hoàn hảo hơn một cách rất rõ rệt. Sở dĩ việc sử dụng nguồn sáng của
bóng đèn cốt để thay đổi vùng chiếu theo góc cua là vì với cung đường cong
thường người ta chỉ sử dụng đèn cốt và nếu khi đó sử dụng đèn pha mà sự thay
đổi vùng chiếu sáng khơng kịp thời có thể làm ảnh hưởng đến tầm quan sát của
ngươi điều khiển phương tiện đi ngược chiều.
Nhờ vào 2 tín hiệu để đảm bảo rằng ánh sáng đèn cốt thay đổi theo cung
đường và thay đổi kịp thời:
- Tín hiệu cảm biến góc lái.

- Tín hiệu cảm biến tốc độ.


9

Hình 1.8: Vùng chiếu sáng đèn cốt thay đổi khi xe chạy trên cung đường cong
Hệ thống đèn chiếu sáng đèn liếc động chỉ có thể thay đổi góc của vùng
chiếu sáng 150 qua mỗi bên, vì vậy những cung đường cong (với góc thay đổi
150 qua mỗi bên là đã đáp ứng được cho các cung đường có độ cong lớn) đạt
hiệu quả lớn nhất của hệ thống liếc động khi xe chạy trên đó, tuy nhiên hệ thống
đèn liếc động chưa đáp ứng được khi xe rẽ trái hoặc rẽ phải do vùng chiếu sáng
của chưa vươn tới được. Hiện tại các nhà sản xuất phối hợp cả hệ thống đèn
liếc động và liếc tĩnh trên xe, hệ thống liếc động sẽ hoạt động tốt trên những
cung đường cong và hệ thống đèn liếc tĩnh sẽ hoạt động tốt khi xe rẽ trái hoặc
phải, hoặc trên những cung đường có bán kính cong nhỏ.

Hình 1.9: Góc điều chỉnh của đèn liếc động phù hơp các cung đường có
độ cong lớn.


10
Hệ thống đèn liếc động hiện nay đã khá phổ biến trên thị trường, xuất hiện
nhiều trên các dòng xe tầm trung đến cấp, hãng Mazda đã trang bị hệ thống này
nên các dòng xe tầm trung và cao cấp để tăng khả năng cạnh trang của họ trên
thị trường trong khi nhiều hãng xe bảo thủ như Toyota vẫn chưa trang bị các
dòng xe tầm trung và cận cao cấp.
Ở Việt Nam, hệ thống đèn liếc động chưa trang bị nhiều do một phần là ở
Việt Nam vấn đề an toàn cho người sử dụng chưa được quan tâm đúng mức
vấn đề an toàn mà đặt trên hết là hạ giá thành để phù hơp với người tiêu dùng
cũng như mục đích lợi nhuận của các hãng xe. Trong những năm gần đây Việt

Nam đang phát triển khá mạnh mẽ nên các hãng xe cũng đã nâng thêm rất nhiều
“options” an tồn cơ bản cho các dịng xe của họ trên thị trường Việt Nam như
AFS, ABS, AIR BAG ,.

Hình 1.10: Hệ thống đèn liếc động được trang bị trên xe Mazda.


11
1.1.2 Nguyên lý hoạt động
Nhìn chung, cấu tạo cơ cấu chấp hành của hệ thống đèn liếc động phức

Hình 1.11: Cấu tạo hệ thống đèn liếc động
tạp và đa dạng, các nhà sản xuát xe hơi đưa ra nhiều giải pháp để có thể thay
đổi góc chiếu sáng của bóng đèn cốt, tuy nhiên cơ cấu phổ biến hiện nay là loại
dựa trên hiện tượng khúc xạ ánh sáng. Bên dưới trình bày cấu tạo của loại hệ
thống chiếu sáng sử dụng liếc động phổ biến đó. [1]
Hệ thống đèn liếc động loại này gồm phần dẫn động nhờ một động cơ
Servo làm cho cơ cấu đảo tròng hoạt động, động cơ servo sẽ điều khiển vùng
chiếu sáng của đèn pha dao động 150 chuyển góc sang mỗi bên, tùy theo góc
thay đổi vơ lăng.
Các cơ cấu đèn liếc bản chất là cụm Xenon được bố trí thêm các cơ cấu
dẫn động gồm một động cơ servo và các cơ phận khác để dịch chuyển hướng
của ống chiếu sáng, dẫn đến thay đổi góc chiếu sáng. [1]


12
Các nhà sản xuất đã thiết kế nhiều loại cơ cơ đèn liếc động đơn giản và có
tính lắp lẫn cao mục đích phổ thơng hóa hệ thống đèn liếc động.

Hình 1.12: Các biến thể cơ cấu đèn liếc động có thế lắp thêm

Các cơ cấu đèn liếc động trên hoàn toàn độc lập với nguồn sáng được sử
dụng trên xe, dù là Xenon, Bi - Xenon hay Halogen nên chúng ta hồn tồn có
thể lắp thêm các cơ cấu đèn liếc động cho các hệ thống đèn pha-cốt chưa trang
bị hệ thống đèn liếc, các cơ cấu đèn liếc ở thời điểm hiện tại được cung cấp rời
với vài hệ tiêu chuẩn riêng cho từng dịng xe, nhờ đó phần lớn xe có thể tự trang
bị thêm hệ thống đèn liếc mà khơng cần xe phải có những thay đổi nghiêm
trọng. [2]
Vốn khơng có gì huyền bí về lý thuyết, cơ cấu đảo tròng hoạt động nhờ một
động cơ bước dẫn động (Motor servo: Là loại động cơ điện quay theo từng
bước nhờ có sự điều khiển từ nguồn cấp điện, nó khơng quay tồn vịng như
các động cơ thơng thường và thay vì nói về số vịng quay trong một phút, đối
với động cơ bước người ta nói rằng: Nó chạy bao nhiêu bước trên phút, một
bước có thể là 1/200 hay 1/1000 của một vịng), khó khăn lớn của hệ thống này
chính là điều chỉnh mức độ và tốc độ đảo tròng (được chỉnh qua ECU đèn) sao
cho phù hợp với tốc độ xe và khi cua xe.


13
Hệ thống điều khiển của hệ thống đèn liếc động có phần tương tự như hệ
thống đèn liếc tĩnh, bộ điều khiển trung tâm nhận và xử lý các tín hiệu từ cảm
biến góc đánh lái, tín hiệu cảm biến tốc độ, phân tích các giá trị góc đánh lái và
tốc độ xe chạy để xác định góc điều chỉnh vùng chiếu sáng và tốc độ nhanh hay
chậm đáp ứng điều kiện xe, tín hiệu điều chỉnh được gửi tới bộ chấp hành là
motor servo nó sẽ quay theo các góc xác định về các bên trái hoặc phải tuỳ theo
góc cua.

Hình 1.13 Sơ đồ ngun lí điều khiển motor RC Servo xoay chóa đèn
Nguyên lý hoạt động:
Khi bật đèn ở chế độ Head hoặc Low, các tìn hiệu vị trí đèn, cảm biến tốc
độ xe, cảm biến góc lái được gửi về hộp điều khiển từ đó hộp tính tốn và điều

khiển servo xoay chóa đèn.


14
Sự tính tốn nhanh của bộ điều khiển dựa trên giá trị tốc độ tức thời, hệ
thống đèn liếc động có tốc độ phản ứng liếc nhanh hay chậm hồn tồn thích
ứng với tốc độ xe chạy, khi vào cua tốc độ nhanh, đèn liếc nhanh, khi chạy
chậm thì đèn liếc chậm, nhờ đó, đối với người lái xe nguồn sáng luôn luôn bám
chặt với chiếc xe và cung đường, cố định và hài hịa.
1.1.3 Cơ sở tính tốn góc điều chỉnh vùng chiếu sáng
Khi xe đi trên cung đường có bán kính cong R:
Ở hình minh họa 1.14, chúng ta thấy rằng xe có vùng áng sáng trắng là
xe không trang bị hệ thống chiếu sáng đèn liếc động và vùng chiếu sáng của

Hình1.14 Điều chỉnh góc chiếu sáng theo cung đường
nó, vùng chiếu sáng này chỉ thích hợp khi xe chạy thẳng, cịn với cung đường
có bán kính cong R như Hình 1.14 thì vùng chiếu sáng được của nó là khoảng
cách 30m, với khoảng quan sát như vậy người lái sẽ không kịp phản ứng và xử
lý bất ngờ cụ thể là chướng ngại vật. Nhờ hệ thống chiếu sáng đèn liếc động,
tự nhận biết bán kính cong của cung đường, nó điều chỉnh vùng chiếu sáng của
xe đi một góc γ, góc γ này tương đương bằng với góc δ hợp bởi tiếp tuyến của
cung đường với phương ngang của xe. Nhờ vậy tầm quan sát của người lái được
tăng thêm 25m như trên hình (55m so với 30m). Với tầm quan sát tăng thêm
25m này người lái xe sẽ có thêm 1,5s để quan sát và xử lý chướng ngại vật nếu
lúc đó xe chạy với tốc độ 60km/h.


15
Góc điều chỉnh vùng chiếu sáng khi xe đi trên đường có bán kính cong R:
Như đã đề cập, việc điều chỉnh góc chiếu sáng để nhằm mục đích sao

cho vùng chiếu sáng luôn bám theo cung đường xe chạy và khoảng quan sát an
toàn của người lái (khoảng cách đủ để ngưới điều khiển xe nhận biết chướng
ngại vật và phản ứng kịp thời, đảm bảo an toàn) được chiếu sáng.
Góc chiếu sáng được điều chỉnh sẽ tuỳ thuộc vào bán kính cong R của
cung đường xe đang đi, khi xe di chuyển trên đường thẳng thì bán kính cong R
của cung đường là vơ cùng lớn nên góc điều chỉnh vùng sáng sẽ là 00. Việc điều
chỉnh góc xoay tỉ lệ nghịch với độ lớn của bán kính R, cụ thể xe chạy trên cung
đường có bán kính cong R càng nhỏ thì càng phải điều chỉnh góc xoay vùng
chiếu sáng lớn.
Ta có thể xác định được bán kính cong R của một cung đường một cách
dễ dàng bằng một cảm biến lực ly tâm được bố trí trên xe, đi kèm với hệ thống
đèn liếc động.
Từ bán kính cong của cung đường ta xác định được giá trị góc quay vịng
của xe:

Hình 1.15: Tính tốn góc cua vòng α, β


16
Bán kính quay vịng R của xe cũng chính là bán kính của cung đường xe
chạy.
Trong thiết kế ơ tơ, để xe quay vịng khơng trượt thì 2 bánh xe phải có
cùng tâm quay vịng (tâm O, như hình vẽ 1.15) thoả mãn biểu thức quan hệ
giữa các góc quay vòng của 2 bánh xe:
cot β – cot α = B/L

(1)

Với bán kính cong của cung đường, từ quan hệ hình học ta hồn tồn có
thể xác định được giá trị góc quay vịng α, β của 2 bánh xe theo điều kiện xe

quay vịng khơng trượt khi có được chiều dài cơ sở và bề rộng của xe [3]
tan 𝛼 =

𝐿
𝑅+𝐵2

; tan 𝛽 =

𝐿
𝑅−𝐵2

(2)

Sự điều chỉnh góc chiếu sáng được lấy tín hiệu theo góc quay vịng β của
bánh xe phía bên trong. Góc quay vịng β của bánh xe bên trong tuỳ theo góc
đánh lái nhưng chỉ nằm trong khoảng (0; 330) đối với xe du lịch. Hệ thống đèn
liếc động được kích hoạt chỉ khi góc quay vòng β của bánh xe bên trong lớn
hơn 50, và góc điều chỉnh vùng chiếu sáng thay đổi theo giá trị của góc β. góc
điều chỉnh vùng chiếu sáng là lớn nhất khi góc quay vịng β của bánh xe bên
trong đạt 200.
Như vậy, ta hồn tồn có thể xác định giá trị điều chỉnh góc chiếu sáng
khi biết bán kính cong của cung đường xe chạy.
Điều chỉnh góc chiếu sáng theo tốc độ của xe:
Để người lái xe luôn có từ 3 - 4s để quan sát và xử lý chướng ngại vật thì
ứng với tốc độ xe cao đèn sẽ “liếc” nhanh hơn, xe chạy chậm đèn “liếc” chậm
hơn, tức là cần phải thay đổi tốc độ quay của motor servo theo từng dải tốc độ
xe. Việc tính tốn tốc độ điều chỉnh vùng sáng được tính tốn dựa trên khả năng
đáp ứng về tốc độ của motor servo sử dụng.