BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC



TIỂU LUẬN MƠN
HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG TRÊN ÔTÔ

ĐỀ TÀI
CRUISE CONTROL SYSTEM VÀ ADAPTIVE CRUISE
CONTROL SYSTEM FORD RANGER 2016
GVHD : Ths Nguyễn Trung Hiếu
SVTH : Trần Đại Kế
Nguyễn Đình Xuân Vĩnh
MSSV : 17645152
17645149
LỚP

: 17645SP2B

Ngày 25 tháng 6 năm 2018


Lời nói đầu
Thế giới đang chuyển mình và phát triển rất nhanh về mọi mặt, tất nhiên không thể kể đến
sự tiến bộ khoa học kỹ thuật trong công nghiệp, đời sống và đặt biệt hơn hết đó là các phương
tiện giao thông. Ngày nay phương tiện đi lại ôtô ngày càng thông dụng và đi theo su hướng
phát triển các kỹ sư đã khơng ngừng cho ra các tính năng hiện đại, tiện lợi, an tồn, chính xác
trên oto.
Các hệ thống được điều khiển tự động dựa trên sự mong muốn của con người hoặc vẫn

là sự mong muốn con người nhưng được lập trình sẵn kết hợp với các cảm biến thu thập thông
tin và xử lý một cách tự động giúp hệ thống đó hoạt động một cách tối ưu nhất sau đó báo tín
hiệu về đã hoạt đơng hay bị lỗi. Hay cịn gọi cách khác OPEN-LOOP CONTROL SYSTEM và
CLOSE-LOOP CONTROL SYSTEM
Trong ơtơ ngày nay có nhiều hệ thống mới ra đời và được điều khiển bởi các module
control. Việc có quá nhiều các hộp module control làm cho sự kết nối giữa chúng phứt tạp, hao
phí đường dây điện, chiếm diện tích, khó chẩn đốn đặt biệt hơn hết dễ bị nhiễu, đơ làm cho hệ
thống đó ngưng hoạt động đột ngột gây nguy hiểm, bất tiện và phải khởi động lại. Nhưng việc
mạng CAN (CAN BUS) ra đời các module control được kết nối một cách đơn giản, giải quyết
tất cả các vấn đề trên và được phổ biến rộng trên các dòng xe hiện đại ngày nay.
Sự ra đời mạng kết nối CAN là cơ sở giúp phát triển nhiều hệ thống điều khiển tự động
trên ơt tơ hiện đại. Trong số đó có có thể kể đến CRUISE CONTROL SYSTEM vừa kết hợp
với ADAPTIVE CRUISE CONTROL SYSTEM, cả hai luôn gắn liền nhau và hỗ trợ cho
nhau trong việc tự điều khiển xe chạy tại một khoảng tốc độ tự động và tránh va chạm vật phía
trước.
Qua đó ta có thể thấy được công nghệ phát triển sẽ cho ra những hệ thống vô cùng tiện lợi
giúp người lái thỏa mái, thư giãn và vơ cùng an tồn. Do tầm quan trọng và muốn nắm bắt công
nghệ mới nên đề tài này em sẽ đi sâu vào hai hệ thống trên.
Việc tìm kiếm tài liệu, kiến thức chưa sâu, dịch thuật chưa tốt có thể xảy ra nhiều sai sốt
trong đề tài này mong thầy các bạn và bạn đọc góp ý, bổ sung để hoàn thiện hơn.

Người thực hiện
Trần Đại Kế
Nguyễn Đình Xuân Vĩnh


Mục lục
I.

CRUISE CONTROL SYSTEM................................................................................. 2

1.

Hệ thống điều khiển kín ......................................................................................... 2

2.

Cách thức giao tiếp giữa các module ..................................................................... 3

3.

Đặc điểm ................................................................................................................ 4

Il.

ADAPTIVE CRUISE CONTROL SYSTEM. ...................................................... 5
1.

Hệ thống điều khiển kín. ........................................................................................ 5

2.

Các tín hiệu giao tiếp giữa các module. ................................................................. 6

3.

Đặt điểm ................................................................................................................. 8

IIl.

SƠ ĐỒ MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN CCS VÀ ACCS. ........................................ 9


1.

Công tắc bàn đạp phanh. ........................................................................................ 9

2.

Cảm biến bàn đạp ga. ........................................................................................... 11

3.

Công tắc điều chỉnh vô lăng , CCS và ACCS trên vô lăng. ................................. 12

4.

Module CCM có tích hợp radar. .......................................................................... 15

1


I. CRUISE CONTROL SYSTEM
1. Hệ thống điều khiển kín
Cruise control system là một trong những hệ thống điều khiển tự động trên Ơtơ, là hệ thống
tập hợp rất nhiều các module cung cấp, trao đổi dữ liệu cho nhau để điều khiển Ơtơ vận hành
tốc độ một cách cầm chừng tự động. Bao gồm:
• SCCM Steering column control module (module điều khiển trục lái và cụm cơng tắc).
• SECM Steering effort control module (module điều khiển trợ lực lái).
• SASM Steering angle sensor module (module xử lý cảm biến vị trí góc lái).
• RCM Restraint control module (module điều khiển kiểm sốt xe).
• ABS Antilock brake system module (module xử lý chống bó cứng phanh).

• PCM Powertrain control module (module điều khiển động cơ).
• IPC Instrument panel control (cơ cấu điều khiển)
Một số module trên có thể xử lý, điều khiển các chức năng khác.

Hình 1: Sơ đồ giao tiếp giữa các module hỗ trợ cho Cruise control system.

2


2. Cách thức giao tiếp giữa các module.

a. Thông tin đầu vào bộ điều khiển IPC:

Tín hiệu đầu vào IPC

Xuất phát
từ module

Mục đích của tín hiệu

Nhận biết cruise control
có hoạt động

PCM

Nhận biết được người lái có đạp bàn đạp ga hay
không

Trạng thái cruise control


PCM

Thông tin này dùng để điều khiển tốc độ xe phù hợp
với điều kiện vận hành.

Cài đặt tốc độ cho cruise
control theo yêu cầu.

PCM

Thông tin này dùng để người dùng cài đặt các
mứt tốc độ khi sử dụng CCS

b. Thơng tin vào module PCM:

Tín hiệu đầu vào PCM

Xuất phát
từ module

Cụm công tắc điều khiển
trên tay lái, thay đổi tốc độ SCCM
của xe.
Tăng cường, kiểm soát sự
ổn định xe
Tăng cường lực bám cho
xe
Lực quán tính ngang khi
qua cua…
Lực quán tính dọc khi

đường gồ gề…

Mục đích của tín hiệu

Dùng để bật, tắt cruise control và thay đổi chế độ
hoạt động…..

ABS

Điều khiển ngưng, giảm tốc độ khi có tín hiệu u
cầu.

RCM

Điều khiển ngưng, giảm tốc độ khi có tín hiệu yêu
cầu.

Góc xoay tâm xe

3


c. Thơng tin vào module SCCM:

Tín hiệu đầu vào
Cụm cơng tắc điều khiển
Cruise control

Xuất phát
từ module

SASM

Mục đích của tín hiệu
Dùng để bật tắt công tắt cruise control và những chế
độ điều khiển CCS được trang bị trên vô lăng.

3. Đặc điểm.
a. Chức năng: Các chức năng điều khiển CCS bao gồm
• Khởi động/ tắt CCS
• Thiết lập và duy trì tốc độ xe theo mong muốn.
• Đẩy nhanh tốc độ của xe.
• Khi xuống dốc tự thay đổi tốc độ sao cho thấp phù hợp.
• Giữ đúng khoảng cách tránh va chạm và nối lại khoảng cách với xe trước.
• Tắt hệ thông cruise control.
Chú ý: Tốc độ cầm chừng khi sử dụng cruise control trong khoảng 30 đến 32 km/h, sẽ có nhiều
khoảng tốc độ cho người lái lựa chọn. Đặt biệt có thể dùng khóa mykey để cài đặt khoảng tốc
độ giới hạn mà mình mong muốn. Khi xe lên hoặc xuống dốc có thể tốc độ giao động cao hơn
hoặc thấp hơn một ít trong khoảng giới hạn đó.
b. Các trường hợp gây vơ hiệu hóa CCS:
• Khi sử dụng phanh tay.
• Khơng sử dụng được khi dùng số D hoặc OD vì số nay tỉ số truyền tốc độ cao người
lái phải tự điều khiển.
• Sau khi chạy xe ở chế độ bàn đạp ga và chạy 5 phút thì mới sử dụng được CCS.
• Cơng tắc CCS nhấn hoặc bị kẹt qua 2 phút.
• Tốc độ xe dưới 16 km/h hoặc dưới tốc độ cài đặt thì khơng sử dụng CCS được.
• ABS bị lỗi.
CCS cung cấp tự chẩn đốn. CCS bị vơ hiệu hóa bất cứ khi nào phát hiện thấy lỗi
trong hệ thống. Khơng chỉ báo IPC và hiển thị khi có lỗi xảy ra. Mã lỗi được ghi lại bởi
PCM hoặc SCCM nên cần xóa mã lỗi.


4


Il. ADAPTIVE CRUISE CONTROL SYSTEM.
1. Hệ thống điều khiển kín.
Việc bạn hoạt động dưới chế độ CCS xe tự động di chuyển mà khơng cần đạp ga, do đó có
thể gây ra nhiều trường hợp xử lý không kịp và dễ gây tai nạn. Vì thế ACCS thu thập các thơng
tin vật cản phía trước để báo về cho CCS điều chỉnh tốc độ cầm chừng sao cho giữ đúng khoảng
cách là vô cùng quan trọng.
Ở các module hỗ trợ của ACCS cũng giống như CCS nhưng bổ sung thêm các module sau:
• CCM (Cruise control module)
• BCM (Body control module)

Hình 2: Sơ đồ giao tiếp giữa các module khi sử dụng chức năng ACCS.

5


2. Các tín hiệu giao tiếp giữa các module.
a. Các tín hiệu đầu vào module ABS:
Tín hiệu vào ABS

Xuất phát
từ module

Mục đích của tín hiệu

ACCS yêu cầu hãm lực
phanh.


CCM

Dùng để hãm tốc độ khi sử dụng CCS để giữ
khoảng cách xe trước chính xác.

Khi đạp bàn đạp phanh.

PCM

Tín hiệu cơng tắt bàn đạp phanh được gửi đi.

RCM

Điều khiển giảm tốc độ khi có tín hiệu u cầu.

Lực quan tính ngang khi
qua cua.
Lực quán tính dọc khi
đường gồ gờ.

b. Tín hiệu đầu vào module CCM:
Tín hiệu vào CCM

Xuất phát
từ module

Mục đích của tín hiệu

Vị trí bàn đạp ga.


PCM

Biết được vị trí của bàn đạp ga.

Khi nhấn bàn đạp phanh..

PCM

Nhận tín hiệu từ công tắt bàn đạp phanh.

CCS hoạt động trong
khoảng thời gian dài.

PCM

Người lái cần phải đạp bàn đạp ga rồi mới tiếp
tục sử dụng CCS.

Trạng thái lúc khởi động.

BCM

Tín hiệu sẽ được gửi từ công tắt khởi động.

ABS

Dừng sử dụng chức năng CCS khi có các tín
hiệu này.

Lực qn tính dọc khi

đường gồ gề.

RCM

Dừng sử dụng chức năng CCS khi có các tín
hiệu này.

Cấu trúc dữ liệu của xe.

BCM

Điều chỉnh sự cân bằng, ổn
định khi phanh.
Điều chỉnh lực bám đường
phù hợp.
Xác định trọng tâm, góc
xoay của tâm xe.
Lực qn tính ngang khi
qua cua.

Dùng để so sánh kiểm tra với cấu trúc dư liệu
của ACCS .

6


c. Tín hiệu đầu vào bộ điều khiển IPC:
Tín hiệu vào IPC
Điều khiển hành trình với
một khoảng cách với xe

phía trước.
Các chế độ cruise control
Cruise control hoạt động
trong khoảng thời gian dài.
Trạng thái cruise control

Xuất phát
từ module
CCM

Mục đích của tín hiệu.
Tín hiệu này dùng để hiển thị và điều khiển CCS
giữ khoảng cách với xe phía trước.

PCM

Điều khiển thay đổi tốc độ để tương ứng giữ
đúng khoảng cách.

PCM

Người lái cần tác dụng lên bàn đạp ga và tiếp tục
trở lại chế độ CCS

PCM

Dữ liệu này dùng để điều khiển tốc độ tương
ứng với tình trạng chạy cầm chừng

Cài đặt tốc độ cruise control PCM


Dữ liệu này người lái có thể thiết lập tốc độ xe
chạy cầm chừng như mong muốn.

d. Tín hiệu đầu vào module PCM:
Tín hiệu vào PCM
ACCS gửi tín hiệu
Tăng cường kiểm sốt sự
ổn định xe
Tăng cường lực bám cho
xe
Lực quán tính ngang khi
qua cua.
Lực quán tính dọc khi
đường gồ gề.
Góc xoay tâm xe

Xuất phát
từ module

Mục đích của tín hiệu

CCM

Dùng để bật, tắt cruise control và hoạt động
đúng với yêu cầu.

ABS

Điều khiển tốc độ chậm dần khi cần thiết

Điều chỉnh tốc độ xe chậm dần khi cần thiết

RCM

e. Tín hiệu đầu vào module SCCM:
Tín hiệu vào SCCM
Cụm cơng tắt các chế độ
CCS

Xuất phát
từ module
SASM

Mục đích của tín hiệu
Dùng để bật tắt công tắt cruise control và
những chế độ điều khiển CCS được trang bị
trên vô lăng.

7


3. Đặt điểm.
• Khi người lái sử dụng chức năng CCS thì đồng thời hệ thống ACCS cũng hoạt động
kèm theo RADAR trong CCM sẽ phát tín hiệu dạng sóng để biết được các xe ở phía trước
mà phân phối lực phanh giảm tốc độ cầm chừng cho hợp lý.
• Sóng sử dụng trong Radar của Ơtơ có tên là vi ba (sóng ngắn) bước sóng lớn hơn
tia hồng ngoại nhưng ngắn hơn sóng radio ở tần số 76 GHz.
• Khi đang hoạt động dưới chế độ ACCS ga và phanh đều được điều khiển tự động
người lái chỉ việc giữ vô lăng, nếu người lái tác động lên bàn đạp phanh làm cơng tắt
BPP nhận biết và gửi tín hiệu đến PCM lúc này chế độ ACCS chuyển sang chế độ người

tự lái.
• Khi xe hoạt động dưới chế độ ACCS mà tốc độ dưới 20km/h thì đèn báo và âm
thanh phát ra vì khơng nằm trong tốc độ ACCS hỗ trợ do đó người dùng phải tự lái.
• CCM theo dõi các tín hiệu từ ABS gồm sự thay đổi của góc xoay tâm xe, các lực
qn tính, lực bám quá mứt cho phép thì CCM sẽ báo lên taplo với dòng chữ COLLISION
WARING MALFUNCTION hoặc ADAPTIVE CRUISE MALFUNCTION.
• CCM ở phía trước đầu xe và có tích hợp Radar. Nếu radar bị che khuất do bụi, băng
tuyết, mưa, vật lạ thì hệ thống ACCS khơng thể hoạt động được và cảm biến sẽ báo về
taplo “Radar Blocked”, chúng ta nên thường xuyên vệ sinh radar.
• ABS nhận biết được nhiệt độ phanh và từ đó tăng hay giảm áp lực và thời gian
phanh một cách hợp lí. Nếu nhiệt độ quá ngưỡng cho phép sẽ có âm thanh báo và ACCS
ngưng hoạt động cho đến khi phanh được giải nhiệt. Những trường hợp này thường xảy
ra ở những con đường đồi núi.
• CCM điều khiển mơ-đun ABS từ đó điều khiển hệ thống phanh để làm chậm xe và
duy trì khoảng cách an tồn với xe phía trước.
• CCM có tích hợp một thiết bị cảm biến radar đo tốc độ tương đối và khoảng cách
giữa hai xe. CCM có trách nhiệm yêu cầu PCM tăng tốc độ xe và mơ-đun ABS để phanh,
khi cần thiết.

Hình 3: Vị trí module CCM có tích hợp radar.

8


IIl. SƠ ĐỒ MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN CCS VÀ ACCS.
Dựa vào sơ đồ giao tiếp giữa các moadule ở trên và sơ đồ mạch điện tín hiệu dưới đây
ta có thể phân tích, hiểu được nguyên lý hoạt động của hệ thống CCS.
Có một số module chỉ gửi thơng tin, trao đổi tín hiệu qua mạng CAN đến các module
quan trọng cho CCS để xử lý nên ta không đi sâu vào mạch điện của module đó.
1. Cơng tắc bàn đạp phanh.


Hình 4: sơ đồ mạch điện tín hiệu cơng tắc bàn đạp phanh.

9


Sơ đồ mạch điện ở trên cho thấy tín hiệu bất đầu từ cụm cơng tắc bàn đạp phanh gửi
tín hiệu đến PCM và xử lý đưa đến BCM.
Cụm công tắc ở đây bao gồm:
• Cơng tắc 1,4 báo tín hiệu đèn CCS
• Cơng tắc 2,3 báo tín hiệu để ngắt CCS hoặc trở lại chức năng CCS
Khi không đạp bàn đạp phanh:
• Cơng tắc 1,4 hở tiếp điểm ở vị trí 1 đèn tín hiệu khơng báo.
• Cơng tắc 2,3 đóng tiếp điểm tại vị trí 1 tín hiệu được gửi đến PCM tín hiệu ra từ
PCM đến hệ thống điều khiển Electronic Throttle Body (ETB) và điều khiển motor
bướm ga Electronic Throttle Control (ETC) đúng với góc độ đã lập trinh sẵn tương
ứng với tốc độ cầm chừng cài đặt trên CCS.
Nên CCS hoạt động bình thường.
Khi đạp bàn đạp phanh:
• Cơng tắc 1,4 đóng tiếp điểm tại vị trí 2 đèn được thơng báo.
• Cơng tắc 2,3 mở tiếp điểm tại vị trí 2 tín hiệu bị ngắt do đó PCM khơng nhận được
tín hiệu và báo cho ETB khơng điều khiển ETC do đó cánh bướm ga không được
điều khiển tự động cầm chừng CCS nữa và người lái lúc này sẵn sàn điều khiển.

10


2. Cảm biến bàn đạp ga.

Hình 5: Cảm biến bàn đạp chân ga

Sơ đồ mạch điện trên thể hiện cảm biến vị trí bàn đạp ga Accelerator pedal position
(APP) Sensor loại tuyến tính, APP tại bàn đạp ga gồm có 6 chân gồm 2 cảm biến.
Cảm biến thứ nhất gồm 3 chân 1,2,3:
• Chân 1 chân 5V, chân 3 âm
• Chân 2 là chân tín hiệu về PCM
Cảm biến thứ hai tương tự gơm 3 chân 4,5,6:
• Chân 6 và chân 5 lần lượt là chân 5V và âm
• Chân 4 là chân tín hiệu về PCM

11


Nhiệm vụ xác định vị trí cũng như góc mà người đạp bàn đạp ga, 2 cảm biến cho ra
2 tín hiệu bù trừ nhau ví dụ cảm biến 1 đạp được 80% thì cảm biến 2 đo được 20% sau đó
gửi tín hiệu điện áp về PCM phân tích so sánh gửi đến ETB (Electronic throttel body) điều
khiển motor bướm ga hợp lý.
Khi người lái chuyển sang chế độ CCS thì PCM liền cung cấp dữ liệu được cài đặt
sẵn gửi đến ETB để điều khiển bướm ga và cho ra tốc độ hợp lý lúc này không cần phải
đạp bàn đạp ga.
Nếu 1 trong 2 cảm biến bị hỏng thì PCM gửi tín hiệu chạy ở mứt bàn đạp ga 25%,
nếu hỏng cả 2 thì chạy ở chế độ không tải.
3. Công tắc điều chỉnh vô lăng , CCS và ACCS trên vơ lăng.

Hình 6: Module điều khiển cột lái và xử lý tín hiệu cơng tắc.

12


Hình trên là module điều khiển trên hệ thống lái gồm có 4 chân số 3, 4, 5, 7:
Chân 3, 4 tín hiệu ra vào module dựa trên mạng CAN gồm:

• HS2 CAN+ tín hiệu gửi đến PCM.
• HS1 CAN- Tín hiệu gửi về để xử lý.
Chân số 7 về hộp cầu chì của BCM.
Chân số 5 chân mass.

Hình 7: Cụm công tắc trên tay lái gửi về SCCM để xử lý tín hiệu.

13


Sơ đồ mạch điện trên gồm 4 hệ thống chính:
• Cụm công tắc trên tay lái ( mõi cụm công tắc thì điều khiển một hệ thống nhưng
nhiều chế độ khác nhau.
• Gửi tín hiệu đi so sánh
• Cuộn dây điện Clockspring dưới tay lái.
• SCCM.
Nguyên lý hoạt động như sau:
− Cụm công tắc down, left, right, ok, up dùng để điều chỉnh cần lái theo ý muốn.
− Cụm công tắc GAP UP, GAP DN
• Cơng tắc GAP UP: Dùng để tăng khoảng cách với xe phía trước, khi nhấn cơng tắc
dịng điện đi từ chân 15 qua cuộn điện CLOCKSPRING qua công tắc, qua diot đến chân
8 của SCCM. Tại vị trí GAP UP nằm giữa 2 điện trở với điện trở trong SCCM tạo thành
cầu phân áp, tạo ra mứt điện áp khác với các công tắc khác và giống như điện áp được lập
trình từ đó tín hiệu được gửi đến CCM điều chỉnh tần số radar để tăng khoảng cách giữa 2
xe.
• Cơng tắc GAP DN: tương tự như công tắc GAP UP nhưng giảm khoảng cách với
xe phía trước.
− Cụm cơng tắt SET+ và SET• Khi đóng cơng tắc SET+ : Dịng điện đi từ chân 6 của SCCM qua cuộn
CLOKSPRING kết hợp tín hiệu so sánh tại điểm S238 qua công tắc và điôt làm cho dòng
điện đi một chiều về chân chung 8 tao thành cầu phân áp điện áp rơi gửi về vi điều khiển

của SCCM lưu trữ vào bộ nhớ từ đó phân tích so sánh gửi tín hiệu đến PCM thông qua
mạng HS1 CAN, PCM xử lý điều khiển ETB (Electronic Throttle Body) điều khiển bướm
ga với góc mở mong muốn và xe chạy với vận tốc cầm chừng tăng 2km/h cho mõi lần bấm.
• Cơng tắc SET- : cũng tương tự như SET+ nhưng tốc độ cài đặt giảm dần cho mõi
lần bấm
− Cụm cơng tắc RES/CNCL và ON/OFF
• Cơng tắc RES/CNCL: Khi ấn cơng tắt RESUME dịng điện từ chân 7 SCCM qua
CLOCKSRING đến công tắc, diot và về chân 8 SCCM tạo thành cầu phân áp và vi điều
khiển xử lý gửi đến PCM và CCM xử lý và cài đặt lại tốc độ cầm chừng cho CCS. Khi ấn
cơng tắt lần 2 CANCEL thì để hủy tốc độ cài đặt.
• Cơng tắt ON/OFF tương tự như thế dùng để bật tắt CCS.
− Cụm đèn led cho mõi công tắc, sáng lên khi bật công tắc.

14


4. Module CCM có tích hợp radar.

Hình 8: CCM có tích hợp radar.
Gồm có 4 chân 4,7,8,10: chân 4 mass, chân 10 về hộp cầu chì, chân 7,8 giao tiếp thu
nhận thơng tin giữa các module.
Bên trong có tích hợp radar khi chế độ CCS hoạt động radar cũng hoạt động theo sóng
radar được phát đi và thu nhận để CCM xử lý gửi tín hiệu đến PCM, ABS để điều chỉnh
tốc độ và lực phanh hợp lý nên được gọi là ACCS.

15