MỤC LỤC

1


LỜI MỞ ĐẦU
Khoá học 2015-2020 đang ở giai đoạn cuối của chương trình đào tạo là
thực hiện đồ án tốt nghiệp. Sau hơn 4 năm học tập tại trường Đại Học Công
nghệ GTVT, em được lĩnh hội rất nhiều kiến thức quý báu và rèn luyện kỹ năng
chuyên ngành Cơ điện tử trên ô tô.
Trong quá trình tìm kiếm đề tài tốt nghiệp em đã chọn được đề tài mong
muốn, phù hợp với khả năng và lĩnh vực yêu thích của mình. Từ đó em đã mạnh
dạn tự đề xuất đề tài “Mô phỏng hệ thống đèn pha thông minh trên MercedesBenz E250 2018”, và nhận được sự đồng ý của Bộ môn . Ban chủ nhiệm Khoa
cũng đã cho phép đăng ký thực hiện đề tài.
Đối với bản thân, đây là cơ hội cho em để hệ thống lại kiến thức, là cơ
hội nghiên cứu, thực nghiệm và rèn luyện các kỹ năng làm việc trước khi bước
vào môi trường làm việc thực sự.
Sau một thời gian thực hiện đề tài, mặc dù em đã gặp nhiều khó khăn
nhưng với sự giúp đỡ của thầy GVHD ThS. Nguyễn Văn Hiệp cùng sự cố gắng
nỗ lực của bản thân, để tài “Mô phỏng hệ thống đèn pha thông minh trên
Mercedes-Benz E250 2018” đã được hoàn thành đúng tiến độ.
Dù đã rất cố gắng và nỗ lực để thực hiện đề tài này, nhưng do kiến thức và
thời gian có hạn nên không tránh khỏi những thiếu sót và hạn chế. Vì vậy em rất
mong nhận được những ý kiến đóng góp của quý thầy cô cùng các bạn.

2


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1. Đặt vấn đề
Lịch sử phát triển của Công nghệ chiếu sáng trên xe gắn liền với

lịch sử ra đời và phát triển kéo dài hơn 120 năm của ngành công nghiệp ô
tô. Với vai trò như đôi mắt cho người lái xe vào ban đêm, công nghệ chiếu
sáng trên xe luôn được quan tâm và chú trọng nghiên cứu.
Những năm gần đây công nghệ chiếu sáng ô tô đã có những phát triển
bước ngoặt. Với sự xuất hiện của bóng đèn tăng áp Xenon với cường độ
sáng mạnh và tầm chiếu sáng xa, cho ánh sáng như ánh sáng ban ngày, các
nhà sản xuất ô tô đã giải được bài toán về nguồn chiếu sáng. Không ngừng
ở đó, để đáp ứng những đòi hỏi chính đáng của người sử dụng về một môi
trường lái xe an toàn, thân thiện hơn vào ban đêm, gần đây các nhà sản
xuất đã giới thiệu công nghệ chiếu sáng chủ động trên xe với tham vọng
hoàn toàn đánh bật bóng đêm. Nổi bật trong đó là giải pháp chiếu sáng chủ
động theo góc bẻ lái của xe, với công nghệ này các tài xế không còn phải
lo lắng việc thường xuyên phải đối mặt với những vùng tối đột ngột hoặc
nguy hiểm hơn là việc bất ngờ xuất hiện các chướng ngại vật khi lái xe vào
ban đêm gặp những cung đường cong hoặc các khúc cua gấp.
Hệ thống chiếu sáng chủ động đã dần trở nên thông dụng đối với
các nước phát triển, coi trọng vấn đề an toàn giao thông còn đối với Việt
Nam ta hiện nay thì hệ thống chiếu sáng chủ động AFS vẫn còn khá mới
mẻ, chỉ được trang bị trên các xe hạng sang, vì vậy việc sinh viên ngành
cơ khí ô tô được tiếp cận công nghệ mới này còn rất hạn chế, chủ yếu qua
Internet và qua các tạp chí ô tô.
Vì vậy em lựa chọn đề tài này để hiểu rõ hơn về cơ chế hoạt động của hệ
thống AFS

3


1.2. Lịch sử phát triển đèn ô tô
1.2.1. Khái quát
Theo các số liệu thống kê ngày nay, mặc dù công nghệ chiếu sáng

trên xe hơi đã phát triển rất nhiều, và hầu hết các tuyến đường đều đã được
trang bị đèn đường chiếu sáng, tăng độ an toàn cho xe lưu thông vào ban
đêm nhưng tỉ lệ số vụ tai nạn xe vào ban đêm lên đến 40 % trong khi mật
độ xe lưu thông vào ban đêm chỉ bằng 1/5 mật độ xe lưu thông vào ban
ngày, chính vì những đòi hỏi phải tăng tính an toàn cho người điều khiển
xe vào ban đêm mà công nghệ chiếu sáng trên xe đã rất được quan tâm và
chú trọng nghiên cứu, phát triển.
Ai cũng thấy được tầm quan trọng của đèn chiếu sáng trên xe hơi khi
vận hành trong bóng tối. Ra đời đồng thời với xe hơi, đèn pha đã trải qua
120 năm lịch sử từ những chiếc khổng lồ cổ lỗ tới Bi-Xenon hay LED ngày
nay.
Bắt đầu từ chiếc đèn thuở sơ khai có cấu tạo khổng lồ đến những
chiếc Bilux (hai bóng) hình parabol của thập niên 1950-1960, đèn pha đã
cải thiện đến 85% hiệu quả chiếu sáng. Sau đó là sự xuất hiện của đèn cốt
(low-beam) chiếu sáng trong khoảng 100 m và đèn Bi-Xenon với khoảng
cách quan sát an toàn 180 m hiện nay. Lịch sử đèn pha bắt đầu cùng thời
với xe hơi khi Gottlieb Daimler và Karl Benz giới thiệu chiếc xe hơi đầu
tiên năm 1886. Qua từng giai đoạn, do yêu cầu đòi hỏi khác nhau của thực
tế khi lái xe vào ban đêm, trong thời tiết xấu, các đèn pha liên tục được cải
tiến và phát triển với nhiều loại khác nhau.
1.2.2. Đèn xe trước khi sử dụng đèn điện
Chiếc xe hơi đầu tiên được ra đời vào năm 1886, cùng thời đó thì
Thomas Edinson cũng chỉ mới phát minh ra bóng đèn sợi đốt, tuy nhiên
bóng đèn sợi đốt lúc đó không được sử dụng để chiếu sáng trên xe hơi vì
nguồn điện để thắp sáng bóng đèn là Accu thì lại không đáp ứng được về
4


dung lượng trong khi máy phát điện một chiều còn quá cồng kềnh và chưa
được ứng dụng trên xe hơi. Vì vậy vào những năm cuối thế kỷ 19 người ta

muốn lái xe ra đường vào ban đêm thì phải mang theo những chiếc đèn
lồng, đèn măng sông, … là những chiếc đèn được sử dụng để thắp sáng
trong nhà. Tuy nhiên những chiếc đèn này với ánh sáng leo lét không thể
đáp ứng về chiếu sáng cho xe. Vì vậy những nhà sản xuất xe hơi và những
nhà khoa học đã bắt tay nghiên cứu các loại đèn có khả năng chiếu xa và
vùng chiếu rộng để lắp đặt trên xe.
Ban đầu người ta đã nghĩ ra cách hướng chùm ánh sáng về phía trước
mặt đường bằng cách sử dụng các gương cầu mà ngày nay phát triển thành
chóa đèn, tạo ra những chùm ánh sáng song song, vì vậy cải thiện đáng kể
khả năng chiếu xa.
Ngoài các loại đèn nến thông thường, tài xế còn sử dụng đèn xăng và
acetylene để chiếu sáng con đường phía trước được xa hơn. Đèn pha sử
dụng acetylene được biết đến nhiều hơn so với các các đèn dùng khí
carbua (đất đèn) bởi chúng ít tốn kém hơn. Với đèn sử dụng khí carbua,
người ta phải đốt 35 lít gas để thắp sáng đèn trong một giờ.
1.2.3. Đèn sợi đốt được sử dụng phổ biến trên ô tô
Thời kỳ 1910-1960
Năm 1913, công ty điện Bosch, Đức, đã có cách tiếp cận hợp lý đối
với vấn đề này và đưa ra sản phẩm "Bosch Light". Đây là hệ thống tích
hợp đèn pha, máy phát điện một chiều và bộ điều chỉnh để tránh gây phiền
phức cho khách hàng nếu mua các phần tử rời rạc. Tuy nhiên, vẫn xuất
hiện những tranh cãi xung quanh đèn pha sử dụng điện hiện đại và các đèn
pha thế hệ cũ sử dụng gas. Một giải pháp mới là kết hợp đèn pha chạy bằng
nhiên liệu với đèn pha điện. Các loại đèn pha này cùng tồn tại cho đến sau
chiến tranh thế giới lần thứ nhất. Năm 1920, điện chiếm ưu thế không chỉ
trong đèn pha mà còn trong cả công nghệ chế tạo xe hơi.
5


Đèn cốt (low - beam) ra đời cũng trong thời kỳ này:

Lái xe trong đêm vẫn bị ảnh hưởng bởi vấn đề rất cũ là gây chói mắt
của những chiếc xe đi ngược chiều. Các kỹ sư đã cố gắng rất nhiều nhằm
giải quyết vấn đề này bằng cách sử dụng thiết bị chống lóa mắt và tìm ra
phương pháp lắp đặt đèn pha. Hai đèn chiếu riêng biệt với hai chùm ánh
sáng mang lại hiệu quả cao hơn (pha và cốt).
Bóng đèn bilux - giải pháp tất cả trong một:
Năm 1924, chuyên gia về đèn Osram đưa ra giải pháp kỹ thuật mới
nhằm giảm chói mắt cho xe đi ngược chiều là dùng bóng đèn có hai sợi
đốt, kết hợp cả chùm pha và cốt trên cùng một gương phản xạ. Thay vì
phải dùng 2 nguồn sáng với hai chóa đèn riêng biệt cho 2 chế độ chiếu xa
và chiếu gần.
1.2.4. Đèn halogen ra đời
Thời kỳ 1960-1990
Đối với các đèn sợi đốt thông thường, kim loại bốc hơi từ các sợi đốt
tập trung trên bề mặt kính làm xám đen. Khí Halogen có tác dụng làm hạn
chế sự bốc hơi của kim loại từ sợi đốt làm cho bóng đèn trở nên sáng.
Ngoài ra nó cũng giúp đốt nóng sợi đốt một cách mạnh mẽ và cho nguồn
ánh sáng tốt hơn.

Hình 1.1: Đèn halogen H7 dùng cho Mercerdes-Benz C, E và S class
6


1.2.5. Đèn Xenon ra đời và được phổ biến trên ô tô
Thời kỳ 1990 đến hiện nay
Năm 1991 đèn pha Xenon ra đời. Nguồn sáng của đèn này gồm khí
Xenon và một lượng nhỏ muối kim loại. Bằng cách sử dụng bộ tăng áp
(Ballast) tạo ra những xung ngắn với điện áp lên đến 28.000 Volt, các
quầng plasma sẽ xuất hiện giữa các cực của đèn. Đèn Xenon được sử dụng
từ năm 1995 và bắt đầu thay thế các bóng đèn sợi đốt thông thường. Ưu

điển lớn nhất của Xenon là chúng chỉ tiêu thụ 35 W nhưng lại có cường độ
ánh sáng gấp 2 lần so với những chiếc đèn halogen công suất 55W.

Hình 1.2: Bộ đèn Xenon-Ballast

7


Đèn Bi-Xenon thời kỳ đầu

Hình 1.3: Công nghệ chiếu sáng Bi-Xenon sơ khai
Khi đèn Xenon ra đời người ta lại phải sử dụng bộ đèn chiếu có 2
choá, một choá cho đèn pha và một choá cho đèn cốt, vì Xenon chỉ có một
tim.
Vào năm 1998 bóng đèn Xenon 2 chế độ Pha – cốt xuất hiện, cũng
tương tự như bóng đèn 2 tim, đèn Xenon 2 chế độ pha cốt bố trí 2 bóng đèn
Xenon sát nhau nhưng 2 tim đèn đặt được bố trí lệch nhau, nên ánh sáng
phát ra từ các tim đèn này qua phản xạ của gương cầu cho những luồng
sáng có góc chiếu khác nhau.
Một kiểu Xenon 2 chế độ Pha – Cốt khác là sử dụng một bóng đèn
Xenon, nhưng vị trí tim đèn của bóng đèn Xenon có thể thay đổi dịch chuyển
được, dịch ra ở vị trí ngay tiêu cự cho chế độ pha, và thụt vào ở vị trí sau tiêu cự
cho chế độ cốt, vì vậy nó được gọi thông dụng là đèn Xenon thụt thò.
8


Dưới đây là hình minh hoạ của một loại xenon thụt thò

Hình 1.4: Vị trí tim đèn Xenon thay đổi ở các chế độ pha – cốt khác nhau
Đèn Bi-Xenon thời kỳ những năm 2000

Đầu những năm 2000, công nghệ bi-xenon được cải tiến để có chức năng
chiếu sáng chủ động. Các đèn pha giờ đây được điều chỉnh hướng chiếu sáng
theo góc quay của tay lái, có tác dụng chiếu sáng những góc cua. Nó cải thiện
đến 90% hiệu quả chiếu sáng trong những trường hợp này.

9


Hình 1.5: Đèn pha Bi-Xenon trên Mecerdes-Benz E Class
Ánh sáng từ bóng đèn Xenon này được chiếu xuống mặt đường qua một
thấu kính thủy tinh đường kính 70 mm. Một màn chắn di chuyển được chịu
trách nhiệm tạo ra hình dạng luồng sáng thích hợp: màn chắn khi nâng lên sẽ tạo
ra một đường ngăn cách sáng – tối rất sắc nét cho đèn cốt, khi hạ xuống thì toàn
bộ ánh sáng sẽ tạo ra luồng sáng mạnh và chiếu xa cho đèn pha.

Hình 1.6: Cấu tạo và hoạt động của đèn Bi-Xenon
1.2.6. Đèn pha sử dụng công nghệ LED
Đi ốt bán dẫn phát sáng đầu tiên được biết đến vào năm 1907 bởi nhà thí
nghiệm người Anh H.J. Round tại phòng thí nghiệm Marconi khi ông làm thí
nghiệm với tinh thể SiC (Silic và Cacbon). Sau đó cũng có rất nhiều phát minh
nhưng mãi đến năm 1976, đèn LED hiệu suất cao mới được tao ra bởi T.P.
Pearsall. Ban đầu, các đèn LED ánh sáng đỏ chỉ đủ ánh sáng phục vụ cho mục
đích chỉ thị, ánh sáng của chúng phát ra không đủ để chiếu sáng. Sau đó, khi mà
công nghệ đèn LED phát triển, các nguồn đèn LED có hiệu suất phát sáng hiệu
quả được phát minh dần dần phục vụ cho mục đích chiếu sáng.
Tìm hiểu về đèn LED (Light Emitting Diode, có nghĩa là đi ốt phát quang
hay còn gọi là đi ốt chiếu sáng) - hiện là công nghệ chiếu sáng hiện đại nhất
trong ngành chế tạo bóng đèn ô tô. Tương tự với đèn Xenon, đèn LED cũng có
10



kích cỡ nhỏ gọn, phát nhiệt hạn chế và tuổi thọ lâu đời hơn hẳn những loại bóng
đèn dây tóc vôn-fram hay Halogen trước đây. Với những ưu điểm rõ ràng như
vậy, công nghệ sản xuất bóng đèn LED hiện đang dần trở thành xu hướng lựa
chọn hàng đầu của các hãng xe hơi.
Có một điểm đáng lưu ý về công nghệ này, đó là mặc dù đèn LED không toả
nhiệt khi chiếu sáng như đèn Halogen hay sợi đốt vôn-fram nhưng chúng lại sản
sinh ra nhiệt lượng ở chân đèn nên dẫn tới ảnh hưởng nhất định cho các bộ phận
liền kề nó và các cáp nối xung quanh.
Giống như những điốt thông thường, đèn LED bao gồm hai lớp bán dẫn loại
p và n ghép vào nhau. Khối bán dẫn loại p (anốt) chứa nhiều lỗ trống nên có xu
hướng chuyển động khuếch tán sang khối bán dẫn loại n (catốt), cùng lúc khối
bán dẫn loại p lại nhận các electron từ khối bán dẫn loại n chuyển sang. Kết quả
là khối p mang điện tích âm và khối n mang điện tích dương.
Ở bề mặt tiếp giáp giữa hai khối bán dẫn, các electron bị các lỗ trống thu hút
và có xu hướng tiến lại gần nhau, kết hợp với nhau tạo thành các nguyên tử
trung hoà. Quá trình này giải phóng năng lượng dưới dạng các photon ánh sáng.

Hình 1.7: Nguyên lý hoạt động và cấu tạo đèn LED

11


Bước sóng của ánh sáng phát ra phụ thuộc vào cấu trúc của các phân tử làm
chất bán dẫn. Nếu bước sóng này nằm trong dải bước sóng từ vùng hồng ngoại
đến vùng tử ngoại, mắt chúng ta có thể cảm nhận được màu sắc của ánh sáng đó.
Công nghệ ngày càng phát triển và đèn pha ô tô giờ đây đã không còn sử
dụng bóng đèn dây tóc như xưa mà thay vào đó là các bóng đèn Xenon, Halogen
hoặc LED. Đèn LED thường được sử dụng để làm đèn chạy ban ngày, đèn
sương mù, đèn trang trí nội thất, đôi khi là đèn pha.


Hình 1.8: Một dạng đèn pha sử dụng đèn LED
Bóng LED tiết kiệm năng lượng hơn bóng Halogen rất nhiều, vì chúng
không toả nhiệt khi chiếu sáng. Ví dụ, một đèn LED của hãng Visteon dùng cho
xe Bentley chỉ cần 15W điện năng cho chế độ cốt (low beam), trong khi bóng
Halogen tương ứng cần tới 65W điện để cho ánh sáng tương tự. Bóng LED cũng
bền hơn – khoảng 10.000 giờ chiếu sáng, tức là bền gấp 10 lần bóng Halogen.
Các nhà thiết kế thích bóng LED vì chúng nhỏ và hiệu quả chiếu sáng tốt,
cho phép họ rộng tay sáng tạo những kiểu đèn thời trang và cá tính hơn, dù là
đèn pha hay đèn hậu. Mặc dù bóng LED không toả nhiệt khi chiếu sáng như
bóng Halogen, nhưng chúng lại sản sinh nhiệt lượng ở chân đèn. Do đó, việc sử
dụng bóng LED làm đèn pha đòi hỏi phải có các hệ thống làm mát để ngăn nhiệt

12


lượng không làm hỏng các chip silicon. Và việc này khiến chi phí sử dụng đèn
pha LED tăng cao.
Loại ánh sáng của đèn pha LED là ánh sáng định hướng chứ không phải
khuếch tán nên đây là loại đèn pha chất lượng tốt, tuy rằng nói về cường độ sáng
thì nó không bằng xenon.
1.3. Giới thiệu chung về hệ thống chiếu sáng chủ động AFS
1.3.1. Các chức năng của hệ thống
 Chức năng chính
Các mô-đun điều khiển AFS thực hiện kiểm soát hệ thống chiếu sáng phía
trước thích ứng (AFS) và tự động điều chỉnh cụm đèn.


Chức năng cập nhật thông tin tự động
Khi bật công tắc đánh lửa (động cơ tắt hoặc bật) sau khi mô-đun điều khiển


AFS được thay thế, mô-đun điều khiển AFS đọc thông tin kỹ thuật của xe.
Thông tin được gửi qua đường CAN truyền thông tin từ cụm thiết bị và bộ lưu
trữ thông tin kỹ thuật của xe.


Chức năng chẩn đoán trên bo mạch
Bộ điều khiển AFS được trang bị chức năng chẩn đoán trên bo mạch để ghi

lại các lỗi. Trong trường hợp có trục trặc ECU hệ thống sẽ đối chiếu lại các lỗi
đã xảy ra và báo cho người lái xe biết.
 Chức năng phát hiện lỗi
Phát hiện sự hỏng hóc của hệ thống chiếu sáng phía trước thích ứng (AFS)
và hệ thống chiếu sáng tự động. Các lỗi ở phần cứng trên cụm đèn sẽ được thông
báo bằng các loại đèn báo lỗi trên táp lô.


Chức năng hiển thị
Nếu bất kỳ sự cố nào được phát hiện, đèn báo AFS OFF trên táp lô sẽ nhấp

nháy để thông báo cho người lái xe sự cố hệ thống.


Chức năng nhớ vị trí ban đầu
13


Khi khởi động động cơ và xe ở tốc độ 0 km / h, mô đun điều khiển AFS tính
vị trí ban đầu của bộ truyền động xoay và đưa cụm đèn pha chiếu sáng dừng ở vị
trí phía trước.

1.3.2. Các tín hiệu đầu vào







Tín hiệu góc đánh lái lấy từ mô đun EPS
Tín hiệu tốc độ xe lấy từ mô đun PCM
Tín hiệu từ ổ khóa (hay tín hiệu IG)
Tín hiệu cụm công tắc điều khiển hệ thống chiếu sáng
Tín hiệu trạng thái công tắc AFS OFF
Mô đun điều khiển hệ thống điện thân xe (FBCM)
Tín hiệu trạng thái chiếu sáng đèn pha bộ truyền động xoay để điều chỉnh

trục quang được lắp vào đèn kết hợp phía trước và nó là một cấu trúc tích hợp
với đèn pha. Bộ truyền động xoay có một cảm biến Hall bên trong và đưa tín
hiệu vị trí hiện tại của đèn pha tới mô đun điều khiển AFS. Sự thay đổi (góc
xoay) của trục chính của đèn pha là 15 độ cho bên phải và trái. Thay đổi trục
quang học của đèn pha (góc quay) được điều khiển tự do dựa trên tốc độ xe và
góc lái, và góc quay khác với mỗi điều kiện. Gía trị góc xoay thay đổi theo tốc
độ xe cho đến khi đạt đến giá trị lớn nhất của góc quay (15 độ).

14


Hình 1.9: Hệ thống đèn chiếu sáng AFS

15



1.3.3. Các chế độ hoạt động
Hệ thống đèn liếc động, để thay đổi vùng chiếu sáng người ta chỉ
cần sử dụng một nguồn sáng người ta sử dụng chính nguồn sáng của bóng
đèn cốt để làm điều này. Đèn cốt thay đổi vùng chiếu sáng theo góc cua và
có thể kích hoạt ở những cung đường hơi cong, cũng như chuyển làn, làm
cho việc sử dụng đèn liếc hoàn hảo hơn một cách rõ rệt.
Sở dĩ 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 ngược lại nếu sử dụng đèn pha mà sự thay đổi vùng chiếu sáng
không kịp thời có thể làm ảnh hưởng đến tầm quan sát của người đi ngược
chiều.
Đèn cốt thay đổi vùng chiếu sáng theo góc cua, như hình minh họa dưới đây:

Hình 1.10: Sự khác biệt giữa xe được trang bị đèn liếc động và không
trang bị đèn liếc động khi vào cua
16


Việc thay đổi vùng chiếu sáng của đèn cốt được thực hiện dựa 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.

Với những tính toàn phù hợp dựa trên giá trị tốc độ tức thời, đèn liếc động
có tốc độ liếc nhanh hay chậm hoàn toàn thích ứng với tốc độ xe chạy. Khi vào
cua nhanh, đèn liếc nhanh. Khi chạy chạy chậm thì đèn liếc chậm. Nhờ đó, đối
với người lái nguồn sáng luôn luôn như gắn chặt với chiếc xe, cố định và hài

hòa. Hệ thống chuyển góc 15˚ sang mỗi bên, kết hợp với Bi - Xenon và "Hệ
thống Tự điều chỉnh tầm xa” khiến cho hệ thống chiếu sáng trên những chiếc
Mercedes đời E khó có đối thủ cạnh tranh về lĩnh vực chiếu sáng.
Hệ thống đèn liếc thông minh thậm chí nâng cao tầm chiếu sáng và định
hướng trước chế độ làm việc của đèn liếc. Bởi vì ta biết rằng, một vòng cua gấp
ở trên xa lộ và một vòng cua trên đường làng đôi khi có cùng bán kính, nhưng
bản chất địa hình thì khác nhau quá xa. Hệ thống đèn liếc tự động hoàn toàn
trong mọi hoàn cảnh không những phản ứng kịp thời với thời tiết, gió mưa,
sương mù mà còn cả chế độ ánh sáng thích nghi cho từng vùng nông thôn, thành
phố, rừng núi.
1.3.3.1. Hệ thống đèn liếc hoạt động trong thành phố

17


Hình 1.11: Đèn hoạt động chế độ nội thành dưới 50km/h
Với tốc độ dưới 50 km / h, ánh sáng thị trấn cung cấp sự phân bố ánh sáng
rộng hơn ở phạm vi gần, giúp người lái xe nhìn thấy rõ hơn những người đi bộ
trên đường. Ánh sáng đèn sẽ ở chế độ đèn cốt để tập chung soi sáng phần phía
trước xe giúp người lái có thể xử lý, quan sát mọi hoạt động diễn ra xung quanh
xe đặc biệt là những nơi đông đúc lượng người tham gia giao thông tăng các xe
đi sát nhau rất dễ xảy ra va chạm. Ánh sáng được hạ thấp mở rộng về hai bên
với cường độ vừa phải. Đèn pha được xoay sang trái và phải để cung cấp tầm
nhìn rộng hơn. Đèn pha được xoay cho một góc 8˚ đối với mỗi bên và cùng với
đèn chiếu sáng chính có thể tạo thành một góc chiếu sáng 150˚ trong một phạm
vi lên đến 40m. Vì ở nội thành lượng ánh sáng từ đèn đường và các phương tiện
khác khá lớn nên cường độ sáng của hệ thống đèn chiếu sáng phát ra khoảng 5
Lux (đơn vị đo cường độ chiếu sáng).

18



1.3.3.2. Hệ thống đèn liếc hoạt động khi có tín hiệu xi nhan

Hình 1.12: Đèn liếc động được bật khi có tín hiệu xinhan, góc quay vô lăng, tốc
độ xe (bên trái) với xe không bật tín hiệu xinhan (bên phải)
Khi người lái xe có tín hiệu xinhan rẽ phải thì các tín hiệu như: góc xoay vô
lăng, tốc độ xe dưới 40km/h, tín hiệu xinhan sẽ được gửi về ECU điều khiển. Hệ
thống đèn liếc sẽ xoay đi một góc 15 ̊ để chiếu sáng phần phía đường chuẩn bị rẽ
tránh các trường hợp đột ngột không kịp xử lý. Ánh sáng phát ra từ hệ thống đèn
liếc tạo thành một góc 160˚ soi sáng tất cả khu vực phía trước và phía bên phải.
Trong phạm vi lên đến 15m về phía bên phải mở rộng tầm quan sát cho người
lái xe. Như hình minh họa bên trái thì hệ thống đèn liếc động chỉ hoạt động phía
bên phải để mở rộng tầm quan sát trong khi hệ thống đèn pha vẫn tiếp tục chiếu
sáng phía trước. Hình minh họa phía bên phải là khi hệ thống đèn liếc động
không hoạt động do ECU điều khiển đèn không nhận được các tín hiệu cần thiết
(tín hiệu xinhan) nên hệ thống tiếp tục sử dụng đèn pha để chiếu sáng phần phía
trước như khi hoạt động ở chế độ nội thành. Hệ thống đèn liếc động giúp cho
người lái xe quan sát rõ hơn khu vực xe sắp di chuyển vào tránh các phương tiện
như xe đạp hay người đi bộ di chuyển từ khu vực này ra hoặc các chướng ngại
vật mà bị khuất tầm nhìn.
1.3.3.3. Hệ thống đèn liếc hoạt động ở ngoại thành
19


Hình 1.13: Đèn hoạt động chế độ ngoại thành 50-100km/h
Ánh sáng cơ bản chiếu sáng cạnh bên phải của đường sáng hơn và rộng hơn
chùm tia thông thường, khoảng sáng sẽ mở rộng về 2 bên. Nó thường được kích
hoạt ở tốc độ từ 50 đến 100 km / h. Tăng phạm vi quan sát của người lái nhưng
không làm chói mắt lái xe đi ngược chiều.

1.3.3.4. Hệ thống đèn liếc hoạt động khi vào cua

20


Hình 1.14: Đèn liếc hoạt động theo phương ngang khi vào cua
Mặc dù không có tín hiệu xinhan nhưng tín hiệu góc xoay vô lăng đủ lớn
làm cho bộ điều khiển nhận biết được xe đang đi vào các khúc cua hệ thống đèn
liếc sẽ được kích hoạt soi phần đường xe đang chuẩn bị đi tới làm tối ưu hóa ánh
sáng khi vào cua. Việc thay đổi góc đèn lên đến 15˚ giúp giảm các vụ va chạm ở
những khúc cua.

Hình 1.15: Khoảng chiếu sáng của xe không trang bị và có trang bị AFS
Ở hình minh họa 1.3.4.2, ta thấy rằng với xe không có trang bị hệ thống chiếu
sáng góc cua động thì vùng chiếu sáng của nó là vùng áng sáng trắng như trên
21


hình 2.12 vùng chiếu sáng này chỉ thích hợp khi xe chạy thẳng theo phương
ngang của xe, còn với cung đường có bán kính cong R như trên hình 2.12 thì nó
chỉ chiếu sáng được khoảng cách 30m, với khoảng quan sát như vậy người lái sẽ
không kịp phản ứng và xử lý chướng ngại vật. Nhờ hệ thống chiếu sáng góc cua
động, tự nhận biết bán kính cong của cung đường, nó điều chỉnh vùng chiếu
sáng của bóng đèn 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 (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.
1.3.3.5. Hệ thống đèn liếc hoạt động ở trên đường cao tốc


Hình 1.16:Đèn hoạt động chế độ đường cao tốc >100km/h

Đèn đường cao tốc cải thiện tầm nhìn trên xa lộ và đường cao tốc. Từ 100
km/h, chùm sáng này sẽ làm sáng đường đi xa hơn và tập trung nhiều hơn vào
22


cạnh phải của đường. Đèn tự động bật tự động với tốc độ lớn hơn 100 km/h.
Khoảng chiếu sáng được tăng lên từ 65-110m. Tăng khoảng chiếu sáng nhưng
cường độ sáng bên trái phải giảm để không làm chói mắt xe ngược chiều cũng
như xe vượt bên trái. Ở khoảng cách dưới 25m cường độ sáng là 10 Lux. Dưới
50m cường độ sáng là 7 Lux và 5 Lux ở khoảng cách dưới 110m.
1.3.3.6. Hệ thống đèn liếc hoạt động khi trời mưa

Hình 1.17: Đèn hoạt động khi trời có mưa
Chùm sáng này được kích hoạt khi cảm biến mưa phát hiện mưa trên kính
chắn gió đang hoạt động trong khoảng từ 30 giây trở lên. Việc mở rộng khoảng
chiếu sáng 2 bên sẽ bị giảm để tăng cường độ chiếu sáng phía trước lên, giảm độ
chiếu xa của nguồn sáng. Trong chế độ chùm cơ bản và chế độ chiếu sáng chùm
tia chuyển động qua đường cao tốc. Hình nón ánh sáng hơi ngắn hơn ở phía bên
tay trái, làm giảm phản xạ ánh sáng trên bề mặt đường ướt, phản chiếu.

23


CHƯƠNG 2. PHÂN TÍCH KẾT CẤU VÀ CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA HỆ
THỐNG
2.1. Công nghệ đèn LED Multibeam trên Mercerdes-Benz E250 2018
Công nghệ chiếu sáng đèn pha trên mẫu xe Mercedes-Benz E 250 hiện
nay chính là thế hệ thứ hai của Multibeam LED. Nếu với thế hệ thứ nhất (24

chip LED), Multibeam LED có khả năng mở rộng tầm quan sát lên đến 485m thì
với thế hệ thứ hai (84 chip LED), con số này sẽ là hơn 600m. Tuy sở hữu nhiều
chip LED hơn nhưng công nghệ Multibeam LED thứ hai này vẫn không gây
chói.
Hiện nay Mercedes vẫn đang nghiên cứu cải tiến Multibeam LED nhằm
mang đến hiệu quả đảm bảo an toàn tốt nhất cho người dùng.

Hình 2.1: Cấu tạo đèn Multibeam LED
Multibeam LED gồm 3 phần chính:
● Phần trong cùng: Bốn bộ điều khiển giúp tính toán mô hình chiếu sáng.
● Phần giữa: Lăng kính sơ cấp bằng silicone với chức năng gom ánh sáng.
● Phần ngoài cùng: Bộ phận khuếch tán ánh sáng.
24


Nguyên lý hoạt động
Multibeam LED là công nghệ chiếu sáng giúp mở rộng tầm quan sát của
người lái trong đêm mà không gây chói hoặc lóa. Công nghệ này hoạt động bằng
cách lấy các dữ liệu từ camera được trang bị trên kính chắn gió. Các dữ liệu sẽ
được truyền đến bốn thiết bị tính toán (100 lần/ giây) để cho ra mức ánh sáng
phù hợp với từng điều kiện đường, giao thông và thời tiết. Cụ thể:
Điều kiện đường và giao thông
- Khi có xe di chuyển ngược chiều:
Mỗi chip LED trong đèn pha của Multibeam LED đều có khả năng hoạt
động độc lập. Khi dữ liệu từ camera trên kính chắn gió đưa về cho thấy đang có
xe di chuyển ở chiều ngược lại, đèn pha sẽ ngừng chiếu sáng ở khu vực xe bị
ảnh hưởng theo hình chữ U.

Hình 2.2: Hệ thống Multibeam LED không làm chói mắt xe ngược chiều
25