Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ 7 Đại học Đà Nẵng năm 2010
12
NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG KIỂM SOÁT
KHOẢNG CÁCH AN TOÀN CHO ÔTÔ TRÊN ĐƯỜNG CAO TỐC
RESEARCHING ABOUT A CONTROL SYSTEM OF SAFETY DISTANCE
FOR CAR ON THE HIGHWAY.

SVTH: Trần Quốc Đạt
1
, Đặng Quang Đông
2
Lớp
1
06C4A,
2
06C4B, Trường Đại học Bách khoa
GVHD: TS. Lê Văn Tụy; ThS. Phạm Quốc Thái
Khoa Cơ Khí Giao Thông, Trường Đại học Bách khoa

TÓM TẮT
Đề tài nghiên cứu hệ thống tự động kiểm soát tốc độ để giữ khoảng cách an toàn và tốc
độ tương đối của xe với phía trước để giảm tránh tai nạn xảy ra khi xe hoạt động trên đường cao
tốc. Hệ thống này sẽ tác động vào cơ cấu chấp hành: hệ thống phanh và bướm ga điều khiển điện
tử. Do đó, luôn tạo ra một phạm vi an toàn quanh xe khi chaỵ trên đường cao tốc.
ABSTRACT.
The report searches on adaptive cruise control system that automatically controls speed to
adjust the safety distance of the car from a vehicle in front and relative speed to preceding vehicles
on the highway by employing suitable actuator systems (Electronic throttle and braking systems) to
avoid the collision. This creates “the virtual safety belt ” around the car when running on the
highway.
1. Mở đầu


h

hg
b
a
L0

Hình 2.1: Sơ đồ các lực tác dụng lên ôtô khi phanh trên đường ngang.
Chú thích: Các thông số hình học của xe: a, b là khoảng cách từ trọng tâm của xe
đến trục bánh xe trước và sau; L là chiều dài cơ sở của xe; h
g
là chiều cao trọng tâm xe
theo chiều cao. Các lực tác dụng lên ôtô: G
a
là trọng lượng toàn bộ của ôtô; Z
1
: hợp lực các
phản lực thẳng góc từ đường tác dụng lên bánh xe trước; Z
2
:

hợp lực các phản lực thẳng
góc từ đường tác dụng lên bánh xe sau; P

:

lực cản không khí; P
f1
Lực cản lăn ở bánh xe

 là hệ số bám giữa lốp với mặt
đường khi phanh; g gia tốc trọng
trường; k hệ số tăng thêm quảng
đường do tính chậm tác dụng của hệ
thống phanh.
Số liệu tính toán quảng đường
phanh theo tốc độ xe được minh họa trên
hình 2.2.
Xây dựng đường đặc tính: Độ
chênh lệch về vận tốc ôtô với góc xoay
motor bước, tức xây dựng đường (


=
0,6*
V
)
Đây là cơ sở để điều khiển mềm
động cơ bước cần thiết phải xoay một góc
bằng bao nhiêu để đảm bảo khoảng cách an
toàn.
Hình 2.2: Đồ thị biểu diễn mối quan hệ S
min
= f(V
1
,

).
Đường đặc tính về độ chênh lệch tốc độ
ôtô với góc xoay motor bước



5,4
5,7

V




= 0,6*
V

 Lưu ý rằng để tránh hiện tượng bướm ga quay liên tục theo sự điều khiển thì ta cho
phép rằng
min
Sd 
= 5[m] thì bướm ga có góc xoay cần thiết bằng 0; lúc đó ta cần
phải cộng thêm một lượng 10[m] vào S
min
; tức S
ttmin
= S
min
+5.
Xây dựng phương pháp đo khoảng cách giữa hai xe:
Sau khi tìm
hiểu về những loại
cảm biến siêu âm
em chọn loại:

thì nó sẽ được trả về mức 0 sau 30ms.

Cam bien
Thoi gian t/2
Tin hieu di
Tin hieu ve
Hình 2.5: Nguyên lý TOF(Time Of Flight)
Hình 2.4: Mô hình chuyển động của ôtô trên đường cao tốc
Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ 7 Đại học Đà Nẵng năm 2010
15
2.2. Xây dựng hệ thống điều khiển mềm để tự động điều chỉnh lượng cung cấp nhiên
liệu

Hình 2.6. Mô hình nghiên cứu
2.2.1. Phương pháp tính toán lý thuyết
a. Tín hiệu nhận về để xử lý

Giả sử hai xe đang chuyển động với vận tốc V
A
, V
B
. Khoảng cách giữa 2 xe là
L(m). -Tại thời điểm t
1
: tín hiệu về S
1
, V
1
. Tại thời điểm t
2







(m/s)
t: là biến thiên thời gian giữa 2 lần nhận tín hiệu liên tiếp, phụ thuộc vào thời gian
đưa tín hiệu về của cảm biến khoảng cách.
* Xét điều kiện:
S
min
(m): là khoảng cách nhỏ nhất ứng với vận tốc chuyển động của ôtô V (m/s) mà
lúc đó cần phải điều khiển phanh để đảm bảo điều kiện chuyển động an toàn của ôtô.
(S
min
được xác định tại phần khảo sát quãng đường phanh).
+ Nếu V < 0 (tức là S
2
< S
1
) thì ta xét:
+Nếu S
2
< S
min
thì cần điều khiển bướm ga để giảm vận tốc của ôtô.
+Nếu S
2
> S

– VCH GmbH and Co. KgaA, UK.
[3] NGUYỄN THỊ THÚY, NGUYỄN QUANG THẮNG, ĐINH SƠN THẠCH,Báo cáo
đề tài: Đo khoảng cách và xác định vị trí vật thể và bằng sóng siêu âm, ĐH Bách
Khoa, ĐH QG TPHCM.
BEGIN
Nhận tín hiệu
V
1
, S
1
0V

S
2
< S
min
Tính:
g
Vk
S
..2
.
2
2
min



Tín hiệu đk bướm ga
Gán : V