Nghiên cứu động lực học và điều khiển hệ thống cân bằng điện tử ô tô đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ kỹ thuật ô tô

MỤC LỤC Trang LỜI CẢM ƠN vii TÓM TẮT viii MỤC LỤC ix DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU xi DANH MỤC CÁC HÌNH xv Chương TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU 1.1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI 1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 1.3 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 1.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .2 Chương TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CÂN BẰNG ĐIỆN TỬ (ESP) 2.1 GIỚI THIỆU .3 2.1.1 Khái niệm .3 2.1.2 Lịch sử phát triển hệ thống 2.1.3 Nguyên lý hoạt động hệ thống ESP 2.2 MATLAB/SIMULINK VÀ ỨNG DỤNG Chương LÝ THUYẾT VỀ ĐỘNG LỰC HỌC Ô TÔ 3.1 CÁC LỰC VÀ MÔ-MEN TÁC DỤNG LÊN Ô TÔ KHI CHUYỂN ĐỘNG 3.2 ĐỘNG LỰC HỌC Ô TÔ KHI PHANH .9 3.3 ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC HỆ THỐNG LÁI 11 3.3.1 Động học hệ thống lái 11 3.3.2 Động lực học hệ thống lái 15 3.3.3 Quay vịng trung tính, quay vòng thiếu, quay vòng thừa ảnh hưởng chúng đến ổn định tơ quay vịng 18 Chương ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG CÂN BẰNG ĐIỆN TỬ (ESP) 23 4.1 BA HỆ THỐNG CHỦ LỰC HỖ TRỢ HOẠT ĐỘNG ESP .23 4.1.1 ABS, TCS EBD 23 4.1.2 Sự can thiệp ESP vào ba hệ thống ABS, TCS EBD 24 4.2 CÁC CHỨC NĂNG KHÁC CỦA ESP 26 4.3 ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG CÂN BẰNG ĐIỆN TỬ .27 4.3.1 Hệ thống phanh vi sai 28 4.3.1.1 Mơ hình xe 28 4.3.1.2 Cấu trúc điều khiển 32 ix 4.3.1.3 Vận tốc lệch mong muốn 33 4.3.1.4 Góc trượt ngang mong muốn .33 4.3.1.5 Giá trị giới hạn vận tốc lệch góc trượt mong muốn 35 4.3.1.6 Thiết kế điều khiển phía 36 4.3.1.7 Thiết kế điều khiển phía 39 4.3.2 Hệ thống lái điện tử 40 4.3.2.1 Giới thiệu 40 4.3.2.2 Phân tích tách động lực gây nhiễu loạn điều khiển lái 41 4.3.2.3 Thiết kế điều khiển .43 4.3.3 Phân bổ mô-men xoắn dẫn động đến tất bánh xe độc lập 45 4.3.3.1 Hệ thống dẫn động bốn bánh truyền thống 45 4.3.3.2 Chuyển mô-men xoắn bánh trái bánh phải vi sai 47 4.3.3.3 Kiểm sốt chủ động việc truyền mơ-men xoắn tới tất bánh xe 48 4.3.4 Cần phải kiểm soát vận tốc lệch hướng góc trượt .51 Chương MƠ HÌNH HĨA ESP VỚI PHẦN MỀM MATLAB/SIMULINK 53 5.1 THIẾT LẬP SƠ ĐỒ ĐIỀU KHIỂN 53 5.2 CÁC KẾT QUẢ MÔ PHỎNG 61 5.2.1 Trường hợp 1: Xe chuyển động đường trơn trượt, với mu = 0,4 vận tốc 50 km/h, góc đánh lái π rad (180 độ) từ giây số 20 61 5.2.2 Trường hợp 2: Xe chuyển động đường tốt, với mu = 0,9 vận tốc 50 km/h, góc đánh lái π rad (180 độ) từ giây số 20 66 Chương KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 72 6.1 KẾT LUẬN .72 6.2 ĐỀ NGHỊ 72 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 73 PHỤ LỤC 76 x DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU Chữ viết tắt Giải thích thuật ngữ Chương LÝ THUYẾT VỀ ĐỘNG LỰC HỌC Ô TÔ 𝐹𝑏𝑚𝑎𝑥 Lực phanh cực đại (tại điểm tiếp xúc bánh xe với mặt đường) 𝐹𝑏𝑓 Lực phanh bánh xe phía trước 𝐹𝑏𝑟 Lực phanh bánh xe phía sau 𝐹𝜑 Lực bám dọc bánh xe với mặt đường 𝑗𝑏 Gia tốc phanh 𝑆𝑏 Quãng đường phanh 𝑡𝑏 Thời gian phanh 𝑍𝑎 Phản lực pháp tuyến tác dụng lên bánh xe 𝜇 Hệ số bám dọc bánh xe với mặt đường (ℓ𝑓 , ℓ𝑟 , ℎ𝑔) Tọa độ trọng tâm ô tô Chương ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG CÂN BẰNG ĐIỆN TỬ (ESP) ASR Anti Slip Regulator – tên gọi khác hệ thống chống trượt xe ô tô (TCS) DSC Dynamic Stability Control – tên gọi khác hệ thống cân điện tử (ESP) ESC Electronic Stability Control – tên gọi khác hệ thống cân điện tử (ESP) TRC Traction Control system (Hệ thống kiểm soát lực kéo) – tên gọi khác hệ thống chống trượt xe ô tô (TCS) 𝐹𝑦 Lực ngang lốp 𝐹𝑥 Lực dọc lốp 𝐹𝑦𝑓ℓ Lực ngang lốp trước bên trái 𝐹𝑦𝑓𝑟 Lực ngang lốp trước bên phải 𝐹𝑦𝑟ℓ Lực ngang lốp sau bên trái 𝐹𝑦𝑟𝑟 Lực ngang lốp sau bên phải 𝐹𝑥𝑓ℓ Lực dọc lốp trước bên trái xi 𝐹𝑥𝑓𝑟 Lực dọc lốp trước bên phải 𝐹𝑥𝑟ℓ Lực dọc lốp sau bên trái 𝐹𝑥𝑟𝑟 Lực dọc lốp sau bên phải 𝑥̇ Vận tốc dọc trọng tâm xe 𝑦̇ Vận tốc ngang trọng tâm xe 𝛿 Góc lái 𝛿𝑠𝑠 Giá trị trạng thái ổn định góc lái quay vịng 𝑚 Tổng khối lượng xe 𝐼𝑧 Mơ-men qn tính lệch xe ℓ𝑤 Khoảng cách bánh xe bên trái bên phải ℓ𝑓 Khoảng cách dọc từ trọng tâm xe đến lốp trước ℓ𝑟 Khoảng cách dọc từ trọng tâm xe đến lốp sau 𝐿 Chiều dài sở xe (ℓ𝑓 + ℓ𝑟 ) 𝜓̇ Vận tốc lệch hướng xe 𝛼𝑓 Góc trượt lốp trước 𝛼𝑟 Góc trượt lốp sau 𝜎𝑥 Tỷ lệ trượt 𝜎𝑓ℓ Tỷ lệ trượt bánh trước bên trái 𝜎𝑓𝑟 Tỷ lệ trượt bánh trước bên phải 𝜎𝑟ℓ Tỷ lệ trượt bánh sau bên trái 𝜎𝑟𝑟 Tỷ lệ trượt bánh sau bên phải 𝜔𝑤 Tốc tốc độ góc bánh xe 𝜔𝑓ℓ Tốc độ góc bánh trước bên trái 𝜔𝑓𝑟 Tốc độ góc bánh trước bên phải 𝜔𝑟ℓ Tốc độ góc bánh sau bên trái 𝜔𝑟𝑟 Tốc độ góc bánh sau bên phải 𝑟𝑒𝑓𝑓 Bán kính lăn lốp 𝐶𝛼 Độ cứng vào cua lốp 𝐶𝜎 Độ cứng dọc lốp 𝐹𝑧 Lực thẳng đứng lên lốp xii 𝜇 Hệ số bám dọc bánh xe với mặt đường 𝐽𝑤 Mơ-men qn tính quay bánh xe 𝑇𝑏𝑓ℓ Mô-men phanh bánh trước bên trái 𝑇𝑏𝑓𝑟 Mô-men phanh bánh trước bên phải 𝑇𝑏𝑟ℓ Mô-men phanh bánh sau bên trái 𝑇𝑏𝑟𝑟 Mô-men phanh bánh sau bên phải 𝑃𝑏𝑓ℓ Áp suất phanh bánh trước bên trái 𝑃𝑏𝑓𝑟 Áp suất phanh bánh trước bên phải 𝑃𝑏𝑟ℓ Áp suất phanh bánh sau bên trái 𝑃𝑏𝑟𝑟 Áp suất phanh bánh sau bên phải 𝑃0 𝜓̇𝑑𝑒𝑠 𝜓̇target 𝜓̇upper_bound 𝛽 𝛽des 𝛽target 𝛽upper_bound 𝛿driver Áp suất phanh bánh xe không phanh vi sai Vận tốc lệch mong muốn người lái Vận tốc lệch mong muốn cho hệ thống kiểm soát lệch Giới hạn cho vận tốc lệch mong muốn Góc trượt xe Góc trượt mong muốn xe Góc trượt mong muốn cho hệ thống kiểm soát lệch Giới hạn cho góc trượt mong muốn Đầu vào góc lái người lái xe hệ thống lái điện tử 𝛿sbw Đầu vào góc lái hệ thống kiểm soát giảm nhiễu 𝑎𝑦𝑃 Gia tốc ngang điểm tách P 𝑎𝑥 Gia tốc dọc 𝑎𝑦−𝑐𝑔 Gia tốc ngang trọng tâm phương tiện ℓ𝑃 Khoảng cách dọc từ trọng tâm xe đến điểm P 𝑇𝑑𝑓ℓ Mô-men xoắn truyền đến bánh trước bên trái 𝑇𝑑𝑓𝑟 Mô-men xoắn truyền đến bánh trước bên phải 𝑇𝑑𝑟ℓ Mô-men xoắn truyền đến bánh sau bên trái 𝑇𝑑𝑟𝑟 Mô-men xoắn truyền đến bánh sau bên phải 𝑇𝑑 𝑇clutch Mô-men xoắn truyền trục Mô-men xoắn ly hợp vi sai chủ động xiii 𝑀𝜓𝑏 Mô-men lệch phanh vi sai Δ𝐹𝑥𝑓 Sai lệch lực dọc lốp cầu trước cần thiết để tạo mô-men xoắn mong muốn 𝜂 Hằng số sử dụng thiết kế hệ thống điều khiển bề mặt trượt 𝜉 Hằng số sử dụng để xác định bề mặt trượt cho điều khiển dựa phanh vi sai 𝜌 Tỷ lệ phanh trước-sau 𝜆 Biến sử dụng mơ hình lốp Dugoff 𝑓(𝜆) Hàm sử dụng mơ hình lốp Dugoff 𝐴𝑤 Diện tích hãm bánh xe 𝜇𝑏 Hệ số ma sát phanh 𝑅𝑏 Bán kính phanh 𝑞 Hằng số xác định tỷ số truyền vi sai chủ động xiv DANH MỤC CÁC HÌNH Trang Chương TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CÂN BẰNG ĐIỆN TỬ (ESP) Hình 2.1 Hệ thống cân điện tử - ESP Hình 2.2 Biểu tượng Matlab .6 Hình 2.3 Biểu tượng Simulink Chương LÝ THUYẾT VỀ ĐỘNG LỰC HỌC Ơ TƠ Hình 3.1 Lực tác động vào bánh xe Hình 3.2 Mơ-men tác động lên tô Hình 3.3 Ảnh hưởng lực bám đến vòng tròn ma sát Kamm Hình 3.4 Sơ đồ động học quay vịng ô tô bỏ qua biến dạng ngang 12 Hình 3.5 Sơ đồ động học quay vịng tơ có hai bánh dẫn hướng phía trước 13 Hình 3.6 Sơ đồ động lực học quay vịng tơ có hai bánh xe dẫn hướng phía trước 16 Hình 3.7 Quỹ đạo chuyển động xe trường hợp quay vịng: Intended Path – Trung tính, Understeer – Thiếu, Oversteer – Thừa 18 Hình 3.8 Sơ đồ chuyển động tơ có tính chất đủ lái 19 Hình 3.9 Sơ đồ chuyển động tơ có tính chất thiếu lái 20 Hình 3.10 Sơ đồ chuyển động tơ có tính chất thừa lái 21 Chương ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG CÂN BẰNG ĐIỆN TỬ (ESP) Hình 4.1 Đồ thị thể tỷ lệ trượt bánh xe với mặt đường có can thiệp ABS 23 Hình 4.2 Tốc độ xe tốc độ bánh xe tương ứng phanh với ABS 24 Hình 4.3 ESP ngăn cản tượng Thiếu lái (A) Thừa lái (B) ABS 25 Hình 4.4 Mức độ tự cho kiểu xe hệ thống dựa phanh vi sai 28 Hình 4.5 Sơ đồ động lực học thân xe 29 Hình 4.6 Động học bánh xe 30 Hình 4.7 Cấu trúc hệ thống phanh vi sai 32 Hình 4.8 Hệ thống lái điện tử (steer-by-wire) 40 Hình 4.9 Cấu trúc hệ thống điều khiển ổn định lái điện tử 41 Hình 4.10 Nhiệm vụ theo đường dẫn người lái 41 xv Hình 4.11 Hệ bánh dẫn động (4WD) 46 Hình 4.12 Ví dụ trường hợp vi sai truyền mô-men xoắn ly hợp kép sử dụng cho cầu trước, cầu sau hộp truyền động 48 Hình 4.13 Các loại hệ thống kiểm sốt ổn định lệch đặc điểm chúng trình tăng tốc xe 49 Chương MƠ HÌNH HĨA ESP VỚI PHẦN MỀM MATLAB/SIMULINK Hình 5.1 Thiết lập sơ đồ khối hệ thống cân điện tử dựa phanh vi sai 53 Hình 5.2 Sơ đồ mô Matlab/Simulink 53 Hình 5.3 Giao diện mơ xe chạy đường thử 54 Hình 5.4 Bên khối điều khiển ESP 55 Hình 5.5 Khối tạo góc lái bánh xe 55 Hình 5.6 Bên Khối tạo góc lái bánh xe 55 Hình 5.7 Khối tính vận tốc lệch hướng mong muốn 56 Hình 5.8 Bên Khối tính vận tốc lệch hướng mong muốn 56 Hình 5.9 Khối tính góc trượt lốp trước 56 Hình 5.10 Bên Khối tính góc trượt lốp trước 57 Hình 5.11 Khối tính góc trượt lốp sau 57 Hình 5.12 Bên Khối tính góc trượt lốp sau 57 Hình 5.13 Khối tạo tín hiệu phanh 58 Hình 5.14 Khối tạo áp suất phanh 58 Hình 5.15 Bên Khối tạo áp suất phanh 59 Hình 5.16 Khối phanh ABS 60 Hình 5.17 Bên Khối phanh ABS 60 Hình 5.18 Góc trượt bánh trước (đường màu đỏ) bánh sau (đường màu xanh lá) xe khơng có ESP (mu = 0,4) 62 Hình 5.19 Góc trượt bánh trước (đường màu đỏ) bánh sau (đường màu xanh lá) xe có ESP (mu = 0,4) 62 Hình 5.20 Vận tốc lệch (đường màu đỏ) vận tốc lệch mong muốn (đường màu xanh dương) xe khơng có ESP (mu = 0,4) 63 Hình 5.21 Vận tốc lệch (đường màu đỏ) vận tốc lệch mong muốn (đường màu xanh dương) xe có ESP (mu = 0,4) 63 Hình 5.22 Quỹ đạo xe khơng có ESP (mu = 0,4) 64 xvi Hình 5.23 Quỹ đạo xe có ESP (mu = 0,4) 64 Hình 5.24 Quỹ đạo (phóng to) xe khơng có ESP (mu = 0,4) 65 Hình 5.25 Quỹ đạo (phóng to) xe có ESP (mu = 0,4) 65 Hình 5.26 Góc trượt bánh trước (đường màu đỏ) bánh sau (đường màu xanh lá) xe khơng có ESP (mu = 0,9) 67 Hình 5.27 Góc trượt bánh trước (đường màu đỏ) bánh sau (đường màu xanh lá) xe có ESP (mu = 0,9) 67 Hình 5.28 Vận tốc lệch (đường màu đỏ) vận tốc lệch mong muốn (đường màu xanh dương) xe khơng có ESP (mu = 0,9) 68 Hình 5.29 Vận tốc lệch (đường màu đỏ) vận tốc lệch mong muốn (đường màu xanh dương) xe có ESP (mu = 0,9) 68 Hình 5.30 Quỹ đạo xe khơng có ESP (mu = 0,9) 69 Hình 5.31 Quỹ đạo xe có ESP (mu = 0,9) 69 Hình 5.32 Quỹ đạo (phóng to) xe khơng có ESP (mu = 0,9) 70 Hình 5.33 Quỹ đạo (phóng to) xe khơng có ESP (mu = 0,9) 70 xvii Chương TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU 1.1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Ngành Công nghệ Kỹ thuật ô tô ngày phát triển thu hút nhiều kỹ sư, người hiểu biết, học sinh sinh viên không bao gồm tốn học, khoa học mà cịn khía cạnh tính tốn động lực học phương tiện Mong muốn đóng góp tảng lý thuyết động lực học xe cung cấp hội áp dụng khái niệm lý thuyết học để giải vấn đề kỹ thuật ô tô giới thực Ngoài đánh giá hiệu suất xe, nâng cao tính động xe, phải phát triển hiểu biết khả an tồn tơ để giảm thiểu tai nạn xảy Các nghiên cứu đánh giá việc trang bị hệ thống cân điện tử ESP ô tơ làm giảm đáng kể vụ va chạm, tử vong thương tích nghiêm trọng Một nghiên cứu Thụy Điển vào năm 2003 cho thấy xe trang bị ESP có nguy xảy va chạm 22% so với khơng có Số vụ tai nạn điều kiện ẩm ướt tuyết rơi 32% 38% tương ứng [1] Tại Nhật Bản, nghiên cứu ổn định điện tử làm giảm liên quan đến va chạm từ 30-35% [2] Tại Đức, nghiên cứu mức giảm tương tự nghiên cứu khác cho thấy cố “mất kiểm sốt” giảm từ 21% xuống 12% [3] Đó lợi ích lớn mà ESP mang lại Việc nghiên cứu tính động lực điều khiển hệ thống cân điện tử giúp nắm bắt kiến thức để đánh giá an toàn, khả đáp ứng nhu cầu người lái, khả thích nghi phương tiện điều kiện ngoại cảnh Ngồi cịn góp phần vào nguồn tài liệu tham khảo phục vụ nghiên cứu trình học tập Vì lý nhóm em xin chọn đề tài “Nghiên cứu động lực học điều khiển hệ thống cân điện tử ô tô” làm đề tài tốt nghiệp Hình 5.28 Vận tốc lệch (đường màu đỏ) vận tốc lệch mong muốn (đường màu xanh dương) xe khơng có ESP (mu = 0,9) Hình 5.29 Vận tốc lệch (đường màu đỏ) vận tốc lệch mong muốn (đường màu xanh dương) xe có ESP (mu = 0,9) 68 Hình 5.30 Quỹ đạo xe khơng có ESP (mu = 0,9) Hình 5.31 Quỹ đạo xe có ESP (mu = 0,9) 69 Hình 5.32 Quỹ đạo (phóng to) xe khơng có ESP (mu = 0,9) Hình 5.33 Quỹ đạo (phóng to) xe khơng có ESP (mu = 0,9) 70 TỔNG KẾT CHƯƠNG 5: Chương sử dụng phần mềm Matlab/Simulink để phân tích mô cấu trúc điều khiển hệ thống cân điện tử ESP dựa phanh vi sai Q trình mơ hồn thành nội dung sau: - Xây dựng mơ hình mơ - Xác định giá trị, thơng số mơ hình mơ - Dựa vào phanh vi sai, ESP can thiệp giúp cải thiện vận tốc lệch hướng xe trì chênh lệch góc trượt lốp trước-sau ngưỡng giá trị mong muốn - Nếu điều khiển kiểm sốt vận tốc lệch hướng mà khơng kiểm sốt góc trượt đường có hệ số bám thấp hơn, vận tốc lệch hướng chưa đạt giá trị mong muốn 71 Chương KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 6.1 KẾT LUẬN Sau khoảng thời gian tìm hiểu nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu động lực học điều khiển hệ thống cân điện tử ô tô” với giúp đỡ tận tình thầy Dương Tuấn Tùng Nhóm chúng em đạt kết sau: Đề tài giúp chúng em khắc sâu kiến thức học môn học Lý thuyết động lực học ô tô Giúp chúng em làm quen học tập môi trường lập trình Matlab/Simulink Đồng thời đề tài cịn giúp chúng em có nhìn tổng qt về hệ thống cân điện tử ô tô Biết phân tích động lực học điều khiển hệ thống Qua hiểu khả tuyệt vời mà hệ thống mang lại Nâng cao khả làm việc nhóm, suy nghĩ giải vấn đề Tất kết học kinh nghiệm quý báu cho nhóm chúng em Hy vọng giúp kiến thức cho chúng em sau 6.2 ĐỀ NGHỊ Trong trình thực đề tài, chúng em nỗ lực nhiều lượng kiến thức khả đọc hiểu tài liệu cịn hạn hẹp, khơng tránh khỏi sai sót Rất mong nhận ý kiến/đóng góp quý giá thầy (cô) bạn đọc để đề tài ngày hồn thiện Nhóm dừng lại việc nghiên cứu mô hệ thống cân điện tử ESP dựa phanh vi sai Chưa phát triển thêm với hệ thống lái điện tử hệ thống phân phối mô-men xoắn chủ động độc lập Các mô mang tính thực nghiệm, chưa phù hợp với thực tế Từ kết đạt hạn chế, nhóm mong tương lai, việc nghiên cứu mơ hai hệ thống cịn lại thực áp dụng chúng hãng xe thực tế Xin chân thành cảm ơn 72 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Tingvall, C et al (2003) The effectiveness of ESP (Electronic Stability Program) in reducing real-life accidents ESV Paper 261, 18th ESV Conference, Nagoya , 2003 [2] Aga, M and Okada, A (2003) Analysis of Vehicle Stability Control (VSC)'s effectiveness from crash data ESV Paper 541, 18th ESV Conference, Nagoya , 2003 [3] Breuer, J (2002) ESP safety benefits Daimler Chrysler press presentation, Sindelfingen, 2002 [4] danhgiaXe, Hệ thống cân điện tử ESP, 03/12/2016 (https://www.danhgiaxe.com) [5] logos-world, MATLAB Logo, April 18, 2021 (https://logos-world.net) [6] Wikipedia, File:Simulink Logo (non-wordmark).png, 15 November 2020 (https://en.wikipedia.org) [7] GVC MSc Đặng Q, Giáo trình “Lý thuyết tơ (Ơ tơ 1)”, 09/2010 [8] Honda Phát Tiến, ABS gì? Nguyên lý hoạt động hệ thống ABS Ơ tơ, 25/02/2020 (https://hondaotophattien.com.vn) [9] Tác dụng hệ thống chống trượt TCS ô tô, 09/12/2016 (https://autobikes.vn) [10] Hệ thống phân phối lực phanh điện tử EBD xe ô tô, 02/01/2019 (https://oto.com.vn/kham-pha) [11] R Rajamani, Vehicle Dynamics and Control, Mechanical Engineering Series, DOI 10.1007/978-1-4614-1433-9_8, © Rajesh Rajamani 2012 [12] Dugoff, H., Fancher, P.S and Segal, L., "Tyre Performance Charecteristics Affecting Vehicle Response to Steering and Braking Control Inputs," Final Report, Contract CST-460, Office of Vehicle Systems Research, US National Bureau of Standards, 1969 [13] Ackermann, J., "Robust Decoupling, Ideal Steering Dynamics and Yaw Stabilization of 4WS Cars," Automatics, Vol 30, No 11, pp 1761-1768, 1994 [14] Ackermann, "Robust Control Prevents Car Skidding," 1996 Bode Lecture Prize Article, IEEE Control Systems Magazine, pp 23-31, June 1997 [15] https://www.researchgate.net/figure/Components-of-SbW-system1_fig1_224115761 73 [16] Drakunov, S.V., Ashrafi, B and Rosiglioni, A., “Yaw Control Algorithm via Sliding Mode Control,” Proceedings of the American Control Conference, pp 580 - 583, June 2000 [17] Uematsu, K and Gerdes, J.C., “A Comparison of Several Sliding Surfaces for Stability Control,” Proceedings of the International Symposium on Advanced Vehicle Control (AVEC), 2002 [18] Yi, K., Chung, T., Kim, J and Yi, S., “An Investigation into Differential Braking Strategies for Vehicle Stability Control,” Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part D: Journal of Automobile Engineering, Vol 217, pp 1081-1093, 2003 [19] Yoshioka, T., Adachi, T., Butsuen, T., Okazaki, H and Mochizuki, H., “Application of Sliding Mode Control to Control Vehicle Stability,” Proceedings of the International Symposium on Advanced Vehicle Control (AVEC), pp 455-459, 1998 [20] Slotine, J.J.E and Li, W., Applied Nonlinear Control, Prentice Hall, 1991 [21] Gillespie, T.D., Fundamentals of Vehicle Dynamics, SAE, ISBN 1-56091-199-9, 1992 [22] Tseng, H.E., Ashrafi, B., Madau, D., Brown, T.A and Recker, D., “The Development of Vehicle Stability Control at Ford,” IEEE/ASME Transactions on Mechatronics, Vol 4, No 3, pp 223-234, September, 1999 [23] Van Zanten, A T., Erhardt, R., Pfaff, G., Kost, F., Uwe, H and Ehret, T., “Control Aspects of the Bosch-VDC,” Proceedings of the International Symposium on Advanced Vehicle Control, Vol 1, pp 573-608, 1996 [24] Fukada, Y., “Slip Angle Estimation for Vehicle Stability Control,” Vehicle System Dynamics, Vol 32, pp 375-388, 1999 [25] Ghoneim, Y.A., Lin, W.C., Sidlosky, D.M., Chen, H.H., Chin, Y.K and Tedrake, M.J., “Integrated Chassis Control System to Enhance Vehicle Stability,” International Journal of Vehicle Design, Vol 23, No 1/2, pp 124-144, 2000 [26] Piyabongkarn, D., Rajamani, R., Grogg, J.A and Lew, J.Y., “Development and Experimental Evaluation of a Slip Angle Estimator for Vehicle Stability Control,” IEEE Transactions on Control Systems Technology, Vol 17, No 1, pp 78-88, January 2009 [27] Daily, R and Bevly, D.M., “The Use of GPS for Vehicle Stability Control Systems,” IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol 51, No 2, April 2004 74 [28] Bevly, D.M., Sheridan, R and Gerdes, J.C., “Integrating INS Sensors with GPS Velocity Measurements for Continuous Estimation of Vehicle Sideslip and Cornering Stiffness,” Proceedings of the American Control Conference, Vol 1, pp 25-30, 2001 [29] Sawase, K and Sano, Y., “Application of Active Yaw Control to Vehicle Dynamics by Utilizing Driving/ Braking Force”, JSAE Review, Vol 20, pp 289-295, 1999 [30] Osborn, R.P and Shim, T., “Independent Control of All-Wheel Drive Torque Distribution,” SAE Technical Paper Series, 2004-01-2052, 2004 [31] Piyabongkarn, D., Lew, J.Y., Rajamani, R., Grogg, J.A and Yuan, Q., “On the Use of Torque Biasing Systems for Electronic Stability Control: Limitations and Possibilities,” IEEE Transactions on Control Systems Technology, Vol 15, No 3, pp 581-589, May 2007 [32] Piyabongkarn, D., Rajamani, R., Lew, J.Y and Grogg, J.A., “Active Driveline Torque Management Systems – Individual Wheel Torque Control for Active Automotive Safety Applications,” IEEE Control Systems Magazine, Vol 30, No 4, pp 86-102, August 2010 75 PHỤ LỤC I CÁC THÔNG XE VÀ THÔNG SỐ MÔ PHỎNG Bảng I.1 Các thông số xe thông số mô (Dựa thông số sử dụng khối động học xe Matlab/Simulink) Ký hiệu Giá trị 𝑚 1181 kg Khoảng cách từ trục trước đến trọng tâm xe 𝑎 = ℓ𝑓 1,515 m Khoảng cách từ trục sau đến trọng tâm xe 𝑏 = ℓ𝑟 1,504 m Độ cứng lốp trước vào cua 𝐶𝛼𝑓 15000 N/rad Độ cứng lốp sau vào cua 𝐶𝛼𝑟 35000 N/rad Bề ngang sở trục xe ℓ𝑤 1,922 m −𝜂𝑠 −100𝑠 𝜉 𝑟𝑤 0,309 m Tên Khối lượng xe Đạo hàm bề mặt trượt 𝑠̇ điều khiển dựa phanh vi sai Hằng số sử dụng để xác định bề mặt trượt cho điều khiển dựa phanh vi sai Bán kính bánh xe II CÁC KHỐI TRONG SƠ ĐỒ ĐIỀU KHIỂN VÀ NHIỆM VỤ CỦA CHÚNG Khối tạo vận tốc góc lái mong muốn Hình II.1 Khối tạo vận tốc góc lái mong muốn Nhiệm vụ khối: Tạo vận tốc dọc, góc lái (vơ lăng) mong muốn Bên Khối tạo vận tốc góc lái mong muốn Khối tạo vận tốc dọc mong muốn Khối tạo góc đánh lái 76 Hình II.2 Bên Khối tạo vận tốc góc lái mong muốn Hình II.3 Giao diện lựa chọn vận tốc vào cua Khối người lái Hình II.4 Khối người lái Hình II.5 Bên Khối người lái Ta thay đổi kết cấu lái thông số Khối lái dọc (Longitudinal Driver) 77 Hình II.6 Bên Khối lái dọc Nhiệm vụ Khối người lái: Dựa tốc độ phản hồi vận tốc xe vận tốc xe yêu cầu để tạo lệnh tăng tốc (gia tốc) Khối mơi trường Hình II.7 Khối mơi trường Hình II.8 Bên Khối mơi trường Nhiệm vụ khối Khối mơi trường: Dùng để nhập hệ số bám Kí hiệu: mu 78 Khối xe Hình II.9 Khối xe Bên Khối xe có nhiều khối con: Hình II.10 Cụm Khối động Hình II.11 Cụm khối Lái, Hộp số, Truyền động Phanh 79 Hình II.12 Khối thân xe, Hệ thống treo, Bánh xe Nhiệm vụ Khối xe: Thực mơ xe từ tín hiệu điều khiển mơi trường, đồng thời trả tín hiệu cảm biến điều khiển Khối hình ảnh Hình II.13 Khối hình ảnh Nhiệm vụ Khối hình ảnh: thể số thông số hoạt động xe như: tốc độ xe, tốc độ động cơ, gia tốc ngang, góc lái vơ lăng… thể mơ hình xe chạy đường thử 80 Hình II.14 Bên Khối hình ảnh Hình II.15 Bên Khối hình ảnh 81 Khối điều khiển Hình II.16 Khối điều khiển Nhiệm vụ: Chứa khối điều khiển Động cơ, Hộp số, ESP, … nhận tín hiệu từ cảm biến truyền sau tính tốn gửi tín hiệu điều khiển đến cấu thực xe bánh xe, phanh, … Hình II.17 Bên Khối điều khiển 82 ... thiệu, công cụ mà chúng em sử dụng để thực mô liên quan đến hệ thống cân điện tử Chương LÝ THUYẾT VỀ ĐỘNG LỰC HỌC Ô TÔ Động lực học ô tô giải vấn đề: Về lực ô tô mà lực điều khiển người lái, hoạt động. .. NGHIÊN CỨU - Hiểu rõ khái niệm, cấu tạo hoạt động hệ thống cân điện tử ESP - Phân tích động lực học hệ thống cân điện tử dựa phân tích động lực học hệ thống phanh hệ thống lái - Nghiên cứu phương... vào nguồn tài liệu tham khảo phục vụ nghiên cứu trình học tập Vì lý nhóm em xin chọn đề tài ? ?Nghiên cứu động lực học điều khiển hệ thống cân điện tử ô tô? ?? làm đề tài tốt nghiệp 1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN