Khóa luận tốt nghiệp nghiên cứu hệ thống lái trợ lực điện trên ô tô

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KĨ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC ĐIỆN TRÊN Ô TÔ SVTH: VÕ NHỰT DUY LÊ TRUNG NGHĨA MSSV:19145214 MSSV:19145273 KHĨA: 2019 NGÀNH: CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ GVHD: TS HUỲNH PHƯỚC SƠN Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2023 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Võ Nhựt Duy (E-mail: 19145214@studen.hcmute.edu.vn Lê Trung Nghĩa (E-mail: 19145273@student.hcmute.eud.vn MSSV: 19145214 SĐT: 0857749176 ) MSSV: 19145273 SĐT: 0395381797 ) Ngành: Công nghệ kỹ thuật tơ Khóa: 2019 Giáo viên hướng dẫn: TS Huỳnh Phước Sơn SĐT: 0903639216 Tên đề tài: Nghiên cứu hệ thống lái trợ lực điện ô tô Nội dung thực đề tài: Tổng quan đề tài nghiên cứu Tổng quan hệ thống lái, hệ thống lái trợ lực điện Các hệ thống lái trợ lực điện phổ biến Một số tính công nghệ ứng dụng từ hệ thống lái trợ lực điện Kết luận, kiến nghị Ngày nhận nhiệm vụ đề tài: 24/03/2023 Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 30/06/2023 GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN (Ký & ghi rõ họ tên) i PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN Họ & tên sinh viên: Võ Nhựt Duy Lê Trung Nghĩa Ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô Tên đề tài: Nghiên cứu hệ thống lái trợ lực điện ô tô Họ tên giáo viên hướng dẫn: TS Huỳnh Phước Sơn MSSV: 19145214 MSSV: 19145273 Khóa: 2019 NHẬN XÉT Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: Ưu điểm: Khuyết điểm: Đề nghị cho bảo vệ hay không? Đánh giá loại: Điểm: (Bằng chữ: ) Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng 07 năm 2023 Giáo viên hướng dẫn (Kí & ghi rõ họ tên) ii PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN Họ & tên sinh viên: Võ Nhựt Duy Lê Trung Nghĩa Ngành: Cơng nghệ kỹ thuật Ơ tơ Đề tài: Nghiên cứu hệ thống lái trợ lực điện ô tô Họ tên giáo viên phản biện: Th.s Văn Ánh Dương MSSV: 19145214 MSSV: 19145273 Khóa: 2019 NHẬN XÉT Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: Ưu điểm: Khuyết điểm: Đề nghị cho bảo vệ hay không? Đánh giá loại: Điểm: (Bằng chữ: ) TP Hồ Chí Minh, ngày tháng 07 năm 2023 Giảng viên phản biện (Ký & ghi rõ họ tên) iii LỜI CẢM ƠN Đầu tiên, chúng em muốn gửi lời cảm ơn chân thành đến Trường Đại học sư phạm kỹ thuật TP.HCM, nơi chúng em có hội tiếp thu kiến thức rèn luyện kỹ suốt trình học tập Trường mang đến cho chúng em môi trường học tập chất lượng cao, với chương trình đào tạo đại đội ngũ giảng viên giàu kinh nghiệm Chúng em xin gửi lời cảm ơn tới Khoa đào tạo chất lượng cao nói chung Khoa khí động lực nói riêng, nơi chúng em hướng dẫn giám sát trình thực đồ án tốt nghiệp Quý thầy cô giáo tận tâm, hỗ trợ chia sẻ kiến thức chuyên môn Nhờ tận tâm quý thầy cô, chúng em có hội nghiên cứu thực dự án cách chính xác hiệu Đặc biệt, chúng em muốn bày tỏ lòng biết ơn đến thầy GVC.TS Huỳnh Phước Sơn hướng dẫn đồng hành chúng em suốt trình nghiên cứu thực đồ án tốt nghiệp Những kiến thức kinh nghiệm mà thầy chia sẻ khơng giúp chúng em hồn thành đồ án cách thành cơng, mà cịn giúp chúng em phát triển tư sáng tạo khả giải vấn đề lĩnh vực Trong trình thực đồ án, hạn chế kinh nghiệm trình độ chun mơn, sai sót thời gian thực đồ án tránh khỏi, chúng em mong muốn nhận ý kiến đóng góp quý báu quý thầy bạn Chúng em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên thực iv TÓM TẮT Nội dung chính đề tài Đồ án tốt nghiệp nghiên cứu tìm hiểu lý thuyết hệ thống lái trợ lực điện ô tô, bao gồm: nguyên lý hoạt động chung hệ thống lái trợ lực điện, cấu tạo chi tiết phận hệ thống, nguyên lý hoạt động vận hành hệ thống lái trợ lực điện, tính lái xe an toàn phát triển dựa sở hệ thống lái trợ lực điện, … Mục tiêu tiêu tiếp cận đề tài tài liệu học tập môn, tài liệu hãng xe ô tô Các nguồn tài liệu tập trung từ GVHD, Internet, tài liệu tham khảo từ thư viện trường, tài liệu từ anh chị khóa trước Trên sở tìm hiểu nghiên cứu, phân tích đánh giá chọn lọc tổng quát, đồng thời hướng dẫn thầy GVC TS Huỳnh Phước Sơn, đồ án tốt nghiệp chung em trình bày bao gồm chương nội dung: - CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CHƯƠNG 3: CÁC HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC ĐIỆN PHỔ BIẾN CHƯƠNG 4: TÍN NĂNG CƠNG NGHỆ ỨNG DỤNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Với nội dung đó, chúng em hoàn thành thực đồ án tốt nghiệp, xây dựng hình thành tài liệu tham khảo cho sinh viên khóa sau Trong q trình thực nghiên cứu đề tài, có hạn chế tài liệu kiến thức thiếu sót thời gian làm đồ án, chúng em mong muốn tiếp thu ý kiến đóng góp từ thầy để đề tài nhóm hồn thiện trọn vẹn v MỤC LỤC NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP .i PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN ii PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN iii LỜI CẢM ƠN iv TÓM TẮT v MỤC LỤC vi DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT viii DANH SÁCH CÁC HÌNH ẢNH ix CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU Tính cần thiết đề tài Mục tiêu nghiên cứu Nội dung nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu Giới hạn đề tài CƠ SỞ LÝ THUYẾT .3 Sơ lược hệ thống lái 2.1.1 Vai trò nhiệm vụ hệ thống lái 2.1.2 Cấu tạo chung hệ thống lái 2.1.3 Sự cần thiết trợ lực lái Tổng quan hệ thống lái trợ lực điện 2.2.1 Nguyên lý hoạt động chung hệ thống lái trợ lực điện 2.2.2 Các phận chính hệ thống lái trợ lực điện 11 2.2.3 Phân loại hệ thống lái trợ lực điện 20 2.2.4 Ưu điểm hệ thống lái trợ lực điện 20 CÁC HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC ĐIỆN PHỔ BIẾN .22 vi Hệ thống lái loại hỗ trợ cột lái (Column EPS) 22 3.1.1 Cấu tạo hệ thống trợ lực lái loại hỗ trợ cột 22 3.1.2 Nguyên lý hoạt động hệ thống C-EPS 23 3.1.3 Cấu tạo hoạt động phận chính 26 Hệ thống lái trợ lực điện bánh kép (Dual Pinion EPS) 31 3.2.1 Cấu tạo hệ thống trợ lực lái bánh kép 32 3.2.2 Nguyên lý hoạt động hệ thống DP-EPS 33 3.2.3 Cấu tạo hoạt động phận chính 34 Hệ thống lái trợ lực điện trục song song (Parallel-Axis EPS) 39 3.3.1 Cấu tạo hệ thống trợ lực lái trục song song 40 3.3.2 Nguyên lý hoạt động hệ thống B-EPS 41 3.3.3 Cấu tạo hoạt động phận chính 42 TÍNH NĂNG CƠNG NGHỆ ỨNG DỤNG 52 Hệ thống hỗ trợ giữ đường 52 4.1.1 Vai trò nhiệm vụ hệ thống 52 4.1.2 Các thành phần chính hệ thống 53 4.1.3 Nguyên lý hoạt động hệ thống 57 Hệ thống hỗ trợ đỗ xe 66 4.2.1 Vai trò nhiệm vụ hệ thống 66 4.2.2 Các thành phần hệ thống 67 4.2.3 Quy trình hoạt động chức hỗ trợ đỗ xe 71 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 84 TÀI LIỆU THAM KHẢO 85 vii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ABS – Anti Block System APA – Automatic Parking Assist hay Active Parking Assist CAN – Controller Area Network DRCC – Dynamic Radar Cruise Control EHPS – Electric Hydraulic Power Steering ESC – Electronic Stability Control EPS – Electric Power Steering EPS ECU – Electric Power Steering Electronic Control Unit HPS – Hydraulic Power Steering LAS – Lane-Keep Assist System LDWS – Lane Departure Warning System LFA – Lane Following Assist LKAS – Lane Keeping Assist System LKS – Lane Keeping System LTA – Lane Tracing Assist PDC – Parking Distance Control SAS – Steering Angle Sensor VSS – Vehicle Speed Sensor viii DANH SÁCH CÁC HÌNH ẢNH Hình Cấu tạo hệ thống lái Hình 2 Hình dạng vô lăng Hình Cấu trúc trục lái Hình Cơ cấu lái kiểu trục vít – Hình Cơ cấu lái kiểu bi tuần hoàn Hình Cơ cấu dẫn động lái cho hệ thống treo trước độc lập Hình Cơ cấu dẫn động lái cho hệ thống treo trước phụ thuộc Hình Hệ thống lái trợ lực điện EPS Hình Sơ đồ khối quy trình hoạt động hệ thống lái trợ lực điện Hình 10 Bản đồ đường cong đặc tính hệ thống EPS 11 Hình 11 Một số loại cảm biến mô-men xoắn 13 Hình 12 Vị trí, cấu tạo cảm biến tốc độ 14 Hình 13 Bộ điều khiển lái EPS ECU 15 Hình 14 Phân loại động điện phù hợp dòng xe 18 Hình Hệ thống lái trợ lực điện loại hỗ trợ cột 22 Hình Vị trí phận cột lái 23 Hình 3 Nguyên lý hoạt động hệ thống C-EPS 23 Hình Nguyên lý hồi vị tay lái hệ thống C-EPS .25 Hình Cấu tạo phần vỏ cảm biến 26 Hình Cấu tạo cảm biến trục khuỷu loại cảm biến hall 27 Hình Vị trí cảm biến vị trí trục khuỷu 28 Hình Cấu tạo cảm biến tốc độ loại điện từ 28 Hình Bộ điều khiển điện tử 29 Hình 10 Cấu tạo động DC 29 Hình 11 Vị trí, cấu tạo motor trợ lực lái điện cấu giảm tốc 30 Hình 12 Đèn cảnh báo hệ thống lái trợ lực điện bảng đồng hồ Taplo .31 ix