Nghiên ứu thiết kế mạh điều khiển mô tơ trợ lự lái điện ho xe tải 2,5 tấn lắp ráp tại việt nam

Trang 1 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠOTRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI--- NGUYỄN DUY HIỂNNGHIÊN CỨU THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN MÔ TƠ TRỢ LỰC LÁI ĐIỆN CHO XE TẢI 2,5 TẤN LẮP RÁP TẠI VIỆT NAMLUẬN VĂN

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

-

NGUYỄN DUY HIỂN

NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN MÔ TƠ TRỢ LỰC LÁI ĐIỆN CHO XE TẢI 2,5 TẤN LẮP RÁP TẠI VIỆT NAM

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

-

NGUYỄN DUY HIỂN

NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN MÔ TƠ TRỢ LỰC LÁI ĐIỆN CHO XE TẢI 2,5 TẤN LẮP RÁP TẠI VIỆT NAM

Chuyên ngành : Kỹ Thuật Cơ Khí Động Lực

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

KỸ THUẬT Ô TÔ

TS HOÀNG THĂNG BÌNH

MỤC LỤC

4

6

8

9

16

-

33

3.1.2 Xây d ng l c h c quay vòng xe t i

ô tô 43

3.1.4.1 Góc nghiêng ngang bánh xe (Camber) 43

3.1.5 SIMULINK

ô tô DFA7027T2

G 70

4.3.3.1 77

4.3.3.2 Mosfet IRF 540 78

4.3

87

88

LỜI CAM ĐOAN

Tác giả

Nguyễn Duy Hiển

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

Ký hiệu,

Góc Kingpin Góc Camber

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1

Hình 1.2

Hình 1.3

ô tô

Hình 3.1 Qu o c a ô tô khi quay vòng 33

ô tô khi quay vòng

Hình 3.6 Hình 3.8 Mô hình quay vòng 1 dãy 41

k z 44

2 r 49

51

Hình 3.21

ô tô CUULONG DFA7027T Hình 3.29 Mô-

Hình 3.30 Mô-

Hình 3.31 Mô-

Hình 3.32 Mô-

Hình 3.33 Mô-

Hình 3.34 Subsystem

Hình 3.35 Mô-

Hình 3.36

Hình 3.37 Mô-

Hình 3.38

Hình 3.39 Mô-

Hình 3.40

Hình 3.41 Mô-

Hình 4.2

71

DANH MỤC CÁC BẢNG

c

MỞ ĐẦU Ngà

ô tô

ô tô

m sau này

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI

tính t

+

áp tùy th

tín tính

nâng cao tính

1.2 Đặt vấn đề nghiên cứu

gia giatham

,

Zhang Hai-hua, Wang

Jia-power assist steering system"

ô tô vòng ô tô

Chương I : Tổng quan về đề tài

Chương II: Nghiên cứu hệ thống lái trợ lực điện

CHƯƠNG II: NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC ĐIỆN

2.1 Các phần tử cơ bản của trợ lực lái điện

-

2.3 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của EPS

2.3.1 Hệ thống lái có trợ lực điện kiểu 1

1 (Toyota Vioss 2008)

(Hình 2.4)

Hình

2.3.2 Hệ thống lái có trợ lực điện kiểu 2

1- -

2.4 Các cảm biến trong hệ thống lái trợ lực điện

2.4.1 Cảm biến tốc độ đánh lái loại máy phát điện

2.4.3 Cảm biến mô men lái có 3 loại

2.4.3.1 Loại lõi thép trượt

2.4.4.1 Loại công tắc lưỡi gà

l(0,5 ÷ 1,0)

1- -

ô tô

ta Vios-2008, Toyota Corolla Altis-2009, KIA NewMor

CHƯƠNG III XÂY DỰNG MÔ HÌNH ĐỘNG LỰC HỌC CỦA :

HỆ THÔNG LÁI XE TẢI VÀ MÔ PHỎNG3.1 Động lực học quay vòng xe tải

3.1.1 Đặc điểm quay vòng của xe tải

Hình 3.1 Qu o c a ô tô khi quay vòng

ng h ng s thì r t nguy hi m cho xe Chính vì v y i lái ph

ô tô .4) (3

ô tô .5) (3





(2.20)

ô tô

.21) (3

ô tô .22) (3

Hình 3.4(Hình 3.4) có

Hình 3.7 Quay vòn

,

Hình 3.7) Hình 3.8)

Quay

ô tô

LR

2 lt

G vF

gR



2 1 1

-

k Tuy nhiên, khi góc Camber

do góc Camber sinh ra

o o

(b) Khi xe quay vòng(Hình 3.12)

sin cos

z

F F  F  (3.42) z

F l

z

,

V 0±20 , góc C

3.1.4.2 Góc nghiêng ngang của trụ đứng (Kingpin)

Góc nghiêng ngang

(Hình 3.15)

k

2 ' ''

3.1.4.3 Góc nghiêng do c của trụ đứng bánh xe (Caster)

-ôi (Hình 3.20)

4.1.4.4 Độ chụm bánh xe dẫn hướng (Toe)

( )sin cos sin

tính phép

h

3.2.1 Giới thiệu ô tô Cửu Long DFA7027T2

ô tô CUULONG D3.2.2 Các thông số xe cần khai thác

3.2.3 Xây dựng chương trình mô phỏng

3.25) Hình 3.28 )

Hình 3.25

Hình 3.26

Hình 3.27

Hình 3.28

+ Mô

-trong và phía

(Hình 3.25)

Hình 3.29 + Mô-

(Hình 3.26)

Hình 3.30 + Mô-

góc 

Hình 3.38

Hình 3.39 trình (3.39)

Mô-cqv x y z

Hình 3.40

Hình 3.41 3.3 Phân tích kết quả khảo sát sự phụ thuộc của mômen trả lái

Mô-,

Hình 3.42)

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0

200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

Goc quay banh xe dan huong (rad)

Van toc Km/h Goc quay banh xe

dan huong (rad)

ô tô

cqv

CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ CHẾ TẠO THỬ N HIỆM BỘG

ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ ĐIỆN4.1 Động cơ điện được sử dụng trong EPS

Ve = w x Ke (4.2)

e (4.3) (

Hình 4.4

Hình 4.5

có

Hình 4.54.2 Điều khiển công suất mô tơ ( hay điều khiển mô men trợ lực)

4.2.1 Giới thiệu chíp Atmega16

4.2.2 Các tính năng mới của họ AVR

4.3.2 Sơ đồ mạch và chức năng của các linh kiện trong mạch

4.3.3 Module điều khiển và bộ chấp hành

thanh ghi ADCL

Các thanh ghi liên quan ADMUX (ADC Mutiplexer Selection Register): à l

ADC

ADCSRA (ADC Control and Status Register A): l

ADCL và ADCH (ADC Data Register): là 2 thanh ghi

4.3.4 Mô phỏng khối điều khiển

/*******************************************************

This program was created by the

CodeWizardAVR V3.12 Advanced

Automatic Program Generator

© Copyright 1998-2014 Pavel Haiduc, HP InfoTech s.r.l

Chip type: ATmega16

Program type: Application

AVR Core Clock frequency: 4,000000 MHz

Memory model: Small

External RAM size: 0

Data Stack size: 256

*******************************************************/

#include <delay.h>

// Declare your global variables here

// Voltage Reference: AVCC pin

#define ADC_VREF_TYPE ((0<<REFS1) | (1<<REFS0) | (0<<ADLAR))

// Read the AD conversion result

unsigned int read_adc(unsigned char adc_input)

// Wait for the AD conversion to complete

while ((ADCSRA & (1<<ADIF))==0);

// Declare your local variables here

// Input/Output Ports initialization

// Port A initialization

// Function: Bit7=In Bit6=In Bit5=In Bit4=In Bit3=In Bit2=In Bit1=In Bit0=In

DDRA=(0<<DDA7) | (0<<DDA6) | (0<<DDA5) | (0<<DDA4) | (0<<DDA3)

| (0<<DDA2) | (0<<DDA1) | (0<<DDA0);

// State: Bit7=T Bit6=T Bit5=T Bit4=T Bit3=T Bit2=T Bit1=T Bit0=T PORTA=(0<<PORTA7) | (0<<PORTA6) | (0<<PORTA5) | (0<<PORTA4) | (0<<PORTA3) | (0<<PORTA2) | (0<<PORTA1) | (0<<PORTA0);

// Port D initialization

// Function: Bit7=In Bit6=In Bit5=Out Bit4=In Bit3=In Bit2=In Bit1=In

DDRD=(0<<DDD7) | (0<<DDD6) | (1<<DDD5) | (0<<DDD4) | (0<<DDD3)

| (0<<DDD2) | (0<<DDD1) | (0<<DDD0);

// State: Bit7=T Bit6=T Bit5=0 Bit4=T Bit3=T Bit2=T Bit1=T Bit0=T

PORTD=(0<<PORTD7) | (0<<PORTD6) | (0<<PORTD5) | (0<<PORTD4) | (0<<PORTD3) | (0<<PORTD2) | (0<<PORTD1) | (0<<PORTD0);

// Timer/Counter 0 initialization

// Clock source: System Clock

// Clock value: Timer 0 Stopped

// Mode: Normal top=0xFF

// OC0 output: Disconnected

TCCR0=(0<<WGM00) | (0<<COM01) | (0<<COM00) | (0<<WGM01) | (0<<CS02) | (0<<CS01) | (0<<CS00);

TCNT0=0x00;

OCR0=0x00;

// Timer/Counter 1 initialization

// Clock source: System Clock

// Clock value: 62,500 kHz

// Mode: Fast PWM top=ICR1

// OC1A output: Non-Inverted PWM

// OC1B output: Disconnected

// Noise Canceler: Off

// Input Capture on Falling Edge

// Timer Period: 40,016 ms

// Output Pulse(s):

// OC1A Period: 40,016 ms Width: 0 us

// Timer1 Overflow Interrupt: Off

// Input Capture Interrupt: Off

// Compare A Match Interrupt: Off

// Compare B Match Interrupt: Off

TCCR1A=(1<<COM1A1) | (0<<COM1A0) | (0<<COM1B1) | (0<<COM1B0) | (1<<WGM11) | (0<<WGM10);

TCCR1B=(0<<ICNC1) | (0<<ICES1) | (1<<WGM13) | (1<<WGM12) | (0<<CS12) | (1<<CS11) | (1<<CS10);

// Clock source: System Clock

// Clock value: Timer2 Stopped

// Mode: Normal top=0xFF

// OC2 output: Disconnected

ASSR=0<<AS2;

TCCR2=(0<<PWM2) | (0<<COM21) | (0<<COM20) | (0<<CTC2) | (0<<CS22) | (0<<CS21) | (0<<CS20);

TCNT2=0x00;

OCR2=0x00;

// Timer(s)/Counter(s) Interrupt(s) initialization

TIMSK=(0<<OCIE2) | (0<<TOIE2) | (0<<TICIE1) | (0<<OCIE1A) |

// External Interrupt(s) initialization

// Analog Comparator initialization

// Analog Comparator: Off

// The Analog Comparator's positive input is

// connected to the AIN0 pin

// The Analog Comparator's negative input is

// connected to the AIN1 pin

ACSR=(1<<ACD) | (0<<ACBG) | (0<<ACO) | (0<<ACI) | (0<<ACIE) | (0<<ACIC) | (0<<ACIS1) | (0<<ACIS0);

// ADC initialization

// ADC Clock frequency: 250,000 kHz

// ADC Voltage Reference: AVCC pin

// ADC Auto Trigger Source: ADC Stopped

ADMUX=ADC_VREF_TYPE;

ADCSRA=(1<<ADEN) | (0<<ADSC) | (0<<ADATE) | (0<<ADIF) | (0<<ADIE) | (1<<ADPS2) | (0<<ADPS1) | (0<<ADPS0);

// Timer/Counter 2 initialization

// Clock source: System Clock

// Clock value: Timer2 Stopped

// Mode: Normal top=0xFF

// OC2 output: Disconnected

ASSR=0<<AS2;

TCCR2=(0<<PWM2) | (0<<COM21) | (0<<COM20) | (0<<CTC2) | (0<<CS22) | (0<<CS21) | (0<<CS20);

4.3.5 Mạch điện đã thiết kế

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tiếng Anh

[8]

Automotive Engineers, Inc 400 Commonwealth Drive

[9] Jonson Reimpell (1983), The Automotive chassis, Vogel Verlag

[10 J.Y.Wong(2001), ] Theory of ground Vehicle, Tonh Wiley & Sons, INC

[11 ] Georg Rill(2005) Vehicle Dynamics Lecture Notes, ,

[12] Uwe Kienchke Lars Nielsen, Automotive Control Systems For Engine,

Driveline, and Vehicle

[13 Jhonghyun, Lee, Seung-jin, Heo] , A study of steering system model for

[14] Wichai Siwakosit, Improvement of Cornering characteristic Using

VariableSteering Ratio