LATS Nghiên cứu hệ thống ABS dẫn động khí nén

B GIO DC V O TO TRNG I HC BCH KHOA H NI H Hu Hựng NGHIấN CU H THNG ABS DN NG KH NẫN Chuyờn ngnh: K thut c khớ ng lc Mó s: 62520116 TểM TT LUN N TIN S K THUT C KH NG LC H Ni 2015 Cụng trỡnh c hon thnh ti: Trng i hc Bỏch khoa H Ni Ngi hng dn khoa hc: PGS TS Lu Vn Tun PGS TS o Mnh Hựng Phn bin 1: Phn bin 2: Phn bin 3: Lun ỏn c bo v trc Hi ng ỏnh giỏ lun ỏn tin s cp Trng hp ti Trng i hc Bỏch khoa H Ni Vo hi gi, ngy thỏng nm Cú th tỡm hiu lun ỏn ti th vin: Th vin T Quang Bu - Trng HBK H Ni Th vin Quc gia Vit Nam M U Tớnh cp thit ca ti Trờn th gii, cỏc hóng sn xut ln ó nghiờn cu rt sõu v h thng ABS, cú thc nghim kim chng v ó ng dng thng mi vo hu ht cỏc loi xe Tuy nhiờn cỏc ti liu, kt qu nghiờn cu l t liu riờng ca cỏc hóng, khụng c cụng b hoc cú cụng b ch mang tớnh cht hng dn s dng Trong ú, cỏc xe ti hin ang s dng nc a s s dng h thng phanh khớ nộn v khụng cú ABS Do ú, vic nghiờn cu, lm ch k thut ABS khớ nộn cú ý ngha thc tin i vi ngnh cụng nghip ụ tụ nc ti khoa hc cụng ngh cp nh nc: Nghiờn cu thit k ch to th nghim h thng ABS cho h thng phanh khớ nộn dựng trờn ụ tụ lp rỏp ti Vit Nam, mó s KC.03.05/11-15 (sau õy gi tt l ti KC.03.05/11-15) Trng i hc Bỏch khoa H Ni ch trỡ thc hin nhiu ni dung nghiờn cu, ch to cỏc cm chi tit h thng ABS Trong cỏc ni dung nghiờn cu ca ti KC.03.05/11-15, ni dung nghiờn cu, ch to b iu khin in t yờu cu cú cỏc kt qu nghiờn cu chi tit v phng phỏp v thut toỏn iu khin ABS v giỏ tr ngng iu khin ABS õy l nghiờn cu khụng c cỏc hóng cụng b, cn phi cú phng phỏp nghiờn cu khoa hc, trang thit b hin i hon thin nghiờn cu Xut phỏt t nhng yờu cu thc t trờn, nghiờn cu sinh chn ti: Nghiờn cu h thng ABS dn ng khớ nộn nhm trin khai mt s ni dung nghiờn cu ca ti KC.03.05/11-15 Mc ớch nghiờn cu Lun ỏn c thc hin nhm nghiờn cu, xut phng phỏp iu khin, thut toỏn iu khin v xỏc nh giỏ tr ngng iu khin cho h thng phanh khớ nộn cú ABS trờn xe ụ tụ ti Kt qu nghiờn cu ca lun ỏn l cỏc thụng s quan trng cho ti KC.03.05/11-15 ng dng ch to b iu khin in t cho h thng phanh khớ nộn cú ABS í ngha khoa hc v thc tin ca lun ỏn Hin nc cú nhiu doanh nghip sn xut, lp rỏp ụ tụ s dng h thng phanh khớ nộn vi sn lng v chng loi ngy cng tng Tuy nhiờn a s cỏc chng loi ụ tụ ny cha c trang b ABS Do ú, vic nghiờn cu h thng phanh ABS khớ nộn tng bc nghiờn cu ch to, thay th cỏc cm chi tit h thng ABS ca cỏc hóng cú ý ngha thc tin i vi ngnh cụng nghip ụ tụ v cụng nghip ph tr nc Kt qu nghiờn cu ca lun ỏn c ti KC.03.05/11-15 ng dng vo sn xut th nghim b iu khin in t ABS cho h thng phanh khớ nộn trờn xe ụ tụ ti Kt qu th nghim cho thy h thng ABS hot ng n nh, hiu qu phanh ca ụ tụ trng hp cú ABS c ci thin so vi trng hp khụng cú ABS -1- Lun ỏn ó gii quyt c cỏc : Xõy dng mụ hỡnh mụ phng h thng phanh khớ nộn cú ABS, xut mt thut toỏn iu khin h thng theo gia tc gúc bỏnh xe; Thụng qua bc mụ phng hot ng ca h thng trờn mỏy tớnh, lun ỏn s b xỏc nh c ngng giỏ tr gia tc gúc ca bỏnh xe iu khin hot ng ca ABS; Nghiờn cu thc nghim nhm hiu chnh giỏ tr ngng gia tc gúc iu khin õy l cỏc cú ý ngha khoa hc, l c s cho cỏc nghiờn cu hon thin tip theo ca h thng ABS khớ nộn Equation Chapter (Next) Section CHNG TNG QUAN VN NGHIấN CU 1.1 H thng phanh ABS khớ nộn trờn xe ụ tụ ABS (Anti-lock Braking System) l h thng chng hóm cng bỏnh xe phanh ABS nõng cao tớnh n nh hng chuyn ng ca ụ tụ phanh, trỡ kh nng dn hng v gim quóng ng phanh [69] Trong trng hp phanh trờn ng khụ v vi tc cao (trờn 35 km/h), quóng ng phanh cú ABS ngn hn khụng cú ABS Tuy nhiờn, trng hp phanh t tc thp hn, phanh trờn ng trn trt, quóng ng phanh cú ABS cú th di hn khụng cú ABS [59] Hiu qu ca ABS phanh tc thp khụng cao nờn h thng ABS khụng c kớch hot Gii hn tc ca ụ tụ trc phanh kớch hot h thng ABS khỏc theo tng loi xe v theo nh sn xut ABS H thng ABS lp trờn xe ti r moúc hoc s mi r moúc giỳp hn ch c nguy c u kộo b quay ngc (jackknifing) phanh gp, nõng cao tớnh an ton cho ụ tụ Hn na, cỏc bỏnh xe khụng b trt lt quỏ trỡnh phanh nờn hn ch c tc mi mũn ca lp xe [69] So vi h thng phanh thy lc cú ABS, h thng phanh ABS khớ nộn cú tn s lm vic thp hn quỏ trỡnh bin i ỏp sut khớ nộn bu phanh chm hn nhiu so vi quỏ trỡnh bin i ỏp sut du h thng phanh thy lc Theo cụng b ca hóng Wabco [67], [68], [69], tn s hot ng ca h thng ABS khớ nộn hóng ch to nm khong t n Hz Trờn th gii, ABS liờn tc c nghiờn cu v phỏt trin nờn hiu qu ca h thng ngy cng cao Ban u, h thng ABS khớ nộn lp t trờn xe ti nh mt la chn thờm cho s an ton, nhng vi hiu qu vt tri ca nú nờn t nm 1991, cỏc nc Chõu u ó bt buc cỏc hóng phi lp ABS lờn xe ti hng nng, n nm 1998 tip tc ỏp dng bt buc trờn cỏc loi xe ti hng nh [49] Hin nay, ABS c lp t rng rói trờn hu ht cỏc loi xe, k c mỏy kộo nụng nghip nh mt tiờu chun an ton [36] 1.2 Lch s phỏt trin h thng ABS khớ nộn Quỏ trỡnh phỏt trin h thng phanh ABS ó tri qua thi gian rt di vi nhiu thnh tu ỏng k -2- H thng iu khin quỏ trỡnh phanh ụ tụ n ó khỏ hon thin v kt cu, tớnh nng v cht lng iu khin Nghiờn cu iu khin h thng phanh ABS l c s phỏt trin v tớch hp cỏc h thng iu khin tớch cc khỏc trờn xe 1.3 Tỡnh hỡnh nghiờn cu ngoi nc Cỏc hóng ln nh Wabco, Bendix, Bosch u cỏc cú nghiờn cu rt sõu vo h thng ABS, cú phũng thớ nghim nghiờn cu cm bin, ti u kt cu van chp hnh cng nh thut toỏn iu khin v thit k b iu khin Sn phm ca cỏc hóng c th nghim, ti u húa thit k v sn xut thng mi lp t trờn xe ụ tụ Tuy nhiờn ti liu nghiờn cu ca cỏc hóng xe l ti liu mt, khụng c cụng b 1.4 Tỡnh hỡnh nghiờn cu nc Cỏc cụng trỡnh nghiờn cu nc ó cú nhiu ý ngha quan trng vic hon thin c s lý thuyt quỏ trỡnh phanh cng nh gii quyt cỏc v iu khin quỏ trỡnh phanh Tuy nhiờn, cỏc nghiờn cu sõu v h thng ABS cũn hn ch, ch yu trung nghiờn cu ABS cho h thng phanh thy lc bng mụ hỡnh mụ phng, cỏc thc nghim ch yu c thc hin trờn mụ hỡnh cú tớnh cht minh phũng thớ nghim Mt s ớt cụng trỡnh nghiờn cu v h thng ABS khớ nộn nhng u ch dng li mụ phng trờn mỏy tớnh, cha cú cỏc nghiờn cu thc nghim hon thin nghiờn cu 1.5 i tng nghiờn cu i tng nghiờn cu ca lun ỏn l h thng phanh khớ nộn v h thng ABS (cm bin, van chp hnh ABS, b iu khin) s dng cho xe ụ tụ ti c trung bỡnh Van chp hnh ABS ti KC.03.05/11-15 ch to theo mu van chp hnh ABS ca hóng Wabco Cỏc trng thỏi tng ỏp, gim ỏp, gi ỏp c iu khin bi van: van in t iu khin cp khớ v van in t iu khin x khớ Bng trng thỏi sau th hin hot ng ca van chp hnh ABS iu khin ON/OFF cỏc van in t 1.6 Mc tiờu v phm vi nghiờn cu Mc tiờu nghiờn cu Nghiờn cu, xỏc nh c kh nng ỏp ng tn s iu khin ca h thng phanh khớ nộn cú ABS trờn xe nghiờn cu; Xõy dng c mụ hỡnh mụ phng chuyn ng ca ụ tụ quỏ trỡnh phanh v h thng phanh dn ng khớ nộn cú ABS nhm phc v nghiờn cu, mụ phng xỏc nh ngng iu khin v quỏ trỡnh iu khin h thng; xut c mt thut toỏn iu khin h thng ABS dn ng khớ nộn theo gia tc gúc bỏnh xe v xỏc nh c b giỏ tr ngng gia tc gúc bỏnh xe dựng iu khin chuyn pha lm vic ca cỏc van chp hnh ABS quỏ trỡnh ABS khớ nộn hot ng -3- Phm vi nghiờn cu Lun ỏn thc hin nghiờn cu h thng ABS dn ng khớ nộn trờn ụ tụ ti c trung bỡnh, s dng vnh rng cm bin v van chp hnh ABS ti KC.03.05/11-15 ch to H thng ABS dn ng khớ nộn trờn xe nghiờn cu s dng thụng s t bn cm bin o tc gúc ca bn bỏnh xe iu khin bn van chp hnh ABS c lp, ú lun ỏn nghiờn cu thut toỏn iu khin h thng ABS theo gia tc gúc ca cỏc bỏnh xe phanh Lun ỏn nghiờn cu mụ phng chuyn ng ca xe quỏ trỡnh phanh trờn ng bng, phng v nghiờn cu mụ phng h thng phanh dn ng khớ nộn cú ABS bng phn mm Matlab Simulink, Matlab StateFlow, cha xột n quỏ trỡnh phanh xe quay vũng v phanh trờn ng cú h s bỏm khỏc gia hai vt bỏnh xe Qua quỏ trỡnh mụ phng hot ng ca h thng trờn mỏy tớnh, lun ỏn xỏc nh c gn ỳng b giỏ tr ngng gia tc gúc iu khin ABS Lun ỏn thc hin cỏc nghiờn cu thc nghim trờn cỏc loi ng thng, b mt ng ng nht ph nha asphalt (khụ v t), ph bờ tụng (khụ v t) cỏc di tc khỏc (t 30 km/h n 60 km/h) nhm chớnh xỏc húa b giỏ tr ngng gia tc gúc iu khin ABS v ỏnh giỏ hiu qu hot ng ca ton b h thng 1.7 Ni dung v phng phỏp nghiờn cu Ni dung nghiờn cu Nghiờn cu h thng phanh ABS khớ nộn trờn ụ tụ; Nghiờn cu cm bin v phng phỏp o tc gúc, gia tc gúc bỏnh xe; Nghiờn cu kh nng ỏp ng tn s iu khin ca h thng phanh khớ nộn cú ABS; Nghiờn cu, xõy dng thut toỏn iu khin h thng phanh ABS khớ nộn; Nghiờn cu, xõy dng mụ hỡnh mụ phng chuyn ng ca ụ tụ ti quỏ trỡnh phanh; Nghiờn cu, xõy dng mụ hỡnh mụ phng h thng phanh ABS khớ nộn; Nghiờn cu, xỏc nh ngng iu khin ca h thng ABS khớ nộn; Nghiờn cu thc nghim h thng phanh ABS khớ nộn trờn ng th nghim Phng phỏp nghiờn cu Nghiờn cu lý thuyt: xõy dng mụ hỡnh mụ phng h thng trờn mỏy tớnh, thc hin mụ phng kho sỏt c tớnh ca h thng, t ú xỏc nh s b giỏ tr ngng iu khin Nghiờn cu thc nghim: c thc hin nhiu ln trờn c s giỏ tr ngng iu khin c xỏc nh s b t mụ phng lý thuyt, phõn tớch, ỏnh giỏ kt qu nhm iu chnh giỏ tr ngng iu khin h thng hot ng tt thc t 1.8 Kt lun chng H thng ABS khớ nộn liờn tc c nghiờn cu hon thin v kt cu v tớnh nng lm vic, c lp t thng mi trờn nhiu loi xe ti khỏc cỏc -4- nc phỏt trin, h thng ABS khớ nộn bt buc phi c lp t trờn xe ụ tụ ti nh mt tiờu chun an ton Trờn th gii, vic nghiờn cu, hon thin h thng ABS khớ nộn ang c nhiu nh khoa hc quan tõm nghiờn cu v t c nhiu thnh tu Tuy nhiờn, kt qu nghiờn cu c cụng b mang tớnh cht gii thiu, cha chi tit cú th trin khai ng dng vo thc t Vic nghiờn cu, ng dng cụng ngh ABS vo sn xut ụ tụ nc cũn nhiu hn ch Ti Vit Nam, cú mt s cụng trỡnh nghiờn cu v h thng ABS nhng ch yu trung vo ABS dnh cho h thng phanh thy lc Cn cú nhiu nghiờn cu, ch to th nghim tip theo tng bc lm ch cụng ngh ABS khớ nộn trờn xe ụ tụ Vic nghiờn cu nhm tng bc lm ch k thut, cụng ngh ABS khớ nộn trờn cỏc xe ụ tụ cú ý ngha thc tin v khoa hc, giỳp phỏt trin nn cụng nghip ph tr sn xut ụ tụ, nõng cao cht lng v cnh tranh v giỏ thnh cho ụ tụ sn xut nc sn xut Lun ỏn c nghiờn cu nhm gii quyt cỏc phc ni dung thit k, ch to b iu khin in t cho h thng phanh khớ nộn cú ABS ca ti KC.03.05/11-15 Kt qu nghiờn cu ca lun ỏn c ti KC.03.05/11-15 ng dng, ch to thnh cụng b iu khin in t h thng ABS Equation Chapter (Next) Section -5- CHNG C S Lí THUYT 2.1 Quy trỡnh nghiờn cu Quy trỡnh nghiờn cu, xỏc nh ngng iu khin c mụ t nh s trờn Hỡnh Bắt đầu Biết mục tiêu: Độ trượt từ 10 - 30% Mô theo độ trượt Không đạt Phân tích, đánh giá & hiệu chỉnh Đạt - Xác định miền biến thiên gia tốc góc; - Xác định gia tốc góc thời điểm chuyển pha Mô theo gia tốc góc Mô lý thuyết Không đạt Phân tích, đánh giá & hiệu chỉnh Đạt Xác định ngưỡng gia tốc góc (lý thuyết) Thực nghiệm nghiên cứu thực nghiệm Không đạt Phân tích, đánh giá & hiệu chỉnh Đạt Xác định ngưỡng gia tốc góc (thực tế) Kết thúc Hỡnh Quy trỡnh nghiờn cu, xỏc nh ngng iu khin 2.2 Phng phỏp iu khin ABS trỡ c lc phanh ln v kh nng iu khin hng chuyn ng cn thc hin iu khin trỡ h s bỏm dc x v h s bỏm ngang y cú -6- giỏ tr ln Tuy nhiờn, rt khú xỏc nh trt ca bỏnh xe phanh tc di ca bỏnh xe v bỏn kớnh ng lc hc bỏnh xe l nhng i lng rt khú xỏc nh c chớnh xỏc Thc t gii hn iu khin ABS theo trt cú th thay i phm vi ln Do ú cn c theo ngng trt ca cỏc bỏnh xe iu khin ABS cú th khin mc hiu qu phanh khụng ging trờn cỏc loi ng khỏc v s dng cỏc loi lp khỏc Mt khỏc, gia tc gúc ca bỏnh xe phanh l o hm theo thi gian ca tc gúc bỏnh xe nờn nú th hin xu hng bú cng ca bỏnh xe Vn tc gúc bỏnh xe b cú th d dng xỏc nh vi chớnh xỏc tng i cao bng cm bin tc gúc, t ú h thng d dng tớnh toỏn c gia tc gúc ca cỏc bỏnh xe trờn c s o hm giỏ tr tc gúc o c ú Do ú lun ỏn chn phng phỏp iu khin ABS theo gia tc gúc ca bỏnh xe phanh 2.3 Nghiờn cu kh nng ỏp ng tn s iu khin ca h thng phanh khớ nộn cú ABS xõy dng c phng phỏp v thut toỏn iu khin h thng ABS, cn thit phi nghiờn cu c tớnh ca i tng iu khin Mt s cỏc c tớnh quan trng, quyt nh n phng phỏp v thut toỏn iu khin l kh nng ỏp ng tn s iu khin ca i tng iu khin Mi chu k lm vic ca ABS, ỏp sut khớ nộn bu phanh cú th thay i qua ba trng thỏi tng ỏp, gi ỏp v gim ỏp Nu chu trỡnh lm vic ca h thng ch gm pha tng v gim ỏp sut vi di mi pha c xỏc nh hp lý thỡ h thng s ỏp ng c vi tn s cao hn 2.4 Xõy dng mụ hỡnh mụ phng chuyn ng ca ụ tụ quỏ trỡnh phanh 2.4.1 Chuyn ng ca ụ tụ quỏ trỡnh phanh trờn ng bng phng Trong quỏ trỡnh phanh, nh hng ca dao ng khung xe, dm cu v bỏnh xe rt nh so vi s phõn b li trng lng lờn cỏc cu xe Hn na i tng kho sỏt l quỏ trỡnh phanh trờn ng thng, bng phng ca xe ti, nờn n gin, lun ỏn ó gi thit khung xe, dm cu v bỏnh xe l mt thng nht (b qua h thng treo), ch xột n s phõn b li trng lng lờn cỏc cu xe nghiờn cu quỏ trỡnh phanh Trong quỏ trỡnh phanh, lc cn khụng khớ v lc cn ln rt nh so vi lc phanh [4] nờn lun ỏn b qua cỏc lc ny quỏ trỡnh tớnh toỏn Do vy, phng trỡnh chuyn ng ca ụ tụ phanh cú th vit li thnh: (2.11) mx Fbf Fbr 2.4.2 ng lc hc bỏnh xe quỏ trỡnh phanh Vi gi thit b qua lc cn ln, phng trỡnh chuyn ng quay ca bỏnh xe phanh c xỏc nh nh sau [57], [58], [64]: -7- J bx M b Fx rd (2.12) 2.4.3 S phõn b li trng lng phanh Trng lng phõn b lờn cu xe cn phi c xỏc nh cú th tớnh toỏn lc phanh tỏc dng lờn bỏnh xe Trong quỏ trỡnh phanh, trng lng ca xe phõn b lờn cỏc cu bin i theo gia tc chm dn x ca xe, c xỏc nh theo cỏc cụng thc: Phõn b trờn cu trc: Fzf Phõn b trờn cu sau: Fzr m gb xhg L m ga xhg L (2.13) (2.14) 2.4.4 Mụ hỡnh mụ phng chuyn ng ca xe T phng trỡnh (2.21) xỏc nh c tc dc ca ụ tụ nh sau: t vx Fbf Fbr m dt v0 (2.15) 2.4.5 Mụ hỡnh mụ phng bỏnh xe Khi mụ phng chuyn ng quay ca bỏnh xe, lun ỏn s dng phng trỡnh chuyn ng quay ca bỏnh xe phanh (2.12) Gia tc gúc ca bỏnh xe c xỏc nh t cụng thc (2.12): M b Fx rd Jbx (2.16) T ú, tc gúc ca bỏnh xe c xỏc nh theo cụng thc : t M b Fx rbx Jbx (2.17) Cỏc thụng s v x xỏc nh theo cụng thc (2.15) v xỏc nh theo cụng thc (2.17) l c s xỏc nh trt ca bỏnh xe 2.5 Xõy dng mụ hỡnh mụ phng h thng phanh khớ nộn Mụ hỡnh mụ phng h thng phanh khớ nộn trờn xe ụ tụ ti s dng cỏc gi thit: Lc p phanh ca ngi lỏi van phõn phi m hon ton ti thi im bt u mụ phng; p sut khớ nộn cỏc bỡnh cha khụng thay i quỏ trỡnh phanh, cú giỏ tr bng v bng 0,8 MPa; 2.5.1 C s tớnh toỏn ỏp sut v lu lng khớ nộn h thng phanh Phng trỡnh trng thỏi ca khớ lý tng trng thỏi ng nhit: pV nRT -8- (2.18) CHNG NGHIấN CU IU KHIN H THNG ABS DN NG KH NẫN Ap suat nen [MPa] 3.1 Kh nng ỏp ng tn s iu khin ca h thng ABS Thc hin ni dung nghiờn cu ó trỡnh by mc 2.2 vi dóy xung iu khin cú tn s thay i ln lt t 0,5 Hz, Hz, 10 Hz iu khin van chp hnh ABS hot ng ch tng ỏp v gim ỏp luõn phiờn vi t l thi gian tng ỏp/gim ỏp l 60/40 % 0.9 0.8 Thng kờ li giỏ tr ỏp sut khớ nộn 0.7 Ap suat binh chua Ap suat bau phanh cao nhat bỡnh cha v giỏ tr ỏp 0.6 Ap suat bau phanh thap nhat sut cao nht v thp 0.5 nht bu phanh 0.4 phớa sau theo tn s ca 0.3 xung iu khin, lun ỏn 0.2 xõy dng c th 0.1 nh T ú cú th nhn 10 11 nh rng, tn s iu Tan so dieu khien [Hz] khin t Hz tr lờn, Hỡnh Quy lut bin thiờn giỏ tr ỏp sut cao nht v thp giỏ tr cao nht ca ỏp nht bu phanh phớa sau theo tn s ca xung iu khin sut bu phanh khụng ln, ỏp sut bin thiờn phm vi nh lm gim ý ngha ca ABS T ú, thit k b iu khin ABS, khụng nht thit phi ly mu tớn hiu t cỏc cm bin o tc gúc bỏnh xe vi tn s quỏ cao v chng trỡnh iu khin ca b iu khin cn thit k phự hp vi kh nng ỏp ng ca h thng 3.2 Thut toỏn iu khin h thng ABS Khi cp ngun in, b iu khin lm vic v liờn tc theo dừi tc gúc, gia tc gúc ca cỏc bỏnh xe v trng thỏi ch Khi ngi lỏi p phanh (cú tớn hiu t cụng tc ốn bỏo phanh), b iu khin lp tc chuyn sang ch hot ng Lỳc ny b iu khin tớnh toỏn tc di ca ụ tụ (v) v so sỏnh vi giỏ tr c t trc ( v0 ).Nu tc di ca ụ tụ nh hn v v0 , h thng phanh khụng kớch hot ch cú iu khin ca ABS m ch hot ng nh trng thỏi phanh bỡnh thng Nu tc di ca ụ tụ ln hn v v0 , b iu khin s chy chng trỡnh iu khin ABS ó c lp trỡnh sn - 11 - Pha hot ng mc nh u tiờn ca chu trỡnh iu khin l pha tng ỏp Khi ú ỏp sut khớ nộn bu phanh tng dn, mụ men phanh tng theo lm gia tc gúc ca bỏnh xe gim dn Khi gia tc gúc gim n giỏ tr nh hn giỏ tr ngng , ECU iu khin chuyn sang trng thỏi gi nguyờn ỏp sut bu phanh Nu gia tc gúc ca bỏnh xe cha gim quỏ giỏ tr ngng , ECU tip tc iu khin h thng hot ng trng thỏi tng ỏp sut bu phanh p sut bu phanh trỡ mc cao khin gia tc gúc bỏnh xe tip tc gim, gia tc gúc gim n giỏ tr nh hn giỏ tr ngng thỡ ECU iu khin gim ỏp sut bu phanh Nu gia tc gúc ca bỏnh xe cha gim quỏ giỏ tr ngng , ECU tip tc iu khin h thng hot ng trng thỏi gi nguyờn ỏp sut bu phanh Khi ECU iu khin chuyn Hỡnh 3 Lu thut toỏn iu khin sang trng thỏi gim ỏp, ỏp sut ABS theo gia tc gúc bỏnh xe bu phanh gim, mụ men phanh gim theo lm gia tc gúc ca bỏnh xe tng dn Khi gia tc gúc bỏnh xe tng vt quỏ giỏ tr ngng thỡ ECU iu khin chuyn sang pha gi nguyờn ỏp sut Nu quỏ trỡnh gim ỏp cha gia tc gúc bỏnh xe tng vt quỏ giỏ tr ngng thỡ ECU tip tc iu khin h thng hot ng trng thỏi gim ỏp sut bu phanh Theo quỏn tớnh, gia tc gúc bỏnh xe tip tc tng, v tng vt quỏ giỏ tr ngng , ECU s iu khin chuyn sang pha tng ỏp sut bu phanh Nu quỏ trỡnh gi ỏp cha gia tc gúc bỏnh xe tng vt quỏ giỏ tr ngng thỡ ECU tip tc iu khin h thng hot ng trng thỏi gi nguyờn ỏp sut bu phanh - 12 - Chu trỡnh iu khin c lp li nh vy cho n tc di ca ụ tụ gim xung thp hn mc c t trc (v1) thỡ chuyn quỏ trỡnh phanh sang kiu phanh bỡnh thng (van chp hnh ABS liờn tc trng thỏi tng ỏp) cho n kt thỳc quỏ trỡnh phanh 3.3 Cm bin v phng phỏp o tc gúc bỏnh xe Xe nghiờn cu l xe ti s dng h thng phanh khớ nộn khụng cú ABS Do ú ti KC.03.05/11-15 cn phõn tớch c im kt cu ca xe nghiờn cu chn phng ỏn lp t vnh rng o tc gúc bỏnh xe, tớnh chn cm bin v tớnh s rng ca vnh rng m bo h thng ABS lm vic n nh õy l c s lun ỏn nghiờn cu, xut thut toỏn iu khin h thng v nghiờn cu xỏc nh cỏc ngng iu khin 3.3.1 Cm bin o tc gúc bỏnh xe Cm bin c la chn l mt loi cm bin in t ca hóng Omron, cú mó hiu E2A-S08KS02-WP-C1 2M õy l loi cm bin thụng dng cụng nghip, d tỡm mua v giỏ thnh r Cỏc thụng s khỏc ca cm bin nh sau: Tn s lm vic ln nht: 1.500 Hz; in ỏp hot ng: 12 24 V (ti a ti 32V) 3.3.2 Vnh rng cm bin ti KC.03.05/11-15 ó thit k v ch to rnh rng cm bin o tc gúc bỏnh xe Vnh rng c lp lờn phn trng phanh cú ng kớnh 358 mm, cú cỏc thụng s chớnh nh sau: S rng: 120 rng; B rng rng: mm; Khong cỏch gia hai rng: mm; 3.3.3 Phng phỏp o tc gúc v gia tc gúc bỏnh xe o tc gúc bng cm bin in t kt hp vi rnh rng, lun ỏn s dng phng phỏp o tn s Vn tc gúc ca bỏnh xe (rad/s) c xỏc nh theo cụng thc sau: nx tm p (3.1) Gia tc gúc ca bỏnh xe c tớnh toỏn da trờn o hm ca tc gúc Trong thit k phn cng ECU, vi iu khin c tớnh toỏn gia tc gúc bỏnh xe trờn c s o hm s Gia tc gúc bỏnh xe sau thi gian ly mu k c xỏc nh theo cụng thc: k k k tm (rad / s ) (3.2) - 13 - 3.4 Mụ hỡnh mụ phng hot ng ca h thng ABS 3.4.1 Mụ hỡnh mụ phng van chp hnh ABS p dng phng trỡnh (2.20), lu lng khớ nộn Qin i qua van ABS n bu phanh pha tng ỏp v lu lng khớ nộn Qout x qua van ABS pha gim ỏp c xỏc nh nh sau: Qin K g Cv Qout K g Cv p pcha pcha pa GTu Ctr _ Sup pcha pa pa pa GTu Ctr _ Exh (3.3) (3.4) Ctr_Sup v Ctr_Exh l bin iu khin dũng khớ nộn i vo bu phanh v bin iu khin x khớ nộn bu phanh Cỏc bin ny cú giỏ tr bng hoc tựy theo tớn hiu iu khin t b iu khin 3.4.2 Mụ hỡnh mụ phng cm bin o tc gúc bỏnh xe Trờn thc t, cm bin o tc gúc bỏnh xe kiu cm bin in t v vnh rng yờu cu khong thi gian t m o v cp nht v cho vi x lý Trong mi chu k ly mu t m , giỏ tr tc gúc m vi x lý nhn c l hng s S dng Zero order hold gi giỏ tr tc gúc khụng i sut thi gian ỳng bng thi gian ly mu Sau thi gian ly mu trờn, b iu khin c cp nht cỏc giỏ tr tc gúc bỏnh xe mi 3.4.3 Mụ hỡnh mụ phng b iu khin H thng phanh ABS cú cỏc trng thỏi hot ng: Phanh thng (khụng kớch hot ABS), tng ỏp, gi ỏp, gim ỏp v liờn tc cú s chuyn i qua li gia cỏc trng thỏi ú Do ú lun ỏn xõy dng b iu khin mụi trng Matlab StateFlow Mụ hỡnh mụ phng b iu khin ABS theo gia tc gúc bỏnh xe c xõy dng gm bn mụ un tng t nhau, s ca mt mụ un c trỡnh by nh Hỡnh Hỡnh S mt mụ un mụ hỡnh mụ phng b iu khin h thng ABS theo gia tc gúc ca bỏnh xe - 14 - 3.5 Mụ hỡnh mụ phng chuyn ng ca ụ tụ phanh bi h thng phanh khớ nộn cú ABS Trờn c s cỏc quan h gia cỏc i lng vt lý quỏ trỡnh phanh ó trỡnh by mc ó nờu mc 2.3 v 2.4, lun ỏn ó xõy dng c mụ hỡnh mụ phng chuyn ng thng ca ụ tụ quỏ trỡnh phanh trờn ng bng phng bi h thng phanh khớ nộn cú ABS mụi trng Matlab Simulink v Matlab StateFlow S ca mụ hỡnh mụ phng ny c th hin nh Hỡnh 10 Chi tit phn mụ hỡnh mụ phng c gii thiu Ph lc p 11 Các bình pTank khí nén Bàn đạp phanh Fbđ p1 Mô hình bánh xe trước trái Van chấp QCham2 Cơ cấu phanh Mb2 hành trước pcham2 trước bên phải bên phải Mô hình bánh xe trước phải Van chấp QCham3 Cơ cấu phanh M b3 hành sau pcham3 sau bên trái bên trái Mô hình bánh xe sau trái Van chấp QCham4 Cơ cấu phanh M b4 p 22 hành sau pcham4 sau bên phải bên phải Mô hình bánh xe sau phải Van xả Q12 nhanh p 12 Van phân phối Q21 Q2 p2 p 21 Van gia tốc QCham1 Cơ cấu phanh M b1 p cham1 trước bên trái Q11 Q1 Van chấp hành trước bên trái Fxi Fzi Mô hình thân xe vx Q22 Ctr_Sup i Ctr_Exhi ECU - ABS vx Hỡnh 10 S mụ hỡnh mụ phng chuyn ng thng ca ụ tụ phanh bi h thng phanh khớ nộn cú ABS 3.6 Nghiờn cu, xỏc nh ngng gia tc gúc iu khin ABS 3.6.1 Mụ phng iu khin theo trt bỏnh xe H thng phanh khớ nộn cú ABS c mụ phng vi phng phỏp iu khin theo theo trt Phng phỏp iu khin ABS ny bit trc c bin thiờn ca i tng iu khin ( trt ca cỏc bỏnh xe nm khong 10 30%) Bng cỏch quy hoch cỏc b giỏ tr ca ngng trt iu khin v cỏc kt qu mụ Hỡnh 12 Bin thiờn giỏ tr t trt, gia tc phng tng ng ( trt bỏnh gúc v bin iu khin ECU theo thi gian xe, quóng ng phanh ), lun - 15 - ỏn chn c b giỏ tr trt cho hiu qu phanh cao nht Phõn tớch s bin thiờn gia tc gúc ca bỏnh xe tng ng vi cỏc trng thỏi hot ng ca van chp hnh ABS (thụng qua giỏ tr bin iu khin t ECU) trng hp mụ phng hot ng (Hỡnh 3.12) xỏc nh c s b giỏ tr ngng gia tc gúc iu khin h thng ABS 3.6.2 Mụ phng iu khin theo gia tc gúc bỏnh xe Thc hin mụ phng h thng theo gia tc gúc bỏnh xe vi b giỏ tr ngng gia tc gúc xỏc nh c s b bc trờn (Mc 3.6.1) ỏnh giỏ kt qu mụ phng iu chnh b ngng giỏ tr gia tc gúc iu khin , , , Quỏ trỡnh ny c thc hin nhiu ln n h thng t hiu qu phanh tt nht 3.6.3 Kt qu mụ phng Kt qu mụ phng sau õy cho thy lun ỏn ó xõy dng c mụ hỡnh mụ phng h thng phanh ABS khớ nộn phự hp vi hot ng thc t ca h thng trờn xe, xỏc nh c b ngng giỏ tr gia tc gúc iu khin , , , phự hp iu khin C th, ngng gia tc gúc xỏc nh c bng lý thuyt nh Bng 3.2 Bng Ngng gia tc gúc iu khin ABS c xỏc nh theo lý thuyt Chuyn pha Ngng gia tc gúc () iu khin bỏnh xe cu trc Ngng gia tc gúc () iu khin bỏnh xe cu sau Tng ỏp Gi ỏp = 61,6 (rad/s2) = 56,5 (rad/s2) Gi ỏp Gim ỏp = 82,0 (rad/s2) = 75,8 (rad/s2) Gim ỏp Gi ỏp = +45,3 (rad/s2) = +49,4 (rad/s2) Gi ỏp Tng ỏp = +66,7 (rad/s2) = +69,5 (rad/s2) kim tra mụ hỡnh mụ phng, lun ỏn thc hin mụ phng quỏ trỡnh phanh ca ụ tụ phanh vi tc ban u 40 km/h v 72 km/h trờn ng khụ v ng t Trờn mi loi ng s mụ phng hai trng hp: h thng phanh cú ABS v h thng phanh khụng cú ABS (khụng kớch hot ABS) Sau õy l mt s kt qu mụ phng Mt s kt qu mụ phng quỏ trỡnh phanh vi tc ban u trc phanh v0 = 11,11 (m/s) (40 km/h), phanh trờn ng khụ nh cỏc Hỡnh 13, Hỡnh 14, Hỡnh 15 Kt qu mụ phng hot ng cỏc trng hp khỏc c nờu Ph lc - 16 - Gia toc goc banh xe sau trai Gia toc goc banh xe truoc phai 100 Co ABS Khong ABS 50 Gia toc goc RL [rad/s2 ] Gia toc goc FR [rad/s2 ] 100 -50 -100 Co ABS Khong ABS 50 -50 -100 0.5 1.5 Thoi gian phanh [s] 2.5 0.5 1.5 Thoi gian phanh [s] 2.5 Hỡnh 13 Gia tc gúc ca bỏnh xe phanh trờn ng khụ, v0 = 40 km/h Do truot banh xe truoc phai Do truot banh xe sau trai 0.8 Do truot RL [x100%] Do truot FR [x100%] Co ABS Khong ABS 0.6 0.4 0.2 0 0.8 Co ABS Khong ABS 0.6 0.4 0.2 0.5 1.5 Thoi gian phanh [s] 2.5 0 0.5 1.5 Thoi gian phanh [s] 2.5 Hỡnh 14 trt ca bỏnh xe phanh trờn ng khụ, v0 = 40 km/h Van toc banh xe truoc phai va van toc o to 35 30 25 20 15 10 0 Van toc banh xe sau trai va van toc o to 45 v FR, Co ABS v Vehicle, Co ABS v FR, Khong ABS v Vehicle, Khong ABS 40 v RL & v Vehicle [km/h] v FR & v Vehicle [km/h] 45 v RL, Co ABS v Vehicle, Co ABS v RL, Khong ABS v Vehicle, Khong ABS 40 35 30 25 20 15 10 0.5 1.5 Thoi gian phanh [s] 2.5 0.5 1.5 Thoi gian phanh [s] 2.5 Hỡnh 15 Vn tc ca bỏnh xe v ca xe phanh trờn ng khụ, v0 = 40 km/h Cỏc kt qu mụ phng trờn mụ hỡnh mụ phng chuyn ng thng ca ụ tụ quỏ trỡnh phanh phanh bi h thng phanh khớ nộn cú ABS lun ỏn xõy dng phự hp vi quy lut thc t Do ú cú th s dng mụ hỡnh mụ phng nghiờn cu, xỏc nh s b giỏ tr ngng iu khin ca h thng ABS 3.7 Kt lun chng Kh nng ỏp ng tn s iu khin ca h thng phanh khớ nộn cú ABS trờn xe nghiờn cu ch t n Hz, ú thit k b iu khin cn tớnh toỏn cỏc thụng s: thi gian ly mu tớn hiu tc gúc, thi gian iu khin van chp hnh ABS, phng phỏp iu khin phự hp h thng lm vic tt Trờn c s c tớnh v thụng s ca cm bin o tc gúc bỏnh xe v vnh rng ti KC.03.05/11-15 thit k, ch to, lun ỏn ó nghiờn cu v xỏc - 17 - nh gia tc gúc bỏnh xe theo phng phỏp o hm s tc gúc bỏnh xe Gia tc gúc bỏnh xe c s dng lm thụng s iu khin cho h thng ABS Lun ỏn ó xõy dng mụ hỡnh mụ phng h thng ABS (van chp hnh ABS, cm bin v b iu khin) v kt hp vi mụ hỡnh mụ phng h thng phanh v mụ hỡnh mụ phng chuyn ng ca xe cú mụ hỡnh mụ phng quỏ trỡnh phanh ca xe s dng h thng phanh khớ nộn cú ABS Mụ hỡnh mụ phng h thng phanh khớ nộn cú ABS lun ỏn xõy dng cho kt qu mụ phng phự hp vi hot ng ca h thng thc t Do ú cú th s dng mụ hỡnh mụ phng ny cho cỏc nghiờn cu, phỏt trin tip theo v h thng phanh khớ nộn cú ABS trờn xe ụ tụ iu khin ABS khớ nộn theo gia tc gúc bỏnh xe l phng phỏp kh thi v cú hiu qu Tuy nhiờn, quỏ trỡnh xỏc nh cỏc giỏ tr ngng gia tc gúc iu khin phc Kt qu cú c t giai on mụ phng trờn mỏy tớnh l giỏ tr s b cho cỏc nghiờn cu, mụ phng thc nghim tip theo Equation Chapter (Next) Section - 18 - CHNG NGHIấN CU THC NGHIM 4.1 Mc ớch nghiờn cu thc nghim Bng phng phỏp thc nghim ó trỡnh by ni dung 2.3 v nghiờn cu, phõn tớch kt qu thc nghim ni dung 3.1, v lun ỏn ó xỏc nh c kh nng ỏp ng tn s iu khin ca h thng phanh khớ nộn cú ABS trờn xe nghiờn cu Trờn c s ú lun ỏn nghiờn cu, xut c thut toỏn iu khin h thng theo gia tc gúc cỏc bỏnh xe phanh Lun ỏn ó xõy dng mụ hỡnh mụ phng chuyn ng ca ụ tụ quỏ trỡnh phanh, mụ hỡnh mụ phng h thng phanh khớ nộn cú ABS, trờn c s ú nghiờn cu, xỏc nh c s b giỏ tr ngng iu khin h thng ABS Tip theo, lun ỏn tin hnh cỏc nghiờn cu thc nghim nhm mc ớch: Chớnh xỏc húa b giỏ tr ngng gia tc gúc iu khin ABS khớ nộn ó xỏc nh s b bng phng phỏp mụ phng trờn mỏy tớnh ỏnh giỏ hiu qu hot ng ca ton b h thng phanh khớ nộn cú ABS trờn xe nghiờn cu 4.2 Nghiờn cu chớnh xỏc húa ngng iu khin 4.2.1 Quy trỡnh mụ phng thc nghim Vic th nghim trờn ng th c thc hin nhiu ln vi nhiu giỏ tr ngng iu khin khỏc Cỏc giỏ tr ngng iu khin ny c tham kho t kt qu ca bc mụ phng trờn v c iu chnh dn sau mi ln mụ phng thc nghim phự hp vi iu kin hnh thc t ca xe v ca nhiu loi ng (ng khụ v t, ng tri nha asphalt, ng bờ tụng ) 4.2.2 Thit b th nghim 4.2.2.1 B iu khin in t h thng ABS Phn chớnh ca b iu khin l mt vi iu khin h AVR ca hóng Atmel Cỏc thụng s k thut v chc nng ca b iu khin nh sau: Tc hot ng: MHz; Tng thớch vi h thng ABS kiu 4S/4M; Di in ỏp hot ng: 40 V DC; 4.2.2.2 Thit b o tc gúc bỏnh xe Vn tc gúc ca cỏc bỏnh xe l thụng s quan trng, cho thy tỏc ng ca b iu khin ti tc gúc ca cỏc bỏnh xe phanh theo dừi v ghi li tc gúc ca cỏc bỏnh xe, lun ỏn s dng thit b o ghi tc gúc bỏnh xe Thit b ny s dng cm bin o tc gúc bỏnh xe cú sn trờn h thng phanh ABS Thit b o ghi tc gúc bỏnh xe c kim tra chớnh xỏc ti Trung tõm k thut tiờu chun o lng cht lng (Quatest 1), kt qu kim tra cho thy sai s ca thit b o u nh hn 1% - 19 - 4.2.2.3 Thit b ỏnh du quóng ng phanh Thit b ỏnh du quóng ng phanh hot ng trờn nguyờn tc: ngi lỏi tỏc ng lờn bn p phanh, thit b iu khin phun liờn tc cht lng ỏnh du xung mt ng Khi kt thỳc quỏ trỡnh phanh, ngi lỏi thụi tỏc ng lờn bn p phanh, vũi phun ngng phun Vt cht lng ỏnh du trờn mt ng th hin quóng ng chuyn ng ca xe quỏ trỡnh phanh 4.2.2.4 Thit b o ghi a kờnh (DEWE5000) Quỏ trỡnh nghiờn cu thc nghim giai on cui cựng yờu cu xỏc nh cỏc thụng s ca quỏ trỡnh phanh (quóng ng phanh, gia tc phanh, thi gian phanh ) vi chớnh xỏc cao Vi s h tr ca Vin K thut C gii Quõn S, thit b o ghi a kờnh (DEWE5000) kt hp vi cm bin tc S400 ca hóng CORREVITđ (di o t 0,5 km/h n 400 km/h) v cm bin o lc bn p phanh (di o t n 1.500 N) c s dng xỏc nh cỏc thụng s ca quỏ trỡnh phanh 4.2.3 Ngng iu khin v hot ng ca h thng phanh khớ nộn cú ABS Trong thc t, h thng ABS s dng vnh rng cú s rng hu hn (trng hp lun ỏn nghiờn cu l 120 rng mc 3.3), vi phng phỏp o tc nh ó trỡnh by mc 3.3.3, s xung m h thng m c (n x) khong thi gian ly mu (tm) l s nguyờn Do ú giỏ tr gia tc gúc m h thng xỏc nh c khụng bin thiờn liờn tc, nú ch cú th cú cỏc giỏ tr cỏch nhng bc nht nh B giỏ tr ngng iu khin gn nht vi b giỏ tr ngng iu khin xỏc nh c bng mụ phng lý thuyt (Bng 2) phự hp vi giỏ tr cú th o c thc t nh Bng Bng Cỏc giỏ tr ngng gia tc gúc iu khin ABS phự hp vi giỏ tr o c thc t ca h thng ABS lun ỏn nghiờn cu Chuyn pha Ngng gia tc gúc () iu khin bỏnh xe cu trc Ngng gia tc gúc () iu khin bỏnh xe cu sau Tng ỏp Gi ỏp = 62,8 (rad/s2) = 58,1 (rad/s2) Gi ỏp Gim ỏp = 83,7 (rad/s2) =76,7 (rad/s2) Gim ỏp Gi ỏp = +46,5 (rad/s2) = +51,2 (rad/s2) Gi ỏp Tng ỏp = +67,4 (rad/s2) = +69,7 (rad/s2) Lp chng trỡnh iu khin cho b iu khin in t theo lu thut toỏn iu khin ó trỡnh by mc 3.2 vi cỏc giỏ tr ngng iu khin xỏc nh c nh Bng v thc hin th nghim trờn ng th ỏnh giỏ hot ng ca h thng ABS Sau nhiu ln hiu chnh v thc nghim, lun ỏn xỏc nh c b giỏ tr ngng gia tc gúc iu khin h thng phanh ABS khớ nộn lp t trờn xe nghiờn cu nh Bng - 20 - Bng Ngng gia tc gúc iu khin ABS Chuyn pha Ngng gia tc gúc () iu khin bỏnh xe cu trc Ngng gia tc gúc () iu khin bỏnh xe cu sau Tng ỏp Gi ỏp = 58,1 (rad/s2) = 53,5 (rad/s2) Gi ỏp Gim ỏp = 79,1 (rad/s2) = 72,1 (rad/s2) Gim ỏp Gi ỏp = +44,2 (rad/s2) = +48,8 (rad/s2) Gi ỏp Tng ỏp = +65,1 (rad/s2) = +67,4 (rad/s2) Kt qu thc nghim hot ng ca h thng phanh khớ nộn cú ABS Vi chng trỡnh iu khin v cỏc giỏ tr ngng iu khin ú, lun ỏn ó tin hnh th nghim nhiu ln mt s ch th nghim khỏc (vn tc ban u trc phanh v = 30 km/h, 40 km/h, trờn ng ph nha asphalt khụ, ng ph nha asphalt t) ti Trng i hc Bỏch khoa H Ni Cỏc kt qu ca nhiu ln mụ phng thc nghim cựng mt ch u tng t nờn cú th nhn nh rng h thng ABS hot ng n nh Hỡnh 10 di õy trỡnh by th bin thiờn tc gúc ca cỏc bỏnh xe phanh gp vi tc trc phanh 40 km/h trờn ng ph nha asphalt khụ Hỡnh 10 Bin thiờn tc gúc cỏc bỏnh xe phanh cú ABS trờn ng ph nha asphalt khụ, v0 = 40 km/h Qua cỏc kt qu thu c t thc nghim cho thy: Trong a s trng hp th nghim, quóng ng phanh trng hp h thng phanh cú ABS ngn hn trng hp h thng khụng cú ABS Mt s trng hp th nghim phanh vi tc ban u khong 30 km/h v cỏc trng hp phanh trờn ng trn t cú quóng ng phanh cú ABS di hn trng hp khụng cú ABS - 21 - S bin thiờn tc gúc ca cỏc bỏnh xe quỏ trỡnh phanh cú iu khin ca ABS (trong thc t) tng t vi s bin thiờn tc gúc ca cỏc bỏnh xe kt qu mụ phng mc 3.6.3 C th, quy lut bin thiờn tc gúc cỏc bỏnh xe quỏ trỡnh phanh trờn ng khụ tc ban u 40 km/h thu c t kt qu mụ phng (Hỡnh 15) v t kt qu thc nghim (Hỡnh 11) cú s tng ng; quy lut bin thiờn tc gúc cỏc bỏnh xe quỏ trỡnh phanh trờn ng t tc ban u 40 km/h thu c t kt qu mụ phng (Hỡnh 19) v t kt qu thc nghim (Hỡnh 12) cú s tng ng iu ú cho thy mụ hỡnh mụ phng chuyn ng ca ụ tụ v mụ hỡnh mụ phng h thng phanh khớ nộn cú ABS phự hp vi hot ng thc t ca xe nghiờn cu quỏ trỡnh phanh 4.3 Th nghim ỏnh giỏ hiu qu h thng Lun ỏn ó tin hnh cỏc nghiờn cu thc nghim v xỏc nh c giỏ tr ngng iu khin h thng ABS theo gia tc gúc bỏnh xe cho loi xe nghiờn cu Cỏc giỏ tr ny c s dng b iu khin ABS ti KC.03.05/11-15 ch to Nhm ỏnh giỏ hot ng ca b iu khin v ca ton b h thng ABS khớ nộn trờn xe nghiờn cu, ti KC.03.05/11-15 ó thc hin cỏc th nghim ỏnh giỏ hiu qu phanh cỏc trng hp xe nghiờn cu c lp ABS v khụng c lp ABS Cỏc trng hp th nghim ny c thc hin cỏc trng thỏi xe y ti (2,98 tn) v xe khụng ti, cỏc di tc trc phanh khỏc Th nghim hiu qu phanh trờn ng th c Trung tõm th nghim xe c gii Cc ng kim Vit Nam thc hin Kt qu th nghim c trớch nh cỏc Bng 4 v Bng 5, cỏc kt qu th nghim khỏc nh bỏo cỏo th nghim ti Ph lc Kt qu theo quy chun Vit Nam (th tc 30 km/h) Bng 4 Quy chun Vit Nam v hiu qu phanh v kt qu th nghim Vn tc ban u trc phanh: 30 km/h TT Kt qu th nghim Yờu cu Thụng s kim tra Kt lun Khụng ti y ti Khụng ti y ti 5,4 5,0 6,05 5,94 10 8,15 8,52 t 3 ỳng ỳng t 5,4 5,0 6,07 5,92 t 10 8,43 8,79 t 3 ỳng ỳng t Xe c lp ABS 1.1 Gia tc phanh ln nht (m/s2) 1.2 Quóng ng phanh (m) 1.3 Hnh lang phanh (m) t Xe khụng c lp ABS 2.1 Gia tc phanh ln nht (m/s2) 2.2 Quóng ng phanh (m) 2.3 Hnh lang phanh (m) - 22 - Kt qu theo tiờu chun Chõu u ECE R13 (Th kiu 0) Bng Tiờu chun Chõu u ECE R13 v hiu qu phanh v kt qu th nghim TT Th kiu (ng c ngt h thng truyn lc, v0 = 60 km/h) Thụng s kim tra Yờu cu Kt qu th nghim Xe c lp ABS 1.1 Quóng ng phanh (m) 36,7 31,56 1.2 Hnh lang phanh (m) 3,5 t Xe khụng c lp ABS 2.1 Quóng ng phanh (m) 36,7 34,14 2.2 Hnh lang phanh (m) 3,5 t Cỏc kt th nghim cho thy hiu qu ca h thng phanh chớnh trờn xe th nghim ỏp ng c cỏc yờu cu k thut theo Quy chun Vit Nam v tiờu chun Chõu u (ECE R13) v h thng phanh 4.4 Kt lun chng Bng nghiờn cu thc nghim, lun ỏn ó hiu chnh c b giỏ tr ngng gia tc gúc c xỏc nh t mụ phng lý thuyt trờn mỏy tớnh B giỏ tr ngng iu khin c ti KC.03.05/11-15 ng dng thit k, ch to b iu khin ABS Cỏc kt th nghim cho thy hiu qu ca h thng phanh chớnh trờn xe th nghim ỏp ng c cỏc yờu cu k thut theo Quy chun Vit Nam v tiờu chun Chõu u (ECE R13) v h thng phanh Hiu qu phanh c ci thin rừ rt phanh t tc cao (t 50 km/h tr lờn) cỏc di tc thp (t 40 km/h tr xung), hiu qu phanh khụng c ci thin ỏng k nhng ỏp ng cỏc yờu cu k thut ca Quy chun Vit Nam v tiờu chun Chõu u - 23 - KT LUN CHUNG CA LUN N V KIN NGH T cỏc kt qu nghiờn cu ca lun ỏn rỳt mt s kt lun sau: Kh nng ỏp ng tn s iu khin ca h thng phanh khớ nộn cú lp ABS trờn xe nghiờn cu t khong Hz Cú th ỏp dng phng phỏp iu khin logic theo giỏ tr gia tc gúc bỏnh xe cho ABS h thng phanh Thut toỏn iu khin ABS khớ nộn theo gia tc gúc lun ỏn xut kt hp vi cỏc giỏ tr ngng gia tc gúc iu khin hp lý, cú th iu khin h thng lm vic hiu qu, ỏp ng cỏc tiờu chun hin hnh ca Vit Nam v ECE v h thng phanh Giỏ tr ngng gia tc gúc iu khin ABS cú ý ngha quyt nh n hiu qu iu khin ca h thng phanh ABS Cỏc giỏ tr ny cn c xỏc nh phự hp vi thut toỏn iu khin v c tớnh ca xe s ng dng nú i vi xe ó s dng thc nghim lun ỏn, cỏc giỏ tr ngng hp lý iu khin ABS theo thut toỏn ó chn nh sau: Vi cỏc bỏnh xe cu trc: Ngng chuyn t pha tng ỏp sang pha gi ỏp: gia tc gúc bỏnh xe gim qua giỏ tr 58,1 (rad/s2); Ngng chuyn t pha gi ỏp sang pha gim ỏp: gia tc gúc gim qua giỏ tr 79,1 (rad/s2); Ngng chuyn t pha gim ỏp sang pha gi ỏp: gia tc gúc tng quỏ giỏ tr +44,2 (rad/s2); Ngng chuyn t pha gi ỏp sang pha tng ỏp: gia tc gúc tng quỏ giỏ tr +65,1 (rad/s2) Vi cỏc bỏnh xe cu sau: Ngng chuyn t pha tng ỏp sang pha gi ỏp: gia tc gúc gim qua giỏ tr 53,5 (rad/s2); Ngng chuyn t pha gi ỏp sang pha gim ỏp: gia tc gúc gim qua giỏ tr 72,1 (rad/s2); Ngng chuyn t pha gim ỏp sang pha gi ỏp: gia tc gúc tng quỏ giỏ tr +48,8 (rad/s2); Ngng chuyn t pha gi ỏp sang pha tng ỏp: gia tc gúc tng quỏ giỏ tr +67,4 (rad/s2) Mụ hỡnh mụ phng chuyn ng thng ca ụ tụ trờn ng bng phng v mụ hỡnh mụ phng h thng phanh khớ nộn cú ABS lun ỏn xõy dng bng Matlab Simulink cú th tham kho v s dng c cho cỏc nghiờn cu, phỏt trin tip theo v h thng phanh khớ nộn cú ABS trờn xe ụ tụ Kin ngh v hng nghiờn cu tip theo Tip tc nghiờn cu, hon thin thut toỏn iu khin cú thờm cỏc tớn hiu u vo khỏc nh: gia tc dc ca xe, gia tc gúc quay thõn xe nõng cao cht lng iu khin quỏ trỡnh phanh Nghiờn cu thc nghim vi nhiu mu xe ụ tụ ti tm trung v ụ tụ buýt khỏc xỏc nh ngng gia tc gúc iu khin cho dũng xe ti trng tng ng Nghiờn cu cỏc h thng iu khin tớch hp vi ABS nh ASR, ATC, ESC - 24 - DANH MC CC CễNG TRèNH CễNG B CA LUN N H Hu Hựng, Nguyn Trung Kiờn, H Hu Hi (2013) Mụ phng h thng phanh khớ nộn trờn ụ tụ Tp Giao thụng ti, s 12/2013, Trang 11 13 H Hu Hi, H Hu Hựng, Nguyn Trung Kiờn (2014) Mụ phng b iu khin h thng phanh ABS khớ nộn Tp Giao thụng ti, s 3/2014, Trang 34 37 H Hu Hựng, Lu Vn Tun, o Mnh Hựng (2014) Mụ phng b iu khin ABS theo gia tc gúc bỏnh xe dnh cho h thng phanh khớ nộn Tp C khớ Vit Nam, s c bit nm 2014, Trang 18 23 H Hu Hựng, Nguyn Ngc Tun, Trn Quang Tun, Lu Vn Tun (2014) Thit k cm bin o tc gúc bỏnh xe dựng cho h thng phanh ABS khớ nộn Tp C khớ Vit Nam, s c bit nm 2014, Trang 24 29 ng thc hin ti khoa hc cụng ngh cp nh nc: Nghiờn cu thit k ch to th nghim h thng ABS cho h thng phanh khớ nộn dựng trờn ụ tụ lp rỏp ti Vit Nam, mó s KC.03.05/11-15 Trng i hc Bỏch khoa H Ni ch trỡ, ó c ng ký kt qu thc hin nhim v khoa hc v cụng ngh s dng ngõn sỏch nh nc, s ng ký 2015-52-449/KQNC ngy 17 thỏng nm 2015 Ho Huu Hung, Ho Huu Hai, Luu Van Tuan, Le Anh Vu (2015) Study the Responsibility to Control Frequency of Pneumatic Anti-lock Braking System, Journal of Science & Technology Technical Universities No.106B, pp 75 79 H Hu Hựng, Dng Ngc Khỏnh, Lu Vn Tun (2015) Nghiờn cu, xỏc nh ngng iu khin ABS h thng phanh khớ nộn, Tp Khoa hc v cụng ngh cỏc Trng i hc K thut, s 109/2015 [...]... banh xe truoc phai va van toc o to 35 30 25 20 15 10 5 0 0 Van toc banh xe sau trai va van toc o to 45 v FR, Co ABS v Vehicle, Co ABS v FR, Khong ABS v Vehicle, Khong ABS 40 v RL & v Vehicle [km/h] v FR & v Vehicle [km/h] 45 v RL, Co ABS v Vehicle, Co ABS v RL, Khong ABS v Vehicle, Khong ABS 40 35 30 25 20 15 10 5 0 0.5 1 1.5 2 Thoi gian phanh [s] 2.5 3 0 0.5 1 1.5 2 Thoi gian phanh [s] 2.5 3 Hỡnh... toc goc FR [rad/s2 ] 100 0 -50 -100 Co ABS Khong ABS 50 0 -50 -100 0 0.5 1 1.5 2 Thoi gian phanh [s] 2.5 3 0 0.5 1 1.5 2 Thoi gian phanh [s] 2.5 3 Hỡnh 3 13 Gia tc gúc ca bỏnh xe khi phanh trờn ng khụ, v0 = 40 km/h Do truot banh xe truoc phai Do truot banh xe sau trai 1 0.8 Do truot RL [x100%] Do truot FR [x100%] 1 Co ABS Khong ABS 0.6 0.4 0.2 0 0 0.8 Co ABS Khong ABS 0.6 0.4 0.2 0.5 1 1.5 2 Thoi gian... trái Fxi Fzi Mô hình thân xe vx Q22 Ctr_Sup i Ctr_Exhi ECU - ABS vx Hỡnh 3 10 S khi mụ hỡnh mụ phng chuyn ng thng ca ụ tụ khi phanh bi h thng phanh khớ nộn cú ABS 3.6 Nghiờn cu, xỏc nh ngng gia tc gúc iu khin ABS 3.6.1 Mụ phng iu khin theo trt bỏnh xe H thng phanh khớ nộn cú ABS c mụ phng vi phng phỏp iu khin theo theo trt Phng phỏp iu khin ABS ny bit trc c min bin thiờn ca i tng iu khin ( trt ca cỏc... h thng phanh cú ABS v h thng phanh khụng cú ABS (khụng kớch hot ABS) Sau õy l mt s kt qu mụ phng Mt s kt qu mụ phng quỏ trỡnh phanh vi vn tc ban u trc khi phanh v0 = 11,11 (m/s) (40 km/h), phanh trờn ng khụ nh cỏc Hỡnh 3 13, Hỡnh 3 14, Hỡnh 3 15 Kt qu mụ phng hot ng cỏc trng hp khỏc c nờu Ph lc 3 - 16 - Gia toc goc banh xe sau trai Gia toc goc banh xe truoc phai 100 Co ABS Khong ABS 50 Gia toc goc... bỏnh xe Gia tc gúc bỏnh xe c s dng lm thụng s iu khin cho h thng ABS Lun ỏn ó xõy dng mụ hỡnh mụ phng h thng ABS (van chp hnh ABS, cm bin v b iu khin) v kt hp vi mụ hỡnh mụ phng h thng phanh v mụ hỡnh mụ phng chuyn ng ca xe cú mụ hỡnh mụ phng quỏ trỡnh phanh ca xe s dng h thng phanh khớ nộn cú ABS Mụ hỡnh mụ phng h thng phanh khớ nộn cú ABS do lun ỏn xõy dng cho kt qu mụ phng phự hp vi hot ng ca h thng... tc gúc cỏc bỏnh xe khi phanh cú ABS trờn ng ph nha asphalt khụ, v0 = 40 km/h Qua cỏc kt qu thu c t thc nghim cho thy: Trong a s trng hp th nghim, quóng ng phanh trong trng hp h thng phanh cú ABS ngn hn trng hp h thng khụng cú ABS Mt s trng hp th nghim phanh vi vn tc ban u khong 30 km/h v cỏc trng hp phanh trờn ng trn t cú quóng ng phanh cú ABS di hn trng hp khụng cú ABS - 21 - S bin thiờn vn tc gúc... mụ hỡnh mụ phng ca h thng phanh v h thng ABS cú c i tng nghiờn cu hon chnh Equation Chapter (Next) Section 1 - 10 - CHNG 3 NGHIấN CU IU KHIN H THNG ABS DN NG KH NẫN Ap suat khi nen [MPa] 3.1 Kh nng ỏp ng tn s iu khin ca h thng ABS Thc hin ni dung nghiờn cu ó trỡnh by mc 2.2 vi dóy xung iu khin cú tn s thay i ln lt t 0,5 Hz, 1 Hz, 10 Hz iu khin van chp hnh ABS hot ng ch tng ỏp v gim ỏp luõn phiờn... thng phanh khớ nộn cú ABS do lun ỏn xõy dng phự hp vi quy lut thc t Do ú cú th s dng mụ hỡnh mụ phng nghiờn cu, xỏc nh s b giỏ tr ngng iu khin ca h thng ABS 3.7 Kt lun chng 3 Kh nng ỏp ng tn s iu khin ca h thng phanh khớ nộn cú ABS trờn xe nghiờn cu ch t n 4 Hz, do ú khi thit k b iu khin cn tớnh toỏn cỏc thụng s: thi gian ly mu tớn hiu vn tc gúc, thi gian iu khin van chp hnh ABS, phng phỏp iu khin... sau thi gian ly mu k c xỏc nh theo cụng thc: k k k 1 tm (rad / s 2 ) (3.2) - 13 - 3.4 Mụ hỡnh mụ phng hot ng ca h thng ABS 3.4.1 Mụ hỡnh mụ phng van chp hnh ABS p dng phng trỡnh (2.20), lu lng khớ nộn Qin i qua van ABS n bu phanh trong pha tng ỏp v lu lng khớ nộn Qout x qua van ABS trong pha gim ỏp c xỏc nh nh sau: Qin K g Cv Qout K g Cv p pcha pcha pa GTu Ctr _ Sup pcha pa pa pa GTu Ctr... thng phanh ABS cú cỏc trng thỏi hot ng: Phanh thng (khụng kớch hot ABS) , tng ỏp, gi ỏp, gim ỏp v liờn tc cú s chuyn i qua li gia cỏc trng thỏi ú Do ú lun ỏn xõy dng b iu khin trong mụi trng Matlab StateFlow Mụ hỡnh mụ phng b iu khin ABS theo gia tc gúc bỏnh xe c xõy dng gm bn mụ un tng t nhau, s ca mt mụ un c trỡnh by nh Hỡnh 3 9 Hỡnh 3 9 S mt mụ un trong mụ hỡnh mụ phng b iu khin h thng ABS theo ... FR, Co ABS v Vehicle, Co ABS v FR, Khong ABS v Vehicle, Khong ABS 40 v RL & v Vehicle [km/h] v FR & v Vehicle [km/h] 45 v RL, Co ABS v Vehicle, Co ABS v RL, Khong ABS v Vehicle, Khong ABS 40... cú ABS ngn hn khụng cú ABS Tuy nhiờn, trng hp phanh t tc thp hn, phanh trờn ng trn trt, quóng ng phanh cú ABS cú th di hn khụng cú ABS [59] Hiu qu ca ABS phanh tc thp khụng cao nờn h thng ABS. .. b iu khin in t ABS cho h thng phanh khớ nộn trờn xe ụ tụ ti Kt qu th nghim cho thy h thng ABS hot ng n nh, hiu qu phanh ca ụ tụ trng hp cú ABS c ci thin so vi trng hp khụng cú ABS -1- Lun ỏn