Nghiên cứu hệ thống trợ lái dùng động cơ nam châm vĩnh cửu cực chìm cho ô tô điện

Trình bày tổng quan về ô tô điện. Hệ thống trợ lái điện EPS. Cải thiện cảm giác lái của hệ thống trợ lái bằng điều chỉnh đường cong trợ lái. Trình bày tổng quan về ô tô điện. Hệ thống trợ lái điện EPS. Cải thiện cảm giác lái của hệ thống trợ lái bằng điều chỉnh đường cong trợ lái.

` BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI TRẦN QUANG THỦY NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG TRỢ LÁI DÙNG ĐỘNG CƠ NAM CHÂM VĨNH CỬU CỰC CHÌM CHO Ơ TƠ ĐIỆN Chun ngành: TỰ ĐỘNG HĨA LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC ĐIỀU KHIỂN – TỰ ĐỘNG HÓA NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS TẠ CAO MINH Hà Nội – Năm 2011 ` LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đồ án tốt nghiệp: “Nghiên cứu hệ thống trợ lái dùng động nam châm vĩnh cửu cực chìm cho tơ điện” tơi tự thiết kế hướng dẫn thầy giáo PGS.TS Tạ Cao Minh Các số liệu kết hoàn toàn với thực tế Để hoàn thành đồ án sử dụng tài liệu ghi danh mục tài liệu tham khảo không chép hay sử dụng tài liệu khác Nếu phát có chép tơi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm Hà Nội, ngày 27 tháng 03 năm 2011 Học viên thực Trần Quang Thủy ` MỤC LỤC Trang TRANG PHỤ BÌA LỜI CAM ĐOAN T 31T DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT i T T DANH MỤC CÁC BẢNG ii T 31T DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ iii T T MỞ ĐẦU v T 31T CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ Ô TÔ ĐIỆN (ELECTRIC VEHICLE – EV) T 1.1 T 31T Lịch sử phát triển ô tô điện (EV) 31T T 1.1.1 T 31T 1.1.2 T 31T 1.1.3 T 31T 1.2 T 31T Giới thiệu chung 31T 31T Các dạng ô tô điện sử dụng ngày 31T T Xu hướng tương lai 31T T Hệ thống lái ô tô (Steering System) 31T T 1.2.1 Giới thiệu hệ thống lái T T 1.2.2 Chức hệ thống lái T T 1.2.3 Kết cấu hệ thống lái T T 1.2.4 Lực momen tác động lên hệ thống lái 13 T T 1.3 T 31T Tổng quan hệ thống trợ lái (Power Steering System) 15 31T T 1.3.1 T 31T 1.3.2 T 31T Hệ thống trợ lái thủy lực HPS (Hydraulic Power Steering Systems) 16 31T T Hệ thống trợ lái điện EPS (Electric Power Steering Systems) 18 31T T CHƯƠNG HỆ THỐNG TRỢ LÁI ĐIỆN EPS (ELECTRIC POWER STEERING SYSTEM) 21 T 2.1 Giới thiệu chung 21 T 31T 2.2 Phân loại hệ thống EPS 22 T 31T 2.2.1 Hệ thống trợ lái kiểu trụ 23 T T 2.2.2 Hệ thống trợ lái kiểu bánh 23 T T 2.2.3 Hệ thống trợ lái kiểu 24 T T 2.3 Nguyên lý hoạt động chức EPS 25 T T ` 2.3.1 Nguyên lý hoạt động 25 T T 2.3.2 Chức hệ thống trợ lái điện 28 T T 2.4 Cấu trúc chung hệ thống trợ lái điện EPS 28 T T 2.4.1 Cảm biến momen (cảm biến độ xoắn) 28 T T 2.4.2 Động trợ lái 32 T 31T 2.4.3 Khối điều khiển (Electronic Control Unit – ECU) 39 T T 2.5 Ưu nhược điểm hệ thống trợ lái điện EPS 41 T T CHƯƠNG XÂY DỰNG MƠ HÌNH HỆ THỐNG 43 T 3.1 Xây dựng mơ hình hệ thống lái trợ lái 43 T T 3.1.1 Quan hệ vô lăng trục lái 44 T T 3.1.2 Thành phần mô men dọc trục lái 44 T T 3.1.3 Động trợ lái 44 T 31T 3.1.4 Kết cấu bánh - 45 T T 3.2 Xây dựng mơ hình động học xe 48 T T 3.3 Ước lượng nhiễu tác động lên dẫn hướng 52 T T 3.3.1 Ước lượng nhiễu lực dọc trục sinh 52 T T 3.3.2 Ước lượng nhiễu lực bên sinh 54 T T 3.3 Mô MATLAB/SIMULINK 55 T T 3.3.1 Sơ đồ chung hệ thống điều khiển 55 T T 3.3.2 Sơ đồ hệ thống điều khiển MATLAB/SIMULINK 57 T T 3.3.3 Kết mô 58 T 31T CHƯƠNG CẢI THIỆN CẢM GIÁC LÁI CỦA HỆ THỐNG TRỢ LÁI BẰNG ĐIỀU CHỈNH ĐƯỜNG CONG TRỢ LÁI 66 T 4.1 Tổng quát 66 T 31T 4.2 Các thông số đặc trưng cho cảm giác lái 67 T T 4.2.1 Quan hệ gia tốc bên momen đặt 68 T T 4.2.2 Quan hệ góc lái đặt momen lái 69 T T 4.3 Điều chỉnh đường cong trợ lái 70 T T KẾT LUẬN 81 T 31T TÀI LIỆU THAM KHẢO 82 T 31T ` PHỤ LỤC 85 T 31T ` DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT EV Electric Vehicle Ơ tơ điện HPS Hydraulic Power Steering Trợ lái thủy lực EHPS Electro-Hydraulic Power Steering Trợ lái điện – thủy lực EPS Electric Power Steering Trợ lái điện ECU Electronic Control Unit Khối điều khiển BLDCM Brushless Direct Current Motor Động chiều không chổi than DCM Direct Current Motor Động chiều IM Induction Motor Động không đồng IPM Interior Permanent Magnet Động đồng NCVC cực chìm SRM Switch Reluctance Motor Động từ trở 4WS Four Wheel Steering Hệ thống lái bánh NCVC Nam châm vĩnh cửu i ` DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 So sánh đặc điểm số loại động 34 T T Bảng P.1 Tham số động dùng mô 85 T T Bảng P.2 Tham số xe dùng mô 85 T T Bảng P.3 Tham số hệ thống lái dùng mô 85 T T Bảng P.4 Bảng tra dòng điện đặt vào động [A] theo mô men lái [Nm] vận tốc T xe [km/h] 86 31T ii ` DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1 Chiếc xe taxi điện New York năm 1901[16] T T Hinh 1.2 So sánh lượng xăng (dầu) pin chì-axit[16] T T Hình 1.3 Tác động quay bánh cấu 4WS[13] T T Hình 1.4 Bánh xe hệ thống lái hai bánh trước rẽ[9] T T Hình 1.5 Cách bố trí hệ thống lái ô tô T T Hình 1.6 Các kết cấu hệ dẫn hướng[9] 10 T T Hình 1.7 Liên kết truyền tác động lái phụ thuộc 11 T T Hình 1.8 Liên kết truyền tác động lái độc lập 11 T T Hình 1.9 Cơ cấu dẫn động lái Davis 12 T T Hình 1.10 Cơ cấu dẫn động lái Ackermann 13 T T Hình 1.11 Các lực mô men tác dụng lên lốp[9] 15 T T Hình 1.12 Hệ thống trợ lái thủy lực HPS[10] 17 T T Hình 1.13 Hệ thống trợ lái điện EPS xe Toyota Prius[12] 19 T T Hình 2.1 Sự phát triển EPS[31] 22 T T Hình 2.2 Hệ thống trợ lái kiểu trụ[8] 23 T T Hình 2.3 Hệ thống trợ lái kiểu bánh răng[8] 24 T T Hình 2.4 Hệ thống trợ lái kiểu răng[8] 24 T T Hình 2.5 Cấu hình hệ thống trợ lái điện đơn giản[17] 25 T T Hình 2.6 Đồ thị quan hệ vận tốc xe, mô men lái dòng điện đặt vào động cơ[31] 27 T T Hình 2.7 Một số loại cảm biến độ xoắn[2] 31 T T Hình 2.8 Cảm biến độ xoắn dựa tượng cảm ứng điện từ Delphi[2] 32 T T Hình 2.9 Cấu trúc điều khiển mạch vòng dòng điện cho động IPM 38 T T Hình 2.10 Sơ đồ khối điều khiển hệ thống EPS[19] 40 T T Hình 3.1 Mơ hình động học hệ thống trợ lái[18] 44 T T Hình 3.2 Mơ hình tương đương hai bánh xe ô tô[9] 48 T T Hình 3.3 Góc trượt bánh trước[26] 50 T T iii ` Hình 3.4 Lực dọc trục mơ men hãm bánh trước 52 T T Hình 3.5 Phân bố lực mô men hai bánh trước[28] 53 T T Hình 3.6 Sơ đồ hệ thống điều khiển 56 T T Hình 3.7 Một phần đường cong trợ lái 57 T T Hình 3.8 Sơ đồ hệ thống điều khiển 57 T T Hình 3.9 Sơ đồ khối điều khiển động IPM (IPM Controller) 58 T T Hình 3.10 Bộ điều khiển dòng (Current Controller) 58 T T Hình 3.11 Momen trợ lái động 59 T T Hình 3.12 Momen tạo cảm giác lái 60 T T Hình 3.13 Góc lái đặt 61 T 31T Hình 3.14 Gia tốc bên 62 T 31T Hình 3.15 Độ lắc 63 T 31T Hình 3.16 Quan hệ góc lái đặt momen đặt 64 T T Hình 3.16 Quan hệ gia tốc bên momen đặt 65 T T Hình 4.1 Mối quan hệ gia tốc bên momen đặt 68 T T Hình 4.2 Mối quan hệ góc lái đặt momen lái 69 T T Hình 4.3 Thay đổi dạng momen trợ lái động 70 T T Hình 4.4 Sơ đồ khối mơ thay đổi đường cong trợ lái 71 T T Hình 4.5 Quan hệ gia tốc bên momen lái T d 72 T R R T Hình 4.6 Quan hệ góc lái đặt momen lái 73 T T Hình 4.7 Momen trợ lái động 74 T T Hình 4.8 Momen tạo cảm giác lái T c 74 T R R T Hình 4.9 Quan hệ gia tốc bên momen lái 75 T T Hình 4.10 Quan hệ góc lái đặt momen lái 76 T T Hình 4.11 Momen trợ lái động 77 T T Hình 4.12 Quan hệ gia tốc bên momen lái 78 T T Hình 4.13 Quan hệ góc lái đặt momen lái 79 T T Hình 4.14 Momen trợ lái động 80 T T iv ` MỞ ĐẦU Từ xuất hiện, ô tô trở thành phương tiện ưa thích người tồn giới tính tiện lợi, an tồn, thoải mái Với phát triển khoa học kỹ thuật, ngành công nghiệp sản xuất ô tô phát triển mạnh mẽ để đáp ứng địi hỏi khắt khe chất lượng người sử dụng Hiện nay, khủng hoảng lượng dầu mỏ đồng thời vấn đề ô nhiễm môi trường trở nên cấp bách mở hướng cho ngành công nghiệp ô tô với việc phát triển sản phẩm ô tô điện Trong cấu trúc ô tô nói chung tơ điện nói riêng, hệ thống lái thành phần quan trọng xe, thông qua cấu này, người lái điều khiển xe chạy theo quỹ đạo mong muốn Vì thế, tính an tồn, thoải mái điều khiển dễ dàng mục tiêu chung việc phát triển hệ thống lái ngành công nghiệp sản xuất ô tô Từ hệ thống lái khí thơ sơ ban đầu thay hệ thống lái trợ lái thủy lực tương lai gần hệ thống trợ lái điện Hệ thống trợ lái điện giai đoạn đầu phát triển kết hợp với điều kiện nước việc thiết kế, chế tạo ô tô điện trọng việc đưa vào đề tài nghiên cứu cấp nhà nước định hướng PGS.TS Tạ Cao Minh – người có nhiều phát minh sáng chế hệ thống trợ lái điện lý để chọn đề tài nghiên cứu hệ thống trợ lái điện luận văn Mục đích luận văn nghiên cứu hệ thống trợ lái điện sử dụng động trợ lái động đồng NCVC cực chìm trọng vào việc nâng cao chất lượng cảm giác lái hệ thống Để thực điều đó, luận văn tơi đưa thuật toán nhằm thay đổi đường cong trợ lái (được hãng sản xuất ô tô nghiên cứu sử dụng để tạo dòng điều khiển động trợ lái) Phương pháp nghiên cứu tìm hiểu hướng phát triển hệ thống trợ lái điện giới dựa vào báo viết đồng thời đưa đánh giá thân để xác định hướng phát triển Từ xây dựng mơ hình mơ v ` Nhận xét: Chúng ta thấy tăng hệ số khuếch đại k a nhiễu T c tăng lên U U R R R R k a cần phải điều chỉnh hạn chế giá trị thích hợp R R Như ta thực việc điều chỉnh theo hình dạng momen mà Bertolini đưa có cải thiện cảm giác lái nhiên khơng nhiều Để cải thiện ta đưa vào hệ số điều chỉnh T r thực việc điều khiển R R momen trợ lái động theo công thức:      k a Td  Td − T p . Td + T p   Ta = k T − T  T − T . T + T  a d r  d p  d p  k T − T  T − T . T + T  r  d p  d p  a d ( ( Khi T d = ) ) Khi T d > (4.5) Khi T d < Tương tự trên, ta thực việc mô với sơ đồ điều khiển hình 4.4 với khối modified torque map điều chỉnh theo (4.5) Kết mô thay đổi đường cong trợ lái theo công thức (4.5) • V=30 (km/h); k a = 0.8; T r = R R R R a Quan hệ gia tốc bên momen lái -Không điều chỉnh ka = 0.8; Tr = Hình 4.9 Quan hệ gia tốc bên momen lái 75 ` Nhận xét: U  Gia tốc bên a y = 0g T d = 0N.m, điều khẳng định cải thiện R R R R khả trả lái khơng cịn lực người lái tác động vào vơ lăng q trình xe di chuyển  Gradient momen lái a y = 0g tăng 50% (60N.m/g so với R R 30N.m/g khơng có điều chỉnh) Điều thể khả ổn định xe giúp người lái có cảm giác lái xe an tồn b Quan hệ góc lái đặt momen lái -Không điều chỉnh ka = 0.8; Tr = Hình 4.10 Quan hệ góc lái đặt momen lái Nhận xét: U  Khả trả lái cải thiện, góc lái đặt θ c momen lái T d = R R R R 0N.m (khơng có tác động người lái) giảm 00 khơng có tác P P động lái từ người lái  Gradient momen lái θ c = 00 tăng 30% (1.3N.m/deg so với R R P 1N.m/deg khơng có điều chỉnh) 76 P ` c Momen trợ lái động -Khơng điều chỉnh ka = 0.8; Tr = Hình 4.11 Momen trợ lái động Nhận xét: U Chúng ta thấy đường cong trợ lái khác với đường cong thực bảng tra momen Điều góp phần nâng cao cảm giác lái tính an tồn cho hệ thống lái • V=120 (km/h); k a = 0.2; T r = 0.7 R R R R a Quan hệ gia tốc bên momen lái 77 ` -Không điều chỉnh ka = 0.8; Tr = Hình 4.12 Quan hệ gia tốc bên momen lái Nhận xét: U Tương tự mô tốc độ thấp (V=30km/h), ta thu kết khả quan việc nâng cao khả trả lái, tính ổn định xe  a y giảm 50% (0.025g so với 0.01g không điều chỉnh) T d R R R R =0N.m  Gradient momen lái a y =0g tăng 36% (76N.m/g so với 48.5N.m/g R R khơng điều chỉnh) b Quan hệ góc lái đặt momen lái 78 ` -Không điều chỉnh ka = 0.8; Tr = Hình 4.13 Quan hệ góc lái đặt momen lái Nhận xét: U Tương tự tiến hành mô cho xe tốc độ thấp (30km/h), kết mô với V = 120km/h cho ta nâng cao khả trả lái hệ số cứng hệ thống lái  Góc lái đặt θ c giảm 30% T d = 0N.m R R R R  Gradient momen lái θ c = 00 tăng 20% (2.3Nm/deg so với R R P P 1.8N.m/deg điều chỉnh)  Hệ số cứng tốc độ cao (120km/h) lớn tốc độ thấp (30km/h) c Momen trợ lái động 79 ` -Khơng điều chỉnh ka = 0.8; Tr = Hình 4.14 Momen trợ lái động Kết luận: U U Từ kết mô thấy việc đưa thuật toán (4.5) đem lại số kết định làm cải thiện thông số liên quan tới việc nâng cao chất lượng cảm giác lái dải tốc độ xe từ tốc độ thấp tới tốc độ cao 80 ` KẾT LUẬN Cuộc khủng hoảng hệ thống trợ lái điện thời gian gần hãng sản xuất xe lớn giới gây hoang mang cho người sử dụng đồng thời có nhiều nghi ngờ khả độ an toàn mà hệ thống mang lại Tuy nhiên, giai đoạn đầu hệ thống trợ lái điện nên sai sót góp phần thúc đẩy mạnh mẽ phát triển sản phẩm Trong trình phát triển đề tài: Nghiên cứu hệ thống trợ lái dùng động nam châm vĩnh cửu cực chìm cho tơ điện với giúp đỡ tận tình PGS.TS Tạ Cao Minh lab thầy, tơi hồn thành luận văn Do thời gian có hạn cịn nhiều hạn chế mặt kiến thức, điều kiện thực nghiệm, luận văn đạt số thành công định cịn nhiều hạn chế, thiếu sót Luận văn hồn thành việc nghiên cứu hệ thống trợ lái điện nói riêng hệ thống lái, tơ điện nói chung Bên cạnh đó, luận văn xây dựng mơ hình lái (bao gồm hệ thống trợ lái điện sử dụng động IPM, hệ thống lái xe); mơ hình động học xe; ước lượng nhiễu, lực tác dụng lên bánh hết đưa thuật toán để điều chỉnh đường cong trợ lái để nâng cao chất lượng cảm giác lái hệ thống Tôi xin cảm ơn PGS.TS Tạ Cao Minh, thầy cô môn Tự Động Hóa, bạn học viên bạn nghiên cứu lab thầy Minh giúp đỡ tơi hồn thành luận văn Tơi xin chân thành cảm ơn Hà Nội, ngày 28 tháng 03 năm 2011 Học viên thực Trần Quang Thủy 81 ` TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Hamidreza Akhondi, Babak Abdi (2008), “Optimal Design of a Fault-Tolerant IPM Motor with High Torque Density for Electric Power Steering System”, Electrical Engineering, 134-139 [2] Amit Rohidas Bendale, “Electric Power Assisted Steering”, Mechanical Engineering Department [3] Alan D Carpo, Richard E.Hartsfield (2003), “Electric Power Steering System Including a Permanent Magnet Motor”, Patient No.: 6,597,078 B2, United States [4] Deling Chen, Chengling Yin, Jianwu Zhang (2008), “Controller Design of a new Active front Steering System”, WSEAS Transactions on Systems, 11(7) [5] Shuji Endo, Hideyuki Kobayashi, Kei Chin, Yusuke Itakura, Hideaki Kawada (2000), “Controller of Electric Power Steering System”, Patent No.: 6,013994, United States [6] Shuji Endo, Hideyuki Kobayashi, “EPS Control Technology”, Motion & Control, NSK Technical Journal Motion & Control No.16 August 2004 [7] Randy Frank (2006), “Steering in the right Direction”, Auto Electronics,18-23 [8] Freescale Semiconductor, Inc (2005), “Electric Power Steering”, United States [9] Thomas D Gillespie (1992), Fundamentals of Vehicle Dynamics, Society of Automative Engineers, Inc., United States [10] Tsung-Hsien Hu, Chih-Jung Yeh, Shih-Rung Ho, Tsung-Hua Hsu, Ming- Chih Lin (2008), “Design of Control Logic and Compensation Strategy for Electric Power Steering Systems”, IEEE Vehicle Power and Propulsion Conference (VPPC) [11] http://www.carinfo.vn/tvkt/lai/185-he-thong-lai-co-tro-luc-phan-i.html U 31T T U truy nhập lần cuối ngày 10/03/2010 [12] http://www.aa1car.com/library/steering_power_electric.html truy nhập lần 31T T cuối ngày 10/03/2010 82 ` [13] http://5005v.dangkiem.com/2010/11/he-thong-chuyen-huong-xe-toan31T phan.5005v truy nhập lần cuối ngày 20/03/2010 31T [14] Junji Kitagawa, Shigeyuki Akita, Norimichi Kasegawa, Akira Nakamura (1985), Patent No.: 4,522,278, United States [15] Yuji Kozaki, Goro Hirose, Shozo Sekiya, Yasuhiko Miyaura (1999), “Electric Power Steering (EPS)”, Motion & Control No.6 [16] James Larminie, John Lowry (2003), Electric Vehicle Technology Explained, John Wiley & Sons Ltd, England [17] Lianbing Li, Lin He, Jiang Du, Tao Lin, “An Electric Power Steering System Controller based on Disturbance Observer”, Hebei University of Technology, China, 1-4244-1092-4/07/$25.00 © 2007IEEE [18] Xin Li, Xue-Ping Zhao, Jie Chen (2009), “Controller Design for Electric Power Steering System Using T-S Fuzzy Model Approach”, International Journal of Automation and Computing, 6(2), 198-203 [19] Mechanical Engineering Department, “Electronic Power Steering” [20] Sumio Motoyama (2008), “Development of EPS+ (Electric Power Steering Plus)”, Mitsubishi Motor Technical, (20), 97-98 [21] Shigeki Nagase, Takeshi Ueda, Ken Matsubara, Toshiaki Oya, Yasuyuki Yoshii (2010), “Motor Controller and Electric Power Steering System”, Patent No.: 7,791,293 B2, United States [22] NSK-RHP, “The Next Generation of Vehicle Power Steering”, NSK EPASTM P [23] P Grzegorz Ombach (2009), “Comparison of Electric Power Steering Systems with PM Machine used in Hybrid Vehicle with two Different On-board Voltage Levels”, Ecologic Vehicle-Renewable Energies, Manaco [24] Nguyễn Phùng Quang (2008), Matlab & Simulink dành cho kỹ sư điều khiển tự động, NXB Khoa học kỹ thuật Hà nội [25] Nguyễn Phùng Quang (1998), Điều khiển tự động truyền động điện xoay chiều ba pha, NXB Giáo Dục 83 ` [26] Rajesh Rajamani (2006), Vehicle Dynamics and Control, Springer Inc., New York [27] Toshinori Tanaka (2003), “Motor for Electric Power Steering”, Misubishi Electric Advance, 8-10 [28] W.P.Thompson & CO (2003), “Rack Force Disturbance Rejection”, International Patent Classification7: B62D 6/04, International Application P P Number: PCT/GB2004/001356 [29] Hideyuki Tanaka, Takanori Matsunage (2008), Mitsubishi Electric Advance, 11-13 [30] Nguyễn Sơn Tùng (2010), “Đề xuất phương pháp giảm ảnh hưởng nhiễu lên hệ thống trợ lái điện ô tô”, đồ án tốt nghiệp ngành tự động hóa, Đại học Bách Khoa Hà Nội [31] Hui Zhang, Yuzhi Zhang, Jinhong Liu, Jing Ren, Yongjun Gao (2009), “Modeling and Characteristic Curves of Electric Power Steering System”, PEDS2009 84 ` PHỤ LỤC P1 Các bảng số liệu dùng mô Bảng P.1 Tham số động dùng mô Tham số Giá trị Điện áp 12 V Điện trở R s 0.1 Ω Điện cảm L d 0.586 mH Điện cảm L q mH Từ thông danh định 0.2 Wb Số cực cực R R R Bảng P.2 Tham số xe dùng mô Tham số Giá trị Hệ số cứng bánh trước C αf 126000 N/rad Hệ số cứng bánh sau C αr 126000 N/rad R R Khoảng cách từ tâm tới bánh trước l f 1m Khoảng cách từ tâm tới bánh sau l r 1.8 m Mơ men qn tính xe I z 4240 kg.m2 Khối lượng xe m 1800 kg R R R P Bảng P.3 Tham số hệ thống lái dùng mô Giá trị Tham sô Hệ số cứng trục lái K s 172 Nm Hệ số nhớt trục lái B s 0.0225 Nms R R Mô men quán tính trục lái J s 0.04 kg.m2 R P Hệ số cứng hãm động K m R 85 625 Nm ` Hệ số nhớt động trợ lái B m 3.339.10-3 Nms Mô men quán tính động J m 0.089 kg.m2 Bán kính bánh r p 0.007 m Hệ số tỷ lệ hãm G 0.4686 R P R P P R Hệ số tỷ lệ hệ thống lái Gsc 20 R Khối lượng bánh m r 32 kg Hệ số cứng k r 23900 Nm Hệ số nhớt b r 3920 Nms R R R Bảng P.4 Bảng tra dịng điện đặt vào động [A] theo mơ men lái [Nm] vận tốc xe [km/h] 30 55 80 120 (km/h) (km/h) (km/h) (km/h) (km/h) -8 (Nm) -45 -38.5 -30.75 -26 -18 -7.15 (Nm) -45 -38.5 -30.75 -26 -18 -6.175 (Nm) -27.25 -30.75 -24.75 -20.5 -13.25 -5.25 (Nm) -29 -23 -18.5 -14.5 -8.5 -4.85 (Nm) -22 -16.25 -12.5 -10 -5 -4 (Nm) -14.75 -9.25 -6.25 -4.75 -2.5 -3 (Nm) -7 -3.25 -2.5 -2 -0.75 -2.25 (Nm) -3 -1 -0.5 -0.25 -0.15 -1.5 (Nm) 0 0 0 (Nm) 0 0 1.5 (Nm) 0 0 2.25 (Nm) 0.5 0.25 0.15 (Nm) 3.25 2.5 0.75 (Nm) 14.75 9.25 6.25 4.65 2.5 22 16.25 12.5 10 4.85 (Nm) 86 ` 5.25 (Nm) 29 23 18.5 14.5 8.5 6.175 (Nm) 37.25 30.75 24.75 20.5 13.25 7.15 (Nm) 45 38.5 30.75 26 18 (Nm) 45 38.5 30.75 26 18 P2 Chương trình khởi tạo tham số mơ q trình lái %CAC THONG SO CHO EPS MODEL %he so o dau vao truc (input Axle) Ks=172; %he so cung cua xoan (NM) Js=0.04; %momen quan tinh cua truc(kg.m^2) Bs=0.0225; %he so nhot cua truc %he so o dong co (IPM motor) Km=625; %he so cung cua bo ham (retarder) (Nm) Bm=3.339*10^(-3); %he so nhot cua dong co Jm=0.089 %momen quan tinh cua dong co (kg.m^2) ; %he so khac rp=0.007; %ban kinh rang (m) G=0.4686; %he so ti le o bo ham (retarder) Gsc=20; %he so ti le cua he thong lai (steering system ratio) mr=32; %khoi luong gear va rack (kg) kr=23900; %he so cung cua thang rang (Nm) br=3920; %he so nhot cua rang %cac gia tri tuong duong Kr=kr+(Ks+G*G*Km)/(rp*rp); Mr=mr; Br=br; %matran A a11=0;a12=1;a13=0;a14=0;a15=0;a16=0; a21=-Ks/Js;a22=-Bs/Js;a23=Ks/(Js*rp);a24=0;a25=0;a26=0; a31=0;a32=0;a33=0;a34=1;a35=0;a36=0; a41=Ks/(Mr*rp);a42=0;a43=-Kr/Mr;a44=-Br/Mr;a45=Km*G/(Mr*rp);a46=0; a51=0;a52=0;a53=0;a54=0;a55=0;a56=1; a61=0;a62=0;a63=Km*G/(Jm*rp);a64=0;a65=-Km/Jm;a66=-Bm/Jm; %matran B 87 ` b11=0;b12=0;b13=0; b21=1/Js;b22=0;b23=0; b31=0;b32=0;b33=0; b41=0;b42=0;b43=-1/Mr; b51=0;b52=0;b53=0; b61=0;b62=1/Jm;b63=0; %matran C c11=0;c12=0;c13=-Km*G/rp;c14=0;c15=Km;c16=0; c21=Ks;c22=0;c23=-Ks/rp;c24=0;c25=0;c26=0; c31=1;c32=0;c33=0;c34=0;c35=0;c36=0; %matran D d11=0;d12=0;d13=0; d21=0;d22=0;d23=0; d31=0;d32=0;d33=0; %CAC THONG SO CHO VEHICLE DYNAMIC Caf=126000; %he so cung cua banh truoc re (N/rad) Car=126000; %he so cung cua banh sau re (N/rad) lf=1; %chieu dai tu tam toi phia truoc cua xe (m) lr=1.8; %chieu dai tu tam toi phia sau cua xe (m) Iz=4240; %momen quan tinh cua xe (kg.m^2) m=1800; %khoi luong cua xe (kg) V=8; %toc cua xe (m/s) Tp=0.053; %Caster trail (m) %matran A va11=0;va12=1;va13=0;va14=0; va21=0;va22=-(2*Caf+2*Car)/(m*V);va23=0;va24=-V-((2*lf*Caf2*lr*Car)/(m*V)); va31=0;va32=0;va33=0;va34=1; va41=0;va42=-(2*lf*Caf-2*lr*Car)/(Iz*V);va43=0;va44=(2*lf*lf*Caf+2*lr*lr*Car)/(Iz*V); %matran B vb11=0; vb21=2*Caf/m; vb31=0; vb41=2*lf*Caf/Iz; %matran C 88 ` vc11=0;vc12=-(2*Caf+2*Car)/(m*V);vc13=0;vc14=-(2*lf*Caf-2*lr*Car)/(m*V); vc21=0;vc22=0;vc23=0;vc24=1; %matran D vd11=2*Caf/m; vd21=0; %Tinh Reaction Force k_ay=Tp*Caf*m/(l2*(Caf+Car)); k_yaw=-2*Tp*Caf*(lf+lr)*Car/(l2*V*(Caf+Car)); k_theta=2*Tp*Caf*Car/(l2*(Caf+Car)); 89 ... việc phát triển hệ thống lái ngành công nghiệp sản xuất tơ Từ hệ thống lái khí thô sơ ban đầu thay hệ thống lái trợ lái thủy lực tương lai gần hệ thống trợ lái điện Hệ thống trợ lái điện giai đoạn... hoạt động chức EPS 2.3.1 Nguyên lý hoạt động Về bản, hệ thống trợ lái điện khác hệ thống trợ lái thông thường sử dụng (hệ thống HPS) phần động trợ lái thay cho hệ thống ống dẫn thủy lực Hệ thống. .. cho ô tô sử dụng: + Hệ thống trợ lái kiểu trụ (Column-type EPS) + Hệ thống trợ lái kiểu bánh (Pinion-assisted) + Hệ thống trợ lái kiểu (Rack-assisted) 22 ` 2.2.1 Hệ thống trợ lái kiểu trụ + Động