Đang tải... (xem toàn văn)
Ô tô (phương ngữ Bắc Bộ) hay xe hơi (phương ngữ Nam Bộ) hoặc car (tiếng Anh) là loại phương tiện giao thông chạy bằng 4 bánh có chở theo động cơ của chính nó. Tên gọi ôtô được nhập từ tiếng Pháp (automobile), tên tiếng Pháp xuất phát từ từ auto (tiếng Hy Lạp, nghĩa là tự thân) và từ mobilis (tiếng La Tinh, nghĩa là vận động). Từ automobile ban đầu chỉ những loại xe tự di chuyển được gồm xe không ngựa và xe có động cơ. Còn từ ô tô trong tiếng Việt chỉ dùng để chỉ các loại có 4 bánh. Chữ xe hơi bắt nguồn từ chữ Hoa 汽車, phát âm theo Hán Việt là khí xa. Còn người Nhật gọi xe hơi là 自動車 (Tự động xa) nghĩa là xe tự động. Các kiểu khác nhau của xe hơi gồm các loại xe: xe buýt, xe tải.Có khoảng 1,32 tỷ chiếc xe được sử dụng trên toàn thế giới vào năm 2016.2 Khi lần đầu tiên ra mắt, xe hơi được hoan nghênh như một (phương tiện) cải tiến về môi trường so với ngựa. Trước khi nó ra mắt ở thành phố New York; hơn 10,000 tấn phân hàng ngày được dọn khỏi các đường phố. Tuy nhiên, năm 2006, các xe hơi là một trong những nguồn gây ô nhiễm không khí và tiếng ồn cũng như ảnh hưởng tới sức khoẻ trên khắp thế giới.
Lời mở đầu Link CAD: https://drive.google.com/drive/folders/19ZKoUShormC1KVShBj3qMlb6fn6TGxsE Sau 100 năm kể từ ngày đầu xuất hiện, nghành công nghiệp ô-tô đạt nhiều thành tựu khoa học công nghệ, phát triển thành nghành công nghiệp quan trọng hàng đầu giới So với ơ-tơ hệ cũ, ơ-tơ ngày có cơng suất tốc độ ngày tăng, tiết kiệm nhiên liệu hơn, hơn, thân thiện với người dùng hơn, đặc biệt mức độ đảm bảo an toàn vận hành cao Để có điều đó, kỹ sư ô-tô ứng dụng nhiều thành tựu nghiên cứu khoa học vật liệu, công nghệ điện tử, điều khiển tự động trình thiết kế chế tạo Trong số thành tựu đó, hệ thống lái trợ lực điện ứng dụng công nghệ điều khiển tự động lắp đặt xe hệ thống đảm bảo an toàn chuyển động Một yêu cầu việc thiết kế hệ thống lái trợ lực điện xác định thuật tốn điều khiển tối ưu, địi hỏi phải giải nhiều vấn đề lý thuyết thử nghiệm xe thực tế mơ hình vật lý Trên sở đề tài “XÂY DỰNG MƠ HÌNH KHẢO SÁT ĐẶC TÍNH HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC ĐIỆN” đưa với mục đích thiết kế chế tạo băng thử hệ thống lái trợ lực điện, nhằm phục vụ cho q trình xây dựng đặc tính điều khiển tối ưu cho điều khiển, đồng thời sử dụng phục vụ cho việc giảng dạy hệ thống lái trợ lực điện Hà Nội, tháng năm 2012 Sinh viên: Ngô Xuân Trường MỤC LỤC Lời mở đầu CHƯƠNG : GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LÁI 1.1.Vai trò nhiệm vụ hệ thống lái .4 1.2.Kết cấu hệ thống lái 1.3.Các hệ thống lái có trợ lực 1.4.Yêu cầu tỉ số truyền thay đổi .6 CHƯƠNG : HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC ĐIỆN TRÊN XE KIA 2.1.Kết cấu nguyên lý hoạt động hệ thống lái điện 2.2.Tính tốn kiểm tra động học hệ thống lái .6 2.2.1 Xây dựng đường cong lý thuyết 2.2.2.Xây dựng đường cong thực tế 2.2.3.Xác định mômen cản quay vòng chỗ 2.3.Tính tốn truyền cấu lái 2.3.1.Xác định bán kính vịng lăn bánh 2.3.2.Xác định thông số bánh 2.3.3.Xác định kích thước thơng số 2.3.4.Tính bền cấu lái trục - 2.4.Tính bền dẫn động lái .6 2.4.1.Kiểm tra bền trục lái 2.4.2.Kiểm tra bền Rô-tuyn 2.5.Tính tốn trợ lực điện .6 2.5.1.Xây dựng đặc tính cường hóa lái 2.5.2.Tính kiểm nghiệm motor điện trợ lực 2.5.3.Tính tốn điều khiển motor điện CHƯƠNG : MƠ HÌNH KHẢO SÁT ĐẶC TÍNH HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC ĐIỆN 3.1.Mục tiêu 3.2.Kết cấu nguyên lý làm việc mơ hình 3.3.Khảo sát tín hiệu .6 3.3.1.Cảm biến mômen 3.3.2.Khảo sát đặc tính tín hiệu vận tốc 3.3.3.Quan hệ dòng điện động với mô men vành lái .6 3.4.Xây dựng mạch điều khiển .6 3.4.1 Vai trò nguyên lý hoạt động điều khiển 3.4.2.Mô-đun nguồn .6 3.4.3.Mơ-đun mơ tín hiệu vận tốc .6 3.4.4.Mạch công suất 3.4.5.Mô-đun vi điều khiển 3.4.6.Mô-đun giao tiếp 3.5.Kết thí nghiệm KẾT LUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO CHƯƠNG I GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LÁI 1.1.Vai trò nhiệm vụ hệ thống lái Hệ thống lái sử dụng để thay đổi hướng chuyển động giữ cho ô tô chuyển động theo hướng định cách quay bánh xe dẫn hướng thông qua việc tác động lên vành lái người điều khiển Yêu cầu thiết kế hệ thống lái : - Tính ổn định : Đảm bảo ổn định bánh xe dẫn hướng, bánh xe dẫn hướng sau thực quay vịng cần có khả tự động quay trạng thái chuyển động thẳng Lực điều khiển nhẹ nhàng phải tỉ lệ với mô men cản mặt đường: mô men cản lớn lực điều khiển phải lớn ngược lại Hiệu suất thuận:là hiệu suất tính theo lực truyền từ trục lái xuống Hiệu suất thuận cao lái nhẹ Khi thiết kế hệ thống lái yêu cầu phải hiệu suất thuận cao Hiệu suất nghịch:là hiệu suất tính theo lực truyền từ địn quay đứng lên trục lái Nếu hiệu suất nghịch bé lực va đập tác dụng lên hệ thống chuyển động ôtô không truyền đến bánh lái chúng bị triệt tiêu ma sát cấu lái Nhưng đưa hiệu suất nghịch xuống thấp bánh lái xẽ khơng tự trả lại vị trí ban đầu tác dụng mômen ổn định Bởi để đảm bảo khả tự trả bánh lái từ vị trí quay vị trí ban đầu để hạn chế va đập từ đường tác dụng lên hệ thống lái phạm vi cấu lái thiết kế với hiệu suất nghịch định, thường lấy = 0,5 - Đảm bảo bố trí hệ thống: cách bố trí khơng q phức tạp, cồng kềnh, giá thành hệ thống không cao, làm việc ổn định, độ tin cậy tuổi thọ làm việc cao 1.2.Kết cấu hệ thống lái Hệ thống lái có nhiều loại khác hầu hết có phận hình vẽ 1-1, bao gồm: 123456789- Vô lăng Trục lái Cơ cấu lái Địn quay đứng Địn kéo dọc Hình thang lái Đòn quay ngang Cam quay Bánh xe dẫn hướng - Vành lái : cấu điều khiển nằm buồng lái, chịu tác động trực tiếp người điều khiển Hình 1-1 - Hệ thống lái - Cơ cấu lái : hộp giảm tốc bố trí khung vỏ ôtô đảm nhận phần lớn tỉ số truyền hệ thống lái - Dẫn động lái : bao gồm đòn quay đứng, đòn kéo dọc, hình thang lái, địn quay ngang, có nhiệm vụ liên kết cấu lái với bánh xe dẫn động cho bánh xe dẫn hướng 1.3.Các hệ thống lái có trợ lực Để giảm cường độ hoạt động người lái hệ thống lái cần có trợ lực Hình 1-2 sơ đồ nguyên lý hệ thống lái có trợ lực Hình 1-2 - Sơ đồ ngun lý hệ thống lái có trợ lực Hệ thống lái trợ lực xe du lịch có kiểu sau: trợ lực thuỷ lực,trợ lực thủy lực điều khiển điện, trợ lực điện a Trợ lực thủy lực Cấu tạo : bao gồm ba phận sau : - Bơm trợ lực thường dùng loại bơm cánh gạt có tác dụng tạo dầu có áp suất đưa đến xi lanh lực - Van điều khiển phân phối điều khiển áp suất dầu trợ lực cần thiết Có ba loại van điều khiển : kiểu van cánh, kiểu van ống, kiểu van quay - Xi lanh lực sử dụng làm cấu truyền lực tác dụng lên bánh xe dẫn hướng 1- Trục lái 3- Bơm dầu trợ lực 2- Van điều khiển 4- Xi lanh lực Hình 1-3 : Cấu tạo hệ thống lái trợ lực thủy lực Nguyên lý hoạt động 1- Van giảm áp - Bơm trợ lực 2- Bình chứa dầu - Xilanh lực 3- Bộ lọc dầu - Van điều khiển Hình 1-4 : Nguyên lý hoạt động hệ thống lái trợ lực thủy lực Khi ta xoay vành lái,van điều khiển xoay theo nhờ có liên kết với trục lái Lúc dầu từ bình chứa dầu trợ lực bơm lên với áp suất cao qua van điều khiển tới xi lanh lực - Trạng thái quay vòng trái : xoay vành lái sang trái, van điều khiển cấp dầu đến khoang trước xi lanh, nhờ có áp suất dầu cao xi lanh đẩy phía sau dẫn động cho đòn lái quay, đồng thời dầu trợ lực khoang hồi bình chứa thơng qua van điều khiển lọc dầu Với góc quay vành lái lớn van điều khiển phân phối dầu đến xi lanh nhiều dẫn đến trợ lực lớn áp suất dầu tăng - Trạng thái quay vòng phải : ngược lại với trạng thái quay vịng trái dầu áp suất cao phân phối cho khoang dầu áp suất thấp hồi bình chứa,xi lanh trợ lực cho người lái - Trạng thái thẳng : van phân phối lúc vị trí trung gian áp suất dầu khoang khoang tương đương nhau, lực tác dụng lên xi lanh bị triệt tiêu Vành lái trạng thái thẳng lái Ưu nhược điểm hệ thống - Ưu điểm : + Giúp người lái điều khiển nhẹ nhàng so với hệ thống lái khơng có trợ lực nhờ có thêm lực tác động từ xi-lanh lực + Trong trường hợp xe bị nổ lốp xì hệ thống đảm bảo an tồn hướng q trình chuyển động + Kết cấu đơn giản so với hệ thống trợ lực khác trợ lực khí nén trợ lực điện + Có độ bền cao có khả chịu va đập nhẹ - Nhược điểm: + Áp suất dầu tạo từ bơm dầu lai dẫn từ trục khuỷu động bơm dầu ln ln hoạt động suốt q trình chạy dẫn đến tổn hao cơng suất + Hệ thống tủy lực có áp suất, cần thiết độ kín khít cao nên thường xuyên phải kiểm tra bảo dưỡng hệ thống trình làm việc + Tuy kết cấu đơn giản hệ thống có khối lượng lớn cồng kềnh dẫn đến làm tăng tổng trọng lượng xe + Hệ thống làm việc gây tiếng ốn phải quay bơm dầu liên tục đường ống,van dầu chất thải gây ô nhiễm môi trường Hạn chế hệ thống lái trợ lực thủy lực Hệ thống lái trợ lực thủy lực đáp ứng công dụng trợ lực cho người lái giúp người lái điều khiển nhẹ nhàng,ngồi cịn cịn có số hạn chế sau: + Hệ thống làm việc theo hai thông số mơ men góc đánh lái,vì hệ thống đáp ứng mặt trợ lực mà chưa thay đổi tỉ số truyền theo tốc độ xe + Đối với tỉ số truyền xe cần đảm bảo yêu cầu tốc độ thấp có tỉ số truyền nhỏ để người lái quay vòng hiệu tốc độ cao yêu cầu tỉ số truyền lớn lúc mức phản ứng xe nhạy Tuy nhiên với hệ thống lái trợ lực thủy lực góc quay bánh xe bị hạn chế nhiều, không đáp ứng yêu cầu + Khi hệ thống trợ lực bị hỏng, lực điều khiển nặng so với hệ thống lái khơng có trợ lực b Trợ lực thủy lực - điện Cấu tạo Hình 1-5 : Sơ đồ khối tín hiệu điều khiển Tương tự hệ thống trợ lực thủy lực, hệ thống trợ lực thủy lực điều khiển điện có phận: - Bơm trợ lực thường dùng loại bơm cánh gạt có tác dụng tạo dầu có áp suất đưa đến xi lanh lực - Bộ phận hộp điều khiển nhận tín hiệu tốc độ tơ sau tính tốn tạo dòng điều khiển van phân phối điện từ cách hợp lý - Van điều khiển phân phối điều khiển áp suất dầu trợ lực cần thiết Có ba loại van điều khiển : kiểu van cánh, kiểu van ống, kiểu van quay - Van điều khiển điện từ nằm sau van phân phối, đường truyền dòng thủy lực trợ lực Van đóng mở tùy theo điều kiện tốc độ xe điều khiển hộp điều khiển với dòng điện từ – A - Xi lanh lực sử dụng làm cấu truyền lực tác dụng lên bánh xe dẫn hướng 10 mạch điện tử thơng thường sử dụng dịng điện chiều với mức điện áp +5V ~ 0V Nhìn vào sơ đồ khối hệ thống điều khiển điện tử trợ lực lái, phần mạch nguồn cung cấp cho thiết bị bao gồm vi xử lý mạch giao tiếp với máy tính Sau tính tốn cơng suất tiêu thụ cho hai mơ-đun ta thấy dịng điện tiêu hao nhỏ 1A nên chọn IC nguồn ổn áp KA7805 Mạch điện sử dụng linh kiện điện tử thông số tối ưu để tạo điện áp ổn định cung cấp cho mạch Ta có sơ đồ ngun lý hình vẽ Hình 3-14: Sơ đồ mạch nguồn cho khối vi xử lý Điện áp cấp vào hai đầu X1-1 X1-2 điện DC +12V, dòng điện vào chân IN IC nguồn 7805 đầu OUT, tụ điện C1 C2 có nhiệm vụ lọc nhiễu san phẳng điện áp giúp cung cấp dòng điện ổn định cho tải LED1 sử dụng để làm đèn báo nguồn cho mạch 62 3.4.3.Mơ-đun mơ tín hiệu vận tốc Thông số vận tốc ảnh hưởng lớn đến động học quay vòng xe Trong trường hợp xe quay vịng thừa tức góc lệch bên cầu sau lớn cầu trước ( 1 ) , xe bị khả chuyển động thẳng ổn định chiều lực li tâm trùng với chiều lực ngang Ở trường hợp này, vận tốc xe cao lực li tâm lớn dẫn đến tượng lật xe Để xác định dạng tín hiệu vận tốc đưa vào ECU hệ thống lái trợ lực ta cần khảo sát tín hiệu xe thực tế vận tốc khác Trong trường hợp việc lấy tín hiệu tốc độ phải xuất phát từ cảm biến tốc độ xe đặt bánh xe cầu sau Loại cảm biến tốc độ sử dụng loại cảm biến điện từ, nguyên lý hoạt động sử dụng vành gắn la-răng bánh xe để thay đổi từ trường,khi bánh xe quay từ trường thay đổi sinh suất điện động cảm ứng cảm biến tốc độ, tín hiệu thu dạng điện áp thay đổi theo chu kỳ Vì thế, phải sử dụng mạch biến đổi để xác định vận tốc xe Tuy nhiên, khảo sát xe thực tế việc xác định đơn giản thuận tiện ta sử dụng máy Oscillo để đo trực tiếp tín hiệu vận tốc đầu vào ECU Sau đo ta xác định dạng tín hiệu vận tốc đầu vào dạng tín hiệu xung vng có mức điện áp +5V0V,tín hiệu vận tốc thay đổi theo tần số phát xung, vận tốc xe lớn tần số cao Dưới bảng giá trị tần số phát xung theo vận tốc xe: Vận tốc xe (Km/h) 10 20 30 50 Tần số (Hz) 3,5 7,1 14,1 21,2 35,4 Hình 3-15 : Bảng giá trị tần số phát xung theo vận tốc xe 70 49,5 100 70,7 Sau khảo sát đặc tính tín hiệu vận tốc ta lên phương án thiết kế mạch mô Yêu cầu đặt thiết kế mạch để tạo xung vuông thay đổi theo tần số Ở ta sử dụng loại IC chuyên dùng để tạo xung Timer555,và để thay đổi tần số phát xung cần sử dụng linh kiện 63 tụ xoay,tuy nhiên xét tính kinh tế độ xác phương án khơng đảm bảo Vì thế, em chọn phương án sử dụng IC Atmega8 để tạo tín hiệu xung theo thay đổi theo tần số Loại IC có khả lập trình thuận tiện việc điều khiển tạo tín hiệu xung với điện áp +5V-0V Hình 4-5 sơ đồ thuật tốn điều khiển mạch Hình 3-16 : Sơ đồ thuật tốn điều khiển mạch tạo xung Với sơ đồ thuật toán điều khiển mạch mơ tín hiệu vận tốc đảm bảo ba chức : - Phát xung mơ tín hiệu vận tốc - Phản hồi tín hiệu mơ để kiểm tra xác - Hiển thị vận tốc Trên hình vẽ 3-17 sơ đồ mạch nguyên lý phát xung mơ tín hiệu vận tốc Sơ đồ mạch bao gồm thành phần : - Mạch ổn định điện áp 7805 Chíp vi xử lí ATMega8 Bộ chọn dải tần số Bộ tinh chỉnh tần số Bộ phận hiển thị Các phận đấu nối với sơ đồ mạch mạch hoạt động vi điều khiển cần nạp chương trình điều khiển lập trình trước 64 Hình 3-17 : Sơ đồ mạch phát xung theo vận tốc 65 3.4.4.Mạch công suất Để điều khiển thiết bị ngoại vi khơng có mơ-đun điều khiển mà cần phải có mạch cơng suất Mạch cơng suất phải đáp ứng công suất thiết bị yêu cầu mà đảm bảo chức điều khiển xác hoạt động Trong mơ hình lái điện này, phần cần điều khiển động điện chiều với cơng suất dịng điều khiển giới hạn tính tốn phần trước, ta xây dựng mạch điều khiển động tính tốn cho mạch công suất Động sử dụng loại động điện chiều có chổi than, động với yêu cầu điều khiển đảo chiều chạy với tốc độ khác để trợ lực cho người lái theo mô men đánh lái Vậy để việc điều khiển thuận lợi đơn giản, ta sử dụng nguyên lý hoạt động mạch cầu H cho việc điều khiển động trợ lực lái Mạch cầu H có khả đảo chiều dịng điện để đảo chiều quay mơ tơ điện Tuy nhiên,với mạch điều khiển động trợ lực lái đòi hỏi khả đáp ứng tức thời, nghĩa người lái đánh lái mô tơ trợ lực hoạt động Vì ta phải chọn linh kiện IC phù hợp để đảm bảo u cầu Từ tính tốn phần động điện trợ lực ta suy dòng điều khiển động yêu cầu nhỏ 60A, kết hợp với nguyên lý điều khiển mạch cầu H đáp ứng nhanh, ta chọn cặp IC MOSFET kênh P IRF4905 kênh N IRF3205 Hai IC có dịng điều khiển tối đa 100A kết hợp với chúng đảm bảo điều khiển cho động hoạt động với công suất lớn mà ổn định Dưới sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển động cơ: 66 Hình 3-18 : Sơ đồ mạch điều khiển mô tơ trợ lực điện 67 ` Nhìn vào hình vẽ sơ đồ nguyên lý ta thấy IC IRF điều khiển khóa đóng mở quang PC817, loại khóa giúp cho việc điều khiển tốc độ đóng mở mạch nhanh Ngồi mạch cịn có tính bảo vệ điều khiển, tránh tượng chập cháy điều khiển không Các đường điều khiển REV-quay ngược,FWD-quay thuận, ENA-cho phép quay kết nối dạng cổng lô gic,động hoạt động có đủ ba điều kiện điều khiển ba chân Ta có bảng chân trị điều khiển sau: ENA FWD REV Quay trái 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 Hình 3-19: Bảng chân trị điều khiển mô tơ trợ lực lái Quay phải 0 0 0 3.4.5.Mô-đun vi điều khiển Mô-đun vi điều khiển trung tâm xây dựng dựa sơ đồ khối điều khiển điện tử hệ thống lái trợ lực điện Sử dụng thơng số đầu vào cảm biến mô men,vận tốc xe thông số phụ điện áp ắc quy,chế độ khơng tải sau tính toán hiển thị LCD điều khiển động trợ lực cách phù hợp Dựa vào số lượng chân tín hiệu kết nối với thiết bị ngoại vi dung lượng nhớ chương trình yêu cầu ta chọn chíp điều khiển Atmega32 với thơng số sau: 68 ST Mô tả Thông số T Điện áp hoạt động 4,5V - 5,5V Số chân giao tiếp I/O 30 chân Tốc độ xử lý 0-16Mhz Bộ nhớ chương trình 32Kbytes Bộ nhớ ROM 1024Bytes Bộ nhớ RAM 2Kbytes Tính ADC 10bit kênh Tính Timer0/1 8bit/16bit Tính PWM kênh 10 Tính ngắt ngồi kênh 11 Tính giao tiếp Giao tiếp ISP,USART Hình 3-20 : Bảng chức thơng số vi điều khiển Sau chọn chíp điều khiển ta tiến hành vẽ mạch chọn thiết bị điện tử phù hợp Hình 3-21 sơ đồ mạch điện mô-đun vi điều khiển Mạch điện bao gồm phận chính: - Mạch ổn định điện áp Vi điều khiển ATMega32 Bộ đo sụt áp nguồn Bộ đo tín hiệu cảm biến mơmen Bộ đo tín hiệu cảm biến tốc độ Bộ điều khiển động trợ lực Bộ hiển thị LCD Ngồi mạch cịn sử dụng linh kiện điện tử tụ điện, dao động thạch anh,biến trở với giá trị phù hợp chân cắm giao tiếp với thiết bị làm tăng khả linh động mạch 69 Hình 3-21 : Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển trung tâm 70 Cảm biến mơ-men:Tín hiệu từ cảm biến mơmen đưa vào chân cắm MOMEN vi điều khiển dạng tín hiệu analog, ta phải sử dụng tính ADC vi điều khiển để xác định điện áp cảm biến mômen theo lực đánh lái người điều khiển Tín hiệu so sánh với điện áp nội so sánh +5V tương ứng với 10 bít liệu để đưa dạng tín hiệu số giúp cho việc tính tốn điều khiển trở lên dễ dàng Tín hiệu vận tốc:Chân INT0 sơ đồ mạch điện chân có chức ngắt vi điều khiển,tín hiệu vận tốc dạng xung vuông đưa vào chân ngắt để xác định tần số vận tốc xe thời điểm hành Nguyên lý làm việc ngắt đơn giản, tín hiệu đầu vào dạng xung vng có cạnh ngắt lên ngắt xuống, xuất xung ngắt chân INT0 phát thay đổi trạng thái tín hiệu đầu vào Khi chương trình đưa véc tơ ngắt lần xuất xung giá trị đếm tăng lên đơn vị, ta xác định giá trị đếm tính thời gian giây có tần số xung tín hiệu Hiển thị thơng số: Các số liệu sau thu thập tính tốn đưa hình LCD Với kích thước 16x2 độ phân giải 5x7 với khả truyền liệu bít hay bít,LCD hiển thị thơng số cần thiết Ngồi so sánh với LED đoạn LCD có cơng suất nhỏ nhiều lần, điều giúp giảm thiểu điện thiêu thụ tuổi thọ linh kiện điện tử điều kiện làm việc liên tục Điều khiển động cơ: Cổng kết nối với mạch điều khiển cơng suất có chân ENA, REV, FWD, ba chân nối tương ứng với chân điều khiển bên phần mạch công suất nêu phần Yều cầu động trợ lực lái phải thay đổi mô-men tùy theo lực đánh lái vận tốc xe,vì ta phải điều khiển dịng điện cấp vào động cho thích hợp với điều kiện lái khác Tuy nhiên, để thay đổi trực tiếp dịng điện lớn qua mơ tơ 71 điện phức tạp nên ta chọn giải pháp điều khiển động độ rộng xung PWM Chân ENA nối với chân OCR1A vi điều khiển, chân có chức tạo xung điều rộng thay đổi được, giúp thay đổi tốc độ động cơ, từ tạo mơ-men phù hợp với lực đánh lái tốc độ hành 3.4.6.Mô-đun giao tiếp Mơ-đun giao tiếp với máy tính mạch điện có chức truyền nhận liệu máy tính (theo chuẩn RS232) vi điều khiển (theo chuẩn USART) Hình 3-22 : Sơ đồ mạch giao tiếp với máy tính Mạch giao tiếp với máy tính sử dụng vi điều khiển Atmega8, hoạt động tốc độ 12Mhz giao tiếp với máy tính qua cơng USB Tín hiệu liệu vi điều khiển Atmega32 mạch điều khiển ECU truyền tới vi điều khiển Atmega8 mạch giao tiếp thông qua chân RXD TXD Các tín hiệu xử lý vi điều khiển Atmega8 theo chương trình nạp sẵn truyền máy tính qua cổng USB Sau tín hiệu gửi máy tính, 72 phần mềm mơ thời gian thực Labview hiển thị thông số trợ lực lái trình làm việc 3.5.Kết thí nghiệm Sau tiến hành xây dựng phận điều khiển thiết kế chương trình cho điều khiển ta thực số thí nghiệm có kết đồ thị Hình 3-23 : Đồ thị đặc tính điều khiển Nhìn vào đồ thị ta thấy mối quan hệ mô men vành tay lái dòng điện điều khiển động tùy theo vận tốc xe Ở vận tốc 0Km/h, thời điểm mơ men trục lái 2,5Nm mơ tơ bắt đầu trợ lực, dịng điện mơ tơ tăng từ 0A đến giá trị lớn 60A mô men vành lái 10,8Nm Ở vận tốc 160Km/h mơ men vành lái 10,8Nm dịng điện lớn 17A Như vậy, hệ thống lái trợ lực điện thực chức trợ lực theo tín hiệu đầu vào bao gồm hai tín hiệu tín hiệu từ cảm 73 biến vận tốc tín hiệu từ cảm biến mơ men Thơng qua ta xác định đặc tính điều khiển mô tơ trợ lực hệ thống lái trợ lực điện, đường đặc tính phù hợp với đường đặc tính lý thuyết xây dựng Mơ men cản lớn dịng điện lớn, vận tốc lớn dịng điện nhỏ Đánh giá chung : Mơ hình hệ thống lái trợ lực điện xây dựng thực chức : - Khảo sát đường đặc tính cảm biến mơ men đặc tính điều khiển mơ tơ trợ lực - Mơ tín hiệu mơ men cản Mc tác dụng từ mặt đường lên vô lăng thông qua cấu phanh đĩa lắp trục cấu trợ lực - Mơ tín hiệu vận tốc xe phát xung tín hiệu tương đương với tín hiệu đo thực tế xe - Xây dựng điều khiển trung tâm với chức thu thập tín hiệu đầu vào bao gồm tín hiệu cảm biến mơ men, tín hiệu vận tốc,tín hiệu điện áp ắc quy, sau tính tốn để điều khiển mô tơ trợ lực cách phù hợp - Hiển thị đại lượng điện áp ắc quy, vận tốc xe, điện áp cảm biến mô men, dịng điều khiển mơ tơ trợ lực Với mơ hình ta sử dụng để khảo sát đặc tính điều khiển hệ thống lái trợ lực điện, từ đưa giải pháp điều khiển tối ưu tùy theo điều kiện lái Ngồi mơ hình hệ thống lái trợ lực điện sử dụng để giảng dạy trường học giúp sinh viên tiếp cận với thực tế nhiều 74 KẾT LUẬN Qua thời gian tính tốn thiết kế xây dựng mơ hình khảo sát làm việc hệ thống lái trợ lực điện với cố gắng thân đặc biệt hướng dẫn tận tình thầy giáo Phạm Hữu Nam thầy Nguyễn Thanh Tùng tồn thể thầy Bộ mơn em hồn thành nhiệm vụ giao.Trong đồ án em làm việc sau: - Nêu lên làm việc hệ thống lái trợ lực điện, kiểm nghiệm lại hệ thống lái xe sở xe KIA-MORNING - Tính tốn cấu lái nói chung hệ thống dẫn động - Khảo sát đặc tính tín hiệu vào - Thiết kế xây dựng mơ hình hệ thống lái trợ lực điện - Xây dựng điều khiển trung tâm Vì điều kiện thời gian có hạn trình độ kinh nghiệm cịn hạn chế nên đồ án nhiều khiếm khuyết phần tính tốn kết cấu chưa hợp lý Rất mong đóng góp ý kiến thầy môn để đồ án em hoàn chỉnh Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng năm 2012 Ngô Xuân Trường 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO Lý thuyết ôtô máy kéo - Năm 1993 Nguyễn Hữu Cẩn, Dư Quốc Thịnh, Phạm Minh Thái, Nguyễn Văn Tài, Lê Thị Vàng Thiết kế tính tốn ơtơ - máy kéo - Năm 1971 Trương Minh Chấp, Dương Đình Khuyến, Nguyễn Khắc Trai Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy Trần Văn Địch Thiết kế hệ thống lái ôtô - máy kéo bánh xe, Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội - Năm 1991 Phạm Minh Thái Tập giảng thiết kế tính tốn ơtơ Nguyễn Trọng Hoan Giáo trình ngơn ngữ lập trình C Tiêu Kim Cương Giáo trình kĩ thuật điện tử số Nguyễn Thành Kiên Giáo trình kĩ thuật vi xử lý Hồ Viết Việt 76 ... lái có trợ lực Hình 1-2 - Sơ đồ nguyên lý hệ thống lái có trợ lực Hệ thống lái trợ lực xe du lịch có kiểu sau: trợ lực thuỷ lực ,trợ lực thủy lực điều khiển điện, trợ lực điện a Trợ lực thủy lực. .. thống trợ lực bị hỏng, lực điều khiển nặng so với hệ thống lái khơng có trợ lực b Trợ lực thủy lực - điện Cấu tạo Hình 1-5 : Sơ đồ khối tín hiệu điều khiển Tương tự hệ thống trợ lực thủy lực, hệ. .. Ưu điểm : Hệ thống trợ lực điện điều khiển điện tử có nhiều ưu điểm so với hệ thống trợ lực thủy lực: + Giảm tổn hao nhiên liệu 2-3% lai dẫn bơm trợ lực giống hệ thống trợ lực thủy lực + Khơng