Nghiên cứu hệ thống trợ lái điện cho ô tô

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - NGUYỄN SƠN TÙNG NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG TRỢ LÁI ĐIỆN CHO Ô TÔ NGÀNH : ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : PGS.TS TẠ CAO MINH Hà Nội – 2012 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn tốt nghiệp: Nghiên cứu hệ thống trợ lái điện cho ô tô tự thiết kế dƣới hƣớng dẫn thầy giáo PGS.TS Tạ Cao Minh Các số liệu kết hoàn toàn với thực tế Để hoàn thành luận văn sử dụng tài liệu đƣợc 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 09 tháng 09 năm 2012 Học viên thực Nguyễn Sơn Tùng MỤC LỤC TRANG PHỤ BÌA LỜI CAM ĐOAN DANH MỤC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT i DANH MỤC BẢNG SỐ LIỆU ii DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ iii LỜI NÓI ĐẦU Chƣơng - HỆ THỐNG LÁI VÀ TRỢ LÁI CHO XE Ô TÔ 1.1 Giới thiệu sơ lƣợc hệ thống lái 1.2 Chức hệ thống lái 1.3 Kết cấu khí hệ thống lái .6 1.3.1 Cơ cấu truyền tác động lái .6 1.3.2 Cơ cấu chỉnh hƣớng bánh lái 1.3.3 Lực mô men tác động lên hệ thống lái 1.4 Hệ thống trợ lái 10 1.4.1 Hệ thống trợ lái thủy lực (HPAS) 11 1.4.2 Hệ thống trợ lái điện (EPAS) 12 1.5 Hiện tƣợng bánh lái tự trả tâm 14 1.5.1 Lực ma sát 14 1.5.2 Phân tích động lực học bánh lái xe chuyển động 15 Chƣơng - HỆ THỐNG TRỢ LÁI ĐIỆN CHO XE Ô TÔ 19 2.1 Giới thiệu chung 19 2.1.1 Khái niệm phân loại hệ thống trợ lái điện 19 2.1.2 Các cấu hình trợ lái điện 19 2.1.3 Cấu hình trợ lái dây điện (SBW) 21 2.2 Nguyên lý hoạt động chức hệ thống trợ lái điện 22 2.2.1 Nguyên lý hoạt động hệ thống EPAS .22 2.2.2 Chức hệ thống EPAS 25 2.3 Phân loại hệ thống trợ lái điện .25 2.3.1 Trợ lái theo kiểu trụ 26 2.3.2 Trợ lái kiểu bánh .26 2.3.3.Trợ lái kiểu .26 2.4 Ƣu, nhƣợc điểm trợ lái điện 27 2.5 Các thành phần hệ thống trợ lái điện cho xe ô tô .28 2.5.1 Khối điều khiển (ECU) 28 2.5.2 Cảm biến độ xoắn 30 2.5.3 Động trợ lái hệ thống EPAS .33 2.6 Xu hƣớng nghiên cứu EPAS giới Việt Nam, đề xuất phƣơng hƣớng nghiên cứu 35 2.6.1 Trên giới 35 2.6.2 Ở Việt Nam 36 2.6.3 Đề xuất phƣơng hƣớng nghiên cứu 36 Chƣơng - ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU KHÔNG CHỔI THAN - VÀ PHƢƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN GIẢ VECTOR .37 3.1 Giới thiệu động chiều không chổi than 37 3.1.1 Cấu tạo 37 3.1.2 Nguyên lý làm việc 42 3.2 Phƣơng pháp điều khiển BLDCM 46 3.2.1 Phƣơng pháp điều khiển truyền thống 46 3.2.2 Phƣơng pháp điều khiển giả vector - PVC 51 3.2.2 Khối ƣớc lƣợng cho dòng điện đặt ba pha 53 3.3 Mô so sánh phƣơng pháp truyền thống phƣơng pháp PVC 54 3.3.1 Mơ hình mơ 54 3.3.2 Kết mô 54 Chƣơng - XÂY DỰNG MƠ HÌNH HỆ THỐNG - VÀ ƢỚC LƢỢNG NHIỄU MẶT ĐƢỜNG 57 4.1 Mở đầu 57 4.2 Xây dựng mơ hình hệ thống lái trợ lái 57 4.2.1 Quan hệ vô lăng trục lái 58 4.2.2 Thành phần mô men dọc trục lái 58 4.2.3 Động trợ lái 59 4.2.4 Kết cấu bánh - 60 4.3 Xây dựng mơ hình động học xe .63 4.4 Ƣớc lƣợng nhiễu tác động lên dẫn hƣớng 67 4.4.1 Ƣớc lƣợng nhiễu lực dọc trục sinh .67 4.4.2 Ƣớc lƣợng nhiễu lực bên sinh 69 4.5 Mô kiểm chứng Matlab/Simulink 70 4.5.1 Sơ đồ khối điều khiển 71 4.5.2 Sơ đồ khối mô Matlab/Simulink 73 4.5.3 Kết mơ phân tích 73 Chƣơng - ỨNG DỤNG THUẬT TOÁN QUAN SÁT NHIỄU - TRONG HỆ THỐNG TRỢ LÁI ĐIỆN Ô TÔ .79 5.1 Mục đích 79 5.2 Các loại nhiễu tác động lên hệ thống lái 80 5.3 Cảm biến độ xoắn không tiếp xúc 81 5.4 Bộ giảm rung cao su cho cấu giảm tốc động trợ lái 82 5.5 Bộ điều khiển quan sát nhiễu 82 5.5.1 Lý thuyết quan sát nhiễu 83 5.5.2 Ứng dụng thuật toán quan sát nhiễu hệ thống trợ lái điện tơ 88 5.5.3 Phƣơng pháp tính toán hàm truyền lựa chọn lọc 92 5.5.4 Mơ hình mơ Matlab/Simulink 93 5.6 Kết mô 94 5.6.1 Nhiễu quan sát đƣợc 94 5.6.2 Nhiễu quan sát đƣợc sau qua khâu dẫn trƣớc 95 5.6.3 Mô men tạo cảm giác lái - mô men trợ lái từ động - góc quay vơ lăng 96 5.6.4 Mô với nhiễu dạng xung 98 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .100 TÀI LIỆU THAM KHẢO .101 PHỤ LỤC 103 Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt DANH MỤC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT HPAS Hydraulic Power Assisted Steering Trợ lái thủy lực EHPAS Electro - Hydraulic Power Assisted Trợ lái điện - thủy lực Steering EPAS Electric Power Assisted Steering Trợ lái điện SBW Steer By Wire Lái qua dây điện ECU Electric Control Unit Khối điều khiển BLCDM Brushless Direct Current Motor Động chiều không chổi than ECM Electronic Commutator Motor Động chuyển mạch điện tử DCM Direct Current Motor Động điện chiều IM Induction Motor Động không đồng IPM Interior Permanent Magnet Động đồng cực chìm SRM Switched Reluctance Motor Động từ trở MCU Micro Controller Unit Mạch điều khiển chuyển mạch điện tử PVC Pseudo Vector Control Điều khiển giả vector DO Disturbance Observer Quan sát nhiễu i Danh mục bảng số liệu DANH MỤC BẢNG SỐ LIỆU Bảng 2.1 So sánh đặc điểm số loại động 34 Bảng 3.1 Bảng trạng thái chuyển mạch pha 47 Bảng 5.1 Tần số loại nhiễu tác động lên trình lái 80 Bảng 5.2 Hàm truyền lọc Butterworth từ bậc đến bậc [13] 90 Bảng P.1 Tham số động dùng mô 103 Bảng P.2 Tham số xe dùng mô .103 Bảng P.3 Tham số hệ thống lái dùng mô 104 Bảng P.4 Bảng tra dòng điện đặt vào động [A] theo mô men lái [Nm] vận tốc xe [km/h] 105 ii Danh mục hình vẽ, đồ thị DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1 Bánh xe hệ thống lái hai bánh trƣớc rẽ [2] Hình 1.2 Các kết cấu truyền tác động lái phổ biến [2] .6 Hình 1.3 Liên kết truyền tác động lái hai bánh [12] .7 Hình 1.4 Cơ cấu chỉnh hƣớng bánh lái Davis .8 Hình 1.5 Cơ cấu chỉnh hƣớng bánh lái Ackermann [13] Hình 1.6 Các lực mô men tác dụng lên lốp [2] Hình 1.7 Một số cấu hình hệ thống trợ lái thủy lực [13] 11 Hình 1.8 Một số cấu hình trợ lái điện [13] .13 Hình 1.9 Động học bánh lái xe .15 Hình 1.10 Biến dạng lốp bề mặt tiếp xúc [6] 16 Hình 1.11 Lực mơ men bánh trƣớc nhìn từ xuống xe rẽ 17 Hình 2.1 Bánh xe hệ thống lái bốn bánh rẽ [13] 20 Hình 2.2 Cấu hình hệ thống trợ lái điện đơn giản [3] 22 Hình 2.3 Đồ thị quan hệ vận tốc xe, mơ men lái dịng điện đặt vào động [8] .23 Hình 2.4 Phân loại hệ thống trợ lái điện .25 Hình 2.5 Các cấu hình trợ lái [13] 27 Hình 2.6 Sơ đồ khối điều khiển hệ thống EPAS [12] 29 Hình 2.7 Một số loại cảm biến độ xoắn [12] 31 Hình 2.8 Cảm biến độ xoắn dựa tƣợng cảm ứng điện từ Delphi [12] .33 Hình 3.1 Động chiều không chổi than [13] 37 iii Danh mục hình vẽ, đồ thị Hình 3.2 Cấu tạo BLDCM [10] 38 Hình 3.3 Sơ đồ nguyên lý BLDCM [10] 38 Hình 3.4 Stator BLDCM [9] 38 Hình 3.5 Các dạng sức điện động động đồng nam châm vĩnh cửu [10] 39 Hình 3.6 Rotor BLDCM .40 Hình 3.7 Sắp xếp nam chân rotor [10] 40 Hình 3.8 Hall sensor [10] 41 Hình 3.9 Nguyên lý chung 42 Hình 3.10 Động có cặp cực cuộn dây stator 42 Hình 3.11 Nguyên lý làm việc BLDCM chuyển mạch cực tính [11] 43 Hình 3.12 Thứ tự chuyển mạch chiều quay từ trƣờng stator [2] .44 Hình 3.13 Nguyên lý làm việc BLDCM chuyển mạch hai cực tính [2] .45 Hình 3.14 Đập mạch mơ men [11] 46 Hình 3.15 Thứ tự chuyển mạch chu kỳ 48 Hình 3.16 Chiều dòng điện trạng thái 48 Hình 3.17 Dạng tín hiệu Hall dạng điện áp pha động [13] 48 Hình 3.18 Hệ điều khiển BLDCM theo phƣơng pháp truyền thống 49 Hình 3.19 Nguyên lý điều khiển dòng điện điều khiển dải trễ HCC 49 Hình 3.20 Dịng điện, sức phản điện động nguyên lý điều khiển dải trễ [11] .50 Hình 3.21 Dịng điện, mơ men điều khiển theo phƣơng pháp truyền thống [10] .51 Hình 3.22 Mơ hình điều khiển theo phƣơng pháp PVC .51 Hình 3.23 Khối điều khiển dòng điện 52 iv Chƣơng Ứng dụng thuật toán quan sát nhiễu hệ thống trợ lái điện ô tô  Nhiễu quan sát đƣợc có đặc điểm sát với nhiễu đặt nhƣng trễ pha so với nhiễu đặt sử dụng lọc  Hằng số thời gian T có ảnh hƣởng tới chất lƣợng nhiễu quan sát đƣợc Với T nhỏ thời gian trễ nhỏ nhƣng tín hiệu quan sát đƣợc lại nhiễu Với T lớn tín hiệu quan sát đƣợc nhiễu nhƣng thời gian trễ lại lớn Do ta cần kiểm nghiệm với giá trị khác T để tìm giá trị phù hợp nhất, chấp nhận đƣợc  Từ đáp ứng thu đƣợc hình 5.14, ta thấy T = 0,015 phù hợp tín hiệu thu đƣợc không nhiễu, thời gian trễ nhỏ, khoảng 0,04 giây  Tín hiệu nhiễu quan sát đƣợc hình 5.14 bị trễ pha nhiều so với tín hiệu nhiễu đặt ta cần cho qua khâu dẫn trƣớc (khâu Lead) để giảm độ trễ giúp cho đáp ứng trợ lái từ động phù hợp kịp thời với nhiễu đầu vào 5.6.2 Nhiễu quan sát đƣợc sau qua khâu dẫn trƣớc Nhieu quan sat duoc sau khau dan truoc Fd~ 60 Luc nhieu [N] 40 20 -20 -40 -60 Fd Fd~ 0.2 0.4 0.6 Thoi gian [s] 0.8 Hình 5.15 Nhiễu quan sát đƣợc sau qua khâu dẫn trƣớc Nhận xét: Từ kết mô ta rút số nhận xét nhƣ sau: 95 Chƣơng Ứng dụng thuật toán quan sát nhiễu hệ thống trợ lái điện tơ  Tín hiệu nhiễu sau qua khâu dẫn trƣớc khơng cịn bị trễ gần nhƣ trùng pha với nhiễu đầu vào  Độ đập mạch nhiễu quan sát đƣợc sau qua khâu dẫn trƣớc tăng lên so với tín hiệu nhiễu sau quan sát mà chƣa qua khâu dẫn trƣớc 5.6.3 Mô men tạo cảm giác lái - mô men trợ lái từ động - góc quay vơ lăng Mo men tao cam giac lai Tc Mo men [Nm] 0.5 Tc (khong bu nhieu) Tc (co bu nhieu) -0.5 0.2 0.4 0.6 0.8 1.2 Thoi gian [s] 1.4 1.6 1.8 Mo men tro lai tu dong co Ta Mo men [Nm] 0.5 Fd/100 Ta (co bu nhieu) Goc quay vo lang [do] -0.5 0.2 0.4 0.6 0.8 1.2 1.4 Thoi gian [s] Goc quay cua vo lang thetac 1.6 1.8 2 -2 theta c (khong bu nhieu) theta c (co bu nhieu) -4 -6 0.2 0.4 0.6 0.8 1.2 Thoi gian [s] 1.4 1.6 1.8 Hình 5.16 Kết mô với nhiễu sin biên độ 50 Nm, tần số Hz 96 Chƣơng Ứng dụng thuật toán quan sát nhiễu hệ thống trợ lái điện ô tô Nhận xét: Từ kết mô hình 5.16, ta rút số nhận xét nhƣ sau:  Mô men tạo cảm giác lái Tc có khơng có bù nhiễu có pha giống hay DO phản ánh đúng, kịp thời tác động nhiễu lên hệ thống Tc dùng DO nhỏ, giảm khoảng 30% so với khơng dùng làm tăng độ an tồn cho ngƣời điều khiển Ảnh hƣởng nhiễu khơng hồn tồn bị triệt tiêu hệ thống đƣợc thiết kế để đảm bảo bù phần nhiễu đầu vào mà khơng bù hết giúp cho ngƣời điều khiển cảm nhận đƣợc tác động nhiễu lên hệ thống  Mô men trợ lái Ta từ động đáp ứng kịp với tín hiệu đầu vào nhiễu Trong thời gian đầu, Ta có sai lệch so với nhiễu đầu vào thời điểm động khởi động, bắt đầu sinh mô men để chống lại quán tính nghỉ ban đầu chống lại ảnh hƣởng nhiễu lên hệ thống  Nhƣ kết mô phỏng, dễ thấy thời gian đầu nhiễu tác động, góc vơ lăng bị lệch hẳn dần trở bình thƣờng Có thể giải thích tƣợng nhƣ sau: Ban đầu xe thẳng, dƣới tác động nhiễu, góc lái bánh bị lệch hẳn làm cho vô lăng bị lệch nhiễu đổi chiều tác động nhiễu góp phần trả góc lái dần “0” Hơn thành phần krxr nhƣ trình bày đầu chƣơng góp phần đƣa góc lái xe trạng thái ban đầu Thành phần lực có góc bánh xe khác “0” Biên độ góc quay vơ lăng giảm khoảng 30% so với khơng dùng bù nhiễu Góc lái bị lệch lƣợng nhỏ tác động nhiễu nên khơng gây ảnh hƣởng nhiều tới q trình lái 97 Chƣơng Ứng dụng thuật toán quan sát nhiễu hệ thống trợ lái điện ô tô 5.6.4 Mô với nhiễu dạng xung Thực tế trƣờng hợp xe đƣờng gồ ghê, cịn có trƣờng hợp bánh xe vƣớng phải vật cản Những trƣờng hợp nhƣ vậy, nhiễu tác động coi dạng xung Tuy nhiên lốp xe có độ đàn hồi nên nhiễu thực tễ dạng xung qua khâu quán tính Thời gian tồn nhiễu thƣờng nhỏ, khoảng vài giây Sau kết mô với nhiễu dạng xung Luc nhieu [N] Nhieu quan sat duoc sau khau dan truoc Fd~ 200 Fd 100 Fd quan sat Fd sau Lead 0 Thoi gian [s] 10 Mo men [Nm] Mo men tao cam giac lai Tc Tc (khong bu nhieu) Tc (co bu nhieu) -1 Thoi gian [s] 10 Goc quay vo lang [do] Mo men [Nm] Mo men tro lai tu dong co Ta Fd/100 -1 20 -20 -40 -60 -80 Ta (co bu nhieu) Thoi gian [s] Goc quay cua vo lang thetac 10 theta c (khong bu nhieu) theta c (co bu nhieu) Thoi gian [s] Hình 5.17 Kết mơ với nhiễu xung 150N - 2,5giây 98 10 Chƣơng Ứng dụng thuật toán quan sát nhiễu hệ thống trợ lái điện ô tô Nhận xét: Từ kết mô ta rút nhận xét nhƣ sau:  Nhiễu dạng xung coi nhiễu có tần số nhỏ nên hoàn toàn quan sát đƣợc nhiên bị trễ pha, biên độ nhiễu sau qua khâu dẫn trƣớc bị giảm dao động so với nhiễu đặt  Mô men tạo cảm giác lái có bù nhiễu đồng dạng với khơng có bù nhiễu  Đáp ứng mô men trợ lái từ động sử dụng quan sát nhiễu có độ, nhiên nhỏ khơng dùng quan sát nhiễu  Góc quay vơ lăng có bù nhiễu đồng dạng với khơng có bù nhiễu Kết luận: Từ kết mơ thu đƣợc, ta rút số kết luận nhƣ sau:  Mơ hình quan sát nhiễu đạt u cầu đề phản ảnh nhiễu ảnh hƣởng đầu vào  Việc bù nhiễu thực tốt đáp ứng thu đƣợc phù hợp với lý thuyết  Giúp tăng tính an tồn cải thiện cảm giác lái cho ngƣời điều khiển 99 Kết luận kiến nghị KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Trong trình phát triển đề tài: Nghiên cứu hệ thống trợ lái điện cho tơ, dƣới hƣớng dẫn tận tình thầy giáo PGS.TS Tạ Cao Minh, tơi hồn thành luận văn tốt nghiệp, đồng thời củng cố, mở mang thêm vốn kiến thức thân Với chƣơng luận văn, tơi tìm hiểu hệ thống lái trợ lái nói chung, hệ thống trợ lái điện nói riêng, phƣơng pháp điều khiển giả vector ứng dụng động chiều không chổi than, xây dựng mơ hình lái, mơ hình động học xe, ƣớc lƣợng nhiễu lực tác dụng lên răng, áp dụng thuật toán quan sát nhiễu hệ thống trợ lái điện để quan sát, bù đƣợc lực nhiễu từ mặt đƣờng tác động lên hệ thống q trình hoạt động Do thời gian có hạn nhƣ nhiều hạn chế kiến thức, luận văn khó tránh khỏi thiếu sót Vì thế, tơi kính mong nhận đƣợc lời nhận xét, đánh giá góp ý thầy Trong thời gian tới, có điều kiện phát triển đề tài, tơi cố gắng xây dựng mơ hình trợ lái thực phục vụ nghiên cứu, thí nghiệm Ngồi ra, tơi tìm cách ƣớc lƣợng vận tốc xe nhƣ mơ men lái thành phần khó đo nhƣ khơng dùng cảm biến hay cơng cụ định vị tồn cầu (vẫn cịn có sai lệch) Một lần nữa, xin cảm ơn thầy giáo PGS.TS Tạ Cao Minh, cảm ơn thầy cô mơn Tự động hóa XNCN cảm ơn bạn giúp tơi hồn thành luận văn tốt nghiệp Tôi xin chân thành cảm ơn Hà Nội, ngày 09 tháng 09 năm 2012 Học viên thực Nguyễn Sơn Tùng 100 Tài liệu tham khảo TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] HU Chun-hua (2008), Modeling and Simulation of Automotive Electric Power Steering System, IEEE Xplore, 978-0-7695-3497-8/08, pp 436-439 [2] Thomas D Gillespie (1992), Fundamentals of Vehicle Dynamics, Society of Automative Engineers, Inc [3] Lianbing Li, Lin He, Jiang Du, Tao Lin (2007), An Electric Power Steering System Controller based on Disturbance Observer, International Conference on Integration Technology March 20 - 24, 2007, Shenzhen, China, pp 446449 [4] Jim Kark (2000), Active Low-Pass Filter Design, Texas Instrument, Application Report [5] 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, May, 2009, pp 198-203 [6] Rajesh Rajamani (2006), Vehicle Dynamics and Control, Springer Inc, New York [7] W.P.Thompson & CO (2003), Rack Force Disturbance Rejection, International Patent Classification7: B62D 6/04, International Application Number: PCT/GB2004/001356 [8] Hui Zhang, Yuzhi Zhang, Jinhong Liu, Jing Ren, Yongjun Gao (2009), Modeling and Characteristic Curves of Electric Power Steering System, PEDS2009, pp 1390-1393 [9] Nguyễn Duy Đỉnh (2009), “Đề xuất thuật toán điều khiển động phát động thuật toán điều khiển chuyển động xe điện, thử nghiệm xe điện bánh HUT-1”, đồ án tốt nghiệp ngành Tự động hóa, Đại học Bách Khoa Hà Nội [10] Đồn Minh Hùng (2011), "Điều khiển động chiều không chổi than phƣơng pháp “giả vector” PVC", đồ án tốt nghiệp ngành Tự động hóa, Đại học Bách Khoa Hà Nội 101 Tài liệu tham khảo [11] Bùi Quốc Khánh, Nguyễn Văn Liễn (2007), Cơ sở truyền động điện, NXB Khoa học kỹ thuật Hà NSội [12] Nguyễn Sơn Tùng (2010), "Đề xuất phƣơng pháp giảm ảnh hƣởng nhiễu lên hệ thống trợ lái điện ô tô", đồ án tốt nghiệp ngành Tự động hóa, Đại học Bách Khoa Hà Nội [13] http://www.google.com truy nhập cuối ngày 15/8/2012 [14] http://www.microchip.com truy nhập cuối ngày 10/8/2012 102 Phụ lục PHỤ LỤC P1 Các bảng số liệu dùng mô Bảng P.1 Tham số động dùng mô Tham số Giá trị Công suất định mức 54W Tốc độ định mức 1500rpm Momen định mức 0.343Nm Số đôi cực Điện áp định mức 36V Dòng điện định mức 2A Điện trở stator 0.8Ω Điện cảm stator 2.14mH Hằng số sức phản điện động 0.018V/rpm Từ thông rotor 0.021486Wb Bảng P.2 Tham số xe dùng mô Tham số Giá trị Hệ số cứng bánh trƣớc 126000 N/rad Hệ số cứng bánh sau 126000 N/rad Khoảng cách từ tâm tới bánh trƣớc 1m Khoảng cách từ tâm tới bánh sau 1.8 m 103 Phụ lục Mơ men qn tính xe 4240 kg.m2 Khối lƣợng xe 1800 kg Bảng P.3 Tham số hệ thống lái dùng mô Tham sô Giá trị Hệ số cứng trục lái 172 Nm Hệ số nhớt trục lái 0.0225 Nms Mơ men qn tính trục lái 0.04 kg.m2 Hệ số cứng hãm động 625 Nm Hệ số nhớt động trợ lái 3.339.10-3 Nms Mơ men qn tính động 4.52.10-4 kg.m2 Bán kính bánh 0.007 m Hệ số tỷ lệ hãm 0.4686 Hệ số tỷ lệ hệ thống lái 20 Khối lƣợng bánh 32 kg Hệ số cứng 23900 Nm Hệ số nhớt 3920 Nms 104 Phụ lục Bảng P.4 Bảng tra dịng điện đặt vào động [A] theo mơ men lái [Nm] vận tốc xe [km/h] (km/h) 30 (km/h) 55 (km/h) 80 (km/h) 120 (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 4.85 (Nm) 22 16.25 12.5 10 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 18 105 Phụ lục P2 Chƣơng 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 Bm=3.339*10^(-3); %he so nhot cua dong co Jm=4.52*10^(-4); %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; 106 Phụ lục a61=0;a62=0;a63=Km*G/(Jm*rp);a64=0;a65=-Km/Jm;a66=Bm/Jm; %matran B 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; c41=0;c42=0;c43=0;c44=0;c45=0;c46=1; %matran D d11=0;d12=0;d13=0; d21=0;d22=0;d23=0; d31=0;d32=0;d33=0; d41=0;d42=0;d43=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) 107 Phụ lục 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*Caf-2*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 vc11=0;vc12=-(2*Caf+2*Car)/(m*V);vc13=0;vc14=-(2*lf*Caf2*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)); 108 Phụ lục P3 Chƣơng trình khởi tạo tham số mơ quan sát bù nhiễu %Tcat=0.015; mau=[-0.000972 -0.3033 -2924 -8.596e005 -2.392e009 6.394e011 -2.895e014 -4.366e016 -3.667e018 -1.878e020 5.163e021 -2.631e022 -1.179e023]; P21=[25 6507 7.961e007 1.888e010 7.162e013 1.462e016 1.308e019 1.37e021 6.111e023 3.139e024 1.696e025]; P22=[1.777e012 2.317e014 2.818e018 3.062e020 2.827e023 1.452e024 7.892e024]; mauP=[1 260.8 3.189e006 7.582e008 2.879e012 5.897e014 5.346e017 5.742e019 2.561e022 2.615e023 2.081e024 7.257e024 1.972e025]; 109 ... Hệ thống trợ lái điện cho xe ô tô Chƣơng HỆ THỐNG TRỢ LÁI ĐIỆN CHO XE Ô TÔ 2.1 Giới thiệu chung 2.1.1 Khái niệm phân loại hệ thống trợ lái điện Hệ thống trợ lái sử dụng điện (EPAS) hệ thống trợ. .. thành phần có hệ thống lái trợ lái nói chung Chƣơng 2: Đi sâu vào tìm hiểu hệ thống trợ lái điện cho xe ô tô phần thiếu, tạo nên khác biệt hệ thống trợ lái điện với hệ thống lái trợ lái thơng thƣờng... động hệ thống EPAS Hình 2.2 Cấu hình hệ thống trợ lái điện đơn giản [3] Về bản, hệ thống trợ lái điện khác hệ thống trợ lái thông thƣờng đƣợc sử dụng (hệ thống HPAS) phần động trợ lái thay cho hệ