Mô tả hệ thống.

- Trong quá trình phanh, ngoài bốn thông số để đánh giá hiệu quả phanh là: quãng đướng phanh, gia tốc phanh, thời gian phanh và lực phanh riêng thì vấn đề đảm bảo

2. Bộ phận chấp hành.

3.2.3 Mô tả hệ thống.

Tín hiệu đầu vào của hệ thống u

d là góc lái được tạo ra bởi người lái xe. Các xe thông thường thì đều có một tỷ số truyền không đổi giữa góc quay vô lăng và góc quay bánh xe. Như thế, u

d = δ

d /R với R là một đại lượng đặc trưng cho cơ cấu lái và δ

d là góc quay vô lăng. Mục tiêu của các giải pháp kỹ thuật là phải nâng cao được chất lượng điều khiển xe. Đặc biệt quan trọng khi xe vận hành ở tốc độ cao hoặc vận hành ở nơi có độ bám đường thấp, hoặc cả 2 trường hợp trên. Góc lái tổng cộng, được biểu diễn trên hình 2 là u, là bao gồm tín hiệu từ người lái xe và một góc lái phụ trợ δ

c từ hệ thống điều khiển:

u = u d + δ

c (3-1)Hệ thống điều khiển có một tín hiệu đầu vào K1 và một tín hiệu phản hồi K2. Hệ thống điều khiển có một tín hiệu đầu vào K1 và một tín hiệu phản hồi K2. Như thế, có thể biểu diễn δ

c như sau:

δ

c = K2 . r – K1 . K2 . u

d (3-2)

Chỉ có tốc độ đảo lái được sử dụng làm tín hiệu phản hồi, do đó sự kiểm soát của hệ thống điều khiển về lý thuyết có thể thực hiện với một bộ phận lái bằng điện. Những trang bị để đô vận tốc, đo mức đảo lái, đo góc đánh vô lăng là cần thiết; và tất nhiên là một bộ phận chấp hành cùng với những bộ phận cơ khí của nó để tạo ra góc lái phụ trợ.

Tác động thứ hai tới xe là lực gió thổi ngang tại một điểm tác dụng đc ấn định trước. Điểm này được quy định là nằm ở điểm cách 0,4m và trước trọng tâm, bên phải của xe.

Hình 3.7: Mô tả tổng thể hệ thống

Xe mẫu thì được phát triển với 2 phiên bản, một phiên bản tuyến tính với các lực bên được coi như là có quan hệ tuyến tính và một phiên bản phi tuyến.

Bảng 1 và 2 chứa các thuật ngữ được sử dụng trong báo cáo này và các thông số khác cũng như giá trị của chúng.

Bảng 1

G Trọng tâm của xe (CoG) m Khối lượng xe (991kg)

J Quán tính quay vòng(1574kg m2) L

f Khoảng cách từ trọng tâm tới cầu trước(1m) L

r khoảng cách từ trọng tâm tới cầu sau(1,46m) s

b Chiều rộng mô hình(1,4m) R tỷ số truyền của hệ thống lái(21) C

f Lực cản quay vòng cầu trước (41,6kN/rad) C

r Lực cản quay vòng cầu sau (47.13 kN/rad) μ Độ bám đường có giá trị giữa 0 và 1

Bảng 2

n

t Chiều dài tiếp xúc giữa lốp và đường(1,3cm) F

xi , F

yi Lực dọc và lực ngang của lốp thứ i (N) F

xf , F

yr Tổng lực dọc và lực ngang ở cầu trước (N) F

xr , F

yr Tổng lực dọc và lực ngang ở cầu sau (N) α

i Góc trượt của lốp thứ i (rad) w=F

w Lực gió(N) L

w Cánh tay đòn của lực gió(0,4m) k

x, k

y Hệ số cản của không khí (kg/m) (v

x,v

y) Vận tốc trọng tâm trên khung xe (m/s) β Góc quay của thân xe (rad)

r Tốc độ quay thân xe (rad/s) u = δ

KẾT LUẬN

Những mô phỏng được thực hiện trong chương 5 cho phép chúng ta đưa ra những kết luận về hệ thống điều khiển.Thật khó có thể đưa ra một kết luận cho những mô phỏng của từng yếu tố riêng biệt .

Sự mất ổn định do lực gió ngang

Phần 5.2.2 chỉ ra rằng những tác động của gió đã được giảm bớt bởi hệ thống điều khiển ổn định của phương tiện, tỉ lệ lắc ngang đã được giảm đi thể hiện trên các hệ thống tín hiệu. Trong khoảng 1giây sau khi có sự rối loạn mất ổn định, các kết quả thu được đã đạt giá trị ổn định. Vì phần lớn các tác động của hệ thống điều khiển chỉ xảy ra sau khi có tác động của lái xe do đo người lái những chiếc xe đã

được điều khiển vẫn phải sử dụng các phương pháp để đưa xe của mình về trạng thái cân bằng nhưng những điều khiển cần thiết sẽ nhỏ hơn rất nhiều và không bị mất thời gian như là những chiếc xe không có hệ thống điều khiển. Khoảng thời gian để người lái xe phản ứng được tăng lên, những biện pháp phòng tránh ít phải sử dụng hơn. Sự điều khiển cho phép giảm bớt sự dịch chuyển ngang của xe khi có tác động của lực gió bên tác dụng vào thành xe. Như vậy, trong khi mà những chiếc xe thông thường sẽ dịch chuyển ngang từ 5 đến 6 [mét] sau 100 [m] thì những chiếc xe có hệ thống điều khiển chỉ dịch chuyển ngang khoảng 1,4 [mét] trong cùng điều kiện.

Tác động qua lại giữa lái xe và sự mất cân bằng.

Nếu lái xe phát hiện ra tác động của gió, mặc dù giảm vận tốc góc khi quay vòng và sử dụng những cách thích hợp để ngăn ngừa những dịch chuyển do tác động của ngoại lực cũng như của lực quán tính nhưng những tác động của lái xe lên hệ thống lái không thể loại bỏ hoàn toàn sự mất ổn định của xe. Nhưng đối với một chiếc xe có trang bị hệ thống điều khiển, góc quay vòng mà lái xe nhận biết được đã được thêm vào tín hiệu đầu vào của hệ thống điều khiển, để đảm bảo sự quay vòng chính xác của ôtô. Những chuyển động trên vôlăng, để điều chỉnh lực của gió của những chiếc xe thông thường lớn gấp khoảng từ 6 đến 7 lần so với những chiếc xe được trang bị hệ thống điều khiển. Nếu những lái xe điều khiển hai

chiếc xe này với cùng góc quay vòng của vô lăng như trong hình 17, trên thực tế chúng sẽ quay vòng như nhau. Nhưng sự thuận tiện của người điều khiển chiếc xe có hệ thống điều khiển là tốt nhất ngay cả khi cần đến một sự chính xác nhỏ nhất.

Điều khiển vô lăng từ những tín hiệu đầu vào

Thực hiện mô phỏng cho phương tiện ở một vận tốc cao hơn (40m/s) khi vào vòng cua chỉ ra rằng những chiếc xe thông thường bị mất ổn định nhanh hơn là những chiếc xe được điều khiển bởi vì chúng phản ứng nhanh hơn sau khi có sự quay vòng của vô lăng.

Thực hiện mô phỏng cho những đoạn đường có hệ số bám thấp (0,3) chỉ cho chúng ta thấy một cách rõ ràng rằng lực ngang của phương tiện là không thỏa mãn, không cả với các xe thông thường lẫn những chiễc xe có hệ thống điều khiển theo những phản ứng của góc quay. Tất nhiên cả hai hệ thống đều không điều khiển được trong những điều kiện như vậy. Tuy nhiên, vận tốc lắc bắt đầu giảm xuống theo bán kính góc quay vòng và mức độ bám đường của tuyến đường này.

Sự phản ứng lại của tỉ lệ lắc ngang và sự trượt của phương tiện biến đổi trong một khoảng rộng bởi sự khác nhau về vận tốc của phương tiện cũng như mức độ bám dính của mặt đường.

Tăng tính ổn định

Ở sự mô phỏng cuối cùng, những kết quả chỉ ra rằng những chiếc xe thông thường mất ổn định nhanh hơn là những chiếc xe được điều khiển khi có sự tác dụng do những lực gió ngang và hệ số bám bị giảm. Hình vẽ 24 và 25 chỉ ra rằng những chiếc xe thông thường sẽ bị mất ổn định khi hệ số bám α = 0,3 và những chiếc xe có hệ thống điều khiển sẽ mất ổn định khi mà hệ số bám α = 0,2 trong cùng một điều kiện.

Điều đó chỉ ra rằng hệ thống điều khiển tăng vùng ổn định của phương tiện khi mà không có tác dụng của lái xe lên vô lăng.

Những mục tiêu liệu có thể đạt được?

Những mục tiêu của báo cáo này là :

Những khác biệt đặc trưng của sự tương tác giữa hệ thống điều khiển, sự lái xe không danh nghĩa và lái xe trong những điều kiện giới hạn.

Để sự phản ứng lại của sự điều khiển có định mức của cả hai hệ thống là tương đối đồng nhất, nhưng để những trường hợp khác những định mức này những sai khác được thể hiện rõ rang. Những mô phỏng đã chỉ ra rằng chuyển động lắc theo tỉ lệ góc quay của vô lăng càng gần với một vài tình huống như là khi thay đổi làn đường đột ngột ở tốc độ cao, khi mà hệ số bám nhỏ, hệ thống điều khiển sẽ quản lý

độ lắc ngang theo góc quay của vôlăng khi có tác dụng của lực gió ngang. Trong trường hợp này, tỉ lệ lắc ngang phản ánh rất đồng nhất trong cả hai hệ thống.

Thiết lập nếu hệ thống được xem như tương tác trong cùng thời điểm với lái xe.

Người ta có thể thiết lập rằng hệ thống điều khiển tác động nhanh gấp hai lần lái xe khi có tác dụng của lực gió ngang. Nhưng phải chú ý rằng hệ thống điều khiển, phần lớn những tín hiệu chỉ được thiết lập sau khoảng thời gian tác độngcủa lái xe. Những sự chính xác này được thực hiện bởi sự chỉnh sửa trong hệ thống điều khiển có khả năng xử lý các tín hiệu để hạn chế sự mất cân băng của phương tiện. Theo ý kiến của chúng tôi, hệ thống điều khiển có thể sử dụng được để kéo dài thời gian phản ứng lại những rối loạn.

Có một hệ thống đảm bảo trạng thái cân bằng, loại bỏ hay giảm bớt những rối loạn

Hệ thống này rõ ràng giảm bớt tác dụng của những rối loạn của lực gió ngang, nhưng luôn tồn tại một sai sót nhỏ trong trạng thái cân bằng. Điều này dễ dàng được loại bỏ bằng cách thay đổi bộ lọc W trong vòng phản hồi. Nhưng một sai sót nhỏ không phải là một vấn đề lớn bởi sự điều chỉnh chính xác của lái xe.

Chứng minh sự tăng lên của vùng ổn định

Người ta đã chứng minh được rằng những chiếc xe có hệ thống điều khiển khó mất ổn định hơn là những chiếc xe thông thường.

Trong một số trường hợp, mặc dù có lực gió ngang, ở mức độ bám dính kém của đường, chiếc xe có hệ thống điều khiển vẫn có thể hoạt động được.Ngay cả khi ở vận tốc cao hơn vận tốc quy ước, hệ thống điều khiển của xe chỉ ra tính có thể kiểm soát hơn hẳn chiếc xe thông thường.