Với giả thiết vận tốc dọc không đổi (𝑣𝑥 = 𝑥̇ = 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡; 𝑥̈ = 0), phương trình vi phân chuyển động của ô tô được rút gọn như sau:
𝑦̈ = −𝑚𝑣1 𝑥(𝐶𝑓+ 𝐶𝑟)𝑦̇ −𝑚𝑣1 𝑥(𝐿𝑓𝐶𝑓+ 𝐿𝑟𝐶𝑟)𝜃̇𝑉− 𝑣𝑥𝜃̇𝑉+𝐶𝑚𝑓𝜃𝐹𝑊−𝑅 (2.58) 𝜃̈𝑉 = −𝐼𝑧1𝑣 𝑥(𝐿𝑓2𝐶𝑓+ 𝐿𝑟2𝐶𝑟)𝜃̇𝑉−𝐼𝑧1𝑣 𝑥(𝐿𝑓𝐶𝑓 − 𝐿𝑟𝐶𝑟)𝑦̇ +𝐿𝑓𝑚𝐶𝑓𝜃𝐹𝑊−𝑅 (2.59)
Trong đó lực ngang tác dụng lên lốp được sử dụng như dưới đây:
𝐹𝑦𝑓 = 𝐶𝑓𝛼𝑓 = 𝐶𝑓(𝜃𝐹𝑊−𝑅−𝑦̇ + 𝐿𝑓𝜃̇𝑉
𝑣𝑥 ) (2.60)
𝐹𝑦𝑟 = 𝐶𝑟𝛼𝑟 = 𝐶𝑟(𝜃𝐹𝑊−𝑅−𝑦̇ − 𝐿𝑣 𝑟𝜃̇𝑉
𝑥 ) (2.61)
Với 𝑣𝑥: vận tốc dọc của xe; 𝐶𝑓, 𝐶𝑟: độ cứng lốp trước, sau khi quay vịng.
Phương trình (2.58) và (2.59) được sử dụng để khảo sát đổi hướng chuyển động cho xe ô tô với hệ thống lái SBW điện tử - thủy lực.
2.2.8 Bộ phận điện tử
Bộ phận điện tử cho hệ thống lái SBW điện tử - thủy lực bao gồm: Các bộ mã hóa tín hiệu (cảm biến đo góc quay), mạch điều khiển động cơ DCM1 (tạo cảm giác lái), mạch điều khiển động cơ DCM2 (chấp hành dẫn hướng), bộ điều khiển điện tử SBW (điều khiển động cơ chấp hành dẫn hướng và điều khiển tạo cảm giác lái), động cơ điện DCM1, DCM2 [28].
Cảm biến điện tử đo góc quay: Gắn trên vành lái và trục cơ cấu lái cung cấp tín hiệu vào cho bộ điều khiển SBW (mơ tả góc đánh lái, mơ men do tác động của lái xe, góc quay trục cơ cấu lái, mô men cản hệ thống theo thời gian).
Mạch điều khiển động cơ điện DC: Mạch điều khiển động cơ điện DCM1, DCM2 nhận tín hiệu được mã hóa từ bộ điều khiển để cung cấp điện áp phù hợp cho động cơ điện DCM1 (tạo mô men cản) và động cơ DCM2 (làm quay bánh răng trong bộ chấp hành) đáp ứng các chế độ hoạt động linh hoạt của hệ thống lái.
Bộ điều khiển điện tử SBW: Bao gồm mạch điều khiển động cơ DCM1 và mạch điều khiển động cơ DCM2. Bộ điều khiển này có nhiệm vụ xử lý các tín hiệu đầu vào (góc quay vành lái, mơ men vành lái, góc quay bánh xe dẫn hướng, mơ men cản của hệ thống) cho ra tín hiệu điều khiển đến mạch điều khiển động cơ để cung cấp dòng, điện áp phù hợp cho động cơ điện DCM1 và động cơ DCM2.
Bộđiều khiển trong hệ thống lái nghiên cứu có vai trị chủ yếu sau: - Điều khiển chấp hành dẫn hướng.
- Điều khiển tạo cảm giác lái.
2.3 Xây dựng sơ đồ khối mô phỏng động lực học hệ thống lái SBW điện tử - thủy lực thủy lực
2.3.1 Sơ đồ khối mô phỏng động lực học vành tay lái
Hình 2.13 biểu diễn sơ đồ khối của mơ hình động lực học cụm vành lái (bao gồm vành lái và động cơ điện DCM1) được xây dựng bằng phần mềm matlab/Simulink.