6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài:
5.1.1. Mô tả các chức năng trên bảng điều khiển Panel:
5.1.1.1. Màn hình hiển thị LCD:
Cho phép người sử dụng theo dõi diễn biến của quá trình hệ thống trợ lực lái làm việc. Màn hình LCD cho phép quan sát các thông số sau:
- Dòng 1: hiển thị giá trị điện áp hồi về từ hai cảm biến mômen lái dưới dạng điện áp. Ở trạng thái không tác động lực vào vành tay lái thì giá trị của hai cảm biến này từ: 2,3 V – 2,7 V.
- Dòng 2: bên trái cho phép người sử dụng quan sát giá trị của mômen lái được chuyển đổi về đơn vị Nm; bên phải của dòng này người sử dụng có thể quan sát được trạng thái hiện thời của quá trình đánh lái:
+ Vô lăng lái đang tự do, không có tác động quay lái: không hiển thị. + Vô lăng quay trái: hiển thị “Left”.
+ Vô lăng quay phải: hiển thị “Right”.
- Dòng 3: hiển thị giá trị mô phỏng của vận tốc xe với đơn vị Km/h.
- Dòng 4: hiển thị độ lớn của dòng điện trợ lực với đơn vị Ampe (A). Khi không có trợ lực thì dòng này hiển thị “Not Suppo” (không trợ lực).
Hình 5.1. Hiển thị của màn hình LCD khi hệ thống không quay lái
Hình 5.2. Hiển thị của màn hình LCD khi hệ thống làm việc có trợ lực lái
5.1.1.2. Các lựa chọn trên Panel điều khiển:
Trên panel của mô hình có các lựa chọn sau:
Hình 5.3. Các lựa chọn trên Panel điều khiển
Đèn Led báo trạng thái hệ thống Công tắc chọn chế độ Dãy công tắc đánh lỗi Pan Nút nhấn Reset đưa điện áp hồi về từ cảm biến về giá trị lý thuyết 2,5 V
Volume thay đổi mức tải tác động
Volume thay đổi tốc độ xe
- Đèn Led: hiển thị chế độ làm việc của hệ thống. Đèn sẽ sáng liên tục khi hệ thống làm việc bình thường; nếu xuất hiện lỗi thì đèn sẽ sáng nhấp nháy.
- Công tắc lựa chọn chế độ có hai vị trí: chế độ làm việc không có trợ lực (chuyển sang trái) và chế độ làm việc với động cơ trợ lực (chuyển sang phải). Mục đích của công tắc này cho phép người thao tác có khả năng so sánh trực quan mô men đánh lái trong hai chế độ làm việc có trợ lực và không trợ lực. Người thao tác có thể quan sát trực tiếp trên màn hình LCD giá trị của mô men đánh lái hoặc có thể đọc trên màn hình máy tính khi có kết nối máy tính. Kết quả trên màn hình máy tính được thể hiện dưới cả hai dạng đồ thị và biểu bảng giúp người đọc có thể đánh giá rõ ràng hơn mô men lái trong hai trường hợp.
- Nút nhấn Reset: có chức năng tương tự như chức năng hiệu chỉnh không của bộ trợ lực lái. Khi tác động vào nút nhấn này thì các giá trị điện áp hồi về từ các cảm biến sẽ trả về đúng giá trị cài đặt lí thuyết của bộ điều khiển, các giá trị hồi về là giá trị trong trạng thái vành tay lái không chịu tác dụng lực (từ người lái hoặc từ cơ cấu lái tác động ngược lên cảm biến). Giá trị chuẩn sau khi nhấn nút Reset là 2,5 V.
- Volume chỉnh tải: cho phép hiệu chỉnh mức tải từ dẫn động lái tác dụng lên vành tay lái khi đánh lái. Tùy theo vị trí của volume mà giá trị dòng điện đi qua cuộn hút li hợp điện từ là lớn hay nhỏ và như vậy lực cản tác động tác động lên vành tay lái cũng lớn hay nhỏ. Giá trị dòng điện có khả năng thay đổi từ: 0 – 2,5 A.
- Volume điều chỉnh vận tốc xe: cho phép tạo tín hiệu mô phỏng giá trị vận tốc hồi về của bánh xe. Với chức năng này, tùy thuộc vào giá trị hồi về từ cảm biến, vi điều khiển sẽ lựa chọn các bản đồ khác nhau theo vận tốc lái để điều khiển dòng điện cho động cơ trợ lực. Như vậy, cùng một giá trị mô men cản, nếu vận tốc xe khác nhau thì giá trị dòng điện của động cơ trợ lực cũng sẽ khác nhau.
- Jack kiểm tra: với các jack này người học sẽ dễ dàng kiểm tra trạng thái các chân của cảm biến mô men xoắn bằng đồng hồ vạn năng. Thứ tự của các jack từ trái qua phải lần lượt như sau:
+ Jack 1: chân hồi về điện áp dương cấp cho cảm biến. Trường hợp bình thường điện áp đo được trong khoảng 7,5 tới 8,5 V:
+ Jack 2: hồi về chân mass của cảm biến mô men xoắn. Trường hợp bình thường trở kháng của chân này với mass chung của hệ thống nhỏ hơn 1Ω
+ Jack 3: hồi về giá trị cảm biến mô men xoắn thứ nhất. Trường hợp bình thường giá trị này sẽ dao động trong khoảng 2,3 tới 2,7 V; khi quay trái thì thay đổi trong khoảng từ 0,3 tới 2,5 V; khi quay phải thay đổi trong khoảng từ 2,5 tới 4,7 V.
+ Jack 4: hồi về giá trị cảm biến mô men xoắn thứ hai. Trường hợp bình thường giá trị này sẽ dao động trong khoảng 2,3 tới 2,7 V; khi quay trái thì thay đổi trong khoảng 0,3 tới 2,5 V; khi quay phải sẽ thay đổi trong khoảng từ 2,5 tới 4,7 V.
Hình 5.4. Jack cho phép kiểm tra tình trạng cảm biến mô men trên Panel điều khiển
+ Các công tắc đánh Pan: trên Panel có 6 công tắc đánh pan. Vị trí của các công tắc khi động cơ làm làm việc bình thường thì bật về bên trái off. Khi cần mô phỏng pan để thấy được mã lỗi của hư hỏng tương ứng, ta bật công tắc về bên phải, lúc này đèn báo tín hiệu sẽ nhấp nháy. Đồng thời mã lỗi sẽ hiển thị trên màn hình LCD. Các pan điển hình được lựa chọn gồm:
Tạo pan Hở mạch chân IG của ECU – EPS: C1552/52
Tạo pan Hở mạch chân PIG của ECU – EPS: C1554/54
Tạo pan Hở mạch chân TRQV của cảm biến mô men: C1514/14
Tạo pan Hở mạch chân TRQ1 của cảm biến mô men: C1511/11
Tạo pan Hở mạch chân TRQ2 của cảm biến mô men: C1512/12
Tạo pan Hở mạch chân TRQG của cảm biến mô men: C1514/14 Dương nguồn cảm biến mass nguồn cảm biến cảm biến 1 cảm biến 2
Ngoài ra, trên mô hình còn cho phép kiểm tra trực tiếp các giá trị như điện áp nguồn điều khiển hay kiểm tra trạng thái kỹ thuật của động cơ trợ lực bằng đồng hồ volt kế hoặc đo trở kháng.
5.1.2.Thử nghiệm vận hành mô hình: 5.1.2.1. Công tác chuẩn bị: 5.1.2.1. Công tác chuẩn bị:
- Ắc quy: phải đảm bảo được sạc đầy, ắc quy nguồn có điện áp danh định là 12 V và dung lượng cần lớn hơn 10Ah.
- Chuẩn bị đồng hồ vạn năng: cho phép thao tác thực tập kiểm tra các thành phần của hệ thống trợ lực.
- Kiểm tra vị trí của aptômat nguồn ở vị trí cắt, kết nối dây nguồn của hệ thống vào ắc quy phải lưu ý nối đúng màu dây với cực tính của ắc quy.
- Kiểm tra vị trí của các công tắc đánh pan đang ở vị trí off và công tắc chọn chế độ đang ở vị trí không trợ lực.
- Kết nối dây từ hệ thống trợ lực lên máy tính, chương trình thu thập số liệu đã sẵn sàng.
5.1.2.2. Vận hành thiết bị:
- Bật aptômat nguồn, đèn Led sẽ báo sáng liên tục và lúc này các công tắc sử dụng để tạo lỗi đang ở đúng vị trí yêu cầu.
- Kiểm tra các giá trị hồi về từ các cảm biến trên LCD. Lúc này giá trị từ hai cảm biến mô men lái xắp xỉ 2,5 V; tốc độ xe bằng không.
- Nhấn nút Reset trả giá trị hai cảm biến về 2,5 V.
- Nhấn nút connect từ chương trình thu thập dữ liệu trên máy tính.
- Đánh tay lái, quan sát các thông số từ LCD và phần mềm trên máy tính, lần lượt thử nghiệm mô hình ở các chế độ sau:
+ Xe đứng yên, không có hỗ trợ trợ lực khi đánh lái: công tắc chọn chế độ đặt ở bên trái, không gây tải từ dẫn động lái lên vành tay lái: xoay volume gây tải hết về bên trái, ngược chiều kim đồng hồ.
+ Xe đứng yên, không có hỗ trợ trợ lực khi đánh lái: công tắc chọn chế độ đặt ở bên trái, thay đổi tải từ dẫn động lái lên vành tay lái: xoay volume gây tải dần về phía bên phải, theo chiều kim đồng hồ.
+ Xe đứng yên, có hỗ trợ trợ lực khi đánh lái: công tắc chọn chế độ đặt ở bên phải, không gây tải từ dẫn động lái lên vành tay lái: xoay volume gây tải hết về bên trái, ngược chiều kim đồng hồ.
+ Xe đứng yên, có hỗ trợ trợ lực khi đánh lái: công tắc chọn chế độ đặt ở bên phải, thay đổi tải từ dẫn động lái lên vành tay lái: xoay volume gây tải dần về phía bên phải, theo chiều kim đồng hồ.
+ Có hỗ trợ trợ lực khi đánh lái, vừa thay đổi tải vừa thay đổi tốc độ xe: thay đổi giá trị volume bên phải.
5.2. Kết quả thử nghiệm mô hình:
- Trường hợp 1: Xe đứng yên, không có hỗ trợ trợ lực khi đánh lái, không gây tải từ dẫn động lái lên vành tay lái.
STT Hướng quay lái Momen lái Tốc độ xe Dòng điện trợ lực Thời gian 69 Quay phải 2.63 0 0 9:44:34 PM 70 Quay phải 2.41 0 0 9:44:34 PM 71 Quay phải 2.57 0 0 9:44:34 PM 72 Quay phải 2.6 0 0 9:44:35 PM 73 Quay phải 2.71 0 0 9:44:35 PM 74 Quay phải 2.46 0 0 9:44:35 PM 75 Quay phải 2.63 0 0 9:44:35 PM 76 Quay phải 2.63 0 0 9:44:35 PM 77 Quay phải 2.63 0 0 9:44:35 PM 78 Quay phải 2.6 0 0 9:44:35 PM 79 Quay phải 2.36 0 0 9:44:35 PM 80 Quay phải 2.38 0 0 9:44:35 PM 81 Quay phải 2.52 0 0 9:44:35 PM 82 Quay phải 2.65 0 0 9:44:35 PM
Hình 5.6. Dữ liệu biểu bảng đã xuất sang excel trường hợp 1
- Trường hợp 2: Xe đứng yên, không có hỗ trợ trợ lực khi đánh lái, thay đổi tải từ dẫn động lái lên vành tay lái.
STT Hướng quay lái Momen lái Tốc độ xe Dòng điện trợ lực Thời gian 110 Quay phải 4.15 0 0 9:47:38 PM 111 Quay phải 3.9 0 0 9:47:38 PM 112 Quay phải 3.79 0 0 9:47:38 PM 113 Quay phải 4.12 0 0 9:47:38 PM 114 Quay phải 4.15 0 0 9:47:39 PM 115 Quay phải 4.25 0 0 9:47:39 PM 116 Quay phải 4.12 0 0 9:47:39 PM 117 Quay phải 3.44 0 0 9:47:39 PM … 146 Quay trái -4.09 0 0 9:47:42 PM 147 Quay trái -3.9 0 0 9:47:42 PM 148 Quay trái -3.39 0 0 9:47:42 PM 149 Quay trái -3.85 0 0 9:47:42 PM 150 Quay trái -3.85 0 0 9:47:42 PM 151 Quay trái -3.82 0 0 9:47:42 PM 152 Quay trái -3.82 0 0 9:47:42 PM 153 Quay trái -3.52 0 0 9:47:43 PM
Hình 5.8. Dữ liệu biểu bảng đã xuất sang excel trường hợp 2
- Trường hợp 3: Xe đứng yên, có hỗ trợ trợ lực khi đánh lái, không gây tải từ dẫn động lái lên vành tay lái.
STT Hướng quay lái Momen lái Tốc độ xe Dòng điện trợ lực Thời gian 26 Quay phải 2.6 0 10.5 9:57:19 PM 27 Quay phải 0.89 0 10.5 9:57:19 PM 28 Quay phải 2.08 0 17.4 9:57:19 PM 29 Quay phải 0.62 0 17.4 9:57:19 PM 30 Quay phải 0.37 0 17.4 9:57:19 PM 31 Quay phải 1.6 0 17.4 9:57:19 PM … 68 Quay trái -1.92 0 0 9:57:24 PM 69 Quay trái -0.46 0 0 9:57:24 PM 70 Quay trái -1.65 0 -13.4 9:57:24 PM 71 Quay trái -0.4 0 -13.4 9:57:24 PM 72 Quay trái -1.16 0 -13.4 9:57:24 PM 73 Quay trái -1.68 0 -13.4 9:57:24 PM 74 Quay trái -0.89 0 -13.4 9:57:24 PM 75 Quay trái -1.32 0 -13.4 9:57:25 PM
Hình 5.10. Dữ liệu biểu bảng đã xuất sang excel trường hợp 3
- Trường hợp 4: Xe đứng yên, có hỗ trợ trợ lực khi đánh lái, thay đổi tải từ dẫn động lái lên vành tay lái.
STT Hướng quay lái Momen lái Tốc độ xe Dòng điện trợ lực Thời gian 57 Quay phải 2.98 0 19.7 9:51:11 PM 58 Quay phải 0.21 0 19.7 9:51:11 PM 59 Quay phải 0.94 0 19.7 9:51:11 PM 60 Quay phải 3.6 0 19.7 9:51:12 PM 61 Quay phải 0.81 0 19.7 9:51:12 PM 62 Quay phải 3.87 0 0 9:51:12 PM … 205 Quay trái -2.25 0 -22 9:51:31 PM 206 Quay trái -1.7 0 -22 9:51:31 PM 207 Quay trái -2.71 0 -22 9:51:31 PM 208 Quay trái -2.52 0 -22 9:51:31 PM 209 Quay trái -1.68 0 -22 9:51:31 PM
Hình 5.12. Dữ liệu biểu bảng đã xuất sang excel trường hợp 4
- Trường hợp 5: Có hỗ trợ trợ lực khi đánh lái, vừa thay đổi tải vừa thay đổi tốc độ xe
STT Hướng quay lái Momen lái Tốc độ xe Dòng điện trợ lực Thời gian 38 Quay phải 2.14 200 9.3 10:04:57 PM 39 Quay phải 0.73 200 9.3 10:04:58 PM 40 Quay phải 0.54 199 10.4 10:04:58 PM 41 Quay phải 0 200 10.4 10:04:58 PM 42 Quay phải 2 200 10.4 10:04:58 PM 43 Quay phải 1 199 10.4 10:04:58 PM … 52 Quay trái -1.68 200 -12.1 10:04:59 PM 53 Quay trái -0.35 200 -12.1 10:04:59 PM 54 Quay trái -1.6 200 -12.1 10:04:59 PM 55 Quay trái -2 200 -12.1 10:04:59 PM 56 Quay trái 0 200 -12.1 10:04:59 PM 57 Quay trái -1.41 199 -12.1 10:05:00 PM 58 Quay trái -0.21 199 -12.1 10:05:00 PM
Hình 5.14. Dữ liệu biểu bảng đã xuất sang excel trường hợp 5
tải = 0, V xe = 199 Km/h
Hình 5.15. Dữ liệu đồ thị trường hợp 5:
STT Hướng quay lái Momen lái Tốc độ xe Dòng điện trợ lực Thời gian 37 Quay phải 3.2 200 11.8 9:54:30 PM 38 Quay phải 2.98 200 16.9 9:54:30 PM 39 Quay phải 0.13 200 16.9 9:54:30 PM 40 Quay phải 1.43 200 16.9 9:54:30 PM 41 Quay phải 3.09 200 16.9 9:54:30 PM 42 Quay phải 0.24 200 16.9 9:54:30 PM 43 Quay phải 1.79 200 16.9 9:54:31 PM 44 Quay phải 1.92 200 16.9 9:54:31 PM 45 Quay phải 3.87 200 18.4 9:54:31 PM … 102 Quay trái -2.84 200 -14.9 9:54:38 PM 103 Quay trái -2.6 200 -16.7 9:54:38 PM 104 Quay trái -0.81 200 -16.7 9:54:38 PM 105 Quay trái -1.16 200 -16.7 9:54:39 PM 106 Quay trái -2.46 200 -16.7 9:54:39 PM 107 Quay trái -2.19 200 -16.7 9:54:39 PM 108 Quay trái -2.95 200 -16.7 9:54:39 PM
Hình 5.16. Dữ liệu biểu bảng đã xuất sang excel trường hợp 6
tải = max, V xe = 200 Km/h
Nhận xét:
- Mô hình làm việc đúng theo yêu cầu đã đặt ra, thể hiện đầy đủ các thông số cơ bản phản ánh khách quan quá trình làm việc của hệ thống.
- Phản ánh rõ ràng sự thay đổi của mô men lái khi thay đổi tải tác động từ dẫn động lái lên vành tay lái. Khi tăng tải tác động thì mô men đánh lái cũng tăng dần.
- Quá trình làm việc khi có sự hỗ trợ của động cơ trợ lực và không trợ lực có thể quan sát rõ ràng trên màn hình LCD hoặc khi so sánh trên phần mềm máy tính. Khi có trợ lực thì mô men lái giảm rõ rệt và lực quay lái nhẹ.
- Sự ảnh hưởng của tốc độ xe cũng được thể hiện rõ trên các thiết bị hiển thị, khi tốc độ xe tăng thì mô men đánh lái cũng giảm theo sự tăng của tốc độ xe.
Chương 6: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI
6.1. Kết luận:
Sau thời gian thực hiện dựa theo các mục tiêu đề ra và điều chỉnh trong quá trình thực hiện đề tài. Các công việc đã làm được gồm có:
- Mô hình hệ thống lái ô tô trợ lực điện dựa trên cơ sở các thiết bị của xe Toyota Vios, sản xuất năm 2007.
- Mô hình được kết nối giao tiếp với máy tính.