Nghiên cứu điều khiển tỷ số truyền hệ thống lái: Tóm tắt luận án tiến sĩ kỹ thuật, tăng ổn định quỹ đạo chuyển động ô tô

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI

----------***----------

NGUYỄN ANH TUẤN

NGHIÊN CU ĐIU KHIN T S TRUYN

H THNG LI NHM TĂNG N ĐNH QU ĐO

CHUYN ĐNG CA Ô TÔ

Chuyên ngành: Kỹ thuật ô tô - máy kéo

Ngành: Cơ khí động lực

Mã số: 95.20.116

TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

HÀ NỘI - 2018

Công trình được hoàn thành tại:

Trường Đại học Giao thông Vận Tải

Người hướng dẫn khoa học:

1. PGS.TS. Đào Mạnh Hùng

2. TS. Nguyễn Khắc Huân

Phản biện 1: PGS.TS. Bùi Hải Triều

Phản biện 2: GS.TS. Vũ Đức Lập

Phản biện 3: PGS.TS. Lưu Văn Tuấn

Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá Cấp Trường

họp tại Trường Đại Học Đại học Giao thông Vận Tải vào hồi

……. ngày...… tháng … năm 201….

Có thể tìm hiểu luận án tại:

- Thư viện Quốc gia, Hà Nội

- Thư viện Trường Đại học Đại học Giao thông Vận Tải

MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết của đề tài

Hệ thống lái là một trong những hệ thống quan trọng của ô tô, có chức năng thay

đổi và ổn định hướng khi ô tô chuyển động, do đó giữ vai trò quyết định đến tính an

toàn chuyển động của ô tô. Hệ thống lái tích cực AFS (Active Front Steering) giúp

người lái kiểm soát được các tình huống mất ổn định, nâng cao tính an toàn chuyển

động của ô tô.

Hệ thống lái tích cực là một trong các công nghệ mới được ứng dụng trong ngành ô

tô. Tại Việt Nam cho tới nay đã có một vài đề tài đề cập đến ảnh hưởng của hệ thống lái

đến quỹ đạo chuyển động của ô tô, tuy nhiên các hướng nghiên cứu mới tập trung chủ

yếu vào các hệ thống lái có trợ lực chứ chưa đầu tư nghiên cứu sâu về hệ thống lái tích

cực. Xuất phát từ các yêu cầu thực tế trên, nghiên cứu sinh đã chọn đề tài: “Nghiên cu

điu khin t s truyn h thng li nhm tăng n đnh qu đo chuyn đng ca ô

tô” nhằm góp phần tạo dựng cơ sở lý thuyết và kiểm nghiệm trên mô hình bán thực

nghiệm phục vụ cho việc đánh giá chất lượng của sản phẩm được thiết kế, chế tạo, hoàn

thiện bộ điều khiển điện tử trên hệ thống lái tích cực nói chung.

2. Mục tiêu nghiên cứu

+ Xây dựng mô hình động lực học của ô tô

+ Xây dựng mô hình động lực học hệ thống lái tích cực

+ Xây dựng thuật toán, thiết kế bộ điều khiển t số truyền hệ thống lái nhằm

ổn định quỹ đạo chuyển động của ô tô và được kiềm chứng bằng mô hình bán thực

nghiệm

3. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu của đề tài: là hệ thống lái tích cực trên ô tô con

Phạm vi nghiên cứu của đề tài:

+ Đề tài chỉ nghiên cứu điều khiển thay đổi t số truyền góc của hệ thống lái

+ Tiến hành thực nghiệm trên mô hình bán thực nghiệm với các chế độ quay

vòng ổn định, chuyển làn, chuyển động thẳng vận tốc thay đồi và khi có gió ngang

4. Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu của luận án là nghiên cứu lý thuyết kết hợp với thực nghiệm.

5. Nội dung và bố cục của luận án

Xuất phát từ mục đích, đối tượng, phạm vi và phương pháp nghiên cứu, bố cục

của luận án gồm có bốn chương như sau:

Chương 1: Tổng quan về vấn đề nghiên cứu

Chương 2: Xây dựng mô hình động lực học ô tô và hệ thống lái.

Chương 3: Thiết kế bộ điều khiển và khảo sát chuyển động của ô tô với hệ thống

lái tích cực.

Chương 4: Nghiên cứu thực nghiệm.

CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1. Tổng quan về ổn định quỹ đạo chuyển động của ô tô

1.1.1. Khái quát về an toàn chuyển động

An toàn chuyển động là những giải pháp kỹ thuật đảm bảo cho ô tô và người

ngồi trên xe an toàn trong quá trình chuyển động, đây là một trong những vấn đề

đang được rất nhiều các nhà khoa học nghiên cứu hiện nay. An toàn chuyển động có

thể được chia thành hai loại là an toàn thụ động và chủ động.

1.1.2. Ổn định quỹ đạo chuyển động của ô tô

* Mất ổn định hướng khi quay vòng

Khi ô tô quay vòng, do ảnh hưởng của sự biến dạng bên của lốp, bán kính quay vòng

thực tế của ô tô có thể khác với bán kính quay vòng mong muốn của người điều khiển,

dẫn đến mất ổn định quỹ đạo chuyển động gây nguy hiểm cho người và phương tiện.

* Mất ổn định hướng do tác dụng của gió ngang

Khi ô tô đang chuyển động thẳng, giá trị lực gió ngang lớn sẽ làm các lốp xe bị

biến dạng bên và lăn lệch khỏi hướng chuyển động thẳng.

* Mất ổn định hướng khi phanh

Hiện tượng mất ổn định quỹ đạo chuyển động còn có thể xảy ra khi ô tô phanh

gấp trên đường có hệ số bám không đều giữa hai bên bánh xe hoặc bánh xe giữa các

cầu bị bó cứng không đồng thời.

1.1.3. Tỷ số truyền của hệ thống lái

* Tỷ số truyền góc

T số truyền góc của cơ cấu lái là t số giữa góc quay vành lái và góc quay bánh xe

dẫn hướng





Trong đó: δsw là góc quay vành lái

δFW là góc quay bánh xe dẫn hướng

* Tỷ số truyền lực

Là tổng t số giữa mô men cản quay vòng tác dụng lên bánh xe dẫn hướng

và mômen đặt lên vành lái cần thiết để khắc phục lực cản quay vòng.



Trong đó:

TFW - mô men tác dụng lên bánh xe dẫn hướng

Tsw - mô men đặt lên vành lái

1.2. Tình hình nghiên cứu ngoài và trong nước

1.2.1. Tình hình nghiên cứu ngoài nước

Đối với hệ thống lái tích cực (Active Steering), các công trình nghiên cứu trên

thế giới tập trung vào các hướng sau:

- Hướng th nhất: Nghiên cứu và thiết lập mô hình động lực học của ô tô với

hệ thống lái tích cực để ổn định quỹ đạo tiêu biểu là các công trình như: Sylvain

Tardy đã nghiên cứu ổn định chuyển động của ô tô với hệ thống lái tích cực với phần

mềm CarMaker Simulations.

- Hướng th hai: Nghiên cứu thay đổi t số truyền khi xe thay đổi tốc độ của

các tác giả Wolfgang Reinelt, Katsuhiko Satoh… đã phát triển hệ thống điều khiển

hệ thống lái tích cực.

- Hướng th ba: Nghiên cứu về cơ cấu chấp hành của hệ thống lái tích cực như

cơ cấu bánh răng hành tinh, mô tơ trợ lực lái của Willy Klier và Wolfgang Reinelt

và Bjoern Avak

- Hướng th tư: Các nghiên cứu về bộ điều khiển của hệ thống lái tích cực tiêu

biểu như công trình của Masao Nagai và FengYing

Tuy nhiên, sự hiểu biết của chúng ta về các công nghệ này chưa thật sự hoàn

thiện vì các công trình nghiên cứu của các tác giả chỉ công bố công bố một phần

hoặc không công bố nên việc tiếp cận các công nghệ trên là rất khó khăn.

1.2.2. Tình hình nghiên cứu trong nước

Liên quan đến hệ thống lái và quỹ đạo chuyển động của ô tô, trong nước cũng đã

có một số tác giả quan tâm nghiên cứu.

Đỗ Sanh cùng các cộng sự đã biên soạn tài liệu về động học, động lực học, trong

đó đã khảo sát động học quay vòng của ô tô ở tốc độ cao.

Nguyễn Khắc Trai đã cho xuất bản tài liệu sách về tính điều khiển và quỹ

đạo chuyển động của ô tô.

Đào Mạnh Hùng đã làm rõ hơn mối quan hệ tác động giữa bánh xe và mặt đường

của ô tô tải ở Việt Nam.

Nguyễn Tuấn Anh đã giới thiệu bộ điều khiển tối ưu hệ thống lái tích cực ô tô

trên tạp chí giao thông vận tải và tiến hành đánh giá chất lượng bộ điều khiển trong

trường hợp có tác động của gió ngang.

Tóm lại, các đề tài nghiên cứu trong nước những năm gần đây mới chỉ dừng lại

ở mức phân tích động học và động lực học hệ thống lái thông thường, hệ thống lái

tích cực chưa được nghiên cứu sâu sắc để đánh giá hiệu quả và tác động đối với quá

trình chuyển động của ô tô.

1.3. Kết luận chương 1

Chương 1 đã khái quát tiến trình phát triển của các hệ thống lái trên ô tô để thấy

được vị trí và vai trò của hệ thống lái tích cực.

Qua nghiên cứu các công trình liên quan đến đề tài trong, ngoài nước: ổn định

quỹ đạo chuyển động của ô tô, mối quan hệ giữa tốc độ xe và t số truyền, cơ cấu

chấp hành, bộ điều khiển của hệ thống lái tích cực cho thấy nghiên cứu điều khiển

t số truyền hệ thống lái nhằm tăng ổn định quỹ đạo chuyển động của ô tô là hướng

nghiên cứu mang nhiều tính mới, khả thi, có ý nghĩa khoa học cao nhằm từng bước

làm chủ kỹ thuật, công nghệ hiện đại theo xu thế nội địa hóa sản phẩm và phát triển

công nghiệp phụ trợ cho ngành ô tô Việt Nam.

Tóm tắt Luận án tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu điều khiển tỷ số truyền hệ thống lái nhằm tăng ổn định quỹ đạo chuyển động của ô tô

Chủ đề:

Tài liệu liên quan

Tài liêu mới

AI tóm tắt

Giới thiệu tài liệu

Đối tượng sử dụng

Từ khoá chính

Nội dung tóm tắt

Hỗ trợ

Phương thức thanh toán

Theo dõi chúng tôi