Mô Hình Dạy Học Hệ Thống Lái Trợ Lực Điện Qua LabVIEW

LÝ LỊCH KHOA HỌC

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

TÓM TẮT

ABSTRACT

MỤC LỤC

DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT

DANH SÁCH CÁC HÌNH

DANH SÁCH CÁC BẢNG

1. Chƣơng 1: TỔNG QUAN

1.1. Tổng quan chung về lĩnh vực nghiên cứu

1.2. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nƣớc

1.2.1. Tình hình nghiên cứu về hệ thống lái trên thế giới

1.3. Tình hình nghiên cứu trong vùng ASEAN và trong nước

1.4. Mục tiêu và đối tượng nghiên cứu

1.4.1. Mục tiêu nghiên cứu

1.4.2. Đối tượng nghiên cứu

1.5. Nhiệm vụ và phạm vi nghiên cứu của đề tài

1.5.1. Nhiệm vụ của đề tài

1.5.2. Phạm vi nghiên cứu

1.6. Phương pháp nghiên cứu

2. Chƣơng 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1. Tổng quan về hệ thống lái trợ lực

2.1.1. Công dụng hệ thống lái trợ lực:

2.1.2. Phân loại hệ thống lái trợ lực:

2.2. Hệ thống lái có trợ lực thủy lực

2.2.1. Cấu trúc tổng quát HTL trợ lực thuỷ lực:

2.2.2. Mô hình toán học HTL trợ lực thuỷ lực:

2.2.3. Đặc tính trợ lực lái:

2.2.4. Giải pháp điều khiển thay đổi hệ số trợ lực lái:

2.3. Hệ thống trợ lực thủy lực điều khiển điện điện tử

2.3.1. HTL trợ lực thủy lực với van điện từ lắp ở bơm trợ lực thực hiện điều khiển lưu lượng:

2.3.2. Hệ thống trợ lực thủy lực với van điện từ trên mạch dầu van trợ lực lái:

2.3.3. Hệ thống lái trợ lực thủy lực với van điện từ tại cửa vào ra (cửa P và cửa R) của van trợ lực:

2.3.4. Hệ thống lái trợ lực thủy lực với cách thay đổi tốc độ bơm trợ lực lái:

2.4. Hệ thống lái trợ lực điện – điện tử

2.4.1. Trợ lực trên trục lái:

2.4.2. Trợ lực trên cơ cấu lái:

2.5. Cảm biến trong hệ thống trợ lực lái Điện – Điện tử:

2.5.1. Cảm biến tốc độ đánh lái có 2 loại:

2.5.2. Cảm biến mô men lái có 3 loại:

2.5.3. Cảm biến tốc độ ô tô:

3. CHƢƠNG 3: PHẦN MỀM LABVIEW

3.1. Những khái niệm cơ bản

3.1.1. Giới thiệu chung:

3.1.2. VI (Virtual Instrument) - Thiết bị ảo

3.1.3. Front Panel và Block Diagram

3.2. Kỹ thuật lập trình trên LabVIEW

3.3. Các công cụ hỗ trợ lập trình

3.4. Các cấu trúc điều khiển luồng chương trình

3.4.1. Case & Sequence Structures:

3.5. SubVI và cách xây dựng subVI

3.5.1. Khái niệm SubVI

3.5.2. Xây dựng SubVI

3.5.3. Tạo một SubVI từ một VI:

3.5.4. Tạo một SubVI từ một phần của VI:

3.6. Xây dựng ứng dụng

3.7. Gỡ rối và sửa chương trình xây dựng trên LabVIEW

3.8. Xây dựng giao diện điều khiền trên máy tính

4. Chƣơng 4: THIẾT KẾ CARD GIAO TIẾP

4.1. Giới thiệu chung vi điều khiển

4.2. Cấu trúc phần cứng của họ vi điều khiển AVR

4.2.1. Tổng quan về kiến trúc

4.2.2. Các thanh ghi đa dụng

4.2.3. Cổng ra vào

4.2.4. Bộ nhớ SRAM

4.2.5. Cấu trúc ngắt

4.2.6. Bộ so sánh analog

4.2.7. Bộ biến đổi A/D bên trong

4.2.8. Bộ định thời watchdog bên trong

4.3. Giới thiệu vi điều khiển ATmega16 (AT90s4414/8515)

4.3.1. Mô tả chức năng các chân ATmega16

4.4. Giới thiệu vi điều khiển ATtmega8

4.4.1. Sơ đồ chân và sơ đồ khối của ATmega8

4.4.2. Mô tả chức năng các chân ATmega8

4.5. Thiết kế card giao tiếp giữa máy tính và mô hình

4.5.1. Sơ đồ giao tiếp giữa máy tính và mô hình:

4.5.2. Chuẩn giao tiếp:

5. Chƣơng 5: THIẾT KẾ, THI CÔNG MÔ HÌNH HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC ĐIỆN

5.1. Giới thiệu mô hình

5.2. Thiết kế các bộ phận chính trên mô hình

5.2.1. Bộ phận tạo mô men cản của mặt đường:

5.2.2. Trục lái trợ lực điện và cơ cấu dẫn động:

5.2.3. Bộ phận điều khiển:

5.3. Thiết kế các bộ phận chức năng trên mô hình hệ thống lái EPS

5.3.1. Bộ phận phát tín hiệu tốc độ động cơ:

5.3.2. Bộ phận phát tín hiệu tốc độ xe:

5.3.3. Cấu tạo cảm biến tốc độ bánh xe:

5.3.4. Hoạt động của cảm biến tốc độ bánh xe loại điện từ:

5.3.5. Cảm biến tốc độ bánh xe và sơ đồ truyền tín hiệu trên mô hình

5.4. Nguyên lý điều khiển trên mô hình EPS:

5.5. Hướng dẫn sử dụng mô hình

5.5.1. Điện áp sử dụng cho mô hình:

5.5.2. Vận hành mô hình:

5.5.3. Chuẩn bị thiết bị và kiểm tra:

5.5.4. Vận hành mô hình khi không kết nối với tính:

5.5.5. Vận hành mô hình khi kết nối với tính:

6. Chƣơng 6: THỰC NGHIỆM

6.1. Mục tiêu thực nghiệm

6.2. Thiết bị và dụng cụ thực nghiệm

6.3. Trình tự thực nghiệm

6.4. Tính toán và kiểm nghiệm mô men cản quay vòng tác dụng lên mô hình:

6.4.1. Tính toán mô men cản quay vòng cực đại Mc max:

6.4.2. Thực nghiệm giá trị mô men cản quay vòng cực đại MCmax

6.4.3. Tính toán mô men cản quay vòng MCmax trên xe TOYOTA Prius sản xuất 2004 - 2007

6.5. Tính toán kiểm nghiệm lực tác dụng lên vô lăng lái

6.6. Đánh giá kết quả thực nghiệm

6.7. Tính toán mô men trợ lực cực đại của motor trợ lực trên mô hình

7. Chƣơng 7: KẾT LUẬN - HƢỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI

7.1. Hướng phát triển của đề tài

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về hệ thống lái trợ lực điện

Hệ thống lái trợ lực điện (EPS) đã trở thành một phần quan trọng trong ngành công nghệ ô tô hiện đại. Với sự phát triển nhanh chóng của công nghệ, EPS không chỉ giúp cải thiện khả năng điều khiển mà còn giảm thiểu tiêu thụ nhiên liệu. Theo nghiên cứu, EPS có thể tiết kiệm từ 5% đến 8% nhiên liệu so với hệ thống lái trợ lực thủy lực (HPS). Hệ thống này hoạt động dựa trên năng lượng từ ắc quy, cho phép điều chỉnh lực trợ lực theo điều kiện lái xe. Điều này không chỉ nâng cao hiệu suất mà còn đảm bảo an toàn cho người lái. EPS có khả năng tích hợp nhiều thông số vào mạch điều khiển, giúp quản lý hệ thống hiệu quả hơn. Tuy nhiên, việc áp dụng công nghệ điện tử cũng làm cho hệ thống trở nên phức tạp hơn, yêu cầu người dùng phải chăm sóc hệ thống điện một cách cẩn thận.

II. Mô hình dạy học hệ thống lái trợ lực điện qua LabVIEW

Mô hình dạy học hệ thống lái trợ lực điện được thiết kế để hỗ trợ việc giảng dạy và học tập trong ngành công nghệ ô tô. Phần mềm LabVIEW được sử dụng để mô phỏng các thông số và trạng thái hoạt động của hệ thống lái. Mô hình này không chỉ giúp sinh viên hiểu rõ hơn về cấu trúc và hoạt động của EPS mà còn tạo điều kiện cho việc thực hành và kiểm nghiệm. Qua việc sử dụng LabVIEW, sinh viên có thể quan sát và điều chỉnh các thông số như điện áp của cảm biến mô men và khả năng trợ lực của motor. Điều này giúp sinh viên có cái nhìn thực tế về cách mà các hệ thống lái hoạt động trong điều kiện thực tế.

III. Thiết kế và kiểm nghiệm mô hình

Thiết kế mô hình hệ thống lái trợ lực điện bao gồm việc tính toán và chế tạo các bộ phận chính như bộ tạo mô men cản và cảm biến tốc độ. Mô hình được xây dựng dựa trên hệ thống lái của xe TOYOTA Prius, cho phép điều chỉnh mô men cản theo tốc độ hoạt động của xe. Việc kiểm nghiệm mô hình là một phần quan trọng để đảm bảo rằng các thông số hoạt động đúng theo thực tế. Các thí nghiệm được thực hiện để đánh giá hiệu suất của mô hình, từ đó điều chỉnh các thông số cho phù hợp. Kết quả kiểm nghiệm cho thấy mô hình hoạt động ổn định và có thể được sử dụng hiệu quả trong giảng dạy.

IV. Giá trị và ứng dụng thực tiễn

Mô hình dạy học hệ thống lái trợ lực điện qua LabVIEW không chỉ mang lại giá trị giáo dục mà còn có ứng dụng thực tiễn trong ngành công nghiệp ô tô. Việc sử dụng mô hình này giúp sinh viên nắm vững kiến thức lý thuyết và thực hành, từ đó nâng cao kỹ năng nghề nghiệp. Hơn nữa, mô hình còn có thể được áp dụng trong các khóa đào tạo nâng cao cho kỹ sư và kỹ thuật viên trong ngành ô tô. Sự kết hợp giữa lý thuyết và thực hành thông qua mô hình này sẽ góp phần nâng cao chất lượng đào tạo và đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của thị trường lao động.

Luận Văn Thạc Sĩ HCMUTE Về Mô Hình Dạy Học Hệ Thống Lái Trợ Lực Điện Giao Tiếp Qua LabVIEW