Chương 1. 1 TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI. Tính cấp thiết và lý do chọn đề tài. Tính cấp thiết.
Lý do chọn đề tài. Mục tiêu và nhiệm vụ của đề tài. Giới hạn đề tài. Phương pháp nghiên cứu.
Nội dung và bố cục của đề tài. 4 vii Chương 2 TỔNG QUAN VỀ CÁC HỆ THỐNG ABS – TCS – VSC. Tổng quan về hệ thống ABS. Giới thiệu chung.
Lịch sử phát triển. Yêu cầu của hệ thống ABS. Đặc tính trượt khi phanh. Phạm vi điều khiển ABS.
Cấu tạo hệ thống ABS thủy lực. Cảm biến tốc độ bánh xe. Bộ điều khiển ABS. Bộ chấp hành thủy lực.
Cấu tạo hệ thống ABS khí nén. Máy nén và van điều chỉnh áp suất. Bộ sấy khí. Bình chứa khí.
Van an toàn và van một chiều. Bàn đạp phanh. Van xả nhanh. Bộ chấp hành ABS.
Nguyên lý hoạt động của hệ thống ABS thủy lực. Trường hợp ABS không hoạt động hoặc ở pha tăng áp. Trường hợp ABS hoạt động ở pha giữ áp. Trường hợp ABS hoạt động ở pha giảm áp.
Các chế độ làm việc của hệ thống ABS khí nén. Trường hợp ABS không hoạt động hoặc ở pha tăng áp. Trường hợp ABS hoạt động ở pha giảm áp. Trường hợp ABS hoạt động ở pha giữ áp.
Mục tiêu của hệ thống ABS. Quá trình hoạt động hệ thống ABS. Tổng quan về hệ thống TCS. Giới thiệu chung.
Lịch sử phát triển. Nguyên lý hoạt động. Khi phanh bình thường. Khi tăng tốc.
Tổng quan về hệ thống VSC. Giới thiệu chung. Chức năng của VSC. Quay vòng của ô tô.
Mối quan hệ giữa lực hướng tâm và lực ly tâm khi xe quay vòng. Thiếu lái và thừa lái. Chu trình điều khiển hệ thống VSC. Quá trình điều khiển VSC.
Các tín hiệu đầu vào. Các trường hợp điều khiển của hệ thống. So sánh tổng quát giữa xe có VSC và xe không có VSC. Nguyên lý hoạt động của bộ chấp hành VSC.
Trường hợp hạn chế tình trạng trượt của bánh trước. Trường hợp hạn chế tình trạng trượt của bánh sau. 55 Chương 3 CƠ SỞ LÝ THUYẾT. Giới thiệu các phần mềm.
Cơ sở lý thuyết về hệ thống ABS. Đặc tính của ma sát. Hệ số trượt và hệ số bám khi phanh. Tác hại của trượt lết khi phanh.
Công nghệ xác định vận tốc của ô tô ngày nay. Bộ điều khiển PID Controller. Giới thiệu tổng quan về bộ điều khiển PID Controller. Ứng dụng PID Controller trong điều khiển hệ thống ABS.
Cơ sở lập trình và các hàm tính toán của từng thành phần trong bộ điều khiển PID. Cơ sở lý thuyết về hệ thống TCS. Phương trình thân xe. Góc trượt và tỷ số trượt.
Phương trình mô hình lốp theo chiều dọc kết hợp. Động lực học bánh xe. Mô hình điều khiển. Tỷ lệ góc xoay mong muốn (Desired Yaw Rate).
Góc trượt bên mong muốn (Desired Side-slip Angle). Giá trị giới hạn trên của tỷ lệ góc xoay mục tiêu và góc trượt. Cơ sở lý thuyết về hệ thống VSC. Mô hình điều khiển hệ thống VSC.
Nguyên tắc thiết kế hệ thống VSC. Theo dõi độ chệch hướng (Yaw-Rate Following). Ước tính và điều chỉnh góc trượt ngang (Slip-Angle Estimation and Regulation). 83 Chương 4 THIẾT LẬP MÔ PHỎNG VÀ KẾT QUẢ.
Mô phỏng hệ thống ABS. Thiết lập điều kiện mô phỏng. Bộ điều khiển On – Off Controller. Mô phỏng hệ thống ABS Controller.
Mô phỏng hệ thống No – ABS Controller. Bộ điều khiển P Controller. Bộ điều khiển PI Controller. Bộ điều khiển PID Controller.
Mô phỏng hệ thống TCS. Thiết lập điều kiện mô phỏng. Bộ điều khiển On – Off Controller. Mô phỏng hệ thống VSC.
Thiết lập điều kiện mô phỏng. Tạo dữ liệu thông số kỹ thuật Toyota Camry 2018. Thay đổi thông số xe. Tạo thông số xe Toyota Camry 2018 có trang bị VSC.
Tạo thông số xe Toyota Camry 2018 không trang bị VSC. Chỉnh tốc độ xe. Chạy mô phỏng và xuất đồ thị. So sánh bộ điều khiển ABS và No – ABS Controller.
So sánh bộ điều khiển PI và bộ điều khiển On – Off. So sánh bộ điều khiển TCS và No – TCS Controller. So sánh bộ điều khiển VSC và No – VSC Controller. So sánh tính ổn định của xe khi đổi làn đột ngột ở vận tốc 80 km/h.
So sánh tính ổn định của xe khi đổi làn đột ngột ở vận tốc 120 km/h 152 4. Đánh giá hiệu quả mô phỏng. Đánh giá hiệu quả của các bộ điều khiển trong hệ thống ABS. Đánh giá hiệu quả của các bộ điều khiển trong hệ thống TCS.
Đánh giá hiệu quả của các bộ điều khiển trong hệ thống VSC. 159 Chương 5 NGHIÊN CỨU THI CÔNG MÔ HÌNH VÀ KẾT QUẢ. Nội dung nghiên cứu thi công. Nghiên cứu thi công phần cơ khí.
Tổng quan về hệ thống phanh ABS – TCS thủy khí. Giới thiệu chung. Cấu tạo của hệ thống. Thi công phần cơ khí.
Chuẩn bị và kiểm tra các bộ phận. Tiến hành thi công. Nghiên cứu thi công phần điều khiển. Thiết lập bộ điều khiển.
Cấu trúc bộ điều khiển. Dữ liệu điều khiển. Thi công phần điều khiển. Chuẩn bị và kiểm tra linh kiện.
Tiến hành thử nghiệm hệ thống điều khiển bên ngoài mô hình. Tiến hành thi công hệ thống điều khiển trên mô hình. Thiết kế sơ đồ mô hình và bảng tên. Hướng dẫn sử dụng mô hình.
Giới thiệu về mô hình. Lưu ý trước khi sử dụng. Hướng dẫn sử dụng. Các sự cố thường gặp.
240 Chương 6 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ. 244 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 248 xiii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ABS: Anti-lock Braking System (Hệ thống chống bó cứng phanh) TCS: Traction Control System (Hệ thống kiểm soát lực kéo) VSC: Vehicle Stability Control (Hệ thống cân bằng điện tử) AOH: Air Over Hydraulic Brakes Systems (Hệ thống phanh thuỷ khí) ECU: Electronic Control Unit (Đơn vị điều khiển điện tử) ECM: Engine Control Module (Mô-đun Điều khiển Động cơ) CAN: Controller Area Network (Mạng khu vực điều khiển) AC: Alternating Current (Dòng điện xoay chiều) DC: Direct Current (Dòng điện một chiều) ETC: Electronic Throttle Control (Điều khiển ga điện tử) TRC: Traction Control (Hệ thống kiểm soát lực kéo) FR: Front Right (Bên phải phía trước) RR: Rear Right (Bên phải phía sau) FL: Front Left (Bên trái phía trước) RL: Rear Left (Bên trái phía sau) VCC: Voltage at the Common Collector (Điện áp tại đầu thu chung) GND: Ground (Đất – Mass) SDA: Serial Data Line (Đường dữ liệu nối tiếp) SCL: Serial Clock Line (Đường xung đồng hồ nối tiếp) VDC: Vehicle Dynamics Control (Điều khiển động học xe) FZR: Front Zero Roll (Điều khiển mở) MSR: Motor Slip Regulation (Kiểm soát trượt động cơ) ASC: Automatic Stability Control (Hệ thống kiểm soát ổn định tự động) EOSC: Electronic Output Signal Controller (Bộ điều khiển tín hiệu đầu ra điện tử) DME: Digital Motor Electronics (Bộ điều khiển điện tử mô tơ kỹ thuật số) ASR: Anti-Slip Regulation (Hệ thống kiểm soát lực kéo) xiv P: Proportional (Tỷ lệ) PI: Proportinal – Integral (Tỷ lệ – Tích Phân) PID: Proportional – Integral – Derivative (Tỷ lệ – Tích Phân – Đạo Hàm) EBCM: Electronic Brake Control Module (Mô-đun điều khiển Phanh Điện tử) EBTCM: Electronic Brake Traction Control Module (Mô-đun Điều khiển Kiểm soát Lực kéo Phanh Điện tử) ASM: Servo control Module (Mô-đun Điều khiển Servo) GPS: Global Positioning System (Hệ thống Định vị Toàn cầu) OBD: On-Board Diagnostics (Hệ thống chẩn đoán trên xe) RPM: Revolutions Per Minute (Vòng quay mỗi phút) TPMS: Tire Pressure Monitoring System (Hệ thống giám sát áp suất lốp) HVAC: Heating, Ventilation, and Air Conditioning (Hệ thống làm nóng, thông gió và điều hòa không khí) DTC: Diagnostic Trouble Code (Mã lỗi chẩn đoán) SRS: Supplemental Restraint System (Hệ thống hạn chế bổ sung) EPS: Electric Power Steering (Hệ thống lái điện) CVT: Continuously Variable Transmission (Hộp số vô cấp) IDE: Intergrated Development Environment xv DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 2.1: Cấu tạo hệ thống ABS khí nén.2: Trạng thái hoạt động của van chấp hành ABS khí nén.3: Trạng thái hoạt động của hệ thống TCS khi phanh bình thường.4: Trạng thái hoạt động của hệ thống TCS khi tăng tốc ở chế độ tăng áp.5: Trạng thái hoạt động của hệ thống TCS khi tăng tốc ở chế độ giảm áp.6: Trạng thái hoạt động của hệ thống TCS khi tăng tốc ở chế độ giữ áp.7: Chú thích sơ đồ hoạt động của bộ chấp hành VSC.1: Hệ số k p tối ưu của P Controller trong hệ thống ABS.2: Hệ số k p , k i tối ưu của PI Controller trong hệ thống ABS.3: Hệ số k p , k i và kd tối ưu của PID Controller trong hệ thống ABS.1: Cấu tạo hệ thống phanh ABS – TCS thủy khí.2: Cấu tạo của bộ xi lanh khí nén – thủy lực.3: Trạng thái hoạt động của van chấp hành ABS khí nén.4: Trạng thái hoạt động của van chấp hành TCS khí nén.5: Thiết lập các trạng thái ứng với các giá trị V.6: Dữ liệu điều khiển tại V = 0 km/h khi No TCS.7: Dữ liệu điều khiển tại V = 0 km/h khi có TCS.8: Dữ liệu điều khiển tại V = 20 km/h khi No ABS và có ABS.9: Dữ liệu điều khiển tại V = 50 km/h khi No ABS.10: Dữ liệu điều khiển tại V = 50 km/h khi có ABS.11: Dữ liệu điều khiển tại V = 100 km/h khi No ABS.12: Dữ liệu điều khiển tại V = 100 km/h khi có ABS. 184 xvi DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH Hình 2.1: Lịch sử phát triển của hệ thống ABS.2: Đặc tính trượt của bánh xe khi phanh.3: Đặc tính trượt tương ứng với các loại đường khác nhau.4: Phạm vi điều khiển ABS.5: Các thành phần của hệ thống phanh thông thường trên ô tô.6: Các thành phần của hệ thống ABS trên ô tô.7: Cách bố trí cảm biến tốc độ bánh xe và đĩa răng.8: Bộ điều khiển ABS rời (trái) và loại tích hợp chung với bộ chấp hành thủy lực (phải).9: Lược đồ khối của khối điều khiển ABS.10: Bộ chấp hành thủy lực tích hợp bộ điều khiển ABS (trái) và bộ điều khiển ABS rời (phải).11: Ký hiệu đèn báo ABS và vị trí của nó trên mặt đồng hồ taplo.12: Hệ thống ABS khí nén.13: Nguyên lý hoạt động của máy nén khi không tải.14: Nguyên lý hoạt động của máy nén khi có tải.15: Cấu tạo van điều chỉnh áp suất và thiết bị giới hạn tải.16: Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bộ sấy khí.17: Bình chứa khí.