Đồ án khoa cơ điện, điện tử, đại học lạc hồng (36)

ĐẠI HỌC LẠC HỒNG
Cơ Điện - Điện Tử
( Ngành Kỹ Thuật Ơ Tơ)
GVHD: Hồng Ngọc Tân
Sinh Viên: Trần Cơng Sỹ
Đang

BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
Đề Tài: Khảo Sát Và Mô Phỏng
Hệ Thống Lái 4 Bánh


MỤC TIÊU LUẬN VĂN
 Nắm vững cơ sở lý thuyết, nguyên lý hoạt động của hệ thống
lái 4 bánh 4WS.
 Xây dựng mơ hình mơ phỏng hệ thống lái 4 bánh trên phần
mềm Matlab/Simulink
 Điều khiển và chạy được mô phỏng đó phù hợp với chu trình
thử nghiệm.

2


Nội Dung Báo Cáo
 Chương 1 Tổng quan về 4WS
 Chương 2 Cơ sở lý thuyết về 4WS
 Chương 3 Tính tốn mơ phỏng trên matlab simulink
 Chương 4 Kết quả mô phỏng và kết luận

3

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN
 ĐẶT VẤN ĐỀ
Hiện nay, theo khảo sát của các cơ quan chức năng giao thông
vận tải, phần lớn các vụ tai nạn xảy ra trên xe ô tô là do hệ thống
lái.Trong đó, nguyên nhân chủ yếu là hiện tượng thừa lái
(oversteering) và thiếu lái (understeering). Và để giảm hiện tương
trên người ta đã thiết kế trên ô tô những công nghệ hỗ trợ thông
minh như : ESP, ABS,..

4


 Nhưng

đồng thời sẽ làm giảm tốc độ xe vì thế để
đáp ứng cả 2 nhu cầu về an toàn và tốc độ nhà
sản xuất đã nghiên cứu và phát triển hệ thống lái
bốn bánh – 4WS (Four wheels steering ) cho các
hãng xe, đặc biệt là trên các dòng xe thể thao.
Hệ thống sẽ hỗ trợ lái đồng thời cả 4 bánh xe
thay vì 2 bánh như thơng thường.

5




MỤC TIÊU ĐỀ TÀI

Việc nghiên cứu hệ thống lái
4WS nhằm mục đích tìm hiểu
cách thức, ngun lý hoạt động
của hệ thống. Từ đó đưa ra
những nhận xét về ưu nhược
điểm của hệ thống của như
đánh giá các mặt lợi thế cũng
như hạn chế của hệ thống lái

Hình 1.1 Sơ đồ bộ điều khiển hệ

bốn bánh 4WS so với hệ thống

thống 4WS điều khiển điện tử.

lái thông thường 2WS.
6


CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ 4WS
Nguyên Lý Hoạt Động Của 4WS


Khi tốc độ xe dưới 18 dặm/giờ (29 km/h), các bánh sau ngay lập
tức bắt đầu lái theo hướng ngược lại với các bánh trước nếu
quay vô lăng. Góc lái phía sau tối đa là 6°.

Hình 2.1 Góc lái phía sau liên quan đến tốc độ xe và vịng quay vơ lăng.

7

Trường hợp ô tô đang chuyển
động với vận tốc lớn, để giúp lái
xe có thể dễ dàng điều khiển quay
vịng ô tô một cách chính xác, và
tăng tính ổn định cho ô tô, các
bánh xe cầu sau đã quay cùng
chiều quay với các bánh xe cầu
trước.
Hình 2.2. Nguyên lý hoạt động hệ thống
4WS

8


CẤU TẠO CỦA 4WS

Hình 2.3. Cấu tạo của 4WS
9


CƠ CẤU LÁI PHÍA TRƯỚC

 Đây

là một hệ thống lái trợ

lực thủy lực.Hệ thống này
bao gồm vô lăng, trục bánh

răng đầu vào được nối với vô
lăng bằng trục lái, thanh
răng, bơm dầu và van điều
khiển. Trục các đăng điều
khiển hệ thống lái phía sau
được hướng vào bánh răng
trợ lực và kết nối với cơ cấu
lái phía sau.
Hình 2.4. Cơ cấu lái phía trước
10


CƠ CẤU LÁI PHÍA SAU

Hình 2.5. Cơ cấu lái phía sau

11


CHƯƠNG 3 TÍNH TỐN MƠ PHỎNG TRÊN MATLAB SIMULINK
 Vẽ

mơ hình 4WS

Hình 3.1. mơ hình 4WS
12




Trường hợp 1: Khi ô tô chuyển động
với tốc độ thấp (18km/h), góc quay
bánh xe cầu trước nhỏ:

Goc quay banh xe cau truoc Goc
quay banh xe cau sau

Trong trường hợp này, do vận tốc ơ tơ
thấp nên có thể giảm bán kính quay
vịng của ơ tơ bằng cách quay các bánh
xe cầu sau ngược chiều quay của bánh
xe cầu trước.
Kết quả mơ phỏng cho thấy ở tốc độ
thấp, góc quay vành lái nhỏ, bánh xe
cầu sau đã quay ngược chiều với bánh
xe cầu trước, với giá trị góc quay bánh
xe cầu sau xấp xỉ bằng 24% giá trị góc
quay bánh xe cầu trước
13


 Trường
Goc quay banh xe cau truoc
Goc quay banh xe cau sau

hợp 2: Khi ô tô chuyển động với tốc

độ cao (80km/h), góc quay bánh xe cầu
trước nhỏ:
 Trường

hợp này ô tô đang chuyển động với

vận tốc lớn, để giúp lái xe có thể dễ dàng
điều khiển quay vịng ơ tơ một cách chính
xác, và tăng tính ổn định cho ô tô, các bánh
xe cầu sau đã quay cùng chiều quay với các
bánh xe cầu trước.
 Kết

quả mô phỏng cho thấy bánh xe cầu sau

đã quay cùng chiều với bánh xe cầu trước,
với giá trị góc quay bánh xe cầu sau xấp xỉ
bằng 10% giá trị góc quay bánh xe cầu
trước.
14




Trường hợp 3: Khi ô tô chuyển động với
tốc độ thấp (18km/h), góc quay bánh xe
cầu trước lớn.



Trong trường hợp này, do vận tốc ô tô thấp

Goc quay banh xe cau truoc Goc quay

banh xe cau sau

nên có thể giảm bán kính quay vịng của ơ
tơ bằng cách quay các bánh xe cầu sau
ngược chiều quay của bánh xe cầu trước.


Mặt khác, khi góc quay của các bánh xe
cầu trước lớn (150), tức là trường hợp ô tô
đang thực hiện quay vòng ngoặt, để giúp lái
xe dễ dàng thực hiện quay vịng hơn (tức là
bán kính quay vịng cần thiết nhỏ hơn) thì
các bánh xe cầu sau đã quay ngược chiều
với góc quay bánh xe cầu trước với một góc
tương đối lớn, xấp xỉ bằng 30% góc quay
bánh xe cầu trước.

15




Trường hợp 4: Khi ô tô chuyển động với tốc
độ lớn (80km/h), góc quay cầu trước lớn.

Goc quay banh xe cau truoc Goc quay



Trường hợp này ô tô đang chuyển động với

banh xe cau sau

vận tốc tương đối lớn, và lái xe đang quay
vịng ngoặt (góc quay bánh xe cầu trước là
150), để giúp lái xe có thể dễ dàng điều
khiển quay vịng ơ tơ một cách chính xác,
khơng bị lệch khỏi quỹ đạo chuyển động,
các bánh xe cầu sau đã quay cùng chiều
quay với các bánh xe cầu trước, và góc quay
của bánh xe cầu sau tương đối nhỏ, xấp xỉ
bằng 15% góc quay bánh xe cầu trước. Vì
vậy nên ơ tơ có tính ổn định cao.

16


CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG VÀ KẾT LUẬN


Luận văn đã hoàn thành các mục tiêu đặt ra của đề tài: đã nghiên cứu xác lập
quan hệ góc quay dẫn hướng bánh xe cầu sau theo góc quay cầu trước và vận
tốc chuyển động của ô tô; tổng hợp được bộ điều khiển hướng bánh xe cầu sau
trên cơ sở lơ gíc mờ bằng cơng cụ fuzzy control toolbox của Matlab; xây dựng mơ
hình mơ phỏng hệ thống diều khiển bánh xe cầu sau dẫn hướng và mô phỏng hệ
thống một số trường hợp làm việc điển hình bằng cơng cụ Matlab-simulink.



Các kết quả mô phỏng cho thấy hệ thống làm việc phù hợp với các tài liệu

về xe 4 bánh xe dẫn hướng do các hãng đưa ra: khi ô tô chuyển động với
vận tốc thấp, các bánh xe cầu sau quay ngược chiều với các bánh xe cầu
trước, khi ô tô chuyển động với vận tốc cao, các bánh xe cầu sau quay
cùng chiều với các bánh xe cầu trước.
17


18


TÀI LIỆU THAM KHẢO


[1] />


[2] />


[3] />


[4] />


[5] />19


CẢM ƠN VÌ ĐÃ LẮNG NGHE
20