Nghiên cứu thiết kế bộ điều khiển cho hệ thống chống bó cứng phanh và hệ thống cân bằng điện tử trên ô tô

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

LÊ ĐẠI THÀNH

NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN
CHO HỆ THỐNG CHỐNG BÓ CỨNG PHANH VÀ
HỆ THỐNG CÂN BẰNG ĐIỆN TỬ TRÊN Ô TÔ
STUDY AND DESIGN CONTROLLERS FOR
ANTI-LOCK BRAKING SYSTEM AND
ELECTRONIC STABILITY SYSTEM IN CARS

Chuyên ngành: Kỹ thuật Cơ điện tử
Mã số: 60520114

LUẬN VẤN THẠC SĨ

TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 12 năm 2016


CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BACH KHOA -ĐHQG -HCM
Cán bộ hướng dẫn khoa học: TS. Phạm Công Bằng ..................................
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký)
Cán bộ chấm nhận xét 1: PGS.TS. Nguyễn Thanh Phương .......................
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký)
Cán bộ chấm nhận xét 2: PGS.TS. Nguyễn Duy Anh ................................
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký)
Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp.
HCM ngày .. 16. .. tháng . .12 .. năm . .2016 .. .

Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị của Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ)
1. TS. Nguyễn Quốc Chí ........................
2. TS. Lê Thanh Hải ...............................
3. PGS.TS. Nguyễn Thanh Phương .......
4. PGS.TS. Nguyễn Duy Anh ................
5. TS. Ngô Hà Quang Thịnh ..................
Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý chuyên
ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có).
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

TRƯỞNG KHOA


ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ tên học viên: Lê Đại Thành ....................................................MSHV: 1570629 ..........
Ngày, tháng, năm sinh: 02/04/1992 ............................................. Nơi sinh: Tp. cần Thơ....
Chuyên ngành: Kỹ thuật Cơ điện tử ............................................ Mã số : 60520114 ........
I. TÊN ĐÈ TÀI: NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN CHO HỆ THỐNG
CHỐNG BÓ CỨNG PHANH VÀ HỆ THỐNG CÂN BẰNG ĐIỆN TỬ TRÊN Ô TÔ
II. NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:
- Tìm hiểu tổng quan về đề tài.
- Tìm hiểu tổng quan về hệ thống chống bó cứng phanh ABS và hệ thống cân bằng điện
tử VDC.

- Phân tích và thiết kế bộ điều khiển cho hệ thống ABS.
- Phân tích và thiết kế bộ điều khiển cho hệ thống VDC.
III.

NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 04/07/2016 ..................................................................

IV.

NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 04/12/2016 .................................................

V.

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS. Phạm Công Bằng .......................................................
Tp. HCM, ngày 04 tháng 07 năm 2016
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
(Họ tên và chữ ký)

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO
(Họ tên và chữ ký)

TRƯỞNG KHOA
(Họ tên và chữ ký)

Ghtchú: Học viên phải đóng tờ nhiệm vụ này vào trang đầu tiên của tập thuyết minh LV


LỜI CẢM ƠN

Đầu tiên em xin chân thành cảm ơn các thầy cô Trường Đại Học Bách Khoa TP.HCM,
đặc biệt là các thầy cô khoa Cơ Khí đã cung cấp cho em những kiến thức nền tảng để

thực hiện luận văn này. Quá trình làm luận văn tạo điều kiện cho em vận dụng những
kiến thức đã học, học thêm nhiều kiến thức mới từ các tài liệu liên quan và đặc biệt là
từ thầy hướng dẫn, thầy TS.Phạm Công Bằng.
Em xin chân thành cảm ơn thầy về những kiến thức bổ ích, kinh nghiệm thực tế và
những ý tưởng mà thầy đã truyền đạt cho em trong suốt quá trình làm luận văn, giúp em
vượt qua các khó khăn của đề tài và hoàn thành các yêu cầu đặt ra. Thầy đã dạy cho em
rất nhiều bài học tuyệt vời cho chuyên ngành, cho cách làm việc và cho cuộc sống của
em.
Cuối cùng, em xin cảm ơn công ty Robert Bosch Engineering and Business Solutions
Vietnam đã tạo điều kiện về thời gian và cung cấp tài liệu kỹ thuật giúp em thực hiện
luận văn này.

Thành phố Hồ Chí Minh, ngày ... tháng ... năm ....
Học viên

Lê Đại Thành


TÓM TẮT LUẬN VĂN

Luận văn trình bày hệ thống chống bó cứng phanh ABS và hệ thống cân bằng điện tử
VDC với cấu tạo và nguyên lý hoạt động. Qua đó, luận văn xác định chất lượng điều
khiển mong muốn, thực hiện mô hình hóa và thiết kế bộ điều khiển cho hai hệ thống
này. Để làm rõ tính thiết thực của hệ thống, luận văn trình bày và phân tích kết quả mô
phỏng khi chưa có hai hệ thống này. Thêm vào đó, kết quả mô phỏng với bộ điều khiển
được phân tích để nhấn mạnh những ưu điểm của việc sử dụng bộ điều khiển cho hệ
thống chống bó cứng phanh và hệ thống cân bằng điện tử.

11

ABSTRACT

Thesis presents anti-lock braking system ABS and electronic stability program VDC
with theh structures and operating principles. Thereby, deshed performance indicators
for modeling and designing controllers for ABS and VDC systems are determined. In
addition, simulation results with these controllers are analyzed to emphasize advantages
of using ABS and VDC systems.

iii



LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi và được sự hướng dẫn của thầy
TS.Phạm Công Bằng. Các nội dung nghiên cứu và các kết quả trong đề tài này là trung
thực. Tôi cam kết chịu trách nhiệm về nội dung luận văn của mình.

IV


MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................i
TÓM TẮT LUẬN VĂN .............................................................................................. ii
ABSTRACT ................................................................................................................ iii
LỜI CAM ĐOAN.........................................................................................................iv
MỤC LỤC .....................................................................................................................V
DANH SÁCH HÌNH VẼ .............................................................................................ix

DANH SÁCH BẢNG ................................................................................................xiv
CHƯƠNG 1: TÔNG QUAN ĐỀ TÀI ........................................................................... 1
1.1 Lịch sử ra đời và quá trình phát triển của ô tô ..................................................... 1
1.1.1 Lịch sử ra đời của ô tô ........................................................................................ 1
1.1.2 Quá trình phát triển của ô tô ............................................................................... 1
1.2 ..................................................................................................................
Lịch sử ra đời và quá trình phát triển của hệ thống an toàn trên ô tô ..................................... 2
1.3 Lý do chọn đề tài ...................................................................................................3
1.4 Mục tiêu, nhiệm vụ và phạm vi của luận văn ...................................................... 5
1.5 Bố cục luận văn ..................................................................................................... 5
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT ............................................................................. 7
2.1 Tổng quan hệ thống chống bó cứng phanh ABS................................................... 7
2.1.1 Cấu tạo hệ thống ABS ........................................................................................ 7
2.1.2 ...............................................................................................................
Nguyên lý hoạt động của hệ thống ABS ................................................................................. 12
2.1.3 ...............................................................................................................
Chất lượng điều khiển mong muốn của hệ thống ABS .......................................................... 14
2.2 Tổng quan hệ thống cân bằng điện tử VDC ........................................................ 14
2.2.1 Cấu tạo hệ thống VDC ..................................................................................... 16
2.2.2 Nguyên lý hoạt động của hệ thống VDC ......................................................... 21
5


2.2.3 Chất lượng điều khiển mong muốn của hệ thống VDC ................................... 24
2.3 Kết luận .............................................................................................................. 25
CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIÊN CHO HỆ THỐNG
ABS ............................................................................................................................ 26
3.1 Phân tích hệ thống ABS ...................................................................................... 26
3.1.1 Tính toán động học, động lực học ................................................................... 26
3.1.2 Mối liên hệ giữa hệ số ma sát và tỷ lệ trượt ..................................................... 27

3.1.3 Phân tích moment thắng................................................................................... 28
3.2 Mô hình hóa và mô phỏng hệ thống ABS trên Matlab Simulink ....................... 29
3.2.1 Mô hình hóa hệ thống ABS .............................................................................. 29
3.2.2 Mô phỏng khối caliper trên Matlab Simulink .................................................. 29
3.2.3 Mô phỏng khối bánh xe trên Matlab Simulink ................................................ 30
3.2.4 Mô phỏng khối xe trên Matlab Simulink ......................................................... 30
3.2.5 Mô phỏng hệ thống ABS trên Matlab Simulink .............................................. 30
3.2.6 Kết quả mô phỏng khi chưa có hệ thống ABS và khi có hệ thống ABS với bộ
điều khiển thô sơ ................................................................................................. 31
3.3 Thiết kế bộ điều khiển cho hệ thống ABS ............................................................ 37
3.3.1 Sơ đồ điều khiển .............................................................................................. 37
3.3.2 Thiết kế bộ điều khiển cho hệ thống ABS ....................................................... 37
3.3.3 Kết quả mô phỏng hệ thống ABS với bộ điều khiển PID ................................ 37
3.3.4 Nhận xét kết quả mô phỏng hệ thống ABS với bộ điều khiển PID ................. 40
3.4

Kết luận ........................................................................................................... 40

CHƯƠNG 4: PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIÊN CHO HỆ THỐNG
VDC ............................................................................................................................ 42
4.1 Phân tích hệ thống VDC ..................................................................................... 42
4.1.1 Tính toán động học, động lực học hệ thống VDC ........................................... 42
4.1.2 ..............................................................................................................
6


Tính toán các lực tác động lên bánh xe theo phương X và phương Y ................................... 44

7

4.1.3 Tính toán góc lệch ngang của các bánh xe ....................................................... 44
4.1.4 Tính toán bán kính quẹo cua của xe với góc lái 5............................................ 45
4.1.5 Tính toán tốc độ xoay mong muốn của xe ...................................................... 45
4.1.6 ..............................................................................................................
Tính toán cân bang moment cho bánh xe .............................................................................. 46
4.2

Xác định bánh xe cần tác động moment thắng .................................................. 46

4.3

Mô hình hóa và mô phỏng hệ thống VDC trên Matlab Simulink ...................... 47

4.3.1 Mô hình hóa hệ thống VDC ............................................................................. 47
4.3.2 Mô phỏng khối moment thắng 1 trên Matlab Simulink ................................... 47
4.3.3 Mô phỏng khối moment thắng 2 trên Matlab Simulink ................................... 48
4.3.4 Mô phỏng khối moment thắng 3 trên Matlab Simulink ................................... 48
4.3.5 Mô phỏng khối moment thắng 4 trên Matlab Simulink ................................... 49
4.3.6 Mô phỏng khối bánh trước bên trái trên Matlab Simulink .............................. 49
4.3.7 Mô phỏng khối bánh trước bên phải trên Matlab Simulink ............................. 50
4.3.8 Mô phỏng khối bánh sau bên trái trên Matlab Simulink ................................ 50
4.3.9 Mô phỏng khối bánh sau bên phải trên Matlab Simulink ............................... 51
4.3.10 Mô phỏng khối lực tác động bánh trước bên trái trên Matlab Simulink ....... 51
4.3.11 Mô phỏng khối lực tác động bánh trước bên phải trên Matlab Simulink ...... 52
4.3.12 Mô phỏng khối lực tác động bánh sau bên ttái ttên Matlab Simulink ........... 53
4.3.13 Mô phỏng khối lực tác động bánh sau bên phải ttên Matlab Simulink ......... 53
4.3.14 Mô phỏng khối xe ttên Matlab Simulink ....................................................... 54
4.3.15 Mô phỏng khối tốc độ xoay mong muốn trên Matlab Simulink .................... 54
4.4

Kết quả mô phỏng khi chưa có hệ thống VDC .................................................. 54

4.4.1 Ket quả mô phỏng trường hợp quẹo cua góc lái dương ................................... 56
4.4.2 Ket quả mô phỏng trường hợp quẹo cua góc lái âm ........................................ 58
4.4.3 Ket quả mô phỏng trường hợp quẹo cua ttái phải ............................................ 61
4.5

Kiểm chứng giải thuật xác định bánh xe cần tác độngmoment thắng ............... 63
viii


4.5.1 Trường hợp quẹo cua góc lái dương ............................................................... 63
4.5.2 Trường hợp quẹo cua góc lái âm .................................................................... 64
4.6 Thiết kế bộ điều khiển cho hệ thống VDC ......................................................... 65
4.6.1 Sơ đồ điều khiển ............................................................................................... 65
4.6.2 Thiết kế bộ điều khiển cho hệ thống VDC ...................................................... 65
4.6.3 Kết quả mô phỏng hệ thống VDC với bộ điều khiển PID ............................... 66
4.6.4 Nhận xét kết quả mô phỏng hệ thống VDC với bộ điều khiển PID ............... 70
4.7 Kết luận .............................................................................................................. 70
CHƯƠNG 5: TÔNG KẾT........................................................................................... 71
5.1 Kết quả đạt được .................................................................................................71
5.1.1 Kết quả đạt được của hệ thống ABS ................................................................ 71
5.1.2 Kết quả đạt được của hệ thống VDC ............................................................... 71
5.2

Đề xuất hướng phát triển cho đề tài .................................................................72

5.2.1 Đề xuất hướng phát triển cho hệ thống ABS ................................................... 72
5.2.2 Đề xuất hướng phát triển cho hệ thống VDC .................................................. 72

TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................... 73

viii



DANH SÁCH HÌNH VẼ
Hình 1.1 Chiếc ô tô ba bánh đầu tiên do Karl Benz chế tạo ....................................... 1
Hình 1.2 Lịch sử phát triển hệ thống ABS của Bosch ................................................ 4
Hình 2.1 Cấu tạo hệ thống ABS .................................................................................... 7
Hình 2.2 Cảm biến tốc độ bánh xe ................................................................................ 8
Hình 2.3 Vị trí lắp đặt cảm biến tốc độ bánh xe............................................................ 8
Hình 2.4 Bộ điều khiển ECU trong module ABS của Bosch ........................................ 9
Hình 2.5 Mạch thủy lực của hệ thống ABS ................................................................ 10
Hình 2.6 Ba trạng thái làm việc của bộ điều biến thủy lực ......................................... 11
Hình 2.7 Đồ thị hệ số ma sát theo tỷ lệ trượt Ầ. ......................................................... 13
Hình 2.8 So sánh giữa xe có ABS và không có ABS.................................................. 14
Hình 2.9 Tài xế quẹo cua với tốc độ cao ..................................................................... 15
Hình 2.10 Hệ thống VDC............................................................................................ 16
Hình 2.11 Cảm biến góc lái chủ động trên vô lăng ..................................................... 16
Hình 2.12 Cảm biến góc xoay tích hợp với cảm biến gia tốc ..................................... 17
Hình 2.13 Tài xế quẹo cua quá mức cần thiết ............................................................. 17
Hình 2.14 Tài xế quẹo cua dưới mức cần thiết ........................................................... 18
Hình 2.15 Mạch thủy lực của hệ thống VDC .............................................................. 19
Hình 2.16 Ba trạng thái làm việc của bộ điều biến thủy lực ....................................... 20
Hình 2.17 Tài xế quẹo cua tốc độ cao và xe được trang bị hệ thống VDC ................. 21
Hình 2.18 Xe vào cua trái phải .................................................................................... 22
Hình 2.19 Quẹo cua quá mức cần thiết và dưới mức cần thiết ................................... 23
Hình 2.20 Xe tránh vật cản trên đường ....................................................................... 24
Hình 3.1 Lực và moment tác động lên 1 bánh xe khi đạp thắng ................................. 26

Hình 3.2 Mối liên hệ giữa tỷ lệ trượt và hệ số ma sát của đường nhựa khô ............... 27

IX


Hình 3.3 Phanh đĩa và cơ cấu hoạt động của phanh đĩa với caliper............................ 28
Hình 3.4 Mô hình hóa hệ thống ABS .......................................................................... 29
Hình 3.5 Mô phỏng khối caliper trên Matlab Simulink .............................................. 29
Hình 3.6 Mô phỏng khối bánh xe trên Matlab Simulink ............................................ 30
Hình 3.7 Mô phỏng khối xe trên Matlab Simulink ..................................................... 30
Hình 3.8 Mô phỏng hệ thống ABS trên Matlab Simulink .......................................... 31
Hình 3.9 Mô phỏng hệ thống thắng chưa được trang bị hệ thống ABS ...................... 32
Hình 3.10 Moment thắng trong trường hợp không có hệ thống ABS ......................... 32
Hình 3.11 Kết quả mô phỏng tốc độ bánh xe trường hợp không có hệ thống ABS..32
Hình 3.12 Kết quả mô phỏng tỷ lệ trượt trường hợp không có hệ thống ABS ........... 33
Hình 3.13 Kết quả mô phỏng vận tốc xe trường hợp không có hệ thống ABS .......... 33
Hình 3.14 Khoảng cách dừng trường hợp không có hệ thống ABS ........................... 34
Hình 3.15 Mô phỏng hệ thống ABS với bộ điều khiển thô sơ .................................... 34
Hình 3.16 Kết quả mô phỏng moment thắng với bộ điều khiển thô sơ ...................... 34
Hình 3.17 Kết quả mô phỏng vận tốc bánh xe với bộ điều khiển thô sơ .................... 35
Hình 3.18 Kết quả mô phỏng tỷ lệ trượt với bộ điều khiển thô sơ.............................. 35
Hình 3.19 Kết quả mô phỏng vận tốc xe với bộ điều khiển thô sơ ............................. 36
Hình 3.27 Kết quả mô phỏng khoảng cách dừng với bộ điều khiển PID ................... 40
Hình 4.1 Mô hình 7 bậc tự do của xe .......................................................................... 42
Hình 4.2 Bán kính quẹo cua của xe với góc lái 5 ........................................................ 45
Hình 4.3 Xe quẹo cua với bán kính quẹo cua Rc ........................................................ 45
Hình 4.4 Moment tác động lên bánh xe khi VDC tác động lực thắng ........................ 46
Hình 4.5 Mô hình hóa hệ thống VDC ......................................................................... 47
Hình 4.6 Mô phỏng khối moment thắng 1 trên Matlab

Simulink ........................... 48

Hình 4.7 Mô phỏng khối moment thắng 2 trên Matlab

Simulink ........................... 48

Hình 3.20 Kết quả mô phỏng khoảng cách dừng với bộ điều khiển thô sơ
36
Hình 3.21 Sơ đồ điều khiển
37
Hình 3.22 Mô phỏng hệ thống ABS với bộ điều khiển PID ttên Matlab Simulink..37
Hình 3.23 Kết quả mô phỏng moment thắng với bộ điều khiển PID
38
Hình 3.24 Kết quả mô phỏng vận tốc bánh xe với bộ điều khiển PID
38
Hình 3.25 Kết quả mô phỏng tỷ lệ trượt với bộ điều khiển PID
39
Hình 3.26 Kết quả mô phỏng vận tốc xe với bộ điều khiển PID
39

X


Hình 4.8 Mô phỏng khối moment thắng 3 trên Matlab

Simulink ........................... 49

Hình 4.9 Mô phỏng khối moment thắng 4 trên Matlab

Simulink ........................... 49

Hình 4.10 Mô phỏng khối bánh trước bên trái trên Matlab Simulink......................... 50
Hình 4.11 Mô phỏng khối bánh trước bên phải trên Matlab Simulink ....................... 50
Hình 4.12 Mô phỏng khối bánh sau bên trái trên Matlab Simulink ............................ 51
Hình 4.13 Mô phỏng khối bánh sau bên phải trên Matlab Simulink .......................... 51
Hình 4.14 Mô phỏng khối lực tác động bánh trước bên trái trên Matlab Simulink.,52
Hình 4.15 Mô phỏng khối lực tác động bánh trước bên phải trên Matlab Simulink 52
Hình 4.16 Mô phỏng khối lực tác động bánh sau bên ttái ừên Matlab Simulink....... 53
Hình 4.17 Mô phỏng khối lực tác động bánh sau bên phải ttên Matlab Simulink ...53
Hình 4.18 Mô phỏng khối xe ttên Matlab Simulink .................................................. 54
Hình 4.19 Mô phỏng khối tốc độ xoay mong muốn ttên Matlab Simulink ............... 54
Hình 4.20 Mô phỏng xe khi chưa có hệ thống VDC................................................... 55
Hình 4.21 Góc lái của trường hợp quẹo cua góc lái dương ........................................ 56
Hình 4.22 Vận tốc của xe theo phương X trường hợp quẹo cua góc lái dương .......... 56
Hình 4.23 Vận tốc của xe theo phương Y trường hợp quẹo cua góc lái dương .......... 56
Hình 4.24 Góc xoay của xe trường hợp quẹo cua góc lái dương ................................ 57

XI



Hình 4.25 Tốc độ xoay thực tế của xe trường hợp quẹo cua góc lái dương ............... 57
Hình 4.26 Tốc độ xoay mong muốn của xe trường hợp quẹo cua góc lái dương ....... 57
Hình 4.27 Sai số tốc độ xoay của xe trường hợp quẹo cua góc lái dương .................. 58
Hình 4.28 Góc lái của trường hợp quẹo cua góc lái âm .............................................. 58
Hình 4.29 Vận tốc của xe theo phương X trường hợp quẹo cua góc lái âm ............... 59
Hình 4.30 Vận tốc của xe theo phương Y trường hợp quẹo cua góc lái âm ............... 59
Hình 4.31 Góc xoay của xe trường hợp quẹo cua góc lái âm ..................................... 59
Hình 4.32 Tốc độ xoay thực tế của xe trường hợp quẹo cua góc lái âm ..................... 60
Hình 4.33 Tốc độ xoay mong muốn của xe trường hợp quẹo cua góc lái âm ............ 60

Hình 4.34 Sai số tốc độ xoay của xe trường hợp quẹo cua góc lái âm ....................... 60
Hình 4.35 Góc lái của trường hợp quẹo cua trái phải ................................................. 61
Hình 4.36 Vận tốc của xe theo phương X trường hợp quẹo cua trái phải .................. 61
Hình 4.37 Vận tốc của xe theo phương Y trường hợp quẹo cua trái phải .................. 61
Hình 4.38 Góc xoay của xe trường hợp quẹo cua trái phải ......................................... 62
Hình 4.39 Tốc độ xoay thực tế của xe trường hợp quẹo cua trái phải ........................ 62
Hình 4.40 Tốc độ xoay mong muốn của xe trường hợp quẹo cua trái phải ................ 62
Hình 4.41 Sai số tốc độ xoay của xe trường hợp quẹo cua ttái phải ........................... 63
Hình 4.42 Mô phỏng xe trường hợp tác động moment thắng lên bánh xe thứ 4 ........ 63
Hình 4.43 Sai số tốc độ xoay khi tác động moment thắng lên bánh xe thứ 4 ............. 64
Hình 4.44 Mô phỏng xe trường hợp tác động moment thắng lên bánh xe thứ 3 ........ 64
Hình 4.45 Sai số tốc độ xoay khi tác động moment thắng lên bánh xe thứ 3 ............. 65
Hình 4.46 Sơ đồ điều khiển ......................................................................................... 65
Hình 4.47 Mô phỏng hệ thống VDC với bộ điều khiển PID ừên Matlab Simulink.66
Hình 4.48 Kết quả mô phỏng moment thắng tác động lên bánh trước bên ừái .......... 66
Hình 4.49 Kết quả mô phỏng moment thắng tác động lên bánh trước bên phải ......... 67
Hình 4.50 Kết quả mô phỏng moment thắng tác động lên bánh sau bên trái ............. 67
xiii


Hình 4.51 Kết quả mô phỏng moment thắng tác động lên bánh sau bên phải ........... 67
Hình 4.52 Kết quả mô phỏng vận tốc xe theo phương X ............................................ 68
Hình 4.53 Kết quả mô phỏng vận tốc xe theo phương Y ............................................ 68
Hình 4.54 Kết quả mô phỏng góc xoay của xe ........................................................... 68
Hình 4.55 Kết quả mô phỏng tốc độ xoay thực tế của xe ........................................... 69
Hình 4.56 Kết quả mô phỏng tốc độ xoay mong

muốn của xe ............................... 69

Hình 4.57 Kết quả mô phỏng sai số tốc độ xoay

của xe ......................................... 69

xiii



DANH SÁCH BẢNG
Bảng 3.1 Giá trị a,b và c ứng với các dạng bề mặt đường theo mô hình Pacejka ....28
Bảng 3.2 Số liệu của tài liệu tham khảo ...................................................................... 31
Bảng 4.1 Bánh xe cần tác động moment thắng bởi hệ thống VDC ............................ 46
Bảng 4.2 Các thông số mô phỏng ............................................................................... 55

XIV



CHƯƠNG 1
TÔNG QUAN ĐỀ TÀI
1.1 Lịch sử ra đời và quá trình phát triển của ô tô
1.1.1 Lịch sử ra đời của ô tô
Cho đến nay việc xác định chiếc ô tô (xe hơi) đầu tiên ra đời khi nào vẫn còn nhiều ý
kiến khác nhau trên thế giới. Từ “ô tô” được bắt nguồn từ tên tiếng Anh là “automobile”
có nghĩa là tự động chuyển động. Như vậy nếu căn cứ theo định nghĩa này, chiếc ô tô
đầu tiên trên thế giới ra đời năm 1770 do Nicolas Joseph Cugnot chế tạo chạy bằng máy
hơi nước. Tuy nhiên, sau khỉ Nicolaus Otto phát minh ra động cơ đốt trong vào năm
1876, ô tô mới có hình dáng và động cơ gần giống với ngày nay. Do đố người ta coi ô
tô ra đời ở thời kỳ này. Hình 1.1 dưới đây là chiếc ô tô ba bánh đầu tiên do kỹ sư người
Đức Karl Benz chế tạo và được cấp bằng sáng chế năm 1886.

Hình 1.1 Chiếc ô tô ba bánh đầu tiên do Karl Benz chế tạo [ 1 ]
1.1.2 Quá trình phát triển của ô tô
Sau sự thành công của ô tô ba bánh do Karl Benz chế tạo, nhiều nhà chế tạo đã vào
cuộc và ô tô đã có các bộ phận chính với bố trí như hiện nay kể từ năm 1894. Tiếp sau
đó, ô tô không ngừng được cải tiến và phát triền, ữải qua nhiều bước ngoặt quan trọng:
- Năm 1895, Michelin lắp bánh hơi cho ô tô.
- Năm 1897, kĩ sư Đức Gottlieb Daimler sáng chế bộ tản nhiệt hình tổ ong.