Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu hệ thống lái Steer by wire điện tử - thủy lực

Mục tiêu nghiên cứu của luận án "Nghiên cứu hệ thống lái Steer by wire điện tử thủy lực" nhằm nghiên cứu lý thuyết và nghiên cứu thực nghiệm để chuyển đổi hệ thống lái có trợ lực thủy lực trên ô tải HINO 300Series sang hệ thống lái SBW điện tử - thủy lực. Bơm thủy lực trợ lực lái vẫn được dẫn động trực tiếp từ động cơ của ô tô.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu hệ thống lái Steer by wire điện tử - thủy lực BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI NGUYỄN XUÂN TUẤN NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG LÁI STEER BY WIRE ĐIỆN TỬ - THỦY LỰC Chuyên ngành: Kỹ thuật cơ khí động lực Mã số: 9520116 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI - 2021 Công trình được hoàn thành tại: Trường Đại học Giao thông vận tải Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Nguyễn Văn Bang PGS.TS. Đinh Thị Thanh Huyền Phản biện 1: Phản biện 2: Phản biện 3: Luận án được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án tiến sĩ cấp Trường họp tại Trường Đại học Giao Thông Vận Tải Vào hồi …. giờ, ngày… tháng … năm 2021 Có thể tìm hiểu luận án tại: 1. Thư viện Trường Đại học Giao thông vận tải 2. Thư viện Quốc gia Việt Nam 1 MỞ ĐẦU  Tính cấp thiết của vấn đề nghiên cứu: Hệ thống lái Steer by wire (SBW) là một trong các hệ thống trên ô tô được ứng dụng công nghệ điện tử. Thời gian gần đây có nhiều nhà khoa học trong nước và trên thế giới đã và đang nghiên cứu để hoàn thiện hệ thống này, các nghiên cứu cũng là tiền đề phát triển cộng nghệ lái tự động. Công nghệ lái hiện đại này được dự báo sẽ sử dụng trên phương tiện vận tải trong tương lai tại các thành phố lớn. Do vậy, nghiên cứu hệ thống lái SBW có ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn nhằm nắm bắt các công nghệ tiên tiến trên thế giới để từng bước làm chủ công nghệ. Trên thế giới đã có nhiều tác giả nghiên cứu về hệ thống lái SBW, nhưng những nghiên cứu khoa học này rất khó để tiếp cận (các nghiên cứu bản quyền, nghiên cứu đặt hàng của các nhà sản xuất…), hoặc các nghiên cứu mới dừng ở mức độ mô phỏng hoặc nghiên cứu mới thực nghiệm trên mô hình mà chưa thực sự được kiểm chứng trên ô tô thực. Ở nước ta cũng đã có một số nghiên cứu trong vài năm gần đây về hệ thống lái SBW, tuy nhiên các nghiên cứu mới chỉ dừng lại trên mô hình bán thực nghiệm. Do đó việc nghiên cứu hệ thống lái SBW đầy đủ về cả phương diện lý thuyết và kiểm nghiệm trên xe ô tô thực tế là rất cần thiết.  Đối tượng và phạm vi nghiên cứu: - Hệ thống lái trợ lực thủy lực trên ô tô tải HINO 300Series. - Nghiên cứu lý thuyết và nghiên cứu thực nghiệm để chuyển đổi hệ thống lái có trợ lực thủy lực trên ô tải HINO 300Series sang hệ thống lái SBW điện tử - thủy lực. Bơm thủy lực trợ lực lái vẫn được dẫn động trực tiếp từ động cơ của ô tô.  Ý nghĩa khoa học của nghiên cứu: - Là nghiên cứu đầu tiên ở Việt nam hoàn thành việc chuyển đổi hệ thống lái có trợ lực thủy lực trên ô tô HINO 300Series thành hệ thống lái SBW điện tử - thủy lực. - Đã xây dựng mô hình động lực học và mô hình mô phỏng hệ thống lái SBW điện tử - thủy lực phù hợp với đối tượng nghiên cứu, đạt độ chính xác cần thiết - Nghiên cứu phương pháp điều khiển phù hợp, xây dựng luật điều khiển. Thiết kế chế tạo bộ điều khiển công nghiệp hoạt động ổn định trên đối tượng nghiên cứu.  Ý nghĩa thực tiễn của nghiên cứu: - Hệ thống lái SBW điện tử - thủy lực lắp trên Ô tô HINO 300Series là sản phẩm công nghiệp đã được thử nghiệm không tải, có tải tại chỗ và vận hành trên đường giao thông nội bộ. 2 - Kết quả nghiên cứu có thể sử dụng cho việc giảng dạy, nghiên cứu khoa học, chuyển giao công nghệ. - Mở ra một hướng nghiên cứu mới về việc chuyển đổi từ hệ thống lái ô tô thông thường sang hệ thống lái SBW.  Đóng góp của nghiên cứu: - Đã nghiên cứu chuyển đổi thành công hệ thống lái có trợ lực thủy lực trên xe ô tô HINO 300Series sang hệ thống lái SBW điện tử - thủy lực. Sản phẩm hoàn thành là hệ thống lái SBW điện tử - thủy lực lắp trên xe hoạt động ổn định, tin cậy ở các chế độ khai thác trong thực tế. - Mô hình lý thuyết, các thông số của hệ thống được tính toán và đo đạc từ các bộ xử lý, cảm biến điện tử cho kết quả chính xác; Bộ số liệu thực nghiệm được tiến hành công phu, đầy đủ với các thiết bị, dụng cụ thí nghiệm hiện đại đảm bảo độ chính xác và độ tin cậy. - Đã nghiên cứu tạo cảm giác lái cho hệ thống lái SBW điện tử - thủy lực đầy đủ nhất bao gồm: Tạo mô men cảm giác khi đánh lái; Giới hạn vành lái khi đánh hết lái về hai phía bằng điện; Tự động trả vành lái về điểm cân bằng tương ứng với khi ô tô chuyển động thẳng. CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 HT lái với vấn đề quay vòng và ổn định hướng chuyển động Trong một số trường hợp, việc sử dụng hệ thống lái thay vì phanh sẽ an toàn hơn bởi vì việc đánh lái phát sinh ít ma sát hơn giữa lốp xe và mặt đường. Khi lốp xe phía sau đã đạt đến giới hạn độ bám, lúc này kiểm soát duy nhất là bánh xe phía trước, nếu phanh trong tình huống này thường dẫn đến xe bị mất hướng và quay tròn không thể kiểm soát được [13], [15]. Hệ thống lái Steer by wire (SBW) 1.2.1 Đặc điểm kỹ thuật của hệ thống lái SBW Các hệ thống lái SBW đã được nghiên cứu hiện nay biểu diễn từ Hình 1.9 đến Hình 1.11: Hình 1.9: HT lái SBW- 3 động cơ điện 3 Hình 1.10 hệ thống lái SBW sử dụng bộ chấp hành dẫn hướng gồm 1 động cơ điện làm quay cơ cấu lái bánh răng thanh răng, thông qua hình thang lái để làm quay các bánh xe dẫn hướng. Hình 1.10: HT lái SBW- 1 động cơ điện Hình 1.11 hệ thống lái SBW trong đó động cơ điện sẽ làm quay cơ cấu lái và trong hệ thống còn có bộ trợ lực thủy lực. Hình 1.11: HT lái SBW trợ lực TL 1.2.2 Chuyển đổi hệ thống lái thông thường sang hệ thống lái SBW Thay vì sử dụng trục lái cơ khí để truyền động đến cơ cấu lái, hệ thống lái SBW sử dụng một bộ chấp hành lái gồm 1 động cơ làm nhiệm vụ tạo cảm giác, 1 động cơ làm nhiệm vụ quay cơ cấu lái và bộ điều khiển điện tử như Hình 1.12. Hình 1.12 ...