i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan:
- Những số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và
chƣa hề đƣợc sử dụng để bảo vệ trong một học vị nào.
- Mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn y đã đƣợc cảm ơn các
thông tin trích dẫn trong luận văn đều đã đƣợc chỉ rõ nguồn gốc.
Tác giả
Vũ Quang Hƣng
ii
MC LC
Lời cam đoan ............................................................................................................... i
Mc lc ....................................................................................................................... ii
Danh mc các ch viết tt, các ký hiu ..................................................................... iv
Danh mc các hình v ............................................................................................... vi
CHƢƠNG 1. TNG QUAN V VN Đ NGHIÊN CU ...................................... 1
1.1. Tng quan v xác định qu đạo chuyển động ca ô tô ..................................... 1
1.2. Tình hình nghiên cứu xác định qu đạo chuyển động ca ô tô ......................... 3
1.2.1. Tình hình nghiên cu trên thế gii v qu đạo chuyển động ca ô tô ..... 3
1.2.2. Tình hình nghiên cu ti Vit Nam v qu đạo chuyển động ca ô tô .... 4
1.3. Các phƣơng pháp xác định qu đạo chuyển động ca ô tô ............................... 5
1.3.1. Phƣơng pháp xác định qu đạo bng mô hình toán hc ........................... 5
1.3.2. Phƣơng pháp xác định qu đạo bng thc nghim ................................... 5
1.3.3. Dùng mô hình đng dng trên sa bàn ....................................................... 6
1.4. Mục tiêu và phƣơng pháp và ni dung nghiên cu ........................................... 6
1.4.1. Mc tiêu nghiên cu ................................................................................. 6
1.4.2. Phƣơng pháp nghiên cứu .......................................................................... 6
1.4.3. Ni dung nghiên cu ................................................................................. 6
CHƢƠNG 2. LẬP HÌNH ĐỘNG LC HỌC XÁC ĐỊNH QU ĐẠO
CHUYỂN ĐỘNG Ô TÔ ............................................................................................. 7
2.1. Lý thuyết xác đnh qu đạo chuyển động ca ô tô ............................................ 7
2.1.1. Lý thuyết xác định qu đạo bng mô t toán hc ..................................... 7
2.1. Phân tích cấu trúc ô tô và định nghĩa hệ quy chiếu ................................... 18
2.2. Thiết lp mô hình toán học xác định qu đạo chuyển động ca ô tô .............. 19
2.3. Xác định các lc bánh xe bng mô hình lp ................................................... 23
2.4. Mô phng bng phn mm Matlab Simulink .................................................. 26
CHƢƠNG 3. XÂY DNG QUY TRÌNH THÍ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT
QU XÁC ĐỊNH QU ĐẠO CHUYN ĐNG CA Ô TÔ ................................ 32
3.1. Gii thiu chung v b thiết b đo xác định qu đạo chuyển động ca ô tô ... 32
3.1.1. B cm biến S350 ................................................................................... 32
3.1.2. Cm biến vô lăng MSW.......................................................................... 33
3.1.3. B thu thp d liu DAS 3 ...................................................................... 34
3.2.Gá lp và kết ni thiết b đo ............................................................................. 35
iii
3.2.1. Gá lp b cm biến S350 ........................................................................ 35
3.2.2. Gá lp b cm biến vô lăng MSW .......................................................... 43
3.3. Kết ni cm biến .............................................................................................. 44
3.3.1. Kết ni cm biến S350 ............................................................................ 44
3.3.2. Kết ni cm biến vô lăng MSW ............................................................. 45
3.3.3. Kết ni các cm biến ti b thu thp d liu DAS 3 .............................. 45
3.4. Định chun cho cm biến S350 ....................................................................... 46
3.4.1. Định dng cho cm biến S350 ................................................................ 46
3.4.2. Định dng cho các cng kết ni cm biến S350 ..................................... 47
3.5. Định chun cho cm biến vô lăng MSW ........................................................ 50
3.5.1. Định dng cho cm biến vô lăng MSW .................................................. 50
3.5.2. Định dng cho các kênh ca cm biến vô lăng MSW ............................ 52
3.6. Thông số, địa bàn, phƣơng án thí nghim ....................................................... 54
3.6.1. Thông s xe thí nghim .......................................................................... 54
3.6.2. Địa bàn thí nghim .................................................................................. 55
3.6.3. Phƣơng án thí nghiệm và các thông s thí nghim ................................. 56
3.7. Xác đnh qu đạo chuyển động ca xe khi quay vòng vi bán kính 15m ...... 56
3.8. Xác định qu đạo chuyển động của xe khi đánh lái sin .................................. 61
KT LUN ............................................................................................................... 68
TÀI LIU THAM KHO ......................................................................................... 69
PH LC .................................................................................................................... I
iv
DANH MC CÁC CH VIT TT, CÁC KÝ HIU
A
Din tích, thiết din
Mật độ không khí
,,

Góc lắc ngang, vận tốc góc lắc ngang, gia tốc góc lắc
ngang thân xe
,,

Góc lắc dọc, vận tốc góc lắc dọc, gia tốc góc lắc dọc
thân xe
,,

Góc quay, vận tốc góc quay, gia tốc góc quay thân xe
l
1
, l
2
Khoảng cách từ trọng tâm đến cầu trƣớc và sau
b
1
, b
2
½ chiều rộng cơ sở phía trƣớc và sau
M
Khối lƣợng toàn xe
m
khối lƣợng đƣợc treo
F
wx
, F
wy
Lực cản không khí
11 12 21 22
, , ,
x x x x
F F F F
Lực dọc tại các bánh xe
11 12 21 22
, , ,
y y y y
F F F F
Lực ngang tại các bánh xe
Tải trọng thẳng đứng tại các bánh xe
x
Gia tốc thân xe phƣơng x trong hệ B(Cxyz)
y
Vận tốc thân xe phƣơng y trong hệ B(Cxyz)
Gia tốc góc lắc ngang
z
Gia tốc phƣơng thẳng đứng khối lƣợng đƣợc treo
Vận tốc góc quay thân xe
11 12 21 22
, , ,
C C C C
F F F F
Lực đàn hồi hệ thống treo
11 12 21 22
, , ,
K K K K
F F F F
Lực cản hệ thống treo các bánh xe 1; 2; 3; 4
h
Khoảng cách từ mặt đƣờng đến trọng tâm ô tô
r
Bán kính tự do lốp
11 12 21 22
; ; ;M M M M
Mô men của các bánh xe
K
11
, K
12
Hệ số cản hệ thống treo trƣớc
v
K
21
, K
22
Hệ số cản hệ thống treo sau
r
Bán kính tự do lốp xe
J
x
Mô men quán tính trục x của phần đƣợc treo
J
y
Mô men quán tính trục y của phần đƣợc treo
J
z
Mô men quán tính trục z của xe
φ
Hệ số bám đƣờng
z,
z
,
z
Chuyển vị, vận tốc, gia tốc theo phƣơng thẳng đứng
khối lƣợng đƣợc treo
vi
DANH MC CÁC HÌNH V
Hình 1.1. Trng thái quay vòng trái ca ô tô trong mt phng nn ............................ 2
Hình 2.1. Quan h Ackerman ca xe hai cu vi cầu trƣớc dẫn hƣớng ..................... 8
Hình 2.2. Đng hc quay vòng ca xe cầu trƣc dẫn hƣớng ...................................... 9
Hình 2.3. Hành lang quét ca xe hai cu .................................................................. 10
Hình 2.4. Định nghĩa h ta đ G(OXYZ), h cc b xe B(Cxyz) .......................... 12
Hình 2.5. Định nghĩa h ta đ G(OXYZ), h cc b xe B(Cxyz) .......................... 18
Hình 2.6. Các lc và mô men tác dng lên ô tô trong mt phẳng đƣng ................. 19
Hình 2.7. Các lc và mô men tác dng lên ô tô trong mt phng dc ...................... 21
Hình 2.8. Các lc và mô men tác dng lên phần đƣợc treo trong mt phng ngang ......... 22
Hình 2.9. Mô hình lp ............................................................................................... 23
Hình 2.11. Góc quy bánh xe dẫn hƣớng ................................................................... 29
Hình 2.12. Gia tc ngang .......................................................................................... 29
Hình 2.13. Góc xoay thân xe ..................................................................................... 29
Hình 2.14. Vn tc dc ............................................................................................. 29
Hình 2.15. Vn tc ngang ......................................................................................... 30
Hình 2.16. Qu đạo chuyển động ca xe .................................................................. 30
Hình 2.15. Góc quay bánh xe dẫn hƣớng .................................................................. 30
Hình 2.16. Gia tc ngang .......................................................................................... 30
Hình 2.17. Góc xoay thân xe ..................................................................................... 31
Hình 2.18. Góc xoay thân xe ..................................................................................... 31
Hình 2.19. Vn tc ngang ......................................................................................... 31
Hình 2.20. Qu đạo chuyển động ca xe .................................................................. 31
Hình 3.1. Cm biến S350 Aqua vi đ ................................................................ 32
Hình 3.2. Cm biến vô lăng và phụ kin ................................................................... 33
Hình 3.3. B thu thp d liu DAS 3 ........................................................................ 34
Hình 3.4. V trí có th lp cm biến .......................................................................... 35
Hình 3.5. Kết cu ca b khung giá đỡ cm biến ..................................................... 36
Hình 3.6. Tháo bin s và lp tm p thiết b ........................................................... 36
vii
Hình 3.7. Tháo np che bo v cho tm hút .............................................................. 37
Hình 3.8. Đt giá đ cm biến lên np ca pô ............................................................ 37
Hình 3.9. Ấn piston bơm ........................................................................................... 37
Hình 3.10. Kim tra piston bơm ................................................................................ 38
Hình 3.11. Khóa cần treo giá đỡ cm biến ................................................................ 38
Hình 3.12. Lp cần treo giá đỡ cm biến .................................................................. 39
Hình 3.13. Lắp giá đỡ cm biến ................................................................................ 39
Hình 3.14. Ly chuẩn cho giá đỡ cm biến ............................................................... 39
Hình 3.15. Gá lp cm biến ....................................................................................... 40
Hình 3.16. Kết ni cáp tín hiu ................................................................................. 40
Hình 3.17. Lắp dây an toàn cho đồ ...................................................................... 40
Hình 3.18. Kp cht dây an toàn ............................................................................... 41
Hình 3.19. Lắp giá đỡ cm biến ................................................................................ 41
Hình 3.20. Điu chỉnh giá đỡ cm biến .................................................................... 42
Hình 3.21. Lp cm biến vào giá đỡ ......................................................................... 42
Hình 3.22. Lp dây an toàn cho cm biến ................................................................. 42
Hình 3.23. Lắp đặt hoàn thin cm biến bng đế t ................................................. 43
Hình 3.24. Lắp đặt cm biến và đồ ...................................................................... 43
Hình 3.25. Lp cm biến lên vô lăng ........................................................................ 43
Hình 3.26. Đnh v định tâm cm biến ................................................................. 44
Hình 3.27. Giao diện định dng cho cm biến S350................................................. 46
Hình 3.28. Giao diện định chun cho cm biến S350 ............................................... 47
Hình 3.29. Giao diện định dng cho các kênh k thut s ........................................ 48
Hình 3.30. Giao diện định dng các kênh Analog .................................................... 49
Hình 3.31. Giao diện định dng cho cm biến vô lăng MSW .................................. 51
Hình 3.32. Giao diện định dng các kênh k thut sô .............................................. 52
Hình 3.33. Đnh dng cho các kênh Analog ............................................................. 53
nh 3.34. Loi xe thí nghim .................................................................................. 54
Hình 3.35. Mt bng thí nghim ............................................................................... 55
viii
Hình 3.36. Đ th góc quay bánh xe dẫn hƣớng thí nghim ..................................... 56
Hình 3.37. Đ th gia tc dc thí nghim .................................................................. 57
Hình 3.38. Đ th vn tc dc thí nghim ................................................................. 57
Hình 3.39. Đ th vn tc ngang khi thí nghim và mô phng ................................. 58
Hình 3.40. Đ th vn tc góc quay thân xe khi thí nghim và mô phng ............... 59
Hình 3.41. Đ th góc quay thân xe trong h quy chiếu c định .............................. 59
Hình 3.42. Đ th v trí trng tâm xe ......................................................................... 60
Hình 3.43. Đ th qu đạo chuyển động ca xe xác định theo thí nghim ............... 60
Hinh 3.44. Đ th qu đạo chuyển động khi mô phng ............................................ 61
Hình 3.45. Đ th góc quay bánh xe dẫn hƣớng thí nghim ..................................... 61
Hình 3.46. Đ th gia tc dc thí nghim .................................................................. 62
Hình 3.47. Đ th vn tc dc thí nghim ................................................................. 63
Hình 3.48. Đ th vn tc ngang ............................................................................... 63
Hình 3.49. Đ th vn tc góc quay thân xe .............................................................. 64
Hình 3.50. Đ th góc quay thân xe ......................................................................... 65
Hình 3.51. Đ th tọa độ trng tâm xe ..................................................................... 65
Hình 3.52. Đồ th hành lang quét xác định t thí nghim ......................................... 66
Hình 3.53. Đ th hành lang quét t mô phng ......................................................... 66
1
CHƢƠNG 1
TNG QUAN V VẤN ĐỀ NGHIÊN CU
1.1. Tng quan v xác định qu đạo chuyển động ca ô tô
Trong những m gần đây, do chính sách m ca của Nnƣớc và nhiều nƣớc
trên thế giới đã có quan h hp tác với c ta trên nhiều lĩnh vực, nhiều sở liên
doanh đƣợc hình thành phát trin, các sn phm trong nƣớc ngày một đa dạng,
phong phú v hình dáng mu mã, chất lƣợng sn phẩm ngày ng cao đáp ng
đƣợc yêu cu ca ngƣi s dng.
Để đáp ng nhu cu vn chuyển hành khách cũng nhƣ ng hóa ngày càng cao
cao thì ngoài vic cn một sở h tng v các công trình giao thông hoàn thin
thì đi đôi với phi một đội ngũ hùng hậu đa dạng các loại phƣơng tiện vn
chuyn vi tc đ lƣu thông ngày một cao.
Nghành công nghip ô tô Việt Nam đang trong quá trình hình thành và phát triển,
những năm vừa qua đã đạt đƣợc nhiu kết qu kh quan. Bƣớc đầu đang trên đà hi
nhp vi khu vc thế gii. Ch trƣơng hiện nay ca chính ph đƣa ra tăng t
l nội địa hóa trong các sn phm, dn tiến ti chế to các sn phẩm mang thƣơng
hiu Việt Nam. Để đạt đƣợc mc tiêu y, cn quan m nghiên cứu sâu hơn các
cm chi tiết, các h thống cũng nhƣ điều kin làm vic của ô để nhng bin
pháp k thuật đ can thiệp sâu hơn vào trong các cm các h thng nhm phát huy
đƣợc các đc tính tối ƣu của chúng.
Nghiên cứu đng lc hc chuyển động của ô là bài toán bản ca thuyết ô
nhằm đánh giá cũng nhƣ xác đnh chất lƣợng khai thác ô trong những điều
kin khác nhau. Trong các vấn đ đó, vấn đề xác định qu đạo chuyển động ca ô
là mt vấn đề không th thiếu đƣợc, nht là trong những năm gần đây chất lƣợng
s h tầng cho giao thông ngày càng đƣợc hoàn thin chất lƣợng nâng cao đng
thi vn tc trung bình ô có th đạt đƣợc cung đƣợc tăng cao gần 80km/h. Đây là
tín hiệu đáng mừng cho nghành giao thông nhƣng cũng đặt ra rt nhiu vấn đề thách
thc cho các nhà quản lý giao thông cũng nhƣ các nhà sn xuất làm sao để đảm bo
an toàn giao thông cho ngƣi tham gia giao thông.
2
Vi tốc độ phát trin khoa hc công ngh nhƣ ngày nay, ngoài việc đảm bo các
yêu cu k thut ca các cm tng thành thì vic ci thiện tính điều khin ca ô tô
đang đƣc các nhà khoa hc rất quan tâm. Trong đó việc y dng các ngân
hàng d liu v ô mt trong s đó ngân hàng dữ liu v qu đạo chuyn
động ca ô tô. Nếu nhƣ trƣớc đây chúng ta vn xem xét qu đạo chuyển động ca ô
bng các hình thuyết vi nhiu gi thiết để đơn giản cho phép tính nên kết
qu thu đƣợc ch mang tính cht tham kho. Thì gi đây, chúng ta phải tiến sâu hơn
một bƣớc nữa, đó thông qua các phép đo, chúng ta s thu thập đƣợc mt ngân
hàng d liệu làm sở để xác định qu đạo chuyển động ca ô t đó thể đề
xut các b điều khiển để đảm bo ổn định chuyển động ca xe.
Trong nghiên cu thuyết động lc hc chuyển động ca ô th tách thành
3 hƣớng chính là: chuyển động thng, chuyển động quay vòng tin nghi êm du
chuyển động. Vấn đề an toàn giao thông cũng đƣợc đề cập đầy đủ theo c 3 hƣớng
đó, nhƣng liên quan chặt ch hơn qu đạo chuyển động ca ô tô. Vấn đề nghiên
cu qu đạo chuyển động ca ô cn thiết phải đặt trong h tọa độ không gian ba
chiu, tc phải xem xét các điều kiện không gian đầy đủ. Đối với phƣơng tiện
giao thông bằng đƣờng b th xem xét qu đạo ca ô trong mt phẳng đƣng.
Nhƣng phải k đến ảnh hƣởng ca kết cấu đặc trƣng không gian.
Hình 1.1. Trng thái quay vòng trái ca ô tô trong mt phng nn
Trong quá trình xem xét qu đạo chuyển động, bao gi cũng phải kho sát mi
quan h với góc điều khiển vành lái. Nhƣ vậy vấn đề đƣợc đặt ra dng chuyn
động tổng quát trong đó chuyển động thng chi là mt trƣng hợp đc bit.
3
Ô khi chuyển động mt hình tổng quát Đƣng Xe Ngƣi. Trong
thc tế các yếu t của môi trƣờng luôn luôn thay đổi, dn tới thay đổi mối tƣơng
quan chuyển động ca ô trên nền đƣng. Ngƣời lái luôn các tác động điều
chỉnh để th thu đƣợc các chuyển đng mong muốn. Nhƣ vậy hình ca h
thống điều khin ô mt hình khép n. Tuy nhiên trong điều kin hin nay,
vic nghiên cu mt hình kín mt vic không d thc hin. Trong giao thông
thông đƣờng b, mặt đƣờng thƣờng gii hn s chuyển động ca ô tô không th
không cho phép nhng mặt đƣờng tn. Nếu ô mt ổn định điều khin d
dàng dn ti mt an toàn chuyển động. Vì vy để đảm bo qu đạo chuyển động ca
ô theo đƣng cong mt yếu t đm bo an toàn giao thông. S chuyển động
của ô trên đƣờng đòi hỏi phi thc hin theo qu đạo phc tạp, ngƣời lái luôn
luôn điều chnh góc quay vành lái. Khi nâng cao tốc độ chuyển động cn thiết phi
đảm bo mối tƣơng quan gia qu đạo chuyn động góc quay nh lái cht ch
hơn. Trong nhiều trƣờng hp ch sai lch nh trong điều khin s dn ti mt qu
đạo chuyển động và gây mt an toàn giao thông.
1.2. Tình hình nghiên cứu xác định qu đạo chuyn đng ca ô tô
1.2.1. Tình hình nghiên cu trên thế gii v qu đạo chuyn đng ca ô tô
Trên thế giới đã rt nhiu các nhà khoa học cũng nhƣ các ng trình nghiên
cu khoa họcđã nghiên cứu nhiu khía cnh khác nhauđ xây dng nên qu đạo
chuyển động ca ô tô. Có th k đến các công trình nghiên cứu nhƣ:
1. Công trình nghiên cu với đề tài “Trajectory Planning for a Four-Wheel-
Steering Vehicle” của Danwei Wang Feng Qi [1] thuộc trƣờng đại hc Nanyang
Singapor (26/05/2001). Vi công trình y, tác gi đã y dựng đƣc nh
chuyển động ca xe (hình 1/4) t các phn mm phng cũng nhƣ các giả
thiết trong quá trình tính toán, tác gi đã xây dựng đƣợc các đƣờng đc tính v vn
tc dch chuyn của xe, góc xoay thân xe đƣờng đặc tính v qu đạo chuyn
động ca xe. Tuy nhiên trong công trình y, tác gi mi ch đƣa ra đƣợc mt
hình đơn giản, chƣa xây dựng đƣợc mô hình lốp, chƣa tính đến đƣc ảnh hƣởng ca
h s bám cũng nhƣ đ trƣt ca xe.
4
2. Công trình khoa học: “Dynamic Trajectory Planning with Dynamic
Constraints:a State-Time Space Approach” của nhóm tác gi trƣờng đại hc
Yokohama Nht Bản năm 1993 [2]. Với công trình này, hình tính toán đã đƣc
m rộng hơn với hình ½ đặc biệt hơn nữa mô t qu đạo chuyển động ca
xe trong không gian vi không gian trng thái gần đúng. Tuy nhiên đề tài vn ch
dng li hình thuyết vi các gi thiết gần đúng các đƣờng đặc tính ch
mang tính cht tham kho to tiền đề cho các nghiên cứu sâu hơn khi tiếp cn
dn với các điều kin thc tế chuyển động ca xe trên đƣng.
3. Công trình khoa hc:“Trajectory planning of tracked vehicles” ca nhóm tác
gi Z. Shiller W. Serate thuộc trƣờng đại học California Los Angeles năm 1995.
Công trình y, tác gi đã đ xut hình y dng qu đo chuyển động ca xe
trong khi kéo với các điu kin chuyển động đƣợc m rộng hơn. Tuy nhiên đ i
vn ch dng li trng thái lý thuyết vi các gi thiết khi tính toán nên kết qu vn
ch mang tính cht tham kho
1.2.2. Tình hình nghiên cu ti Vit Nam v qu đạo chuyn đng ca ô tô
Với điều kin v cơ sở vt cht còn hn chế nhƣ tại Vit Nam, vic tiến hành các
thí nghim thc tế vn còn hn chế. Tuy nhiên chúng ta cũng những bƣớc phát
triển đáng kể trong vc tiến hành nghiên cu qu đạo chuyển động ca ô tô, tng
bƣớc tiếp cn vi các thành tu nghiên cu khoa hc trên thế gii. Mt s công
trình nghiên cứu đã đạt đƣợc kết qu kh quan, điển hình nhƣ:
Công trình nghiên cứu: “Nghiên cứu đặc tính quay vòng ca xe du lịch” của tác gi
Đức Hiếu năm 2007, đã đƣa ra đƣợc hình chuyển đng của xe hơn nữa,
trong hình y đã tính đến các yếu t khác nhƣ, y dựng đƣợc hình lốp, đã
tính đến các yếu t nhƣ lực cn gió, ảnh hƣởng ca h thng treoh thống lái, …
tác động đến đặc tính quay vòng ca xe. Tuy nhiên, hình đƣa ra còn đơn gin,
hình lốp cũng chƣa đi sâu vào phân tích kết cu ảnh hƣởng tới đặc tính lp, nh
hƣởng ca h thống treo chƣa ràng, kết cu ca h thng lái vn gi thiết tuyt
đối cng nên kết qu vn ch dng li mc độ mang tính cht tham kho.
5
Để nghiên cu xác đnh qu đạo ca xe, th s dụng các phƣơng pháp sau
đây:
- Dùng mô t toán hc;
- Dùng mô hình đồng dng trên sa bàn;
- Dùng thc nghim trên các bãi th ln.
Mỗi phƣơng pháp cách thức thc hin một ƣu điểm nhƣợc điểm riêng,
tuy nhiên các cách y đã đang p phần to ln vào vic nghiên cứu để đƣa ra
đƣợc nhng kết qu phù hp ng dng cho nghành công ngh k thut ô tô.
1.3. Các phƣơng pháp xác định qu đạo chuyn đng ca ô tô
1.3.1. Phƣơng pháp xác định qu đạo bng mô hình toán hc
Phƣơng pháp y cho phép xác định đƣc qu đạo chuyển đng thc tế ca ô
thông qua các phép toán. Kết qu của phƣơng pháp này là qu đạo mô phng ca xe
khi chuyển động. Tuy nhiên để đạt đƣợc kết qu gn ging vi thc tế thì phi gi
thiết các điu kiện đầu vào và các yếu t ảnh hƣng sao cho gn ging vi thc tế
1.3.2. Phƣơng pháp xác định qu đạo bng thc nghim
Phƣơng pháp y cho phép xác định đƣc qu đạo chuyển đng thc tế ca ô
thông qua các phép đo thực nghim. Kết qu của phƣơng pháp này qu đo thc
tế ca xe khi chuyển động. Tuy nhiên đ đạt đƣợc kết qu tt thì cn các thiết b
thí nghiệm độ chính xác cao, phƣơng pháp thí nghim phù hp. th xác định
qu đạo chuyển đng ca ô bng các thiết b xác định trc tiếp nhƣ từ tín hiu
GPS. Tuy nhiên việc xác định qu đạo gián tiếp thông qua các thông s động hc
đƣợc s dng ph biến hơn trong nghiên cứu do điều kin thiết b thí nghim hin
nay
Theo công thức trên thì khi xác định đƣợc 3 thông s
,,xy
(vn tc dc, vn
tc ngang, góc xoay thân xe) thì th xác định đƣợc qu đạo chuyển động ca
ô bng thc nghim. S dng các cm biến vn tc, góc xoay có th xác định
đƣợc qu đạo chuyển động. Ngoài ra góc xoay thân xe th đƣợc tính toán gián
tiếp t các vn tốc góc quay bánh xe trong trƣng hp vn tc thp. Ni dung phép
đo này đƣợc gii thiu chi tiết trong các chƣơng 3ca luận văn.
6
1.3.3. Dùng mô hình đồng dng trên sa bàn
Phƣơng pháp s dụng hình đng dng trên sa bàn yêu cu chế to mt mô
hình đồng dng vi t l nh hơn xe tht vi các điều kin chuyển động tƣơng tự
nhƣ thực tế. T đó các phép đo phù hợp để xác định qu đo chuyển động ca ô
tô. Trong điều kin nghiên cu ti Việt Nam thì phƣơng pháp này không d thc
hiện do điều kin chế to và thiết b thí nghiệm xác định chuyển động ô tô.
1.4. Mục tiêu và phƣơng pháp và ni dung nghiên cu
1.4.1. Mc tiêu nghiên cu
Mc tiêu ca tác gi khi nghiên cứu đề tài là:
- Nghiên cứu cơ sở lý thuyết v vic xác đnh qu đạo chuyển động ca ô tô;
- Nghiên cu lp mô hình động lc hc xác định qu đạo chuyển động ca ô tô;
-Nghiên cu y dng quy trình thc nghiệm xác định qu đạo chuyển động ca
ô tô;
-Thu thp d liu và xây dựng các đƣờng đặc tính t đó rút ra các kết lun v qu
đạo chuyển động ca ô tô.
1.4.2. Phƣơng pháp nghiên cứu
Phƣơng pháp nghiên cứu s dụng trong đề tài kết hp gia nn tảng sở
thuyết v qu đạo chuyển động ca ô tô t đó sử dng b cm biến cùng b thu thp
d liệu để thu thp các d liu liên quan. Vi các d liu thu thập đƣợc s y
dựng nên các đƣờng đặc tính v qu đạo chuyển động của ô làm sở thc tin
để đánh giá tính chất đng lc hc ca ô tô
1.4.3. Ni dung nghiên cu
Luận văn đƣợc trình bày vi các ni dung sau:
Chƣơng 1: Tổng quan v vấn đề nghiên cu
Chƣơng 2: Lập mô hình động lc học xác định qu đạo chuyển động ô tô
Chƣơng 3: Xây dng quy trình thí nghiệmc định qu đạo chuyn đng ca ô
Chƣơng 4: Kết qu và đánh giá
7
CHƢƠNG 2
LẬP MÔ HÌNH ĐNG LC HỌC XÁC ĐỊNH QU ĐẠO
CHUYỂN ĐỘNG Ô TÔ
2.1. Lý thuyết xác định qu đạo chuyn đng ca ô tô
Vic nghiên cu bng thuyết quay vòng vi việc xác định tâm quay vòng ch
đúng khi các bánh xe là không trƣt. Còn vic nghiên cu bng hình thu nh thì
lại không đảm bảo đƣợc các tác động tích hợp. Phƣơng pháp hình đng lc hc
ô thc hin bng vic thiết lp các h phƣơng trình vi phân xác đnh các chuyn
động của ô thông qua các tác động động lc học nhƣ các lực tƣơng tác bánh xe,
các tác động ngoi cảnh. Phƣơng pháp này không chỉ c định đƣợc qu đạo
chuyển đng ca ô còn th đánh giá đƣợc tính cht ổn định chuyển động
hoc cnh báo các trng thái nguy hiểm. Tuy nhiên để có th làm đƣợc điều đó thì
mô hình động lc hc này cn phi một độ chính xác phù hợp. Phƣơng pháp xác
định qu đạo chuyển động ca ô thc hin bng các thc nghiệm đƣc trình y
t việc xác định các thông s động hc rồi qua tính toán để đƣa ra vị trí xe. Độ
chính xác của phƣơng pháp phụ thuộc vào đ chính c thiết bị, điều kin thí
nghim và trng thái thí nghim.
2.1.1. Lý thuyết xác định qu đạo bng mô t toán hc
a. Động hc quay vòng ca xe hai cu
Khi nghiên cu v qu đạo chuyển động ca ô tô, t trƣớc đến nay khi tính toán
các thông s kết cu, nhng nhân t ảnh ởng đến tính cht quay vòng ca xe du
lịch, chƣa tính đến s biến dng ca lp xe nên gia bánh xe mặt đƣờng không
có hiện tƣợng trƣt, lúc y quan h gia các thông s ch các quan h đơn thuần
v mt hình hc nhƣ hình 2.1. Phƣơng pháp này ch xác định đƣc qu đo chuyn
động ca ô tô vi hàm đầu vào là các góc quay bánh xe dẫn hƣng[5]. Chính vì vy,
phƣơng pháp này không thể xác định đƣợc qu đạo chuyển động ca ô trong c
trng thái tích hp hoc s lch ca xe khi phanh.
8
Động hc quay vòng của ô đƣợc t khi Ô quay ng quanh mt m quay
vòng O nhƣ hình 2.1. Qu đạo chuyển động của xe đƣợc xác định thông qua bán
kính quay vòng và vết tiếp xúc của các bánh xe. Khi xác định đƣc tọa độ trng tâm
của xe khi đi vn tc thp th xác định đƣợc vết tiếp xúc ngƣc li vi gi
thiết khung xe không biến dng ch xét xe chuyển động trong mt phng nn.
(Các ký hiu ch đƣợc dùng trong phn này)
Hình 2.1. Quan h Ackerman ca xe hai cu vi cầu trưc dẫn hướng
Các mi quan h y đƣợc xác định t động học quay vòng theo đnh lut
Ackerman:
l
w
CotCot
io
(2.1)
Trong đó:
δ
o
: là góc quay bánh xe dẫn hƣớng phía ngoài so vi tâm O;
δ
i
: là góc quay bánh xe dẫn hƣớng phía trong so vi tâm O;
w: khong cách gia hai tr đứng h thng lái;
l: chiu rộng cơ s ca xe.
Khi đó trọng tâm xe đƣc quay theo mt bán kính quay vòng tính t m O theo
công thc sau:
222
2
CotlaR
(2.2)