BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI

TRẦN VĂN LỢI

NGHIÊN CỨU ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG LÁI
ĐIỆN TRÊN Ô TÔ CON

Chuyên ngành: KỸ THUẬT Ô TÔ – MÁY KÉO
Mã số:

62. 52. 01. 16

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

HÀ NỘI - 2017


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI

TRẦN VĂN LỢI

NGHIÊN CỨU ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG LÁI
ĐIỆN TRÊN Ô TÔ CON

Chuyên ngành: KỸ THUẬT Ô TÔ –MÁY KÉO
Mã số:

62. 52. 01. 16


nghệ trong ngành công nghiệp ô tô một cách rõ nét. Có thể thấy sự thay đổi của công
nghệ ô tô qua các phiên bản xe xuất hiện trên thị trường. Theo quá trình phát triển có thể
chia ra thành các giai đoạn như sau [11]:
 Thuần cơ khí (từ trước đến năm 1920): công nghệ chính của các phiên bản
xe ban đầu tập trung vào các kết cấu cơ khí. Công nghệ chế tạo các hệ thống cơ khí và
đặc tính làm việc của các hệ thống này trở thành nền tảng ngành công nghiệp ô tô.
 Cơ điện (1920-1960): Trong giai đoạn này công nghệ chế tạo các hệ thống
cơ khí tiếp tục được phát triển. Bên cạnh đó các phát minh về điện dần được áp dụng và
phổ biến dẫn đến các hệ thống cơ khí được bổ sung các bộ phận điện làm cải thiện các
đặc tính làm việc của hệ thống thuần cơ khí trước đây. Những ứng dụng này hình thành
nên bước nhảy công nghệ quan trọng trong ngành công nghiệp ô tô.
 Cơ điện tử dạng độc lập (1960-1985): Trong giai đoạn này công nghệ bán
dẫn được nghiên cứu áp dụng bổ sung cho hệ thống cơ điện giúp cải thiện các đặc tính
làm việc của hệ thống cơ điện lên một bước mới. Mặc dù công nghệ bán dẫn được nghiên
cứu phát triển từ trước những năm 1950, tuy nhiên giai đoạn này mới được nghiên cứu


2

ứng dụng trên ô tô. Đặc biệt trong giai đoạn này việc ứng dụng các nghiên cứu về vi điều
khiển và điều khiển tự động hình thành nên các tính năng tự động hóa các hệ thống cơ
điện tử trên ô tô.
 Cơ điện tử dạng phối hợp (1985-1995): Đặc điểm chính của công nghệ
trong giai đoạn này là sự phối hợp của các hệ thống cơ điện tử cùng tham gia điều khiển
trạng thái chuyển động ô tô. Nhờ vào việc phối hợp điều khiển này quỹ đạo chuyển động
ô tô được kiểm soát.
 Cơ điện tử dạng tích hợp (1995 đến nay): Quan điểm thiết kế đối với các ô
tô trong giai đoạn này là tất cả các hệ thống trên ô tô được kiểm soát một cách thống
nhất. Nhờ các công nghệ truyền dẫn tín hiệu sử dụng mạng CAN cho phép tất cả các hệ
thống kết nối với nhau cùng tham gia quá trình điều khiển ô tô. Cho đến nay, các xe trang

1.1.1. Hệ thống điều khiển độc lập
Hệ thống điều khiển độc lập là hệ thống được thiết kế dựa trên đặc tính bản thân hệ
thống chưa xét đến mối liên hệ với các hệ thống điều khiển khác. Hệ thống điều khiển
này được áp dụng trên các hệ thống cơ điện tử thế hệ đầu. Hệ thống điều khiển độc lập
này có thể sử dụng hệ thống điều khiển kín hoặc hở. Trên ô tô đa phần các hệ thống cơ
điện tử đều dùng hệ thống điều khiển phản hồi vòng kín (Hình 1.2).

Hình 1.2: Hệ thống điều khiển hệ thống lái phản hồi kiểu vòng kín
Hệ thống điều khiển phản hồi vòng kín áp dụng trên các hệ thống điều khiển trên ô
tô có khuynh hướng duy trì một mối quan hệ được định trước giữa các giá trị biến thiên
của hệ thống. Phương thức điều khiển thông qua phép so sánh giữa các giá trị đáp ứng
mong muốn và giá trị thực tế đạt được. Hệ thống điều khiển phản hồi vòng kín này ứng
dụng trên ô tô cũng được chia thành nhiều dạng khác nhau như: điều khiển đơn biến, điều


4

khiển đa biến, điều khiển phản hồi trạng thái, điều khiển bền vững…Nghiên cứu ứng
dụng cho hệ thống cơ điện tử độc lập hoàn thiện về mặt kết cấu công nghệ làm tiền đề
cho việc phát triển các hệ thống cơ điện tử ô tô dạng phối hợp [25]. Các hệ thống phát
triển dạng này có thể thấy như: điều khiển tiết chế loại bán dẫn, phun xăng đơn điểm, hệ
thống phanh sử dụng ABS…Chúng hoạt động độc lập, song song nhau, nhận các tín hiệu
đầu vào một cách độc lập hoặc tín hiệu chung. Tuy nhiên, các hệ thống không có sự liên
kết.
1.1.2. Hệ thống điều khiển kết hợp
Hệ thống điều khiển kết hợp được phát triển dựa trên hai hay nhiều hệ thống điều
khiển phối hợp với nhau cùng điều khiển chuyển động của xe. Đặc điểm chính của hệ
thống này là các chương trình điều khiển có tính toán đến sự ảnh hưởng của các hệ thống
khác, kết quả của quá trình điều khiển là sự phối hợp của hai hay nhiều chương trình điều
khiển khác nhau.

Hình 1.3: Sơ đồ hệ thống điều khiển kết hợp AFS và DSC
Hệ thống cơ điện tử phối hợp giúp việc điều khiển trở nên chính xác và hiệu quả
hơn, không những thế nó còn tạo sự liên kết, phối hợp điều khiển giữa các hệ thống. Có
thể chia xu hướng ứng dụng các hệ thống cơ điện tử cũng như phối hợp điều khiển trên
những ô tô hiện đại thành ba vùng chính [29]:


Động cơ, hệ thống truyền lực: Công nghệ mới được áp dụng nhằm nâng

cao hiệu quả sử dụng động cơ như hệ thống phun nhiên liệu điện tử, hệ thống phối khí
điện tử, hệ thống kiểm soát lực kéo, hệ thống kiểm soát khí xả. Các hệ thống này không
những phát triển tối ưu mà còn phối hợp với nhau giúp kiểm soát hoạt động động cơ một
cách hiệu quả.


Điều khiển động lực học xe: Hệ thống điều khiển động lực học xe là sự

phối hợp của nhiều hệ thống. Các hệ thống này không những phát triển tối ưu mà còn
phối hợp với nhau giúp kiểm soát động lực học toàn xe một cách hiệu quả. Các hệ thống
như truyền lực phanh, treo, lái ngày càng được hoàn thiện đáp ứng các yêu cầu sử dụng
xe cũng như điều khiển xe.


6



Thông tin, tiện nghi, giải trí: Các hệ thống thông tin trên xe ngày càng hoàn

thiện đồng thời điều khiển kết hợp giữa thông tin tín hiệu giao thông trên đường làm cho


tích hợp ra đời đáp ứng nhu cầu quản lý một cách thống nhất các thông số đầu vào và
kiểm soát tổng thể các hệ thống phối hợp. Ở các hệ thống này, hệ thống cơ điện tử có
nhiệm vụ kiểm soát động lực học chính của khung xe thông qua các tác động của bốn hệ
thống chính phanh, treo, lái, truyền lực. Ngoài ra các hệ thống phụ trợ khác như chiếu
sáng, hệ thống thông tin tín hiệu, cảnh báo…cũng làm việc dưới sự kiểm soát của hệ
thống tích hợp (Hình 1.4) [17].

Điều khiển
phanh
Điều khiển
chân ga, và số

Ngƣời điều
khiển xe
Góc quay vô
lăng

Hình 1.4: Hệ thống điều khiển tích hợp trên xe
1.2.

Các loại hệ thống lái
Từ khi ô tô ra đời cho đến nay, hệ thống lái được cải tiến không ngừng để đáp ứng

các tiêu chí về an toàn và tiện nghi, tính an toàn chủ động trong điều kiện chuyển động
với vận tốc cao trong tình trạng mật độ các phương tiện tham gia giao thông lớn. Yêu cầu
đối với thiết kế hệ thống lái cũng có sự phát triển. Trong các thiết kế đầu tiên, các yêu
cầu chủ yếu tập trung đáp ứng các tiêu chuẩn về ổn định, đảm bảo động lực học, đảm bảo
an toàn ở phù hợp với tiêu chuẩn về đường bộ, do đó các nghiên cứu tập trung vào mối
quan hệ giữa vô lăng và góc quay bánh xe dẫn hướng. Bước phát triển tiếp theo, các thiết

Hiệu suất hệ thống lái gồm hiệu suất thuận và hiệu suất nghịch. Hiệu suất nghịch phải
có trị số nhất định đảm bảo giảm va đập truyền từ các bánh xe dẫn hướng lên vô lăng, tuy


9

nhiên vẫn đảm bảo các bánh xe dẫn hướng tự trả về vị trí chạy thẳng dưới tác dụng của các
mô men ổn định.
Ma sát, độ nhạy và cảm giác lái phụ thuộc nhiều vào khe hở giữa các bề mặt làm việc
của hệ thống lái. Để đảm bảo độ nhạy và cảm giác lái tốt khi ô tô chuyển động ở vận tốc
cao, khe hở làm việc phải nhỏ nhất khi ô tô chuyển động thẳng.
Cảm giác lái là tổng hợp các cảm nhận của người lái về trạng thái quay vòng của ô tô
như vận tốc, bán kính quay vòng, hành lang quay vòng, mô men cản quay bánh xe dẫn
hướng, tình trạng kỹ thuật hệ thống lái…Các giá trị định lượng về mặt kỹ thuật cảm giác
lái gồm mô men cản quay trên vô lăng, vận tốc và góc quay của vô lăng khi nó quay về vị
trí chạy thẳng (Hình 1.6).
Mô men cản quay τd (N.m)



Góc tự trả về
của vô lăng

2

1

t

Góc quay bánh xe dẫn hướng  (độ)

những thế, nó còn nâng cao được tính năng an toàn nhờ vào việc trong một số trường hợp
lốp gặp sự cố đột ngột. Đây là một trong những ưu điểm nổi bật hệ thống lái trợ lực thủy
lực.
Vấn đề chính cần giải quyết ở hệ thống lái này là tỷ lệ trợ lực phù hợp với điều kiện
chạy xe và sự thay đổi góc đánh lái. Có thể thấy rõ khi di chuyển ở vận tốc thấp mô men
cản quay vòng tương đối lớn do vậy cần trợ lực nhiều, ngược lại vận tốc cao cần hạn chế
trợ lực, vị trí vô lăng vị trí trung hòa khi ô tô chạy thẳng cần ít trợ lực, đánh lái nhiều càng
xa vị trí trung hòa, tỷ lệ trợ lực càng tăng. Hay nói cách khác, đặc tính trợ lực của hệ thống
trợ lực thủy lực điều khiển bằng thanh xoắn thay đổi tỷ lệ trợ lực theo điều kiện chuyển
động dựa trên giá trị mô men cản quay vòng. Mô men cản này thay đổi theo vị trí góc đánh
lái và vận tốc chạy xe [9]. Hệ thống lái trợ lực thủy lực ban đầu sử dụng thanh xoắn để điều
khiển các chế độ trợ lực có sơ đồ nguyên lý như hình Hình 1.7.

Xy lanh trợ lực

Hình 1.7: Sơ đồ nguyên lý điều khiển trợ lực lái thủy lực


11

Điểm quan trọng nhất của hệ thống lái trợ lực thủy lực này chính là thanh xoắn bố trí
trên trục lái. Thanh xoắn này đóng vai trò bộ phận cảm nhận sự thay đổi mô men cản quay
vòng tại bánh xe dẫn hướng. Khi đánh lái, mô men cản bánh xe dẫn hướng càng lớn mô
men xoắn càng lớn làm cho thanh xoắn biến dạng nhiều khi đó cửa van dầu trợ lực được
mở rộng áp lực dầu trợ lực tăng theo. Vận tốc chạy xe tăng làm cho mô men cản tại bánh
xe dẫn hướng giảm dẫn đến biến dạng thanh xoắn cũng giảm. Trong quá trình chạy xe,
thanh xoắn điều khiển đặc tính trợ lực thay đổi theo góc đánh lái và vận tốc một cách tự
nhiên. Bên cạnh các ưu điểm hệ thống trợ lực lái thủy lực điều khiển bằng thanh xoắn thì
vẫn còn một số nhược điểm cần cải tiến:
- Việc điều khiển các van dầu trợ lực bằng thanh xoắn hoàn toàn bằng cơ khí nên các

ở dải vận tốc cao [18]. Trên thị trường Việt Nam hệ thống lái trợ lực thủy lực điều khiển
điện thường được trang bị cho các dòng xe hạng trung và một số xe hạng sang.
1.2.4. Hệ thống lái trợ lực điện tử
Hệ thống lái trợ lực điện tử được phát triển với mong muốn thay thế hệ thống trợ
lực thủy lực truyền thống. Điểm chính của hệ thống trợ lực này là bộ phận trợ lực thủy
lực truyền thống được thay thế bằng bộ điều khiển trợ lực sử dụng động cơ điện (Hình
1.9) [45].

Hình 1.9: Sơ đồ nguyên lý hệ thống lái trợ lực điện


13

Việc điều khiển trợ lực thông qua mô tơ điện được điều khiển bằng hộp điều khiển.
Hệ thống trợ lực điện có thể xem là một trong những hệ thống cơ điện tử. Trong đó hộp
điều khiển ECU của hệ thống trợ lực chứa chương trình điều khiển. Chương trình điều
khiển được lập trình dựa trên thuật toán điều khiển trợ lực lái. Trong hệ thống này, cảm
biến mô men cản sẽ xác định mô men cản quay bánh xe dẫn hướng, ứng với từng điều
kiện chuyển động cụ thể chương trình sẽ tính toán lựa chọn đặc tính trợ lực thích hợp để
quyết định giá trị mô men bao nhiêu phần trăm thông qua việc điều khiển trực tiếp mô tơ
điện.
Hệ thống lái trợ lực điện khắc phục hạn chế tổn hao công suất do bơm thủy lực hoạt
động liên tục trong quá trình chạy xe. Thêm vào đó, dầu trợ lực lái là một nhân tố gây ô
nhiễm môi trường cũng được khắc phục. Kết cấu của hệ thống lái trợ lực điện tử cũng
gọn hơn. Bộ trợ lực điện này có thể được bố trí linh hoạt trên trục lái dạng EPASColumn, bố trí trên thước lái dạng EPAS-Rack, bố trí trên bộ phận giảm tốc dạng EPASPinion, đặt song hành cùng với thước lái dạng EPAS-Dual-Pinion (Hình 1.10). Hệ thống
trợ lực điện có các chế độ điều khiển trợ lực tương đồng hệ thống trợ lực thủy lực điều
khiển điện, tuy nhiên, khả năng bố trí thay đổi một cách linh hoạt, dễ bố trí, giảm tiêu hao
năng lượng và bảo vệ môi trường [19].

a)

này vẫn còn một số vấn đề cần cải tiến. Có thể thấy điều khiển hệ thống lái với mục đích
chính là điều khiển quỹ đạo chuyển động ô tô. Quỹ đạo chuyển động ô tô khi quay vòng
chịu ảnh hưởng của góc quay thân xe, biến dạng lốp và tình trạng đánh lái. Khi điều khiển
ô tô ở vận tốc thấp, lốp xe được xem như không biến dạng. Khi đó, bán kính quay vòng thực
tế của ô tô trùng với bán kính quay vòng lý thuyết R. Bán kính này được xác định theo góc
quay của bánh xe dẫn hướng δ và chiều dài cơ sở L, góc quay bánh xe dẫn hướng bên ngoài
và bên trong 1 ,  2 của ô tô theo công thức [7]:

 
B
L
L
Cotg 1 - Cotg 2  , Rt  R 
 ,  1 2
L
tan  
2

(1.1)

Trong trường hợp này, trạng thái quay vòng của ô tô được gọi là quay vòng đúng.
Trong thực tế, do tính đàn hồi của lốp, các phản lực ngang từ mặt đường tác dụng lên
bánh xe khi ô tô quay vòng nên có các góc lệch bên trước αf và sau αr:

f 

Fyf
C f

; r 

Trên các ô tô hiện đại, hệ thống lái tích cực được điều khiển kết hợp với các hệ
thống điều khiển ổn định quỹ đạo thành hệ thống cơ điện tử ô tô dạng phối hợp đảm bảo
tính điều khiển và tính ổn định của ô tô (Hình 1.13).


16

Cảm biến góc
quay trục lái

DSC
DSC

Hình 1.13: Sơ đồ hoạt động phối hợp của hệ thống AFS và DSC
Nhờ vào sự phối hợp, động lực học xe được kiểm soát tương đối chặt chẽ, quỹ đạo
chuyển động không bị lệch so với mong muốn, đảm bảo an toàn chủ động khi lưu thông
ở vận tốc cao. Đa phần các xe trang bị hệ thống này được nhập khẩu từ các thị trường có
tiêu chuẩn kiểm định cao như Châu Âu hay Bắc Mỹ.
1.2.6. Hệ thống lái điện
Với các hệ thống lái đã trình bày ở trên, khi quay vòng ở các vận tốc khác nhau
người lái chỉ kiểm soát được một số trạng thái động lực học của xe. Hệ thống lái điện có
khả năng tích hợp tất cả các hệ thống khác trên xe thành một đối tượng thống nhất. Trong
các năm gần đầy, hệ thống lái này đang được tập trung nghiên cứu. Khái niệm về hệ
thống lái điện được hình thành dựa trên mong muốn xây dựng hệ thống lái đáp ứng được
các tình trạng chuyển động theo mong muốn của người điều khiển xe khi quay vòng. Ưu
điểm nổi bật của hệ thống lái này là:
 Do bỏ bớt trục lái nên có nhiều khoảng trống để bố trí khoang lái một cách
thuận tiện, giảm đáng kể khối lượng, quán tính của hệ thống.
 Liên kết giữa bộ phận vô lăng và bộ phận chấp hành thông qua bộ điều
khiển cho nên có thể điều khiển chuyển động bánh xe dẫn hướng theo tình trạng chuyển

18

góc quay giữa vành tay lái và cơ cấu lái cũng như những tác động phản hồi từ mặt đường
lên vô lăng được xem là một nhiệm vụ quan trọng.
Bộ điều khiển hệ thống lái đóng vai trò then chốt trong quá trình điều khiển xe. Mọi
thông tin sẽ được xử lý bằng điện tử nên khả năng phản ứng với những thông tin trong
quá trình lái xe sẽ nhanh hơn, không những thế, nó còn có khả năng hạn chế phản hồi từ
mặt đường, theo đó khi xe đi vào mặt đường xấu, gồ ghề những rung động từ mặt đường
tác động lên vô lăng sẽ được loại bỏ, nhờ vậy người lái không bị mỏi tay mà thoải mái
hơn đồng thời không gian bố trí cho hệ thống lái giảm, trọng lượng giảm. Trên thế giới,
hệ thống lái này đã và đang nghiên cứu và ứng dụng trong các năm gần đây. Kết quả
nghiên cứu đang được thử nghiệm trên ô tô thực tế.
1.2.7. Hệ thống lái trong tƣơng lai
Các nghiên cứu về hệ thống lái điện là tiền đề phát triển công nghệ lái tự động.
Công nghệ lái xe tự động đã được ứng dụng cho các dòng xe điện, xe lai điện (xe phối
hợp giữa động cơ xăng và điện) trong giao thông tại một số nước phát triển (Mỹ, Đức,
Nhật, Trung Quốc). Công nghệ này được dự báo sẽ được sử dụng trên nhiều phương tiện
vận tải trong tương lai tại các thành phố lớn. Công nghệ lái tự động ứng dụng trên xe
nhiều cấp độ khác nhau. Công nghệ này có thể chia thành bốn cấp độ khác nhau tùy vào
khả năng công nghệ và kết cấu cơ sở hạ tầng giao thông:
Cấp độ 1: Hỗ trợ ngƣời lái: Công nghệ lái tự động hỗ trợ một phần điều khiển
kiểm soát hành trình, hướng dẫn làn chạy xe, tự động đỗ xe. Người lái điều khiển trực
tiếp tác động, kiểm soát quá trình chạy xe [12].
Cấp độ 2: Kết hợp chức năng tự động với ngƣời lái: Trong công nghệ lái
này, người lái kết hợp giữa tín hiệu điều khiển người lái với chức năng điều khiển tự
động kiểm soát hành trình, ổn định bám làn. Người điều khiển chịu trách nhiệm giám sát
các đường và dự kiến tình trạng chạy xe, lựa chọn chế độ chạy hợp lý, trong điều kiện
chạy ổn định có thể chuyển sang chế độ tự động lái xe [43].
Cấp độ 3: Tự động lái mức độ giới hạn: Trong công nghệ lái này, nhiệm vụ
người lái quyết định lựa chọn chế độ, hành trình chạy xe dựa trên kinh nghiệm hoặc quan

biến mô men, phương pháp sử dụng cảm biến dòng. Các nghiên cứu của Andrew Liu và
Stacey Chang [24] mô tả các kết quả thực nghiệm khi lái xe làm cơ sở phản hồi cảm giác
lái khi cho thử nghiệm ở ba điều kiện thử nghiệm khác nhau. Sau khi thử nghiệm ở ba
trạng thái quay vòng, tác giả so sánh với các kết quả đã công bố và đưa ra các thảo luận
chung. Nguyen- Jee Hwan Ryu nghiên cứu tạo cảm giác xác thực nhất trên vành tay lái
được tái tạo thông qua phương pháp đo dòng [13]. Đặc điểm chính của phương pháp này
là sử dụng cảm biến đo dòng để đo cường độ dòng điện động cơ đặt tại cơ cấu lái làm tín


20

hiệu phản hồi lên vô lăng. Trong nghiên cứu này tác giả sử dụng phần mềm LabVIEW để
mô phỏng đặc tính cảm giác thông qua phương trình. Tác giả so sánh với các phương
pháp tạo cảm giác khác và cho rằng phương pháp này tái tạo cảm giác chính xác, đơn giản
và tiết kiệm chi phí hơn so với các phương pháp khác. Phương pháp sử dụng cảm biến
mô men phản hồi cảm giác lái được Sanket Amberkar nghiên cứu. Đây là phương pháp
phản hồi cảm giác được phát triển từ các hệ thống lái trợ lực lái điện [34].
 Bộ phận chấp hành hệ thống lái điện
Động lực học bộ phận chấp hành hệ thống lái đóng vai trò then chốt cho phương
pháp điều khiển hệ thống lái điện và tái tạo cảm giác lái trên vô lăng. Bộ chấp hành bao
gồm động cơ điện lắp lên bánh răng cơ cấu lái điều khiển bánh xe dẫn hướng. Các nghiên
cứu trên thế giới sử dụng mô hình hai bậc tự do [8, 30, 39,48], ba bậc tự do [20] và bốn
bậc tự do [15] làm đối tượng để phân tích hệ thống lái điện.
 Bộ phận xử lý tín hiệu và đảm bảo an toàn
Các nghiên cứu tập trung vào việc thiết kế các mạch điện tử có khả năng điều khiển
hệ thống một cách linh hoạt và có độ tin cậy cao. Cơ cấu liên kết cơ khí đảm bảo an toàn
cũng được xét đến. M. Segawa nhóm nghiên cứu tái tạo cảm giác lái khi tình trạng hỏng
đột ngột xảy ra [26]. Thông qua việc mô phỏng mômen phản ứng với hệ thống lái sử
dụng cơ cấu an toàn. Nghiên cứu này đã chỉ ra thành phần mô men phản ứng được hạn
chế bằng cách thay đổi động lực học hệ thống.

nghiên cứu tính điều kiển của ô tô tải với hệ thống lái có trợ lực thủy lực. Năm 2010, tác
giả Nguyễn Tuấn Anh công bố công trình nghiên cứu về điều khiển tối ưu hệ thống lái
tích cực trên ô tô. Năm 2015, tác giả Nguyễn Tuấn Anh công bố nghiên cứu thiết kế bộ
điều khiển PID cho hệ thống lái trợ lực điện ESP.
Ngoài các công trình trên, bản thân tác giả đã tiến hành nghiên cứu về hệ thống lái
điện từ năm 2008 thông qua đề tài thạc sỹ. Trong đề tài này tác giả xây dựng mô hình hệ
thống lái, đồng thời thiết kế các giao diện thực hiện điều khiển và quan sát hệ thống. Tác
giả sử dụng phần mềm LabVIEW thiết kế giao diện điều khiển bộ phận chấp hành đồng
thời quan sát tình trạng phản hồi trên vô lăng. Đây là nghiên cứu ban đầu về hệ thống nên
các thông số hệ thống cũng như bộ điều khiển còn chưa được quan tâm nhiều. Trong
nghiên cứu này bộ điều khiển PID được đưa vào thực nghiệm làm đồng bộ vô lăng và cơ
cấu chấp hành.


22

Nghiên cứu trên được phát triển qua đề tài cấp trường năm 2011. Trong nghiên cứu
tiếp theo này, tác giả quan tâm nhiều đến động lực học của hệ thống đồng thời hoàn thiện
thông số kết cấu cũng như mô phỏng 3D hệ thống. Đồng thời qua nghiên cứu này sai số
giữa vô lăng và cơ cấu chấp hành được xem xét một cách trực quan [4].
Trong đề tài nghiên cứu cấp thành phố “Nghiên cứu chế tạo bộ tạo cảm giác cho hệ
thống lái gián tiếp”, tác giả tập trung nghiên cứu phương pháp tái tạo cảm giác lái trên vô
lăng [5]. Nghiên cứu này được tiến hành thông qua giao tiếp giữa khối 3D mô phỏng hệ
thống lái và vô lăng thực. Tác giả bước đầu cũng xây dựng được đặc tính tái tạo cảm giác
lái trên vô lăng trong quá trình chuyển động xe.
1.3.3. Nhận xét, đánh giá
Các kết quả nghiên cứu của các tác giả nước ngoài đã tương đối hoàn thiện về động
lực học, kết cấu cũng như điều khiển nhưng đây là những nghiên cứu bản quyền của các
công ty, chưa được công bố rộng rãi và sâu sắc. Có thể sử dụng một số kết quả của các
công trình này phục vụ cho quá trình nghiên cứu của tác giả: phương pháp tổng hợp để

bánh xe tiếp đất gồm nhiều bộ phận - cơ khí, điện, điều khiển, phần mềm… thỏa mãn cơ
bản các tiêu chí đối với hệ thống lái ô tô truyền thống. Mô hình trên là kết quả của việc
phân tích kỹ lưỡng các nghiên cứu của nước ngoài kết hợp với điều kiện nghiên cứu
trong nước. Trong đó, các bộ phận cơ khí trên mô hình được lấy từ ô tô nguyên bản, bộ
phận điện và điều khiển sử dụng các thiết bị linh kiện hiện đại, các phần mềm tính toán
hiện đại đảm bảo tính chính xác.
Việc nghiên cứu đưa ra sản phẩm hệ thống lái điện đã phối hợp nhiều nghiên cứu
chuyên môn khác nhau bao gồm các nghiên cứu về bộ phận cơ khí, phần mềm, phần
cứng hệ thống lái điện. Thông qua đề tài nghiên cứu, tác giả mong muốn đưa ra các thông
tin, kết nối các nhà nghiên cứu chuyên môn nhằm ứng dụng thực tế trên xe thật.
1.4.3. Ý nghĩa thực tiễn
Trong các năm gần đây số lượng các hệ thống lái hiện đại sử dụng trên ô tô ngày
càng phổ biến. Nghiên cứu hệ thống lái điện có ý nghĩa quan trọng trong việc tiếp cận và
làm chủ công nghệ lái trên các xe ô tô hiện đại tại Việt Nam. Trên cơ sở nghiên cứu về hệ
thống lái điện có thể tiến hành nghiên cứu các hệ thống điều khiển qua dây dẫn khác
(Drive By Wire) trên ô tô.
Các sản phẩm của quá trình nghiên cứu như phần cứng, phần mềm của hệ thống cơ
điện tử có thể tiếp tục hoàn thiện để sử dụng trên hệ thống lái ô tô thực. Các sản phẩm
trên có khả năng làm việc tốt và ổn định trên mô hình bán tự nhiên. Tuy nhiên, khi thử
nghiệm trên các xe thực tế cần xác định thêm các yếu tố đảm bảo an toàn. Luận án có thể