i

LỜI CAM ĐOAN
Tôi cam đoan đây là đề tài nghiên cứu của riêng tôi, đề tài được thực hiện tại bộ
môn Ô tô, trường Đại học Giao Thông Vận Tải dưới sự hướng dẫn của PGS. TS. Đào
Mạnh Hùng và TS. Nguyễn Khắc Huân. Các số liệu, kết quả trình bày trong luận văn
là hoàn toàn trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác.
Hà Nội, ngày

tháng

năm 2018

Tác giả

Nguyễn Anh Tuấn


ii

LỜI CẢM ƠN
Xin trân trọng cảm ơn tới Thầy Đào Mạnh Hùng và Thầy Nguyễn Khắc Huân
đã tận tình hướng dẫn trong quá trình thực hiện luận án. Trân trọng gửi lời cảm ơn đến
toàn thể các Thầy tại bộ môn Cơ khí Ô tô đã hướng dẫn, tư vấn, đóng góp ý kiến trong
quá trình thực hiện luận án.
Trân trọng cảm ơn các Thầy Cô, đồng nghiệp Trường Đại học Giao Thông vận
tải, Trường Đại học Bách Khoa Thành phố Hồ Chí Minh, Trường Cao đẳng Lý Tự
Trọng Thành phố Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện thuận lợi và góp ý trong quá trình thực
hiện luận án.
Trân trọng cảm ơn những người thân trong gia đình, bạn bè đã động viên hỗ trợ
trong quá trình thực hiện luận án.

2.1.1. Mô hình động lực học ô tô chuyển động trong mặt phẳng .......................... 26
2.1.2. Mô hình động lực học của bánh xe đàn hồi ................................................. 29
2.1.3. Mô hình xác định tải trọng tác dụng lên các bánh xe .................................. 32
2.2. Xây dựng mô hình mô phỏng chuyển động của ô tô .......................................... 33
2.2.1. Sơ đồ khối mô phỏng chuyển động ô tô trong mặt phẳng ........................... 33
2.2.2. Sơ đồ thuật toán ........................................................................................... 34
2.2.3. Sơ đồ mô phỏng Matlab - Simulink ............................................................. 35
2.3. Xây dựng mô hình hệ thống lái ô tô ................................................................... 37
2.3.1. Mô hình hệ thống lái tích cực ...................................................................... 37


iv
2.3.2. Mô hình toán học hệ thống lái tích cực ........................................................ 40
2.4. Mô hình mô phỏng hệ thống lái .......................................................................... 49
2.4.1.Sơ đồ khối mô phỏng động lực học ô tô chuyển động trong mặt phẳng với
hệ thống lái ............................................................................................................. 49
2.4.2. Sơ đồ thuật toán mô phỏng hệ thống lái tích cực......................................... 51
2.4.3. Sơ đồ Matlab - Simulink mô phỏng hệ thống lái ......................................... 52
2.5. Kết luận ............................................................................................................... 53
CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN VÀ KHẢO SÁT CHUYỂN ĐỘNG CỦA
Ô TÔ VỚI HỆ THỐNG LÁI TÍCH CỰC ..................................................................... 54
3.1. Thiết kế bộ điều khiển ........................................................................................ 54
3.1.1. Đặt vấn đề .................................................................................................... 54
3.1.2. Sơ đồ khối động lực học chuyển động của ô tô với hệ thống lái tích cực ... 54
3.1.3. Thiết kế bộ điều khiển AFS - Fuzzy Logic .................................................. 55
3.1.4. Thiết kế bộ điều khiển Fuzzy logic của mô tơ với hệ thống lái tích cực ..... 61
3.2. Mô phỏng khảo sát chuyển động của ô tô với tác động điều khiển tỉ số truyền
của hệ thống lái .......................................................................................................... 62
3.2.1. Khảo sát chuyển động của ô tô khi quay vòng trong các điều kiện khai thác
khác nhau ............................................................................................................... 62

KẾT LUẬN ................................................................................................................. 106
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU................................................... 108
PHỤ LỤC .................................................................................................................... 113
PHỤ LỤC 1 ................................................................................................................. 114
PHỤ LỤC 2 ................................................................................................................. 129
PHỤ LỤC 3 ................................................................................................................. 143
PHỤ LỤC 4 ................................................................................................................. 148


vi

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1.1. Mô hình ô tô một vết ....................................................................................... 5
Hình 1.2. Quan hệ giữa các trạng thái quay vòng với độ cứng bên của lốp và tọa độ
trọng tâm ô tô ................................................................................................. 7
Hình 1.3. Ảnh hưởng của Ks đến quan hệ giữa góc quay thực tế và gia tốc hướng tâm
với bán kính quay vòng R = const. ................................................................ 8
Hình 1.4. Ảnh hưởng của gió ngang và biến dạng của lốp đến ổn định hướng chuyển
động ................................................................................................................ 9
Hình 1.5. Mất ổn định hướng do lực phanh không đều................................................. 10
Hình 1.6. Các góc đặt bánh xe ....................................................................................... 10
Hình 1.7. Sơ đồ tiến trình phát triển của hệ thống lái ................................................... 11
Hình 1.8. Hệ thống lái cơ khí ....................................................................................... 11
Hình 1.9. Hệ thống lái thủy lực ..................................................................................... 12
Hình 1.10. Hệ thống lái thủy lực điều khiển bằng điện tử ........................................... 12
Hình 1.11. Hệ thống lái trợ lực điện ............................................................................. 13
Hình 1.12. Mô hình hệ thống lái AFS ........................................................................... 14
Hình 1.13. Cơ cấu chấp hành của hệ thống lái tích cực AFS ........................................ 14
Hình 1.14. Quan hệ giữa tỷ số truyền của hệ thống lái và tốc độ chuyển động của ô tô .... 15
Hình 1.15. Bộ chấp hành VGRS .................................................................................. 15

Hình 2.17. Sơ đồ xác định góc quay bánh xe dẫn hướng từ góc quay vành lái ............ 52
Hình 2.18. Sơ đồ xác định mô men của mô tơ điều khiển từ góc bù của các bánh xe
dẫn hướng ..................................................................................................... 52
Hình 2.19. Sơ đồ Simulink hệ thống lái tổng quát ........................................................ 53
Hình 3.1. Sơ đồ khối điều khiển hệ thống lái tích cực trên ô tô .................................... 55
Hình 3.2. Hệ kín, phản hồi âm sử dụng bộ điều khiển mờ ............................................ 55
Hình 3.3. Sai lệch vận tốc góc quay thân xe ................................................................. 58
Hình 3.4. Sai lệch gia tốc góc quay thân xe .................................................................. 58
Hình 3.5. Góc quay điều chỉnh bánh xe ........................................................................ 58
Hình 3.6. Tập luật điều khiển ........................................................................................ 59
Hình 3.7. Thiết bị hợp thành.......................................................................................... 60
Hình 3.8. Bộ điều khiển mờ của hệ thống lái tích cực .................................................. 60
Hình 3.9. Quan hệ truyền đạt của bộ điều khiển mờ ..................................................... 60
Hình 3.10. Sơ đồ thuật toán điều khiển mô tơ ............................................................... 61
Hình 3.11. Mô hình tổng quát điều khiển mô tơ của hệ thống lái tích cực ................... 62
Hình 3.12. Góc quay vành lái ........................................................................................ 63
Hình 3.13. Các lực ngang tác dụng lên các lốp ............................................................. 63
Hình 3.14. Góc quay trục lái trước và sau mô tơ lái tích cực ........................................ 64
Hình 3.15. Góc quay hiệu chỉnh của mô tơ lái tích cực ................................................ 64
Hình 3.16. Góc quay trung bình bánh xe dẫn hướng .................................................... 64
Hình 3.17. Gia tốc ngang tác dụng tại trọng tâm ô tô ................................................... 65
Hình 3.18. Quỹ đạo chuyển động của ô tô .................................................................... 65
Hình 3.19. Tỷ số truyền ở tốc độ V= 40 km/h .............................................................. 65


viii
Hình 3.20. Các lực ngang tác dụng lên các lốp ............................................................. 66
Hình 3.21. Góc quay trục lái trước và sau mô tơ lái tích cực ........................................ 67
Hình 3.22. Góc quay hiệu chỉnh của mô tơ lái tích cực ................................................ 67
Hình 3.23. Góc quay bánh xe dẫn hướng ...................................................................... 67

Hình 4.14. Hộp điều khiển hệ thống lái tích cực AFS .................................................. 87


ix
Hình 4.15. Sơ đồ chuyển đổi điện áp 12~24DC ............................................................ 88
Hình 4.16. Sơ đồ mạch bộ đọc các giá trị cảm biến ...................................................... 90
Hình 4.17. Sơ đồ mạch điều khiển mô tơ ...................................................................... 92
Hình 4.18. Sơ đồ chân card Arduino ............................................................................. 92
Hình 4.19. Sơ đồ khối 12V điều khiển khóa mô tơ ....................................................... 93
Hình 4.20. Mạch điều khiển mô tơ một chiều không chổi than .................................... 93
Hình 4.21. Đồ thị các lực ngang tác dụng lên lốp ......................................................... 95
Hình 4.22. Đồ thị góc quay trục lái khi quay vòng ....................................................... 95
Hình 4.23. Đồ thị góc quay hiệu chỉnh của mô tơ ......................................................... 96
Hình 4.24. Đồ thị tỷ số truyền khi V = 40 km/h............................................................ 96
Hình 4.25. Đồ thị góc quay bánh xe dẫn hướng ............................................................ 96
Hình 4.26. Đồ thị các lực ngang tác dụng lên bánh xe .................................................. 97
Hình 4.27. Đồ thị góc quay trục lái ............................................................................... 97
Hình 4.28. Đồ thị góc quay hiệu chỉnh của mô tơ ......................................................... 98
Hình 4.29. Đồ thị tỷ số truyền ....................................................................................... 98
Hình 4.30. Đồ thị góc quay bánh xe dẫn hướng ............................................................ 98
Hình 4.31. Đồ thị quỹ đạo chuyển động của ô tô khi gió ngang tác động .................. 100
Hình 4.32. Đồ thị tỷ số truyền theo vận tốc................................................................. 101
Hình 4.33. Đồ thị góc quay trục lái khi chuyển làn..................................................... 101
Hình 4.34. Đồ thị góc quay hiệu chỉnh của mô tơ ....................................................... 102
Hình 4.35. Đồ thị quỹ đạo chuyển động của ô tô ........................................................ 102
Hình 4.36. So sánh sai lệch góc quay bánh xe dẫn hướng giữa mong muốn và thực tế .. 103
Hình 4.37. So sánh sai lệch góc quay mô tơ giữa mong muốn và thực tế .................. 103


x

Chiều dài cơ sở

a1

m

Khoảng cách từ trọng tâm tới tâm cầu trước

a2

m

Khoảng cách từ trọng tâm tới tâm cầu sau

b1

m

Khoảng cách từ trọng tâm tới tâm vết bánh xe bên trái

b2

m

Khoảng cách từ trọng tâm tới tâm vết bánh xe bên phải



rad


Góc lệch bên của các bánh xe

 f ,r

rad

Góc lệch bên trung bình của các bánh xe cầu trước và sau

C i  i  1  4 

N/rad

C f ,r

N/rad

i  i  1  4

Độ cứng góc lệch bên của bánh xe
Độ cứng góc lệch bên trung bình của bánh xe cầu trước
và sau
Hệ số trượt của bánh xe

Fxi  i  1  4 

N

Phản lực dọc tác dụng từ mặt đường lên các bánh xe

Fyi  i  1  4 


kg.m/s2

rb

m

i  i  1  4 
i  i  1  4 

Mô men quán tính khối lượng của bánh xe
Bán kính của bánh xe
Hệ số bám tổng hợp của các bánh xe

rad

Góc lệch giữa phương vận tốc vi của bánh xe và phương
chuyển động của ô tô


xii
Ký hiệu

Đơn vị

M

kg

Ksc


rad

Góc quay của trục lái

P

rad

Góc quay của bánh răng

YR

m

Dịch chuyển ngang của thanh răng

CFR

N

Lực ma sát khô tác dụng giữa bánh răng và thanh răng

BR

N.s/m

 SLU 1 ,  SLU 2

rad


N

AT1 , AT2

N.m

FW1, FW2

rad

Góc quay của bánh xe bên trái và bánh xe bên phải

ηF

%

Hiệu suất của bộ truyền bánh răng

ηB

%

Hiệu suất phản hồi của bộ truyền bánh răng

RP

m

Bán kính của bánh răng truyền lực



xiii
Ký hiệu

Đơn vị

NL

m

Chiều dài của thanh liên kết từ thước lái đến bánh xe

 scc

rad

Góc quay của trục lái phía dưới mô tơ

lw

m

Khoảng cách từ điểm đặt lực gió ngang tới trọng tâm xe

aht

m/s2

fi


Gia tốc hướng tâm của ô tô


1

MỞ ĐẦU
Sau hơn hai thập niên xây dựng, mặc dù ngành công nghiệp ô tô Việt Nam đã
phát triển mạnh so với đầu thập niên 90 nhưng nó vẫn ở mức quy mô nhỏ với công nghệ
lạc hậu. Đại đa phần các doanh nghiệp sản xuất ô tô trong nước có quy mô vừa và nhỏ
với công việc chủ yếu là lắp ráp dạng CKD trên cơ sở linh kiện nhập khẩu từ nước
ngoài. Tỷ lệ nội địa hóa trong sản phẩm ô tô trong nước còn rất thấp. Mặc dù đã có
nhiều chính sách ưu đãi của Chính phủ đối với dòng ô tô con, ô tô tải vừa và nhỏ nhưng
lĩnh vực sản xuất ô tô vẫn còn trong tình trạng không mấy khả quan. Chỉ một số ít sản
phẩm như khung, vỏ, cabin có thể tự sản xuất được tại các nhà máy lớn như Toyota,
Thaco Trường Hải… còn hầu hết các bộ phận chính từ động cơ, hệ thống truyền lực, hệ
thống lái đến các hệ thống điều khiển khác đều được nhập ngoại. Với bối cảnh đó ngành
công nghiệp ô tô phải tăng tốc để trở thành ngành công nghiệp quan trọng, đáp ứng tối
đa nhu cầu thị trường nội địa về các loại ô tô tải, ô tô khách thông dụng, ô tô con và một
số loại ô tô chuyên dùng.
Sau Quyết định số 1168/QĐ-TTg phê duyệt Chiến lược phát triển ngành công
nghiệp ô tô Việt Nam đến năm 2025, tầm nhìn đến năm 2035, ngày 24 tháng 7 năm
2014, Quyết định số 1211/QĐ-TTg phê duyệt Quy hoạch phát triển ngành công nghiệp
ô tô Việt Nam đến năm 2020, tầm nhìn đến năm 2030. Thủ tướng Chính phủ đã phê
duyệt Quyết định số 229/QĐ-TTg ngày 04/02/2016 về Cơ chế, chính sách thực hiện
Chiến lược và Quy hoạch phát triển ngành công nghiệp ô tô Việt Nam, trong đó thể
hiện sự quan tâm lớn đến công nghiệp phụ trợ.
Để phát triển ngành công nghiệp phụ trợ ô tô Việt Nam nhằm phấn đấu trở thành
nhà cung cấp linh kiện, phụ tùng và một số cụm chi tiết có giá trị cao trong chuỗi sản
xuất công nghiệp ô tô thế giới sẽ góp phần vào tăng trưởng kinh tế và thúc đẩy sự phát

 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu của luận án: là hệ thống lái tích cực trên ô tô con
Phạm vi nghiên cứu của đề tài:
+ Đề tài chỉ nghiên cứu điều khiển thay đổi tỷ số truyền góc của hệ thống lái
+ Tiến hành thực nghiệm trên mô hình bán thực nghiệm với các chế độ quay vòng
ổn định, chuyển làn, chuyển động thẳng vận tốc thay đổi và khi có gió ngang


Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp nghiên cứu của luận án là nghiên cứu lý thuyết kết hợp với thực

nghiệm.
 Nội dung và bố cục của luận án:
Xuất phát từ mục đích, đối tượng, phạm vi và phương pháp nghiên cứu, bố cục của
luận án gồm có bốn chương như sau:
Chương 1: Tổng quan về vấn đề nghiên cứu
Nghiên cứu tổng quan về ổn định quỹ đạo chuyển động, hệ thống lái tích cực trên
ô tô. Phân tích, đánh giá các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước liên quan đến luận
án; những vấn đề tồn tại; vấn đề luận án cần tập trung nghiên cứu, giải quyết.


3
Chương 2: Xây dựng mô hình động lực học ô tô và hệ thống lái.
Từ mô hình vật lý của ô tô sử dụng hệ thống lái tích cực, xây dựng mô hình toán
và mô phỏng bằng phần mềm Matlab simulink
Chương 3: Thiết kế bộ điều khiển và khảo sát chuyển động của ô tô
Trình bày việc xây dựng thuật toán điều khiển, tính toán, mô phỏng hoạt động của
hệ thống lái tích cực sử dụng trên ô tô và khảo sát quỹ đạo chuyển động của ô tô trên cơ
sở tính toán, thiết kế.
Chương 4: Thí nghiệm khảo sát chuyển động của ô tô với hệ thống lái tích cực.

phương tiện khi xảy ra tai nạn như dây an toàn, túi khí (SRS)…
An toàn chủ động là những giải pháp kỹ thuật và thiết kế chế tạo ô tô để ngăn chặn
và tránh được tai nạn giao thông, tính năng ổn định quỹ đạo để hỗ trợ người lái như hệ
thống phanh chống bó cứng bánh xe (ABS), hệ thống kiểm soát lực kéo (TRC), hệ
thống kiểm soát hoạt động trượt (ESP)… giúp cho ô tô luôn đảm bảo được quỹ đạo
chuyển động như mong muốn. Trong xu thế này tác giả sẽ nghiên cứu điều khiển hệ
thống lái tích cực trên ô tô (AFS)
1.1.2. Ổn định quỹ đạo chuyển động của ô tô
Khi ô tô chuyển động trên đường, quỹ đạo chuyển động rất phức tạp. Do tác
động của lực bên và biến dạng của lốp…nên quỹ đạo chuyển động của ô tô không như
mong muốn đặc biệt là ở tốc độ cao. Các hiện tượng này làm cho ô tô chuyển động mất
ổn định có thể dẫn tới tai nạn.
Trong những năm gần đây các nhà khoa học đã đưa ra nhiều nghiên cứu nhằm ổn
định chuyển động của ô tô. Các hướng nghiên cứu tập trung vào điều chỉnh mô men
quay thân xe trực tiếp bằng hệ thống phanh hoặc hệ thống lái để ổn định quỹ đạo
chuyển động. Sự mất ổn định hướng chuyển động của ô tô có thể xảy ra trong các
trường hợp điển hình như sau:
a. Mất ổn định hướng khi quay vòng
Khi ô tô quay vòng, do ảnh hưởng biến dạng bên của lốp nên bán kính quay vòng
thực tế khác với bán kính quay vòng mong muốn, gây mất ổn định chuyển động của ô tô.
Trong trường hợp lốp xe không biến dạng (ô tô quay vòng với tốc độ thấp, không
chịu ảnh hưởng của lực quán tính ly tâm), bán kính quay vòng thực tế của ô tô trùng với


5
bán kính quay vòng lý thuyết R và được xác định gần đúng theo góc quay của bánh xe dẫn
hướng δ và chiều dài cơ sở L của ô tô theo công thức, (Hình 1.1a):

Rt  R 


định gần đúng như sau:

Rt 

L
L

.
tan   1   tan  r    f   r 

1.3
vf

δ
vf

αf

Fyf

a1
v

L
vr

Tâm quay
δ – αf
vòng
αr

Fyf

Flt

C

R

δ

Hình 1.1. Mô hình ô tô một vết

b)

a) Quay vòng khi lốp xe không biến dạng
b) Quay vòng khi lốp xe biến dạng bên
Từ công thức (1.3), tùy thuộc vào giá trị của 1   2  có thể xác định ba trạng
thái quay vòng của ô tô khi lốp biến dạng như sau:


6
- Nếu αf = αr → Rt = R: quay vòng đúng (neutral steering);
- Nếu αf < αr → Rt < R: quay vòng thừa (over steering);
- Nếu αf > αr→ Rt > R: quay vòng thiếu (under steering).
Hiện tượng quay vòng thừa xảy ra khi bán kính quay vòng thực tế của xe nhỏ
hơn bán kính quay vòng mong muốn tính theo góc quay vành tay lái thì Rt < R. Trong
trường hợp này người lái phải kịp thời đánh trả tay lái để đưa ô tô trở về quỹ đạo
chuyển động mong muốn, thao tác chậm trễ sẽ làm tăng đột biến giá trị lực quán tính
ly tâm. Do sự di chuyển tải trọng giữa các bánh xe phía trong và ngoài tâm quay vòng,
phản lực thẳng đứng tác dụng lên các bánh xe phía trong giảm, làm giảm khả năng

Fyr  Flt

 ma y

phương trình (1.2) và (1.4), ta có:

 f  r  

a1  ma y  C r a2  C f a1 
mv 2  a2






Rt L  C f C r 
L  C rC f


1.5

Như vậy trạng thái quay vòng của ô tô sẽ phụ thuộc vào độ cứng bên của lốp và
vị trí tọa độ trọng tâm theo biểu thức  C r a2  C f a1  . Hình 1.2 thể hiện ảnh hưởng của


7
vị trí tọa độ trọng tâm và độ cứng bên của lốp đến trạng thái quay vòng khi ô tô quay
vòng với bán kính không đổi.
δ










L
  f  r  0   f  r
R







    0    f   r .

1.6

Từ các phương trình (1.5) và (1.6), ta có:
 m1
m
 2
 C f C r

   0   



8
δ

Ks > 0: Quay vòng thiếu
2δ0

Ks = 0: Quay vòng đúng

δ0 = L/R0

Ks < 0: Quay vòng thừa

0

-L/

L/ (KsR0)

a y = v 2 / R0

Hình 1.3. Ảnh hưởng của Ks đến quan hệ giữa góc quay thực tế và gia tốc hướng tâm
với bán kính quay vòng R = const.
- Khi Ks = 0: δ = δ0 , ô tô quay vòng đúng, góc quay thực tế của bánh xe dẫn hướng
luôn cân bằng với góc quay vòng Ackermann và không thay đổi theo sự tăng của gia tốc
hướng tâm hay tốc độ chuyển động của ô tô, đảm bảo ô tô chuyển động theo đúng quỹ
đạo mong muốn;
- Khi Ks > 0: δ > δ0, ô tô quay vòng thiếu, góc quay thực tế của bánh xe dẫn hướng
tăng theo sự tăng của gia tốc hướng tâm hay tốc độ chuyển động của ô tô khiến ô tô

αr

αr

vr

Flt
vr

a) αf > αr: Flt ↑↓ Fw

b) αf < αr: Flt ↑↑ Fw

Hình 1.4. Ảnh hưởng của gió ngang và biến dạng
của lốp đến ổn định hướng chuyển động
- Khi αf > αr xuất hiện lực quán tính ly tâm Flt ngược chiều với lực gió ngang Fw
có xu hướng ổn định quỹ đạo chuyển động ban đầu của ô tô (Hình 1.4a).
- Nếu αf < αr lực quán tính ly tâm Flt cùng chiều với Fw làm tăng giá trị lực
ngang gây mất ổn định quỹ đạo chuyển động (Hình 1.4b).
Khi ô tô đang chuyển động thẳng, giá trị lực gió ngang lớn sẽ làm các lốp xe bị
biến dạng bên và lăn lệch khỏi hướng chuyển động thẳng. Tùy theo giá trị độ lớn của các
góc lệch bên bánh xe cầu trước và cầu sau có thể xảy ra các tình huống sau:
- Nếu lực quán tính ly tâm Flt ngược chiều với lực gió ngang Fw thì ô tô có xu
hướng ổn định quỹ đạo chuyển động ban đầu
- Nếu lực quán tính ly tâm Flt cùng chiều với Fw sẽ làm tăng giá trị lực ngang gây
mất ổn định quỹ đạo chuyển động
c. Mất ổn định hướng khi phanh
Hiện tượng mất ổn định quỹ đạo chuyển động còn có thể xảy ra khi ô tô phanh
gấp trên đường có hệ số bám không đều giữa hai bên bánh xe hoặc khi bánh xe giữa các
cầu bị bó cứng không đồng thời.

vành lái, tăng khả năng bám của bánh xe với mặt đường.
Góc nghiêng dọc của trụ đứng (caster) giúp xe chạy ổn định trên đường thẳng và
ổn định khi xe quay vòng.
Góc nghiêng của trụ đứng trong mặt phẳng dọc của xe (kingpin) có tác dụng giúp
bánh xe trở về quỹ đạo chuyển động thẳng sau khi quay vòng.

Hình 1.6. Các góc đặt bánh xe [46]


11
1.1.4. Quá trình phát triển hệ thống lái trên ô tô
Quá trình phát triển các hệ thống lái trên ô tô được bắt đầu từ hệ thống lái cơ khí
sau đó phát triển qua hệ thống lái trợ lực thủy lực, hệ thống lái trợ lực thủy lực điều
khiển điện, hệ thống lái trợ lực điện, hệ thống lái tích cực, hệ thống lái bằng dây dẫn, hệ
thống lái tự động theo tiến trình phát triển (Hình 1.7).
Hệ thống lái cơ
khí

Hệ thống lái trợ
lực thủy lực

Hệ thống lái trợ lực
thủy lực điều khiển
bằng điện tửn tử

Hệ thống lái tự
động

Hệ thống lái bằng
dây dẫn

lực lái có thể đạt đến 80%. Hơn nữa, việc bố trí hệ thống trợ lực nhằm nâng cao được
tính năng an toàn khi ô tô gặp sự cố.
1- Bơm trợ lực lái;
2- Thùng dầu trợ lực;
3- Thước lái;
4- Van thủy lực

Hình 1.9. Hệ thống lái thủy lực [46]
Tuy nhiên ở hệ thống lái này vẫn còn một số nhược điểm: cơ cấu lái cồng kềnh, sử
dụng công suất của động cơ để dẫn động bơm dầu nên làm tổn hao công suất động cơ
(Hình 1.9).
c. Hệ thống lái trợ lực thủy lực điều khiển bằng điện tử
Hệ thống lái trợ lực thủy lực điều khiển bằng điện tử là phiên bản cải tiến của hệ
thống lái trợ lực thủy lực. Đặc điểm quan trọng của hệ thống này là thanh xoắn của cảm
biến mô men đánh lái không trực tiếp điều khiển van trợ lực. Độ biến dạng của thanh
xoắn được chuyển thành tín hiệu điện gửi đến hộp ECU để điều khiển trợ lực lái. So với
hệ thống lái trợ lực thủy lực thì hệ thống lái này có nhiều ưu điểm hơn như vùng làm
việc của trợ lực được mở rộng theo tốc độ của ô tô (Hình 1.10)
1- ECU, bơm trợ lực
2- Ống dầu;
3- Cảm biến mô men
4- Thước lái
5- Van điều khiển lưu lượng
dầu
Hình 1.10. Hệ thống lái thủy lực điều khiển bằng điện tử [46]