Tải bản đầy đủ
PHẦN II: CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA ĐỀ TÀI

PHẦN II: CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA ĐỀ TÀI

Tải bản đầy đủ

Hình 2.2: Xe vẫn có khả năng điều khiển khi đạp phanh cứng
Yếu tố nào ảnh hưởng tới lực bám đường?
Trọng lượng phân bố lên bánh, bánh bị trượt, tình trạng bề mặt đường, hoa lốp,
áp suất lốp…
Không có trọng lượng, không có lực bám: Nếu bánh trước nhấc lên, sẽ không
còn lực bám giữa bánh với mặt đường nữa. Để khắc phục điều này, các hệ thống
treo đóng vài trò quan trọng, bên cạnh vai trò mang lại sự êm dịu còn giúp bánh luôn
tiếp xúc với mặt đường. Một chiếc xe tốt sẽ không "bốc đầu" khi tăng tốc đột ngột hay
"nhấc đuôi" khi phanh gấp dù điều này tưởng như làm nhiều người thích thú.

Hình 2.3: Hệ thống treo bánh trước và bánh sau
Nguyên nhân thứ hai là bánh bị trượt do tăng tốc hay đạp phanh đột ngột.
Không ít lần trong các bộ phim hành động có cảnh một chiếc xe tăng tốc, bánh quay
tròn và bốc khói, nhưng sau vài một khoảng thời gian xe mới di chuyển. Nguyên nhân
độ trượt của bánh quá lớn.
Yếu tố quan trọng thứ ba là mặt đường. Đường trơn làm giảm lực. Khi phải lái
xe trên đường bùn, đường có cát, lực bám dọc giảm khiến cho xe không thể tăng tốc.

Hình 2.4: Tình trạng mặt đường ảnh hưởng đến lực bám của xe
Cuối cùng là tình trạng lốp. Áp suất lốp quá thấp hay quá cao đều làm giảm khả
năng bám của bánh. Hãy duy trì áp suất lốp theo khuyến cáo của nhà sản xuất. Lốp bị
mòn cũng một nguyên nhân làm giảm lực bám, rõ ràng lốp mới có khả năng bám
đường tốt hơn lốp đã bị mòn. Khi lăn trên mặt đường, phần rãnh giữa các hoa lốp tại vị
trí lốp biến dạng là nơi thoát khí, nước giúp cho nó luôn được tiếp xúc trực tiếp với
mặt đường.

Hình 2.5: Áp suất lốp thấp ảnh hưởng đến lực bám bánh xe

Hình 2.6: Tình trạng lốp thể hiện qua độ mòn

2.1.2.Chức năng chính của hệ thống chống trượt trên ô tô

 Hệ thống điều khiển chống trượt là một hệ thống đơn giản để ngăn các bánh xe bị






trượt do công suất truyền đến các bánh xe quá lớn làm cho các đáp ừng của xe đối với
mặt đường trở thành không đồng bộ.
Hệ thống được dùng để làm giảm sự trượt của bánh xe và để tăng tối đa khả năng bám
đất mà không bị trượt.
Hệ thống này tác động lên hệ thống thắng và động cơ để điều hòa lực tiếp tuyến đặt tại
điểm tiếp xúc vỏ xe và mặt đường.
Hệ thống này không chỉ dùng trong khi thắng xe mà còn dùng khi tăng tốc.
Hệ thống tác động làm giảm công suất động cơ bằng bộ điều khiển điện tử cho sự
phun xăng hay thời điểm đánh lửa.

2.1.3.Cấu trúc hệ thống và các cụm chi tiết

Hệ thống chống trượt trên ô tô được biết đến là ASR (Anti-slip Regulation) ,
ASC(Anti-slip control),TCS(Traction Control system) với cấu trúc gồm 3 khối:

Khối cảm biến

Khối điều khiển

Các cảm biến tốc độ đặt ECU trung tâm điều
tại các bánh xe.
khiển toàn hệ thống.
Cảm biến áp suất trên
các đường ống phanh.
Cảm biến vị trí bướm
ga.

Khối chấp hành
Các van điện từ.
Các motor điều khiển
bướm ga (bơm nhiên
liệu).

Cảm biến độ lệch thân
xe


 Khối cảm biến

Cảm biến tốc độ bánh xe đặt tại các bánh xe. Là loại cảm biến kiểu từ điện. Sẽ phát
hiện và gửi tín hiệu tốc độ bánh xe về ECU điều khiển.

Hình 2.7: Cảm biến tốc độ bánh xe
Cảm biến áp suất trên đường ống phanh phát hiện sự thay đổi về áp suất, gửi tín
hiệu về ECU giúp điều khiển quá trình phân phối lực phanh.

Hình 2.8: Cảm biến áp suất chất lỏng
Cảm biến vị trí bướm ga, cho thông tin về độ mở thực tế của bướm ga gửi tới
ECU để điều khiển công suất động cơ.

Hình 2.9: Cảm biến vị trí bướm ga
Cảm biến độ lệch thân xe, giúp phát hiện sự thay đổi độ lệch của xe cho ECU
điều khiển trong quá trình điều khiển sự ổn định của xe.

Hình 2.10: Cảm biến độ lệch thân xe
 Khối điều khiển

ECU hay còn gọi là hộp đen trên ô tô, nơi tập trung xử lý tất cả các tín hiệu từ các cảm
biến trên ô tô. Sau đó ECU sẽ đưa ra các tín hiệu điều khiển đến từng cơ cấu chấp
hành.

Hình 2.11: ECU

 Khối chấp hành

Van điện từ điều khiển ABS, điều khiển dòng dầu thủy lực tới các cơ cấu phanh
trên từ bánh xe.

Hình 2.12: Van điện từ điều khiển dòng dầu thủy lực
Motor điều khiển vị trí bướm ga, nhận tín hiệu điều khiển từ ECU và thay đổi
độ mở của bướm ga điều khiển công suất động cơ.

Hình 2.13: Motor điều khiển độ mở bướm ga
2.1.4.Nguyên lý hoạt động

Hệ thống chống trượt trên ôtô là ASR (Anti-slip Regulation), ASC (Anti-slip
control), TCS (Traction Control system). Hệ thống này sẽ không có tác dụng lên hoạt
động của xe cho đến khi bộ phận điều khiển phát hiện ra 1 hay 2 bánh sau quay nhanh
hơn bánh trước. Lúc này bộ phận điều khiển trượt và thắng điện tử (EBTCM-electric
brake and traction control module) sẽ yêu cầu bộ phận truyền động công suất làm trễ
việc đánh lửa lại. Nếu EBTCM tiếp tục phát hiện ra các bánh sau quay nhanh hơn
bánh trước nó sẽ yêu cầu ASM (anti-slip module) đóng bớt cánh bướm gió lại. Khi đó
momen truyền cho bánh sau sẽ giảm xuống .Có một lúc nào đó các bánh sau quay
cùng tốc độ các bánh trước thì hệ thống sẽ trả lại sự điều khiển cho người lái xe. Trong
suốt chế độ điều khiển trượt, nếu thắng chỉ tác dụng lên 1 bánh sau thì momen truyền
từ động cơ sẽ truyền hết cho bánh sau còn lại làm cải thiện việc trượt của xe. Việc
thắng này được thực hiện tốt nhờ việc đóng cách ly val của xy lanh chính của TCS,
việc cách ly như vậy sẽ làm ngừng hệ thống lại. Val chính của TCS mở ra cho dầu
thắng đi vào hệ thống thắng. Khi xe được khởi động hay tăng tốc đột ngột trên đường
trơn thì hệ thống chống trượt sẽ hoạt động làm cho tối ưu hệ số trượt giữa lốp xe và
mặt đường bàng cách giảm cônmg suất động cơ hay tác dụng thắng lên các bánh xe.
Điều này làm cho lực lái là tối ưu không làm cho bánh xe quay .

Hình 2.14: Điều khiển val chính của phanh

2.2. Vi điều khiển họ 8051
2.2.1.
Sơ đồ chân và chức năng của họ 8051

Họ vi điều khiển này có 128 byte RAM, 4kbyte ROM, hai bộ định thời, một
cổng nối tiếp và 4 cổng ra/vào song song và là 1 bộ vi xử lý 8 bit.

Hình 2.15: Sơ đồ chân và chức năng của họ 8051

 Port 0 ( P0.0- P0.7)

Port 0 gồm 8 chân, ngoài các chức năng xuất nhập, Port 0 còn là bus đa hợp dữ
liệu và địa chỉ(AD0-AD7)
 Port 1 ( P1.0- P1.7)

Port 1 có chức năng xuất nhập theo bit và byte. Ngoài ra, ba chân P1.5, P1.6,
P1.7 được dùng để nạp ROM theo chuẩn ISP, hai chân P1.0 và P1.1 được dùng cho bộ
Timer 2.
 Port 2 (P2.0-P2.7)

Là một port có công dụng kép, là đường xuất nhập hoặc là byte cao của bus địa
chỉ đối với các thiết bị đồng bộ nhớ mở rộng.

Hình 2.16 : Sơ đồ chân Port 2

 Port 3 (P3.0- P3.7)

Mỗi chân trên Port 3 ngoai chớc năng xuất nhập còn có chớc năng riêng, cụ thể
như sau :
Bit
Tên
Chức năng
P3.0
RXD
Dữ liệu nhận cho port nối tiếp
P3.1
TXD
Dữ liệu truyền cho port nối tiếp
P3.2
INT0
Ngắt bên ngoài 0
P3.3
INT1
Ngắt bên ngoài 1
P3.4
T0
Ngõ vào của Timer/counter 0
P3.5
T1
Ngõ vào của Timer/ counter 1
P3.6
/WR
Xung ghi bộ nhớ dữ liệu ngoài
P3.7
/RD
Xung đọc bộ nhớ dữ liệu ngoài.
 Chân /PSEN ( Program store Enable)
/PSEN là chân điều khiển đọc chương trình ở bộ nhớ ngoài, nó được nối với
chân /OE để cho phép đọc các byte mã lệnh trên ROM ngoài . /PSEN sẽ ở mức thấp
trong thời gian đọc mã lệnh . Mã lệnh được đọc từ bộ nhớ ngoài qua bus dữ liệu (Port
0) thanh ghi lệnh để được giải mã. Khi thực hiện chương trình trong ROM nội thì
/PSEN ở mức cao.
 Chân ALE (Address Latch Enable)

ALE là tín hiệu điều chỉnh chốt địa chỉ có tần số bằng 1/6 tần số dao động của
vi điều khiển. Tín hiệu ALE được dùng để cho phép vi mạch chốt bên ngoài như
74373, 74573 chốt byte địa chỉ thấp ra khỏi bus đa hợp địa chỉ / dữ liệu (Port 0).

 Chân /EA (External Access)

Tín hiệu /EA cho phép chọn bộ nhớ chương trình là bộ nhớ trong hay ngoài vi
điều khiển. Nếu EA ở mức cao (nối với vcc), thì vi điều khiển thi hành chương trình
trong ROM nội . Nếu /EA ở mức thấp (nối với GND), thì vi điều khiển thi hành
chương trình từ bộ nhớ ngoài .
 RST (Reset), VCC, GND

Ngõ vào RST trên chân 9 là ngõ Reset của 8051. Khi tín hiệu này được đưa lên
mức cao, các thanh ghi trong bộ vi điều khiển được tải những giá trị thích hợp để khởi
động hệ thống .
8051 dùng nguồn điện áp một chiều có dải điện áp từ 4V đến 5,5V được cấp
qua chân 20 và 40.
 XTAL1, XTAL2

8051 có một bộ dao động trên chíp, nó thường được nối với với bộ dao động
bằng thạch anh có tần số lớn nhất là 33MHZ, thông thường là 12MHZ.

Hình 2.17: Hình trên là cách nối bộ dao động thạch anh

2.3. Động cơ bước
2.3.1.
Tổng quan về động cơ bước

Động cơ bước có thể được mô tả như là một động cơ điện không dùng bộ
chuyển mạch. Cụ thể, các mấu trong động cơ là stator, và rotor là nam châm
vĩnh cửu hoặc trong trường hợp của động cơ biến từ trở, nó là những khối răng
làm bằng vật liệu nhẹ có từ tính. Tất cả các mạch đảo phải được điều khiển bên
ngoài bởi bộ điều khiển, và đặc biệt, các động cơ và bộ điều khiển được thiết kế