TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP VIỆT TRÌ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
ĐẶC SAN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ / SỐ 1 NĂM 2022 73
NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÔ HÌNH TẬP LÁI XE Ô TÔ ẢO
Vũ Quốc Hiến1*, Nguyễn Thị Quỳnh1, Phạm Mạnh Thắng1, Lê Phong Nam2
1Khoa Cơ Khí - Ô tô, Trường Đại học Công nghiệp Việt Trì
2Khoa Điện, Trường Đại học Công nghiệp Việt Trì
*Email: [email protected]
Tóm tắt:
Bài báo nghiên cứu nguyên lý làm việc của hệ thống lái xe ô tô, thông qua đó tính toán, lựa chọn phương án thiết kế hệ thống lái xe ô tô ảo giống với hệ thống lái xe ô tô thực về mặt phần cứng vật lý như vô lăng, cần số, chân ga, chân phanh, chân côn,... và phương pháp hoạt động. Từ đó xây dựng phần mềm tích hợp các chức năng như đối với xe ô tô thực.
Từ khóa: Hệ thống lái ảo, nguyên lý làm việc hệ thống lái, phần mềm tích hợp lái ảo.
RESEARCH FOR DESIGN AND PRODUCTION OF MODELS DRIVING A VIRTUAL CAR
Abstract:
The article studies the working principle of the car driving system, through which the calculation and selection of the design option of the virtual car driving system is similar to the real car driving system in terms of physical hardware such as steering wheel, gear lever, accelerator, brake pedal, clutch,... and operation method.
From there, build software that integrates functions like real cars.
Keywords: Virtual steering system, working principle of steering system, software integrated with virtual steering.
1. GIỚI THIỆU
Để đáp ứng yêu cầu chuẩn đầu ra của sinh viên ngành Công nghệ Ô tô, hiện nay các phòng thực hành của Khoa Cơ Khí - Ô tô quản lý được Nhà trường đầu tư khá nhiều máy móc, thiết bị thực hành, thực tập.
Hướng tới hiệu quả cao hơn nữa trong đào tạo và sự thuận tiện cho sinh viên trong quá trình học tập cũng như nâng cao chất lượng chuẩn đầu ra, kỹ năng vận hành xe của sinh viên ngành Ô tô nói riêng thì việc nghiên cứu thiết kế, chế tạo mô hình tập lái xe ô tô ảo là hết sức cần thiết.
Đề tài nhằm nghiên cứu, thiết kế, chế tạo một mô hình lái xe ảo nhằm mô phỏng lại quá trình lái xe trong thực tế. Giúp chúng ta hiểu được quá trình một chiếc xe đang chạy sẽ có những bậc tự do nào tác dụng lên và nguyên lý hoạt động của một chiếc xe.
2. HỆ THỐNG LÁI Ô TÔ
Một chiếc ô tô được trang bị động cơ có công suất lớn và hộp số có hiệu suất cao để có thể truyền hầu hết công suất mà động cơ sinh ra đến bánh xe, nhưng nếu bạn không thể điều khiển các bánh xe làm cho
chiếc xe di chuyển theo hướng bạn mong muốn, thì động cơ công suất lớn hay hộp số có hiệu suất cao cũng không còn có ý nghĩa nữa bởi vì bạn không thể điều khiển chiếc xe của mình di chuyển trên đường.
Hình 1: Hệ thống lái trên ô tô
Hệ thống lái là một trong các hệ thống cơ bản, quan trọng nhất trên ô tô. Trong khi động cơ và hệ thống truyền lực truyền công suất xuống bánh xe, thì hệ thống lái dùng để thay đổi hướng chuyển động hoặc giữ cho ô tô chuyển động theo một quỹ đạo nhất định nào đó như: quay vòng trái, quay vòng phải, đi thẳng… Hệ thống lái là một
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP VIỆT TRÌ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
ĐẶC SAN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ / SỐ 1 NĂM 2022 74 hệ thống khá phức tạp, nó được chia thành
nhiều cụm cơ cấu và bộ phận có chức năng riêng biệt hỗ trợ lẫn nhau.
3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Bố trí kết cấu cabin của mô hình:
Hình 2: Kết cấu cabin của mô hình
Kích thước của cabin được thiết kế phù hợp với kích thước cabin của xe ô tô 5 chỗ ngồi, phần ghế lái hiện thời đặt rời và có thể tùy chỉnh.
Hình 3: Kích thước khung cabin
Các phần mềm tập lái ảo:
Phần mềm ET2: Sau hơn 9 năm phát hành ET2 thì lần này SCS đã thêm vào chiếc xe hoàn toàn mới hãng DAF với dòng XG VÀ XG+ (6/2021) nâng lên 4 hãng được SCS update gồm Man Euro6, Scania S, Renault.
Range T & Range T Evolution, DAF XG &
XG. Người tham gia có thể lựa chọn xe để lái: Xe tải, xe con... có hỗ trợ điều khiển bằng giọng nói, mở cửa kính.. Trò chơi cũng
có tính năng "Radio", cho phép người chơi phát các tệp MP3 và file OGG. Nó cũng cho phép người chơi nghe radio Internet.
Hình 4: Hình ảnh trong phần mềm ET2
Phần mềm City Car Driving: City Card Driving (CCD) được phát triển bởi Forward Development Ltd. và được xuất bản bởi Forward Global Group Ltd. Đây là dự án đầu tiên của họ trên Steam và họ cho thấy nhiều phản hồi tích cực.
CCD là phần mềm mô phỏng trực quan trong bối cảnh thiết kế các phương tiện trên đường phố. Nói chung, khung cảnh đường phố được bố trí hấp dẫn người chơi với những con đường, dãy nhà, hàng cây, ngã rẽ, hoặc các bãi đỗ xe... Các hiệu ứng thời tiết cũng được mô phỏng độc đáo, cùng với ổ gà và bùn. Thời tiết nắng, mưa, sương mù... vào các khoảng thời gian sáng, tối trong ngày. Trong phần mềm người chơi vẫn phải tuân thủ luật giao thông.
Cách cài đặt phần mềm kết nối bộ điều khiển với máy tính:
Cài đặt giao diện khai báo cấu hình ET2, cấu hình vô lăng, cấu hình bàn đạp, cấu hình cần số và đèn tín hiệu các tham số của phần mềm ET2 và phần mềm CCD.
Hình 5: Hình ảnh trong phần mềm CCD
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP VIỆT TRÌ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
ĐẶC SAN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ / SỐ 1 NĂM 2022 75
Hình 6: Sơ đồ kết nối hệ thống
Hình 7: Cửa sổ khai báo kết nối PC với Auduino
Hình 8: Cửa sổ khai báo kết nối Wheel configuration
Hình 9: Cửa sổ khai báo tham số hệ thống trong Wheel configuration
Hình 10: Cài đặt nâng cao
Hình 11: Hình ảnh tập lái trên mô hình
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP VIỆT TRÌ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
ĐẶC SAN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ / SỐ 1 NĂM 2022 76 4. KẾT LUẬN
Dựa vào kết quả nghiên cứu có thể kết luận như sau:
+ Hệ thống lái xe ô tô ảo đã mô phỏng lại quá trình lái xe trong thực tế. Với những cảm giác giống như lái xe thực với chân ga, cần số, vô lăng và màn hình đồ họa chân thật.
+ Vô lăng có phản hồi lực khi lái có cảm giác tương đối thật khi vào các khúc cua cũng như có va chạm.
+ Người học có thể tập lái với các địa hình và thời tiết khác nhau.
+ Mô hình lái ảo đã xây dựng và hoạt động ổn đinh với phần mềm ET2 và Citycar driving.
+ Mô hình có thể phát triển thêm.
Tài liệu tham khảo
1. Lưu Văn Tuấn (2016), “Kết cấu ô tô”, Nhà xuất bản Giáo dục.
2. Đặng Qúy (2001), “Tính toán thiết kế ô tô”, Đại học Sư phạm kỹ thuật TP. HCM 3. Đặng Qúy (2001), “Tính toán thiết kế ô tô”, Đại học Sư phạm kỹ thuật TP. HCM.
4. Tổng cục đường bô Việt Nam (2013),
“Cấu tạo và sửa chữa thông thường xe ô tô”, NXB giao thông Vận tải.
5. http://arduino.vn/bai-viet/1462-che-bo- volant-tu-board-arduino.
6. Nguyễn Thị Quỳnh (2016) ,“ Cảm biến đo lường”, Đại học Công nghiệp Việt Trì.
7. Kiến thức mô phỏng https://euro-truck- simulator-2.softonic.vn/Sound and Vibration 237: 920-930.
