Modelování a identifikace hydraulického posilovače

´ UCEN ˇ ´I TECHNICKE ´ V BRNE ˇ VYSOKE BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

ˇ YRSTV ´ ´I FAKULTA STROJN´IHO INZEN ´ ˇ USTAV MECHANIKY TELES, MECHATRONIKY A BIOMECHANIKY FACULTY OF MECHANICAL ENGINEERING INSTITUTE OF SOLID MECHANICS, MECHATRONICS AND BIOMECHANICS

Modelov´an´ı a identifikace hydraulick´eho posilovaˇce ˇr´ızen´ı osobn´ıho automobilu Modelling and identification of hydraulic power steering

´ RSK ˇ A ´ PRACE ´ BAKALA BACHELOR’S THESIS

´ AUTOR PRACE

Martin Pavelec

AUTHOR

´ VEDOUC´I PRACE SUPERVISOR

BRNO 2011

Ing. Robert Grepl, Ph.D.

Vysoké učení technické v Brně, Fakulta strojního inženýrství Ústav mechaniky těles, mechatroniky a biomechaniky Akademický rok: 2010/2011

ZADÁNÍ BAKALÁŘSKÉ PRÁCE student(ka): Martin Pavelec který/která studuje v bakalářském studijním programu obor: Strojní inženýrství (2301R016) Ředitel ústavu Vám v souladu se zákonem č.111/1998 o vysokých školách a se Studijním a zkušebním řádem VUT v Brně určuje následující téma bakalářské práce: Modelování a identifikace hydraulického posilovače řízení osobního automobilu v anglickém jazyce: Modelling and identification of hydraulic power steering Stručná charakteristika problematiky úkolu: Práce se bude zabývat modelováním a identifikací reálného elektro-hydraulického posilovače řízení os. automobilu. Natočení volantu od řidiče bude realizováno DC motorem s převodovkou. Experimentální část práce bude probíhat s využitím HW dSPACE. Firma dSPACE je standardem v oboru a její produkty jsou využívány pro rychlý návrh a testování řídicích algoritmů především v automobilovém a leteckém průmyslu. Smyslem práce je vytvořit věrohodný simulační model a identifikovat jeho parametry. Cíle bakalářské práce: 1) Zprovoznění laboratorního elektro-hydraulického posilovače. 2) Popis soustavy, osazení vhodných sensorů a provedení měření. 3) Tvorba modelu v prostředí Simulink a odhad jeho parametrů na základě naměřených dat.

Seznam odborné literatury: - Valášek, M.: Mechatronika, Vydavatelství ČVUT 1995 - Noskievič: Modelování a identifikace systémů

Vedoucí bakalářské práce: Ing. Robert Grepl, Ph.D. Termín odevzdání bakalářské práce je stanoven časovým plánem akademického roku 2010/2011. V Brně, dne 19.11.2010 L.S.

_______________________________ prof. Ing. Jindřich Petruška, CSc. Ředitel ústavu

_______________________________ prof. RNDr. Miroslav Doupovec, CSc. Děkan fakulty

Abstrakt Tato pr´ace se zab´ yv´a identifikac´ı a modelov´an´ım elektrohydraulick´eho posilovaˇce ˇr´ızen´ı os. automobilu. Prvn´ı ˇc´ast pr´ace je reˇserˇsn´ı. Pojedn´av´a o tˇrech zp˚ usobech realizace posilovac´ıho u ´ˇcinku, kter´e se vyuˇz´ıvaj´ı u osobn´ıch a n´akladn´ıch automobil˚ u; d´ale se vˇenuje zp˚ usobu pˇrenosu dat pomoc´ı CAN sbˇernice mezi ˇr´ıd´ıc´ı jednotkou a hydrogener´atorem posilovaˇce, kter´ y m´ame k dispozici. Na z´akladˇe experimentu za pouˇzit´ı vhodn´ ych senzor˚ u vyjadˇruje z´akladn´ı vztahy mezi rychlost´ı vozu, ot´aˇckami motoru hydogener´atoru a krout´ıc´ım momentem na volantu.

Abstract This work deals with identification and modelling of electrohydraulic power steering, deals with method of data transmission between control unit and booster pump and on the basis of an experiment using appropriate sensors reflects the basic relationship between vehicle speed, engine speed and torque on the steering wheel.

Podˇ ekov´ an´ı M´e podˇekov´an´ı patˇr´ı vedouc´ımu bakal´aˇrsk´e pr´ace Ing. Robertu Greplovi Ph.D za pod´an´ı pomocn´e ruky a usmˇernˇen´ı k re´aln´emu c´ıli a Ing. Josefu Vejlupkovi za poskytnut´ı ochrann´e ruky a za rady, kter´e mi pomohly tohoto c´ıle dos´ahnout. D´ale dˇekuji sv´e rodinˇe za trpˇelivost a psychickou podporu a sv´e pˇr´ıtelkyni za rozpt´ ylen´ı ve chv´ıl´ıch beznadˇeje. V neposledn´ı ˇradˇe dˇekuji panu V´aclavovi Vac´ıkovi za sv´aˇreˇcskou podporu a panu Jiˇr´ımu Nestraschillovi za kr´asnou pr´aci s jeho fr´ezkou a soustruhem.

ˇ Cestn´ e prohl´ aˇ sen´ı Prohlaˇsuji, ˇze jsem celou pr´aci, vˇcetnˇe pˇr´ıloh, vypracoval samostatnˇe a uvedl jsem vˇsechny pouˇzit´e podklady a literaturu. Martin Pavelec, Brno, 2011

Obsah ´ 1 Uvod

15

2 Reˇ serˇ se 2.1 Posilovaˇc ˇr´ızen´ı . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.1.1 Hydraulick´e posilovaˇce ˇr´ızen´ı . . . . . . . . 2.1.2 Elektrick´e posilovaˇce ˇr´ızen´ı EPS . . . . . . 2.1.3 Elektro-hydraulick´e posilovaˇce ˇr´ızen´ı EHPS 2.2 CAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2.1 Charakteristika CAN . . . . . . . . . . . . 2.2.2 Fyzick´a vrstva . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2.3 Fyzick´e medium . . . . . . . . . . . . . . . 2.2.4 Z´akonitosti pˇr´ıstupu k m´ediu . . . . . . . 2.2.5 Zabezpeˇcen´ı pˇren´aˇsen´ ych dat . . . . . . . 2.2.6 Datov´a zpr´ava . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2.7 Zhodnocen´ı CAN . . . . . . . . . . . . . . 2.3 Tenzometr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

16 16 16 18 19 20 20 20 21 21 21 22 23 23

. . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . .

3 C´ıle ˇ reˇ sen´ı

25

4 Postup ˇ reˇ sen´ı a v´ ysledky 4.1 Laboratorn´ı EHPS . . . . . . . . . . . . . . 4.1.1 P˚ uvodn´ı stav . . . . . . . . . . . . . 4.1.2 Zprovoznˇen´ı komunikace EPHS s PC 4.2 Tenzometr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.2.1 V´ ypoˇcet tenzometru . . . . . . . . . 4.2.2 Instalace tenzometru . . . . . . . . . 4.2.3 Kontrola tenzometru . . . . . . . . . 4.3 Line´arn´ı potenciometr . . . . . . . . . . . . 4.4 Manometr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ´ 4.4.1 Uprava hydrauliky . . . . . . . . . . ˇ 4.4.2 Reˇsen´ı manometru . . . . . . . . . . 11

. . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . .

26 26 26 27 28 28 29 29 30 30 31 31

4.5

4.6 4.7

Stojan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.5.1 Konstrukce stojanu . . . . . . . . 4.5.2 Konstrukce pro uchycen´ı volantu 4.5.3 Konstrukce pro um´ıstˇen´ı motoru 4.5.4 Z´atˇeˇz . . . . . . . . . . . . . . . . 4.5.5 V´ yroba stojanu . . . . . . . . . . Mˇeˇren´ı . . . . . . . . . . . . . . . . . . . V´ ysledky . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.7.1 Nulov´a rychlost . . . . . . . . . . 4.7.2 Rychlost 20km/h . . . . . . . . . 4.7.3 Rychlost 170km/h . . . . . . . . 4.7.4 Pr˚ ubˇeh tlak˚ u . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

31 32 33 33 34 35 35 36 36 36 38 40

5 Z´ avˇ er

41

A Pouˇ z´ıvan´ e zkratky

45

12

Seznam obr´ azk˚ u 2.1 2.2 2.3 2.4 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 4.10 4.11 4.12 4.13

Sch´ema hydraulick´eho zaˇr´ızen´ı BMW 2.5CS - 3.0 CSL [15] . Elektrick´ y posilovaˇc ˇr´ızen´ı EPS - dva zp˚ usoby mont´aˇze elektromotoru [16] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Elektro-hydraulick´ y posilovaˇc ˇr´ızen´ı EHPS - TRW Automotive [8] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Datov´a zpr´ava dle specifikace CAN 2.0A [9] . . . . . . . . . Elektro-hydraulick´ y posilovaˇc ˇr´ızen´ı EHPS - TRW Automotive - p˚ uvodn´ı stav . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Popis konektor˚ u . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Potenciometr na stojanu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Manometr na stojanu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Stojan s kompletn´ım osazen´ım . . . . . . . . . . . . . . . . . Konstrukce pro uchycen´ı volantu . . . . . . . . . . . . . . . Ohebn´ y kloub pro um´ıstˇen´ı motoru . . . . . . . . . . . . . . Z´atˇeˇz - Taˇzn´a pruˇzina ˇzelezn´a[17] . . . . . . . . . . . . . . . Pruˇzina pˇredstavuj´ıc´ı z´atˇeˇz, instalov´ana na stojanu . . . . . Sch´ema mˇeˇren´eho syst´emu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Graf mˇeˇren´ ych z´avislost´ı pˇri vypnut´em motoru . . . . . . . . Graf mˇeˇren´ ych z´avislost´ı pˇri rychlosti vozu 20km/h . . . . . Graf mˇeˇren´ ych z´avislost´ı pˇri rychlosti vozu 170km/h . . . .

13

. 17 . 18 . 19 . 22 . . . . . . . . . . . . .

26 27 30 31 32 33 34 34 35 36 37 38 39

Seznam tabulek 4.1 4.2 4.3

V´ yznam datov´e zpr´avy, kter´a je pos´ıl´ana po sbˇernici hydrogener´atoru . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Pˇripojen´ı kabel´aˇze tenzometru a mˇeˇr´ıc´ı karty . . . . Pr˚ ubˇeh tlak˚ u pˇri mˇeˇren´ı . . . . . . . . . . . . . . .

14

CAN do . . . . . . 28 . . . . . . 29 . . . . . . 40

Kapitola 1 ´ Uvod Jedn´ım z d˚ uleˇzit´ ych syst´em˚ u integrovan´ ych v osobn´ıch automobilech, kter´ y v´ yraznˇe pˇrisp´ıv´a k bezpeˇcnosti a komfortu j´ızdy je posilovaˇc ˇr´ızen´ı. M´ame tˇri typy posilovaˇc˚ u ˇr´ızen´ı; hydraulick´ y, elektrick´ y a elektrohydraulick´ y. Tak´e m´ame r˚ uzn´e zp˚ usoby ˇr´ızen´ı posilovaˇc˚ u; VAN, BEAN, CAN. V laboratoˇri m´ame k dispozici elektrohydraulick´ y posilovaˇc ˇr´ızen´ı OA od firmy TRW. K tomuto zaˇr´ızen´ı n´am chyb´ı popis. Budeme se snaˇzit zprovoznit komunikaci, kter´a se uskuteˇcn ˇuje pomoc´ı protokolu CAN. Chtˇeli bychom vytvoˇrit model a osadit jej vhodnou senzorikou tak, abychom mohli monitorovat chov´an´ı posilovaˇce a potvrdit tak jeho charakteristick´e vlastnosti, d´ıky kter´ ym se pr´avˇe tento syst´em nach´az´ı u v´ yrobc˚ u automobil˚ u, jako jsou VW, Ford nebo Toyota. Novˇe nabit´e znalosti z problematiky ˇr´ızen´ı a funkce posilovaˇc˚ u, ale tak´e povzbudiv´e v´ ysledky mˇeˇren´ı by n´as mˇeli do hloubky sezn´amit s dan´ ym t´ematem.

15

Kapitola 2 Reˇ serˇ se V t´eto ˇca´sti se budeme zab´ yvat dˇelen´ım posilovaˇc˚ u ˇr´ızen´ı dle zp˚ usobu realizace posilovac´ıho u ´ˇcinku a ˇr´ızen´ım naˇseho posilovaˇce, tedy protokolem CAN.

2.1

Posilovaˇ cˇ r´ızen´ı

Posilovaˇc ˇr´ızen´ı sniˇzuje s´ılu potˇrebnou k ot´aˇcen´ı volantu. Souˇcasn´e OA maj´ı vˇetˇsinou motor um´ıstˇen´ y vpˇredu. Pˇri st´an´ı nebo pˇri j´ızdˇe malou rychlost´ı je proto potˇreba vyvinout na volantu velk´ y krout´ıc´ı moment. U n´akladn´ıch vozidel se tento probl´em dˇr´ıve ˇreˇsil zvˇetˇsen´ım pr˚ umˇeru volantu. Jinou moˇznost´ı je tak´e ˇreˇsen´ı zpˇrevodov´an´ım, kter´e by vˇsak zvˇetˇsilo poˇcet ot´aˇcek volantu potˇrebn´ ych k zatoˇcen´ı. Pouˇzit´ı serva je v mnoha smˇerech ide´aln´ı varianta. D˚ uleˇzitou vlastnost´ı ovl´ad´an´ı s posilovaˇcem jest, ˇze i po v´ ypadku posilovaˇce je ˇridiˇc schopen ovl´adat vozidlo pˇres st´avaj´ıc´ı mechanick´e pˇrevody vlastn´ımi silami.[2]

2.1.1

Hydraulick´ e posilovaˇ ce ˇ r´ızen´ı

Hydraulick´e servoˇr´ızen´ı se v dneˇsn´ı dobˇe pouˇz´ıv´a u syst´em˚ u ˇr´ızen´ı n´akladn´ıch automobil˚ u, autobus˚ u, trolejbus˚ uau ´ˇcelov´ ych vozidel. • Proveden´ı Posilovaˇc ˇr´ızen´ı se skl´ad´a z olejov´eho ˇcerpadla, z´asobn´ı n´adrˇzky a z olejov´ych tlakov´ych veden´ı. Olejov´e ˇcerpadlo je poh´anˇeno kl´ınov´ym ˇremeˇ nem motoru. Cerpadlo nas´av´a hydraulick´y olej ze z´asobn´ı n´adrˇzky a dod´av´a ho do tˇelesa ventilu pod vysok´ym tlakem. Tˇeleso ventilu je um´ıstˇeno v pˇrevodce ˇr´ızen´ı. Je spojeno s vˇretenem ˇr´ızen´ı a pˇriv´ad´ı olej v z´avislosti na poloze ˇr´ızen´ı na pˇr´ısluˇsnou stranu pracovn´ıho v´alce. 16

Tam tlaˇc´ı olej proti p´ıstu hˇrebenov´eho ˇr´ızen´ı a podporuje t´ım ˇr´ıd´ıc´ı pohyby. Souˇcasnˇe tlaˇc´ı p´ıst olej na druhou stranu pracovn´ıho v´alce pˇres vratn´e veden´ı zpˇet k z´asobn´ı n´adrˇzce. Sign´al ot´aˇcen´ı volantu je pˇren´aˇsen torzn´ım ˇclenem, kter´y je um´ıstˇen na pastorku ˇr´ızen´ı. Ot´aˇcen´ım volantem se torzn´ı ˇclen deformuje a podle t´eto deformace se urˇcuje posilovac´ı u ´ˇcinek (citov´ano z [18]). Funkce hydraulick´eho posilovaˇce ˇr´ızen´ı je v´ yˇse 2.1.1 vysvˇetlena pro ˇr´ızen´ı s hˇrebenovou pˇrevodkou, kter´e je v souˇcasn´e dobˇe preferov´ano u OA. Na obr´azku 2.1 je syst´em posilovaˇce zn´azornˇen pro ˇr´ızen´ı se ˇsnekovou pˇrevodkou, kter´e se pouˇz´ıv´a u velk´ ych uˇzitkov´ ych voz˚ u. Vytvoˇren´ı posilovac´ıho u ´ˇcinku je u obou zp˚ usob˚ u analogick´e. • V´ yhody a nev´ yhody U hydraulick´eho ˇr´ızen´ı lze doc´ılit velk´ ych sil a moment˚ u, aˇckoliv maj´ı komponenty hydraulick´eho obvodu jen mal´e rozmˇery a hmotnosti. To je vhodn´e pr´avˇe pro pouˇzit´ı u velk´ ych dopravn´ıch prostˇredk˚ u. Prov´az´an´ı na elektrick´e ˇr´ızen´ı ˇci regulaci je velmi jednoduˇse provediteln´e. Nev´ yhodou vˇsak je, ˇze posilovaˇc spotˇrebov´av´a v´ ykon motoru pro pohon ˇcerpadla i v dobˇe, kdy nekon´a pr´aci. T´ım soustavnˇe sniˇzuje v´ ykon motoru a u ´ˇcinnost motoru.[4]

Obr´azek 2.1: Sch´ema hydraulick´eho zaˇr´ızen´ı BMW 2.5CS - 3.0 CSL [15]

• Popis obr. 2.1 (1) Skˇr´ıˇ n mechanick´eho pˇrevodu (2) P´ıst (3) Cirkulaˇcn´ı trubice (4) ˇ ˇ ızen´e ozuben´e kolo (7) Torzn´ı tyˇc (8) Kuliˇckov´ y obˇeh (5) Snek (6) R´ 17

Hˇr´ıdel od volantu (9) V´alce s p´ısty ˇcerpadla (10) Z´asobn´ık oleje (11) Obˇeˇzn´a kola (12) Tlakov´ y pojistn´ y ventil (13) Tlakov´ y ventil (14) Ovl´adac´ı prvek (15) Pojistn´ y v´alec pro zajiˇstˇen´ı kola [5]

2.1.2

Elektrick´ e posilovaˇ ce ˇ r´ızen´ı EPS

EPS se v dneˇsn´ı dobˇe uˇz´ıv´a u osobn´ıch automobil˚ u; u n´akladn´ıch se z d˚ uvodu vˇetˇs´ıch p˚ usob´ıc´ıch sil jeˇstˇe st´ale vyuˇz´ıv´a hydraulick´ ych posilovaˇcu. • Proveden´ı Princip sn´ım´an´ı silov´eho momentu na hˇr´ıdeli volantu je velmi podobn´ y, jako u hydraulick´ ych posilovaˇc˚ u. 2.1.1 Senzory detekuj´ı smˇer pohybu a velikost krout´ıc´ıho momentu hˇr´ıdele od volantu, ˇr´ıd´ıc´ı jednotka data vyhodnot´ı a aplikuje vhodn´ y krout´ıc´ı moment prostˇrednictv´ım elektromotoru, kter´ y je vˇetˇsinou pˇr´ımo spojen s mechanick´ ym pˇrevodem. Moˇznosti um´ıstˇen´ı elektromotoru jsou na obr´azku 2.2. [6]

Obr´azek 2.2: Elektrick´ y posilovaˇc ˇr´ızen´ı EPS - dva zp˚ usoby mont´aˇze elektromotoru [16]

• Popis obr. 2.2 ˇ ıd´ıc´ı modul, senzory (3) Elektromotor (4) Mechanick´ (1) Volant (2) R´ y pˇrevod (hˇrebenov´ y) • V´ yhody a nev´ yhody Bezkomut´atorov´e stejnosmˇern´e motory pracuj´ı oproti hydraulick´ ym syst´em˚ um nez´avisle na motoru, ˇc´ımˇz mohou sn´ıˇzit spotˇrebu paliva aˇz o 18

5 %, nesniˇzuj´ı tak u ´ˇcinnost motoru a nezvyˇsuj´ı emise. Elektromotorem poh´anˇen´e posilovaˇce ˇr´ızen´ı jsou tak´e mnohem lehˇc´ı, oproti hydraulick´ ym posilovaˇc˚ um, mnohdy aˇz o polovinu a maj´ı menˇs´ı n´aroky na prostor. Mont´aˇz je snadnˇejˇs´ı a rychlejˇs´ı. Nˇekter´e firmy u sv´ ych ekologicky nen´aroˇcn´ ych model˚ u zmiˇ nuj´ı mimo hybridn´ı motor (jako ekonomick´e a energeticky nen´aroˇcn´e ˇreˇsen´ı) pr´avˇe elektrick´ y posilovaˇc ˇr´ızen´ı (napˇr. BMW). U EPS je kladen d˚ uraz na vysokou elektronickou stabilitu syst´emu. [7]

2.1.3

Elektro-hydraulick´ e posilovaˇ ce ˇ r´ızen´ı EHPS

Kombinac´ı dvou pˇredchoz´ıch ˇreˇsen´ı 2.1.1 a 2.1.2 se ostraˇ nuj´ı nev´ yhody hydraulick´eho ˇr´ızen´ı a vyuˇz´ıv´a se v´ yhod elektrick´eho ˇr´ızen´ı. Tomuto zp˚ usobu se t´eˇz ˇr´ık´a hybridn´ı syst´em. • Proveden´ı EHPS vyuˇz´ıv´a stejn´e technologie, jako hydraulick´e syst´emy (2.1.1), avˇsak hydraulick´ y tlak, kter´ y byl u hydraulick´eho posilovaˇce vyv´ıjen ˇcerpadlem, kter´e odeb´ıralo v´ ykon motoru je nyn´ı produkov´an elektrick´ ym motorem. [8] • V´ yhody a nev´ yhody Nespornou v´ yhodou je niˇzˇs´ı spotˇreba paliva, kter´e se dosahuje u ´sporn´ ym ˇr´ızen´ım elektromotoru (podobnˇe, jako u EPS). Pˇreneesen´ı velk´ ych sil a moment˚ u je d´ıky hydraulick´e sloˇzce zachov´ano. • Popis obr´azku Na obr´azku 2.3 je pˇredch˚ udce posilovaˇce ˇr´ızen´ı, na kter´em budeme prov´adˇet experiment.

Obr´azek 2.3: Elektro-hydraulick´ y posilovaˇc ˇr´ızen´ı EHPS - TRW Automotive [8]

19

2.2 2.2.1

CAN Charakteristika CAN

CAN je p˚ uvodnˇe vyvinut firmou Bosch pro nasazen´ı v automobilech. V dneˇsn´ı dobˇe je st´ale v´ıce nasazov´an a vyuˇz´ıv´an i v jin´ ych oblastech, neˇz pro kter´e byl p˚ uvodnˇe urˇcen. Je to hlavnˇe d´ıky jeho n´ızk´e cenˇe, snadn´emu nasazen´ı, spolehlivosti, vysok´e pˇrenosov´e rychlosti, snadn´e rozˇs´ıˇritelnosti a dostupnosti souˇc´astkov´e z´akladny. Nev´ yhodou CAN je omezen´ y poˇcet pˇren´aˇsen´ ych dat v r´amci jedn´e zpr´avy a prvotn´ı n´aroˇcnost nastaven´ı registr˚ u CAN sbˇernice. [9] [12] CAN je s´eriov´y komunikaˇcn´ı protokol umoˇzn ˇuj´ıc´ı distribuovan´e ˇr´ızen´ı syst´em˚ u v re´aln´em ˇcase s vysokou m´ırou zabezpeˇcen´ı proti chyb´am. Jedn´a se o protokol multi-master, kde kaˇzd´y uzel sbˇernice m˚ uˇze b´yt master a ˇr´ıdit tak chov´an´ı jin´ych uzl˚ u. Nen´ı tedy nutn´e ˇr´ıdit celou s´ıt z jednoho nadˇrazen´eho uzlu, coˇz pˇrin´aˇs´ı zjednoduˇsen´ı ˇr´ızen´ı a zvyˇsuje spolehlivost (pˇri poruˇse jednoho uzlu m˚ uˇze zbytek s´ıtˇe pracovat d´al). Pro ˇr´ızen´ı pˇr´ıstupu k m´ediu je pouˇzita sbˇernice s n´ahodn´ym pˇr´ıstupem, kter´a ˇreˇs´ı kolize na z´akladˇe prioritn´ıho rozhodov´an´ı. Po sbˇernici prob´ıh´a komunikace mezi dvˇema uzly pomoc´ı zpr´av (datov´a zpr´ava a ˇz´adost o data), a management s´ıtˇe (signalizace chyb, pozastaven´ı komunikace) je zajiˇstˇen pomoc´ı dvou speci´aln´ıch zpr´av (chybov´e zpr´avy a zpr´avy o pˇret´ıˇzen´ı) (citov´ano z [9]). Sbˇernici CAN lze provozovat t´eˇz v reˇzimu Master-slave, kdy jeden uzel je nadˇr´ızen´ y ostatn´ım uzl˚ um. [12] Zpr´avy vys´ılan´e po sbˇernici protokolem CAN neobsahuj´ı informace o c´ılov´em uzlu, jsou pˇrij´ım´any vˇsemi uzly pˇripojen´ ymi ke sbˇernici. Kaˇzd´a zpr´ava je uvozena identifik´atorem, kter´ y ud´av´a prioritu pˇren´aˇsen´e zpr´avy. CAN tedy zajiˇstuje, aby byla zpr´ava s vyˇsˇs´ı prioritou v pˇr´ıpadˇe kolize dvou zpr´av doruˇcena pˇrednostnˇe; na z´akladˇe identifik´atoru lze zajistit, aby uzel pˇrij´ımal pouze ty zpr´avy, kter´e se ho t´ ykaj´ı. [9]

2.2.2

Fyzick´ a vrstva

Standart protokolu CAN definuje dvˇe vz´ajemnˇe komplement´arn´ı hodnoty bit˚ u na sbˇernici - dominant a recessive, kter´e pˇredstavuj´ı funkci logick´eho souˇcinu. [9] Pravidla pro stav na sbˇernici: • Vˇsechny uzly vys´ılaj´ı recessive bit, na sbˇernici je u ´roveˇ n recessive. • Alespoˇ n jeden uzel vys´ıl´a dominantn´ı bit, na sbˇernici je u ´roveˇ n dominant 20

2.2.3

Fyzick´ e medium

CAN 2.0A je definov´an normou 11898. Tato norma definuje elektrick´e vlastnosti vys´ılac´ıho budiˇce a pˇrij´ımaˇce, d´ale tak´e principy ˇcasov´an´ı, synchronizaci a k´odov´an´ı jednotliv´ ych bit˚ u. Sbˇernici tvoˇr´ı dva vodiˇce (CAN-Low a CAN-High); dominant ˇci recessive u ´roveˇ n je definov´ana rozd´ılov´ ym napˇet´ım tˇechto dvou vodiˇc˚ u. Dle normy je pro u ´roveˇ n recessive velikost rozd´ılov´eho napˇet´ı Vdif f = 0V a pro u ´roveˇ n dominant Vdif f = 2V . Sbˇernice je na obou konc´ıch pˇrizp˚ usobena zakonˇcovac´ımi odpory o velikosti 120Ω z d˚ uvodu eliminace odraz˚ u na veden´ı. Jednotliv´a zaˇr´ızen´ı jsou na sbˇernici pˇripojena pomoc´ı konektor˚ u. [9] Sbˇernice CAN byla p˚ uvodnˇe navrˇzena pro kr´atk´a spojen´ı do automobil˚ u, pˇrenosov´a rychlost 1M bit/s je dosaˇzen´a na kr´atk´e vzd´alenosti (do 40 m). Pˇri d´elce 130m je rychlost 500kbit/s, pˇri d´elce 560m kles´a na 125kbit/s. Na d´elce 1.2km je hodnota pˇrenosov´e rychlosti 70kbit/s a na 3.3km jiˇz jen 20kbit/s. Ke sbˇernici m˚ uˇze b´ yt pˇripojeno aˇz 110 uzl˚ u, ale s ohledem na zat´ıˇzen´ı sbˇernice je poˇcet pˇripojovan´ ych uzl˚ u podstatnˇe menˇs´ı. [9] [12]

2.2.4

Z´ akonitosti pˇ r´ıstupu k m´ ediu

• Kaˇzd´ y uzel m˚ uˇze zah´ajit vys´ıl´an´ı, jakmile je pˇripraven a s´ıt’ je v klidov´em stavu. Ostatn´ı mohou vys´ılat aˇz pot´e, co je zpr´ava odvys´ıl´ana. Vyj´ımku tvoˇr´ı chybov´e r´amce. Ty m˚ uˇze vys´ılat kter´ ykoli u ´ˇcastn´ık ihned po identifikaci • V pˇr´ıpadˇe, ˇze vys´ıl´an´ı zah´aj´ı nˇekolik uzl˚ u souˇcasnˇe, pak pˇr´ıstup na sbˇernici z´ısk´a zpr´ava s niˇzˇs´ım identifik´atorem (vyˇsˇs´ı prioritou). Kaˇzd´ y vys´ılaˇc porovn´av´a hodnotu pr´avˇe vyslan´eho bitu s hodnotou na sbˇernici. Zjist´ı-li, ˇze je na sbˇernici jin´a hodnota, neˇz kterou vys´ıl´a, okamˇzitˇe pˇreruˇs´ı vys´ıl´an´ı. T´ım zajist´ı, ˇze zpr´ava s vyˇsˇs´ı prioritou bude doruˇcena a nedojde k jej´ımu poˇskozen´ı. Uzel, kter´ y tedy nedostal pˇr´ıstup na sbˇernici mus´ı vyˇckat, aˇz bude sbˇernice opˇet ve voln´em stavu. [9]

2.2.5

Zabezpeˇ cen´ı pˇ ren´ aˇ sen´ ych dat

Protokol CAN se vyznaˇcuje siln´ ym mechanismem zabezpeˇcen´ı pˇren´aˇsen´ ych dat (CRC k´od, monitoring, vkl´ad´an´ı bitu, kontrola a potvrzen´ı zpr´avy). Jakmile uzel zjist´ı chybu, pos´ıl´a ˇsest stejn´ ych bit˚ u za sebou. Je-li uzel typu Error Active, resp. Error passive, jsou tyto bity dominant a zpr´avu s chybou znehodnot´ı, resp. recessive a zpr´avu neznehodnot´ı. 21

2.2.6

Datov´ a zpr´ ava

Vysl´an´ı datov´e zpr´avy je moˇzn´e, je li sbˇernice voln´a. Detekuje-li uzel volnou sbˇernici, m˚ uˇze vys´ılat. D´ale se uzel ˇr´ıd´ı mechanismy pˇr´ıstupu k mediu popsan´ ymi v´ yˇse 2.2.4. Sch´ema datov´e zpr´avy na obr´azku 2.4.

Obr´azek 2.4: Datov´a zpr´ava dle specifikace CAN 2.0A [9]

V´ yznam jednotliv´ ych ˇc´ast´ı datov´e zpr´avy. ˇ ızen´ı pˇr´ıstupu na sbˇernici - Arbitration field • R´ ´ Zaˇc´atek zpr´avy (1 bit) SOF - Start of Frame - Uvodn´ ı jednobitov´e pole s dominantn´ı hodnotou. Identifik´ator zpr´avy - 11 bit˚ u - Urˇcuje prioritu zpr´avy a v´ yznam pˇren´aˇsen´e zpr´avy. RTR - Remote Transmission Request - 1 bit - Rozliˇsuje datov´e zpr´avy (dominant) nebo ˇza´dosti o pˇr´ıstup ke sbˇernici (recessive). ˇ ıd´ıc´ı pole - Control Field - 1+1+4 bity • R´ Bit R1 nebo IDE (Identificator Expresion) pro rozliˇsen´ı z´akladn´ıho nebo rozˇs´ıˇren´eho form´atu R0 - Rezervn´ı bit D´elka datov´e zpr´avy DLC - Data lenght - 4 bity - urˇcuje poˇcet byte datov´eho pole • Datov´a oblast - Data field - aˇz 64 bit˚ u dat • CRC CRC - Zabezpeˇcovac´ı k´od - 15 kontroln´ıch bit˚ u cykllick´eho redundantn´ıho k´odu ERC End of CRC - 1bit - oddˇelen´ı recesivn´ım bitem 22

• Potvrzen´ı Acknowledge field ACK slot - Vys´ılaˇc vys´ıl´a tento bit jako recesivn´ı, pokud alespoˇ n jeden uzel pˇrijal zpr´avu bez chyby, pˇrep´ıˇse tento bit na dominantn´ı, ˇc´ımˇz ozn´am´ı potvrzen´ı pˇrijmut´ı ACK Delimiter - recesivn´ı bit, ACK je tak ohraniˇcen dvˇema recesivn´ımi bity • End of Frame - 7 bit˚ u - Bity konce r´amce jsou typu recessive. • Mezera mezi r´amci - 3 bity V r´amci datov´e zpr´avy rozliˇsujeme standartn´ı zpr´avu (Standart frame) a Rozˇs´ıˇren´ y r´amec (Extended Frame). Tyto form´aty datov´e zpr´avy se liˇs´ı v d´elce identifik´atoru zpr´avy. U standartn´ı zpr´avy je dlouh´a 11 bit˚ u a charakteristick´a pro oznaˇcen´ı CAN 2.0A, pro kterou plat´ı jiˇz zm´ınˇen´a norma. U rozˇs´ıˇren´eho r´amce m´a identifik´ator d´elku 29 bit˚ u (CAN 2.0B). Je u nˇej jeˇstˇe nahrazen bit RTR (Remote Request) bitem SRR (Substitute Remote Request), vˇzdy typu recessive. Pˇri kolizi standartn´ıho a rozˇs´ıˇren´eho form´atu zpr´avy z´ısk´av´a pˇrednost standartn´ı r´amec.[9] [12] ˇ adost o data, Zpr´ava o chybˇe a Zpr´ava o pˇret´ıˇzen´ı. Dalˇs´ı typy zpr´av jsou: Z´

2.2.7

Zhodnocen´ı CAN

Sbˇernice CAN je dobˇre navrˇzen´a sbˇernice, kter´a se d´ıky sv´ ym vlastnostem zaˇcala hojnˇe vyuˇz´ıvat i mimo automobilov´ y pr˚ umysl. Uplatnˇen´ı naˇsla i v leteck´em pr˚ umyslu u zaˇr´ızen´ı, kter´a spadaj´ı do niˇzˇs´ı kategorie bezpeˇcnosti. Nev´ yhodou sbˇernice CAN pro leteck´ y pr˚ umysl je nemoˇznost identifikovat d˚ uvod vzniku chyby. Zat´ımco v automobilov´em pr˚ umyslu je rychlost sbˇernice vzhledem k moˇznosti vzniku katastrofy preferov´ana, v leteck´em pr˚ umyslu si tuto variantu nem˚ uˇzeme dovolit. Proto jsou pouˇz´ıv´any jin´e komunikaˇcn´ı protokoly, kter´e jsou ˇr´adovˇe pomalejˇs´ı, avˇsak s moˇznost´ı identifikace vzniku chyby.

2.3

Tenzometr

Tenzometr slouˇz´ı k mˇeˇren´ı krout´ıc´ıho momentu. Funkce tenzometru spoˇc´ıv´a v tom, ˇze zmˇena d´elky metalick´eho sn´ımaˇce zp˚ usobuje zmˇenu jeho odporu. Zmˇena odporu je d´ana vztahem: R=ρ 23

L S

(2.1)

kde ρ je specifick´ y odpor, L je d´elka a S je pˇr´ıˇcn´ y pr˚ uˇrez odporov´eho dr´atku. Pro koneˇcnou zmˇenu ∆R odporu R, lze odvodit vztah: ∆R = k (2.2) R kde k je deformaˇcn´ı souˇcinitel tenzometru (k-faktor) a  je pˇretvoˇren´ı. K-faktor je bezrozmˇern´ y, proporcion´aln´ı souˇcinitel, kter´ y v sobˇe zahrnuje vliv mˇeˇr´ıc´ı mˇr´ıˇzky a tak´e cel´e konfigurace tenzometru. V´ yrobce prov´ad´ı na staticky v´ yznamn´em poˇctu kus˚ u mˇeˇren´ı k-faktoru a uv´ad´ı na balen´ı hodnotu k-faktoru vˇcetnˇe tolerance[11].  je pˇretvoˇren´ı, na jehoˇz principu tenzometr pracuje. Abychom mohli vybrat vhodn´ y tenzometr pro naˇse mˇeˇren´ı, potˇrebujeme zn´at pr´avˇe hodnotu pˇretvoˇren´ı oznaˇcovanou 45 .

24

Kapitola 3 C´ıle ˇ reˇ sen´ı Naˇsim c´ılem nyn´ı bude zprovoznit servozaˇr´ızen´ı. K tomu potˇrebujeme dostateˇcnˇe do hloubky pochopit problematiku posilovaˇc˚ u ˇr´ızen´ı 2.1 a komunikaci protokolem CAN 2.2. Mus´ıme vytvoˇrit chybˇej´ıc´ı kabel´aˇz ke zdroji a k jednotliv´ ym pin˚ um na hydrogener´atoru a po zapojen´ı zprovoznit komunikaci mezi EHPS a PC 4.1.2. D´ale budeme cht´ıt vytvoˇrit stabiln´ı model. Posilovaˇc um´ıst´ıme na vhodn´ y stojan 4.5.1. Osad´ıme senzorikou; tenzometrem 4.2 na hˇr´ıdeli volantu pro mˇeˇren´ı krout´ıc´ıho momentu a potenciometrem 4.3 pro zjiˇstˇen´ı polohy volantu. Pro zjiˇstov´an´ı infromativnˇech hodnot z hydraulick´eho syst´emu um´ıst´ıme tak´e analogov´ y manometr 4.4. V pr˚ ubˇehu pr´ace doˇslo k urˇcit´emu pˇrehodnocen´ı; tvorbou modelu v prostˇred´ı Simulink a odhadem jeho parametr˚ u na z´akladˇe namˇeˇren´ ych dat se zab´ yvat nebudeme. Hlavn´ım c´ılem bude zhodnocen´ı chov´an´ı hydrogener´atoru pˇri r˚ uzn´ ych rychlostech automobilu, v´ ysledky z´avislosti krout´ıc´ıho momentu tak´e na rychlosti vozu a celkov´e chov´an´ı laboratorn´ıho modelu s pˇrihl´ednut´ım na tlak a polohu volantu 4.7.

25

Kapitola 4 Postup ˇ reˇ sen´ı a v´ ysledky 4.1

Laboratorn´ı EHPS

Pro experiment m´ame k dispozici elektrohydraulick´ y posilovaˇc ˇr´ızen´ı od firmy TRW - DAS, a.s., Daˇcice (4.1). Pˇredch˚ udce tohoto zaˇr´ızen´ı byl pouˇz´ıv´an v modelech Opel/Vauxhall Astra. Souˇcasn´a generace se nach´az´ı ve vozech Kia.

4.1.1

P˚ uvodn´ı stav

Zaˇr´ızen´ı (4.1) bylo ve firmˇe TRW pouˇzito pro ovˇeˇren´ı ˇr´ıd´ıc´ıho softwaru posilovaˇce. Uvnitˇr motoru byl odpojen syst´em pro mˇeˇren´ı intern´ı teploty a byl nahrazen odporovou dek´adou pro simulaci teplotn´ıch stav˚ u. Motor by mˇel sn´ıˇzit v´ ykon pˇri n´ızk´ ych teplot´ach (−40o C) nebo pˇri vysok´ ych teplot´ach(+120o C) z d˚ uvodu zachov´an´ı pˇredepsan´e ˇzivotnosti. Pro naˇse u ´ˇcely nemaj´ı tyto z´asahy do zaˇr´ızen´ı ˇz´adn´ y vliv. Posilovaˇc byl dod´an bez manu´alu a kabel´aˇze.

Obr´azek 4.1: Elektro-hydraulick´ y posilovaˇc ˇr´ızen´ı EHPS - TRW Automotive - p˚ uvodn´ı stav

26

Popis konektor˚ u na hydrogener´atoru m´ame na (4.2). Piny 4 a 5 slouˇz´ı pro pˇr´ıjem sign´alu ze sn´ımaˇce rychlosti ot´aˇcen´ı volantu. Jedn´a se o dva analogov´e sign´aly. My nebudeme k experimentu pouˇz´ıvat tyto piny, n´ ybrˇz piny 1 a 2 (CAN-Low a CAN-High). Motor um´ı pˇrij´ımat sign´al po CAN sbˇernici.

Obr´azek 4.2: Popis konektor˚ u

4.1.2

Zprovoznˇ en´ı komunikace EPHS s PC

Zhotovili jsme potˇrebnou kabel´aˇz. Kabely ke zdroji (13.5 V) jsme opatˇrili faston konektory a pˇripojili na hydrogener´ator zvenˇc´ı, kabely od jednotliv´ ych pin˚ u jsme pˇrip´ajeli pˇr´ımo na ploˇsn´ y spoj (po odmontov´an´ı krytu ˇcerpadla). Mezi vodiˇc CAN-Low a CAN-High jsme pˇrip´ajeli odpor 120Ω (v souladu s pravidly pro pouˇzit´ı CAN sbˇernic). Komunikaci s posilovaˇcem bude zajiˇstovat dSPACE ds1103. Dle datasheetu jsme pˇrip´ajeli konce kabel˚ u na konektor a pˇripojili k desce cp11033 (komunikaˇcn´ı prostˇredek k dSPACE.) Pin 3 - Ignition a zdrojov´e kabely jsme pˇripojili ke zdroji 13.5 V. Pomoc´ı prostˇred´ı Matlab Simulink jsme odzkouˇseli komunikaci posilovaˇce pˇres sbˇernici CAN. Z PC dok´aˇzeme posilovaˇci ud´avat ot´aˇcky hydrogener´atoru (Engine speed) a rychlost vozu(Vehicle Speed) a zapnut´ı/vypnut´ı hydrogener´atoru (Engine Speed Status). Potˇrebn´e informace pro model v prostˇred´ı Matlab Simulink n´am poskytla firma TRW. V´ yznam datov´e zpr´avy, kterou pos´ıl´ame do hydrogener´atoru je v tabulce 4.1. 27

Tabulka 4.1: V´ yznam datov´e zpr´avy, kter´a je pos´ıl´ana po sbˇernici CAN do hydrogener´atoru Sign´al Engine Speed status Engine speed Vehicle Speed

4.2

D´elka [bit] 1 16 8

Faktor 1 0.25 1

Rozsah hodnot 1 0 - 2047 0 - 255

Funkce on/off ot´aˇcky/min km/h

Tenzometr

Za d˚ uleˇzitou charakteristiku povaˇzujeme krout´ıc´ı moment na volantu. Tento budeme mˇeˇrit tenzometrem, kter´ y bude um´ıstˇen´ y na hˇr´ıdeli od volantu (konstrukce volantu na obr´azku 4.6).

4.2.1

V´ ypoˇ cet tenzometru

Nyn´ı potˇrebujeme vypoˇc´ıtat hodnotu 45 . Jej´ı hodnota n´am pom˚ uˇze urˇcit vhodn´ y tenzometr, viz. 2.3. Hˇr´ıdel volantu, kterou budeme osazovat tenzometrem m´a pr˚ umˇer d = 17mm. Nejprve mus´ıme vypoˇc´ıtat charakteristiku pr˚ uˇrezu hˇr´ıdele. πd3 WK = = 9.647 · 10−4 L (4.1) 16 Z podklad˚ u od firmy TRW jsme zjistili, ˇze maxim´aln´ı krout´ıc´ı moment od volantu MKmax = 7N m. Potom maxim´aln´ı smykov´e napˇet´ı je: τmax =

MKmax = 7.256 · 106 P a WK

(4.2)

Pro v´ ypoˇcet pˇretvoˇren´ı potˇrebujeme zn´at tak´e modul pruˇznosti ve smyku. Kdyˇz je modul pruˇznosti v tahu E = 211GP a a Poissonovo ˇc´ıslo je µ = 0.3, pak modul pruˇznosti ve smyku je: G=

E = 81.154 · 109 P a 2 · (1 + µ)

(4.3)

Potom pˇretvoˇren´ı 45 je: τmax µm = 44.708 (4.4) 2·G m Tenzometr by bylo vhodn´e nalepit na naˇsi hˇr´ıdel v pˇr´ıpadˇe, ˇze hodnota 45 > 20 µm , coˇz je dle v´ ypoˇctu splnˇeno. Tenzometr by mˇel sn´ımat krout´ıc´ı moment m kvalitnˇe, tzn. bez ˇsumu. Vol´ıme tenzometr od firmy HBM - 1-XY41-1.5/120 [13]. 45 =

28

4.2.2

Instalace tenzometru

Instalaci tenzometru provedl Ing. Petr Krejˇc´ı PhD. Tenzometr se skl´ad´a ze dvou mˇeˇr´ıc´ıch mˇr´ıˇzek, kter´e jsou dlouh´e 1.5mm, nomin´aln´ı odpor je 120Ω, bud´ıc´ı napˇet´ı 2.5 − 5V . Tenzometr pˇripoj´ıme k PC pomoc´ı mˇeˇr´ıc´ı karty od firmy National Instruments - NI 9237. Program pro sbˇer dat v prostˇred´ı Labview vytvoˇril Bc. Martin Brad´aˇc. Pˇripojen´ı kabel´aˇze od karty NI 9237 [14] k tenzometru je zn´azornˇeno v tabulce 4.2 Tabulka 4.2: Pˇripojen´ı kabel´aˇze tenzometru a mˇeˇr´ıc´ı karty ˇ ıslo uzlu Barva uzlu Popis uzlu dle NI Barva dr´atu na propoj. kabelu C´ 1 WHITE AL+ GREY 2 BLACK EX+ BLUE 3 RED ALWHITE 4 BLUE EXPURPLE

4.2.3

Kontrola tenzometru

Po pˇripojen´ı tenzometru jsme zjistili, ˇze data jsou skryt´a v ˇsumu. Proto jsme se rozhodli udˇelat kontroln´ı v´ ypoˇcet. Charakteristickou hodnotu napˇet´ı, kterou potˇrebujeme k pˇrepoˇctu na pˇretvoˇren´ı z´ısk´ame z maxim´aln´ıho namˇeˇren´eho napˇet´ı Unom = 0.14mV a z nomin´aln´ıho napˇet´ı Unom = 5V . 0.14 mV Unam = = 0.028 Unom 5 V Pˇrepoˇcet z

mV V

na

µm m

(4.5)

je u v´ yrobce tenzometr˚ u Hottinger:

mV µm = 2000 V m Z toho tedy vypl´ yv´a, ˇze pˇretvoˇren´ı, kter´e jsme namˇeˇrili bylo: 1

(4.6)

µm = 8.7 · N m (4.7) m Hodnota, kterou jsme vypoˇcetli, odpov´ıd´a pˇribliˇznˇe maxim´aln´ımu krout´ıc´ımu momentu, kter´ y zn´ame z podklad˚ u od firmy TRW. V´ ypoˇcet tedy nevysvˇetluje, proˇc se pravdˇepodobnˇe nach´az´ıme v p´asmu ˇsumu.  = 0.028 · 2000 = 56

29

Zjistili jsme, ˇze rozsah karty, kterou pouˇz´ıv´ame pro mˇeˇren´ı, je 25 mV . V Normou ud´avan´ y ˇsum na kan´alu je 5%. Jestliˇze maxim´aln´ı hodnota, kterou , pak m˚ uˇzeme ˇr´ıci, ˇze se nach´az´ıme v p´asu ˇsumu. jsme namˇeˇrili, je 0.028 mV V mV Hranice 5% je 1.25 V . ˇ sen´ım by zˇrejmˇe bylo Tento probl´em n´am zp˚ usobuje mˇeˇr´ıc´ı karta. Reˇ pouˇzit´ı jin´e mˇeˇr´ıc´ı karty (napˇr. mˇeˇr´ıc´ı karty od firmy Hottinger, kter´a m´a pˇrep´ınateln´ y rozsah kan´alu) nebo u ´stˇredny na tenzometry, kter´a je dokonce pˇresnˇejˇs´ı, neˇz karta. Alternativou je tak´e vhodn´a konstrukce zesilovaˇce napˇet´ı.

4.3

Line´ arn´ı potenciometr

Samozˇrejmˇe mus´ıme zn´at tak´e hodnotu natoˇcen´ı volantu. Nejprve jsme chtˇeli volit klasick´ y potenciometr um´ıstˇen´ y na hˇr´ıdeli od volantu. Pot´e jsme zhodnotili, ˇze bude lepˇs´ı pouˇz´ıt line´arn´ı potenciometr TLH 450 um´ıstˇen´ y u ramena v´alce posilovaˇce (obr´azek 4.3), protoˇze hˇr´ıdel od volantu budeme potˇrebovat pro nalepen´ı tenzometru. Na potenciometru nebyla ˇ z a ´ dn´ a moˇznost uchycen´ı ke stoObr´azek 4.3: Potenciometr na stojanu janu pomoc´ı p˚ uvodn´ıho z´avitu. Na jeho dˇr´ıvˇejˇs´ı pouˇzit´ı staˇcily jedno´ uˇcelov´e liˇsty pro pˇrichycen´ı. Z tohoto d˚ uvodu jsme vytvoˇrili jednoduch´e svorky jakoˇzto nepˇr´ıliˇs elegantn´ı, avˇsak dostaˇcuj´ıc´ı ˇreˇsen´ı. Spojen´ı potenciometru a ramene posilovaˇce zajiˇstuje mal´ y ocelov´ y plech.

4.4

Manometr

Dle informac´ı od firmy TRW v´ıme, ˇze maxim´aln´ı tlak v hydraulick´em syst´emu je 11 MPa. Pro zjiˇstˇen´ı aktu´aln´ıho tlaku ve vstupn´ı hydraulick´e hadici chceme pouˇz´ıt informativn´ı manometr. 30

4.4.1

´ Uprava hydrauliky

Jak je vidˇet na obr´azku p˚ uvodn´ıho stavu 4.1, v hydraulick´em veden´ı je mnoho tvarov´ ych ˇc´ast´ı, kter´e n´am znepˇr´ıjemˇ nuj´ı pr´aci s posilovaˇcem (stejnˇe jako hmotnost posilovaˇce; tato nev´ yhoda vˇsak odstranit nelze). Rozhodli jsme se nahradit hydraulick´e veden´ı hadicemi bez tvarov´ ych ˇca´st´ı; napojen´ı na v´alec posilovaˇce a hydrogener´ator chceme prov´est co nejbl´ıˇze, abychom vynechali co nejv´ıce tvarov´ ych ˇca´st´ı a pˇritom koneˇcn´ y v´ ysledek nemˇel vliv na bezpeˇcnost provozu (v hadic´ıch je maxim´aln´ı tlak 11 MPa, napojen´ı nov´ ych hadic mus´ı b´ yt na bezpeˇcn´ ych - tvarov´ ych m´ıstech se z´avitem). ´ Upravu hydrauliky provedla firma Hydrocom, s.r.o. Horn´ı Herˇspice.

4.4.2

ˇ sen´ı manometru Reˇ V r´amci u ´prav hydrauliky byl na vstupn´ı hadici do posilovaˇce um´ıstˇen trojcestn´ y ventil. Manometr jsme zvolili axi´aln´ı s rozsahem 16M P a. Pomoc´ı pˇr´ıvodn´ı hadice m˚ uˇzeme tak na manometru sledovat tlak na vstupn´ı hadici do posilovaˇce. Manometr jsme na stojanu um´ıstili pod volant 4.4, abychom mohli okamˇzit´e v´ ychylky sledovat s mˇen´ıc´ım se pr˚ ubˇehem krout´ıc´ıho momentu.

4.5

Stojan

Obr´azek 4.4: Manometr na stojanu Abychom mohli prov´est pl´anovan´a mˇeˇren´ı, potˇrebujeme upravit podm´ınky pro mˇeˇren´ı pro n´as co nejv´ yhodnˇeji. Tvarov´e ˇc´asti jsme jiˇz z posilovaˇce odstranili, m´ame na posilovaˇci potˇrebn´e senzory. Nyn´ı jeˇstˇe potˇrebujeme nasimulovat z´atˇeˇz a usnadnit si manipulaci s posilovaˇcem, kter´ y je znaˇcnˇe rozmˇern´ y a tˇeˇzk´ y. Tohoto chceme dos´ahnout vhodn´ ym stojanem. Nejprve je nutn´e rozmyslet si, jestli bude stojan um´ıstˇen vertik´alnˇe nebo horizont´alnˇe vzhledem k m´ıstu, kde bude mˇeˇren´ı prob´ıhat. Nejlepˇs´ı variantou by byl polohovateln´ y stojan, kter´ y by bylo moˇzno um´ıstit obˇema zp˚ usoby a 31

my bychom tak mohli b´ yt nez´avisl´ı na prostˇred´ı, kde probˇehne mˇeˇren´ı. C´ılem tak´e je, aby se v´aha cel´eho zaˇr´ızen´ı pr´avˇe instalac´ı stojanu jeˇstˇe v´ yraznˇe nezvˇetˇsila.

4.5.1

Konstrukce stojanu

Rozhodli jsme se pouˇz´ıt hlin´ıkov´e profily Bosch pro z´akladn´ı konstrukci stojanu. Jejich hmotnost je pro naˇse ˇreˇsen´ı vhodn´a a pouˇzit´ı tˇechto profil˚ u zajiˇstuje pˇri spojen´ı konzol origin´aln´ımi spojovac´ımi kameny dostateˇcnou tuhost v´ ysledn´e konstrukce. Pro u ´pln´ y z´aklad jsme pouˇzili konzolu o d´elce 2030mm, na kter´e bude v´alec posilovaˇce a dvˇe kratˇs´ı konzoly o d´elce 500mm pro stabilitu stojanu. Na kratˇs´ı konzoly by bylo moˇzno instalovat bud’ koleˇcka (koneˇcn´e um´ıstˇen´ı by bylo horizont´aln´ı) nebo ˇsrouby v pˇr´ıpadˇe, ˇze koneˇcn´e um´ıstˇen´ı by bylo vertik´aln´ı-zed’. Dalˇs´ı n´astavbou na stojan je um´ıstˇen´ı line´arn´ıho potenciometru 4.3, motoru 4.5.3, volantu 4.5.2 a z´ateˇze 4.5.4

Obr´azek 4.5: Stojan s kompletn´ım osazen´ım

32

4.5.2

Konstrukce pro uchycen´ı volantu

Jak jsme se zm´ınili v kapitole 4.2, pro zjiˇstˇen´ı velikosti krout´ıc´ıho momentu budeme potˇrebovat nalepit tenzometr na hˇr´ıdel volantu. Prvn´ım probl´emem pˇri ˇreˇsen´ı samotn´e konstrukce pro volant (obr´azek 4.6) byla samotn´a vstupn´ı hˇr´ıdel do posilovaˇce, na jej´ımˇz konci je tis´ıcihran (kter´ y bychom chtˇeli zachovat) a jej´ı natoˇcen´ı v˚ uˇci svisl´e ose o 30o . Tento probl´em jsme vyˇreˇsili pomoc´ı hˇr´ıdele s pˇrevodem z vozu Kia Carnival (D), kter´a je na jednom konci zakonˇcena pr´avˇe naˇs´ım tis´ıcihranem a pˇres Kardan˚ uv pˇrevod konˇc´ı hˇr´ıdel o pr˚ umˇeru d = 17mm a d´elce l = 180mm dalˇs´ım tis´ıcihranem s vyfrezovanou ploˇskou pro pouˇzit´ı aretaˇcn´ı matice. Toho jsme vyuˇzili pˇri v´ yrobˇe volantu. Pouˇzili jsme Obr´azek 4.6: Konstrukce pro starˇs´ı volant z OA Renault(A) a z polotovaru hlin´ıkov´e kulatiny jsme vysoustruˇzili vhodn´ y uchycen´ı volantu element(B) k uchycen´ı na volant (tˇri ˇsˇrouby M6) a na hˇr´ıdel (aretaˇcn´ı ˇsroub M5). D´elka hˇr´ıdele pro nalepen´ı tenzometru je dostateˇcn´a. Pro zajiˇstˇen´ı svisl´e polohy jsme opˇet pouˇzili hlin´ıkov´eho profilu Bosch (E). Na svislou konzolku jsme vhodnˇe um´ıstili domeˇcek s nalisovan´ ym mimobˇeˇzn´ ym loˇziskem (C) o vnitˇrn´ım pr˚ umˇeru d = 17mm a vnˇejˇs´ım D = 40mm. Pot´e jsme vˇsechny komponenty sestavili a pˇripevnili na stojan. D´ıky loˇzisku jde ot´aˇcet volantem velmi lehce a snadno; tˇren´ı n´am nebude ovlivˇ novat velikost krout´ıc´ıho momentu. D´ıky Kardanovu pˇrevodu je manipulace ve svisl´e poloze velmi pˇr´ıjemn´a a tuhost cel´eho sestaven´ı splˇ nuje naˇse poˇzadavky.

4.5.3

Konstrukce pro um´ıstˇ en´ı motoru

Nejprve jsme motor nainstalovali na stojan napevno tak, ˇze kdyˇz byl stojan v poloze horizont´aln´ı, tak motor (tak´e v poloze horizont´aln´ı) je oproti instalaci v OA otoˇcen o 90o . To se n´am zd´alo jako nevhodn´e, proto jsme na konci hlavn´ı konzoly vytvoˇrili ohebn´ y kloub, kde je zajiˇstˇen´ı polohy realizov´ano aretaˇcn´ı matic´ı, jak je vidˇet na obr´azku 4.7. To n´am pom´ah´a plnit p˚ uvodn´ı z´amˇer univerz´alnosti cel´eho stojanu. 33

Obr´azek 4.7: Ohebn´ y kloub pro um´ıstˇen´ı motoru

4.5.4

Z´ atˇ eˇ z

Z´atˇeˇz chceme realizovat pomoc´ı vhodn´e pruˇziny. Vol´ıme pruˇzinu ze sortimentu firmy Alcomex 4.8. Parametry pruˇziny: Tlouˇstka dr´atu d = 5mm, stˇredn´ı pr˚ umˇer pruˇziny Dm = 50mm, d´elka pruˇziny ve voln´em stavu L0 = 277mm, pˇr´ıpustn´e protaˇzen´ı pruˇziny Ln = 362mm, s´ıla vyvinut´a pruˇzinou Fn = 543N , tuhost pruˇziny c = 1.28N/mm.

Obr´azek 4.8: Z´atˇeˇz - Taˇzn´a pruˇzina ˇzelezn´a[17]

Rameno posilovaˇce zat´ıˇz´ıme pruˇzinou jen na jedn´e stranˇe dle obr´azku 4.9. Pruˇzina je uchycena na koncov´e stranˇe hlavn´ı konzoly za vingl (A), na jehoˇz pˇr´ıpadn´e posunut´ı jsme si nechali na stojanu rezervu. Na stranˇe druh´e je uchycena za rameno posilovaˇce (C), ze kter´eho jsme z d˚ uvodu snadnˇejˇs´ı manipulace a zkr´acen´ı d´elky stojanu odstranili pohybliv´ y kloub. Na p˚ uvodn´ı ocelovou matici jsme navaˇrili oko z dr´atu o pr˚ umˇeru d = 5mm (B). Jelikoˇz je na z´avitu ramene posilovaˇce jemn´e stoup´an´ı, volili jsme tuto z´aloˇzn´ı variantu. Normalizovan´e oko pro n´aˇs z´avit jsme nesehnali. 34

Obr´azek 4.9: Pruˇzina pˇredstavuj´ıc´ı z´atˇeˇz, instalov´ana na stojanu

4.5.5

V´ yroba stojanu

V´ ysledn´ y stojan je jednoduch´ yau ´ˇceln´ y, coˇz bylo naˇs´ım c´ılem. Jeho v´ yroba nebyla sloˇzit´a, ale na nˇekter´e d´ıly bylo potˇreba konzolov´e fr´ezky, soustruhu a stoln´ı vrtaˇcky. Z´azem´ı pro v´ yrobu tˇechto n´aroˇcnˇejˇs´ıch kus˚ u n´am poskytla firma Strojtechnik.

4.6

Mˇ eˇ ren´ı

Mˇeˇren´ı prov´ad´ıme v poloze horizont´aln´ı. Pˇred prvn´ım mˇeˇren´ım bylo tˇreba hydraulick´ y syst´em naplnit hydraulick´ ym olejem. Zvolili jsme miner´aln´ı hydraulick´ y olej FEBI Nr 06162. Doplnˇen´ı oleje do u ´plnˇe pr´azdn´eho veden´ı nen´ı zcela bˇeˇzn´a operace. Rozhodli jsme se doplˇ novat olej po mal´ ych d´avk´ach. Motoru jsme pos´ılali informace; motor pracoval, a v kr´atk´ ych intervalech jsme olej doplˇ novali. Naˇse ˇreˇsen´ı vˇsak vyvolalo dalˇs´ı probl´em. Postupn´ ym doplˇ nov´an´ım byl cel´ y syst´em zavzduˇsnˇen´ y a po u ´pravˇe hydrauliky se na hydraulick´em veden´ı nenach´az´ı odvzduˇsn ˇovac´ı ventil. Proto jsme vyuˇzili pˇr´ıvodn´ı hadice k manometru, kterou jsme jako odvzduˇsn ˇovac´ı ventil vyuˇzili. Syst´em se n´am podaˇrilo naplnit. Posilovaˇc ˇr´ıd´ıme pomoc´ı prostˇred´ı Matlab Simulink. Data z tenzometru a potenciometru z´ısk´av´ame z Labview. Jejich zpracov´an´ı prov´ad´ıme v Matlab. Jednoduˇsˇs´ı by bylo data zpracov´avat od zaˇc´atku v Matlabu, karta NI 9237 vˇsak komunikuje s verz´ı Matlabu 2010, kterou bohuˇzel k dispozici nem´ame. Dalˇs´ı omezen´ı n´am karta zp˚ usobuje nemoˇznost´ı pˇrep´ınat jej´ı rozsah (v´ıce v kap. 4.2.3). Z d˚ uvodu velk´eho zaˇsumˇen´ı dat je tˇreba filtrovan´ı. Sch´ema cel´eho syst´emu (obr´azek 4.10) slouˇz´ı k lepˇs´ımu pochopen´ı cel´eho mˇeˇren´ı. 35

Obr´azek 4.10: Sch´ema mˇeˇren´eho syst´emu

4.7

V´ ysledky

Jak bylo zm´ınˇeno v kap. 2.1.3, resp. 2.1.2, hydrogener´ator se ˇr´ıd´ı pokyny z ˇr´ıd´ıc´ı jednotky, kter´a vyhodnocuje pˇredevˇs´ım rychlost vozu a na z´akladˇe tˇechto dat koriguje ot´aˇcky hydrogener´atoru. Proto jsme se rozhodli namˇeˇrit data pˇri r˚ uzn´ ych rychlostech.

4.7.1

Nulov´ a rychlost

Namˇeˇrili jsme data (obr´azek 4.11) pˇri nulov´e rychlosti a vypnut´em motoru. Hodnoty krout´ıc´ıho momentu jsou pˇri nulov´em posilovac´ım u ´ˇcinku nejvˇetˇs´ı a jejich amplitudy maj´ı stejnou hodnotu. To je d´ano pruˇzinou, kter´a pˇri naˇsem pouˇzit´ı m´a st´ale stejnou tuhost; chov´a se line´arnˇe. Maxim´aln´ı v´ ychylky do plusov´ ych i minusov´ ych hodnot jsou d´any vˇzdy pˇrehmatem na volantu. Poˇcet ot´aˇcek z krajn´ı polohy do krajn´ı polohy je tˇri. Toˇcen´ı volantem bylo prov´adˇeno klasickou metodou pˇrehmat´avan´ım dle v´ yuky v autoˇskol´ach.

4.7.2

Rychlost 20km/h

Nastartovali jsme motor automobilu (pˇrepnuli jsme Engine speed status z 0 do 1) a zv´ yˇsili rychlost automobilu (Vehicle Speed) na 20km/h. Pˇri t´eto rychlosti jsou ot´aˇcky motoru nejvyˇsˇs´ı (obr´azek 4.12). Chov´an´ı hydrogener´atoru ovlivˇ nujeme v´ yhradnˇe rychlost´ı automobilu. Posilovac´ı u ´ˇcinek je nejvˇetˇs´ı 36

Obr´azek 4.11: Graf mˇeˇren´ ych z´avislost´ı pˇri vypnut´em motoru

37

stejnˇe jako tlak (o nˇem v´ıce v 4.7.4). V grafu kv˚ uli ˇsumu prakticky nelze rozeznat velikost krout´ıc´ıho momentu.

Obr´azek 4.12: Graf mˇeˇren´ ych z´avislost´ı pˇri rychlosti vozu 20km/h

4.7.3

Rychlost 170km/h

Pot´e jsme rychlost automobilu zvyˇsovali aˇz na hodnotu 170km/h. Pˇri t´eto rychlosti m´a motor nejniˇzˇs´ı ot´aˇcky, a ty jiˇz udrˇzuje aˇz do maxim´aln´ı rychlosti 255km/h 4.1, kterou m˚ uˇzeme hydrogener´atoru pos´ılat. Posilovac´ı u ´ˇcinek byl tud´ıˇz nejniˇzˇs´ı (obr´azek 4.13) (mimo stav zastaven´e auto), coˇz je tak´e v provozu poˇzadov´ano. Hodnoty maxim´aln´ıho krout´ıc´ıho momentu pˇri zastaven´em motoru a pˇri zapnut´em motoru pro rychlost 170km/h se v´ yraznˇe neliˇs´ı, ot´aˇcky motoru pro tuto rychlost byly n´ızk´e stejnˇe jako tlak (o nˇem v´ıce v 4.7.4). Pˇrekmit v z´avislosti krout´ıc´ıho momentu na ˇcase v ˇcase 11s byl zp˚ usoben dorazem do krajn´ı polohy. 38

Obr´azek 4.13: Graf mˇeˇren´ ych z´avislost´ı pˇri rychlosti vozu 170km/h

39

4.7.4

Pr˚ ubˇ eh tlak˚ u

Bˇehem mˇeˇren´ı jsme zjistili, ˇze n´as omezuje nap´ajec´ı zdroj hydrogener´atoru, kter´ y n´am umoˇzn ˇuje maxim´aln´ı proud 30A. Asi nejzaj´ımavˇejˇs´ı je pr˚ ubˇeh tlaku v krajn´ıch poloh´ach, kter´ y popisuje tabulka 4.3. Zde n´as slab´ y zdroj limitoval. Tabulka 4.3: Pr˚ ubˇeh tlak˚ u pˇri mˇeˇren´ı Rychlost automobilu Max. tlak Klidov´ y tlak 170 km/h 7 MPa 0.4 MPa 130 km/h 6 MPa 0.5 MPa 90 km/h 4 MPa 0.6 MPa 50 km/h 2 MPa 0.7 MPa 20 km/h 1 MPa 0.9 MPa

Zkrutn´ y element se v pr˚ ubˇehu ot´aˇcen´ı volantu deformuje a vyrovn´av´a tlak. Jakmile se volant dostane do krajn´ı polohy, zaˇcne na zkrutn´ y element p˚ usobit vˇetˇs´ım tlakem, kter´ y se jej snaˇz´ı vyrovnat. Klidov´ y tlak v tabulce 4.3 ud´av´a hodnotu odeˇctenou na manometru, kter´a byla v hydraulick´em veden´ı v pr˚ ubˇehu ot´aˇcen´ı volantem. Hodnota maxim´aln´ıho tlaku je pak hodnota, kter´e n´am umoˇzn´ı dos´ahnout zdroj 30 A. Po pˇrekroˇcen´ı t´eto hodnoty v r´amci ochrany zaˇr´ızen´ı zdroj sn´ıˇz´ı napˇet´ı a na to reaguje hydrogener´ator tak´e ochranou, tedy restartem. Cel´ y tento proces se projevuje v´ yrazn´ ym cuk´an´ım. Asi nejzaj´ımavˇejˇs´ı se zdaj´ı b´ yti hodnoty tlak˚ u pro rychlost 20km/h. Hydrogener´ator posiluje na maximum a klidov´ y tlak se liˇs´ı od tlaku v krajn´ı poloze jen minim´alnˇe. Zap˚ usoben´ım na volant vˇetˇs´ı silou bˇehem ot´aˇcen´ı dos´ahneme stejn´eho stavu, jako v krajn´ı poloze.

40

Kapitola 5 Z´ avˇ er Na z´akladˇe novˇe nabit´ ych znalost´ı t´ ykaj´ıc´ıch se problematiky posilovaˇc˚ u ˇr´ızen´ı (2.1) a jejich ˇr´ızen´ım (2.2.1), kter´ ym jsme se vˇenovali v reˇserˇsn´ı ˇca´sti, jsme vytvoˇrili funkˇcn´ı model (4.10) a odzkouˇseli jsme chov´an´ı elektrohydraulick´eho posilovaˇce ˇr´ızen´ı od firmy TRW (4.1). Posilovaˇc ˇr´ızen´ı, kter´ y byl po u ´pravˇe hydraulick´eho syst´emu osazen axi´aln´ım manometrem (4.4) jsme um´ıstili na robustn´ı stojan (4.5). Na konstrukci stojanu jsme um´ıstili konstrukci pro uchycen´ı volantu (4.5.2), na jehoˇz hˇr´ıdeli jsme mˇeˇrili tenzometrem krout´ıc´ı moment (4.2). Pohyb ramena posilovaˇce sn´ımal line´arn´ı potenciometr (4.3); jako z´atˇeˇz na rameno jsme volili taˇznou pruˇzinu (4.5.4). Posilovaˇc jsme ˇr´ıdili pomoc´ı protokolu CAN (4.1.2). V prostˇred´ı Matlab Simulink jsme pomoc´ı dSPACE pos´ılali data do hydrogener´atoru. Ten reagoˇ ım vˇetˇs´ı byla rychval v´ yznamnˇe pˇredevˇs´ım na zmˇenu rychlosti automobilu. C´ lost automobilu, t´ım niˇzˇs´ı byly ot´aˇcky. Nejvyˇsˇs´ıch, (resp. nejniˇzˇs´ıch) ot´aˇcek dos´ahl hydrogener´ator pˇri rychlosti 20km/h, (resp. 170km/h). Zde byla hodnota krout´ıc´ıho momentu vyv´ıjen´a na volantu nejniˇzˇs´ı a posilovac´ı u ´ˇcinek tud´ıˇz nejvyˇsˇs´ı, (resp. opaˇcnˇe). Od rychlosti 170km/h byly jiˇz ot´aˇcky konstantn´ı aˇz do maxim´aln´ı rychlosti, kterou m˚ uˇzeme po sbˇernici CAN vys´ılat (255km/h). M˚ uˇzeme tedy konstatovat, ˇze hydrogener´ator sv´ ym chov´an´ım splnil naˇse pˇredpoklady. Pro mˇeˇren´ı krout´ıc´ıho momentu jsme v´ ypoˇctem zvolili vhodn´ y tenzometr (4.2.1). Nakonec n´am vˇsak mˇeˇren´ı znehodnotila karta NI 9237, pomoc´ı kter´e jsme data importovali do prostˇred´ı Labview. Nach´azeli jsme se totiˇz v oblasti 5% ˇsumu. Dalˇs´ım faktorem, kter´ y n´as pˇri mˇeˇren´ı omezoval, byl slab´ y zdroj pro hydrogener´ator (pouze 30A). Z podklad˚ u od firmy TRW zn´ame, ˇze pˇri maxim´aln´ım tlaku na zkrutn´ y ˇclen, kter´ y svou deformac´ı urˇcuje velikost tlaku - posilovac´ıho u ´ˇcinku, teˇce proud aˇz 99A (pˇri tlaku 11M P a). Tato situace 41

nast´av´a pˇri maxim´aln´ım vytoˇcen´ı volantu. V´ yhodou slab´eho zdroje se m˚ uˇze zd´at fakt, ˇze pˇri pˇrekroˇcen´ı hranice 30 A jsme mohli opakovanˇe odmˇeˇrit na manometru maxim´aln´ı tlak. Ten se liˇsil pro r˚ uzn´e rychlosti automobilu. Pˇri rychlosti 170km/h ˇcinil 7M P a. Naopak pˇri rychlosti 20km/h se liˇsil maxim´aln´ı tlak v krajn´ı poloze a tlak v nekrajn´ı poloze minim´alnˇe; tady jsme nevˇedomky ˇsli aˇz na hranice naˇsich moˇznost´ı. Staˇcilo pouˇzit´ı silnˇejˇs´ı pruˇziny a hodnoty pˇri nejvˇetˇs´ım posilovac´ım u ´ˇcinku jsme z d˚ uvodu slab´eho zdroje nenamˇeˇrili. Pˇri pouˇzit´ı vhodnˇejˇs´ı mˇeˇr´ıc´ı karty pro pˇrenos sign´alu z tenzometru, silnˇejˇs´ıho zdroje pro hydrogener´ator a pruˇziny s vyˇsˇs´ı tuhost´ı pro lepˇs´ı simulaci z´atˇeˇze bychom mohli dos´ahnout jistˇe pˇresnˇejˇs´ıch v´ ysledk˚ u.

42

Literatura [1] MechLab - Mechatronics Laboratory website:, http://www. umt.fme.vutbr.cz/mechlab, 11.05.2011 ´ servor ˇ´ızen´ı:, http://www.axl.cz/ [2] AXL Semily, Hydraulicke vyrobky/hydraulicke-servorizeni.htm, 11.05.2011 ´ [3] Servorizeni.cz - Hydraulicke servorizeni.cz/, 11.05.2011

servorizeni:,

http://www.

[4] Hydraulika:, http://www-user.tu-chemnitz.de/~lynn/Czech% 20modules/Modul%203%20tschechisch%20komplett.pdf, 12.05.2011 ´ma:, http://www.e9-driven. [5] Hydraulic power steering - sche com/Public/Library/BMW-E9-Manual/pages/en/32131030.html, 12.05.2011 ´ posilovac ˇe r ˇ´ızen´ı:, [6] Elektricke mechatronics.htm, 12.05.2011

http://www.iskra-agv.cz/

ˇ´ızen´ı ˇem:, [7] R s posilovac http://mechmes.websnadno.cz/ dokumenty/pri-teo-11.04_rizeniautomobilu_posilovacerizeni. pdf, 12.05.2011 [8] EHPS - TRW Automotive:, EHPS.ppt, 12.05.2011 ˇrnice CAN:, http://www.elektrorevue.cz/clanky/03021/ [9] Sbe index.html, 12.05.2011 [10] CAN (Controller Area Network):, http://www.kvaser.com/ en/about-can.html, 12.05.2011 ´ ln´ı mechanika - Tenzometr:, http://www. [11] Experimenta umt.fme.vutbr.cz/img/fckeditor/file/opory/Experimentalni_ mechanika.pdf, 13.05.2011 43

[12] CAN Rozhran´ı:, http://www.carmotor.cz/ can-bus-sbernice-co-je-to/, 15.05.2010 [13] HBM - Parametry tenzometru:, https://webshop.hbm.com/ articledetail.htm?productId=6266, 23.05.2010 ´ vod pro vytvor ˇen´ı kabela ´ˇ [14] NI 9237 - Na ze:, http://www.ni.com/ pdf/manuals/374186e.pdf, 23.05.2010 ´ zek - hydraulicky ´ posilovac ˇ r ˇ´ızen´ı:, http://www. [15] Obra e9-driven.com/Public/Library/BMW-E9-Manual/pages/en/ 32131030.html, 24.05.2010

´ zek ´ ˇ ˇ´ızen´ı:, [16] Obra elektricky posilovac r http://www.autoevolution.com/news-image/ electric-power-steering-expected-to-become-a-widespread-solution-19414-1 html, 24.05.2010 ´ zek - pruˇ [17] Obra zina Alcomex:, http://obchod.alcomex. cz/tazne_pruziny.php?kat=Fe&d=5.00&pag=ta&Vyber=Vyber, 24.05.2010 ´ rek Ondr ˇej: Souˇcasn´y stav a v´yvojov´e tendence v konstrukci [18] Kocu ˇr´ızen´ı osobn´ıch automobil˚ u, Brno: Vysok´e uˇcen´ı technick´e v Brnˇe, Fakulta strojn´ıho inˇzen´ yrstv´ı, 2007

44

Pˇ r´ıloha A Pouˇ z´ıvan´ e zkratky ACD Acknowledge Delimiter ACK Acknowledge slot BEAN Body Electronic Area Network CAN Controller Area Network CRC Cyclic Redundancy Check DLC Data length EHPS Elektro-hydraulick´ y posilovaˇc ˇr´ızen´ı (Electro-hydraulic Power Steering) EPS Elektrick´ y posilovaˇc ˇr´ızen´ı (Electric Power Steering) ERC End of CRC GM General Motors IDE Identificator Expresion LIN Local Interconnect Network OA Osobn´ı automobil PC Osobn´ı poˇc´ıtaˇc - Personal Computer RTR Remote Transmission Request SOF Start of frame 45

SRR Substitute Remote Request VAN Vehicle Area Network

46