Moment obrotowy kierownicy podczas skrętu samochodu

Jak obliczyć moment obrotowy potrzebny do utrzymania tego samego kąta skrętu podczas skrętu przy danej prędkości?

Przykładowy przypadek:

Samochód o geometrii kierowania Ackermann waży 1000 kg. Płynie po łuku - kąt skrętu wynosi 5 stopni. Prędkość samochodu wynosi 10 m / s. Współczynnik skrętu wynosi 15: 1 (15 stopni na kierownicy oznacza 1 stopień rzeczywistego kąta skrętu). Jaki moment obrotowy muszę przyłożyć do kierownicy, aby utrzymać stały 5 stopni na kierownicy?

Powody:

Muszę znać moment obrotowy, ponieważ chcę zautomatyzować sterowanie pojazdem osobowym, a ponieważ moment obrotowy będzie przykładany przez ludzkie ręce kierowcy, muszę dostarczyć taki moment obrotowy za pomocą silnika elektrycznego (prawdopodobnie stepera z wymaganą specyfikacją „momentu trzymającego”).

Wiem, że moment obrotowy można prawdopodobnie jakoś zmierzyć na kierownicy (z kluczem dynamometrycznym) przy wyłączonym wspomaganiu, ale byłoby miło móc przynajmniej z grubsza go obliczyć. Właściwie muszę znać wszystkie momenty obrotowe dla wszystkich scenariuszy normalnej pracy samochodu (skręcanie, gdy stoisz w miejscu, podczas skręcania z prędkością, podczas pokonywania zakrętu itp.).

EDYTOWAĆ:

Mogłem zapomnieć kilka parametrów dla tego przykładu. Powiedzmy, że szerokość samochodu wynosi 1,5 m (opona do opony), a odległość między osią przednią i odczytaną wynosi 2 m.

torque robotics

— Kozuch
źródło

zależy to od szczegółów geometrii układu kierowniczego, musisz znać odległość osi obrotu kierownicy od środka nacisku na powierzchnię styku opony. (Wydaje się, że jest to zero na czystym kreskówkowym obrazie Ackerman, ale oczywiście żaden prawdziwy pojazd nie ma czystej geometrii Ackerman). Szczerze mówiąc, myślę, że lepiej jest to zmierzyć. (na bok, jeśli masz wspomaganie kierownicy, dlaczego nie użyć go w swoim systemie robotycznym?)

— agentp

Nie jestem pewien, czy oryginalny silnik prądu stałego ze wspomaganiem układu kierowniczego będzie wystarczająco mocny, gdy nie będzie miał wkładu ze strony ludzkiego kierowcy (ale być może będzie). Zastanawiam się więc nad zastąpieniem go silnikiem krokowym z odpowiednim momentem trzymającym. Ponadto oryginał jest szczotkowany prądem stałym, który jest napędzany zastrzeżonym ECU, a nawet jeśli jest prawidłowo napędzany niestandardowym sterownikiem, może nie zapewniać wystarczającej precyzji sterowania.

— Kozuch,

Obracanie się w bezruchu - jak wspomniano w pytaniu - jest prawdopodobnie najgorszym przypadkiem. Dlaczego nie zmierzyć tego dwa razy - raz na betonie, a raz na trawie lub piasku - i zaprojektować w najgorszym przypadku? (Powierzchnia i szerokość opon z pewnością również wpłyną na wyniki.)

— Andy

@Andy Czy wciąż stanięcie na betonie jest naprawdę najgorszym przypadkiem? Obawiam się, że raczej szybka krzywa może wymagać również przyzwoitego momentu obrotowego, a może nawet więcej niż nadal stać?

— Kozuch,

mam na myśli, dlaczego nie położyć siłownika sterującego po stronie kierownicy istniejącej skrzynki wspomagania kierownicy.

— agentp

Użyj wiszącej wagi, takiej jak w sklepie spożywczym, i przymocuj ją do kierownicy jako środka, aby zobaczyć funty siły potrzebne do obrócenia koła.

W dużym stopniu zależy to od kółka, na które ustawione jest zawieszenie. Kółko powoduje, że koła wracają do położenia neutralnego. Im więcej kółek, tym większy moment obrotowy jest potrzebny do utrzymania koła w pozycji. Różni się również promień szorowania. Google te warunki i zapoznaj się z nimi, aby uzyskać pomysł. Będzie się znacznie różnić w zależności od samochodu. Użyj skali takiej jak wspomniany Muze, aby zmierzyć siłę potrzebną do utrzymania kierownicy. Pomnóż przez promień kierownicy, aby uzyskać wymagany moment obrotowy.

— Bart
źródło