Diseño de sistema de dirección steer-by-wire para Renault Twizy

Abstract

En el presente trabajo se pretende abordar el diseño de un mecanismo de dirección tipo steer-by-wire. Se tratará la cinemática del mecanismo, la elección del actuador y cálculo de elementos de máquinas necesarios para el funcionamiento. Para empezar, se presenta la información sobre el vehículo que es necesaria conocer y se justifica la aplicación de este tipo de dirección en él. Una vez planteadas y resueltas las ecuaciones que modelan el movimiento del mecanismo se ha estudiado someramente la influencia de sus dimensiones sobre su comportamiento, permitiendo adoptar las decisiones oportunas para lograr una solución de compromiso. Dicho compromiso se ha perseguido minimizando el error de giro y el esfuerzo que debe aportar el actuador, lo que redunda en un sistema más compacto y económico. Los distintos elementos que compondrán el sistema se diseñarán de acuerdo a un criterio de vida a fatiga infinita con la intención de que se supere la vida útil del vehículo. Para llevar a cabo los cálculos y la simulación cinemática se ha desarrollado un conjunto de scripts de Matlab que se facilitan en las últimas páginas de esta memoria.

Among these pages the reader will find a steer-by-wire steering system design for Renault Twizy. All kinematics, actuator selection and needed machine components design will be treated. First of all an overview of the vehicle’s features and data sheet will be made in order to justify applying such technology. In second place a choice will be made on which steering mechanism will be used among all the traditional ones. Then a kinematic model has been set to study the impact of different bar dimensions on the system’s behavior. This has lead to a compromise solution based on the steering error and force generated by the actuator, obtaining a system as compact and cheap as possible. All components have been designed following an infinite life criteria so that vehicle’s lifespan is exceeded. Calculations and kinematic simulation have been acquired thanks to a collection of Matlab scripts that are provided at the end of this project.