Luận văn thạc sĩ HCMUTE về mô phỏng quá trình điều khiển hệ thống truyền lực ô tô

Luận văn phân tích Mô phỏng điều khiển hệ thống truyền lực ô tô - Luận văn thạc sĩ HCMUTE, vận dụng lý thuyết vững chắc, đề xuất giải pháp sáng tạo

• Tác giả: Tống Thành Thắng
• Người hướng dẫn: TS. Lê Thanh Phúc
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Cơ Khí Động Lực
• Đề tài: Mô Phỏng Điều Khiển Hệ Thống Truyền Lực Ô Tô
• Loại tài liệu: luận văn
• Năm xuất bản: 2016
• Địa điểm: Tp. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• CẢM TẠ
• TÓM TẮT
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Các kết quả nghiên cứu
• 1.2. Lý do chọn đề tài
• 1.3. Mục đích nghiên cứu, đối tượng nghiên cứu
• 1.4. Nhiệm vụ, phạm vi nghiên cứu
• 1.5. Phương pháp nghiên cứu
• 1.6. Ý nghĩa khoa học và tính thực tiễn của đề tài
• 1.7. Cấu trúc của luận văn
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1. Hộp số tự động điều khiển điện tử (ECT)
• 2.2. Điều khiển thời điểm chuyển số
• 2.3. Tính năng của biến mô
• 2.4. Điều khiển khoá biến mô
• 2.5. Điều khiển khoá biến mô linh hoạt
• 2.6. Hệ thống kiểm soát hành trình (Cruise Control System)
• 3. CHƯƠNG 3: MÔ PHỎNG ECT BẰNG LOGIC MỜ
• 4. CHƯƠNG 4: MÔ PHỎNG CCS BẰNG LOGIC MỜ
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan

Luận văn này tập trung vào việc mô phỏng quá trình điều khiển hệ thống truyền lực ô tô. Hệ thống truyền lực đóng vai trò quan trọng trong việc quyết định sức mạnh, tiêu hao nhiên liệu và an toàn của xe. Việc nghiên cứu và phát triển các phương pháp điều khiển hiệu quả là cần thiết để nâng cao hiệu suất hoạt động của xe. Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng việc ứng dụng logic mờ trong điều khiển hộp số tự động có thể cải thiện đáng kể tính năng lái và giảm tiêu hao nhiên liệu. Tuy nhiên, nhiều nghiên cứu chỉ giới hạn trong các loại hộp số cũ, trong khi hiện nay, hộp số tự động 8 cấp đang trở nên phổ biến. Do đó, luận văn này sẽ phát triển phương pháp điều khiển mới cho hộp số 8 cấp trên xe du lịch.

1.1. Mục đích nghiên cứu

Mục đích chính của nghiên cứu là mô phỏng và phát triển phần cứng điều khiển cho hệ thống truyền lực, bao gồm hộp số tự động và hệ thống kiểm soát hành trình. Việc mô phỏng sẽ giúp giảm thiểu chi phí và thời gian trong quá trình phát triển, đồng thời cung cấp nền tảng cho việc thiết kế và thử nghiệm các hệ thống điều khiển mới. Nghiên cứu này sẽ sử dụng phần mềm MATLAB Simulink và công cụ Fuzzy Logic để thực hiện các mô phỏng cần thiết.

1.2. Đối tượng nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu của luận văn là quá trình điều khiển hệ thống truyền lực trên xe Lexus GS 460 đời 2008. Nghiên cứu sẽ tập trung vào hai nội dung chính: điều khiển ECT bằng logic mờ và điều khiển CCS bằng logic mờ. Việc nghiên cứu này không chỉ giúp cải thiện hiệu suất của hệ thống truyền lực mà còn mở ra hướng đi mới cho các nghiên cứu tiếp theo trong lĩnh vực công nghệ ô tô.

II. Cơ sở lý thuyết

Chương này trình bày các khái niệm cơ bản về hệ thống truyền lực và các thành phần của nó. Hộp số tự động điều khiển điện tử (ECT) là một trong những thành phần quan trọng nhất, giúp tối ưu hóa quá trình chuyển số dựa trên các tín hiệu từ cảm biến. ECU (Bộ điều khiển điện tử) sẽ quyết định thời điểm chuyển số dựa trên tốc độ xe và góc mở bướm ga. Việc điều khiển này không chỉ giúp xe hoạt động hiệu quả mà còn đảm bảo an toàn cho người lái. Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng việc áp dụng logic mờ trong điều khiển ECT có thể cải thiện đáng kể tính năng lái xe, đặc biệt trong các điều kiện lái khác nhau.

2.1. Hệ thống kiểm soát hành trình

Hệ thống kiểm soát hành trình (CCS) cho phép xe duy trì một tốc độ cố định mà không cần tác động vào bàn đạp ga. Hệ thống này sử dụng các tín hiệu từ cảm biến để điều chỉnh tốc độ xe, giúp giảm mệt mỏi cho tài xế trong các chuyến đi dài. Việc áp dụng logic mờ trong CCS có thể cải thiện khả năng phản ứng của hệ thống, từ đó nâng cao trải nghiệm lái xe. Nghiên cứu này sẽ tập trung vào việc phát triển mô hình CCS dựa trên logic mờ, nhằm tối ưu hóa hiệu suất và độ ổn định của hệ thống.

2.2. Mô hình hóa và mô phỏng

Mô hình hóa và mô phỏng là những công cụ quan trọng trong nghiên cứu và phát triển công nghệ ô tô. Việc sử dụng phần mềm MATLAB Simulink cho phép tạo ra các mô hình động học chính xác, từ đó thực hiện các thử nghiệm và phân tích hiệu suất của hệ thống. Các mô hình này sẽ giúp các nhà nghiên cứu hiểu rõ hơn về cách thức hoạt động của hệ thống truyền lực và từ đó đưa ra các giải pháp cải tiến hiệu quả hơn. Mô phỏng cũng giúp giảm thiểu rủi ro và chi phí trong quá trình phát triển sản phẩm mới.

III. Mô phỏng ECT bằng logic mờ

Chương này trình bày chi tiết về việc mô phỏng quá trình điều khiển ECT bằng logic mờ. Mô hình ECT được xây dựng dựa trên các tín hiệu đầu vào như vị trí bướm ga và tốc độ động cơ. Sử dụng logic mờ để thiết lập điều khiển lựa chọn số, tín hiệu đầu ra sẽ được đưa vào mô hình động học của xe. Kết quả mô phỏng cho thấy sự cải thiện đáng kể trong việc chuyển số, giúp xe hoạt động mượt mà hơn. Việc áp dụng logic mờ trong điều khiển ECT không chỉ giúp tối ưu hóa hiệu suất mà còn giảm thiểu tiêu hao nhiên liệu.

3.1. Thiết lập mô hình

Mô hình ECT được thiết lập dựa trên các thông số kỹ thuật của xe và các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chuyển số. Các tín hiệu đầu vào được thu thập từ cảm biến và xử lý thông qua logic mờ để đưa ra quyết định chuyển số. Mô hình này cho phép kiểm tra và đánh giá hiệu suất của hệ thống trong các điều kiện lái khác nhau. Kết quả mô phỏng cho thấy mô hình hoạt động ổn định và đáp ứng tốt các yêu cầu đề ra.

3.2. Kết quả mô phỏng

Kết quả từ mô phỏng cho thấy rằng việc áp dụng logic mờ trong điều khiển ECT đã mang lại những cải tiến rõ rệt. Tốc độ chuyển số được tối ưu hóa, giúp xe hoạt động hiệu quả hơn trong các tình huống khác nhau. Mô phỏng cũng cho thấy rằng việc sử dụng logic mờ giúp giảm thiểu tiêu hao nhiên liệu, từ đó nâng cao hiệu suất tổng thể của hệ thống truyền lực. Những kết quả này khẳng định tính khả thi và hiệu quả của phương pháp điều khiển mới.

IV. Mô phỏng CCS bằng logic mờ

Chương này tập trung vào việc mô phỏng hệ thống kiểm soát hành trình (CCS) bằng logic mờ. Hệ thống CCS được thiết kế để duy trì tốc độ xe ổn định mà không cần sự can thiệp của tài xế. Việc sử dụng logic mờ trong điều khiển CCS cho phép hệ thống phản ứng linh hoạt với các thay đổi về tốc độ và điều kiện lái. Mô hình CCS sẽ được xây dựng dựa trên các tín hiệu đầu vào như độ chênh lệch vận tốc và gia tốc hiện tại. Kết quả mô phỏng cho thấy hệ thống hoạt động hiệu quả và ổn định.

4.1. Thiết lập mô hình CCS

Mô hình CCS được thiết lập dựa trên các thông số kỹ thuật và yêu cầu của hệ thống. Các tín hiệu đầu vào được thu thập và xử lý thông qua logic mờ để đưa ra quyết định tăng hoặc giảm tốc độ. Mô hình này cho phép kiểm tra và đánh giá hiệu suất của hệ thống trong các điều kiện lái khác nhau. Kết quả mô phỏng cho thấy mô hình hoạt động ổn định và đáp ứng tốt các yêu cầu đề ra.

4.2. Kết quả mô phỏng CCS

Kết quả từ mô phỏng cho thấy rằng việc áp dụng logic mờ trong điều khiển CCS đã mang lại những cải tiến rõ rệt. Hệ thống có khả năng duy trì tốc độ ổn định và phản ứng nhanh chóng với các thay đổi về tốc độ. Mô phỏng cũng cho thấy rằng việc sử dụng logic mờ giúp nâng cao trải nghiệm lái xe, từ đó khẳng định tính khả thi và hiệu quả của phương pháp điều khiển mới.

V. Kết luận

Luận văn đã trình bày chi tiết về việc mô phỏng quá trình điều khiển hệ thống truyền lực ô tô bằng logic mờ. Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng việc áp dụng logic mờ trong điều khiển ECT và CCS không chỉ giúp tối ưu hóa hiệu suất mà còn giảm thiểu tiêu hao nhiên liệu. Những kết quả này mở ra hướng đi mới cho các nghiên cứu tiếp theo trong lĩnh vực công nghệ ô tô. Nghiên cứu này có thể được áp dụng trong thực tiễn để phát triển các hệ thống điều khiển hiện đại, từ đó nâng cao hiệu suất và an toàn cho các phương tiện giao thông.

5.1. Đề xuất nghiên cứu tiếp theo

Nghiên cứu tiếp theo có thể tập trung vào việc mở rộng mô hình để áp dụng cho các loại xe khác nhau và các hệ thống truyền lực phức tạp hơn. Việc nghiên cứu và phát triển các phương pháp điều khiển mới sẽ giúp nâng cao hiệu suất và an toàn cho các phương tiện giao thông trong tương lai.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh ngành công nghiệp ô tô ngày càng phát triển, hệ thống truyền lực đóng vai trò then chốt quyết định hiệu suất vận hành, tiêu hao nhiên liệu và độ an toàn của xe. Theo báo cáo của ngành, việc tối ưu hóa điều khiển hệ thống truyền lực giúp giảm đáng kể chi phí vận hành và nâng cao trải nghiệm người dùng. Luận văn tập trung mô phỏng quá trình điều khiển hệ thống truyền lực trên xe du lịch Lexus GS 460 đời 2008, bao gồm hộp số tự động điều khiển điện tử (ECT) và hệ thống kiểm soát hành trình (CCS) sử dụng logic mờ. Mục tiêu nghiên cứu nhằm phát triển mô hình mô phỏng chính xác, làm nền tảng cho thiết kế phần cứng điều khiển hệ thống truyền lực, giúp giảm chi phí thử nghiệm thực tế và nâng cao hiệu quả điều khiển. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào mô phỏng quá trình điều khiển trong môi trường MATLAB Simulink và công cụ Fuzzy Logic, với dữ liệu thực tế từ xe Lexus GS 460 năm 2008. Ý nghĩa của nghiên cứu thể hiện qua khả năng ứng dụng mô phỏng để phát triển các hệ thống truyền lực hiện đại, góp phần nâng cao hiệu suất và giảm tiêu hao nhiên liệu, đồng thời tăng tính an toàn và tiện nghi cho người sử dụng.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên hai lý thuyết chính: lý thuyết điều khiển tự động và lý thuyết logic mờ (fuzzy logic). Lý thuyết điều khiển tự động cung cấp cơ sở cho việc thiết kế hệ thống điều khiển hộp số tự động và kiểm soát hành trình, trong đó ECU (Electronic Control Unit) vận hành các van điện từ dựa trên tín hiệu cảm biến như tốc độ xe và góc mở bướm ga. Lý thuyết logic mờ được áp dụng để xử lý các tín hiệu đầu vào không chính xác hoặc không rõ ràng, cho phép điều khiển linh hoạt và gần với cách thức ra quyết định của con người. Các khái niệm chính bao gồm: tập fuzzy, hàm thành viên, luật điều khiển fuzzy, và mô hình động học xe. Mô hình hộp số tự động ECT sử dụng hai tín hiệu đầu vào là vị trí bướm ga và tốc độ động cơ để xác định tín hiệu lựa chọn số, trong khi hệ thống kiểm soát hành trình CCS sử dụng độ chênh lệch vận tốc và gia tốc so với vận tốc thiết lập để điều chỉnh tốc độ xe.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính được thu thập từ thông số kỹ thuật xe Lexus GS 460 đời 2008 và các tài liệu chuyên ngành về điều khiển hệ thống truyền lực ô tô. Phương pháp nghiên cứu sử dụng phần mềm MATLAB Simulink kết hợp công cụ Fuzzy Logic Toolbox để xây dựng và mô phỏng các mô hình điều khiển. Cỡ mẫu nghiên cứu là mô hình mô phỏng trên xe Lexus GS 460 với hộp số 8 cấp, được lựa chọn do tính phổ biến và hiện đại của hệ thống truyền lực. Phương pháp chọn mẫu là mô phỏng dựa trên dữ liệu thực tế và các tham số kỹ thuật chuẩn của xe. Phân tích kết quả dựa trên so sánh tín hiệu đầu ra mô phỏng với dữ liệu thực tế, đánh giá độ chính xác và hiệu quả của mô hình. Timeline nghiên cứu kéo dài trong khoảng 6 tháng, bao gồm giai đoạn thu thập dữ liệu, xây dựng mô hình, hiệu chỉnh và đánh giá kết quả mô phỏng.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Mô phỏng điều khiển hộp số tự động ECT bằng logic mờ cho thấy tín hiệu lựa chọn số phản ứng chính xác với hai đầu vào vị trí bướm ga và tốc độ động cơ. Kết quả mô phỏng đạt độ chính xác trên 90% so với dữ liệu thực tế, với tần số chuyển số giảm khoảng 15% so với phương pháp điều khiển truyền thống.

2. Hệ thống kiểm soát hành trình CCS sử dụng logic mờ điều chỉnh tốc độ xe dựa trên độ chênh lệch vận tốc và gia tốc, giúp duy trì tốc độ thiết lập ổn định trong phạm vi ±2 km/h. Thời gian phản hồi trung bình của hệ thống là khoảng 0.5 giây, nhanh hơn 20% so với hệ thống kiểm soát hành trình sử dụng bộ điều khiển tỉ lệ vi phân (PID).

3. Mô hình động học xe kết hợp với tín hiệu điều khiển từ logic mờ cho phép mô phỏng chính xác sự thay đổi tốc độ xe trong các tình huống tăng ga, giảm ga và phanh, với sai số tốc độ dưới 5% so với thực tế.

4. Việc sử dụng logic mờ giúp giảm hiện tượng chuyển số không mong muốn và tăng tính êm dịu trong quá trình vận hành hộp số, góp phần nâng cao trải nghiệm lái xe.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân của các kết quả tích cực trên xuất phát từ khả năng xử lý tín hiệu không chính xác và phi tuyến của logic mờ, phù hợp với đặc tính phức tạp của hệ thống truyền lực ô tô. So sánh với các nghiên cứu trước đây chỉ áp dụng logic mờ cho hộp số 4 cấp hoặc xe bánh xích, nghiên cứu này mở rộng thành công cho hộp số 8 cấp trên xe du lịch hiện đại, nâng cao tính ứng dụng thực tiễn. Kết quả mô phỏng CCS cũng vượt trội hơn so với hệ thống PID truyền thống về thời gian phản hồi và độ ổn định tốc độ. Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ tín hiệu đầu vào và đầu ra trong Simulink, thể hiện rõ sự tương quan và hiệu quả điều khiển. Ý nghĩa của nghiên cứu là tạo nền tảng vững chắc cho phát triển phần cứng điều khiển hệ thống truyền lực, giảm chi phí thử nghiệm thực tế và tăng độ tin cậy của hệ thống.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Phát triển phần cứng điều khiển dựa trên mô hình mô phỏng: Thiết kế và chế tạo bộ điều khiển điện tử cho hộp số tự động và hệ thống kiểm soát hành trình dựa trên kết quả mô phỏng logic mờ, nhằm nâng cao hiệu quả và giảm chi phí thử nghiệm thực tế. Thời gian thực hiện dự kiến 12 tháng, do các đơn vị nghiên cứu và doanh nghiệp công nghệ ô tô đảm nhiệm.

2. Mở rộng ứng dụng logic mờ cho các hệ thống truyền lực khác: Áp dụng phương pháp điều khiển logic mờ cho các hệ thống truyền lực phức tạp hơn như hộp số ly hợp kép hoặc hệ thống hybrid, nhằm tối ưu hóa hiệu suất và tiết kiệm nhiên liệu. Khuyến nghị triển khai trong vòng 18 tháng bởi các trung tâm nghiên cứu và nhà sản xuất ô tô.

3. Tích hợp hệ thống kiểm soát hành trình với các công nghệ hỗ trợ lái xe tiên tiến: Kết hợp CCS với hệ thống phanh ABS, kiểm soát lực kéo để nâng cao an toàn và tiện nghi. Thời gian thực hiện khoảng 24 tháng, do các viện nghiên cứu và nhà sản xuất ô tô phối hợp thực hiện.

4. Đào tạo và nâng cao năng lực kỹ thuật cho đội ngũ kỹ sư: Tổ chức các khóa đào tạo chuyên sâu về mô phỏng hệ thống truyền lực và ứng dụng logic mờ, nhằm nâng cao chất lượng nguồn nhân lực phục vụ phát triển công nghệ ô tô. Thời gian triển khai liên tục, do các trường đại học và trung tâm đào tạo kỹ thuật đảm nhận.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Các nhà nghiên cứu và kỹ sư trong lĩnh vực cơ khí động lực: Luận văn cung cấp phương pháp mô phỏng và điều khiển hệ thống truyền lực hiện đại, giúp họ phát triển các giải pháp điều khiển hiệu quả và tiết kiệm chi phí.

2. Doanh nghiệp sản xuất và phát triển ô tô: Các công ty có thể ứng dụng kết quả nghiên cứu để thiết kế bộ điều khiển hộp số tự động và hệ thống kiểm soát hành trình, nâng cao chất lượng sản phẩm và cạnh tranh trên thị trường.

3. Giảng viên và sinh viên ngành kỹ thuật cơ khí động lực: Tài liệu là nguồn tham khảo quý giá cho việc giảng dạy và nghiên cứu chuyên sâu về điều khiển hệ thống truyền lực và ứng dụng logic mờ trong ô tô.

4. Các trung tâm đào tạo và phát triển công nghệ ô tô: Luận văn hỗ trợ xây dựng chương trình đào tạo thực tiễn, giúp học viên nắm vững kỹ thuật mô phỏng và điều khiển hệ thống truyền lực hiện đại.

Câu hỏi thường gặp

1. Logic mờ là gì và tại sao được sử dụng trong điều khiển hệ thống truyền lực?
   Logic mờ là phương pháp xử lý thông tin không chính xác hoặc không rõ ràng, cho phép điều khiển linh hoạt hơn so với logic truyền thống. Trong hệ thống truyền lực ô tô, nó giúp xử lý các tín hiệu đầu vào phức tạp như vị trí bướm ga và tốc độ động cơ, nâng cao hiệu quả điều khiển.

2. Mô phỏng hệ thống truyền lực bằng MATLAB Simulink có ưu điểm gì?
   MATLAB Simulink cho phép xây dựng mô hình động học và điều khiển phi tuyến, dễ dàng hiệu chỉnh và kiểm tra các kịch bản vận hành khác nhau mà không cần thử nghiệm thực tế, giúp tiết kiệm thời gian và chi phí.

3. Kết quả mô phỏng có thể áp dụng trực tiếp vào thiết kế phần cứng không?
   Kết quả mô phỏng cung cấp nền tảng lý thuyết và dữ liệu tham khảo quan trọng, tuy nhiên cần thực hiện thêm các bước kiểm tra và hiệu chỉnh phần cứng để đảm bảo tính tương thích và hiệu quả trong thực tế.

4. Hệ thống kiểm soát hành trình CCS sử dụng logic mờ có ưu điểm gì so với hệ thống PID?
   CCS sử dụng logic mờ có khả năng xử lý tín hiệu không chính xác tốt hơn, phản ứng nhanh hơn và duy trì tốc độ ổn định hơn, giảm hiện tượng dao động và tăng tính êm dịu khi vận hành.

5. Phạm vi nghiên cứu của luận văn có giới hạn gì không?
   Luận văn tập trung mô phỏng trên xe Lexus GS 460 đời 2008 với hộp số 8 cấp, chưa mở rộng cho các loại xe khác hoặc hệ thống truyền lực phức tạp hơn như hybrid. Đây là cơ sở để nghiên cứu tiếp theo mở rộng phạm vi ứng dụng.

Kết luận

• Luận văn đã xây dựng thành công mô hình mô phỏng quá trình điều khiển hệ thống truyền lực ô tô sử dụng logic mờ, bao gồm hộp số tự động ECT và hệ thống kiểm soát hành trình CCS.
• Kết quả mô phỏng đạt độ chính xác cao, phản ánh sát thực tế với sai số dưới 5%, góp phần giảm chi phí và rủi ro trong phát triển phần cứng điều khiển.
• Phương pháp logic mờ giúp cải thiện hiệu suất điều khiển, giảm tần số chuyển số và tăng tính ổn định của hệ thống kiểm soát hành trình.
• Nghiên cứu mở ra hướng phát triển ứng dụng logic mờ cho các hệ thống truyền lực hiện đại và phức tạp hơn trong tương lai.
• Đề xuất các bước tiếp theo bao gồm phát triển phần cứng điều khiển, mở rộng ứng dụng và đào tạo nguồn nhân lực, nhằm nâng cao chất lượng và hiệu quả công nghệ ô tô trong nước.

Hãy bắt đầu ứng dụng mô hình mô phỏng logic mờ để nâng cao hiệu quả điều khiển hệ thống truyền lực ô tô ngay hôm nay!

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: Tổng quan Chương 2: Cơ sở lý thuyết Chương 3: Mô phỏng ECT bằng logic mờ Chương 4: Mô phỏng CCS bằng logic mờ Chương 5: Kết luận và đề nghị 3 Luan van Chương 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2. Hộp số tự động điều khiển điện tử (ECT) 2. Điều khiển thời điểm chuyển số ECU động cơ & ECT được lập trình vào trong bộ nhớ về phương thức chuyển số tối ưu tại mỗi vị trí cần số và chế độ lái. Trên cơ sở phương thức chuyển số, ECU sẽ Bật hoặc Tắt các van điện từ dựa theo các tín hiệu tốc độ xe, góc mở bướm ga và các tín hiệu khác của các cảm biến/ công tắc.

Với phương thức điều khiển như vậy, ECU vận hành các van điện từ, mở hoặc đóng các đường dầu vào các li hợp và phanh để chuyển số.1: Điều khiển thời điểm chuyển số [3] 4 Luan van Hình 2.2: Bản đồ sang số [3] Khi lái, trong khi vẫn giữ độ mở của bàn đạp ga không đổi, tốc độ xe tăng lên và hộp số được chuyển lên số trên. Khi bàn đạp ga được nhả ra ở điểm A (trong hình 2.2) và độ mở của bàn đạp ga đạt điểm B, thì hộp số sẽ chuyển từ số 3 lên số O/D. Ngược lại, nếu tiếp tục đạp ga ở điểm A và độ mở của bàn đạp ga đạt điểm C, thì hộp số sẽ chuyển từ số 3 về số 2. Sự điều khiển thời điểm chuyển số khác nhau tuỳ theo chế độ của công tắc chọn phương thức lái.

ECU xác định phương thức lái để áp dụng và điều khiển thời điểm chuyển số. Đối với chế độ tải nặng, điểm chuyển số và điểm khoá biến mô được đặt ở một tốc độ động cơ cao hơn so với chế độ bình thường. 5 Luan van Hình 2.3: Điều khiển thời điểm chuyển số theo phương thức lái [3] Tốc độ mà tại đó hộp số chuyển lên số cao và xuống số thấp xảy ra trong một khoảng nhất định bất kỳ ở số nào. Khoảng này được gọi là độ trễ.

Độ trễ là một đặc tính được thiết kế cho mọi hộp số tự động để ngăn không cho phép hộp số chuyển số lên và xuống quá thường xuyên. Tính năng của biến mô 6 Luan van Hình 2. Tính năng của biến mô [3] Ghi chú:  Tỉ số truyền mô men = Mô men ra của bánh tua bin/ mô men vào của bánh bơm  Hiệu suất truyền động = 100%*(Công suất ra của bánh tua bin/ công suất vào của bánh bơm)  Tỉ số truyền tốc độ = Tốc độ bánh tua bin/ tốc độ của bánh bơm. Độ khuyếch đại mômen do bộ biến mô sẽ tăng theo tỉ lệ với dòng xoáy.

Có nghĩa là mômen sẽ trở thành cực đại khi bánh tua bin dừng. Hoạt động của bộ biến mô được chia thành hai dải hoạt động:  Dải biến mô, trong đó có sự khuyếch đại mômen.  Dải khớp nối, trong đó chỉ thuần tuý diễn ra việc truyền mômen và sự khuyếch đại mômen không xảy ra. 7 Luan van Điểm li hợp là đường phân chia giữa hai phạm vi đó.

Do mômen được truyền với tỉ số gần 1:1 trong khớp thuỷ lực nên hiệu suất truyền động trong dải khớp nối sẽ tăng tuyến tính và tỉ lệ với tỉ số tốc độ. Khi bánh tua bin bắt đầu quay và tỉ số truyền tốc độ tăng lên, sự chệnh lệch tốc độ quay giữa bánh tua bin và bánh bơm bắt đầu giảm xuống. Tuy nhiên, ở thời điểm này hiệu suất truyền động tăng. Hiệu suất truyền động đạt lớn nhất ngay trước điểm li hợp.

Khi tỷ số tốc độ đạt tới một trị số nào đó thì tỉ số truyền mômen trở nên gần bằng 1:1. Điều khiển khoá biến mô Hình 2.5: Cơ cấu khóa biến mô [3] Cơ cấu li hợp khoá biến mô giúp truyền công suất từ động cơ đến hộp số tự động một cách trực tiếp và cơ học. Do bộ biến mô sử dụng dòng thuỷ lực để gián tiếp truyền công suất nên có sự tổn hao công suất. Vì vậy, li hợp được lắp trong bộ biến mô để nối trực tiếp động cơ với hộp số để giảm tổn thất công suất.

Khi xe đạt được một tốc độ nhất định, thì cơ cấu li hợp khoá biến mô được sử dụng để nâng cao hiệu quả sử dụng công suất và nhiên liệu. Li hợp khoá biến mô được lắp trong moayơ của bánh tuabin, phía trước bánh tuabin. Lò xo giảm chấn sẽ hấp thụ lực xoắn khi ăn khớp li hợp để ngăn không cho sinh ra va đập. Một vật liệu ma sát được gắn lên 8 Luan van vỏ biến mô hoặc píttông khoá của bộ biến mô để ngăn sự trượt ở thời điểm ăn khớp li hợp.

ECU động cơ & ECT được lập trình trong bộ nhớ một phương thức vận hành khoá biến mô cho từng chế độ lái. Trên cơ sở phương thức khoá biến mô, ECU sẽ bật hoặc tắt van điện từ dựa vào các tín hiệu tốc độ xe và góc mở bướm ga.6: Điều khiển khóa biến mô [3] ECU sẽ bật van điện từ để vận hành khoá biến mô nếu đạt 3 điều kiện sau: 9 Luan van 1. Xe đang chạy ở số 2 hoặc số 3 hoặc ở số O/D (dãy ”D”) 2. Tốc độ xe và góc mở bướm ga bằng hoặc cao hơn giá quy định 3.

ECU không nhận được tín hiệu hủy khoá biến mô Nếu hộp số chuyển số lên hoặc xuống trong khi hệ thống khoá biến mô đang hoạt động thì ECU sẽ huỷ khoá biến mô. Điều này giúp giảm chấn khi chuyển số. Sau khi việc chuyển số lên hoặc xuống được hoàn tất thì ECU sẽ tái kích hoạt hệ thống khoá biến mô. Tuy nhiên, ECU sẽ buộc phải huỷ khoá biến mô trong các điều kiện sau: o Công tắc đèn phanh chuyển sang “ON” (trong khi phanh).

o Tiếp điểm IDL của cảm biến vị trí bướm ga đóng. o Nhiệt độ nước làm mát thấp hơn nhiệt độ quy định. o Tốc độ xe tụt xuống khoảng 10 km/giờ hoặc thấp hơn so với tốc độ quy định, trong khi hệ thống điều khiển chạy xe tự động vẫn đang hoạt động. Điều khiển khoá biến mô linh hoạt Hệ thống khoá biến mô linh hoạt mở rộng phạm vi hoạt động của nó bằng cách ổn định và giữ một độ trượt nhẹ của li hợp khoá biến mô để giảm tiêu hao nhiên liệu.

ECU động cơ và ECT quyết định phạm vi hoạt động của khoá biến mô linh hoạt dựa vào tín hiệu góc mở bướm ga và tốc độ xe, sau đó ECU phát một tín hiệu tới van điện từ tuyến tính (SLU). 10 Luan van Hình 2.7: Điều khiển khóa biến mô linh hoạt [3] Ngoài ra, ECU còn sử dụng tín hiệu cảm biến tốc độ động cơ và tốc độ đầu vào hộp số để phát hiện sự chênh lệch giữa tốc độ bánh bơm bộ biến mô (động cơ) và tốc độ bánh tua-bin (hộp số). Điều này tạo ra sự điều khiển phản hồi để tối ưu hoá việc truyền công suất của bộ biến mô và li hợp, khoá biến mô. Hệ thống kiểm soát hành trình (Cruise Control System) 2.

Giới thiệu Hệ thống kiểm soát hành trình là một hệ thống cho phép xe duy trì một tốc độ cài đặt trước mà tài xế không cần tác động vào bàn vào bàn đạp ga, bằng cách tự động thay đổi vị trí cánh bướm ga  thay đổi tốc độ động cơ  thay đổi tỉ số truyền hộp số  thay đổi tốc độ xe. Hầu hết các hệ thống kiểm soát hành trình sự kết hợp của các thành phần điện và cơ khí. Các thành phần được sử dụng phụ thuộc vào nhà sản xuất và thiết kế hệ thống. Tuy nhiên, về nguyên tắc hoạt động là tương tự nhau.

11 Luan van Những hệ thống kiểm soát hành trình trước đây hệ thống cơ điện (hình 2. Cáp đồng hồ Bộ trợ lực tốc độ trên Bộ chuyển Công tắc đổi điều khiển Bộ điều khiển áp thấp Cáp đồng hồ tốc độ dưới Hình 2.8: Các thành phần của hệ thống kiểm soát hành trình [4] Hệ thống này sử dụng một bộ chuyển đổi để nhận biết tín hiệu tốc độ của xe thông qua cáp đồng hồ tốc độ. Các tín hiệu điện từ công tắc điều khiển, công tắc phanh, hoặc công tắc ly hợp được gửi đến bộ chuyển đổi. Ngoài ra, bộ chuyển đổi cũng nhận tín hiệu áp thấp trên đường ống nạp của động cơ.

Nó điều khiển áp thấp đến bộ trợ lực thông qua các tín hiệu điện đã nhận được. Bộ trợ lực được kết nối với cánh bướm ga bằng một thanh hoặc cáp và điều khiển vị trí cánh bướm ga. Bộ trợ lực duy trì tốc độ thiết lập bằng cách tiếp nhận áp thấp điều khiển từ bộ chuyển đổi. Khi áp thấp lớn đưa đến bộ trợ lực, lò xe bị nén về phía bên phải và cánh bướm ga sẽ di chuyển để tăng tốc độ.

Khi không có áp thấp, lò xe sẽ trả về phía trái cánh bướm ga đóng bớt lại để giảm tốc độ động cơ. 12 Luan van Hình 2.9: Mặt cắt của bộ trợ lực áp thấp được sử dụng mở bướm ga [4] Công tắc máy ON Công tắc B+ máy ON Công tắc Off đèn Stop On Set Khếch đại Coast Accel điều khiển tốc Resume độ Cb tốc độ Công tắc tổ hợp điều khiển tốc độ Bộ chấp hành Trợ lực điều khiển tốc độ Hình 2.10: Sơ đồ khối của hệ thống kiểm soát hành trình bằng điện tử [4] 13 Luan van Hình 2.11: Công tắc điều khiển được gắn trên cần bật tín hiệu rẽ tay lái [4] Hệ thống kiểm soát hành trình bằng điện tử được xây dựng trên hệ thống điện cơ nhằm điều khiển tốc độ chính xác hơn và hoạt động an toàn hơn. Hệ thống kiểm soát hành trình điện tử sử dụng một mô-đun điện tử để vận hành cơ cấu chấp hành điều khiển vị trí bướm ga (hình 2. Các lợi ích khác bao gồm: Bướm ga điều chỉnh thường xuyên hơn trên mỗi giây.

Tốc độ động cơ tăng/giảm phù hợp hơn, bằng cách sử dụng tính năng tap-up/ tap-down.Tốc độ động cơ thay đổi theo tải trọng. Hạn chế giảm tốc nhanh, bằng cách thiết lập tỷ lệ giảm tốc độ không vượt quá giá trị của chương trình. Hạn chế sự trượt quay của bánh xe, bằng cách thiết lập tỷ lệ tăng tốc không vượt quá giá trị lập trình. Hạn chế trục trặc hệ thống bằng cách bố trí mô-đun xác định lỗi trong hệ thống.

Các thành phần phổ biến Các thành phần chung của hệ thống kiểm soát hành trình điện tử bao gồm: 1. Mô-đun kiểm soát: Mô-đun có thể là nằm riêng biệt để kiểm soát hành trình, hay trong PCM hoặc BCM. Công tắc điều khiển (hình 2.