ỨNG DỤNG PHẦN MỀM MATLAB ĐIỀU KHIỂN SANG SỐ HỘP SỐ TỰ ĐỘNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ỨNG DỤNG PHẦN MỀM MÁY TÍNH ĐIỀU KHIỂN
SANG SỐ HỘP SỐ TỰ ĐỘNG

SVTH

: PHẠM NGỌC THIÊN BAN

MSSV

: 12145005

SVTH

: NGUYỄN THÀNH NHỰT

MSSV

: 12145126

Khóa

: 2012-2016

Ngành

: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ÔTÔ

GVHD

: TS. LÊ THANH PHÚC

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2016


Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ỨNG DỤNG PHẦN MỀM MÁY TÍNH ĐIỀU KHIỂN
SANG SỐ HỘP SỐ TỰ ĐỘNG

SVTH

: PHẠM NGỌC THIÊN BAN

MSSV

: 12145005

SVTH

: NGUYỄN THÀNH NHỰT

MSSV

: 12145126

Khóa

: 2012-2016

Ngành

: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ÔTÔ

GVHD

: TS. LÊ THANH PHÚC

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2016


Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

MỤC LỤC
MỤC LỤC...................................................................................................................3
CÁC KÝ HIỆU SỬ DỤNG TRONG ĐỒ ÁN ............................................................5
DANH MỤC CÁC BẢNG SỬ DỤNG TRONG ĐỒ ÁN ..........................................5
DANH MỤC HÌNH VẼ SỬ DỤNG TRONG ĐỒ ÁN ..............................................6

PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN.........................................9
PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN..........................................10
LỜI CẢM ƠN ...........................................................................................................11
LỜI NÓI ĐẦU ..........................................................................................................12
CHƯƠNG 1 LÝ THUY ẾT VỀ HỘP SỐ TỰ ĐỘNG .............................................13
I.Ưu nhược điểm của hộp số tự động........................................................................13
1.Ưu điểm..........................................................................................................13
2.Nhược điểm....................................................................................................13
II. Giới thiệu chung về hộp số tự động U340E .........................................................13
III. Hệ thống điều khiển thủy lực ..............................................................................14
IV. Các cảm biến tín hiệu đầu vào ............................................................................19
1. Cảm biến vị trí bướm ga ...............................................................................19
2. Cảm biến tốc độ: ...........................................................................................20
3. Sơ đồ chuyển số ............................................................................................20
CHƯƠNG 2: PHẦN MỀM MATLAB .....................................................................22
I. Mô hình điều khiển hộp số bằng logic mờ ............................................................22
II. Cơ bản về simulink...............................................................................................26
1. Khái niệm về simulink: .................................................................................26
2. Khởi động simulink.......................................................................................26
3. Mô hình tập tin ..............................................................................................27
4. Các thành phần cơ bản ..................................................................................28
5. Xây dựng hệ thống điều khiển hộp số...........................................................29
CHƯƠNG 3: TỔNG QUAN VỀ ARDUINO...........................................................50
3


Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

I. Khái niệm...............................................................................................................50
II. Phân loại Arduino.................................................................................................50
III. Arduino Mega 2560 ............................................................................................50
CHƯƠNG 4: THỰC HÀNH ĐIỀU KHIỂN HỘP SỐ TỰ ĐỘNG ..........................52
I. Kết nối Matlab với Arduino...................................................................................52
II. Nạp thuật toán điều khiển hộp số tự động vào Arduino.......................................54
III. Điều khiển hộp số tự động bằng Arduino ...........................................................56
1. Mạch giảm áp từ 12V của ắc quy thành nguồn 5V cung cấp cho Arduino. .56
2. Mạch tăng áp .................................................................................................57
3. Kết nối tín hiệu đầu vào với Arduino............................................................59
4. Kết nối tín hiệu đầu ra với 2 chân điều khiển solenoid.................................61
5. Vận hành hệ thống. .......................................................................................62
6. Khảo sát trạng thái chuyển số bằng thực nghiệm trên mô hình....................62
CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ................................................................64
I. Kết luận..................................................................................................................64
II. Đề nghị .................................................................................................................64
TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................65

4


Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

CÁC KÝ HIỆU SỬ DỤNG TRONG ĐỒ ÁN

STT

Ký hiệu

English

Tên tiếng việt

1

S1

Solenoid Valve S1

Van điện từ S1

2

S2

Solenoid Valve S2

Van điện từ S2

3

P

Parking

Số đỗ xe

4

R

Reverse

Số lùi

5

N

Neutral

Số dừng xe

6

L

Low

Xe chuyển động với số truyền 1

7

D

Drive

Xe chuyển động ở các cấp số

8

ATF

Automatic

Dầu hộp số tự động

Transmission Fluid

DANH MỤC CÁC BẢNG SỬ DỤNG TRONG ĐỒ ÁN
Bảng 1.1: Bảng thông số kỹ thuật của hộp số U340E...............................................13
Bảng 1.2 Trạng thái van chuyển số S1......................................................................15
Bảng 1.3: Trạng thái van chuyển số S2 ....................................................................16

5


Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

DANH MỤC HÌNH VẼ SỬ DỤNG TRONG ĐỒ ÁN
Hình 1.1: Van điện từ chuyển số S1 ........................................................................14
Hình 1.2: Sơ đ ồ mạch điện và chân giắc van chuyển số S1 .....................................15
Hình 1.3: Van điện từ chuyển số S2 .........................................................................15
Hình 1.4: Sơ đồ mạch điện van chuyển số S2...........................................................16
Hình 1.5: Chân giắc van chuyển số S2 .....................................................................16
Hình 1.6: Van điện từ tuyến tính SLT.......................................................................17

Hình 1.7: Sơ đ ồ mạch điện van SLT.........................................................................17
Hình 1.8: Chân giắc van chuyển số SLT ..................................................................18
Hình 1.9: Van điều khiển áp suất P1 (SL) ................................................................18
Hình 1.10: Sơ đồ mạch điện van SL .........................................................................18
Hình 1.11: Chân giắc van chuyển số SL ...................................................................19
Hình 1.12: Mạch điện cảm biến vị trí bướm ga ........................................................19
Hình 1.13: Cảm biến tốc độ xe loại phần tử điện từ .................................................20
Hình 1.14: Sơ đồ chuyển số vị trí “D” ......................................................................20
Hình 1.15: Sơ đồ chuyển số vị trí “D” chế độ tải nặng.............................................21
Hình 2.1: Giao diện fuzzy logic ................................................................................22
Hình 2.2: Giao diện fuzzy logic với 2 tín hiệu đầu vào ............................................23
Hình 2.3: Giao diện fuzzy logic với tín hiệu đầu vào đầu ra đã đ ổi tên ...................23
Hình 2.4: Giao diện khối Alpha ................................................................................24
Hình 2.5: Giao diện khối Speed ................................................................................24
Hình 2.6: Giao diện khối Gear ..................................................................................25
Hình 2.7: Giao diện khối luật....................................................................................25
Hình 2.8: Kết quả tập fuzzy đầu ra ...........................................................................26
Hình 2.9: Màn hình khởi động nhanh Simulink .......................................................27
Hình 2.10: Cửa sổ Simulink Library.........................................................................27
Hình 2.11: Cửa sổ mô hình sau khi mở Simulink.....................................................28
Hình 2.12: Đường liên kết các khối trong Simulink .................................................29

6


Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Hình 2.13: Mô hình hệ thống điều khiển hộp số tự động sang số ............................30

Hình 2.14: Mô hình mới............................................................................................31
Hình 2.15: Cửa sổ lựa chọn các khối trong Simulink Libray ...................................31
Hình 2.16: Thư viện khối của Common trong Simulink Support Package For
Arduino Hardware.....................................................................................................32
Hình 2.17: Chọn khối Analog Input trong thư viện khối của Simulink Support
Package For Arduino Hardware................................................................................32
Hình 2.18: Các khối trong thư viện của User-Defined Functions ............................33
Hình 2.19: Chọn khối S-Function Builder trong thư viện khối của User-Defined
Functions ...................................................................................................................33
Hình 2.20: Cửa sổ Math Operations .........................................................................34
Hình 2.21: Các khối trong thư viện của Commonly Used Blocks............................34
Hình 2.22: Chọn khối Mux trong thư viện Commonly Used Blocks .......................35
Hình 2.23: Chọn khối Fuzzy Logic Controller trong thư viện khối của Fuzzy Logic
Toolbox .....................................................................................................................35
Hình 2.24: Các khối trong thư viện của User-Defined Functions ............................36
Hình 2.25: Chọn khối MATLAB Function trong thư viện User-Defined Functions36
Hình 2.26: Các khối trong thư viện của Math Operations ........................................37
Hình 2.27: Chọn khối Rounding Function trong thư viện Math Operations ............37
Hình 2.28: Các khối trong thư viện của Signal Attributes........................................38
Hình 2.29: Chọn khối Data Type Conversion trong thư viện Signal Attributes.......38
Hình 2.30: Chọn khối S-Function Builder trong thư viện User-Defined Functions.39
Hình 2.31: Chọn khối Digital Output trong thư viện Simulink Support Package For
Arduino Hardware.....................................................................................................39
Hình 2.32: Thay đ ổi giá trị trong khối Analog Input ................................................40
Hình 2.33: Thay đổi giá trị khối Gain .......................................................................41
Hình 2.34: Thay đ ổi giá trị khối Data Type Conversion1 ........................................41
Hình 2.35: Thay đổi giá trị khối Fuzzy Logic Controller .........................................42
Hình 2.36: Thay đ ổi giá trị khối Rounding Function................................................43

7

Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Hình 2.37: Thay đ ổi giá trị khối Data Type Conversion2 ........................................43
Hình 2.38: Thay đổi giá trị khối S-Function Builder 1.............................................44
Hình 2.39: Thay đ ổi giá trị khối Digital Output .......................................................45
Hình 2.40: Thay đổi giá trị khối Digital Output 1 ....................................................46
Hình 2.41: Thay đổi giá trị các khối .........................................................................46
Hình 2.42: Thay đ ổi tên các khối ..............................................................................47
Hình 2.43: Liên kết khối do mo buom ga vào khối Gain..........................................47
Hình 2.44: Mô tả liên kết chưa đúng.........................................................................48
Hình 2.45: Mô hình điều khiển hộp số tự động sang số hoàn chỉnh.........................49
Hình 3.1: Board Arduino Mega 2560 .......................................................................50
Hình 4.1: Kết nối matlab với arduino .......................................................................52
Hình 4.2: Tất cả driver Matlab hỗ trợ .......................................................................53
Hình 4.3: Kết nối arduino với matlab thành công.....................................................54
Hình 4.4: Kết nối Arduino với máy tính ...................................................................54
Hình 4.5: Khai báo arduino với matlab.....................................................................55
Hình 4.6: Nạp thuật toán điều khiển hộp số vào arduino..........................................55
Hình 4.7: Sơ đồ mạch điện mạch giảm áp ................................................................56
Hình 4.8: Cấu tạo mạch giảm áp...............................................................................56
Hình 4.9: Sơ đồ mạch tăng áp ...................................................................................57
Hình 4.10: Cấu tạo mạch tăng áp ..............................................................................58
Hình 4.11: Kết nối tín hiệu tốc độ xe và bướm ga vào mạch điều khiển..................59
Hình 4.12: 2 chân solenoid đư ợc nối vào mạch điều khiển ......................................61
Hình 4.13: Vận hành mô hình điều khiển hộp số…………………………………..62
Hình 4.14: Đồ thị thay đổi số theo tốc độ xe ............................................................62

Hình 4.15: Đồ thị thay đổi số theo độ mở bướm ga ………………………………..63

8


Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN
Họ và tên Sinh viên: PHẠM NGỌC THIÊN BAN
NGUYỄN THÀNH NHỰT

MSSV: 12145005
MSSV: 12145126

Ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Ô Tô
Tên đề tài: “Ứng dụng phần mềm máy tính điều khiển sang số hộp số tự
động”.
Họ và tên Giáo viên hướng dẫn: T S. LÊ THANH PHÚC
NHẬN XÉT
1. Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện:

.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
2. Ưu điểm:
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................

3. Khuyết điểm:
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
4. Đề nghị cho bảo vệ hay không?
.............................................................................................................................
5. Đánh giá loại:
..............................................................................................................................
6. Điểm số: ..................(Bằng chữ: ................................................................... )
Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2016
Giảng viên hướng dẫn
(Ký&ghi rõ họ tên)

9


Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN
Họ và tên Sinh viên: PHẠM NGỌC THIÊN BAN
NGUYỄN THÀNH NHỰT

MSSV: 12145005
MSSV: 12145126

Ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Ô Tô
Tên đề tài: “Ứng dụng phần mềm máy tính điều khiển sang số hộp số tự
động”.
Họ và tên Giáo viên hướng dẫn: T S. LÊ THANH PHÚC

NHẬN XÉT
7. Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện:

.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
8. Ưu điểm:
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
9. Khuyết điểm:
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
10. Đề nghị cho bảo vệ hay không?
.............................................................................................................................
11. Đánh giá loại:
..............................................................................................................................
12. Điểm số: .................(Bằng chữ: ................................................................... )
Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2016
Giảng viên hướng dẫn
(Ký&ghi rõ họ tên)

10


Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

LỜI CẢM ƠN

Đề tài "Ứng dụng phần mềm máy tính điều khiển sang số hộp số tự động"
đã nh ận được rất nhiều sự giúp đỡ từ quý thầy cô và các bạn trong lớp.
Đặc biệt cảm ơn thầy hướng dẫn, GV.TS Lê Thanh Phúc, đã tận tình hướng
dẫn, chỉ đạo về ý tư ởng, phương hướng, nội dung và có những lời khuyên đúng lúc.
Cảm ơn quý thầy cô trong Khoa Cơ Khí Động Lực, Trường Đại học Sư phạm
Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện để nhóm chúng em nghiên cứu
hoàn thành đồ án thành công.
Xin chân thành cảm ơn!

11


Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay lĩnh vực khoa học kỹ thuật phát triển nhanh chóng và gần như chiếm
lĩnh trong tất cả các mặt của đời sống xã hội. Nhiều sản phẩm công nghệ ra đời với
thiết kế nhỏ, tích hợp nhiều chức năng như vi xử lý, vi điều khiển đã được sử dụng
hầu hết trong các hệ thống điều khiển công nghiệp và các thiết bị dân dụng với
nhiều ưu điểm mà chúng dần dần phát triển thay thế nhằm giảm bớt sức lao động
của con người.
Cùng với sự phát triển đó thì ngành công nghiệp ô tô đã có những thay đổi về
mặt kỹ thuật, điển hình là thay đổi về hộp số tự động trên xe, nó giảm mệt mỏi cho
người lái xe và tính an toàn hơn.Với mục đích đó thì lĩnh vực điện điện tử đã đư ợc
ứng dụng trên ô tô rất thành công, nó gồm một bộ xử lý trung tâm (hay còn gọi là
ECU) với những thông tin thu thập được từ các cảm biến gửi về ECU và ECU sẽ
tính toán những dữ liệu nhập vào để điều khiển các chức năng chấp hành. Giúp ô tô
hoạt động tốt, tiết kiệm nhiên liệu và giảm thiểu khí thải độc hại.

Chúng ta biết ngày nay hộp số tự động được sử dụng hầu hết trên các xe du
lịch, bán tải và cả xe tải nặng. Vì hộp số tự động có thể cung cấp các tỷ số truyền
thích hợp với điều kiện tải trọng của ô tô dựa trên hai tín hiệu đầu vào cơ bản là:
Tốc độ động cơ và tải động cơ.
ECU động cơ sẽ dựa trên tín hiệu hai cảm biến này điều khiển chuyển số êm
dịu. Tuy nhiên với kết cấu phức tạp của hộp số tự động sửa chữa là rất khó khăn.Vì
vậy nhóm em thực hiện đề tài “Ứng dụng phần mềm máy tính điều khiển sang số
hộp số tự động” để giải quyết vấn đề trên.

Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2016
Sinh viên thực hiện
PHẠM NGỌC THIÊN BAN
NGUYỄN THÀNH NHỰT
12


Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

CHƯƠNG 1
LÝ THUYẾT VỀ HỘP SỐ TỰ ĐỘNG

I.Ưu nhược điểm của hộp số tự động
1.Ưu điểm
- Do loại bỏ các thao tác cắt ly hợp và thường xuyên phải chuyển số nên
giảm đi sự mệt mỏi cho lái xe.
- Nó tránh cho động cơ và dòng d ẫn động khỏi bị quá tải do nó nối chúng bằng
thủy lực ( qua biến mô) tốt hơn so với nối bằng cơ khí.
- Hộp số tự động dùng ly hợp thủy lực hoặc biến mô thủy lực việc tách nối

công suất từ động cơ đến hộp số nhờ sự chuyển động của dòng thủy lực từ bánh
bơm sang bánh tua bin mà không qua một cơ cấu cơ khí nào nên không có sự ngắt
quãng dòng công suất vì vậy đạt hiệu suất cao.
- Thời gian sang số và hành trình tăng tốc nhanh.
- Không cần bộ đồng tốc, không bị va đập khi sang số.
2.Nhược điểm
- Kết cấu của hộp số tự động thường phức tạp hơn hộp số cơ khí.
- Tiêu tốn nhiều nhiên liệu hơn sử dụng hộp số cơ khí .
- Khi vận hành có thể xảy ra hiện tượng “ Trượt” hiệu suất sử dụng năng lượng
bị giảm, đặc biệt là ở tốc độ thấp do biến mô nối động cơ với hệ thống truyền động
bằng cách tác động dòng chất lỏng từ mặt này sang mặt khác trong hộp biến mô.

II. Giới thiệu chung về hộp số tự động U340E
Bảng 1.1: Bảng thông số kỹ thuật của hộp số U340E
Loại hộp số

U340E

Thể tích dầu hộp số

6,4 lít

Tay số

P, R, N, D, 2, L

Các tỉ số truyền tay số ( D )

2,847; 1,552; 1,000; 0,700

13


Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Các tỷ số truyền tay số lùi ( R )

2,343

Loại dầu

Toyota Genuine ATF WS

Khối lượng

68,5 KG

III. Hệ thống điều khiển thủy lực
1. Chức năng
Hệ thống điều khiển thủy lực điều chỉnh áp suất dầu tác dụng lên biến mô,
các ly hợp, các phanh phù hợp với điều kiện chuyển động.
Có 4 van điện từ trong thân van, những van này hoạt động được điều khiển
bởi ECU để điều khiển các van sang số, mở đường dầu đến biến mô các ly hợp các
phanh.
2. Các van điều khiển
 Van điện từ chuyển số S1

Hình 1.1: Van điện từ chuyển số S1

Điều khiển van chuyển số 2 – 3: chuyển số bằng cách mở van chuyển số 2 – 3
và đóng ly hợp C2
14


Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

 Sơ đồ mạch điện và vị trí chân van chuyển số S1

Hình 1.2: Sơ đồ mạch điện và chân giắc van chuyển số S1
 Bảng trạng thái van chuyển số S1
Chuyển số được điều khiển bằng ECU

Số 1

Số 2

Số 3

Số 4

Van chuyển số S1

ON

ON

OFF

OFF

Bảng 1.2: Trạng thái van chuyển số S1
 Van điện từ chuyển số S2

Hình 1.3: Van điện từ chuyển số S2
15


Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Điều khiển van chuyển số 1 – 2 và 3 – 4: chuyển số bằng cách mở van
chuyển số 1-2 và 3-4 đồng thời điều khiển 2 ly hợp C1 và C2, phanh B1 và B2.
 Sơ đồ mạch điện

Hình 1.4: Sơ đồ mạch điện van chuyển số S2
 Vị trí chân van chuyển số S2

Hình 1.5: Chân giắc van chuyển số S2
 Bảng trạng thái van chuyển số S2

Chuyển số được điều khiển bằng ECU

Số 1

Số 2

Số 3

Số 4

Van chuyển số S2

ON

OFF

OFF

ON

Bảng 1.3: Trạng thái van chuyển số S2
 Van điện từ tuyến tính SLT
Điều khiển áp suất chuẩn: điều khiển áp suất chuẩn, áp suất thứ cấp và áp suất
sau bộ tích năng.
Van điều khiển áp suất P1 dùng cho số tự động ECU điều khiển áp suất bướm
ga bằng một van điện từ tuyến tính (SLT) thay cho van bướm ga, các kiểu xe như
16


Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

vậy điều khiển áp suất bướm ga bằng ECU động cơ & ECT chuyển các tín hiệu tới
van điện từ tuyến tính theo các tín hiệu từ cảm biến vị trí van bướm ga.

Hình 1.6: Van điện từ tuyến tính SLT
 Sơ đồ mạch điện

Hình 1.7: Sơ đồ mạch điện van SLT

17


Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

 Vị trí chân van SLT

Hình 1.8: Chân giắc van chuyển số SLT
 Van điện từ tuyến tính SL
Điều khiển áp suất ly hợp tối ưu, điều khiển ly hợp khóa biến mô.

Hình 1.9: Van điều khiển áp suất P1 (SL)
 Sơ đồ mạch điện

Hình 1.10: Sơ đồ mạch điện van SL

18


Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

 Vị trí chân van SL

Hình 1.11: Chân giắc van chuyển số SL
IV. Các cảm biến tín hiệu đầu vào
1. Cảm biến vị trí bướm ga
Cảm biến này phát hiện góc mở của bướm ga và gửi thông tin về ECU dưới
dạng tín hiệu điện áp để điều khiển thời điểm chuyển số và khóa biến mô
 Cảm biến ga loại tuyến tính

Hình 1.12: Mạch điện cảm biến vị trí bướm ga
Một điện áp không đổi 5V từ ECU cung cấp đến cực VC. Khi cánh bướm ga mở,
con trượt trượt dọc theo điện trở và tạo ra điện áp tăng dần ở cực VTA tương ứng
với góc mở cánh bướm ga. Khi cánh bướm ga đóng hoàn toàn, tiếp điểm cầm chừng
nối cực IDL với cực E2. Trên đa số các xe hiện nay, cảm biến vị trí bướm ga chỉ có
3 dây VC, VTA và E2 mà không có dây IDL.

19


Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

2. Cảm biến tốc độ:
Ở hãng Toyota cảm biến tốc độ kiểu phần tử điện từ được sử dụng phổ biến
nhất, cảm biến này được dẫn động bởi trục thứ cấp của hộp số. Cảm biến bao
gồm một mạch tích hợp (HIC) với một phần tử điện từ (MRE) và một vành từ.

Hình 1.13: Cảm biến tốc độ xe loại phần tử điện từ
3. Sơ đồ chuyển số

ECU được lập trình đ ể lựa chọn sơ đồ chuyển số theo chế độ lái xe và vị trí cần số
 Sơ đồ chuyển số vị trí “D” chế độ bình thư ờng

Hình 1.14: Sơ đồ chuyển số vị trí “D”
Như sơ đồ trên ứng với góc mở cánh bướm ga 50% , tốc độ trục thứ cấp là
1500 v/p thì việc chuyển số từ 1 lên số 2 xảy ra, từ số 2 lên 3 xảy ra tại 2500 v/p và
từ số 3 lên số 4 (chọn chế độ O/D) xảy ra tại 4000 v/p.
20


Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

 Sơ đồ chuyển số vị trí “D” chế độ tải nặng
Tùy theo chế độ của công tắc chọn phương thức lái nên sự điều khiển thời điểm
chuyển số phải khác nhau. ECU căn cứ trên phương thức để điều khiển thời điểm
chuyển số.

Hình 1.15: Sơ đồ chuyển số vị trí “D” chế độ tải nặng
Với chế độ tăng tốc, đồng nghĩa với cánh bướm ga mở lớn và tốc độ động cơ
tăng lên. ECU điều khiển linh hoạt thời điểm chuyển số và điểm khóa biến mô linh
hoạt hơn so với chế độ bình thư ờng, cho phép lái xe ở chế độ tải nặng với tốc độ
cao hơn và tăng tốc tốt hơn.
Như sơ đồ khi bướm ga mở 50% việc chuyển số 1 lên số 2 ứng với trục thứ cấp
hộp số là 1800 v/p từ số 2 lên số 3 ứng với 3100 v/p và từ số 3 lên số truyền tăng là
4500 v/p.

21

Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

CHƯƠNG 2: PHẦN MỀM MATLAB

I. Mô hình điều khiển hộp số bằng log ic mờ
Trong phần này chúng ta tìm hiểu công cụ fuzzy logic trong Matlab. Sử dụng fuzzy
logic để tạo ra các quy luật chuyển số của hộp số tự động.
Khởi động fuzzy logic trong Matlab bằng lệnh:
>> fuzzy

Hình 2.1: Giao diện fuzzy logic
Trong cửa sổ fuzzy logic có 3 khối chính: đầu vào (input), đầu ra (output) và luật
(rule). Double click vào từng khối cho phép ta thay đổi các thông số trong khối đó.
Để điều khiển hộp số tự động sang số cần 2 tín hiệu đầu vào là độ mở bướm ga và
tốc độ xe. Chúng ta vào Edit chọn Add Variable… chọn Input.

22


Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Hình 2.2: Giao diện fuzzy logic với 2 tín hiệu đầu vào
Gọi khối input1 là Alpha để chỉ độ mở bướm ga, khối input2 là Speed để chỉ tốc độ
xe, khối output là gear để chỉ số của hộp số tự động.

Hình 2.3: Giao diện fuzzy logic với tín hiệu đầu vào đầu ra đã đổi tên

23


Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Mở khối Alpha ta có giao diện như Hình 2.10, trong đó có 5 hàm tính thành viên
dạng trapmf. 5 đường này đặc trưng cho độ mở bướm ga 20, 40, 60, 80, 100% .

Hình 2.4: Giao diện khối Alpha
Mở khối Speed ta có giao diện như Hình 2.11. Trong đó gồm 14 hàm thành viên từ
I đến XIV biểu thị tốc độ xe từ 0 đến 6000 v/p

Hình 2.5: Giao diện khối Speed

24


Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Mở khối Gear ta có giao diện như hình 2.12, gồm 4 hàm thành viên đặc trưng cho 4
số của hộp số tự động.

Hình 2.6: Giao diện khối Gear
Mở khối luật ở giữa để định nghĩa lu ật cho hệ thống như Hình 2.13. Ta thiết lập 20

luật:

Hình 2.7: Giao diện khối luật

25