TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI
LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Hộp số tự động ECT của Toyota đã ra mắt từ những năm 1980, nổi bật với khả năng hoạt động êm ái, hỗ trợ người lái và tiết kiệm nhiên liệu Hộp số A340E, được trang bị cho các mẫu xe phổ biến như Toyota Yaris và Toyota Vios trong khoảng 15 năm qua, đã chứng minh hiệu quả vượt trội so với hộp số điều khiển hoàn toàn bằng thủy lực Nhóm chúng tôi được giao nhiệm vụ nghiên cứu về hoạt động và phương pháp điều khiển của hộp số A340E.
“Thi công, chế tạo hộp điều khiển hộp số tự động A340E”.
MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI
Nghiên cứu tổng quan về hoạt động của hộp số tự động A340E
Mô hình hộp số tự động A340E được xây dựng với mạch điều khiển và thiết kế chương trình điều khiển chuyển số dựa trên các tín hiệu đầu vào cho hộp số này.
Viết hướng dẫn sử dụng hoạt động của mô hình hộp số tự động A340E.
ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI
Đối tượng nghiên cứu của đề tài là “Hộp điều khiển hộp số tự động A340E”, trong đó chú trọng vào các nội dung chính:
Xây dựng hộp điều khiển cho hộp số A340E
Chương trình điều khiển chuyển số dành cho hộp số A340E
Thể hiện được các thông số đầu vào và đầu ra của mô hình với bộ điều khiển.
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI
Bước 1: Thu thập và phân tích các tài liệu liên quan đến hộp số A340E và điều khiển hộp số
Bước 2: Quan sát, lấy các thông số kết cấu của hộp số A340E
Bước 3: Xây dựng phương án thiết kế mô hình và chọn phương án để điều khiển chuyển số cho hộp số h
Bước 4: Tiến hành mô phỏng và thử nghiệm mô hình với bộ điều khiển để xác định và thực hiện các điều chỉnh cần thiết cho cả phần cứng và phần mềm.
Bước 5: Đưa ra hướng dẫn sử dụng và phương thức vận hành mô hình h
TỔNG QUAN VỀ HỘP SỐ TỰ ĐỘNG A340E
BỘ BIẾN MÔ
2.1.1 Cấu tạo, chức năng và nguyên lý làm việc của bộ biến mô
Bộ biến mô có vai trò quan trọng trong việc truyền, ngắt và khuếch đại momen từ động cơ thông qua dầu hộp số Nó hấp thụ dao động xoắn của động cơ và hệ thống truyền lực, hoạt động như một bánh đà để ổn định chuyển động quay của động cơ, đồng thời dẫn động bơm dầu cho hệ thống điều khiển thủy lực.
Bộ biến mô bao gồm cánh bơm kết nối với trục chủ động, trục này nối với trục khuỷu động cơ Đĩa tuốc bin (roto tuabin) gắn với trục bị động của biến mô, trong khi đĩa phản xạ (stato) được cố định vào vỉ hộp số qua khớp một chiều, có nhiệm vụ tăng momen xoắn Toàn bộ các bộ phận này được chứa trong vỏ biến mô, được đổ đầy dầu thuỷ lực từ bơm dầu Dầu này được văng ra từ cánh bơm thành dòng truyền công suất, giúp quay roto tuabin.
Dầu được dùng để nạp đầy trong vỏ cố định đối với hộp số A340E là dầu hộp số
Giữa các đĩa và stato có những khe hở rất nhỏ, nơi mà chất lỏng chuyển động tuần hoàn Các đĩa và stato được gắn các cánh uốn cong, tạo thành các rãnh cho quá trình lưu thông của chất lỏng.
Hình 2.2: Cấu tạo của biến mô
2.1.2 Đường đặc tính của biến mô
Hình 2.3: Đường đặc tính của biến mô h
Tỉ số truyền mô men (t) = Mô men đầu ra của rô to tuabin
Mô men đầu vào của cánh bơm
Tỉ số truyền tốc độ (e) = Tốc độ của rô to tuabin
Tốc độ của cánh bơm
Hiệu suất truyền động (n) = Công suất đầu ra của rô to tuabin*100%
Công suất đầu vào của cánh bơm Mô men đầu ra của rô to tuabin*e*100%
Mô men đầu vào của cánh bơm đạt giá trị lớn nhất khi roto tuabin không chuyển động hoặc khi tỷ số truyền tốc độ bằng 0, lúc này hiệu suất truyền động sẽ bằng không.
Dầu từ roto tuabin tác động lên mặt sau các cánh trên stato khi tỉ số truyền đạt tốc độ cao hơn tỉ số truyền tại điểm ly hợp Lúc này, khớp một chiều cho phép stato quay theo chiều của cánh bơm Điểm ly hợp xảy ra khi bộ biến mô bắt đầu hoạt động như một khớp thủy lực, giúp duy trì tỉ số truyền momen không giảm xuống dưới 1.
Khi roto tuabin quay, công suất đầu ra tăng theo số vòng quay, dẫn đến momen cánh bơm tăng đột ngột và đạt hiệu suất tối đa tại tỷ số truyền tốc độ trước điểm ly hợp Tuy nhiên, sau khi đạt cực đại, hiệu suất bắt đầu giảm do một phần dòng dầu từ roto tuabin chảy đến mặt sau của cánh trên stato.
Tại điểm ly hợp, biến mô hoạt động như một khớp thủy lực với tỷ số truyền momen gần bằng 1:1, giúp tăng hiệu suất truyền động khi tỷ số truyền tốc độ tăng.
Khi hoạt động, một phần động năng bị mất do nhiệt độ tăng lên từ ma sát và va đập, dẫn đến hiệu suất của bộ biến mô không đạt 100%, mà chỉ lớn hơn 95% một chút.
2.1.3 Cơ cấu khoá biến mô h
Hình 2.4: Cấu tạo của ly hợp khoá biến mô
Khi mô hoạt động như một khớp nối thủy lực, mô men được truyền với tỷ số gần 1:1 Tuy nhiên, bộ biến mô sử dụng dòng thủy lực để gián tiếp truyền công suất, dẫn đến tổn hao công suất Để ngăn chặn tổn hao này, một li hợp khóa biến mô được sử dụng để truyền công suất động cơ trực tiếp tới hộp số tự động.
Li hợp khoá biến mô được lắp đặt trong biến mô, nằm phía trước bánh tuabin Chức năng của li hợp này là ăn khớp và nhả dựa trên sự thay đổi hướng của dòng thuỷ lực trong bộ biến mô khi xe đạt đến một tốc độ nhất định.
BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG HÀNH TINH
Hộp số tự động A340E sử dụng bộ truyền bánh răng hành tinh, có nhiệm vụ tạo tỷ số truyền, điều khiển giảm tốc, đảo chiều, nối trực tiếp và tăng tốc.
Bộ truyền bánh răng hành tinh của hộp số A340E bao gồm hai cụm bánh răng hành tinh: cụm trước và cụm sau, được lắp đặt tại trục sơ cấp của hộp số Hệ thống điều khiển gài số gồm các ly hợp C1, C2, C3, các phanh B1, B2, B3, và các khớp một chiều F1, F2.
Hình 2.5: Cấu tạo hộp số tự động A340E
2.2.1 Cụm bánh răng hành tinh trước và sau
Tỉ số truyền của hộp số tự động A340E được xác định bởi hai cụm bánh răng hành tinh, bao gồm bánh răng bao, bánh răng hành tinh và bánh răng mặt trời Cấu trúc này cho phép hộp số hoạt động hiệu quả, cung cấp khả năng truyền động mượt mà và linh hoạt cho xe.
Hình 2.6: Cấu tạo bánh răng hành tinh
Cụm bánh răng hành tinh được lắp trên trục sơ cấp, với bánh răng hành tinh trước nối với bánh răng bao sau và bánh răng hành tinh sau nối với bánh răng bao trước Tất cả các chi tiết kết nối sẽ quay với tốc độ và chiều giống nhau.
Thay đổi tỷ số truyền số tiến và chuyển sang số lùi có thể thực hiện bằng cách cố định và lựa chọn các bộ phận của cụm bánh răng hành tinh, cụ thể là đầu vào hoặc đầu ra.
Ly hợp có vai trò quan trọng trong việc nối hoặc ngắt kết nối các bánh răng với trục, giúp truyền hoặc ngắt truyền công suất Các đĩa ma sát và đĩa ép được sắp xếp xen kẽ, trong đó đĩa ma sát ăn khớp với bánh răng bằng then hoa, còn đĩa ép kết nối với tang trống ly hợp.
Hình 2.7: Cấu tạo ly hợp h
Khi piston dầu ép các đĩa ma sát tiếp xúc, các đĩa quay với tốc độ bằng nhau nhờ lực ma sát, cho phép ly hợp ăn khớp truyền công suất từ phần tử chủ động đến phần tử bị động Khi áp lực dầu không còn, piston trở về vị trí cũ, làm cho ly hợp nhả ra.
2.2.3 Các khớp một chiều (F1, F2) và các phanh (B1, B2, B3)
Khớp một chiều F1 sử dụng phanh B2 để ngăn bánh răng mặt trời trước và sau quay ngược chiều kim đồng hồ Trong khi đó, khớp một chiều F2 ngăn cản cần dẫn bộ truyền hành tinh quay ngược chiều kim đồng hồ, với vành ngoài khớp F2 được cố định vào vỏ hộp số.
Hộp số A340E sử dụng các phanh B1, B2 và B3 là loại phanh ướt nhiều đĩa, bao gồm đĩa ma sát và đĩa ép Phanh B2 có chức năng ngăn chặn bánh răng mặt trời phía trước và phía sau quay ngược chiều kim đồng hồ qua F1, trong khi phanh B3 ngăn không cho cần dần của bộ truyền hành tinh phía sau quay.
Hình 2.8: Cấu tạo phanh đĩa kiểu ướt
2.2.4 Cơ cấu cài số và đường truyền công suất ở các tay số h
Ly hợp Phanh Khớp một chiều
Bảng 2.1: Cơ cấu hoạt động ở các tay số
2.2.4.1 Tay số 1 (dãy D và dãy 2)
Hình 2.9: Dòng truyền công suất tay số 1 (dãy D và 2) h
Ly hợp C1 hoạt động, đồng thời khớp một chiều F2 cũng tham gia hoạt động Dòng truyền công suất như sau: Trục sơ cấp (+) ly hợp C1 S1 (+) BR hành tinh
H1: Khi F2 hoạt động, R1 và Cd2 không thể quay ngược chiều kim đồng hồ, dẫn đến sự chuyển động từ Cd1 (+) đến bánh răng chủ động trung gian và cuối cùng là bánh răng bị động trong hệ thống truyền lực.
Hình 2.10: Dòng truyền công suất tay số 2 dãy D
C1, F1, B2 hoạt động, dòng truyền công suất như sau: Trục sơ cấply hợp
C1S1(+)bánh răng hành tinh H1(-) Đến đây dòng công suất chia làm 2 nhánh:
Nhánh 1: giống như khi đi số 1.
Nhánh 2: R1(+)Cd2(+)bánh răng hành tinh H2(+) (vì F1, B2 hoạt động nên S2 không quay ngược chiều kim đồng hồ) R2(+)Cd1(+).
Kết hợp 2 nhánh công suất truyền đến bánh răng chủ động trung gian bánh răng bị động của truyền lực cuối và quay theo chiều dương.
Hình 2.11: Dòng truyền công suất tay số 3 (dãy D và 2)
Trong quá trình hoạt động của C1, C2 và B2, dòng truyền công suất diễn ra như sau: Khi ly hợp C1 đóng, trục sơ cấp S1, H1 và Cd1 đều quay theo chiều dương (+) Đồng thời, khi ly hợp C2 cũng được đóng, Cd2 và bánh răng hành tinh H2 tiếp tục quay theo chiều dương (+) Kết quả là bánh răng hành tinh R1 quay theo chiều dương (+), dẫn đến Cd1 và bánh răng chủ động trung gian cũng quay theo chiều dương, khiến bánh răng bị động của truyền lực cuối cùng quay theo chiều dương.
Hình 2.12: Dòng truyền công suất tay số 4 dãy D
C2, B1, B2 hoạt động, dòng truyền công suất như sau: Trục sơ cấp (+)ly hợp
C2 đóng bánh răng hành tinh H2 và Cd2 quay theo chiều dương (+), trong khi B1, B2 cũng đóng, tạo ra bộ truyền bánh răng hành tinh thứ hai Kết quả là khối này quay theo chiều (+) với tốc độ nhanh hơn, dẫn đến Cd1 quay theo chiều dương (+), làm cho bánh răng bị động của truyền lực cuối cũng quay theo chiều dương.
2.2.4.5 Số 2 (dãy 2), cơ chế phanh bằng động cơ
Hình 2.13: Dòng truyền công suất tay số 2 dãy 2
Dòng công suất trong hệ thống truyền động được dẫn động bởi các bánh xe chủ động khi cần chọn ở vị trí dãy 2 Khi hộp số được dẫn động bởi các bánh xe chủ động, hiện tượng phanh bằng động cơ xảy ra, khi công suất từ trục thứ cấp hộp số truyền tới cần Cd1 Điều này làm cho các bánh răng hành tinh C1 và R2 quay xung quanh S1, C2 theo chiều (+) Mặc dù C1 và R2 quay theo chiều (+), S1 và C2 có thể quay theo hai chiều, nhưng do B1, B2 và F1 đóng, S1 và C2 bị khóa lại, dẫn đến C1 và R2 quay theo chiều (+) Lực quay này được truyền đến trục sơ cấp của hộp số, tạo nên hiện tượng phanh bằng động cơ.
2.2.4.6 Số 1 (dãy L), cơ chế phanh động cơ
Hình 2.14: Dòng truyền công suất tay số 1 dãy L
C1, B3 và F2 hoạt động, truyền công suất từ trục thứ cấp hộp số đến cần Cd1 (+), khiến các bánh răng hành tinh C1 và R2 quay xung quanh S1, C2 theo chiều (+) Trong khi đó, Cd2 bị giữ lại bởi phanh số lùi B3, làm cho các bánh S1 và C2 quay theo chiều (-) Kết quả là các bánh răng hành tinh C1, R2 quay theo chiều (+) và cũng quay xung quanh trục của nó theo chiều dương Nhờ đó, chuyển động quay theo chiều dương được truyền đến các bánh răng qua C1 đến trục sơ cấp của hộp số.
Hình 2.15: Dòng truyền công suất tay số lùi R
C3, B3 hoạt động, dòng truyền công suất như sau: Trục sơ cấp (+)ly hợp C3 đóng S2(+); đồng thời B3 đóng nên bánh răng hành tinh H2(-) quanh Cd2R2(-)
Cd1(-)bánh răng chủ động trung gianbánh răng bị động của truyền lực cuối và quay theo chiều ngược chiều trục sơ cấp của hộp số h
HỆ THÔNG THUỶ LỰC
2.3.1 Cấu tạo hệ thống thuỷ lực
Hệ thống thuỷ lực bao gồm các cụm cơ bản như sau:
Nguồn cung cấp năng lượng
Bộ chuyển đổi và truyền tín hiệu chuyển số
Bộ van thuỷ lực chuyển số
Bộ tích năng giảm chấn
Bộ điều khiển thuỷ lực tạo ra và điều chỉnh áp suất thuỷ lực thông qua các van điều áp sơ cấp và van bướm ga, phù hợp với công suất của động cơ Hệ thống này cũng đảm nhận việc điều khiển đóng mở các ly hợp và phanh để thực hiện chuyển số hiệu quả.
Hình 2.16: Cấu tạo hệ thống thuỷ lực
Tín hiệu từ các cảm biến được truyền đến bộ điều khiển điện tử trung tâm, nơi xử lý tín hiệu và điều khiển các van điện từ Các van này có nhiệm vụ đóng mở các đường dầu, giúp dầu có áp suất được đưa tới các ly hợp và phanh, từ đó thực hiện quá trình chuyển số một cách hiệu quả.
Cần điều khiển chọn số (điều khiển của người lái chọn chế độ R, D, N, 2) Khi h
Người lái có thể chọn chế độ chuyển động của xe, điều này ảnh hưởng đến các van điều khiển và mạch áp suất dầu Áp suất dầu được tạo ra bởi bơm dầu, được dẫn động từ biến mô Bơm dầu cung cấp dầu áp suất vào biến mô và sau đó chuyển qua van điều áp sơ cấp, được điều khiển bởi tín hiệu từ độ mở bướm ga Khi dầu đi qua van điều áp, áp suất giữ ổn định, và áp suất dầu này là nguồn công suất để thực hiện việc đóng các phanh và ly hợp.
Bơm dầu trong hộp số tự động A340E là loại bánh răng ăn khớp, được lắp đặt trên vách ngăn giữa biến mô và hộp số hành tinh Nó được dẫn động bởi động cơ thông qua các cánh bơm của bộ biến mô, đảm bảo hiệu suất hoạt động tối ưu cho hệ thống truyền động.
Hình 2.17: Cấu tạo của bơm dầu h
THIẾT KẾ CHẾ TẠO HỘP SỐ ĐIỀU KHIỂN HỘP SỐ A340E
LÝ THUYẾT VỀ ECU ECT CỦA HỘP SỐ A340E
ECU ECT được lập trình để tối ưu hóa sơ đồ chuyển số trong hộp số, phù hợp với từng vị trí của cần số như D, L hoặc 2, cùng với chế độ hoạt động của xe.
ECU điều khiển việc bật tắt van điện tử S1 và S2 dựa trên tín hiệu từ cảm biến tốc độ xe và cảm biến vị trí bướm ga Nhờ vào sơ đồ chuyển số thích hợp, ECU có khả năng điều chỉnh việc lên hoặc xuống số của hộp số bằng cách đóng mở các solenoid, từ đó dẫn dầu đến cơ cấu phanh và ly hợp tương ứng.
Hình 3.1: Các tín hiệu đầu vào và ra để ECU ECT điều khiển chuyển số h
Hình 3.2: Sơ đồ mạch điều khiển điện tử hộp số tự động A340E (1/2) h
Hình 3.3: Sơ đồ mạch điều khiển điện tử hộp số tự động A340E (2/2)
3.1.2 Công tắc chọn chế độ hoạt động
Công tắc chọn chế độ hoạt động cho phép người lái lựa chọn giữa hai chế độ: Bình thường (Normal) và Tải nặng (Power) Trong chế độ POWER, việc lên số sẽ diễn ra trễ hơn và ở tốc độ cao hơn, tùy thuộc vào độ mở của bướm ga.
Hình 3.4: Công tắc chọn chế độ hoạt động
ECT ECU lựa chọn sơ đồ chuyển số và khóa biến mô phù hợp với chế độ hoạt động đã được xác định Điều này cho phép điều chỉnh thời điểm chuyển số và thời điểm khóa biến mô một cách linh hoạt.
ECT ECU chỉ có cực PWR mà không có cực NORMAL, giúp nhận biết chế độ hoạt động thông qua mức điện áp tại chân PWR Khi công tắc ở chế độ POWER, Ắc quy cung cấp điện áp 12V vào chân PWR, cho phép ECT ECU xác định chế độ POWER đã được chọn Ngược lại, khi công tắc chuyển sang chế độ NORMAL, điện áp 12V sẽ không còn được cấp vào chân PWR, và ECT ECU nhận biết chế độ NORMAL đã được kích hoạt.
Chế độ hoạt động Điện áp cực PWR
Bảng 3.1: Điện áp của 2 chế độ tải
Các tiếp điểm của công tắc cũng được nối với các đèn chỉ thị tương ứng để báo cho người lái biết chế độ hoạt động
3.1.3 Công tắc khởi động số trung gian (cảm biến vị trí gài số) h
ECT ECU nhận dữ liệu từ cảm biến vị trí gài số tại công tắc khởi động số trung gian và xác định chế độ gài số phù hợp.
Hình 3.5: Công tắc khởi động số trung gian
Trong ECT, công tắc khởi động số trung gian có tiếp điểm cho mọi vị trí số, cho phép ECT ECU xác định chính xác hộp số đang ở số nào khi các cực P, R, N, D, 2 hoặc L được nối với cực E.
Công tắc không chỉ có chức năng bật đèn báo vị trí cần số mà còn giúp người lái nhận biết chính xác vị trí cần số hiện tại.
Công tắc điều khiển cuộn dây của relay máy khởi động qua cực NB, cung cấp điện áp 12V khi cần số ở vị trí P hoặc N, giúp relay máy khởi động hoạt động hiệu quả.
3.1.4 Cảm biến vị trí bướm ga
Cảm biến vị trí bướm ga, được lắp đặt trên cổ họng gió, xác định độ mở bướm ga thông qua tín hiệu điện áp Nó gửi tín hiệu VTA đến ECU động cơ, từ đó ECU sẽ chuyển đổi thành 8 tín hiệu độ mở bướm ga để gửi cho ECT ECU, nhằm điều khiển thời điểm chuyển số và khóa biến mô.
Hình 3.6: Mạch điện của cảm biến vị trí bướm ga
Hình 3.7: Cảm biến vị trí bướm ga
Khi bướm ga đóng hoàn toàn tiếp điểm IDL sẽ được nối vào cực E để báo cho ECT ECU biết rằng bướm ga đã đóng hoàn toàn
3.1.5 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát
Cảm biến nhiệt độ nước làm mát có nhiệm vụ theo dõi nhiệt độ của nước làm mát trong động cơ Bên trong cảm biến là một nhiệt điện trở, có giá trị điện trở giảm khi nhiệt độ tăng Do đó, khi động cơ hoạt động ở nhiệt độ thấp, điện trở của cảm biến sẽ cao.
Hình 3.8: Cảm biến nước làm mát
Khi nhiệt độ nước làm mát giảm xuống dưới 60C, ECU ECT sẽ ngăn chặn hộp số chuyển lên số O/D và không cho ly hợp khóa biến mô hoạt động cho đến khi nước làm mát đạt đến nhiệt độ quy định.
3.1.6 Cảm biến tốc độ Để đảm bảo rằng ECT ECU luôn nhận được thông tin đúng về tốc độ xe, các tín hiệu tốc độ xe được gửi về từ 2 cảm biến tốc độ và ECT ECU liên tục so sánh 2 tín hiệu này để xem chúng có giống nhau hay không nhằm nâng cao độ chính xác
Hình 3.9: Cảm biến tốc độ h
Hình 3.10: Công tắc đèn phanh
Công tắc đèn dừng được lắp đặt trên giá đỡ của bàn đạp phanh, có chức năng gửi tín hiệu đến cực STP của ECT ECU khi người lái đạp phanh Tín hiệu này thông báo cho ECT ECU biết rằng hệ thống phanh đang được kích hoạt.
ECT ECU hủy khóa biến mô khi đạp bàn đạp phanh và hủy việc hạn chế cần chọn số gài từ “N” sang “D” khi không đạp phanh
Công tắc chính O/D nằm trên cần chọn số, cho phép ECT ECU điều khiển việc chuyển lên số O/D Khi công tắc được bật, ECT có khả năng lên số O/D, trong khi khi tắt, ECT ECU sẽ không được phép chuyển lên số O/D trong bất kỳ điều kiện nào.
Hình 3.12: Mạch điện công tắc chính O/D
PHẦN CỨNG CỦA MẠCH ĐIỀU KHIỂN
3.2.1 Phần vi xử lý và điều khiển
3.2.1.1 Vi điều khiển Arduino Mega 2560
Arduino Mega 2560 được biết đến như là một vi điều khiển phổ biến và mạnh mẽ nhất trong dòng Arduino Mega, nó hoạt động dựa trên chip ATmega2560 h
Với sự phát triển mạnh mẽ của Matlab, Arduino Mega 2560 trở thành lựa chọn tuyệt vời nhờ tích hợp thư viện hỗ trợ Matlab, giúp giao tiếp giữa Matlab và Arduino trở nên dễ dàng hơn.
Hình 3.18: Vi điều khiển Arduino Mega 2560
Trong một Arduino Mega 2560 gồm có:
54 chân digital (trong đó có 15 chân có thể được sủ dụng như những chân PWM là từ chân số 2 → 13 và chân 44, 45, 46)
6 ngắt ngoài: chân 2 (interrupt 0), chân 3 (interrupt 1), chân 18 (interrupt
5), chân 19 (interrupt 4), chân 20 (interrupt 3) và chân 21 (interrupt 2)
16 chân vào analog (từ A0 đến A15)
4 cổng Serial giao tiếp với phần cứng
1 thạch anh với tần số dao động 16 MHz
Chip xử lý ATmega2560 Điện áp hoạt động 5V Điện áp vào (đề nghị) 7V-15V Điện áp vào (giới hạn) 6V-20V
Cường độ dòng điện trên mỗi 3.3V pin 50 mA
Cường độ dòng điện trên mỗi I/O pin 20 mA
Bảng 3.2 Thông số của Arduino Mega 2560
3.2.1.2 Vi điều khiển Arduino Uno R3
Dòng Arduino Uno là mạch điều khiển phổ biến với đa số người dùng và Arduino Uno R3 là thế hệ thứ 3 của dòng này
Arduino Uno R3 tương tự như Arduino Mega 2560, nhưng có ít chân kết nối hơn và thiếu một số tính năng nâng cao, chẳng hạn như khả năng giao tiếp với Matlab.
Hình 3.19: Vi điều khiển Arduino Uno R3
Chip điều khiển ATmega328P Điện áp hoạt động 5V Điện áp đầu vào(khuyên dùng) 7-12V Điện áp đầu vào (giới hạn) 6-20V
Dòng điện DC trên mỗi chân I/O 20 mA
Dòng điện DC trên chân 3.3V 50 mA
Tốc độ thạch anh 16 MHz
Bảng 3.3 Thông số của Arduino Uno R3
3.2.2 Phần giả lập tín hiệu đầu vào
Hệ thống điều khiển của hộp số A340E tích hợp nhiều cảm biến và tín hiệu đầu vào quan trọng, bao gồm cảm biến vị trí bàn đạp ga, cảm biến bàn đạp phanh, cảm biến vị trí bướm ga, cảm biến nhiệt độ nước làm mát và công tắc khởi động số trung gian.
Trong đồ án thi công hộp điều khiển hộp số A340E, chúng em sẽ tập trung vào việc lựa chọn các tín hiệu đầu vào quan trọng và cần thiết để đảm bảo hộp số hoạt động hiệu quả.
Cảm biến vị trí bướm ga
Cảm biến tốc độ trục thứ cấp
Tín hiệu từ công tắc khởi động số trung gian
Công tắc chọn chế độ tải
Motor điện thay động cơ
3.2.2.1 Biến trở giả lập vị trí bướm ga và tốc độ trục thứ cấp
Cảm biến vị trí bướm ga và cảm biến tốc độ trục thứ cấp hoạt động như một biến trở, cung cấp tín hiệu cho mạch điều khiển Tín hiệu này giúp tính toán độ mở bướm ga và tốc độ của trục thứ cấp.
Để thay thế các cảm biến thực, chúng tôi quyết định sử dụng điện trở 10K nhằm giả lập tín hiệu bướm ga và tốc độ trục thứ cấp Biến trở 10K cho phép điều chỉnh điện trở từ giá trị tối thiểu đến tối đa, trong khoảng từ 0 đến 10K ohm.
Khi cấp nguồn 5V vào biến trở, nó sẽ gửi tín hiệu analog qua chân tín hiệu với giá trị từ 0-1023 Dựa vào đó, mạch điều khiển có khả năng tính toán khoảng mở của bướm ga và tốc độ của trục thứ cấp.
3.2.2.2 Công tắc khởi động số trung gian
Nhóm sử dụng công tắc thật trên mô hình để lấy tín hiệu bằng cách cung cấp dòng điện 5V và đọc tín hiệu digital từ các chân P, R, N, D, 2, L Mạch điều khiển sẽ hiển thị tay số hiện tại và chọn phương thức chuyển số phù hợp.
3.2.2.3 Công tắc chọn chế độ tải h
Hình 3.21: Công tắc chọn chế độ
Sử dụng công tắc xoay hai vị trí NORMAL và POWER để chọn chế độ tải cho xe Tín hiệu từ chế độ tải sẽ được gửi đến mạch điều khiển, giúp lựa chọn sơ đồ chuyển số phù hợp cho từng trường hợp.
Mô hình điều khiển hộp số A340E không sử dụng động cơ thật, vì vậy chúng tôi đã thay thế bằng một motor điện để cung cấp momen xoắn cho trục sơ cấp của hộp số Motor điện này hoạt động với nguồn điện 220V.
Led 7 đoạn gồm có 7 đèn led được sắp xếp thành hình chữ nhật
Mỗi đèn LED 7 đoạn có các chân nối ra khỏi hộp hình vuông, với mỗi chân được gán cho một chữ cái từ a đến g tương ứng với từng LED Các chân còn lại được kết nối với nhau để tạo thành một chân chung.
Bằng cách phân cực thuận các chân của LED theo thứ tự cụ thể, một số đoạn sẽ sáng trong khi các đoạn khác không sáng, cho phép hiển thị ký tự mong muốn Phương pháp này giúp chúng ta hiển thị các số thập phân từ 0 đến 9 trên cùng một LED 7 đoạn.
Sử dụng Led 7 đoạn loại dương chung (Common Anode) cho phép kết nối các cực dương (Anode) của 8 Led thành phần với nhau, trong khi các cực âm (cathode) được giữ riêng lẻ.
Hình 3.24: Sơ đồ chân của Led 7 đoạn h
Led 7 đoạn được sử dụng để hiển thị độ mở bướm ga và tốc độ trục thứ cấp sau khi đã được mạch điều khiển tính toán ra dưới giá trị là % (đối với độ mở bướm ga) và RPM (đối với tốc độ trục thứ cấp) Cùng với đó sử dụng 1 Led 7 đoạn để hiển thị số hiện tại của hộp số khi chạy ở chế độ tay số D, 2 và L
74HC595 là IC ghi dịch 8 bits kết hợp chốt dữ liệu, đầu vào nối tiếp, đầu ra song song
Hình 3.25: Sơ đồ chân của IC 74HC595 số chân Tên chân Mô tả
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 Chân output (Q1 đến Q7) 74HC595 có 8 chân đầu ra, trong đó có 7 chân này Chúng có thể được kiểm soát nối tiếp
Chân này được sử dụng để kết nối nhiều hơn một 74HC595 dưới dạng xếp tầng h
Reset tất cả các đầu ra ở mức thấp Phải giữ ở mức cao để hoạt động bình thường
11 (SH_CP) Clock Đây là chân đồng hồ mà tín hiệu đồng hồ phải được cung cấp từ vi điều khiển hoặc vi xử lý
Chân Latch dùng để cập nhật dữ liệu vào các chân đầu ra Nó kích hoạt mức cao
Chân OE được sử dụng để tắt đầu ra Phải giữ ở mức thấp để hoạt động bình thường
14 (DS) Serial Data Đây là chân mà dữ liệu được gửi đến, dựa trên đó 8 đầu ra được điều khiển
15 (Q0) Output Chân đầu ra đầu tiên
16 Vcc Chân này cấp nguồn cho
Bảng 3.4 Thông số của IC 74HC595
LED là một loại diode đặc biệt, cho phép dẫn điện chỉ theo một chiều Diode hoạt động dựa trên sự chênh lệch điện áp giữa cực Anode (+) và cực Katode (-), với một mức điện áp tối thiểu cần thiết để hoạt động hiệu quả.
Cathode (-) LED là cơ bản giống như một Diode, sự khác biệt ở đây là nó tạo ra ánh sáng khi dòng điện đi qua
Hình 3.26: Led Đèn Led được sử dụng để báo hiệu tay số hiện tại của hộp số, các thành phần đang hoạt động trong từng tay số đó,…
3.2.3.4 Đồng hồ đo áp suất
Hình 3.27: Đồng hồ đo áp suất h
PHẦN MỀM CỦA MÔ HÌNH
3.3.1 Các phần mềm dùng để lập trình
MATLAB/Simulink là phần mềm do công ty MathWorks phát triển, cho phép thực hiện tính toán số với ma trận, vẽ đồ thị hàm số, và thực hiện các thuật toán phức tạp MATLAB hỗ trợ tạo giao diện người dùng và kết nối với các chương trình viết bằng nhiều ngôn ngữ lập trình khác nhau Simulink, một phần của MATLAB, cung cấp môi trường sơ đồ khối để mô phỏng đa miền và thiết kế dựa trên mô hình, hỗ trợ thiết kế hệ thống, mô phỏng, tạo mã tự động, và kiểm tra các hệ thống nhúng Với trình soạn thảo đồ họa và thư viện khối tùy chỉnh, Simulink cho phép mô hình hóa và mô phỏng các hệ thống động, đồng thời tích hợp chặt chẽ với MATLAB để phân tích kết quả mô phỏng.
Simulink là công cụ thiết kế dựa trên mô hình phổ biến trong các ngành công nghiệp ô tô, hàng không vũ trụ, truyền thông, điện tử và quốc phòng Nhờ vào sự ứng dụng rộng rãi này, Simulink đã trở thành tiêu chuẩn trong thiết kế công nghiệp hiện nay.
Hình 3.30: Phần mềm Matlap/Simulink
Arduino là nền tảng mã nguồn mở cho phép người dùng phát triển các ứng dụng điện tử có khả năng kết nối và tương tác hiệu quả Được coi như một máy tính thu nhỏ, Arduino giúp lập trình và thực hiện các dự án điện tử mà không cần công cụ chuyên dụng để nạp mã Nền tảng này tương tác với môi trường xung quanh thông qua cảm biến điện tử, động cơ và đèn.
Arduino, được giới thiệu vào năm 2005, đã trở thành một công cụ hữu ích trong nhiều lĩnh vực đời sống nhờ vào mã nguồn mở của nó Công nghệ này mang lại nhiều lợi ích thiết thực, đặc biệt cho những người mới bắt đầu, với các ứng dụng phổ biến như robot đơn giản, hệ thống điều khiển nhiệt độ và cảm biến phát hiện chuyển động.
THIẾT KẾ CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN HỘP SỐ A340E
Nhóm chúng tôi đã phát triển ý tưởng thiết kế chương trình điều khiển hộp số tự động A340E, tập trung vào việc điều khiển chuyển số Mô hình này không chỉ bao gồm các chức năng thực tế của xe như điều khiển khóa biến mô, mà còn tích hợp các tính năng an toàn và chức năng chẩn đoán.
Lưu đồ của hộp điều khiển: h
Hình 3.32: Lưu đồ của hộp điều khiển
Hộp điều khiển nhận tín hiệu từ các cảm biến và so sánh với vị trí cần số Nếu cần số ở vị trí P, R, N, nó sẽ điều khiển trực tiếp phần hiển thị Trong trường hợp khác, hộp điều khiển chọn sơ đồ chuyển số theo vị trí cần số đầu vào, so sánh tốc độ trục thứ cấp để quyết định việc lên hoặc xuống số, điều khiển các van điện từ và cuối cùng là điều khiển phần hiển thị để kết thúc chương trình.
3.4.2 Chương trình chính điều khiển chuyển số
3.4.2.1 Phần lập trình cho Arduino Mega 2560 h
Arduino Mega 2560 là vi xử lý chủ yếu đảm nhiệm hầu hết các nhiệm vụ của hộp điều khiển, bao gồm việc đọc tín hiệu đầu vào, xử lý tín hiệu để lựa chọn sơ đồ chuyển số, chọn số và hiển thị thông qua các đèn LED.
Phần lập trình của Arduino Mega 2560 sẽ được thực hiện bởi phần mềm Matlab/Simulink
Hình 3.33: Khối lập trình cho Arduino Mega 2560
CÁC KHỐI TÍN HIỆU ĐẦU VÀO h
Khối UP_DOWN_SIGNAL: Là khối đọc tín hiệu lên xuống số, tín hiệu này được xử lý từ Arduino Uno R3 sau đó được gửi qua Arduino Mega 2560
Hình 3.34: khối UP_DOWN_SIGNAL
The Serial Receive block will receive data from the Arduino R3 in the form of uint8 signals, which will then be converted to double format for processing by the UP-DOWN Function block.
Khối UP-DOWN Function sẽ đưa ra tín hiệu lên hoặc xuống số rồi chuyển lại thành dạng uint8 cho đầu ra của khối UP_DOWN_SIGNAL
Khối SHIFTING SELECTOR nhận tín hiệu từ công tắc khởi động số trung gian và xử lý thông tin qua khối SHIFTING SELECTOR Function, từ đó cung cấp tín hiệu PRN hoặc D2L cho khối CONTROL CENTER.
Khối TP và SPD chịu trách nhiệm đọc tín hiệu từ điện trở và xử lý để mô phỏng giá trị độ mở bướm ga (TP) cùng với tốc độ trục thứ cấp (SPD), từ đó cung cấp thông tin cho khối CONTROL CENTER.
Tín hiệu TP được xử lý bằng công thức: TP = tín hiệu × 100
Tín hiệu SPD được xử lý bằng công thức: SPD = tín hiệu × 7400
Khối CONTROL CENTER chịu trách nhiệm tiếp nhận và xử lý thông tin từ đầu vào, từ đó lựa chọn sơ đồ chuyển số phù hợp Đầu ra của khối này bao gồm các van Solenoid, đèn LED hiển thị và một cổng giao tiếp với Arduino Uno R3.
Vì khối CONTROL CENTER khá lớn tương đương một chương trình con Vì vậy cần chia ra từng khung nhỏ để tìm hiểu
Khung 1: Sử dụng 2 giá trị đầu vào là UD, D2L từ khối UP_DOWN_SIGNAL và khối SHIFTING SELECTOR 2 giá trị này được cộng lại và đưa tới khối Switch Case Khối Switch Case sẽ đọc và so sánh giá trị vào, ứng với mỗi giá trị khối sẽ lựa chọn một sơ đồ chuyển số khác nhau
Khung 2: Đây là khung có các khối sơ đồ chuyển số của hộp số Các khối sẽ đc chọn dự vào kết quả của khối Switch Case Sau khi được chọn các khối Shift Map sẽ tiếp nhận đầu vào từ TP và SPD, xử lý và cho ra số hiện tại của hộp số
Khối Shift Map S1-UP điều chỉnh sơ đồ chuyển số D NORMAL lên số, trong khi Khối Shift Map S2-UP thực hiện chuyển đổi từ D POWER lên số Cuối cùng, Khối Shift Map S3-UP đảm nhận việc chuyển số từ 2 lên số.
Case [41 40]: Khối Shift Map S4 (sơ đồ chuyển số L)
Case [10]: Khối Shift Map S1-DOWN (sơ đồ chuyển số D NORMAL – xuống số)
Case [20]: Khối Shift Map S2-DOWN (sơ đồ chuyển số D POWER – xuống số) Case [30]: Khối Shift Map S3-DOWN (sơ đồ chuyển số 2 – xuống số)
Khung 3: Sử dụng khối Shift nhận giá trị từ các khối Shift Map, sau khi giá trị
Shift được xác định sẽ được gửi đến khối điều khiển LED để điều khiển hiển thị các cơ cấu gài số và điều khiển các van Solenoid No1 và No2.
Khung 4: Khối CONVER Function sẽ nhận tín hiện giá trị số Shift, xử lý và đưa ra giá trị để gửi về Arduino Uno R3 Trước khi gửi về giá trị sẽ được chuyển về dạng uint8 để Arduino Uno R3 có thể đọc được
CÁC TÍN HIỆU ĐẦU RA
Khối SOLENOID VALE: Điều khiển đóng mở van Solenoid 1 và van
Khối SOLENOID LED: Điều khiển đèn Led của van Solenoid 1, 2, 3
Khối LED báo số D: Điều khiển các Led báo hiệu số ở tay số D (g1, g2, g3, g4 tương ứng với số 1, 2, 3, 4) h
Hình 3.45: Khối LED báo số D
Khối LED cơ cấu: Điều khiển đèn Led của các cơ cấu ở từng tay số khác nhau
Hình 3.46: Khối LED cơ cấu h
54 c1, c2, c3: Là các Led của ly hợp C1, C2, C3 trong hộp số b1, b2, b3: Là các Led của Phanh f1, f2: Là các Led của khớp 1 chiều
Khối LED báo số 2: Điều khiển các Led báo hiệu số ở tay số 2 (n1, n2, n3 tương ứng với số 1, 2, 3)
Hình 3.47: Khối LED báo số 2
Khối LED báo số L: Điều khiển Led báo hiệu tay số L
Hình 3.48: Khối LED báo số L
Khối Serial Transmit: Dùng để giao tiếp với Arduino Uno R3
3.4.2.2 Phần lập trình cho Arduino Uno R3
Vi xử lý Arduino Uno R3 cung cấp tín hiệu UP_DOWN cho Arduino Mega 2560 và điều khiển hiển thị Led 7 Phần mềm Arduino được sử dụng để lập trình cho Arduino Uno R3, với đầu vào bao gồm độ mở bướm ga và tốc độ trục thứ cấp.
55 Đầu ra: Tín hiệu UP_DOWN, Led hiển thị của độ mở bướm ga, tốc độ trục thứ cấp và số hiện tại của hộp số
Sơ đồ thiết kế hoàn chỉnh của hệ điều khiển:
Hình 3.49: Sơ đồ mạch điện của mô hình
3.4.3.1 Tín hiệu từ công tắc khởi động số trung gian
Công tắc khởi động số trung gian đóng vai trò quyết định trong việc xác định dải hoạt động của hộp số Nguồn 5V được cấp vào chân NB của công tắc, và tín hiệu hoạt động sẽ được truyền về Arduino Mega 2560 qua các chân D27 đến D22, tương ứng với các chế độ hoạt động P, R, N, D, 2, và L.
Các đầu ra của công tắc khởi động số trung gian được kết nối với các LED hiển thị, giúp người sử dụng nhận biết mô hình đang hoạt động trong dải số nào.
Hình 3.50: Sơ đồ dây công tắc khởi động số trung gian
3.4.3.2 Giao tiếp giữa 2 vi điều khiển h
Hình 3.51: Sơ đồ dây giữa 2 vi điều khiển
2 vi điều khiển được liên kết với nhau qua chân D18/TX1, D19/RX1 (của Arduino Mega 2560) với D0/RX, D1/TX (của Aruduino Uno R3)
3.4.3.3 Mạch giả lập tín hiệu đầu vào
THI CÔNG LẮP RÁP ĐỂ VẬN HÀNH MÔ HÌNH HỘP SỐ TỰ ĐỘNG A340E
THIẾT KẾ GIAO DIỆN CHO MÔ HÌNH
4.1.1 Thiết kế giao diện bảng hiển thị chính của mô hình
Hình 4.1: Bản thiết kế của bảng hiện thị chính
Bảng hiển thị chính của mô hình được chia làm 5 phần chính:
Phần 1: Phần này được thiết kế để đặt các đồng hồ đo áp suất dầu Vị trí của các đồng hồ này đặt ở phần trên của bảng hiển thị nhằm giúp người sử dụng mô hình có thể quan sát các giá trị áp suất một cách dễ dàng
Phần 2: Phần này đặt sơ đồ tổng quát hệ thống điều khiển điện tử hộp số tự động
Sơ đồ A340E là cốt lõi của mô hình, cung cấp cái nhìn tổng quan về hệ thống điều khiển Phần này chiếm diện tích lớn nhất và được đặt bên trái bảng để dễ dàng quan sát.
Phần 3: Đây là phần hiển thị chính của mô hình, dùng để hiển thị số đang gài, độ mở bướm ga, tốc độ trục thứ cấp và chế độ hoạt động của hộp số Do đó, phần này thường xuyên được quan sát nên nó được đặt tại một vị trí tương đối cao để có thể quan sát một cách dễ dàng
Phần 4: Dùng để quan sát hoạt động của các cơ cấu tại mỗi tay số Phần này chiến diện tích tương đối của bảng hiển thị và cũng là một phần quan trọng trong mô hình nên được đặt ở tầm trung của bảng điều khiển, phía dưới của phần hiển thị chính
Phần 5: Đặt sơ đồ của bộ truyền bánh răng hành tinh và các cơ cấu của hộp số tự động A340E Đây là phần ít được người sử dụng mô hình quan sát nên được đặt ở phía góc dưới bên phải của bảng hiển thị
4.1.2 Thiết kế giao diện bảng điều khiển của mô hình
Hình 4.2: Bản thiết kế của bảng điều khiển
Bảng điều khiển của mô hình được thiết kế để tích hợp các chức năng quan trọng như công tắc dừng khẩn cấp (Emergency Stop), công tắc chế độ hoạt động của hộp số (Mode) và núm vặn giả lập tín hiệu.
67 hiệu độ mở bướm ga (Load) và núm vặn giả lập tín hiệu tốc độ trục thứ cấp (Secondary Shaft Speed)
Công tắc dừng khẩn cấp được bố trí độc lập ở vị trí trên cùng của bảng điều khiển, giúp người sử dụng dễ dàng thao tác nhanh chóng trong trường hợp xảy ra sự cố.
Phần dưới của bảng điều khiển đặt 2 núm vặn và 1 công tắc chế độ hoạt động
4.1.3 Thiết kế bản vẽ phục vụ cho việc cắt Mica các bảng của mô hình
Bảng hiển thị chính được thiết kế đặc biệt để cắt các lỗ, phục vụ cho việc lắp đặt các chi tiết như đồng hồ đo áp suất dầu, LED 7 đoạn và các bóng LED.
Kích thước của tấm Mica: 680x500x3mm
Hình 4.3: Bản thiết kế Mica của bảng hiển thị chính h
Bảng điều khiển được thiết kế với các lỗ cắt nhằm lắp đặt các chi tiết quan trọng như công tắc dừng khẩn cấp, công tắc chọn chế độ hoạt động, núm vặn giả lập tín hiệu độ mở bướm ga và núm vặn giả lập tín hiệu tốc độ trục thứ cấp.
Kích thước tấm Mica: 250x150x2mm
Hình 4.4: Bản thiết kế Mica của bảng điểu khiển
LẮP RÁP CÁC CHI TIẾT
Bước 1: Dán Decal vào mặt sau của tấm Mica h
Hình 4.5: Dán Decal lên Mica
Bước 2: Lắp ráp bảng hiển thị chính: Được cấu tạo từ 2 lớp
Lớp nhựa Mica được lắp đặt ở phía trước của mô hình, được cố định bằng 6 con vít trên khung Với độ dày 3mm, lớp này đã được cắt laser để tạo các vị trí lắp đặt cho đồng hồ đo áp suất và đèn LED hiển thị.
Lớp Decal dán ngược: Được in màu để hiển thị các phần đã được thiết kế Lớp này dán phía sau của lớp nhựa Mica h
Hình 4.6: Bảng hiện thị chính sau khi lắp lên khung
Bước 3: Lắp ráp các chi tiết để vận hành mô hình
Cố định nguồn tổ ong và 2 vi điều khiển tại mặt sau của bảng hiển thị:
Hình 4.7: Dán nguồn 12V và Arduino lên khung
Lắp cụm các LED 7 đoạn và IC 74HC595: h
Hình 4.8: Lắp cụm các LED 7 đoạn và IC 74HC595
Hình 4.9: Lắp các bóng LED
Bước 4: Nối dây điện theo sơ đồ đã thiết kế h
Cực âm của các bóng LED được kết nối với nhau thông qua các mối hàn, và để đảm bảo an toàn trong quá trình vận hành, các vị trí nối dây được bọc bằng ống co nhiệt nhằm tránh hiện tượng chạm chập.
Bước 5: Lắp đặt các đồng hồ đo áp suất dầu
Hình 4.11: Các đồng hồ đo (phía sau) h
Hình 4.12: Các đồng hồ đo (phía trước)
Bước 6: Cố định bảng điều khiển vào khung mô hình và gắn các chi tiết của bảng điều khiển
Hình 4.13: Bảng điều khiển chính h
Bước 8: Nối dây điện của các chi tiết trên bảng điều khiển về vi điều khiển
Hình 4.14: Đấu dây của bảng điều khiển
Bước 9: Lắp mặt lưng của mô hình để bảo vệ các chi tiết
Mặt lưng của mô hình sử dụng một tấm Mica dày 2mm và được sơn cùng màu với khung của mô hình
Hình 4.15: Mặt lưng đậy của mô hình h
PHIẾU HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG MÔ HÌNH
Bước 1: Quan sát sơ đồ tổng quát của hệ thống điều khiển điện tử và sơ đồ cấu tạo của hộp số tự động A340E
Để kiểm tra, hãy đảm bảo rằng Công tắc chọn số đang ở vị trí P hoặc N Nếu không, hãy chuyển nó về vị trí P hoặc N Đèn chỉ thị sẽ sáng lên tương ứng khi ở vị trí đúng.
Bước 3: Cung cấp nguồn điện 220VAC cho mô hình với giắc cắm tổng Xoay công tắc “Emergency Stop” theo chiều kim đồng hồ để vận hành mô hình
Bước 4: Kiểm tra sự hoạt động của hệ thống thủy lực bằng cách quan sát đồng hồ đo áp suất chuẩn
Bước 5: Kiểm tra hoạt động của tín hiệu giả lập bằng cách xoay núm vặn tín hiệu tải và tốc độ trục thứ cấp Quan sát sự thay đổi trên các LED 7 đoạn hiển thị tương ứng; giá trị tín hiệu giả lập sẽ tăng lên khi xoay theo chiều kim đồng hồ.
Núm vặn tín hiệu tạo tải “LOAD” thay đổi giá trí hiển trị trên cặp LED 7 đoạn
“LOAD” (LOAD có giá trị từ 0% đến 99%): h
Núm vặn tín hiệu “SECONDARY SHAFT SPEED” thay đổi giá trị cặp LED 7 đoạn “SPEED” (SPEED có giá trị từ 0 đến 7.5x1000rpm):
Bước 6: Vào số lùi, quan sát đồng hồ áp suất của ly hợp số lùi C3 và các LED chỉ thị cơ cấu hoạt động của số lùi: h
Bước 7: Điều khiển chuyển số
Để điều chỉnh tín hiệu tải và tốc độ trục thứ cấp, người dùng cần chọn số vào vị trí “D”, “2” hoặc “L” Sau đó, hãy xoay công tắc chọn chế độ hoạt động trên bảng điều khiển để thiết lập chế độ mong muốn.
Quan sát sự thay đổi của áp suất dầu trên đồng hồ đo C1, C2 và khóa biến mô là rất quan trọng Đồng thời, cần theo dõi đèn LED trên bảng hiển thị, bắt đầu từ việc kiểm tra vị trí số và chế độ hoạt động thông qua chỉ thị của LED.
Tiếp theo, quan sát cụm LED 7 đoạn hiển thị số (GEAR có các giá trị 1, 2, 3 và 4 – O/D), LED hiển thị “LOAD” và “SPEED” h
Quan sát bảng hoạt động của các cơ cấu như van điện từ (S1, S2, S3), ly hợp (C1, C2), phanh (B1, B2, B3) và khớp 1 chiều (F1, F2) giúp hiểu rõ hoạt động của chúng tại các vị trí số hiện tại Đồng thời, việc xem sơ đồ cấu tạo của hộp số tự động A340E cung cấp cái nhìn trực quan về dòng truyền công suất của hộp số ở các vị trí số tương ứng.
Bước 8: Kết thúc vận hành mô hình
Để dừng hoạt động của mô hình, hãy đặt gài cần số về vị trí “P” hoặc “N”, sau đó nhấn vào công tắc “EMERGENCY STOP” Cuối cùng, ngắt kết nối giắc cắm tổng với nguồn điện.
Lưu ý: Công tắc “EMERGENCY STOP” ngoài được sử dụng như một công tắc
Bình ON/OFF là giải pháp an toàn cho việc vận hành mô hình, cho phép người dùng nhanh chóng ngắt kết nối với nguồn điện khi xảy ra sự cố bằng cách nhấn nhanh vào công tắc.
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
KẾT LUẬN
Sau quá trình nghiên cứu và thực hiện đề tài "Thi công, chế tạo hộp điều khiển hộp số tự động A340E", nhóm đã đạt được những kết quả đáng kể.
Nắm được cơ sở lý thuyết về hộp số tự động và hệ thống điều khiển điện tử của hộp số tự động
Nắm vững kiến thức cơ bản về lập trình Arduino và Matlab/Simulink là bước đầu quan trọng Từ đó, bạn có thể ứng dụng để lập trình một chương trình điều khiển hộp số tự động, trong đó đầu vào sử dụng các tín hiệu giả lập và đầu ra điều khiển các van điện từ của hộp số tự động A340E.
Hoàn thành thiết kế và thi công mạch điều khiển hộp số tự động A340E
Bên cạnh những thành quả nhóm đã đạt được, nhóm cũng còn một số thiếu sót trong quá trình thực hiện đề tài Cụ thể như sau:
Mô hình sử dụng các tín hiệu giả lập nên chưa thể điều khiển hộp số một cách bám sát với việc điều khiển trên xe ô tô thực tế
Do hạn chế về kiến thức lập trình, nhóm chỉ phát triển được chương trình điều khiển cơ bản và chưa tối ưu hóa được chức năng của nó.
Phần mạch điều khiển tạo ra có thể vận hành nhưng chưa có tính nhỏ gọn và thẩm mỹ.
HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI
Từ các hạn chế của nhóm, để phát triển đề tài nhóm có một số đề xuất sau:
Thay thế các tín hiệu giả lập trong mô hình bằng các bộ chấp hành thực tế trên xe là một giải pháp hiệu quả Cụ thể, tín hiệu giả lập tạo tải có thể được thay bằng bàn đạp ga, trong khi tín hiệu giả lập tốc độ trục thứ cấp có thể được thay thế bằng việc lập trình điều khiển để điều chỉnh tốc độ của motor điện, kết hợp với cảm biến tốc độ trục thứ cấp trên hộp số.
Có thể phát triển chương trình điều khiển theo tiêu chuẩn AUTOSAR để kết nối với hệ thống điều khiển thực tế trên xe ô tô hiện nay.
Phần mạch điều khiển có thể sử dụng mạch in để giảm diện tích, gọn gàng và tăng tính thẩm mỹ của mô hình h
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Đặng Quý, Tính Toán Thiết Kế Ôtô, Trường Đại Học Sư Phạm Kĩ Thuật TP Hồ Chí Minh, 2001
[2] Tài liệu đào tạo hộp số tự động AT & ECT
[3] TOYOTA Yaris 2007 Repair Manual, trang SS-19 đến SS-23, AX-1 đến AX-265
[4] http://arduino.vn/bai-viet/214-cach-lap-trinh-nhieu-con-led-7-doan-loai-don
[5] https://dientutuonglai.com/giao-tiep-uart-giua-2-arduino.html
[6] https://oto.edu.vn/tai-lieu-dao-tao-hop-so-tu-dong-tai-mien-phi-ngay h