Bài viết đề xuất một thuật toán điều khiển chuyển số dựa trên mức độ mở bướm ga và vận tốc dài của ô tô, đồng thời xây dựng mô hình bộ điều khiển chuyển số bằng phần mềm Matlab - Stateflow. Thực hiện mô phỏng hệ thống trên mô hình ô tô sử dụng hộp số tự động có bốn cấp số để đánh giá thuật toán điều khiển và mô hình bộ điều khiển chuyển số.
HỘI NGHỊ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ TỒN QUỐC VỀ CƠ KHÍ LẦN THỨ V - VCME 2018 Đề xuất điều khiển chuyển số hộp số tự động ô tô Proposing a transmission control unit in automatic gearbox Hồ Hữu Hùng1,*, Nguyễn Thành Công2, Phạm Trọng Tuệ3 Trường Đại học Kinh tế - Kỹ thuật Công nghiệp Trường Đại học Giao thông vận tải Hà Nội Cục Đăng kiểm Việt Nam *Email: hhung.auto@gmail.com Mobile: 098 69 69 610 Tóm tắt Từ khóa: Bộ điều khiển; Chuyển số; Hộp số tự động; Ơ tơ; Thuật toán điều khiển Hộp số tự động sử dụng rộng rãi tơ, kiểu hộp số sử dụng bánh hành tinh với cấp số truyền cố định sử dụng phổ biến Quá trình điều khiển hộp số tự động trình phức phức tạp, địi hỏi thuật tốn điều khiển phù hợp với chế độ vận hành Bài báo đề xuất thuật toán điều khiển chuyển số dựa mức độ mở bướm ga vận tốc dài tơ, đồng thời xây dựng mơ hình điều khiển chuyển số phần mềm Matlab - Stateflow Thực mơ hệ thống mơ hình ô tô sử dụng hộp số tự động có bốn cấp số để đánh giá thuật toán điều khiển mơ hình điều khiển chuyển số Abstract Keywords: Control unit; Gear shift change; Automatic transmission; Automobile; Control algorithm Automatic gearboxes have been being used extensively in automobiles, in which planetary gearboxes with fixed gear ratios are widely used The procedure of automatic transmission control is a complicated process that requires a control algorithm that is suitable for operating modes The article proposes a control algorithm for gear shifting based on the degree of wide open throttle and the long-run velocity of the automobile, as well as a model of digital shifting controller by using Matlab – Stateflow software An automobile model simulation was exected on a four-speed automatic gearbox to evaluate the control algorithm and the model of digital shift controller Ngày nhận bài: 19/7/2018 Ngày nhận sửa: 04/9/2018 Ngày chấp nhận đăng: 15/9/2018 ĐẶT VẤN ĐỀ Trên giới, hộp số tự động lắp đặt phổ biến xe tơ Trong hộp số tự động sử dụng cặp bánh hành tinh chiếm đa số Hiện nay, hộp số tự động tiếp tục nghiên cứu hoàn thiện theo hướng tăng số cấp, nâng cao chất lượng điều khiển thuật toán Tuy nhiên, việc nghiên cứu hộp số tự động nước hạn chế, đặc biệt thuật toán điều khiển điều khiển chuyển số HỘI NGHỊ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ TỒN QUỐC VỀ CƠ KHÍ LẦN THỨ V - VCME 2018 Hộp số tự động tơ có riêng điều khiển, hoạt động theo thuật toán điều khiển phức tạp dựa nhiều thông số đầu vào khác Tuy nhiên nhà sản xuất không cơng bố chi tiết thuật tốn điều khiển, việc nghiên cứu, tiếp cận với công nghệ điều khiển hộp số tự động gặp nhiều khó khăn Trong giới hạn nghiên cứu, báo đề xuất thuật toán điều khiển chuyển số hộp số tự động kiểu có cấp số cố định (sử dụng cặp bánh hành tinh) dựa tín hiệu mức độ đạp ga (độ mở bướm ga) vận tốc ô tô Trong nội dung nghiên cứu sử dụng mơ hình điều khiển chuyển số hộp số tự động xây dựng phần mềm mô Matlab – Stateflow dựa thuật toán điều khiển đề xuất Sau kết hợp, kế thừa với mơ hình mơ động nhiệt, mơ hình hộp số, biến mơ, mơ hình tơ … từ Matlab để hệ thống hồn thiện Tiến hành mơ hoạt động toàn hệ thống nhằm đánh giá thuật tốn điều khiển mơ hình điều khiển hộp số tự động ĐỀ XUẤT THUẬT TOÁN ĐIỀU KHIỂN CHUYỂN SỐ Giải thiết trường hợp chuyển số hộp số đặt chế độ chuyển số tự động (số D – Drive) Thuật toán chuyển số xây dựng dựa hộp số tự động có bốn cấp số, sử dụng tín hiệu mức độ đạp ga (độ mở bướm ga) vận tốc ô tô để định thời điểm chuyển số Điều khiển tăng số: Thuật toán điều khiển tăng số xây dựng Bắt đầu theo phng phỏp so sỏnh iu kin ỳng sai hai thông số độ mở bướm ga vận tốc tơ với Vµo sè D ngưỡng tính tốn, thể Hình [1] Sai Sai Møc ga > a% Møc ga > b% Khi hệ thống bắt đầu hoạt động vào §óng §óng mức độ mở bướm ga thực trình điều khiển chuyển số Trong trường hợp độ mở bướm ga lớn Sè Sè mức a% (ví dụ 80%), hệ thống tiếp tục vào Sai Sai vận tốc dài tơ để thực q trình Vận v>v v>v tốc ô tô tăng dần, đến thời điểm vận tốc lớn §óng §óng mức v1a hộp số chuyển từ số lên số 2, sau Sè Sè thời gian vận tốc lớn mức v2a hộp số chuyển từ số lên số Nếu với mức độ đạp ga đủ Sai Sai v>v v>v để vận tốc vượt mức v3a hộp số chuyển từ số §óng §óng lên số giữ số Sè Sè Trường hợp độ mở bướm ga khoảng lớn mức b% (ví dụ mức 50%), nhỏ mức a% Sai Sai (80%), hệ thống tiếp tục vào vận tốc ô v>v v>v tô để điều khiển chuyển số Nếu vận tốc lớn mức §óng §óng v1b hộp số chuyển từ số lên số 2, sau thời Sè Sè gian vận tốc lớn mức v2b hộp số chuyển từ số lên số Nếu với mức độ đạp ga đủ để vận Hình Sơ đồ thuật toán điều khiển tốc vượt mức v3b hộp số chuyển từ số lên số tăng số giữ số Tương tự mức độ mở bướm ga khác (c, d, e, f ) có thời điểm tăng số khác 1a 1b 2a 2b 3a 3b HỘI NGHỊ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ TỒN QUỐC VỀ CƠ KHÍ LẦN THỨ V - VCME 2018 Các ngưỡng mức ga (a%, b%, c% ) ngưỡng vận tốc dài ô tô (v1a, v2a, v3a, v1b, v2b, v3b ) để thực điều khiển tăng số sơ đồ thuật tốn Hình tính tốn cụ th t bn cỏc im chuyn s Bắt đầu Điều khiển giảm số: Thuật toán điều khiển giảm số xây dựng Vµo sè D theo phương pháp so sánh điều kiện sai hai thông số độ mở bướm ga vận tốc ô tơ với Sai Sai ngưỡng tính tốn, thể Møc ga < x% Møc ga < y% Hình [1] §óng §óng Trường hợp độ mở bướm ga nhỏ mức x% (ví Sè Sè dụ 5%), hệ thống tiếp tục vào vận tốc ô tô đề thưc chuyển số Nếu vận tốc nhỏ mức v3x Sai Sai v