Khối điều khiển ga/ phanh được chia làm hai khối con là khối tính toán độ mở bướm ga và khối tính toán lực phanh.
Hình 3. 12. Lưu đồ bộ điều khiển ga/ phanh
Dựa trên gia tốc mong muốn, ta có thể tính toán được lực phanh cần thiết với giá trị gia tốc mong muốn âm và độ mở bướm ga tương ứng với giá trị gia tốc mong muốn dương.
Khối tính toán lực phanh cần thiết được đưa ra theo dựa trên công thức tính toán lực phanh biến đổi theo gia tốc tương ứng. Trong nghiên cứu này, ta đặt giả thiết là trọng lượng xe được phân bố lên hai cầu xe theo tỉ lệ 0.55: 0.45, xe ổn định khi phanh và bỏ qua lực cản không khí Fw.
Công thức xác định lực phanh tổng dựa trên gia tốc mong muốn được xác định một cách đơn giản hóa như sau:
𝐹𝑏 = 𝐺𝑎𝑑𝑒𝑠𝛿 (N) (5) Trong đó, 𝐹𝑏 là lực phanh cần thiết,𝑚là khối lượng của xe, 𝑎𝑑𝑒𝑠là gia tốc mong muốn, 𝛿 là hệ số kể đến ảnh hưởng của các khối lượng quay khi phanh xe.
Từ đó ta tính được lực phanh tại từng cầu xe như sau:
𝐹𝑏1 = 𝐺𝑎
𝐿 𝑎𝑑𝑒𝑠𝛿 (N) (6)
𝐹𝑏2 =𝐺𝑏
𝐿 𝑎𝑑𝑒𝑠𝛿 (N) (7)
Trong đó L là chiều dài cơ sở của xe, a và b lần lượt là khoảng cách dọc
từ trọng tâm xe đến cầu trước và cầu sau.
Mô-đun tính toán độ mở bướm ga điện tử có thể tính toán độ mở bướm ga khi xe ACC cần tăng tốc. Khối tính toán độ mởbướm ga được xác dựa trên
sơ đồ động cơ như trong Hình 9, độ mởbướm ga 𝛾 có thểđược xác định
thông qua phương pháp tra cứu bảng sử dụng momen động cơ 𝑇𝑒 và tốc độ
động cơ 𝑛𝑒 như trong nghiên cứu của Cheng và cộng sự (2016) (Shuo
Cheng, 2016).
Mô hình động lực học theo phương dọc của xe như sau:
{𝑚𝑎𝑑𝑒𝑠 = ∑ 𝐹𝑥1 − ∑ 𝐹𝑟
∑ 𝐹𝑟 = 𝐹𝑤 + ∑ 𝐹𝑥2 (8)
Trong đó, ∑ 𝐹𝑥1 là tổng lực kéo tại cầu trước để xe tăng tốc, ∑ 𝐹𝑟 là tổng lực cản trên xe, 𝐹𝑤 là lực cản không khí, ∑ 𝐹𝑥2 là tổng lực cản lăn tại cầu sau. Với giả thiết không kể đến lực cản không khí và cản lăn. Ta có phương trình rút gọn:
𝑚𝑎𝑑𝑒𝑠 = ∑ 𝐹𝑥1 − ∑ 𝐹𝑥2 (9) Mối quan hệ giữa ∑ 𝐹𝑥1 và mômen đầu ra của động cơ Te như sau:
𝑅 ∑ 𝐹𝑥1 = (𝜔𝑡/𝜔𝑒)𝑖𝑔𝑖𝑚𝑇𝑒 (10)
Trong đó, là giá trị hiệu suất cơ học, (𝜔𝑡/𝜔𝑒) là đặc tính mô men xoắn của biến mô, 𝑖𝑔 và 𝑖𝑚 là tỉ số truyền của hộp số và hộp giảm tốc tương ứng.
Tốc độ động cơ được xác định cảm biến tốc độ động cơ và mô men đầu ra của động cơ cũng được tính toán dựa trên gia tốc mong muốn. Qua đó, ta xác định được độ mở bướm ga tương ứng.
Hình 3. 13. Đồ thị độ mở bướm ga theo tốc độ động cơ
Điều khiển bướm ga cơ học được thay thế bằng hệ thống điều khiển bướm ga điện tử. Thuật toán điều khiển độ mở bướm ga là điều khiển tỷ lệ và dẫn xuất.
Bộ điều khiển ga/ phanh đưa ra độ mở bướm ga và lực phanh cần thiết đến xe ACC, gia tốc và vận tốc thực tế sẽ là tín hiệu phản hồi để quay trở lại tính toán cho các vòng lặp sau.