Tiến hành xây dựng 4 khối Simulink chính đó là khối đợng cơ (Engine), khối hộp số tự động (4 cấp), khối bộ biến mô (Torque Converter), khối bộ truyền hành tinh (Gearset and Shift Mechanism), khối bộ cơ cấu chấp hành (Vehicle).
Đầu tiên trong khối Engine, đầu vào là tín hiệu góc mở bướm ga và đầu ra là số
vòng quay động cơ, động cơ được nối với bánh bơm của bợ biến mơ. Ta có:
Phương trình 1
Iei 𝑁𝑒̇= Te - Ti Trong đó:
Ne = Tốc đợ đợng cơ (rpm);
Iei = Momen qn tính của đợng cơ và cánh bơm;
Te = f1(góc mở bướm ga, Ne ) = Momen xoắn của động cơ; Ti = Momen của bánh bơm.
Trong khối Torque Converter, cụ thể, khối biến mơ sẽ nhận tín hiệu đầu vào
số vòng quay đợng cơ và cho ra tín hiệu đầu ra là momen bánh bơm của biến mơ. Vì thế nó sẽ áp dụng phương trình 2 để giải quyết bài tốn trong khối biến mơ này.
Phương trình 2
Ti = (Ne / K) 2 Trong đó:
K = f2 (Nin / Ne) = Công suất hoặc hệ số K;
Nin = Tốc độ tuabin = Tốc độ đầu vào của hộp số; Tt = RTQTi = Momen tuabin;
RQT = f3(Nin / Ne ) = Hệ số khuếch đại momen .
Khối Gearset and Shift Mechanism, sẽ gồm có 2 đầu vào gồm mợt tín hiệu
momen bánh tuabin từ bợ biến mơ và tín hiệu điều khiển lựa chọn tỉ số truyền từ khối cơ sở TCU (transmission control unit). Sau đó qua áp dụng phương trình 3 sẽ cho ra giá trị momen của hợp số hành trình này.
Phương trình 3
Tout = RRTTin Nin = RRTNout Trong đó:
RTR = f4 (gear);
Tin , Tout = momen đầu vào, đầu ra của hộp số; Nin , Nout = tốc độ đầu vào, đầu ra;
RRT = Tỷ số truyền.
Khối Vehicle, sẽ có đầu vào là giá trị điều khiển lực phanh và đầu ra của hợp
Phương trình 4
Iv 𝑁𝑤̇ = Rfd (Tout - Tload ) Trong đó:
Iv = qn tính xe; Nw = tốc đợ bánh xe; Rfd = final drive ratio;
Tload = f5 (Nw) = Momen cản tổng.
Momen cản bao gồm lực cản lăn, lực cản khí đợng học và lực phanh.
Phương trình 5
Tload = sgn (mph) (Rload0 + Rload2mph2 + Tbrake ) Trong đó:
Tload = momen tải; Tbrake = momen phanh;
Rload0 ,Rload2 = ma sát và hệ số cản khí đợng học; mph = vận tốc tuyến tính của xe.
Stateflow là một công cụ để thiết kế logic tuần tự. Thiết kế có thể được thể hiện bằng đồ họa bằng cách sử dụng biểu đồ, trạng thái … Stateflow được sử dụng để đáp ứng các thay đổi tức thời. Trong mơ hình này, Stateflow được sử dụng để mơ phỏng khối Transmission Control Unit, khối này cần hai tín hiệu đầu vào là góc mở bướm ga và tốc độ xe để so sánh các giá trị nhất định và đưa ra tín hiệu cho việc có quyết định chuyển số hay khơng (dựa vào thuật tốn chuyển số).
Mơ hình xác nhận thời điểm chuyển số dựa trên một sơ đồ. Đối với một độ mở bướm ga nhất định cho mợt số nhất định, chỉ có duy nhất mợt tốc đợ xe duy nhất mà lúc đó xảy ra q trình lên số, tương tự cho quá trình xuống số.
3.1.1 Thuật toán điều khiển chuyển số
Giả thuyết trường hợp chuyển số khi hộp số được đặt ở chế đợ chuyển số tự đợng. Thuật tốn chuyển số được xây dựng dựa trên hộp số tự động năm cấp, sử dụng độ mở bướm ga và vận tốc của ô tô để quyết định thời điểm chuyển số.
3.1.1.1 Điều khiển tăng số
Thuật toán điều khiển tăng số được xây dựng theo phương pháp so sánh điều kiện đúng hoặc sai của hai thông số là độ mở bướm ga và vận tốc của ô tô.
Khi hệ thống bắt đầu hoạt động sẽ căn cứ vào mức độ mở bướm ga thực hiện quá trình điều khiển chuyển số. Trong trường hợp đợ mở bướm ga lớn hơn mức n1 (ví dụ 80%), hệ thống sẽ tiếp tục căn cứ vào vận tốc dài của ơ tơ để thực hiện q trình này. Vận tốc của ô tô tăng dần, đến thời điểm vận tốc lớn hơn mức v1n1 thì hợp số sẽ chuyển từ số 1 lên số 2, sau 1 thời gian nếu vận tốc lớn hơn mức v2n1 thì hợp số sẽ chuyển từ số 2 lên số 3. Nếu với mức đợ đạp ga đó đủ để vận tốc vượt mức v3n1 thì hợp số sẽ chuyển từ số 3 lên số 4. Nếu vận tốc vượt mức v4n1 thì hợp số tiếp tục chuyển từ số 4 lên số 5, và nếu với mức đợ đạp ga đó đủ để vận tốc vượt mức v5n1 thì hợp số sẽ chuyển từ số 5 lên số 6 và giữ ở số này.
Trường hợp độ mở bướm ga ở trong khoảng lớn hơn mức n2 (ví dụ mức 50%), nhỏ hơn mức n1 (80%), hệ thống sẽ tiếp tục căn cứ vào vận tốc của ô tô để điều khiển chuyển số. Nếu vận tốc lớn hơn mức v1n2 thì hợp số sẽ chuyển từ số 1 lên số 2, sau 1 thời gian nếu vận tốc lớn hơn mức v2n2 thì hợp số sẽ chuyển từ số 2 lên số 3. Nếu với mức đợ đạp ga đó đủ để vận tốc vượt mức v3n2 thì hợp số sẽ chuyển từ số 3 lên số 4. Nếu tốc đợ vượt q v4n2 thì hợp số sẽ chuyển từ số 4 lên số 5, và nếu vận tốc vượt v5n2 thì hợp số sẽ chuyển từ số 5 lên số 6 và giữ ở số này.
Và hệ thống sẽ tiếp tục căn cứ từng trường hợp cho đến khi độ mở bướm ga lớn hơn mức nn.