CHƯƠNG 3 : THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN TRÊN SIMULINK
3.3.2. Mơ hình hóa hệ thống TCS Matlab Simulink
Xe tăng tốc khi mở bướm ga, nhờ vào các cảm biến tốc độ, tốc độ bánh xe và tốc độ xe sẽ được gửi vào bộ điều khiển TCS, bộ điều khiển TCS xử lý thơng tin từ tín hiệu truyền tới rồi tín hiệu qua bộ truyền động phanh. Thơng tin tín hiệu áp suất xy lanh chính truyền trực tiếp tới bộ truyền động phanh. Sau đó bộ phân truyền động phanh sẽ xử lý thông tin để điều khiên áp suất ở 4 bánh xe.
Hình 3.12. Sơ đồ khối bộ điều khiển hệ thống TCS
Khối Process:
Đầu vào gồm: Tín hiệu điều khiển giảm momen động cơ của ESC (IMP_ESC_ENGINE_CON_STATE), tín hiệu điều khiển momen động cơ của ESC (IMP_MENGINE_ESC_REQUEST), áp suất phanh tại các bánh xe (IMP_PBK_L1/R1/L2/R2)
Hình 3.14. Đầu vào khối Process
Đầu ra gồm: tốc độ của các bánh xe (Vx_L1/R1/L2/R2), tốc độ xe (Vx_SM), momen trục khuỷu động cơ (M_Eng_In), momen trục khuỷu yêu cầu bởi tài xế (M_Eng_Rq)
Hình 3.15. Đầu ra khối Process
Khối Controller:
Hình 3.17. Sơ đồ khối tính toán độ trượt và kiểm soát vận tốc xe
Sau khi tính tốn độ trượt (khi phanh) ở mỗi bánh xe, ta truyền vào bộ Relay (ON/OFF) được chia ra thành hai phần là bánh xe ở phía trước và bánh xe ở phía sau. Trong đó, ‘1’ là nhả lực phanh, ‘-1’ là tác dụng lực phanh vào. Sau đó đi qua bộ Speed Limit, bộ này có nhiệm vụ kiểm sốt tốc độ xe thơng qua tín hiệu ON/OFF của Relay và tín hiệu tăng (‘-1’ là tác dụng thêm lực phanh) và ở bộ này cài đặt tốc độ xe dưới 1,5 km/h thì bộ điều khiển ABS khơng hoạt động nữa. Từ bộ Speed Limit truyền tín hiệu (ON/OFF) tới bộ điều khiển 4 bánh xe qua bộ truyền động phanh.
Hình 3.18. Sơ đồ tính áp suất phanh đến các bánh xe
Áp suất xy lanh chính (Master Cylinder Pressure) có giá trị lớn nhất 10MPa sẽ được truyền đến các bánh xe thông qua khối MUX. Từ những giá trị độ trượt khác nhau mà ta sẽ có những M/C Pressure khác nhau thơng qua khối Look–up Table. Sau đó, áp suất này sẽ đi lần lượt đến các bánh xe.
Hình 3.19. Khối xử lý tín hiệu ESC
Hệ thống ESC sẽ nhận yêu cầu của xe mà phân tích để điều chỉnh momen ra cho cần thiết. Trong đó nếu “max” tín hiệu điều khiển 4 bánh xe bé hơn 0,001 thì sẽ giảm momen thông qua khối Transfer Fcn (hệ số trước s là thời gian trễ của cơ cấu cơ khí để điều chỉnh), từ đó momen tại đầu ra của “ESC request” sẽ tăng. Sau đó tổng của 2 giá trị momen của xe và giá trị cần thay đổi sẽ được gửi đến Process (Carsim S-Function).
Khối Actuator:
Hai tín hiệu điều khiển và áp suất phanh từ bộ phận điều khiển sẽ được gửi trực tiếp đến cơ cấu chấp hành.
Hình 3.20. Sơ đồ khối Actuator
Bộ điều khiển phanh sau khi xử lí cơ bản hệ thống phanh đến mỗi bánh xe thơng qua khối demux thì sẽ chia tín hiệu ra mỗi bánh xe theo thứ tự bánh phía trước bên trái (L1), bánh phía trước bên phải (R1), bánh phía sau bên trái (L2) và bánh phía sau bên phải (R2) tất cả phải đi qua Relay để đưa tín hiệu về hai tín hiệu “0” và “1” trong hệ thống phanh và qua bộ “Gain” để phân biệt phía sau và trước. Sau đó tín hiệu đó nhân với áp suất xy lanh chính từ bộ điều khiển gửi qua, sau đó đi tới Transfer Fcn là hàm truyền thể hiện sự biến đổi
để nhận được áp suất xy lanh bánh xe W/C cylinder với độ trễ (0,2) của cơ cấu cơ học (Thủy lực) của dầu truyền đến các cơ cấu phanh của bánh xe.
CHƯƠNG 4: MÔ PHỎNG HỆ THỐNG TRÊN PHẦN MỀM SIMULINK/CARSIM
Để kết luận trực quan về kết quả hệ thống ta tiến hành đưa hệ thống điều khiển đã thiết kế Simulink vào Carsim để tiến hành mơ phỏng. Hệ thống có thể hoạt động khác với thực tế tuy nhiên nó cũng phản ánh đúng với các phương pháp điều khiển đã thiết lập.
4.1. Các trường hợp mô phỏng hệ thống ABS bằng Simulink/Carsim