ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HỒ CHÍ MINH

  

Nguyễn Trọng Thức

ĐIỀU KHIỂN BƯỚM GA ĐIỆN TỬ THÔNG MINH
VÀ HỆ THỐNG CHẠY TỰ ĐỘNG TRÊN ÔTÔ
ỨNG DỤNG LÝ THUYẾT LOGIC MỜ LOẠI 2

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Tp HCM 12/2010


CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH
Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS.TS Dương Hoài Nghĩa
Cán bộ chấm nhận xét 1: PGS.TS Nguyễn Thị Phương Hà
Cán bộ chậm nhận xét 2: TS Trương Đình Châu
Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG TP.HCM
ngày 04 tháng 01 năm 2011
Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:
1. PGS.TS Nguyễn Thị Phương Hà
2. TS Nguyễn Vĩnh Hảo
3. TS Hồ Phạm Huy Ánh
4. TS Nguyễn Thanh Phương
5. TS Trương Đình Châu
Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Bộ môn quản lý chuyên ngành sau

khi luận văn đã được sửa chữa.
Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV

Bộ môn quản lý chuyên ngành


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH

ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC
Tp. HCM, ngày … tháng … năm 2010

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SỸ
Họ tên học viên: Nguyễn Trọng Thức

Phái : Nam

Ngày, tháng, năm sinh: 01-02-1979

Nơi sinh: Long An

Chuyên ngành: Tự Động Hóa

MSHV: 01508351

TÊN ĐỀ TÀI:


I-

ĐIỂU KHIỂN BƯỚM GA ĐIỆN TỬ THÔNG MINH VÀ HỆ THỐNG CHẠY
TỰ ĐỘNG TRÊN ÔTÔ ỨNG DỤNG LÝ THUYẾT LOGIC MỜ LOẠI 2.
II-

NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:
 Nghiên cứu lý thuyết về bướm ga điện tử - thông minh và hệ thống chạy tự
động trên ôtô.
 Nghiên cứu lý thuyết logic mờ loại 2.
 Xây dựng mơ hình tốn cho bộ chấp hành bướm ga điện tử.
 Thiết kế, thi công, thử nghiệm hệ thống trên thực tế.

III-

NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: ...........................

IV-

NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: ........... …………..

V-

HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS.TS Dương Hoài Nghĩa

Nội dung và đề cương luận văn thạc sỹ được Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua.
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN

(Họ tên và chữ ký)


QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH

KHOA QLCHUYÊN NGÀNH
(Họ tên và chữ ký)


Lời cảm ơn

Nhóm thực hiện xin chân thành cảm ơn tất cả quý thầy cô
trường Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh đã tận tình giảng dạy
và truyền đạt kiến thức cũng như những kinh nghiệm quý báu
trong hơn hai năm vừa qua.
Nhóm xin gửi lời cảm ơn chân thành đến q thầy trong
Bộ mơn Tự động hóa đã giúp đỡ chúng em trong quá trình thực
hiện luận văn này.
Đặc

biệt

nhóm

xin

cảm

ơn

thầy

hướng


dẫn

PGS.TS Dương Hồi Nghĩa đã tận tình giúp đỡ nhóm trong suốt
quá trình thực hiện luận văn.
Cuối cùng là lời cảm ơn sâu sắc đến gia đình, người thân
và bạn bè đã động viên khích lệ và tạo mọi điều kiện thuận lợi để
nhóm hồn thành nhiệm vụ được giao.

Nhóm thực hiện


TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ
TÓM TẮT: Bài viết này mô tả thiết kế bộ điều khiển hỗ trợ chạy tự động (CCS) dùng
logic mờ loại 2 cho xe Toyota VIOS 2010. Hệ thống này giúp tài xế lái xe sẽ đỡ vất vả
khi xe chạy đường dài vì khơng cần phải đạp và giữ ga, thay vào đó hộp điều khiển sẽ
tự động thay đổi ga một cách hợp lý để đạt được tốc độ mà tài xế đặt trước, đồng thời
với lượng ga được điều chỉnh hợp lý sẽ tiết kiệm nhiên liệu, giảm ô nhiễm môi trường.
Dựa vào kinh nghiệm lái xe của các tài xế và kỹ thuật lái xe tiết kiệm nhiên liệu,
những người thực hiện đã chọn tập mờ ngõ vào vận tốc, gia tốc và tập mờ ngõ ra điều
khiển bướm ga. Kết quả thực nghiệm cho thấy hệ thống làm việc tốt và độ thay đổi
bướm ga hợp lý nên giảm tiêu hao nhiên liệu.
ABSTRACT: This paper described the design controller supporting autorun using the
type 2 fuzzy logic for Toyota Vios 2010. This system helps the driver in the case of
driving long distance no need to keep the pedal, instead, the electronic control box will
automatically adjusts a throttle with a reasonable way to achieve the setting speed. As
a result, amount of gas will be saved fuel and reduced pollution. Based on the
experience of saving fuel such as the drivers, driving techniques, speed error
membership function, acceleration membership function input, and fuzzy controller
output for throttle, the experimental results show that the system worked well and

reduced the fuel.


Mục lục

MỤC LỤC
Phần I Mở đầu
1. Đặt vấn đề ........................................................................................... 2
2. Mục tiêu - nhiệm vụ nghiên cứu ......................................................... 3
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ....................................................... 3
4. Phương pháp và phương tiện nghiên cứu ............................................ 3
Phần II Nội dung
Chương 1 Hệ thống điều khiển bướm ga điện tử thông minh (Electronic
Throttle Control System-intelligent ETCS-i)
1.1 Tổng quát về hệ thống ETCS-i ...................................................... 5
1.2 Cấu tạo hệ thống ETCS-i .............................................................. 5
1.3 Sơ đồ hệ thống ETCS-i ............................................................... 11
1.4 Các chế độ điều khiển hệ thống ETCS-i ....................................... 11
Chương 2 Hệ thống chạy tự động trên ôtô (Cruise Control System CCS)
2.1 Tổng quát về hệ thống CCS ......................................................... 13
2.2 Cấu tạo hệ thống CCS .................................................................. 13
2.3 Sơ đồ hệ thống CCS ..................................................................... 15
2.4 Các chế độ điều khiển hệ thống CCS ........................................... 16
Chương 3 Lý thuyết logic mờ loại 2
3.1 Cấu trúc bộ điều khiển mờ ............................................................ 17
3.2 Thiết kế PID mờ ........................................................................... 19
3.3 Giới thiệu về logic mờ loại 2 ......................................................... 20
3.4 Thiết kế hệ thống thông minh dùng Logic mờ 2 ............................ 25
3.5 Hệ thống điều khiển Logic mờ loại 2 ............................................ 31
Chương 4 Thiết kế điều khiển

4.1 Thiết kế điều khiển ETCS-i .......................................................... 33
4.2 Thiết kế điều khiển CCS .............................................................. 45
Chương 5 Thiết kế mơ hình hệ thống
5.1 Thiết kế mơ hình hệ thống ECTS-i ............................................... 53
5.2 Thiết kế mơ hình hệ thống CCS ................................................... 54
5.3 Thiết kế mạch điều khiển ............................................................. 56

Luận văn thạc sĩ


Mục lục

Chương 6 Thiết kế phần mềm thử nghiệm và đánh giá kết quả
6.1 Thử nghiệm hệ thống ETCS-i ...................................................... 64
6.2 Thử nghiệm hệ thống CCS ........................................................... 66
Phần III Kết luận – hướng phát triển ....................................................... 69
Phần IV Phụ lục – tài liệu tham khảo ....................................................... 70

Luận văn thạc sĩ


Phần I: Mở đầu

PHẦN I:
MỞ ĐẦU

Luận văn thạc sĩ

Trang 1



Phần I: Mở đầu

1 Đặt vấn đề
Ngày nay cùng với xu hướng phát triển chung của thế giới, nền công
nghiệp ôtô phát triển nhanh chóng để đáp ứng nhu cầu của người sử dụng và
cùng với sự ứng dụng mạnh mẽ của kỹ thuật điều khiển tự động vào ôtô đã dần
thay thế cho các cơ cấu điều khiển bằng cơ khí vốn khơng chính xác và địi hỏi
thường xun phải sửa chữa, bảo dưỡng định kỳ.
Trên ôtô ngày càng có nhiều hệ thống điều khiển bằng điện tử, điều đó
đã đem lại cho ơtơ một số thuận lợi trong điều khiển, trong sửa chữa, bảo
dưỡng và trên hết là sự điều khiển bằng các hệ thống điện tử được thực hiện
một cách chính xác và ổn định đã giúp cho ơtơ phát ra ít chất thải độc hại gây
ơ nhiễm môi trường, kinh tế về nhiên liệu và kiểm sốt được từng chế độ hoạt
động trên ơtơ…
Hệ thống điều khiển bướm ga bằng điện tử - thông minh (Electronic
Throttle Control System-intelligent ETCS-i) là một hệ thống điều khiển bằng
điện tử được trang bị trên hầu hết ôtô hiện đại ngày nay nhằm đem lại cho ôtô
những ưu điểm nổi bật đã kể trên.
Việc điều khiển bằng điện tử đã giúp cho điều khiển bướm ga trở nên ổn
định và chính xác hơn, do đó hệ thống điều khiển bướm ga điện tử đã dần thay
thế cho các loại bướm ga truyền thống điều khiển bằng dây cáp.
Hệ thống điều khiển bướm ga bằng điện tử có một số ưu điểm là ít điều
chỉnh, ít bảo dưỡng, giảm thiểu được lượng khí hại độc hại gây ơ nhiễm mơi
trường ... so với việc sử dụng bướm ga thông thường.
Song song với những lợi ích kể trên, điều khiển điện tử sẽ giúp cho việc
phối hợp với các hệ thống tiện ích khác một cách dễ dàng. Ví dụ như phối hợp
với hệ thống kiểm soát lực kéo, hệ thống điều khiển cầm chừng, ổn định động
học của ôtô.
Một hệ thống cũng khá tiện ích trong việc phối hợp này là hệ thống chạy

tự động. Với hệ thống này thì tài xế khi lái xe sẽ đỡ vất vả khi xe chạy đường
dài vì khơng cần phải đạp và giữ ga vì hộp điều khiển sẽ tự động thay đổi ga
để đạt được tốc độ mà tài xế đặt trước.
Nói tóm lại, khi ứng dụng công nghệ mới vào ôtô sẽ mang lại rất nhiều
lợi ích. Tuy nhiên, việc điều khiển sẽ khá phức tạp và địi hỏi độ chính xác và
an toàn cao. Muốn vậy, người nghiên phải khảo sát mơ hình một cách chính
xác và tỉ mỉ. Điều này sẽ rất khó đối với một mơ hình cụ thể là ơtơ vì có nhiều
tác nhân bên ngồi tác động vào và khó để đưa ra mơ hình tốn học hoàn
chỉnh.

Luận văn thạc sĩ

Trang 2


Phần I: Mở đầu

Vì vậy, người thực hiện đã bắt tay vào nghiên cứu đề tài “Điều khiển
bướm ga điện tử thông minh và hệ thống chạy tự động trên ôtô ứng dụng lý
thuyết logic mờ loại 2” nhằm tạo ra tiện ích nói trên và giải quyết được vấn đề

điều khiển khá phức tạp.

2 Mục tiêu - nhiệm vụ nghiên cứu
Mục tiêu đề tài là ứng dụng các lý thuyết đã được học và lý thuyết về
logic mờ loại 2 để có thể tạo ra bộ điều khiển có khả năng điều khiển bướm ga
một cách thông minh theo nhiều chế độ để tạo ra cảm giác lái xe dễ dàng, an
toàn và thoải mái cho người điều khiển và đồng thời cho phép người điều
khiển xe lái xe với tốc độ xe đặt trước mà không cần điều khiển ga.


3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Nghiên cứu về hệ thống điều khiển bướm ga trên ôtô, nghiên cứu hệ
thống chạy tự động trên ôtô, nghiên cứu phần mềm lập trình Vi điều khiển,
phần mềm mơ phỏng MATLAB, phần mềm LabVIEW để giao tiếp khảo sát và
thu thập dữ liệu.

4 Phương pháp và phương tiện nghiên cứu
 Phương pháp nghiên cứu:
- Tham khảo tài liệu: đọc nhiều tài liệu về động cơ ôtô, hoạt động
xe, các chế độ điều khiển. Các tài liệu về kỹ thuật điện tử, vi mạch,
vi điều khiển. Các tài liệu trên mạng, sách báo… Ngồi ra, để thực
hiện có hiệu quả, những người thực hiện còn trao đổi với bạn bè,
đồng nghiệp, học tập kinh nghiệm ở thầy cô và những người đi
trước.
- Quan sát: tìm hiểu quá trình hoạt động của động cơ ôtô, xe ôtô.
- Thực nghiệm: lắp đặt trên xe và viết chương trình thử nghiệm.
 Phương tiện nghiên cứu:
- Phương tiện sử dụng để thu thập tài liệu: sách giáo khoa, mạng
Internet, máy tính PC, …
- Phương tiện phục vụ thí nghiệm: xe ơtơ, máy tính xách tay, mạch
nạp Vi điều khiển và card điều khiển thu thập dữ liệu.

Luận văn thạc sĩ

Trang 3


Chương 1: Hệ thống điều khiển bướm ga điện tử thông minh ECTS-i

PHẦN II:

NỘI DUNG

Luận văn thạc sĩ

Trang 4


Chương 1: Hệ thống điều khiển bướm ga điện tử thông minh ECTS-i

Chương 1: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN BƯỚM GA ĐIỆN TỬ THÔNG MINH
(Electronic Throttle Control System-intelligent ETCS-i)
1.1 Tổng quát về hệ thống ETCS-i
Hệ thống điều khiển bướm ga điện tử thông minh (ETSC-i – Electronic
Throttle System Control- intelligent) là một hệ thống điều khiển bằng điện được
nối trực tiếp giữa bàn đạp ga với cánh bướm ga. Tuy hệ thống điều khiển bướm
ga bằng điện tử đã được đề xuất nghiên cứu trong gần một thập kỷ vừa qua
nhưng nó chỉ mới được đưa vào ứng dụng trong vài năm gần đây.
Góc mở của bướm ga thơng thường được điều khiển trực tiếp bằng dây cáp
nối từ bàn đạp ga đến bướm ga để mở và đóng nó.
Trong hệ thống ETCS-i, dây cáp được loại bỏ, và ECU động cơ dùng motor
điều khiển bướm ga để điều khiển góc mở của bướm ga đến một giá trị tối ưu
tương ứng với mức độ đạp bàn đạp ga.
Ngồi ra, góc mở của bàn đạp ga được nhận biết bằng cảm biến vị trí bàn
đạp ga, và góc mở của bướm ga được nhận biết bởi cảm biến vị trí bướm ga. Hệ
thống ETCS-i bao gồm :
 Cảm biến vị trí bàn đạp ga
 ECU (Electronic Control Unit)
 Cổ họng gió bao gồm :
- Bướm ga
- Motor điều khiển bướm ga

- Cảm biến vị trí bướm ga và các bộ phận khác
Hệ thống ETCS-i còn kết hợp với các hệ thống khác như:
 Hệ thống điều khiển tốc độ cầm chừng (ISC)
 Hệ thống điều khiển chạy tự động (CCS)
 Hệ thống kiểm soát lực kéo ( TRAC / A-TRAC)
 Hệ thống ổn định động học của ôtô (VSC)
1.2 Cấu tạo hệ thống ETCS-i
1.2.1 Cổ họng gió
1.2.1.1 Cấu tạo
 Cổ họng gió bao gồm bướm ga, cảm biến vị trí bướm ga, motor điều khiển
bướm ga.
 Cảm biến vị trí bướm ga được lắp trên thân của bướm ga, để nhận biết góc
mở của bướm ga
 Motor bướm ga ứng dụng một motor điện một chiều (DC) có độ nhạy tốt
và tiêu thụ ít năng lượng. Motor bướm ga dùng để đóng và mở bướm ga,
một lị xo hồi vị để trả bướm ga về một vị trí cố định.

Luận văn thạc sĩ

Trang 5


Chương 1: Hệ thống điều khiển bướm ga điện tử thơng minh ECTS-i

Hình 1.1: Cấu tạo bướm ga điện tử
Luận văn thạc sĩ

Trang 6



Chương 1: Hệ thống điều khiển bướm ga điện tử thông minh ECTS-i

1.2.1.2 Hoạt động
 ECU điều khiển độ lớn và hướng dòng điện chạy đến motor điều khiển
bướm ga, làm quay hay giữ motor, đồng thời đóng và mở bướm ga thơng
qua một cụm bánh răng giảm tốc.
 Góc mở của bướm ga thực tế được cảm biến vị trí bướm ga kiểm sốt, và
các thơng số điện áp đó được phản hồi về cho ECU.
 Tuy nhiên, khi dịng điện khơng đến được motor thì lị xo hồi vị sẽ mở
bướm ga đến một vị trí cố định (khoảng 25%). Khi xe hoạt động ở chế độ
không tải thì bướm ga được đóng lại nhỏ hơn so với vị trí cố định trên.
 Khi ECU phát hiện thấy có sự cố trục trặc, nó bật đèn báo hư hỏng trên
đồng hồ tableau, cùng lúc đó ECU sẽ cắt dịng điện đến motor, nhưng do
góc mở bướm ga được giữ ở khoảng 25% nên xe vẫn có thể chạy được
đến nơi an tồn.

Hình 1.2: Cấu tạo cảm biến vị trí bướm ga
Luận văn thạc sĩ

Trang 7


Chương 1: Hệ thống điều khiển bướm ga điện tử thơng minh ECTS-i

 Cảm biến vị trí bướm ga biến đổi góc mở bướm ga thành điện áp, được
truyền đến ECU là tín hiệu mở bướm ga (VTA1 và VTA2).
 Cảm biến vị trí bướm ga gồm có các mạch IC Hall làm bằng các phần tử
Hall và các nam châm quay quanh chúng. Các nam châm được lắp ở trên
trục bướm ga và quay cùng với bướm ga.
 Khi bướm ga mở:

- Các nam châm quay cùng một lúc, và các nam châm này thay đổi
vị trí của chúng.
- Vào lúc đó, IC Hall phát hiện sự thay đổi từ thơng gây ra bởi sự
thay đổi của vị trí nam châm và tạo ra điện áp ra của hiệu ứng Hall
từ các cực VTA1 và VTA2 theo mức thay đổi này. Tín hiệu này
được truyền đến ECU như tín hiệu mở bướm ga.
 Cảm biến này không chỉ phát hiện chính xác độ mở của bướm ga, mà cịn
sử dụng phương pháp khơng tiếp xúc và có cấu tạo đơn giản, vì thế nó
khơng dễ bị hỏng. Ngồi ra, để duy trì độ tin cậy của cảm biến này, nó
phát ra các tín hiệu từ hai hệ thống có các tính chất khác nhau.
1.2.2 Cảm biến bàn đạp ga
1.2.2.1 Cấu tạo

Hình 1.3: Cấu tạo bàn đạp ga điện tử

Luận văn thạc sĩ

Trang 8


Chương 1: Hệ thống điều khiển bướm ga điện tử thơng minh ECTS-i

1.2.2.2 Ngun lý hoạt động

Hình 1.4: Cấu tạo và đặc tính cảm biến bàn đạp ga
 Cảm biến vị trí của bàn đạp ga biến đổi mức đạp xuống của bàn đạp ga
(góc) thành một tín hiệu điện được chuyển đến ECU động cơ. Ngoài ra, để
đảm bảo độ tin cậy, cảm biến này truyền các tín hiệu từ hai hệ thống có
các đặc điểm đầu ra khác nhau.


Hình 1.5: Nguyên lý cảm biến Hall

Luận văn thạc sĩ

Trang 9


Chương 1: Hệ thống điều khiển bướm ga điện tử thơng minh ECTS-i

Hình 1.6: Ngun lý cảm ứng từ Hall
 Để đảm bảo độ tin cậy cao hơn, phải cung cấp một mạch điện độc lập cho
từng hệ thống một.

Hình 1.7: Phương pháp đấu dây và đặc tính cảm biến bàn đạp ga

Luận văn thạc sĩ

Trang 10


Chương 1: Hệ thống điều khiển bướm ga điện tử thơng minh ECTS-i

1.3 Sơ đồ hệ thống ETCS-i

Hình 1.8: Sơ đồ hệ thống ETCS
1.4 Các chế độ điều khiển hệ thống ETCS-i
 Điều khiển theo chế độ lái xe: chế độ này được tài xế thay đổi bởi công tắc
- Điều khiển ở chế độ bình thường: là chế độ điều khiển cơ bản để
duy trì sự cân bằng giữa tính dễ vận hành và chuyển động êm.
- Điều khiển ở chế độ đường tuyết: Chế độ điều khiển này giữ cho

góc mở bướm ga nhỏ hơn so với chế độ bình thường để tránh trượt
khi lái xe trên dường trơn trượt, cũng như trên đường có tuyết.
- Điều khiển ở chế độ công suất cao: Chế độ này điều khiển bướm
ga mở lớn hơn so với chế độ bình thường. Do đó, chế độ này mang
lại cảm giác động cơ tiếp nhận ngay với thao tác đạp ga và xe vận
hành mạnh mẽ hơn so với chế độ thường.

Hình 1.9: Đặc tính điều khiển theo chế độ người lái
Luận văn thạc sĩ

Trang 11


Chương 1: Hệ thống điều khiển bướm ga điện tử thông minh ECTS-i

 Điều khiển moment truyền lực chủ động
- Chế độ điều khiển này làm cho góc mở bướm ga nhỏ hơn hay lớn
hơn so với bàn đạp ga để duy trì tính tăng tốc êm dịu.
- Đối với những kiểu xe khơng có hệ thống điều khiển momen
truyền lực chủ động, thì bướm ga được mở ra gần như đồng bộ với
chuyển động của bàn đạp ga. Khi đó trong khoảng thới gian ngắn
tạo ra gia tốc dọc xe G tăng tốc đột ngột và sau đó giảm dần.
- Đối với xe có điều khiển momen truyền lực chủ động, bướm ga
được mở ra dần dần sao cho gia tốc dọc xe G tăng dần trong
khoảng thời gian lâu hơn để đảm bảo tăng tốc êm.

Hình 1.10: Điều khiển theo moment truyền lực chủ động
 Điều khiển tốc độ không tải: chức năng này điều khiển bướm ga ở phía
đóng để duy trì tốc độ khơng tải lý tưởng, tốc độ này sẽ được hiệu chỉnh
theo tín hiệu A/C và ALT.

 Điều khiển bướm ga TRAC: Nếu bánh xe chủ động bị trượt quá nhiều, hệ
thống sẽ đóng bướm ga để giảm cơng suất để tăng tính ổn định của xe và
đảm bảo được lực dẫn động.

Luận văn thạc sĩ

Trang 12


Chương 2: Hệ thống điều khiển chạy tự động trên ôtô

Chương 2: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHẠY TỰ ĐỘNG TRÊN ÔTÔ
(Cruise Control System CCS)

2.1 Tổng quát về hệ thống CCS
Hệ thống điều khiển chạy tự động (CCS) duy trì xe chạy tại một tốc độ do lái
xe đặt trước bằng cách điều chỉnh tự động góc mở bướm ga, do đó người lái
khơng cần phải giữ chân ga. Hệ thống CCS đặc biệt có ích khi lái xe liên tục
khơng nghỉ trong nhiều giờ trên đường cao tốc hay đường xuyên quốc gia vắng
người, do người lái có thể thả chân ga đạp ga và xe sẽ chạy ở một tốc độ không
đổi cho dù là lên hay xuống dốc. Nhờ có CCS những chuyến hành trình dài sẽ ít
gây mệt mỏi hơn. Hệ thống CCS được áp dụng nhiều trên những ơtơ Mỹ hơn
những ơtơ Châu Âu, bởi vì những con đường ở Mỹ rộng lớn hơn và nói chung
thẳng hơn.
Với sự phát triển không ngừng của giao thông, hệ thống CCS đang trở thành
hữu ích hơn, những ơtơ đời mới tương lai sẽ được trang bị CCS, nó sẽ cho phép
ơtơ của bạn đi theo ơtơ phía trước nó trong một đồn xe nhờ liên tục điều chỉnh
tăng tốc hoặc giảm tốc để bảo đảm một khoảng cách an tồn. Trong một vài
trường hợp, hệ thống CCS có thể góp phần giảm suất tiêu hao nhiên liệu bằng
cách hạn chế độ lệch của bướm ga.


2.2 Cấu tạo hệ thống CCS

Hình 2.1: Các bộ phận trong hệ thống CCS
Luận văn thạc sĩ

Trang 13


Chương 2: Hệ thống điều khiển chạy tự động trên ôtô

2.2.1 Công tắc chính
 Công tắc chính là 1 nút nhấn mà tài xế sẽ nhấn để chuyển chế độ bật tắt hệ
thống CCS.
2.2.2 Công tắc điều khiển






SET: Đặt tốc độ
COAST: giảm tốc độ đặt (nhấn và giữ)
RESUME: đặt lại tốc độ đã SET nếu trước đó CCS bị hủy tạm thời.
ACCEL hay ACC: tăng tốc độ đặt (nhấn và giữ)
CANCEL: hủy tạm thời CCS

2.2.3 Cảm biến tốc độ
Là cảm biến HALL đặt tại ngõ ra hộp số, cảm biến này gởi tín hiệu về đồng
hồ tableau và tableau sẽ chuyển lại cho CCS.

Với các xe sau này thì khơng cần dùng cảm biến tốc độ mà tốc độ sẽ được
lấy từ ECU ABS được đo trực tiếp từ bánh xe.

Hình 2.2: Các nguồn tín hiệu tốc độ

Luận văn thạc sĩ

Trang 14


Chương 2: Hệ thống điều khiển chạy tự động trên ôtô

2.2.4 Các công tắc hủy chế độ chạy tự động
Công tắc bàn đạp phanh, cơng tắc phanh tay, tín hiệu từ ECU động cơ và
ECU hộp số tự động, công tắc bàn đạp ly hợp (hộp số thường) hoặc công tắc
khởi động số trung gian (hộp số tự động).

Hình 2.3: Các tín hiệu hủy chế độ chạy tự động

2.3 Sơ đồ hệ thống CCS

Luận văn thạc sĩ

Trang 15


Chương 2: Hệ thống điều khiển chạy tự động trên ôtô

2.4 Các chế độ điều khiển hệ thống CCS
 Chức năng thiết lập trạng thái chạy tự động: khi người lái bật chức năng

thiết lập SET khi xe đang chạy ở dải tốc độ 40km/h÷200km/h với cơng tắc
chính đã bật trước, ECU CCS sẽ lưu tốc độ xe vào bộ nhớ và điều khiển
cho xe chạy đúng tốc độ đó.
 Chức năng điều khiển tốc độ không đổi: khối điều khiển sẽ xử lý hồi tiếp
qua bộ điều khiển để điều khiển tốc độ xe bám theo tốc độ đặt.
 Chức năng giảm tốc: Chức năng này được thực hiện bằng cách tài xế nhấn
và giữ nút SET/COAST trong thời gian, CCS sẽ điều khiển đóng bớt
bướm ga để tốc độ xe giảm xuống và ECU CCS sẽ lưu lại tốc độ mới khi
tài xế nhả nút ra. Sau đó, ECU CCS sẽ điều khiển giữ cho xe chạy đúng
tốc độ đã lưu.
 Chức năng tăng tốc: Chức năng này được thực hiện bằng cách tài xế nhấn
và giữ nút RES/ACC trong thời gian, CCS sẽ điều khiển mở thêm bướm
ga để tốc độ xe tăng lên và ECU CCS sẽ lưu lại tốc độ mới khi tài xế nhả
nút ra. Sau đó, ECU CCS sẽ điều khiển giữ cho xe chạy đúng tốc độ đã
lưu
 Chức năng phục hồi: Sau khi chế độ chạy tự động bị hủy tạm thời, tài xế
có thể chạy tự động trở lại bằng cách nhấn nút RESUM nếu tốc độ xe
chưa xuống dưới 40km/h.
 Chức năng kiểm soát tốc độ giới hạn thấp: Giới hạn tốc độ thấp nhất mà
hệ thống CCS có thể thiết lập là khoảng 40km/h. Nếu xe chạy dưới tốc độ
này, hệ thống sẽ tự động hủy và tốc độ thiết lập trong bộ nhớ cũng sẽ bị
xóa và không thể phục hồi.

Luận văn thạc sĩ

Trang 16


Chương 3: Lý thuyết logic mờ loại 2


Chương 3: LÝ THUYẾT LOGIC MỜ LOẠI 2

3.1 Cấu trúc bộ điều khiển mờ
Bộ điều khiển mờ cơ bản gồm có 4 khối: mờ hoá, hệ luật mờ, thiết bị hợp
thành, giải mờ.
Khi ghép bộ điều khiển mờ vào hệ thống, thường ta cần thêm hai khối tiền
xử lý và hậu xử lý.
Hệ luật mờ

e

Tiền
xử lý

Mờ
hoá

Thiết bị
hợp thành

Giải
mờ

Hậu xử
lý

u

Bộ điều khiển mờ cơ bản


Hình 3.1: Mơ hình bộ điều khiển mờ loại 1
3.1.1 Cấ

ộ điều khiển mờ ơ ản

Hình 3.2: Biểu diễn luật mờ.
 Mờ hóa: Biến giá trị rõ đầu vào thành giá trị mờ.
 Hệ luật mờ: Tập các luật “if - then”. Đây chính là bộ não của bộ điều
khiển mờ. Luật mờ có hai dạng: Luật mờ Mandani và luật mờ Sugeno.
 Thiết bị hợp thành: Biến đổi các giá trị đã được mờ hoá ở đầu vào thành
các giá trị đầu ra theo các luật hợp thành nào đó.
 Giải mờ: Biến giá trị đầu ra của khối thiết bị hợp thành thành giá trị rõ.

Luận văn thạc sĩ

Trang 17


Chương 3: Lý thuyết logic mờ loại 2

Thiết bị ghép nối:
 Tiền xử lý: Xử lý tín hiệu trước khi đi vào bộ điều khiển mờ cơ bản:





Lượng tử hoá hoặc làm trịn thết bị đo.
Chuẩn hố hoặc chuyển tỉ lệ giá trị đo vào tầm giá trị chuẩn.
Lọc nhiễu.

Lấy vi phân hay tích phân.

 Hậu xử lý: Xử lý tín hiệu ngõ ra của bộ điều khiển mờ cơ bản
 Chuyển tỉ lệ giá trị ngõ ra của bộ điều khiển mờ cơ bản thành
giá trị vật lý.
 Đôi khi dùng thêm khâu tích phân.
Ng yên lý điều khiển mờ

3.1.2

luật điều khiển

e

Giao diện
đầu vào

X

e



Thiết bị
hợp thành

BĐK MỜ

u


B

Giao diện
đầu ra

ĐỐI TƯỢNG

y’

y

THIẾT BỊ ĐO

Hình 3.3: Biểu diễn hệ thống dùng phương pháp điều khiển mờ
 Giao diện đầu vào: gồm các khâu mờ hóa và các khâu hiệu chỉnh như tỷ
lệ, tích phân, vi phân …
 Thiết bị hợp thành: thực hiện luật hợp thành.
 Giao diện đầu ra: gồm khâu giải mờ và các khâu giao diện trực tiếp với
đối tượng.
3.1.3 Cá

ước thiết kế bộ điều khiển mờ

Bước 1 : Định nghĩa tất cả các biến ngôn ngữ vào/ra.
Bước 2: Định nghĩa các tập mờ cho từng biến vào/ra (mờ hoá).




Luận văn thạc sĩ


Miền giá trị vật lý của các biến ngôn ngữ.
Số lượng tập mờ.
Xác định hàm thuộc.
Rời rạc hoá tập mờ.
Trang 18