BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ
TRƯƠNG TỬ QUỐC

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO HỆ THỐNG START-STOP TRÊN Ô TÔ

NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC - 60520116

S K C0 0 4 4 7 7

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 10/2014


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ
TRƯƠNG TỬ QUỐC

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO HỆ THỐNG START-STOP TRÊN
Ô TÔ

NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC - 60520116

Tp. Hồ Chí Minh – Tháng 10 / 2014




N ày, thán , năm sinh: 03/05/1983
u quán:

N i sinh:

nh ịnh

Dân tộc: Kinh

Chỗ ở riêng hoặ địa chỉ liên lạ : 56
iện thoại

nh ịnh

n

-P h ớ

quan: 08 38212360

nh- Q.9 TP.HCM

iện thoại nhà riêng:

Fax:

E-mail:

II. QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO:


III. QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP
ĐẠI HỌC:
Th i gian
2009 đến nay

N i ôn tá

Công việ đảm nhiệm

Khoa C Khí ộng Lự , tr

ng

C Kỹ Thuật Cao hắn TPHCM

i

Cán Bộ Giảng Dạy


Luận văn tốt nghiệp

LỜI CAM ĐOAN
ôi am đoan đ y là ôn tr nh n hi n ứu của tôi.
Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trun thự và h a từn đ ợc ai
công bố trong bất kỳ công trình nào khác.
Tp. Hồ Chí Minh, ngày 10 tháng 9 năm 2014
(Ký tên và ghi rõ họ tên)


iii

ng T

ố


Luận văn tốt nghiệp

TÓM TẮT
Hệ thống Start-Stop Engine là hệ thống điện t đ ợc lập tr nh để điều khiển khởi
động và dừn độn

một cách nhanh chóng thông qua một nút nhấn thay cho việc

s dụng công tắc máy Ignition Switch truyền thống. Ngoài ra, hệ thống này còn có
khả năn tự động dừn độn

hi ô tô dừng quá một khoảng th i gian nhất định

nh m mục đí h giảm tiêu hao nhiên liệu và giảm khí thải gây ô nhiễm môi tr

ng.

Hiện nay, hệ thốn này đ ợc ứng dụng rộng rãi trên các dòng xe du lịch hạng sang
của hầu hết các hãng xe lớn trên thế giới.
uận văn này tr nh ày về quá tr nh n hi n ứu, hế tạo hệ thốn Start-Stop
Engine để lắp đặt trên các ô tô đ i

,


iả đã

tiến hành thự n hiệm và đánh iá Kết quả ho thấy hệ thốn đã làm việ ổn định,
an toàn và tiện lợi. ỉ lệ tiết iệm nhi n liệu đạt 2,9% với th i ian dừn đèn đỏ
trun
km

nh ủa

là 3

i y tr n đoạn đ

n

mật độ đèn iao thôn

ỉ lệ tiết iệm nhi n liệu này òn ao h n với nhữn

đỏ trun

nh lớn h n

iv

trạm tr n 2

hoản th i ian dừn đèn


L i am đoan .......................................................................................................... ii
Cảm tạ .................................................................................................................... iii
Tóm tắt ................................................................................................................... iv
Mục lục ................................................................................................................... vi
Danh sách các bảng ................................................................................................ x
Danh sách các hình................................................................................................. xi
Ch

n

: TỔNG QUAN ...................................................................................... 1

1.1 Tính cấp thiết của đề tài ................................................................................... 1
1.2 Mục tiêu, nhiệm vụ của đề tài .......................................................................... 2
1.2.1. Mụ ti u đề tài: ........................................................................................ 2
1.2.2. Nhiệm vụ của đề tài ................................................................................. 2
3 ối t ợng, phạm vi nghiên cứu đề tài .............................................................. 2
3

ối t ợng nghiên cứu ............................................................................... 3

1.3.2 Phạm vi nghiên cứu .................................................................................. 3
1.4 Ph

n pháp n hi n ứu.................................................................................. 3

1.4.1 h

n pháp n hi n ứu l luận .............................................................. 3


2.1 Hệ thống Start-Stop Engine ............................................................................ 8
2.1.1 Hệ thốn “Idlin Stop” tr n

Honda SH .............................................. 8

2.1.2 Hệ thốn “i-Stop” ủa Mazda .................................................................. 12
2.2 i điều hiển tm a ................................................................................... 13
2.2.1 ổn quan về

.................................................................................. 13

2.2.1.1 iới thiệu tổn quan về
2.2.1.2

u thế ủa

C

........................................................... 13
..................................................................... 13

2.2.2 Atmega8 .................................................................................................... 14
2.2.2.1 ính năn vi điều hiển
2.2.2.2 S đồ và hứ năn

tm a ........................................... 14

h n ủa tm a ............................................. 16

2.2.2.3 Các khối hính ủa tm a ............................................................. 19


CH

Ắ

HỆ

HỐN

S

-STOP

TRÊN Ô TÔ ........................................................................................................... 27

vii


Luận văn tốt nghiệp

4.1 C sở thiết ế hệ thống Start-Stop ................................................................... 27
4.2 Nghiên cứu lập trình điều hiển hệ thốn ........................................................ 34
42

u đồ thuật toán điều hiển hệ thốn ..................................................... 34

4.2 2

u đồ thuật toán điều hiển hởi độn ................................................... 35


ạ h n uồn ....................................................................................... 39

4.3 2 2

ạ h

l

un tố độ độn độn

4.3 2 3

ạ h

l

un tố độ

4.3 2 4

ạ h

l tín hiệu từ n t nhấn “Start-Stop” ................................... 42

4.3.2.5

ạ h

l




Luận văn tốt nghiệp

5.2.1 h

n pháp đo l ợn

ăn ti u thụ ........................................................ 56

5.2.2 ản số liệu thự n hiệm ......................................................................... 57
5.3 ánh iá ........................................................................................................... 58
Ch

n 6: K T LUẬN VÀ KI N NGHỊ ............................................................. 59

6.1 Kết luận ............................................................................................................ 59
6.2 Kiến nghị ......................................................................................................... 59
TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................... 60

ix


Luận văn tốt nghiệp

DANH SÁCH CÁC BẢNG
Trang
Bảng 2.1: Chứ năn

á


ăn ti u thụ của ô tô có và không có hệ thống Start-Stop ...... 57

x


Luận văn tốt nghiệp

DANH SÁCH CÁC HÌNH
Trang
Hình 1.1: Hệ thống Start-Stop của Honda ............................................................ 6
Hình 2.1: Crea Scoopy-I sản phẩm đầu tiên ứng dụng hệ thống Idling Stop ....... 8
Hình 2.2: Mô phỏn s đồ bố trí cảm biến trên xe gắn máy Honda ..................... 9
Hình 2.3: 4 chế độ điều khiển của ECU ................................................................ 10
Hình 2.4: Hệ thống i-Stop của Mazda ................................................................... 12
Hình 2.5: Các dòng AVR ...................................................................................... 13
Hình 2.6:

n

i tm a ................................................................................ 16

Hình 2.7: S đồ chân Atmega8 ............................................................................. 16
Hình 2.8: Mạch cấp điện áp cố định cho AREF ................................................... 17
Hình 2.9: Cấu trúc bên trong AVR ....................................................................... 19
Hình 3.1: C n điện t ............................................................................................ 23
Hình 4.1: S đồ mạ h điện mở nguồn thay thế công tắc máy .............................. 27
Hình 4.2: S đồ mạ h điều khiển motor lock c a ................................................. 28
Hình 4.3: S đồ mạch tín hiệu tố độ độn



Hình 4.13:

u đồ thuật toán điều khiển áo động chống trộm ........................... 38

.......................... 36

Hình 4.14: Mạch cấp nguồn .................................................................................. 39
Hình 4.15: Mạch x lý xung tố độ độn

........................................................ 40

Hình 4.16: Mạch x lý xung tố độ xe .................................................................. 41
Hình 4.17: Mạch x lý tín hiệu Start-Stop ............................................................ 42
Hình 4.18: Mạch x lý tín hiệu công tắc ............................................................... 43
Hình 4.19: Mạ h điều khiển các relay chấp hành ................................................. 44
Hình 4.20: Board điều khiển vẽ trên Eagle 6.1 ..................................................... 45
Hình 4.21: Mặt tr ớc của oard điều khiển .......................................................... 45
Hình 4.22: Mặt sau của oard điều khiển ............................................................. 46
Hình 4.23: X đ ợc tiến hành lắp đặt ................................................................... 47
Hình 4.24: Cá r lay điều khiển mở nguồn và relay lock c a .............................. 47
Hình 4.25: Nút nhấn Start-Stop ............................................................................. 48
Hình 4.26: Công tắ

àn đạp ly hợp...................................................................... 49

Hình 4.27: Vị trí lắp đặt oard điều khiển trên xe ................................................ 50
Hình 4.28: Thao tác mở nguồn hệ thống điện trên ô tô ........................................ 51
Hình 4.29: Thao tác khởi độn độn



ê

hú g t

chịu sức ép l n từ nguồn nhiên liệu này cả v nguồn cung cấp

g bị ệ thuộc và
gi thà h. Đi u

này làm cho hi ph vận chuyển và chi phí sản xuất gày à g tă g
nguồn h thải ph t ra từ các loại nhiên liệu ày

o. Đồng thời,

g gày à g gây ô hiễm môi

tr ờng sống nghiêm trọng (gây ô nhiễm không khí, tiếng ồn, hiệu ứ g hà
Do

ộng

h,…).

, trong khi tiến hành việc nghiên cứu tìm nguồn nhiên liệu m i và sạ h ể

thay thế một phần hay hoàn toàn các loại nhiên liệu truy n thống ày nhằm mục
h tă g hiệu suất, giảm suất tiêu hao nhiên liệu và khí thải trê
thống. Một trong số biệ ph p



thống. Đối v i các xe sử dụng hệ thống này thì tiết kiệm

c từ 5 dến 10% nhiên

liệu theo công bố của hãng xe Mazda 2011. Công nghệ ày ũ g ã

c sử dụng

trên xe gắn máy Scooter Honda Motor tại thị tr ờng châu Á trong thập kỷ qua. PCX
125cc ã
ũ g

c trang bị hệ thố g ày và
p dụ g trê Ho d

ir

vào sử dụ g tro g ăm 2010. Gầ
d , Ho d

1

i …

ây,


Luận văn tốt nghiệp


và dầu Diesel thành phẩm, phải lệ thuộc vào nguồn cung cấp và giá cả rất bấp bênh,
ắt ỏ của thị tr ờng thế gi i.
Từ các lý do trên, cho thấy việc nghiên cứu ứng dụng hệ thố g St rt-Stop trê ô
tô hằm tiết iệm hiê

iệu và giảm ô hiễm môi tr ờ g là một nhu cầu mang tính

cấp thiết cần phải giải quyết, là công việc mang tính cấp b h
các nhà hoạ h ị h h h s h,
họ tro g

ơ qu

hứ

g ặt r

ối v i

ă g, doanh nghiệp, các nhà khoa

c và sự ồng thuận của cả cộ g ồng xã hội.

1.2 Mục tiêu, nhiệm vụ của đề tài
1.2.1 Mục tiêu ủa đề tài
- Nghiên cứu thiết kế hệ thống Start-Stop lắp ặt trên ô tô nhằm mụ

h tiết

kiệm nhiên liệu và giảm ô nhiễm môi tr ờng bằng việc dừng ộ g ơ một cách tự

bị trên xe Honda Accord 1990.
- Thử ghiệm

h gi t h hiệu quả và t h tiết iệm hiê

1.3 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu đề tài

2

iệu ủ hệ thố g.


Luận văn tốt nghiệp

1.3.1 Đối tượng nghiên cứu
- Hệ thống tự ộng ngắt ộ g ơ hi ô tô dừng (Start-Stop).
- Hệ thố g hởi ộ g trê
xă g iệ tử.

ô tô ời ũ h

h u

tr g bị hệ thố g phu

Ho d
ord 1990 tr g bị hệ thố g phu xă g iệ tử.
- Sử dụng các phần m m lập trì h vi i u khiển (CodevisionAVR,
AVR_Studio4…).
- Sử dụng các phần m m thiết ế v mạ h E g 6.1, phầ m m mô phỏ g mạ h

iê qu

ể tr o

i, tìm hiểu và xử

huyê gi

t

mt ờ gv

vấ

iệu.

1.4.3 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn
Mục đích: Thiết kế sản phẩm có thể lắp ặt trên ô tô.
Cách tiến hành: Tiến hành thiết kế bo rd i u khiển khởi ộ g ộ g ơ.

3


Luận văn tốt nghiệp

1.5 Tình hình nghiên cứu hệ thống ta t- t p ngin t ng v ng

i nướ .

1.5.1 Tình hình nghiên cứu trong nướ

ghệ

ày trê

hiế Golf Ecomatic vào

ũ g

ăm 1994

và Volkswagen Lupo "3L" và Audi A2 "3L" vào ăm 1999. Mặc dù nhữ g phiê
bả

ầu

c xem là khá hấp d , h

g v i giá thành cao nên không mang lại

nhi u thành công trong th ơ g mại, cả hai Lupo Volkswagen và Audi A2 v n còn
giữ kỷ lục thế gi i cho hiệu quả sử dụng nhiên liệu nhất trong ngành sản xuất x hơi
ho ến nay.
Các nhà sản xuất ô tô có trang bị hệ thống Start–Stop Engine:
 Citroen
Citroen ã gi i thiệu một hệ thống tinh tế hơ trê m u xe C2 và C3 vào ăm
c ặt tên là "Stop và Start". ô g ghệ ày

2006,

c Citroen kết h p hộp số

 Renault
Renault gi i thiệu công nghệ ày tro g tất cả các dòng xe tại hâu Âu tro g ăm
2010.
 Mazda
Tro g ăm 2011, M zd

ã ô g bố i-ELOOP, một hệ thố g tro g

iện áp xoay chi u ể chuyể

một biế

trình giảm tố
cung cấp ă g

ộ. Nă g

g

i ă g

v i hệ thống Start-Stop (i-Stop) củ M zd , hã g x
liệu ê

g ộng lực iện trong quá

u trữ trong một tụ iện hai l p,

ng cần thiết bởi các hệ thố g x


 Fiat Group
Fiat gi i thiệu hệ thố g

ày ủ Rob rt

trong Fiat 500. Bắt ầu từ th g h

os h GmbH vào cuối

ăm 2008

ăm 2009, Alfa Romeo ũ g gi i thiệu hệ

thống này trong Alfa Romeo Mito sử dụng Fiat Powertrain Technologies (FPT) 1.4
ộ g ơ xă g MultiAir Turbo.
 Volvo
Volvo gi i thiệu công nghệ Stop-St rt tro g ăm 2009 trên các dòng xe của
mình.
 Tata Motors
T t Motors s u

ã gi i thiệu hệ thống Stop-Start trên chiếc xe LCV của

họ Tata Ace.

6


S