Phần 2 của giáo trình Hệ thống điện thân xe tiếp tục cung cấp cho học viên những nội dung về: điều khiển truyền lực tự động; hệ thống phanh điều khiển bằng điện tử; điều khiển hệ thống an toàn;... Mời các bạn cùng tham khảo!
CHƯƠNG 4: ĐIỀU KHIỂN TRUYỀN LỰC TỰ ĐỘNG 4.1 CẤU TRÚC CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC TỰ ĐỘNG ĐIỆN (ECT): Hệ thống truyền lực tự động ECT hộp số tự động sử dụng công nghệ điều khiển điện tử điều khiển hộp số Bản thân hộp số tự động (trừ thân van) thực tế giống hộp số điều khiển thủy lực hoàn toàn, bao gồm chi tiết điện tử, cảm biến, ECU (bộ điều khiển điện tử) vài cấu chấp hành Cấu tạo chức biến mô dùng ECT tương tự biến mô với ly hợp khóa hộp số điều khiển thủy lực hoàn toàn Cấu trúc ECT bao gồm: Biến mô, cụm bánh hành tinh, hệ thống điều khiển thủy lực hệ thống điều khiển điện tử 4.1.1 Biến mô: Cấu tạo chức biến mô dùng ECT tương tự biến mô với ly hợp khóa hộp số điều khiển thủy lực hoàn toàn 4.1.2 Cụm bánh hành tinh: Cấu tạo chức cụm bánh hành tinh dùng ECT tương tự hộp số điều khiển thủy lực hoàn toàn Bộ bánh hành tinh số truyền tăng Bộ bánh hành tinh ba tốc độ Biến mô Hình 4.1: Vị trí cụm bánh hành tinh hộp số điều khiển tự động 87 4.1.3 Hệ thống điều khiển thủy lực: Bơm dầu sử dụng hệ thống điều khiển thủy lực giống loại hộp số điều khiển thủy lực hoàn toàn Nhưng thân van, van điều khiển thay đổi để điều khiển việc chuyển số khóa biến mô Ngoài có thêm van điện (ở vị trí hình vẽ dưới) để điều khiển van Hình 4.2: Mạch thủy lực hộp số (A140E) TOYOTA 4.1.4 Hệ thống điều khiển điện tử Hệ thống điều khiển điện tử hệ thống điều khiển máy tính Nó kiểm soát thời điểm chuyển số, thời điểm khóa biến mô thích hợp điều khiển hộp số 88 a Các cảm biến công tắc: Các cảm biến đóng vai trò thu thập liệu khác để xác định thời điểm chuyển số khóa biến mô thích hợp, biến thành tín hiệu điện truyền đến ECU Các cảm biến sử dụng hộp số tự động bao gồm: CẢM BIẾN CHỨC NĂNG Xác định thời điểm chuyển số khóa Công tắc chọn chế độ hoạt biến mô áp dụng chế độ bình động thường hay tải nặng Công tắc khởi động trung gian Phát vị trí số (“L”, ”2”, và”N”) Cảm biến vị trí bướm ga Phát góc mở bướm ga Cảm biến nhiệt độ nước làm Phát nhiệt độ nước làm mát mát Cảm biến tốc độ Phát tốc độ xe Công tắc đèn phanh Phát mức độ đạp chân ga Công tắc số truyền tăng Ngăn không cho chuyển lên số truyền tăng công tắc số truyền tăng tắt ECU điều khiển chạy tự động Khi tốc độ xe giảm xuống tốc độ đặt hệ thống điều khiển chạy tự động, phát tín hiệu hủy số số truyền tăng hủy khóa biến mô Bảng cảm biến công tắc hệ thống điều khiển điện tử b ECU: ECU định thời điểm chuyển số khóa biến mô dựa tín hiệu từ cảm biến Trên sở tín hiệu này, kích hoạt van điện (đóng/mở) mạch dầu điều khiển 89 Có hai loại ECU hộp số (ECT ECU) Một loại ECU độc lập loại loại ECU kết hợp với ECU động (cụm gọi ECU động hộp số) c Các van điện: Các van điện đóng hay mở đường dầu bên thân van theo tín hiệu ON (mở)/OFF (đóng) từ ECU để điều khiển van chuyển số van khóa biến mô Về bản, ECT có ba van điện: Van điện No.1 No.2 điều khiển thời đểm chuyển số (số 1,2,3 số truyền tăng), van điện No.3 điều khiển ly hợp khóa biến mô Hình 4.3: Các van điện 4.2 SƠ ĐỒ, NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG VÀ THUẬT TOÁN ĐIỀU KHIỂN ECT ECU có chức sau: a Điều khiển thời điểm chuyển số b Điều khiển thời điểm khóa biến mô c Chẩn đoán d Chức an toàn e Các điều khiển khác (điều khiển chống đầu chuyển số từ N sang D, điều khiển mômen) Ở mô tả chức A, D E 90 4.2.1 Sơ đồ, nguyên lý hoạt động: 4.2.1.1 Điều khiển thời điểm chuyển số: ECU lập trình với sơ đồ chuyển số tối ưu nhớ tương ứng với vị trí cần số (D, hay L) chế độ hoạt động Dựa sơ đồ chuyển số thích hợp, ECU bật hay tắt van điện từ No.1 No.2 theo tín hiệu tốc độ xe từ cảm biến tốc độ xe tín hiệu góc mở bướm ga từ cảm biến vị trí bướm ga Như vậy, ECU kích hoạt van điện từ, đóng mở đường dầu đến ly hợp phanh, cho phép hộp số chuyển lên hay xuống số Công tắc khởi động số trung gian (tín hiệu vị trí cần số) Công tắc chọn chế độ hoạt động (tín hiệu chọn chế độ hoạt động) ECU động (tín hiệu nhiệt độ nước làm mát) ECT Việc ECU chọn sơ đồ chuyển số Điều kiện thơiø điểm chuyển số ECU chạy tự động Cảm biến vị trí bướm ga (tín hiệu độ mở bướm ga) Công tắc O/D ( Các cảm biến tốc độ xe (tín hiệu tốc độ xe) THÂN VAN Van điện từ No.1 Van điện từ No.2 Van Chuyển số :Tín hiệu hủy O/D) Bộ bánh hành tinh Ly hợp phanh chuy ển số Hình 4.4 : Sơ đồ khối điều khiển thời điểm chuyển số 91 4.2.1.2 Sơ đồ chuyển số: Như bảng dưới, ECU lập trình để lựa chọn sơ đồ chuyển số theo chế độ lái xe vị trí cần số Chế độ lái xe Bình thường Tăng tốc Vị trí D Sơ đồ chuyển số Sơ đồ chuyển số Vị trí Sơ đồ chuyển số _ Vị trí L Sơ đồ chuyển số _ Vị trí cần số a Sơ đồ chuyển số S – : Vị trí D, chế độ bình thường: Tương ứng với chế độ lái xe thành phố, ngoại đường cao tốc Phù hợp với tiêu hao nhiên liệu thấp tính tăng tốc tốt Ví dụ: sơ đồ sau bướm ga mở 50%, việc chuyển từ số lê n số xảy tốc độ trục thứ cấp hộp số 1.500 v/p, từ số lên số xảy 2.500 v/p từ số lên số truyền tăng xảy 4000 v/p 100 Góc mở bướm ga (%) 2 3 O/D 50 Lên số cao Xuống số thấp 1000 2000 3000 4000 5000 6000 Tốc độ trục thứ cấp (v/p) Hình 4.5: Sơ đồ chuyển số S-1: vị trí D, chế độ bình thường 92 b Sơ đồ chuyển số S – : vị trí D, chế độ tải nặng: Đây chế độ tốt để tăng tốc Vì lý đó, tốc độ lên xuống số cao so với chế độ bình thường Góc mở bướm ga (%) Ví dụ: Như sơ đồ sau bướm ga mở 50%, việc chuyển từ số lên số xảy tốc độ trục thứ cấp hộp số 1.800 v/p, từ số lên số xảy 3.100 v/p từ số lên số truyền tăng xảy 4500 v/p 100 2 2 3 O/D O/D 50 Leân số cao Xuống số thấp 2000 1000 3000 4000 5000 6000 Tốc độ trục thứ cấp (v/p) Hình 4.6: Sơ đồ chuyển số S - 2: vị trí D, chế độ tải nặng Sơ đồ chuyển số S – 3: vị trí : Sơ đồ tương ứng với vị trí hộp số tự động loại thường Khoảng tốc độ sơ đồ rộng Một ưu điểm khác phanh động xe chạy theo quán tính đường dốc Tuy nhiên, động không chạy nhanh, hộp số tự động chuyển sang số tốc độ trục thứ cấp tăng cao tốc độ 100 Góc mở bướm ga (%) c 0 3 Lên số cao Xuống số thấp 1000 2000 3000 4000 5000 6000 Tốc độ trục thứ cấp (v/p) Hình 4.7 : Sơ đồ chuyển số S – 3: vị trí 93 d Sơ đồ chuyển số S- 4: vị trí L (không liên quan đến chế độ hoạt động) Góc mở bướm ga (%) 100 0 2 Xuoáng số thấp 1000 2000 3000 4000 5000 6000 Tốc độ trục thứ cấp (v/p) Hình 4.8: Sơ đồ chuyển số S – 4: vị trí L 4.2.1.3 Hủy số truyền tăng: Trong trình lái xe bình thường, ECT ECU chuyển lên số cao theo sơ đồ chuyển số trên, tùy theo trạng thái cảm biến sau, số truyền tăng bị cắt cho dù chạy số truyền tăng hay không a Công tắc số số truyền tăng : Nếu lái xe tắt công tắc này, số truyền tăng bị hủy hộp số không chuyển lên số truyền tăng Nếu số truyền tăng, hộp số chuyển xuống số b ECU điều khiển chạy tự động: Khi chạy số truyền tăng, tốc độ xe giảm xuống khoảng 10 km/h thấp tốc độ cố định điều khiển chạy tự động, ECU chạy tự động gửi tín hiệu đến ECT ECU để nhả số truyền tăng tránh cho hộp số khỏi bị chuyển ngược lại số truyền tăng tốc độ xe đạt giá trị cố định nhớ ECU chạy tự động 94 Công tắc số truyền tăng OD2 ECU ECT ECU điều khiển chạy tự động Cảm biến nhiệt độ nước ECU chạy tự động S1 S2 Van điện từ No.1 Van điện từ No.2 OD1 Hình 4.9 : Sơ đồ điều khiển thời điểm chuyển số 4.2.2 Thuật toán điều khiển: 4.2.2.1 Điều khiển khóa biến mô: Công tắc khởi động số trung gian (cảm biến vị trí chuyển số) Công tắc chọn chế độ hoạt động (tín hiệu chọn chế độ hoạt động) Cảm biến vị trí cánh bướm ga (tín hiệu độ mở bướm ga) ECT ECU Chọn sơ đồ khóa biến mô Điều khiển thời điểm khóa biến mô Van điện từ No.3 Cảm biến tốc độ xe (tín hiệu tốc độ xe) Van tín hiệu khóa biến mô Công tắc đèn phanh (tín hiệu phanh) ECU động (tín hiệu nhiệt độ nước làm mát) Cảm biến vị trí cánh bướm ga (tín hiệu IDL) ECU chạy tự động Ly hợp khóa biến mô : Tín hiệu hủy khóa biến mô Hình 4.10: Sơ đồ điều khiển khoá biến mô 95 ECT ECU lập trình nhớ củ a với sơ đồ hoạt động ly hợp khóa biến mô ứng với chế độ hoạt động (bình thường tăng tốc) Dựa sơ đồ khóa biến mô này, ECT bật tắt van điện từ No.3 theo tín hiệu tốc độ xe tín hiệu góc mở bướm ga Phụ thuộc vào van điện từ No.3 bật hay tắt, van điều khiển khóa biến mô thực việc chuyển đường dầu áp suất tác dụng lên biến mô để ăn khớp hay nhả khớp ly hợp khoá biến mô 4.2.2.2 Điều kiện khóa biến mô: ECT ECU bật van điện từ No.3 để kich hoạt hệ thống khóa biến mô ba điều kiện sau xảy đồng thời a) Xe chạy số hay hay số truyền tăng (vị trí D) Phụ thuộc vào van điện từ No.3 bật hay tắt, van điều khiển khóa biến mô thực việc chuyển đường dầu áp suất tác dụng lên biến mô để ăn khớp hay nhả khớp ly hợp khóa biến mô b) Tốc độ xe hay lớn tốc độ tiêu chuẩn góc mở bướm ga hay lớn giá trị tiêu chuẩn c) ECU không nhận tín hiệu hủy khóa biến mô cưỡng 4.2.2.3 Điều khiển khóa biến mô: ECU điều khiển hệ thống khóa biến mô cách làm cho ăn khớp tốc độ chế độ bình thường thấp so với chế độ tải nặng ECU điều khiển thời điểm khóa để giảm va đập chuyển số Nếu chuyển xuống hay lên số hệ thống biến mô hoạt động, ECU làm tác dụng hệ thống khóa Điều giúp làm giảm va đập chuyển số Sau việc chuyển số xuống hay lên số kết thúc, ECU kích hoạt lại hệ thống khóa Có thể khóa biến mô số 2,3 O/D vị trí D Tuy nhiên bắt đầu hoạt động tốc độ xe đạt đến tốc độ tiêu chuẩn tùy theo góc mở bướm ga 4.2.2.4 Hủy khóa biến mô cưỡng bức: Nếu có điều kiện sau xảy ra, ECU tắt van điện No.3 để nhả khóa biến mô a Công tắc đèn phanh sáng (khi phanh) b Tiếp điểm IDL cảm biến vị trí bướm ga đóng 96 7.1.3.4 Phục hồi lại tốc độ đặt trước: Bật công tắc RESUME/ACCEL phục hồi lại tốc độ đặt trước tạm thời bị hủy bỏ trường hợp – – – - tốc độ xe không giảm xuống 40Km/h Khi tắt công tắc trường hợp – CCS hủy vónh viễn tốc độ đặt trước Nếu lái xe muốn phục hồi hoạt động CCS phải đặt lại tốc độ nhớ cách bật công tắc lặp lại thao tác đặt tốc độ mô tả 7.2 CÁC YÊU CẦU VỀ TÍNH NĂNG CỦA CCS: Các đặc tính hệ thống CCS lý tưởng bao gồm yếu tố sau: Tính tốc độ: Khoảng điều chỉnh tốc độ chênh lệch so với tốc độ thiết đặt khoảng 0.5 1m/h Độ tin cậy: Mạch thiết kế để chống lại vượt điện áp tức thời, đảo chiều điện áp, tiêu phí lượng thiết bị hạn chế mức thấp Các phiên ứng dụng khác nhau: Bằng cách thay đổi EEPROM thông qua seri liệu đơn giản hay mạng MUX, phần mềm CCS nâng cấp, tối ưu hóa cho kiểu xe cụ thể Những khả biến đổi thích ứng với nhiều kiểu cảm biến, trợ lực nhiều phạm vi tốc độ Sự thích ứng ngưới lái: Thời gian đáp ứng hệ thống CCS điều chỉnh để phù hợp với sở thích người lái phạm vi tính xe Khía cạnh an toàn: Thiết kế hệ thống CCS cần phải tính đến số yếu tố an toàn Về phương pháp thiết kế nhắm vào mạch điều khiển bướm ga nhằm đảm bảo chế xử lý cố hoạt động điều khiển vi mạch hay cấu chấp hành hư hỏng Mạch điện tử an toàn cắt trợ lực điều khiển làm cho tay đòn điều khiển bướm ga tác dụng công tắc phanh hay công tắc hành trình kích hoạt, với tình trạng ECU hay mạch bán dẫn điều khiển (Với giả định kết cấu khí chấp hành tình trạng tốt) Các vấn đề khác liên quan đến an toàn bao gồm chương trình dò tìm tình trạng vận hành không bình thường ghi lại liệu vào nhớ để phục vụ cho công việc chẩn đoán hư hỏng sau Tình trạng hoạt động không bình thường, chẳng hạn tốc độ xe không ổn định hay tín 169 hiệu điều khiển bị ngắt quãng Công việc kiểm tra tiến hành thời kỳ chạy xe lần đầu thời điểm lúc xe hoạt động để xác định mức độ hoàn chỉnh hệ thống điều khiển, tình trạng hoạt động thể qua hình thị cho người lái Tình trạng hư hỏng nghiêm trọng tăng tốc không kiểm soát Theo dõi liên tục tình trạng ECU phận chủ yếu khác giúp hạn chế khả hư hỏng 7.3 HOẠT ĐỘNG CỦA CCS: Hệ thống CCS bao gồm: Cảm biến tốc độ xe, công tắc, chấp hành vi xử lý (bộ CCS ECU điều khiển chạy tự động) Bộ điều khiển nhận tín hiệu từ công tắc điều khiển chính, cảm biến tốc độ công tắc thắng Nếu hệ thống sử dụng cảm biến vị trí cụm trợ lực vị trí cánh bướm ga, tín hiệu gởi đến điều khiển Một mạch điện đồng hồ thay đổi tín hiệu xung km thành tín hiệu xung giây - Hz (biến đổi A/D) Mạch tích hợp kích thích lôgic (IC) chia làm mạch điện: mạch lưu trữ tần số thiết đặt, mạch khác giám sát tần số cảm biến tốc độ Hai tần số so sánh với điều khiển Nếu tìm thấy khác tần số, ECU gởi tín hiệu điều khiển đến cấu chấp hành để điều chỉnh vị trí cánh bướm ga trì tốc độ ôtô giá trị thiết đặt Có hai loại cấu chấp hành: Loại dẫn động chân không loại môtơ bước, ngày chủ yếu dùng loại chân không, nhiên xu hướng tương lai sử dụng nhiều loại mô tơ để điểu khiển tốc độ xe xác ECU Độn g Hình 7.2 Sơ đồ CCS dẫn động chân không 170 ECU Hình 7.3: Hệ thống CCS dẫn động mô tơ bước 7.4 NGUYÊN LÝ ĐIỀU KHIỂN: 7.4.1 Sơ đồ nguyên lý: Hệ thống CCS hoạt động theo nguyên lý điề u khiển hồi tiếp (Close-loop control), sơ đồ nguyên lý thể sau: Tín hiệu đặt trước Xử lý tín hiệu vào Cơ cấu dẫn động Cơ cấu chấp hành Vị trí bướm ga Cảm biến tốc độ xe Hình 7.4 Sơ đồ điều khiển CCS Tín hiệu đầu vào yếu tốc độ theo ý muốn người lái tốc độ thực xe Các tín hiệu quan trọng khác điều chỉnh Fasteraccel/Slower-coast người lái, Resume, On/Off, công tắc phanh, tín hiệu điều khiển động Tín hiệu đầu chủ yếu trị số trợ lực điều khiển bướm ga, đèn báo ON CCS, báo phục vụ bảo dưỡng thông tin gửi lưu trữ phục vụ chẩn đoán hư hỏng 7.4.2 Sơ đồ mạch sơ đồ khối: Sơ đồ khối: BỘ CHẤP HÀNH Van điều khiển Công tắc 171 G Khoá điện Công tắc đèn phanh Hình 7.5 Sơ đồ hệ thống CCS 172 Khoá điện STT MAIN FL ALT FL AM1 FL IG Cầu chì GAUGE ACC Ắc quy Cầu chì STOP Đèn phanh Đèn báo phanh Công tắc phanh tay Công tắc đèn phanh Bộ chấp hành Van xả Đèn báo 2 Van Đ/khiển Công tắc điều khiển MAIN Van điện số 2(ECT) SET/COAST RES/ACC ECU hay rơ le O/D Van điện O/D(A/T) ECU điều khiển chạy tự động CANCEL Công tắc ly hợp Công tắc khởi động trung gian ECU hay rơ le O/D Máy khởi động Cảm biến tốc độ số Công tắc chân không Cảm biến tốc độ số Bơm chân không Giắc nối chẩn đoán tổng (TDCL) Giắc nối chẩn đoán tổng Hình 7.6: Sơ đồ mạch điện hệ thống CCS xe TOYOTA CRESSIDA 173 Cầu chì GAUGE Tín hiệu đầu vào: Cảm biến tốc độ phận yếu hệ thống, CCS ECU đo đạt tốc độ xe từ cảm biến tốc độ phạm vi 1/32 (m/h) Mọi dây cáp đồng hồ tốc độ hay dao động gây sai lệch tính toán tốc độ Sự sai lệch tính toán tốc độ giảm thiểu chu kỳ đo đạt Cảm biến tốc độ dẫn ñoäng cho Microcontroller’s Timer Input Capture Line hay Interrupt Line bên Bộ ECU tính toán tốc độ xe từ tần số tín hiệu, cảm biến từ sở thời gian bên ECU Trị số tốc độ xe cập nhật liên tục lưu trữ nhớ RAM xử lý chương trình điều khiển tốc độ sở Thông thường cảm biến tốc độ máy phát xoay chiều đơn giản bố trí hộp số hay cáp truyền động đồng hồ tốc độ Máy phát xoay chiều tạo điện áp xoay chiều với tần số tỉ lệ với cảm biến tốc độ vòng tốc độ xe Cảm biến quang học đầu đồng hồ tốc độ sử dụng Thông thường cảm biến tốc độ tạo số xung hay chu kỳ Km Cùng với việc sử dụng phanh chống trượt ABS ngày nhiều, trị số cảm biến bổ sung nhận từ cảm biến tốc độ đặt ABS bánh xe Dữ liệu tốc độ từ hệ thống ABS thu thông qua mạng MUX Tín hiệu đầu vào hệ thống CCS từ công tắc người lái thiết đặt nhiều tín hiệu Analog khác chuyển đổi thành tín hiệu đầu vào dạng Digital Ngoài thông số khác tham chiếu đến, cảm biến vị trí bướm ga, tình trạng ly hợp hay hệ thống truyền lực Các tín hiệu đầu vào khác sử dụng hệ thống CCS vị trí bướm ga, hộp số, ly hợp, tình trạng A/C, chẩn đoán chấp hành, tình trạng động cơ… tín hiệu lấy từ mạng liệu MUX 7.4.3 Thuật toán điều khiển chạy tự động: Chương trình điều khiển chạy tự động thiết lập dựa vào lý thuyết điều khiển tự động “ Fuzzy Control “, lý thuyết mẻ ngành điều khiển tự động, dựa vào “ Fuzzy Control”, người ta thiết kế thành công hệ thống điều khiển tự động cho đối tượng có nhiều thông số đầu vào tác động mà theo lý thuyết điều khiển tự động cổ điển trước khó lòng giải Tín hiệu đầu ổn định tín hiệu đầu vào biến đổi đa dạng Sự vận hành chương trình điều khiển: 174 Set speed value Proportional gain, Kp + - + Intergral Gain, KI Actuator Control Speed Sensor Actual Vehicle Speed Value Hình 7.7: Sự vận hành chương trình điều khiển (PI Speed error control) Bộ vi xử lý lập trình để đo đạt tốc độ xe ghi lại mức độ chạy theo trớn xe và xu hướng tăng hay giảm Phương pháp PI tiêu chuẩn tạo tín hiệu đầu P tỉ lệ với với khác biệt tốc độ xe cài đặt tốc độ thực xe (độ sai lệch) trị số tỉ lệ Gain Block KP Một tín hiệu KI tạo biến động lên xuống theo tỉ lệ phụ thuộc vào độ sai lệch tín hiệu Các giá trị thu nhận KI KP chọn để tạo phản ứng nhanh, với mức độ không ổn định nhỏ Hệ thống PI cộng vào mức độ sai lệch, vậy, tốc độ mức tốc độ cài đặt trường hợp xe lên dốc thời gian dài, tín hiệu sai lệch bắt đầu gia tăng mạnh để bù trừ Trong điều kiện chạy xe đường phẳng, trị số block KI có xu hướng tiến có sai lệch theo thời gian Trọng lượng xe, tính động cơ, sức cản lăn, yếu tố xác định số PI Tóm lại, phương pháp PI cho phép hệ thống phản ứng nhanh trường hợp leo dốc đột ngột hay chạy xuống dốc Kiểm soát tín hiệu đầu ra: Khi tín hiệu sai xử lý, tín hiệu đưa đến chấp hành tạo để mở lớn bướm ga, giữ vị trí cố định hay giảm bớt bướm ga Bộ trợ lực cập nhật với đặc tính khí trợ lực, đến vài phần ngàn giây Tín hiệu sai lệch xử lý nhanh hơn, vậy, tạo thời gian cho vài giá trị trung bình cảm biến tốc độ xe Điều khiển bướm ga loại trợ lực chân không truyền thống hay môtơ bước Ở loại trợ lực chân không, chân không tác động vào chấp hành xả theo qui trình xử lý cố hệ thống phanh tác động với mục đích bổ sung cho trình đóng cuộn solenoid điều khiển chấp hành Bộ trợ 175 lực kiểu môtơ điện đòi hỏi truyền động điện tử phức tạp vài cấu xử lý cố khí kết nối vào hệ thống phanh 7.5 CÁC BỘ PHẬN CHÍNH CỦA CCS 7.5.1 Cảm biến tốc độ (Sensor) Hình 7.8: Cảm biến tốc độ loại công tắc lưỡi gà Chức cảm biến tốc độ xe thông báo tốc độ thời cho ECU điều khiển chạy tự động Cảm biến tốc độ xe chủ yếu loại công tắc lưỡi gà, loại quang học (diod phát quang kết hợp với transitor quang) loại MRE (loại phần tử điện trở từ) Cảm biến lắp đồng hồ tốc độ hay hộp số Khi tố độ xe tăng, cáp đồng hổ tốc độ xe quay nhanh hơn, bật tắc công tắc lưỡi gà hay transitor nhanh hơn, ngược lại chạy tốc độ thấp giảm tần số tính hiệu tốc độ a) Loại công tắc lưỡi gà: dùng với bảng đồng hồ loại kim, dây công tơ mét quay, nam châm quay Điều bật tắt công tắc lưỡi gà lần vòng quay Tốc độ xe tỷ lệ với tần số xung điện áp b) Loại quang học: dùng với bảng đồng hồ kiểu số, lắp đồng hồ tốc độ 176 Hình 7.9: Cảm biến tốc độ loại quang Cáp đồng hồ tốc độ làm cho đóa xẽ rãnh quay Khi đóa xẽ rãnh quay, ngắt tia sáng chiếu lê transitor quang từ diod phát quang (LED) làm cho transitor quang phát sinh xung điện áp Ánh sáng từ đèn LED bị ngắt 20 lần cáp đồng hồ tốc độ quay vòng tạo 20 xung Số lượng xung giảm xuống xung trước tín hiệu gởi đến ECU điều khiển chạy tự động, Một tín hiệu 20 xung vòng quay trục roto transitor quang đóa xẽ rãnh tạo chuyển thành tín hiệu xung vòng quay nhờ ECU đồng hồ số chuyển đến ECU chạy tự động c) Loại MRE (phần tử điện trở từ) Cảm biến lắp hộp số hay hộp số phụ dẫn động bánh chủ động trục thứ cấp Cảm biến bao gồm mạch HIC (mạch tích hợp) gắn MRE (phần tử điện trở từ) vành từ Nguyên lý hoạt động MRE: Khi hướng dòng điện chạy MRE song song với hướng đường sức từ, điện trở trở nên lớn (và dòng điện yếu), ngược lại, hướng dòng điện đường sức từ cắt nhau, điện trở giảm đến mức tối thiểu (và dòng điện mạnh) Hướng đường sức từ thay đổi chuyển động quay nam châm lắp vành từ, kết qủa điện áp MRE ttở thành dạng sóng xoay chiều Bộ so sánh cảm biến tốc độ chuyển dạng sóng xoay chiều thành tín hiệu số, sau đảo ngược transitor trước đến đồng hồ Tần số dạng sóng phụ thuộc vào số lượng cực nam châm lắp vành từ Có loại vành từ (tùy theo kiểu xe): Loại có 20 cực từ loại có cực từ Loại có 20 cực từ tạo dạng sóng 20 chu kỳ (20 xung vòng quay vành từ), loại cực tạo dạng sóng chu kỳ Trong loại 20 cực, tần số tín hiệu số chuyển thành 20 xung vòng quay của vành từ thành xung mạch chuyển đổi xung đồng hồ tốc độ sau gửi đến ECU Mạch đầu cảm biến tốc độ khác tùy theo kiểu xe Kết qủa tín hiệu phát khác tùy theo kiểu xe: có loại điện áp điện trở thay đổi Một số cảm biến tốc độ không qua bảng đồng hồ mà gửi trực tiếp đến ECU 177 7.5.2 Bộ điều khiển Yêu cầu kỹ thuật vi xử lý (ECU): Bộ ECU sử dụng hệ thống CCS có yêu cầu cao chức Bộ ECU phải bao gồm yêu cầu sau: Chuẩn thời gian phải xác để đo đạt tính toán tốc độ Tín hiệu vào A/D Tín hiệu PWM Ghi nhận thời gian tín hiệu vào Ghi nhận so sánh thời gian tín hiệu Cổng liệu (cổng MUX) Bộ phận ghi bên EPROM Công nghệ Low-Power CMOS 7.5.3 a) Bộ phận dẫn động (Actuator) Bộ dẫn động chân không Hình 7.10: Bộ dẫn động chân không Van điều khiển: Bộ trợ lực hoạt động chân không gồm màng hoạt động lò xo với van cung cấp, van điều khiển solenoid Khi hệ thống không sử dụng đến, solenoid van điều khiển thường đóng lúc đó, solenoid van thông cho khí trời vào Màng trợ lực lò xo giãn góc mở cánh bướm ga không điều chỉnh Việc đóng mở van hoạt động trì việc thiết lập tốc độ di chuyển ôtô đường mong muốn Van xả: Dùng để dẫn áp suất khí vào chấp hành hệ thống CCS bị hủy bỏ Van xả đóng vai trò van an toàn van điều khiển bị cố 178 định vị trí cấp chân không hư hỏng Nó dẫn áp suất khí từ van an toàn để đóng bướm ga, giảm tốc độ xe Van xả bảo đảm tính an toàn cao lái xe ON TỐC ĐỘ ÔTÔ TĂNG ON OFF TỐC ĐỘ ÔTÔ GIẢM OFF Hình7.12: Đấu dây cáp từ Actuator đến bướm ga Sơ đồ gồm: Bộ trợ lực điều khiển gồm có màng solenoid điều khiển chân không Hệ số xung điều khiển hệ số xung: ECU gởi dòng ngắt (tính hiệu xung) đến van điều khiển với tần số khoảng 20 Hz, cách thay đổi khoảng thời gian dòng điện bật tắt (được gọi hệ số xung) làm tăng hay giảm độ chân không chấp hành theo tốc độ xe Khi dòng điện bật khoảng thời gian dài (hệ số xung cao) van chân không mở thời gian lâu hơn, độ chân không tăng chấp hành, kết qủa bướm ga mở tốc độ xe tăng lên ON Tốc độ tăng OFF Khi dòng điện tắt khoảng thời gian dài (hệ số xung thấp) van khí mở khoảng thời gian lâu hơn, độ chân không tăng chấp hành, kết qủa bướm ga đóng tốc độ xe giảm xuống ON Tốc độ giảm OFF 179 Sự hoạt động cấu chấp hành: Khi xe hoạt động tốc độ không thay đổi, tăng hay giảm tốc van điều khiển van xả chấp hành hoạt động để điều khiển tố độ xe Hoạt động liên hệ van ứng với điều kiện lái xe tổng kết bảng sau: SỰ PHỐI HP HOẠT ĐỘNG CỦA VAN ĐIỀU KHIỂN VÀ VAN XẢ Điều kiện CÔNG TẮC CHÍNH CCS tắt Tắt Chưa đặt tốc độ Bật Đặt tốc độ Bật Chạy tốc độ với chế độ CCS Bật Tăng tốc với công tắc điều khiển Bật Giảm tốc với công tắc điều khiển Tạm thời tăng tốc bàn đạp ga Bật Bật BỘ CHẤP HÀNH VAN ĐIỀU KHIỂN VAN XẢ Dòng điện Dòng điện Van chân Van khí Van khí không quyển Tắt Tắt Đóng Mở Mở Tắt Tắt Đóng Mở Mở Điều khiển xung Bật Mở Đóng Mở Đóng Đóng Điều khiển xung Bật Mở Đóng Mở Đóng Đóng Điều khiển xung Bật Mở Đóng Mở Đóng Tắt Đóng Mở Tắt Đóng 180 Mở Đóng Tắt Mở Tắt Mở Tốc độ xe cao tốc độ đặt trước Tốc độ xe thấp tốc độ đặt trước Bật Bật 10 Hủy Bật 11.Phục hồi tốc độ xe công tắc điều khiển Bật Điều khiển xung Mở Đóng Mở Đóng Điều khiển xung Mở Đóng Mở Đóng Tắt Đóng Mở Điều khiển xung Bật Đóng Bật Đóng Tắt Mở Bật Mở Đóng Đóng 181 Mở Đóng STT GAUGE MAIN SET/COAST RES/ACC CANCEL Má Bơm độ chạ điề Bộ Cầ Ắ Đè Cô Cả Van rơ ECU Khoá ACC IG cnm un le uycquy chấ ygchì Đ/khiể xả điệ phanh bá khiể hay khở châ O/D biế tự điệ tắ ponicSTOP ninhà phanh O/D(A/T) số phanh điề ly đè châ độ tố khô nALT nnhợ cnh u2(ECT) phanh nđộ p khiể khô gFL tay Giắ nố FL chẩ khở ingđộ nsố ngn g2 trung tổ AM1 ng (TDCL) FL gian Sơ đồ phối hợp tốc độ xe với trạng thái van điều khiển van xả HỦY TỐC ĐỘ XE VAN ĐK PHỤC HỒI ON OFF VAN XẢ ON OFF b) Bộ dẫn động motor: Bộ chấp hành gồm mô tơ, ly hợp từ biến trở, thực nhiệm vụ truyền tác động điều khiền từ ECU đến bướm ga tương tự dẫn động chân không 182 TÀI LIỆU THAM KHẢO TS Đỗ Văn Dũng Giáo trình Hệ thống điện động Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP HCM, 2006 TS Đỗ Văn Dũng Giáo trình hệ thống điện thân xe điều khiển tự động ôtô Đại Học Sư Phạm KỹThuật TP HCM, 2006 Nguyễn Tấn Lộc, Giáo trình thực tập động xăng Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP HCM, 2007 Lê Thanh Phúc Giáo trình thực tập điện ơtơ Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP HCM, 2008 Lê Thanh Phúc Giáo trình thực tập điện ơtơ Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP HCM, 2008 ThS Nguyễn Văn Thình Thực tập trang bị điện ôtô Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP HCM, 2004 ThS Nguyễn Văn Thình Thực tập trang bị điện ôtô Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP HCM, 2004 ThS Nguyễn Văn Thình Giáo trình Trang bị điện ôtô Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP HCM, 2006 BOSCH Germany, Automotive Handbook, 2000 10 Toyota service trainning ... 5 .2: Sơ đồ hệ thống phanh ABS điều khiển tất bánh Theo nguồn trợ lực 129 - Nguồn bơm trợ lực lái – van điện vị trí Hình 5.3 : Sơ đồ hệ thống phanh ABS van điện vị trí - Nguồn mơtơ riêng - Van... - đóng van Hoạt động van điện van chuyển số: CÁC VAN ĐIỆN No.1 No .2 Bật Bật Tắt Tắt Tắt Bật Bật Tắt CÁC VAN CHUYỂN SỐ 1 -2 2-3 3-4 Xuống Lên Lên Lên Lên Lên Lên Xuống Lên Lên Xuống Xuống Van điện. .. O/D Van điện từ No .2 (bật) Áp suất chuẩn Van chuyển số 2_ 3 Van chuyển số 1 _2 Van chuyển số 3_4 Hình 4 .21 : Mối quan hệ van điện van chuyển số Van điện No.1 No .2 107 a Van chuyển số – 2: Van chuyển