điều khiển tốc độ cầm chừng cho một số động cơ thông dụng tại việt nam

PHẦN I ĐẶT VẤN ĐỀ Một động cơ ơ tơ đời mới hoạt động được bình thường cần cĩ ba hệ thống điều khiển chính: Hệ thống đánh lửa bằng đện tử, hệ thống phun xăng điều khiển bằng máy tính và

ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG

ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ CẦM CHỪNG CHO

MỘT SỐ ĐỘNG CƠ THÔNG DỤNG TẠI VIỆT NAM

MÃ SỐ: T2010 - 25

Tp Hồ Chí Minh, 2010

S 0 9

S KC 0 0 3 0 2 0

TÓM TẮT

Hiện nay, thị trường ô tô Việt Nam đang có nhiều biến động tích cực Ngành công nghiệp ô tô có chiều hướng nhập khẩu xe nguyên chiếc ào ạt nhờ áp dụng mức thuế mới Vì thế số lượng xe tăng lên nhanh chóng, nhất là ở các đô thị lớn Một đặc

điểm của dòng xe nhập khẩu là rất hiếm phụ tùng thay thế và thiếu các cơ sở bảo

dưỡng sửa chữa Bên cạnh đó, dòng xe này chủ yếu là dòng xe đã qua sử dụng Vì thế các hư hỏng và trục trặc kỹ thuật của dòng xe này là rất thường gặp Trong các hệ thống của dòng xe này, hệ thống thường gặp trục trặc nhất là hệ thống cầm chừng hay

hệ thống không tải Nó là một trong ba hệ thống quan trọng nhất trên một chiếc động

cơ xe hơi đời mới Hệ thống này thường gây ra các hiện tượng trong một thời điểm tức thời rất khó kiểm tra kỹ thuật như: Òa ga, sượng ga hay tăng tốc đột ngột gây ra những tai nạn giao thông đáng tiếc Vì thế việc nhiên cứu phương pháp điều khiển, chế tạo một hệ thống điều khiển độc lập hợp lý để an toàn hóa hệ thống này khi nó đã gặp trục trặc là vấn đề cần thiết và đầy ý nghĩa chi dòng xe nhập khẩu đã qua sử dụng ở Việt Nam hiện nay

Do thời gian thực hiện đề tài còn hạn chế nên đề tài chỉ mới tập trung nghiên cứu các vấn đề sau:

- Khảo sát các loại van cầm chừng của một số động cơ thông dụng

- Thiết kế, chế tạo mạch điều khiển các loại van cầm chừng

- Lập trình cho mạch điều khiển tốc độ cầm chừng

- Thử nghiệm hệ thống trên xe lưu hành

Mục lục

Phần I Đặt vấn đề

Đối tượng nghiên cứu 4

Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước 4

Những vấn đề còn tồn tại 5

Phần II Giải quyết vấn đề I Mục đính của đề tài 6

II Phương pháp nghiên cứu 6

III Nội dung 6

1 Khảo sát thực trạng các hệ thống cầm chừng sử dụng tại Viêt Nam 6

1.1 Loại sử dụng motor bước 6 day 6

1.2 Loại van xoay 9

1.3 Loại ACV điều khiển bằng hệ số tác động 10

1.4 Loại VSV điều khiển bật tắt 11

2 Cơ sở lý thuyết điều khiển tốc độ cầm chừng 13

2.1 Các loại cảm biến được sử dụng trong hệ thống 13

2.2 Lý thuyết điều khiển tốc độ cầm chừng 19

3 Thiết kế, chế tạo mạch điều khiển tốc độ cầm chừng 21

3.1 Thiết kế mạch điều khiển 21

3.2 Thi công mạch điều khiển 27

4 Lập trình cho mạch điều khiển 28

4.1 Thuật toán điều khiển 28

5 Thực nghiệm hệ thống trên động cơ thực 34

IV Kết quả đạt được 40

1 Tính khoa học 40

2 Khả năng triển khai ứng dụng thực tế 40

3 Hiệu quả kinh tế, xã hội 40

Phần II Kết luận

PHẦN I

ĐẶT VẤN ĐỀ

Một động cơ ơ tơ đời mới hoạt động được bình thường cần cĩ ba hệ thống điều

khiển chính: Hệ thống đánh lửa bằng đện tử, hệ thống phun xăng điều khiển bằng máy

tính và hệ thống đều khiển tốc độ cầm chừng Cả ba hệ thống này cịn được gọi là hệ

thống điều khiển động cơ bằng máy tính Nếu như hai hệ thống phun xăng và đánh lửa

là điều khiện cần cho động cơ hoạt động thì hệ thống điều khiển tốc độ cầm chừng là

đều khiện đủ Thiếu nĩ động cơ vẫn hoạt động được nhưng tạo ra những vấn đề nhất

thời ảnh hưởng đến chế độ hoạt động của động cơ và mức độ an tồn khi xe lưu thơng

Những triệu chứng và hậu quả khi hệ thống này hoạt động khơng bình thường là hồn

tồn khơng thể kiểm sốt được Vì thế đề tài nghiên cứu chế tạo một modul sử dụng

mạch vi điều khiển để điều khiển hệ thống này một cách độc lập cho những xe đã cĩ

triệu chứng hư hỏng hệ thống điều khiển cầm chừng Modul chỉ nhận tín hiệu từ động

cơ như tốc độ động cơ, cảm biến bướm ga và tín hiệu máy lạnh để điều khiển van cầm

chừng theo đúng chế độ nguyên thủy của động cơ xe hơi khi chưa gặp sư cố kỹ thuật

Sự cố về tốc độ cầm chừng hay tốc độ khơng tải là một vấn đề lớn đối với xe

hiện hành Một số tài xế cĩ thời gian điều khiển xe lâu năm cịn gọi sự cố này là “bệnh

nan y” và họ chỉ biết chấp nhận sự cố mà chưa cĩ biện pháp khắc phục Ở các cơ sở

bảo trì của các hãng lớn tại Việt Nam thì họ chỉ biết dự đốn và thay thế một vài phụ

tùng liên quan đến sự hoạt động của hệ thống Một đặc điểm của hệ thống này là khi

cĩ sự bảo dưỡng, thay thế Nĩ cĩ thể hoạt động bình thường trong một khoảng thời

gian ngắn mà khơng khắc phục được hồn tồn Như vậy cĩ thể nĩi việc khắc phục sự

cố này ở Việt Nam hồn tồn chưa cĩ cơ sở kỹ thuật đúng đắn Vì thế đề tài “điều

khiển tốc độ cầm chừng cho một số loại động cơ thơng dụng tại Việt Nam” là mới mẽ

và hết sức cần thiết

III NHỮNG VẤN ĐỀ CÒN TỒN TẠI

Hộp ECU điều khiển động cơ khi xuất xưởng luơn cĩ một hệ số điều khiển nhất

định cho một hệ thống chấp hành Trong quá trình hoạt động, do sự hao mịn về cơ khí

và lão hĩa về thời gian nên hệ số này của các bộ chấp hành cĩ sự thay đổi và khơng cĩ

thơng số phù hợp với thơng số trong bộ nhớ của chương trình đều khiển Vì thế sau

một thời gian hoạt động, ECU tự điều chỉnh thơng số để phù hợp với cơ cấu chấp hành

nên trong bộ nhớ của nĩ cũng cĩ sự thay đổi thơng số này Vì thế khi động cơ gặp sự

cố về tốc độ cầm chừng là lúc các thơng số đã thay đổi khác xa nhau Điều này gây ra

một tình trạng là hệ thống cũ khơng thể hoạt động được bình thường mà khi thay mới

phụ tùng cũng khơng thể đáp ứng được thơng số hoạt động cho hệ thống Vì thế giải

pháp chế tạo một modul rời để điều khiển chế độ cầm chừng cho động cơ là một giải

pháp cĩ thể khắc phục được sự cố này của động cơ xe hơi đời mới

PHẦN II

GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ

Để giải quyết vấn đề cấp bách và mang tính thời sự đĩ, đề tài nghiên cứu vấn đề

này nhằm hai mục đích chính:

- Giải quyết sư cố thường gặp và gây ra nhiều hậu quả của hệ thống điều khiển

tốc độ cầm chừng trên động cơ ơ tơ đời mới

- Chế tạo một hệ thống nhỏ nhằm hồn thiện mạch điều khiển hệ thống điện

động cơ với phương hướng nhắm tới việc chế tạo hồn thiện hộp ECU điều

khiển phun xăng đánh lửa cho động cơ ơ tơ phục vụ cho các phịng thí nghiệm

ơ tơ và lắp lẫn phụ tùng trên thị trường

Trong quá trình thực hiện đề tài, người làm đề tài đã sử dụng một số phương pháp

nghiên cứu sau:

- Phương pháp nghiên cứu tài liệu

- Phương pháp khảo sát đối tượng

- Phương pháp lập trình vi xử lý

- Phương pháp thực nghiệm và xử lý số liệu

1 Khảo sát thực trạng các hệ thống cầm chừng sử dụng tại Việt Nam

1.1 Loại sử dụng Motor bước 6 dây

Van ISC loại mơ tơ bước được đặt ở buồng nạp hoặc thân bướm giĩ Nĩ điều

chỉnh tốc độ khơng tải động cơ bằng mơ tơ bước và van kim, van kim điều khiển thể

tích khơng khí qua nhánh phụ của bướm ga Van điều khiển tốc độ khơng tải điều

chỉnh khơng khí qua nhánh phụ từ đường khí nạp qua bướm giĩ theo hướng đến ống

gĩp nạp qua một lỗ mở giữa van kim và đế van

Hình 1.1 Vị trí van loại motor bước

a Cấu tạo:

Hình 1.2 Cấu tạo van loại motor bước

Rotor : gồm một nam châm vĩnh cửu 16 cực Số cực phụ thuộc vào từng loại

động cơ

Stator : gồm hai bộ lõi, 16 cực xen kẽ nhau Mỗi lõi được quấn hai cuộn dây

ngược chiều nhau

b Hoạt động

ECU điều khiển chuyển động của van kim bằng cách nối đất liên tục bốn cuộn

dây stato Mỗi dòng điện gây ra một xung qua các cuộn dây, trục van sẽ di chuyển

một bước Chiều quay được đảo chiều bằng cách đảo trật tự dòng điện qua các cuộn

dây stato Với loại rotor và stator 16 cực, cứ mỗi lần dòng điện đi qua các cuộn dây thì

rotor quay được 1/32 vòng Cụm van bao gồm cuộn dây stator điện, rotor nam châm

vĩnh cửu, van và trục van Trục van là một trục vít được bắt vít vào trong rôto Một

1-Rotor 2-Stator 3-Van 4-B ệ van

5-Trục van

motor bước được gắn trong van ISC Motor này quay roto thuận hay ngược chiều kim

đồng hồ, làm van chuyển động ra hay vào, do vậy làm tăng hay giảm khe hở giữa van

và đế van, do đó điều chỉnh được lượng khí đi qua đường khí tắt Van ISC có 125

bước kể từ vị trí đóng hoàn toàn đến vị trí mở hoàn toàn Van ISC có khả năng điều

chỉnh lượng lớn không khí chạy qua, nó cũng được dùng để điều khiển tốc độ không

tải nhanh Và vì vậy, không cần phải dùng thêm van khí phụ

Hình 1.3 Giản đồ hoạt động của motor bước

c Mạch điện

Van ISC được nối với ECU như hình vẽ dưới đây Tốc độ không tải tiêu chuẩn

tường ứng với từng nhiệt độ nước làm mát và trạng thái hoạt động của điều hòa không

khí được lưu trong bộ nhớ của ECU

Hình 1.4 Mạch nguyên lý điểu khiển van loại motor bước

1.2 Loại van xoay

ISCV loại solenoid quay được lắp đặt vào trong thân bướm gió Loại van nhỏ,

nhẹ, và có độ tin cậy cao này kiểm soát lượng khí vào và cho phép đi qua van bướm

gió Vì vậy không cần phải dùng thêm một van khí phụ nào nữa.Theo cách này, thể

tích lượng khí nạp qua đường tắt nạp vào động cơ được thực hiện bằng một van xoay

di động, van này đóng kín hoặc mở lỗ thông dựa vào tín hiệu nhận từ ECU Mặc dù

các kiểu động cơ cũ vẫn có một vit chỉnh tốc độ không tải, nhưng ngày nay nó không

còn được sử dụng nữa Iscv loại solenoid quay đáp ứng được lượng không khí lớn nên

nó được dùng để điều khiển tốc độ không tải lạnh nhanh và các loại hệ thống không tải

khác

a Cấu tạo

Hình 1.5 Cấu tạo của van xoay

 Nam châm vĩnh cửu: Đặt ở đầu trục van có hình trụ Nó sẽ quay dưới tác

dụng của lực đẩy hay lực kéo của 2 cuộn T1 và T2

 Van: Đặt treo ở tiết diện giữa của trục van Nó sẽ điều khiển lượng gió đi

qua mạch rẽ van xoay cùng với trục của nam châm

 Cuộn T1 và T2: đặt đối diện nhau, ở giữa là nam châm vĩnh cửu ECU

nối mass một trong hai cuộn dây để điều khiển đóng mở van

 Cuộn lò xo lưỡng kim: Dùng để đóng mở van theo nhiệt độ nước làm

mát khi mạch điều khiển điện không làm việc Một đầu của cuộn lò xo lưỡng kim

được bắt vào chốt cố định, còn điểm kia bắt vào chấu bảo vệ trên chấu bảo vệ có một

rãnh, một chốt xoay liền trục với van sẽ đi vào rãnh này Chốt xoay sẽ không kích hoạt

sự hoạt động của lò xo lưỡng kim khi hệ thống điều khiển cầm chừng hoạt động không

tốt cũng như lúc lò xo lưỡng kim không tiếp xúc với mặt cắt có vát rãnh trên chấu bảo

vệ cơ cấu này là thiết bị an toàn không cho tốc độ cầm chừng quá cao hay quá thấp do

mạch điều khiển bị hư hỏng

b Mạch điện

Hình 1.6 Mạch điều khiển van xoay

Hai cuộn dây được nối với hai transitor đặt trong ECU như hình vẽ khi

transitor T1 mở, có dòng điện chạy qua cuộn dây đó Từ trường của cuộn đây và từ

trường của nam châm vĩnh cửu sẽ làm cho van quay theo chiều kim đồng hồ, khi T2

mở, van sẽ quay theo chiều ngược lại ECU điều khiển chuyển động của van bằng

cách gởi một tín hiệu điện ápdạng xung vào mỗi cuộn dây Vị trí của van sẽ được

quyết đinh bởi sự khác nhau giữa hai từ trường của van(một của nam châm vĩnh cửu,

một do cuộn dây tạo ra) Tần số hoạt động rất cao khoảng 250hz Tần số cao này giúp

van duy trì được vị trí tối ưu để đáp ứng thích hợp lượng khí nạp vào động cơ Mạch

điện trong ecu được thiết kế để tạo ra dòng điện xoay chiều trong cuộn T1 khi hệ số

tác dụng thấp và trong cuộn T2 khi hệ số tác dụng cao Bằng cách thay đổi hệ số tác

dụng (thời gian mở trên thời gian đóng), sự thay đổi từ trường làm cho trục van quay

1.3 Loại ACV điều khiển bằng hệ số tác dụng

Van này dược lắp trên ống góp nạp Nó kiểm soát lượng không khí đi qua van

bướm gió bằng cách mở hoặc đóng đường khí phụ Thời gian mở van là một đặc trưng

của một tín hiệu chu trình làm việc nhận từ ECU ACV có thể cho một lượng khí lớn

đi qua, vì vậy một van không khí cơ khí riêng biệt được sử dụng cho không tải lạnh

nhanh của động cơ được trang bị hệ thống này Kết cấu của van này bao gồm: solenoid

điện, van thường đóng để đóng nhánh khí sạch từ bầu lọc khí đến ống nạp, ECU kiểm

soát van này bằng cách áp dụng một tỉ lệ làm việc đa dạng tần số 10HZ đến solenoid,

làm cho van truyền lượng không khí vào ống góp nạp Vị trí của van điện từ được xác

định bằng tỉ lệ giữa thời gian dòng điện chạy qua so với thời gian mà nó tắt Nói theo

cách khác, van mở rộng khi dòng điện chạy lâu hơn trong cuộn dây

Hình 1.7 Van cầm chừng loại ACV

1.4 Loại van VSV điều khiển bật tắt

Hình 1.8 Van cầm chừng loại VSV

Hệ thống ISC loại bật tắt van ngắt chân không được điều khiển bởi các tín hiệu

từ ECU hoặc trực tiếp bằng các mạch điện đèn sau và bộ sấy kính cửa sau VSV được

lắp điển hình trên động cơ (thường là dưới ống góp nạp) hoặc trong khoang động cơ,

điều khiển lượng không khí cố định vào ống góp nạp động cơ Loại van này thường

đóng và chỉ mở khi có dòng điện chạy qua các cuộn dây của solenoid Không giống

như các mạch điều khiển ECU bị nối đất khác, ECU điều khiển VSV bằng cách cung

cấp dòng điện đến cuộn solenoid khi đáp ứng được các điều kiện đã được lập trình

trước Ngoài ra, dòng điện được cấp đến solenoid từ mạch điện đèn sau hoặc bộ sấy

kính cửa sau chay xuyên qua các điod cách ly VSV cho phép chỉ một lượng nhỏ

không khí qua van bướm gió thường đóng khi nó mở, tốc độ động cơ tăng khoảng

100v/p khi nó được kích hoạt (cấp điện) Hệ thống ISC không dùng để điều khiển

không tải lạnh nhanh, các động cơ được trang bị hệ thống này dùng một van không khí

cơ khí để điều khiển không tải lạnh nhanh

Hình 1.9 Sơ đồ mạch điện loại VSV

Kết cấu của loại van này như hình vẽ các tín hiệu từ ECU động cơ làm cho

dòng điện chạy qua cuộn dây Dòng này sẽ kích thích cuộn dây, làm mở van, tăng tốc

độ không tải xấp xỉ khoảng 100v/p (tốc độ không tải nhanh được điều khiển bằng một

van khí phụ)

2 Cơ sở lý thuyết điều khiển tốc độ cầm chừng

2.1 Các loại cảm biến được sử dụng trong hệ thống

2.1.1 Cảm biến tốc độ động cơ

Cảm biến này báo về tốc độ động cơ để tính toán hoặc tìm góc đánh lửa tối ưu

và lượng nhiên liệu sẽ phun cho từng xy lanh Cảm biến này cũng được dùng vào mục

đích điều khiển tốc độ cầm chừng hoặc cắt nhiên liệu ở chế độ cầm chừng cưỡng bức

Có nhiều cách bố trí cảm biến NE trên động cơ: trong delco, trên bánh đà hoặc trên

bánh răng cốt cam Đôi khi ECU chỉ dựa vào một xung lấy từ cảm biến hoặc IC đánh

lửa để xác định tốc độ động cơ Cảm biến tốc độ động cơ có nhiều loại khác nhau như:

cảm biến điện từ loại nam châm quay hoặc nam châm đứng yên, cảm biến quang, cảm

biến Hall…

2.1.1.1 Loại cảm biến điện từ

a Cấu tạo

Hình 2.1 Cảm biến điện từ Toyota

Hình trên trình bày sơ đồ bố trí của cảm biến tốc độ động cơ dạng điện từ trên

xe TOYOTA loại nam châm đứng yên Cảm biến gồm có rotor để khép kín mạch từ và

cuộn dây cảm ứng mà lõi gắn với một nam châm vĩnh cửu đứng yên Số răng trên

rotor và số cuộn dây cảm ứng thay đổi tùy thuộc vào loại động cơ Phần tử phát xung

NE có thể có 4; 24 hoặc sử dụng số răng của bánh đà ở đây ta xem xét cấu tạo và hoạt

động của bộ tạo tín hiệu NE loại một cuộn dây cảm ứng – rotor 4 răng Rotor này

đươc gắn đồng trục với bộ chia điện

b Nguyên lý hoạt động

Bộ phận chính của cảm biến là một cuộn cảm ứng, một nam châm vĩnh cửu và một

rotor dùng để khép kín mạch từ có số răng tùy loại động cơ Khi cựa răng của rotor

không nằm đối diện với cực từ, từ thông đi qua cuộn cảm ứng sẽ có giá trị thấp vì khe

hở không khí lớn có từ trở cao Khi một cựa răng tiến đến gần cực từ của cuộn dây,

khe hở không khí giảm dần khiến từ thông tăng nhanh Như vậy, nhờ sự biến thiên từ

thông, trên cuộn dây sẽ xuất hiện một sức điện động khi cựa răng đối diện với cực từ

của cuộn dây, từ thông đạt giá trị cực đại, nhưng điện áp ở hai đầu cuộn dây bằng

không Khi cựa răng rotor di chuyển ra khỏi cực từ, thì khe hở không khí tăng dần làm

từ thông giảm sinh ra một sức điện động theo chiều ngược lại hoàn toàn tương tự cho

loại 24 răng

c Mạch điện và dạng xung

Hình 2.2 Sơ đồ nguyên lý cảm biến điện từ 4 xung

Hình 2.2 Sơ đồ nguyên lý cảm biến điện từ 4 xung hai cuộn dây

Hình 2.3 Sơ đồ nguyên lý cảm biến điện từ loại 24 xung

2.1.2 Cảm biến vị trí bướm ga

Cảm biến vị trí cánh bướm ga được lắp trên trục cánh bướm ga Cảm biến này

đóng vai trò chuyển vị trí góc mở cánh bướm ga thành tín hiệu điên áp gửi về ECU

Tín hiệu cầm chừng (IDL) dùng để điều khiển phun nhiên liệu khi động cơ hoạt động

ở chế độ cầm chừng cũng như hiệu chỉnh thời điểm đánh lửa Tín hiệu toàn tải (PSW)

dùng để tăng lượng nhiên liệu phun ở chế độ toàn tải để tăng công suất động cơ Trên

một số xe, cảm biến vị trí bướm ga còn giúp ECU điều khiển hộp số tự động Có nhiều

loại cảm biến vị trí bướm ga Nhưng hiện nay phổ biến nhất là cảm biến bướm ga loại

tuyến tính

a Cấu tạo

Hình 2.4 Cảm biến vị trí bướm ga loại có chân IDL

Loại này có cấu tạo gồm hai con trượt, ở đầu mỗi con trượt được thiết kế có các

tiếp điểm cho tín hiệu cầm chừng và tín hiệu góc mở cánh bướm ga, có cấu tạo như

hình vẽ trên

b Mạch điện

Hình 2.5 Sơ đồ mạch điện cảm biến bướm ga

Một điện áp không đổi 5V từ ECU cung cấp đến cực VC Khi cánh bướm ga

mở, con trượt trượt dọc theo điện trở và tạo ra điện áp tăng dần ở cực VTA tương ứng

với góc mở cánh bướm ga Khi cánh bướm ga đóng hoàn toàn, tiếp điểm cầm chừng

nối cực IDL với cực E2, trên đa số các xe, trừ Toyota, cảm biến bướm ga loại biến trở

chỉ có 3 dây VC, VTA và E2 mà không có dây IDL

2.1.3 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát (THW)

a Nguyên lý

Điện trở nhiệt là một phần tử cảm nhận sự thay đổi điện trở theo nhiệt độ Nó

được làm bằng vật liệu bán dẫn có hệ số nhiệt điện trở âm(NTC- negative temperature

coeficient) Khi nhiệt độ tăng thì điện trở giảm và ngược lại các loại cảm biến nhiệt

độ hoạt động cùng nguyên lý nhưng mức hoạt động và sự thay đổi điện trở theo nhiệt

độ có khác nhau Sự thay đổi giá trị điện trở sẽ làm thay đổi giá trị điện áp được gửi

đến ECU trên nền tảng cầu phân áp

Hình 2.6 Sơ đồ nguyên lý đo nhiệt độ nước làm mát

Trên sơ đồ ta thấy: Điện áp 5V qua điện trở chuẩn (điện trở này có giá trị không

đổi theo nhiệt độ) tới cảm biến, trở về ECU rồi về mass Như vậy điện trở chuẩn và

nhiệt điện trở trong cảm biến nhiệt độ nước làm mát tạo thành một cầu phân áp Điện

áp giữa cầu được đưa đến bộ chuyển đổi tín hiệu tương tự - số.(bộ chuyển đổi

ADC-analog to digital converter) Khi nhiệt độ động cơ thấp, giá trị điện trở cảm biến cao và

điện áp gửi đến bộ chuyển đổi ADC lớn tín hiệu điện áp được chuyển đổi thành một

dãy xung vuông và được giải mã nhờ bộ vi xử lý để thông báo cho ECU biết đông cơ

đang lạnh Khi động cơ nóng, giá trị điện trở cảm biến giảm kéo theo điện áp đặ giảm,

báo cho ECU biết là động cơ đang nóng

b Cấu tạo:

Thường là trụ rỗng có ren ngoài, bên trong có gắn một điện trở dạng bán dẫn có

hệ số nhiệt điện trở âm

Hình 2.7 Cấu tạo cảm biến nhiệt độ nước làm mát

Ở động cơ làm mát bằng nước, cảm biến được gắn ở thân máy, gần bọng nước làm

mát Trong một số trường hợp cảm biến được lắp trên lắp máy

E1

E2 THW E2

C ả m bi ế n nhi ệ t độ n ướ c

0.2 0.3 0.5

2.2 Lý thuyết điều khiển tốc độ cầm chừng

2.2.1 Khái quát

Để điều khiển tốc độ cầm chừng, người ta cho thêm một lượng gió đi tắt qua

cánh bướm ga vào động cơ nhằm tăng lượng hỗn hợp để giữ tốc độ cầm chừng khi

động cơ hoạt động ở các chế độ tải khác nhau Lượng khí tắt này được kiểm soát bởi

một van điện gọi là van điều khiển cầm chừng Đôi khi biện pháp mở thêm cánh bướm

ga cũng được sử dụng

Hình 2.10 Sơ đồ tổng quát hệ thống điều khiển tốc độ cầm chừng

2.2.2 Các chế độ hoạt động

a Chế độ khởi động:

Khi động cơ ngưng hoạt động, tức không có tín hiệu tốc độ động cơ gửi đến ECU

thì van điều khiển mở hoàn toàn, giúp động cơ khởi động lại dễ dàng

b Chế độ sau khởi động

Nhờ thiết lập trạng thái khởi động ban đầu, việc khởi động dễ dàng và lượng gió

phụ vào nhiều hơn Tuy nhiên, khi động cơ đã nổ (tốc độ tăng) nếu van vẫn mở lớn

hoàn toàn thì tốc độ động cơ sẽ tăng quá cao Vì vậy, khi động cơ đạt được một tốc độ

nhất định (phụ thuộc vào nhiệt độ nước làm mát), ECU gửi tín hiệu đến van điều khiển

cầm chừng để đóng từ vị trí mở hoàn toàn đến vị trí được ấn định theo nhiệt độ nước

Khi động cơ đang hoạt động, nếu ta bật điều hòa không khí, do tải của máy nén lớn

sẽ làm tốc độ cầm chừng của động cơ tụt xuống Nếu sự chênh lệch tốc độ thật sự của

B

A

t0n ướ c

% độ m ở 100%

200 800

động cơ và tốc độ ổn định của bộ nhớ lớn hơn 20 v/p thì ECU sẽ gửi tín hiệu đến van

điều khiển để tăng lượng khí thêm vào qua đường bypass nhằm mục đích tăng tốc độ

động cơ khoảng 100 v/p ở những xe có trang bị ly hợp máy lạnh điều khiển bằng

ECU, khi bật công tắc máy lạnh ECU sẽ gởi tín hiệu đến van diều khiển trước để tăng

tốc độ cầm chừng sau đó đến ly hợp máy nén để tránh tình trạng động cơ đang chạy bị

khựng đột ngột

3 Thiết kế, chế tạo mạch đều khiển cầm chừng

3.1.Thiết kế mạch điều khiển

3.1.1 Mạch cấp nguồn:

Mạch cấp nguồn sử dụng ổn áp LM7805 Mức điện áp vào từ ắc quy là

12V, điện áp ra là 05V cấp cho vi điều khiển và Vcc của cảm biến vị trí cánh

bướm ga

Hình 3.1 Mạch cấp nguồn

Nguồn 12 V lấy từ cọc dương bình ắc quy cho qua diode để bảo đảm an

toàn khi cắm lộn cọc bình Ở đầu vào ta đặt hai tụ C1 và C3 để dập xung nhọn bảo

đảm an toàn cho ổn áp LM 7805 Tương tự đầu ra ta đặt hai tụ C2 và C4 để chống

nhiễu nguồn Tụ C3 và C4 là tụ DC có giá trị là 1000 µF và 470 µF Tụ C1 và C2 là

hai tụ xoay chiều có giá trị 0,1 µ F Ở đầu ra của mạch có led báo nguồn