TỰ ĐỘNG TOYOTA A140E.
Hệ thống điều khiển hộp số tự động A140E gồm 2 phần chính:
Hệ thống điêu khiển thủy lực:
A – Hệ thống điều khiển thủy lực; B – Thân van bộ điều khiển thủy lực
Hệ thống điêu khiển thủy lực gồm bơm dầu, các van điêu khiển thủy lực, bộ điêu khiển áp suất và các bộ tích năng. Sơ đồ khối hệ thống điêu khiển thủy lực hộp số tự động A140E như hình (2.42).
Hệ thống điêu khiển điện tư:
Hệ thống điêu khiển điện tư gồm có các cảm biến tín hiệu đầu vào, các công tắc điêu khiển, van điện từ solenoid, bộ điêu khiển điện tư ECU động cơ và ECT. Sơ đồ khối hệ thống điêu khiển thủy lực hộp số tự động A140E như hình (2.43).
Hình 2.43: Sơ đồ khối hệ thống điều khiển điện tử hộp số tự động A140E.
Hộp số A140E điêu khiển việc chuyển số dựa trên hai tín hiệu chính là: Tốc độ của xe và độ mơ của bướm ga (tải của động cơ). Quá trình điêu khiển chuyển số theo nguyên ly chung: Bộ điêu khiển điện tư trung tâm ECT sẽ nhận các tín hiệu từ các cảm biến vi trí bướm ga và cảm biến tốc độ của xe, ECT sẽ xư ly tín hiệu và quyết đinh thời điểm chuyển số. Ngoài ra hệ thống điêu khiển bằng điện còn thực hiện chức năng tự chuẩn đoán, chức năng an toàn khi có sự cố xảy ra trong hộp số khi đang lái xe.
Cảm biến tốc độ xe xác đinh tốc độ của xe và gơi tín hiệu này đến ECT dưới dạng các tín hiệu điện.
Cảm biến vi trí bướm ga xác đinh góc mơ bướm ga và biến đổi tín hiệu này thành tín hiệu điện rồi gơi đến ECT.
ECT quyết đinh thời điểm chuyển số trên cơ sơ các tín hiệu vê tốc độ xe và góc mơ cánh bướm ga và điêu khiển các van điện trong bộ điêu khiển thuỷ lực, để điêu khiển chuyển động của các van chuyển số. Những van này lại điêu khiển áp suất thuỷ lực đến các ly hợp và phanh trong cụm bánh răng hành tinh để điêu khiển việc chuyển số.
2.7.1. Hệ thống điều khiển điện tử. 2.7.1.1. Chức năng, nhiệm vụ của hệ thống điều khiển điện tử.
- Nhận biết các tín hiệu góc mơ bướm ga và tốc độ xe. - Kết hợp với hệ thống điêu khiển thủy lực điêu khiển:
+ Thời điểm chuyển số. + Thời điểm khóa biến mô. + Áp suất mạch dầu chính. + Tự kiểm tra chuẩn đoán. + Chế độ dự phòng.
2.7.1.2. Các cảm biến và công tắc.
Các cảm biến và công tắc đóng vai trò thu thập các dữ liệu để quyết đinh các thông số điêu khiển khác nhau và biến đổi chúng thành các tín hiệu điện, và các tín hiệu đó được truyên tới ECU động cơ và ECT.
2.7.1.2.1. Cảm biến vị trí bướm ga (TPS).
Chức năng: Cảm biến vi trí bướm ga là biến trơ được lắp trên cổ họng gió của đường ống nạp, nó xác đinh góc mơ bướm ga thông qua giá tri điện trơ của biến trơ và gưi
thông tin này vê ECT ECU dưới dạng tín hiệu điện áp để điêu khiển thời điểm chuyển số và khóa biến mô.
Hình 2.44: Cảm biến vị trí bướm ga loại tiếp điể
ECT ECU sư dụng tín hiệu TPS để điêu khiển: - Áp suất mạch dầu chính.
- Thời điểm chuyển số.
- Thời điểm đóng ly hợp khóa biến mô. - Xuống số cưỡng bức.
- Cảm biến vi trí bướm ga loại tuyến tính (kiểu gián tiếp) như hình 2.44.
1 - Cảm biến vị trí bướm ga; 2 - ECU điều khiển.
Loại này bao gồm 2 tiếp điểm trượt, ơ mỗi đầu của nó lắp các tiếp điểm để tạo tín
hiệu IDL và VTA. Một điện áp không đổi 5V được cấp cho cực VC từ ECU động cơ.
Khi tiếp điểm trượt dọc điện trơ theo góc mơ bướm ga, điện áp tác dụng tại cực VTA tỉ lệ với góc này.
- Các tín hiệu gơi từ cảm biến vi trí bướm ga kiểu gián tiếp như hình (2.46).
Hình 2.46: Cách gửi tín hiệu từ cảm biến vị trí bướm ga kiểu gián tiếp. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
1 - Cảm biến vị trí bướm ga; 2, 3 - Chiều mở và đóng; 4 - Bộ điều khiển ECU.
ECU động cơ biến đổi điện áp VTA thành tín hiệu góc mơ bướm ga khác nhau để báo cho ECT ECU biết góc mơ của bướm ga. Những tín hiệu này bao gồm các tập hợp khác nhau của các điện áp tại các cực L1, L2, L3 và/hoặc IDL của ECT ECU. Khi bướm ga đóng hoàn toàn, tiếp điểm IDL nối với cực E, gưi tín hiệu IDL đến ECT ECU để báo rằng bướm ga đóng hoàn toàn.
2.7.1.2.2. Cảm biến tốc độ xe (VSS) và Cảm biến tốc độ trục thứ cấp (OSS) .
Cảm biến tốc độ xe nhận biết tốc độ thực tế mà xe đang chạy. Nó phát ra một tín hiệu xung gưi lên đồng hồ taplo để báo cho người tài xế nhận biết được tốc độ thực tế xe đang chạy và đo số Km xe đã chạy.
Để đảm bảo rằng ECT ECU luôn nhận được thông tin chính xác vê tốc độ của xe, người ta dùng 2 cảm biến tốc độ như hình (2.47).
Hình 2.47: Cảm biến tốc độ xe và cảm biến tốc độ trục thứ cấp.
.1 – Cảm biến tốc độ xe (VSS); 2 – Cảm biến tốc độ trục thứ cấp (OSS); 3 – Bộ điều khiển ECT ECU.
ECT ECU sư dụng tín hiệu VSS và OSS để điêu khiển Áp suất mạch dầu chính
Thời điểm chuyển số
Thời điểm đóng ngắt bộ biến mô
Để đạt độ chính xác hơn nữa, ECT ECU liên tục so sánh 2 tín hiệu này để xem chúng có giống nhau không:
Khi cả 2 tín hiệu tốc độ đêu giống nhau, các tín hiệu từ cảm biến tốc độ trục thứ cấp sẽ được ưu tiên sư dụng trong việc điêu khiển chuyển số (hình 2.48).
1 – Cảm biến tốc độ xe (VSS); 2 – Cảm biến tốc độ trục thứ cấp (OSS); 3 – Bộ điều khiển ECT ECU; 4, 5, 6 – Các van Solenoid.
Khi tín hiệu từ cảm biến tốc đo số 2 trục thứ cấp sai, ngay lập tức ECU không sư dụng tín hiệu này mà sư dụng tín hiệu từ cảm biến tốc độ xe số 1 để điêu khiển số hình (2.49).
Hình 2.49: Khi các tín hiệu tốc độ khác nhau.
1 – Cảm biến tốc độ xe (VSS); 2 – Cảm biến tốc độ trục thứ cấp (OSS); 3 – Bộ điều khiển ECT ECU; 4, 5, 6 – Các van Solenoid.
Nguyên lý Cảm biến tốc độ xe loại điện từ
Cảm biến này được lắp trong hộp số và nhận biết tốc độ quay của hộp trục thứ cấp hộp số. Nó bao gồm một nam châm vĩnh cưu, một cuộn dây và một lõi. Một roto có 4 răng được lắp trên trục thứ cấp của hộp số.
Hình 2.51: Cấu tạo cảm biến tốc độ loại điện từ
Khi trục thứ cấp của hộp số quay, khoảng cách giữa lõi của cuộn dây và roto tăng hay giảm bơi các răng. Số lượng đường sức từ đi qua lõi tăng hay giảm tương ứng, tạo ra một điện áp xoay chiêu AC trong cuộn dây.
Do tần số của điện áp xoay chiêu này tỷ lệ với tốc độ quay của roto, nó có thể được dùng để nhận biết tốc độ xe.
+ Sơ đồ mạch điện:
Hình 2.53: Sơ đồ mạch điện của cảm biến tốc độ loại điện từ 2.7.1.2.3. Cảm biến nhiệt độ nước làm mát động cơ (THW).
Cảm biến nhiệt độ nước làm mát động cơ là một nhiệt điện trơ có hệ số nhiệt điện trơ âm được lắp trên nắp máy. ECT ECU sư dụng tín hiệu THW để điêu khiển:
Áp suất mạch dầu chính Thời điểm chuyển số
Thời điểm đóng ly hợp khóa biến môCảm biến dùng để xác đinh nhiệt độ nước làm mát của động cơ nhờ một nhiệt điện trơ, biến nó thành một tín hiệu điện và gơi các tín hiệu điện này đến ECU động
cơ (hình 2.54). Khi nhiệt độ nước làm mát thấp hơn một nhiệt độ xác đinh, tính năng động cơ và khả năng tải của xe sẽ giảm nếu hộp số được chuyển lên số truyên tăng. Để tránh hiện tượng này, các tín hiệu được nhập vào ECU để ngăn không cho nó chuyển lên số truyên tăng và ly hợp khóa biến mô hoạt động trước khi nhiệt độ nước làm mát đạt đến một giá tri xác đinh (tức 600C).
Hình 2.54: Cách gửi tín hiệu từ cảm biến nhiệt độ nước làm mát động cơ
1 - Cảm biến nhiệt độ nước làm mát động cơ; 2 – ECU động cơ; 3 – Đến cơ cấu chấp hành; 4 - Bộ điều khiển ECT ECU.
ECU động cơ có chức năng dự phòng: nếu cảm biến nhiệt độ nước làm mát hỏng do hơ hay chập mạch, ECU động cơ sẽ điêu khiển với giả thiết nhiệt độ nước làm mát là 800C, mà không phụ thuộc vào nhiệt độ nước làm mát thực tế. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
2.7.1.2.4. Công tắc khởi động số trung gian (TR).
ECT ECU sư dụng tín hiệu TR để điêu khiển: Áp suất mạch dầu chính
Thời điểm chuyển số
Thời điểm đóng ly hợp khóa biến mô
Cảm biến vi trí tay số được lắp trên vỏ hộp số và liên kết cơ khí với tay điêu khiển số. Cảm biến cấu tạo bơi những điện trơ mắc nối tiếp với nhau có tác dụng như là bộ phận chia điện áp. Bộ điêu khiển giám sát điện áp đọc được ơ cảm biến để xác đinh vi trí của tay điêu khiển số.
Khi cực N, L hay 2 được nối với cực E, ECT ECU xác đinh hộp số đang ơ vi trí N, L hay 2 tuỳ theo tín hiệu điện áp từ các chân N, L hay 2 gưi vê ECT ECU. Khi không có cực nào trong các cực N, L hay 2 được nối với E, ECT ECU xác đinh hộp số đang ơ vi trí D.
Ở vi trí P, D và R, cảm biến không gưi tín hiệu để báo cho ECT ECU biết vê vi trí cần số. Các tiếp điểm của cảm biến còn dùng để bật hoặc tắt các đèn báo vi trí cần số tương ứng với từng vi trí để người lái biết vi trí cần số hiện tại.
Công tắc khởi động trung gian thể hiện như hình (2.55).
1, 7 – Cầu chì; 2 – Khóa điện; 3 – Công tắc khởi động trung gian; 4 – Đến máy khởi động; 5 – Bộ điều khiển ECT ECU; 6 – Đèn báo vị trí cần số. 1, 7 – Cầu chì; 2 – Khóa điện; 3 – Công tắc khởi động trung gian; 4 – Đến máy khởi động; 5 – Bộ điều khiển ECT ECU; 6 – Đèn báo vị trí cần số.
Bảng 2.3: Bảng hoạt động của công tắc vị trí trung gian
Cực Cho CT khơi động số trung gian Các đèn báo vi trí cần chuyển số Số B NB E P R N D 2 L P ○ ○ ○ ○ R ○ ○ N ○ ○ ○ ○ D ○ ○ 2 ○ ○ L ○ ○
○⸺○: Các cực được nối điện với nhau
2.7.1.2.5. Công tắc chọn chế độ hoạt động.
Hình 2.56: Công tắc chọn chế độ hoạt động.
1 - Dòng điện từ ắc quy; 2 – Công tắc chọn chế độ hoạt động; 3 - Bộ điều khiển ECU và ECT; 4 – Đèn báo chế độ lái xe.
Công tắc chọn chế độ hoạt động cho phép người lái chọn chế độ hoạt động như mong muốn (Normal - bình thường, Power - tải). ECT ECU sẽ chọn sơ đồ chuyển số và khoá biến mô theo chế độ hoạt động đã chọn, vì vậy thời điểm chuyển số và khoá biến mô sẽ thay đổi theo.
Khi chọn chế độ Power bằng công tắc chọn chế độ hoạt động, điện áp 12V được cấp đến cực PWR và ECT ECU nhận biết rằng đã chọn chế độ Power. Khi chọn Normal, điện áp 12V không được cấp đến cực PWR nữa và ECT ECU biết rằng đã chọn chế độ Normal (hình 3.50).
CHẾ ĐỘ HOẠT ĐỘNG ĐIỆN ÁP CỰC PWR
NORMAL 0V
POWER 12V
Hình 2.57: Điện áp hoạt động của công tắc chọn chế độ
Các tiếp điểm của công tắc này cũng được sư dụng để bật một trong các đèn báo vi trí của công tắc để báo cho người lái biết chế độ hoạt động.
2.7.1.2.6. Công tắc đèn phanh
Công tắc đèn phanh báo cho ECU ECT biết khi nào đạp phanh. Nó hủy khoá biến mô khi nào phanh và nó huỷ việc điêu khiển hạn chế nhấc đầu xe lúc chuyển số từ N sang D khi không đạp phanh. Công tắc đèn phanh được lắp trên giá đỡ bàn đạp phanh như hình (2.58).
Hình 2.58: Công tắc đèn phanh và mạch điện.
1 - Nguồn điện từ ắc quy; 2 - Công tắc đèn phanh; 3 – Bộ điều khiển ECT ECU; 4 - Đèn phanh; 5 - Bàn đạp phanh.
Khi đạp phanh (công tắc đóng), công tắc gưi một tín hiệu điện áp vê ECT ECU, báo cho ECT ECU biết rằng đang đạp phanh để ECT ECU hủy khóa ly hợp biến mô, tránh làm tắt máy khi bánh chủ động bi phanh cứng.
2.7.1.2.7. Công tắc chính OD.
Công tắc chính OD hình (2.59) dùng để điêu khiển số OD, nó báo cho ECU ECT biết rằng có được phép chuyển lên số OD hay không.
Khi công tắc ơ vi trí bật, đèn báo OD tắt dòng điện chạy qua van điện từ bi ngắt và cho phép hộp số chuyển từ số 3 lên số truyên tăng kèm theo điêu kiện nhiệt độ nước làm mát lớn hơn 500C. Ngược lại khi công tắc ơ vi trí đóng, đèn báo OD sáng dòng điện lại (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
chạy qua cuôn dây ngăn không cho hộp số chuyển lên số truyên tăng dưới bất kỳ điêu kiện nào
Hình 2.59: Công tắc chính OD.
a – Khi công tắc ở vị trí bật; b – Khi công tắc ở vị trí đóng;1 – Công tắc khởi động động cơ; 2 – Đèn báo OD; 3 – Công tắc OD.
2.7.1.2.8. ECU điều khiển chạy tự động.
Nếu tốc độ thực của xe giảm xuống 10 km/h hay nhỏ hơn tốc độ đặt điêu khiển chạy tự động, ECU điêu khiển chạy tự động sẽ gưi một tín hiệu đến ECT ECU, lệnh cho nó nhả ly hợp khóa biến mô và hủy OD. Khi tốc độ xe tăng vượt quá tốc độ phục hồi OD, ECT ECU sẽ phục hồi lại OD và khóa ly hợp biến mô, xe trơ lại trạng thái chuyển số bình thường theo chế độ cần số đã chọn (hình 2.60).
Hình 2.60: ECU điều khiển chạy tự động.
1 - ECU chân ga tự động; 2 - ECU động cơ.
2.7.1.2.9. Công tắc vị trí bàn đạp ga
Cảm biến bàn đạp chân ga được sư dụng để đo độ mơ của bàn đạp chân ga khi người lái xe nhấn vào bàn đạp. Lúc này, tín hiệu từ cảm biến bàn đạp ga sẽ được gưi vê ECU và ECU sẽ sư dụng các dữ liệu này để điêu khiển mô tơ bướm ga mơ bướm ga cho động cơ tăng tốc theo độ mơ của bàn đạp chân ga và theo chế độ lái hiện thời hợp ly nhất.
Với động cơ phun dầu điện tư Common Rail thì tín hiệu từ cảm biến bàn đạp ga truyên vê ECU và ECU sư dụng nó để điêu khiển lượng phun nhiên liệu để tăng tốc động cơ.
Hộp ECU điêu khiển hộp số tự động cũng sư dụng tín hiệu cảm biến chân ga để điêu khiển thời điểm chuyển số trong hộp số tự động, nếu người tài xế đạp ga gấp ECU hộp số sẽ điêu khiển Kick Down (vê số thấp) để tăng tốc chiếc xe.
Cảm biến bàn đạp ga có cấu tạo khá giống với cảm biến bướm ga, nhưng do yêu cầu vê sự an toàn cũng như độ tin cậy vê thông tin nên hầu hết các dòng xe ô tô đêu sư dụng 2 tín hiệu cảm biến bàn đạp ga để báo vê ECU. Một số xe tải sư dụng 1 tín hiệu cảm biến và 1 công tắc IDL ơ cảm biến bàn đạp chân ga.
Hình 2.61: Sơ đồ cảm biến bàn đạp ga loại tuyến tính.
2.7.1.3. Các điều khiển chính.
2.7.1.3.1. Điều khiển thời điểm chuyển số.
ECU động cơ và ECT đã lập trình vào bộ nhớ của nó vê phương thức chuyển số tối ưu cho môt vi trí cần số và mỗi chế độ lái.
Trên cơ sơ phương thức chuyển số, ECT ECU sẽ bật hoặc tắt các van điện từ theo tín hiệu tốc độ xe từ cảm biến tốc độ xe, tín hiệu góc mơ bướm ga từ cảm biến vi