I. Bộ điều khiển:
5. Cơng tắc chính O/D:
Cơng tắc chính O/D dùng để điều khiển số O/D, nĩ báo cho ECU ECT biết rằng cĩ được phép chuyển lên số O/D hay khơng. Khi cơng tắc bậc, ECT sẽ chuyển sang O/D khi thỗ mãn đủ các điều kiện đã được định trước. Khi nĩ tắt, ECT sẽ khơng thể chuyển sang O/D ở bất cứ điều kiện nào.
Hình 5.22 : Cơng tắc chính O/D
Hoạt động của cơng tắc chính O/D:
- Khi cơng tắc chính O/D bậc ON (tiếp điểm mở), dịng từ accu đến ECU làm hộp số cĩ thể chuyển sang O/D như sơ đồ trên.
- Khi cơng tắc chính O/D tắt (tiếp điểm đĩng) dịng điện từ accu đến mát, vì vậy khơng thể chuyển lên O/D. Lúc này đèn O/D sẽ bật sáng.
6. Cơng tắc chọn chế độ hoạt động:
Cơng tắc chọn chế độ hoạt động cho phép người lái chọn chế độ hoạt động như mong muốn (Normal - bình thường, Economy – kinh tế, Power - tải nặng hay S – mùa hè, W – mùa đơng). ECT ECU sẽ chọn sơ đồ chuyển số và khố biến mơ theo chế độ hoạt động đã chọn, vì vậy thời điểm chuyển số và khố biến mơ sẽ thay đổi theo.
Hình 5.23: Cơng tắc chọn chế độ lái trên xe Toyota
Khi chọn chế độ Power, 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 khơng được cấp đến cực PWR nữa và ECT ECU biết rằng đã chọn chế độ Normal.
Đối với các xe sử dụng ở những vùng khí hậu lạnh, trên hộp số cĩ lắp một cơng tắc chọn chế độ lái: bình thường (S: Standard) và mùa đơng (W hay *: Winter) hoặc kinh tế (E: Economy)
và thể thao (S: Sport). Khi cơng tắc ở chế độ S, hộp số sẽ bắt đầu chuyển số ở số 1. Khi cơng tắc ở chế độ W, hộp số chỉ cho phép bắt đầu chuyển số ở số 2 để phù hợp với khả năng bám của xe trên đường vào mùa đơng. Khi ở vị trí E, thời điểm xuống số được thay đổi sao cho tối ưu nhất: xuống nhanh hơn, gĩc mở bướm ga lớn hơn nhưng ở tốc độ thấp hơn.
Hình 5.25: Sự khác nhau trong sơ đồ chuyển số khi thay đổi chế độ lái ở hộp số của Mercedes – Benz
Khi chọn chế độ hoạt động, đèn báo của chế độ hoạt động đĩ sẽ được bật để báo cho người lái biết.
7. Cảm biến nhiệt độ dầu hộp số:
Hình 5.26: Cấu tạo, vị trí đặt cảm biến nhiệt độ dầu hộp số
Cảm biến nhiệt độ dầu hộp số là một nhiệt điện trở cĩ hệ số nhiệt điện trở âm lắp trong hộp van điều khiển. Giá trị điện trở của nĩ thay đổi theo nhiệt độ của dầu trong hộp số. Bộ điều khiển đọc giá trị điện áp gửi về từ cảm biến nhiệt độ dầu hộp số để xác định nhiệt độ của dầu hộp số.
Hình 5.27: Đường đặc tính của cảm biến nhiệt độ dầu hộp số
Bộ điều khiển sử dụng tín hiệu từ cảm biến nhiệt độ dầu hộp số để xác định cĩ phải chế độ khởi động lạnh hay khơng. Khi nhiệt độ dầu hộp số thấp, bộ điều khiển thay đổi chế độ chọn số để phịng ngừa ly hợp trong bộ biến mơ bị đĩng.
Để làm giảm nhiệt độ dầu trong hộp số, bộ điều khiển cũng sử dụng tín hiệu từ cảm biến nhiệt độ dầu để đĩng ly hợp trong bộ biến mơ.
8. Cơng tắc áp suất dầu:
Cơng tắc áp suất dầu dùng để xác định áp suất tác động vào các bộ ly hợp và phanh và gửi tín hiệu điều khiển về ECT ECU. ECT ECU sẽ điều khiển các ly hợp dựa trên các tín hiệu này.
Cơng tắc áp suất dầu Chức năng
B Xác định áp suất tác dụng vào phanh 2 – 4. C Xác định áp suất tác dụng vào ly hợp số cao. F Xác định áp suất tác dụng vào phanh số thấp và
phanh số lùi.
Hình 5.28: Các cơng tắc áp suất dầu trong hộp số của FORD và chức năng
Cơng tắc áp suất dầu được lắp ở cụm thân van, ở gần các van điều khiển. Cơng tắc áp suất dầu cĩ cấu tạo bên trong là một màng da chứa một cơng tắc áp suất dạng tiếp điểm. Trong khi các ly hợp và phanh hoạt động, cơng tắc áp suất dầu chỉ mở (ON) khi áp suất dầu lớn hơn hoặc
bằng áp suất làm việc của cơng tắc áp suất. Cơng tắc áp suất sẽ đĩng (OFF) khi áp suất dầu nhỏ hơn áp suất làm việc của cơng tắc áp suất.
Hình 5.29: Cấu tạo cơng tắc áp suất dầu
9. Cảm biến nhiệt độ nước làm mát động cơ :
Cảm biến nhiệt độ nước làm mát động cơ là một nhiệt điện trở cĩ hệ số nhiệt điện trở âm, thường được lắp ở thân máy (gần bọng nước làm mát) hoặc trên nắp máy dùng để xác định nhiệt độ nước làm mát bên trong động cơ.
Khi nhiệt độ nước làm mát động cơ thay đổi sẽ làm cho giá trị điện trở của nhiệt điện trở thay đổi theo, do đĩ tín hiệu điện áp gửi về ECU động cơ cũng thay đổi. Căn cứ vào giá trị điện áp nhận được từ cảm biến nhiệt độ nước làm mát động cơ ECU động cơ sẽ xác định được động cơ đang nĩng hay lạnh. ECU ECT sẽ lấy tín hiệu này từ ECU động cơ để điều khiển chuyển lên số O/D và khĩa bộ biến mơ.
Khi nhiệt độ nước làm mát thấp hơn một nhiệt độ xác định, tính năng của động cơ và khả năng tải của xe sẽ giảm do nhiên liệu bốc hơi kém. Vì vậy, ECU ECT sẽ khơng điều khiển chuyển lên số truyền tăng và khơng khĩa biến mơ để hỗ trợ ECU động cơ trong việc giữ cho động cơ khơng tắt máy.
Trong trường hợp cảm biến nhiệt độ nước làm mát cĩ hư hỏng, ECU ECT sẽ điều khiển ở chế độ dự phịng (giống như ở ECU động cơ) mà khơng phụ thuộc vào nhiệt độ nước làm mát thực tế.
Trong trường hợp, hộp số tự động cĩ sử dụng cảm biến nhiệt độ dầu hộp số thì tín hiệu từ cảm biến nhiệt độ nước làm mát chỉ được sử dụng khi ECU ECT khơng nhận được tín hiệu từ cảm biến nhiệt độ dầu hộp số.
10. Tín hiệu từ ly hợp máy nén:
ECU ECT nhận tín hiệu từ ly hợp máy nén của hệ thống điều hịa khơng khí khi nĩ đĩng để điều chỉnh áp suất mạch dầu chính bù lại phần mơmen đã hao hụt (khi ly hợp máy nén đĩng) đưa đến hộp số.
11. ECU điều khiển chạy tự động:
Nếu tốc độ thực của xe giảm xuống 10 km/h hay nhỏ hơn tốc độ đặt điều khiển chạy tự động, ECU điều khiển chạy tự động sẽ gửi một tín hiệu đến ECT ECU, lệnh cho nĩ nhả ly hợp khĩa biến mơ và hủy O/D. Khi tốc độ xe tăng vượt quá tốc độ phục hồi O/D, ECU sẽ phục hồi lại O/D và khĩa ly hợp biến mơ, xe trở lại trạng thái chuyển số bình thường theo chế độ cần số đã chọn.
12. Cảm biến khối lượng và nhiệt độ khí nạp:
Giống như cảm biến nhiệt độ nước làm mát động cơ, cảm biến nhiệt độ khí nạp là một nhiệt điện trở được lắp trong bộ đo giĩ hoặc trên đường ống nạp dùng để nhận biết nhiệt độ của khí nạp.
Hình 5.32 :Cấu tạo và mạch điện của cảm biến nhiệt độ khí nạp
Thể tích và nồng độ khí thay đổi theo nhiệt độ (nhiệt độ cao, hàm lượng ơxy trong khơng khí thấp; nhiệt độ thấp, hàm lượng ơxy trong khơng khí cao) nên khối lượng khơng khí thực tế đi vào động cơ cũng sẽ phụ thuộc vào nhiệt độ của nĩ, điều này ảnh hưởng đến nồng độ hịa khí vào động cơ do đĩ ảnh hưởng đến tính năng của động cơ và khả năng động lực của xe. Cảm biến nhiệt độ khí nạp làm nhiệm vụ thu thập các thơng tin về thể tích và nồng độ hoặc khối lượng của dịng khí nạp rồi báo về ECU động cơ để ECU điều chỉnh lượng nhiên liệu đưa vào buồng đốt phù hợp.
ECU động cơ lấy nhiệt độ 20oC (68oF) là mức chuẩn. Nếu nhiệt độ khí nạp lớn hơn 20oC (68oF) thì ECU động cơ điều khiển giảm lượng nhiên liệu phun; nếu nhiệt độ khí nạp nhỏ hơn 20oC (68oF) thì ECU động cơ điều khiển tăng lượng nhiên liệu phun. Như vậy, tỉ lệ hịa khí sẽ được đảm bảo theo nhiệt độ mơi trường.
ECT ECU lấy tín hiệu của cảm biến nhiệt độ khí nạp từ ECU động cơ kết hợp với tín hiệu từ bộ đo giĩ để điều khiển chuyển số, khĩa biến mơ và điều khiển solenoid áp suất mạch dầu chính.
III. Các van điện từ (solenoid ):
1. Solenoid điều khiển ly hợp của bộ biến mơ:
Hình 5.33: Cấu tạo soleniod điều khiển ly hợp bộ biến mơ
Solenoid này được gắn trên vỏ hộp số (hay thân van) và bật hay tắt bởi các tín hiệu điện từ ECU gửi đến. Để việc đĩng mở của ly hợp được êm dịu solenoid phải tạo ra các mức áp suất dầu thay đổi.
Khi ECU quyết định đĩng ly hợp bộ biến mơ, nĩ sẽ gửi tín hiệu đến solenoid điều khiển ly hợp bộ biến mơ. Khi đĩ, áp suất dầu trong buồng F dần dần được xả ra, piston của ly hợp khĩa biến mơ từ từ ép ly hợp đĩng lại nhờ đĩ ly hợp đĩng được êm dịu. Khi ly hợp đĩng, dầu cĩ áp suất vẫn tiếp tục được đưa vào để ép ly hợp nhằm tránh hiện tượng trượt ly hợp. Trong thời gian chống trượt, bộ điều khiển liên tục đĩng và ngắt tín hiệu gửi đến solenoid (với tần số khoảng 50 Hz).
Ly hợp của biến mơ sẽ khơng được đĩng nếu một trong các trường hợp sau xảy ra: - Nhiệt độ dầu của hộp số thấp.
- Bướm ga ở vị trí đĩng.
- Chức năng tự chẩn đốn phát hiện cĩ hư hỏng.
2. Solenoid điều khiển chuyển số:
Solenoid điều khiển chuyển số được lắp trên thân van và bật hay tắt theo các tín hiệu điện từ ECU làm đĩng, mở các mạch thủy lực để thực hiện chuyển số. Thơng thường, mỗi hộp số cĩ 2, 3 solenoid hoặc nhiều hơn tùy theo số cấp số của hộp số. Những solenoid này khơng điều khiển lượng dầu đến các van mà nĩ chỉ đĩng hoặc mở các cửa để cho dầu đến các van chuyển số. Khi làm việc các solenoid cĩ thể đĩng hoặc mở với sự kết hợp khác nhau để tạo ra các cấp số khác nhau. Dưới đây là bảng mơ tả hoạt động của các solenoid của hộp số RC4A – EL của Ford:
Vị trí cần
số Chế độ Số
Solenoid
A SolenoidB SolenoidC SolenoidF khố biếnSolenoid mơ P - - x x x R - Số lùi x x N - - x x x D Non- HOLD Số 1 x x x Số 2 x x Số 3 x x Số 4 x x Số 4 x x x HOLD Số 2 x x Số 3 x x S HOLDNon- Số 1Số 2 x xx xx Số 3 x x HOLD Số 2 x x L Non- HOLD Số 1 x x x Số 2 x x HOLD Số 1 x x x: Solenoid hoạt động
Solenoid chuyển số cĩ cấu tạo như hình:
Hình 5.36: Cấu tạo bên ngồi và vị trí lắp solenoid chuyển số
Mỗi solenoid chuyển số cĩ 3 cửa: cửa vào (supply port), cửa ra(output port) và cửa xả(drain port). Cửa vào được cung cấp dầu từ van điều áp dùng để điều khiển việc sang số; cửa ra tiếp nhận áp suất từ cửa vào và chuyển áp suất đĩ đến van chuyển số tương ứng để thực hiện chuyển số; cửa xả, nối với các te dầu của hộp số, giữ vai trị trong việc trả số (xả áp suất ở cửa ra).
Bình thường, các solenoid ở trạng thái đĩng (OFF), khi cĩ tín hiệu điện áp từ ECT ECU gửi tới các solenoid sẽ hoạt động (ON). Tuỳ theo nhà chế tạo mà khi hoạt động solenoid sẽ đĩng hay mở cửa xả. Như vậy, cĩ 2 loại solenoid:
Loại khi làm việc sẽ mở cửa xả (Normal high):
Ở loại này, khi khơng cĩ tín hiệu từ ECU cửa ra được nối với cửa vào (cửa xả bị đĩng). Khi cĩ tín hiệu từ ECU, solenoid hoạt động làm cho cửa vào đĩng lại, đồng thời mở thơng cửa xả với cửa ra.
Khi khơng cĩ tín hiệu từ ECU, cửa ra được nối với cửa xả. Khi cĩ tín hiệu từ ECU, cửa xả sẽ bị đĩng lại và nối thơng cửa vào với cửa ra.
3. Solenoid điều khiển áp suất mạch dầu chính:
Solenoid điều khiển áp suất mạch dầu chính là một van điện từ, điều khiển áp suất thích hợp cho các cấp số bằng cách điều khiển áp suất mạch dầu chính phù hợp với tải động cơ và tốc độ xe cho phép quá trình chuyển số được êm dịu.
Solenoid điều khiển áp suất mạch dầu chính là loại cĩ lực từ thay đổi cĩ chứa 1 van trượt. Để điều chỉnh áp suất mạch dầu chính, bộ điều khiển truyền tín hiệu điều khiển với giá trị cường độ dịng điện thay đổi đến solenoid.
Khi khơng được cấp dịng điện, van trượt mở tất cả các cửa dầu, áp suất dầu mạch dầu chính đi ra khỏi van với giá trị lớn nhất. Khi bộ điều khiển tăng dịng điều khiển cho solenoid, van trượt đĩng một phần cửa dầu lại làm giảm áp suất mạch dầu chính.
IV. Chức năng của ECT ECU:
1. Điều khiển thời điểm chuyển số:
ECT ECU được lập trình với một sơ đồ chuyển số tối ưu trong bộ nhớ tương ứng với từng vị trí của cần số và chế độ hoạt động của xe. Dựa trên sơ đồ chuyển số đĩ ECT ECU điều khiển bật hay tắt các solenoid chuyển số sau khi xử lí các tín hiệu thu được từ cảm biến tốc độ xe và cảm biến vị trí bướm ga.
Hình 5.38: Sơ đồ mạch điện của hoạt động điều khiển chuyển số
Việc xác định chế độ lái xe được xác định thơng qua tín hiệu từ cơng tắc khởi động trung gian, cơng tắc điều khiển hộp số hay cơng tắc số tay. Khi khơng cĩ tín hiệu từ cơng tắc xác định chế độ lái xe, sau một khoảng thời gian xác định hệ thống chẩn đốn sẽ xác định cĩ hư hỏng. Khi đĩ, hệ thống chẩn đốn sẽ điều khiển tắt một solenoid để giữ hộp số ở số 3 (khơng cho phép chuyển lên số truyền tăng).
- Sơ đồ chuyển số: ECU được lập trình để lựa chọn sơ đồ chuyển số theo chế độ lái xe và vị trí cần số. Các sơ đồ chuyển số cho từng vị trí cần số và chế độ hoạt động khác nhau tùy theo kiểu xe. ECU căn cứ vào những tín hiệu gửi về từ các cảm biến và cơng tắc để xác định tình trạng hoạt động của xe. Trên cơ sở đĩ, ECU sẽ chọn sơ đồ chuyển số phù hợp.
Hình 5.39: Sơ đồ chuyển số ở vị trí D, chế độ bình thường trên xe TOYOTA
Sơ đồ chuyển số (H 5.39) thích hợp với chế độ lái xe trong thành phố, ngoại ơ hay đường cao tốc với chế độ tải trọng vừa phải nhằm tận dụng tính năng tăng tốc tốt nhưng giảm tiêu hao nhiên liệu.
Trên sơ đồ, sau khi bướm ga mở 50%, việc chuyển từ số 1 lên số 2 xảy ra khi tốc độ trục thứ cấp hộp số khoảng 1500 v/ph, từ số 2 lên số 3 xảy ra tại 2500 v/ph và từ số 3 lên số truyền tăng O/D xảy ra tại 4000 v/ph.
Hình 5.40: Sơ đồ chuyển số ở vị trí D, chế độ tải nặng trên xe TOYOTA
Sơ đồ (H 5.40) là sơ đồ tốt nhất để tăng tốc, tốc độ lên và xuống số cao hơn so với khi ở chế độ bình thường.
Khi bướm ga mở 50%, việc chuyển từ số 1 lên số 2 xảy ra khi tốc độ trục thứ cấp hộp số khoảng 1800 v/ph, từ số 2 lên số 3 xảy ra tại 3100 v/ph và từ số 3 lên số truyền tăng O/D xảy ra tại 4500 v/ph.
Hình 5.41: Sơ đồ chuyển số ở vị trí 2 trên xeTOYOTA
Sơ đồ (H 5.41) tương tự với vị trí 2 trong hộp số tự động loại thường. Khoảng tốc độ trong