8. Bộ điều khiển điện tử (ECU – electronic control unit)
3.5.3.2 Thiết kế kỹ thuật hệ thống điều khiển điện tử trên mơ hình
Các cảm biến được lắp trên hệ thống nạp khí - Cảm biến nhiệt độ khí nạp
Để tiếp xúc với khí nạp vào hệ thống, cảm biến nhiệt độ khí nạp được lắp trên hệ thống nạp. Khi đĩ quạt giĩ sẽ đưa khơng khí được làm nĩng nhờ bộ tạo nhiệt gắn ở phía trước và cảm biến sẽ nhân biết nhiệt độ này rồi gửi tín hiệu về ECU.
- Cảm biến lưu lượng khí nạp – karman
Với cảm biến này ta đã tìm hiểu ở phần trước
- Cảm biến vị trí bướm ga
Đây là một cảm biến quan trọng trong hệ thống phun xăng, nĩ sẽ phát ra tín hiệu báo cho ECU về các chế độ hoạt động của động cơ. Trên mơ hình ta dùng một cảm biến vị trí bướm ga và đặt nĩ trong cụm cổ họng giĩ như trên động cơ (cĩ cánh bướm ga). Cả cụm này ta sẽ đặt phía sau bộ cảm biến lưu lượng khí nạp và quạt giĩ để sinh viên dễ hình dung. Để cho cảm biến này hoạt động như thực tế thì trong quá trình hệ thống hoạt động thì ta sẽ thay đổi vị trí của bướm ga bằng cách xoay trục của cánh bướm ga.
Hình 3.54 Vị trí lắp đặt cảm biến nhiệt độ khí nạp, lưu lượng khí nạp, vị trí bướm ga.
Thiết kế hệ thống thay đổi nhiệt độ nước làm mát
Hình 3.55 Thiết kế bộ tạo nhiệt cho cảm biến nhiệt độ nước.
Với cảm biến nhiệt độ nước, vì ở mơ hình khơng cĩ động cơ nên để tạo mơi trường cho cảm biến này hoạt động thì ta sẽ dùng một dụng cụ đun nước (bằng
SVTH: Ngơ Văn Sanh GVHD: Ths Huỳnh Trọng Chương
thiết bị tạo nhiệt mà ta đã giới thiệu ở phần trước) và đun sơi nước bằng điện từ đĩ đặt cảm biến trực tiếp vào nước để cảm biến này hoạt động và gửi tín hiệu về ECU.
Với dụng cụ đun nước này thì trên mơ hình ta sẽ gắn nĩ ở phía sau mặt bảng để đảm bảo an tồn. Phía trước bảng ta chỉ vẽ một cảm biến nhiệt độ nước để tượng trưng.
Thiết kế hệ thống tạo tín hiệu đánh lửa
Trên mơ hình tín hiệu đánh lửa được lấy từ hai cảm biến đặt trong delco. Vì vậy để cĩ tín hiệu này thì delco phải quay. Nguồn dẫn động cho delco lấy từ động cơ điện. Cả động cơ điện và delco ta sẽ lắp trên bảng bằng hai giá đỡ.
Hình 3.56 Cách truyền động của động cơ điện và delco
Động cơ điện ở mơ hình được dùng để truyền động cho trục delco trong hệ thống đánh lửa. Khi chọn động cơ điên chúng ta cần phải biết cơng suất làm việc của cả hệ thống, từ đĩ căn cứ theo điều kiện sử dụng: đặc điểm của mạng điện sử dụng, yêu cầu khả năng thay đổi tốc độ hoặc mơmen mở máy. Cuối cùng phải tính đến kích thước, trọng lượng của nĩ.
Thực tế trên mơ hình động cơ điện chỉ dùng để truyền động cho trục delco nên cần cơng suất nhỏ vì vậy ta cĩ thể bỏ qua khơng xét đến điều kiện này. Để đảm bảo được yêu cầu mơmen mở máy cũng khơng cần thiết vì trên mơ hình khơng cĩ máy khởi động. Ở đây ta chỉ cần một động cơ điện nhỏ và cĩ thể thay đổi được tốc độ trong quá trình hoạt động. Căn cứ vào các yêu cầu trên nên phương án hợp lý nhất là ta chọn động cơ điện dùng ở cơ cấu gạt nước lau kính của ơtơ làm động cơ truyền động cho delco. Động cơ này chạy bằng điện accu, tiêu thụ khoảng 2A
SVTH: Ngơ Văn Sanh GVHD: Ths Huỳnh Trọng Chương
Hình 3.57 Mạch điện của động cơ.
Động cơ này chạy được hai tốc độ, cĩ một điện trở phụ Rp, điện trở này mắc nối tiếp với cuộn kích từ song song khi cơng tắc chuyển đổi ở vị trí II. Bộ ngắt điện 1 bằng băng kép dùng để ngắt điện động cơ khi quá tải tải cơ. Tiếp điểm lị xo 2 dùng để dừng động cơ ứng với vị trí phù hợp. Trên mơ hình thì tiếp điểm này
khơng cĩ tác dụng nên ta bỏ qua.
Khi đĩng điện, động cơ quay và truyền động cho trục delco quay qua dây đai. Nếu cơng tắc chuyển đổi sang vị trí I, điện trở phụ Rp bị ngắn mạch, động cơ quay với tốc độ thấp. Nếu cơng tắc chuyển đổi sang vị trí II thì điện trở phụ tham gia vào mạch kích từ song song sẽ làm giảm từ thơng kích từ, do đĩ tăng tốc độ động cơ.
Cơng tắc điều khiển tốc độ của động cơ ta đặt trên bảng lắp để dễ dàng thao
tác khi muốn điều khiển tốc độ của động cơ.
Hình 3.58 Sơ đồ điện của động cơ điện trên mơ hình.
Các tín hiệu khác - Tín hiệu khởi động
Trên mơ hình khơng cĩ máy khởi động nên để cĩ tín hiệu này ta sẽ lắp mạch điện theo một cách khác như hình vẽ dưới đây.
Khi bật khĩa điện sang vị trí ST, khi đĩ cuộn dây L1 trong rơle mở mạch cĩ điện và tại cực STA của ECU sẽ cĩ tín hiệu. Tín hiệu STA chủ yếu được sử dụng để tăng lượng nhiên liệu trong quá trình khởi động, vì khi khởi động cần cĩ một hỗn hợp nhiên liệu đậm để nâng cao khả năng khởi động
SVTH: Ngơ Văn Sanh GVHD: Ths Huỳnh Trọng Chương
Hình 3.59 Tín hiệu khởi động trên mơ hình.
- Rơle chính và bộ ECU
Rơle chính như nguồn điện của ECU, rơle mở mạch và rơle mở máy. Nĩ cĩ chức năng ngăn sự sụt áp trong mạch ECU. Vì vậy trên mơ hình ta sẽ dùng một rơle chình để thực hiện các chức năng trên. Để hệ thống cĩ thể hoạt động được thì ta sẽ dùng thêm một rơle mở máy vừa thực hiện chức năng mở mạch điện cho động cơ điện, quạt giĩ, bộ tạo nhiệt vừa điều khiển bơm nhiên liệu.
Đối với ECU đây là bộ xử lý trung tâm của hệ thống nên trên mơ hình ta sử dụng một ECU để điều khiển hoạt động của tồn bộ hệ thống. Với bộ ECU thì nĩ cĩ rất nhiều đầu ra nhưng ta sẽ trích những đầu ra cần thiết để sử dụng cho các thiết bị trên mơ hình.
Riêng cảm biến oxy với đặc điểm hoạt động của nĩ và thực tế trên mơ hình thì khĩ cĩ thể cho nĩ hoạt động được. Nên trên mơ hình ta chỉ vẽ một cảm biến oxy với mục đích tượng trưng.
Khi hệ thống hoạt động để biết được sự ảnh hưởng của các thơng số làm việc đến lượng phun như thế nào thì trên mơ hình ta sẽ dùng một mạch hiển thị thời gian phun. Với thiết bị này thì trên màn hình sẽ hiển thị 3 thơng số: Thời gian phun, chu kì phun, tỷ lệ thời gian phun.
SVTH: Ngơ Văn Sanh GVHD: Ths Huỳnh Trọng Chương