PHẦN 1. TỔNG QUAN HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN 1.1. Giới thiệu chung hệ thống điều khiển 1.1. Giới thiệu chung hệ thống điều khiển
Hệ thống điều khiển động cơ theo chương trình là một hệ thống điều khiển kiểu mới được phát triển khi có sự ra đời của kỹ thuật vy xử lý. Hệ thống điều khiển này được điều khiển theo một chương trình tính tốn trực tiếp được thiết lập trong một máy tính điện tử được bố trí trên xe gọi là ECU (Electronic Control Unit). Đầu vào các cảm biến kiểm sốt tình trạng hoạt động của động cơ và báo về cho bộ điều khiển ECU biết. Từ đó ECU sẽ xử lý các tín hiệu đầu vào, tính tốn và đưa ra tín hiệu đến cơ cấu chấp hành, điều khiển đánh lửa, phun nhiên liệu, và điều khiển các cơ cấu chấp hành khác trên động cơ và được mơ tả dưới hình 1.1
Nhóm thực hiện: Nhóm 5 90
Hình 1.1 Sơ đồ khối hệ thống điều khiển động cơ
1.2. Bộ điều khiển trung tâm ECU
Hệ thống điều khiển động cơ bao gồm: ngõ vào (Inputs ) với chủ yếu là các cảm biến , bộ điều khiển trung tâm ECU ( Electronic control unit ) là bộ não của hệ thống , ngõ ra ( Outputs) bao gồm các cơ cấu chấp hành ( Actuators ) như : boobin, vòi phun, bugi đánh lửa , van cầm chừng. Cảm biến kiểm sốt liên tục tình trạng hoạt động của động cơ và báo về cho bộ điều khiển ECU biết. Từ đó, ECU sẽ tính tốn, xử lí tín hiệu và đưa ra tín hiệu điều khiển đến các cơ cấu chấp hành.
Chương trình điều khiển động cơ được nhà chế tạo viết và cài đặt sẵn trong bộ nhớ của ECU. Tùy thuộc vào từng chế độ làm việc hay tình trạng hoạt động của động cơ mà ECU sẽ tính tốn dựa trên chương trình sẵn có để đưa ra
Nhóm thực hiện: Nhóm 5 91
những tín hiệu điều khiển đến các cơ cấu chấp hành sao cho động cơ làm việc tối ưu.
ECU là một vi mạch tổ hợp cơ lớn dung để nhận biết tín hiệu, tính tốn, lưu trữ thơng tin, quyết định các chức năng hoạt động và gởi các tín hiệu điều khiển thích hợp đến các cơ cấu chấp hành. ECU được đặt trong vỏ kim loại để giải nhiệt tốt và được bố trí ở nơi ít bị ảnh hưởng bỏi nhiệt độ và độ ẩm. Các linh kiện điện tử của ECU được sắp xếp trong một board mạch. Các linh kiện công suất của tầng cuối, nơi điều khiển các cơ cấu chấp hành được gắn với khung kim loại của ECU với mục đích giải nhiệt. Sự tổ hợp các chức năng trong IC (bộ tạo xung, bộ chia xung, bộ dao động đa hài điều khiển việc chia tần số) giúp ECU đạt độ tin cậy cao.
Trên xe oto có thể có một hoặc nhiều ECU. Bộ phận chủ yếu của nó là bộ vi xử lí hay cịn gọi là CPU. CPU lựa chọn các lệnh và xử lí số liệu từ bộ nhớ Rom và Ram chứa các chương trình và dữ liệu ngõ vào (I/O) điều khiển nhanh số liệu từ các cảm biến và chuyển các dữ liệu đã xử lí đến điều khiển các cơ cấu chấp hành (hình 1.2)
Hình 1.2 Sơ đồ cấu trúc bên trong ECU