Tổng quan sơ đồ điều khiển điện
Ở một số hộp số CVT như trên dòng xe Audi A4, cần số cũng được giao tiếp với hộp số thông qua mạng CAN bus. Tín hiệu của cần số ở dạng xung vuông được tạo ra bởi hộp điều khiển hộp số với mức điện áp cao không đổi trong khoảng thời gian cố định (20ms) và mức điện áp thấp thay đổi theo thời gian. Mỗi vị trí cần số hoặc mỗi tỷ số truyền cố định (trong chế độ sang số thủ công) được xác định phụ thuộc khoảng thời gian của mức điện áp thấp. Nhờ vào đó mà hộp điều khiển và bảng đồng hồ hiển thị có thể nhận biết vị trí cần số hay mức hoạt động trong các chế độ lái
Ở hộp số CVT K111 của Toyota, để có thể tinh chỉnh sự điều khiển phù hợp với điều kiện lái, các tín hiệu khác nhau được truyền trực tiếp qua lại giữa bộ điều khiển động cơ và bộ điều khiển hộp số. Kết quả là đạt được sự mượt mà, khả năng lái mạnh mẽ vượt trội và tiết kiệm nhiên liệu.
Hình 2.41 Tín hiệu các cấp số tại chế độ sang số thủ công trên mạng CAN Hình 2.42 Tín hiệu của cần sang số trên mạng CAN
47
2.2.7.1 Cảm biến
Cảm biến tốc độ
Thông thường mỗi hộp số sẽ được trang bị hai cảm biến tốc độ là cảm biến tốc độ trục sơ cấp và cảm biến tốc độ trục thứ cấp sẽ ghi lại tốc độ của đầu vào và đầu ra của hộp số. Những tín hiệu tốc độ này được cung cấp cho bộ điều khiển hộp số để điều khiển chuyển số hoặc xác định những lỗi trong quá trình hoạt động. Ngoài ra tín hiệu tốc độ đầu ra của hộp số còn được dùng để tín toán tốc độ xe.
Cảm biến tốc độ thường được sử dụng có hai loại:
Cảm biến từ: cảm biến từ sử dụng một vòng dây được quấn xung quanh một lõi nam châm vĩnh cửu hoặc nam châm điện. Cảm biến này được gắn cạnh một vòng răng. Khi vòng răng xoay, sẽ làm cho từ thông đi qua cuộn dây thay đổi tạo ra một sức điện động trong cuộn dây dạng xung xoay chiều. Tín hiệu này sẽ được gửi về hộp điều khiển để xác định tốc độ quay của các trục.
Cảm biến Hall: cảm biến Hall hoạt động dựa trên hiệu ứng Hall. Cảm biến được gắn gần với một vòng răng hoặc vòng nam châm có các cực riêng biệt xen kẻ nhau. Khi vòng răng hoặc vòng nam châm này quay sẽ tạo ra tín hiệu xung vuông trên cảm biến Hall. Tín hiệu này được gửi về bộ điều khiển để tính toán số vòng quay của các trục.
Cảm biến nhiệt độ dầu
Hầu hết các cảm biến nhiệt độ dầu là loại nhiệt điện trở, là một loại điện trở thay đổi khi nhiệt độ thay đổi. Các cảm biến nhiệt độ thường là nhiệt điện trở hệ số âm (NTC). Tín hiệu từ nhiệt điện trở nghịch đảo với nhiệt độ. Khi nhiệt độ tăng thì điện trở giảm và khi nhiệt độ giảm thì điện trở tăng.
Hình 2.44 Cảm biến từ
49 Cảm biến nhiệt độ dầu xác định nhiệt độ dầu hộp số. Dựa trên điều này để hộp số điều khiển tỷ số truyền của puly. Nhiệt độ dầu cũng ảnh hưởng tới điều khiển khoá biến mô, ly hợp tiến lùi và áp suất ép dây đai.
Thông thường cảm biến nhiệt độ dầu sẽ được gắn ở trên mạch dầu thuỷ lực để đo nhiệt độ dầu trên đường ống. Ngoài ra, ở hộp số CVT trên dòng xe Audi A4, cảm biến nhiệt độ dầu được tích hợp trong bộ điều điển để đo nhiệt độ vỏ nhôm của bộ điều khiển, từ đó sẽ tính toán ra nhiệt độ dầu hộp số.
Cảm biến áp suất
Ở một số dòng xe, nhà sản xuất chỉ sử dụng cảm biến áp suất như một công tắc áp suất. Có hai loại công tắc áp suất là loại thường mở và loại thường đóng. Tín hiệu của công tắc áp suất khi mở sẽ là “1” tương đương 12V và khi đóng là “0” tương đương 0V. Dựa vào các tín hiệu này, bộ điều khiển sẽ biết được và điều chỉnh áp suất dầu ở các ly hợp và các van điện từ.
Hình 2.47 Công tắc áp suất Hình 2.46 Cảm biến nhiệt độ
Ngoài ra, đối với hộp số CVT trên dòng xe Audi A4 không sử dụng biến mô, các cảm biến áp suất là cảm biến tuyến tính để đo áp suất điều khiển ly hợp và áp suất ép dây đai. Dựa vào các số liệu thu được, hộp điều khiển của hộp số này sẽ điều khiển ly hợp hay chế độ bò trường. Cũng tương tự như vậy, ở hộp số CVT K311 hay K111 của Toyota cũng sử dụng cảm biến áp suất kiểu tuyến tính để xác định áp suất ép dây đai trên puly thứ cấp.
Cảm biến moment (chỉ có trên hộp số Mutiltronic của Audi)
Đối với một số hộp số CVT không sử dụng bộ biến mô như trên dòng xe Audi A4 thì trên trục đầu vào được trang bi thêm một cảm biến moment nằm trên trục sơ cấp hộp số.
Hình 2.48 Cảm biến áp suất loại tuyến tính
51 Trên thực tế, nếu lực ép của puly sơ cấp quá thấp thì sẽ dẫn đến trượt đai còn quá cao thì sẽ làm mất hiệu suất của hộp số, vậy nên, cảm biến moment được trang bị để ghi lại moment đầu vào của hộp số trước khi truyền tới puly sơ cấp từ đó điều chỉnh lực ép puly hợp lý với moment đầu vào đó.
Cấu tạo và chức năng
Cảm biến moment về cơ bản bao gồm hai lớp vỏ với 7 rãnh khuyết ở giữa được gắn cùng với 7 bi thép. Lớp vỏ 1 được gắn với đầu vào của hộp số, còn lớp vỏ thứ 2 được nối với puly di động sơ cấp thông qua vòng răng và một piston cảm biến moment, cái mà có thể chuyển động dọc trục tương đối vòng răng. Piston cảm biến moment phục vụ việc điều tiết áp suất ép và chứa các khoang cảm biến moment.
Các lớp vỏ quay cùng nhau, chuyển đổi moment xoắn thành lực dọc trục (nhờ vào các bi thép và các rãnh). Chính lực dọc trục này tác dụng lên lớp vỏ thứ 2 và di chuyển piston cảm
biến moment điều tiết áp suất dầu trong khoang cảm biến moment 1 cũng chính là khoang áp suất ép dây đai. Vậy nên có thể điều chỉnh áp lực ép dây đai.
Nhiệm vụ chính của cảm biến moment là để cân bằng lực dọc trục tạo ra từ moment đầu vào và áp suất trong buồng xylanh áp suất.
Công tắc cần sang số
Cần sang số được nối trực tiếp bằng cơ khí tới van tay, tuỳ theo từng vị trí số P, R, N, D mà van tay mở các đường dầu thích hợp để điều khiển bộ ly hợp số tiến và phanh số lùi.
Tuỳ vào mỗi loại hộp số mà cách truyền động cơ khí là khác nhau như trên hộp số CVT K111 của Toyota thì cần số được nối với van tay qua một dây cáp, còn đối với hộp số CVT trên Audi A4 thì được nối qua một trục trung gian. Dù là loại truyền động nào thì cũng điều có các cảm biến hoặc công tắc để gửi tín hiệu vị trí cần gạt số về bộ điều khiển hộp số. Ngoài ra tín hiệu gửi về còn có tín hiệu của chế độ sang số thủ công và tín hiệu từ lẫy số trên vô lăng.
53
Sơ đồ mạch điện
Thành phần
F công tắc đèn phanh F125 công tắc đa năng F189 công tắc tiptronic G93 cảm biến nhiệt độ dầu G182 cảm biến tốc độ đầu vào
G193 cảm biến dầu thuỷ lực 1 (áp suất ly hợp)
G194 cảm biến dầu thuỷ lực 2 (áp suất ép)
G195 cảm biến tốc độ đầu ra G196 cảm biến tốc độ đầu ra 2
N88 van điện từ 1 (làm mát ly hợp/ ngắt an toàn)
N110 van điện từ khoá chuyển số N215 van điều khiển áp suất 1 (điều
khiển ly hợp)
N216 van điều khiển áp suất 2 (điều khiển chuyển số)
J217 hộp điều khiển cho multitronic J226 relay ngắt bộ đề và đèn lùi S cầu chì
Các tín hiệu kết nối và hỗ trợ
U đến vô lăng cho tiptronic (option) V đến chân 58d
W đến đèn lùi
X đến chân 50 của công tắc khởi động
Y đến chân 50 của máy đề Z đến đèn phanh
1 đường truyền CAN bus low 2 đường truyền CAN bus high 3 tín hiệu cho chuyển số
4 tín hiệu cho tốc độ trên đường 5 tín hiệu cho tốc độ động cơ 6 kết nối với K-diagnostic
Mã màu
Xanh lá tín hiệu đầu vào Xanh dương tín hiệu đầu ra
Đỏ cực dương accu
Nâu nối mass
Xanh lá xanh dương giao tiếp cả hai chiều
Vàng đường truyền mạng
CAN bus Chấm gạch multitronic
55 Hình 2 .53 Sơ đ ồ m ạc h đi ện trong b ộ đi ều khi ển c ủa h ộp số Xtro nic trên Nis sa n