CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT
3.2 XUẤT PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG MẠCH GIẢ LẬP TÍN HIỆU CẢM BIẾN
- Giao tiếp với thiết bị chẩn đoán (đọc dữ liệu động, hiện thị mã lỗi, xóa lỗi và một số chức năng đặc biệt khác).
- Chi phí đầu tư rất lớn, khó đầu tư hàng loạt và nhiều chủng loại khác nhau. - Thiết kế mơ hình thời gian đầu chưa hỗ trợ được nhiều trong quá trình học thực hành.
- Tuổi thọ động cơ giảm bởi hiệu suất vận hành cho động cơ thường xuyên, đồng thời trong tình trạng ON/OFF động cơ liên tục, khả năng giải nhiệt kém bởi phụ thuộc hoàn toàn vào nước làm mát động cơ.
Nhận xét: Từ phần khảo sát các mơ hình đã thực hiện trên, nhóm nhận thấy mỗi
mơ hình điều có ưu điểm đặc thù khác nhau. Tuy nhiên, vấn đề hạn chế của các mơ hình thì có những điểm tương đồng giống nhau như: Mùi (hơi) xăng, hiện tượng nhiễu, tính năng mơ hình vừa hỗ trợ việc học lý thuyết vừa hỗ trợ kĩ năng chẩn đốn, nhận biết phân tích mã lỗi, khả năng đánh pan trên mơ hình, chi phí gia cơng và lắp đặt mơ hình, về kích thước, khối lượng mơ hình chưa phù hợp được sử dụng thuận tiện cho khơng gian phịng học lí thuyết và cả xưởng thực hành…
Kết luận: Nhóm nhận thấy kiểu dáng mơ hình 1 phù hợp việc học tập và nghiên
cứu tại phịng học lí thuyết và xưởng thực hành. Mặc khác, nhóm điều chỉnh kích thước để phù hợp với quá trình học tập của sinh viên tại lớp học và xưởng thực hành, bổ sung bánh xe đỡ tồn bộ mơ hình để thuận tiện hơn cho việc di chuyển.
3.2 ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG MẠCH GIẢ LẬP TÍN HIỆU CẢM BIẾN TÍN HIỆU CẢM BIẾN
So với hệ thống điều khiển động cơ trên ô tô thực tế, việc đảm bảo đầy đủ và đúng các điều kiện đầu vào (tức là khối cảm biến) để quá trình điều khiển thời điểm đánh lửa hay phun xăng của ECM được tối ưu (nghĩa là ECM sẽ hiệu chỉnh tín hiệu điều khiển quá trình phun xăng – đánh lửa dựa trên các tín hiệu của cảm biến hoặc chế độ
71
lái, điện áp ắc quy hay độ mở bướm ga…). Điều này rất khó thực hiện được trên mơ hình học tập dạng sa bàn mô tả hệ thống, chỉ phù hợp với loại mơ hình là động cơ thực tế. Bởi:
+ Cảm biến MAP: Với điều kiện hoạt động là sự biến thiên áp suất chân không trên đường ống nạp sau cánh bướm ga.
+ Cảm biến TPS: Cần quá trình điều khiển độ mở cánh bướm ga từ motor được tích hợp trong cụm bướm ga điện tử (ETC - Electronic Throttle Control). Đồng thời, là tín hiệu từ APS (cảm biến vị trí bàn đạp ga) để xác nhận hành trình bàn đạp ga và q trình xử lí của ECM động cơ gửi tín hiệu điều khiển cánh bướm ga thơng qua motor. Như đã trình bày ở Chương 2, mục 2.3.1, phần e.
+ Cảm biến oxy: Trên đường ống thải. Để đo nồng độ oxy còn dư trong khí thải gửi về ECM, ECM dựa vào tín hiệu gửi về sẽ hiểu được tình trạng nhiên liệu đang giàu (đậm) hay đang nghèo (nhạt) và từ đó đưa ra tín hiệu điều chỉnh lượng phun cho thích hợp.
+ Cảm biến vị trí trục cam (CMP): Điều kiện để cảm biến hoạt động là đĩa xung tạo tín hiệu trên trục cam nạp và trục cam xả. Đồng thời tốc độ trục cam. + Cảm biến vị trí trục khuỷu (CKP): Cần đĩa xung tạo
tín hiệu và tốc độ trục khuỷu.
Tốc độ của đĩa xung là tốc độ của trục cam và trục khuỷu. Đồng thời, kết cấu đĩa xung sẽ khó khăn trong quá trình gia cơng và xây dựng hệ thống truyền động như mơ tả hình bên.
+ Cảm biến nhiệt độ nước làm mát động cơ (ECT – Engine Coolant Temperature): Cần điều kiện từ nhiệt độ nước của động cơ, để đo nhiệt độ và gửi tín hiệu về ECM để ECM thực hiện những hiệu chỉnh quá trình điều kiển.
72
+ Cảm biến nhiệt độkhí nạp (IAT): Cũng cần có điều kiện từ nhiệt độ dịng khơng khí trên đường ống nạp. Bên cạnh đó, cảm biến IAT được tích hợp với cảm biến MAP như đã phân tích phần tổng quan đề tài.
Nhận xét: Từ các vấn đề trên, việc tạo môi trường hoạt động cho cảm biến, cụm
kết cấu cơ khí... để chắc chắn rằng khối cảm biến hoạt động và gửi tín hiệu về ECM. Điều này, rất khó khăn và khơng khả thi khi ứng dụng trên mơ hình dạng khung sa bàn.
Mặc khác, dựa vào đường đặc tính biểu đồ xung tín hiệu của các biến xác định dạng giá trị điện áp tín hiệu của về ECM. Đồng thời, tham khảo và kế thừa từ đề tài: “Thiết Bị Giả Lập Tín Hiệu Cảm Biến Vị Trí Bướm Ga, Cảm Biến Nhiệt Độ Nước Làm Mát Và Cảm Biến Oxy” và “Nghiên Cứu Và Xây Dựng Mơ Hình Hệ Thống Phun Xăng – Đánh Lửa Trên Xe Hyundai Grand i10” đã ứng dụng và xây dựng mạch giả lập tín hiệu cảm biến ECT và CKP, bởi 2 tín hiệu cảm biến này ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình phun xăng và đánh lửa ban đầu.
Kết luận: Từ đó, nhóm đề xuất xây dựng mạch giả lập tín hiệu 3 cảm biến như
sau:
+ Cảm biến CKP: Hoạt động dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ và cảm biến này ảnh hưởng đến q trình ECM điều chỉnh góc đánh lửa sớm và thời gian phun nhiên liệu cơ bản cho động cơ. Mất tín hiệu từ cảm biến này động cơ có thể tắt máy.
+ Cảm biến ECT: Dựa vào sự thay đổi nhiệt độ nước làm mát động cơ, cảm biến ECT ảnh hưởng rất nhiều đến quá trình hiệu chỉnh động cơ.
+ Cảm biến MAP: Dựa vào sự thay đổi áp suất trên đường ống nạp, cảm biến này ảnh hưởng đến q trình tính tốn lượng phun xăng cơ bản của ECM.
Nhóm dựa trên nguyên tắc cầu phân áp và thay thế thiết bị biến trở đối với cảm biến ECT và MAP. Cịn đối với dạng tín hiệu của CKP, cũng sử dụng biến trở để thay đổi tín hiệu gửi về ECM, tuy nhiên cần phải qua vi điều khiển Arduino để chuyển đổi dạng xung tín hiệu từ xung sin (tín hiệu tương tự) sang xung vng (dạng số).
Việc thay thế các cảm biến bằng mạch điện giả lập tín hiệu sẽ cắt giảm được chi phí thực hiện mơ hình bởi giá thành linh kiện điện tử thấp, tiết kiệm việc gia công cơ
73
khí, khơng chiếm nhiều diện tích sa bàn, khơng cịn tiếng ồn về các chi tiết truyền động quay của đĩa xung tín hiệu như các mơ hình trước thực hiện.