Chương 3 : Phương pháp giải quyết đề tài
3.3 Khối điều khiển
3.3.2 Cảm biến bàn đạp chân ga
Cảm biến bàn đạp chân ga được sử dụng để đo độ mở của bàn đạp chân ga khi người lái xe nhấn vào bàn đạp. Lúc này, tín hiệu từ cảm biến bàn đạp ga sẽ được gửi về ECU và ECU sẽ sử dụng các dữ liệu này để điều khiển mô tơ bướm ga mở bướm ga cho động cơ tăng tốc theo độ mở của bàn đạp chân ga và theo chế độ lái hiện thời hợp lý nhất.
Với động cơ phun dầu điện tử Common Rail thì tín hiệu từ cảm biến bàn đạp ga truyền về ECU và ECU sử dụng nó để điều khiển lượng phun nhiên liệu để tăng tốc động cơ.
Hộp ECU điều khiển hộp số tự động cũng sử dụng tín hiệu cảm biến chân ga để điều khiển thời điểm chuyển số trong hộp số tự động, nếu người tài xế đạp ga gấp ECU hộp số sẽ điều khiển Kick Down (về số thấp) để tăng tốc chiếc xe.
Hình 3.31: Bàn đạp chân ga.
Cấu tạo của cảm biến bàn đạp ga:
- Cảm biến bàn đạp ga có cấu tạo khá giống với cảm biến bướm ga, nhưng do yêu cầu về sự an tồn cũng như độ tin cậy về thơng tin nên hầu hết các dịng xe ơ tơ đều sử dụng 2 tín hiệu cảm biến bàn đạp ga để báo về ECU. Một số xe tải sử dụng 1 tín hiệu cảm biến và 1 cơng tắc IDL ở cảm biến bàn đạp chân ga. Cảm biến bàn đạp ga có 2 loại chính đó là: Loại tuyến tính và loại phần tử hall.
Hình 3.33: Cấu tạo của cảm biến bướm ga loại phần tử Hall.
Nguyên lí hoạt động của cảm biến vị trí bàn đạp ga:
- Loại tuyến tính (giống như biến trở): Cảm biến được cấp nguồn Vc (5V) và mát , cấu tạo gồm 1 mạch trở than và 1 lưỡi quét trên mạch trở than đó, khi trục của bàn đạp ga xoay thì sẽ làm cho lưỡi quét thay đổi vị trí trên mạch trở than làm thay đổi điện áp đầu ra (chân signal). Lưu ý là trong cảm biến có cấu tạo như là 2 biến trở nên nó có 2 tín hiệu ( Chân Signal) báo về ECU để tăng độ tin cậy của cảm biến.
- Loại hall (đời mới): cảm biến bàn đạp ga cũng được cấp nguồn VC (5V), và Mass, có 2 dây tín hiệu, điện áp của 2 chân tín hiệu (Signal) cảm biến cũng thay đổi theo độ mở của bướm ga nhưng dựa trên nguyên lý hiệu ứng Hall (có 2 loại):
o Loại thuận: 2 tín hiệu cùng tăng cùng giảm.
o Loại nghịch: 1 tín hiệu tăng 1 tín hiệu giảm. Thơng số kĩ thuật của cảm biến bàn đạp ga.
- Tín hiệu truyền về ECM của cảm biến bàn đạp chân ga ở dạng điện áp, điện áp này sẽ thay đổi theo độ mở của bàn đạp ga. Tùy theo thiết kế mà APS có một hoặc hai tín hiệu gửi về ECM và có hoặc khơng có cơng tắc báo chế độ không tải (Một số xe tải sử dụng 1 tín hiệu Signal và 1 tín hiệu cơng tắc IDL).
- Điện áp chân tín hiệu ở khơng tải là 0,5-0,8V, khi đạp ga điện áp sẽ tăng dần lên tới 4.5V.
Hình 3.34: Sơ đồ mạch điện của cảm biến bàn đạp ga.
3.3.3 Bộ nguồn chuyển mạch Swiching mode Power Suppy (SMPS).
Bộ nguồn chuyển mạch Swiching Mode Power Suppy là một mạch điện tử có tác dụng chuyển đổi từ một điện áp cấp khác (thường là điện áp của nguồn xoay chiều AC) sang điện áp nguồn điện một chiều (DC). Nó cũng là một dạng của chuyển đổi năng lượng. Có rất nhiều tên gọi cho thuật ngữ này như: bộ nguồn chuyển mạch hay nguồn xung, nguồn đóng ngắt, bộ chuyển đổi nguồn. Hoặc Switching Mode Power Supply (SMPS), còn gọi là DC-DC converter.
Hình 3.35: Sơ đồ khối mạch SMPS đơn giản.
- Đầu tiên điện áp đầu vào(từ 110VAC cho đến 220VAC) sẽ xoay chiều qua các cuộn lọc nhiễu rồi vào đi ốt chỉnh lưu thành điện một chiều với điện áp từ khoảng 130 -300V( tùy từng điện áp AC đầu vào) trên tụ lọc nguồn sơ cấp. - Tụ lọc nguồn sơ cấp có nhiệm vụ tích năng lượng điện một chiều cho cuộn
dây sơ cấp của biến áp xung hoạt động.
- Bộ tạo xung hoặc các mạch dao động điện tử tạo ra các xung cao tần, xung cao tần thông qua khối chuyển mạch bán dẫn là các linh kiện điện tử như transistor, mosfet hay IGBT cấp điện cho cuộn dây sơ cấp của biến áp xung.
Hình 3.36: Các bộ phận của mạch SMPS trong thực tế.
Cấu phần tử của mạch SMPS:
- Bridge rectifier: Bộ chỉnh lưu cầu - Filter capacitor: Tụ lọc
- Start up resistors: Biến trở khởi động
- Chopper/Power FET: Transitor trường ứng FET
- Pulse Width Modulation (PWM IC): Mạch điều chỉnh điện áp ra tải. - Current sense resistor: Biến trở dò dòng điện
- Optoisolator/optocoupler
- Error Amplifier IC (TL431): Vi mạch khuếch đại lỗi TL431 - Secondary inductors: Cuộn thứ cấp
- Secondary diodes: Đi- ốt thứ cấp
- Secondary filter capacitors: Tụ lọc thứ cấp
Bộ nguồn chuyển mạch Swiching mode Power Suppy dùng cho mơ hình là loại 12V 30A được thiết kế để chuyển đổi điện áp từ nguồn xoay chiều 220VAC thành nguồn 12VDC để cung cấp cho thiết bị hoạt động.
Hình 3.37: Nguồn tổ ong 12V 30A.