6.2. ĐIỀU KHIỂN HỘP SỐ TỰ ĐỘNG Automatic Trasmission Control 142
6.2.3. Các điều khiển cụ thể 147
ECU điều khiển các van điện từ theo tình trạng của động cơ và của xe do các bộ
cảm biến xác định, do đĩ điều khiển áp suất thuỷ lực. Cụ thể ECU động cơ & ECT
Häc phần H thống đin thân xe & đk gầm ô t«- TÝn chØ 2 148
→ Điều khiển thời điểm chuyển số → Điều khiển thời điểm khĩa biến mơ
→ Điều khiển thời điểm khĩa biến mơ linh hoạt
→ Và một số điều khiển khác, như: Điều khiển tối ưu áp suất cơ bản, Điều khiển
tối ưu áp suất ly hợp, Điều khiển áp suất từ ly hợp tới ly hợp, Điều khiển mơmen động cơ, Điều khiển Chống chúi xe khi chuyển từ "N" sang "D", Điều khiển chuyển số khi lên dốc/xuống dốc.
Hình 6.15. Một số điều khiển của ECU động cơ và ECT
6.2.3.1. Điều khiển thời điểm chuyển số
Trước khi nghiên cứu về quá trình điều khiển thời điểm chuyển số của ECU động cơ và ECT, ta phải nắm được nguyên lý chuyển số cơ bản trên hộp số tự động.
a. Nguyên lý chuyển số
Giả sử ta thực hiện chuyển số ở van số 2 – 3.
Trong mỗi hộp số tự động thường cĩ rất nhiều van số hay cịn gọi là cặp số, như: van số 1-2, van số 2-3, van số 3-4, … Trên xe nĩ đĩng vai trị như một cái cơn để thực hiện đi số này hoặc số kia. Khi xe chạy thì một bơm dầu được bố trí ở ngay sau biến mơ sẽ hút dầu từ đáy dầu của hộp số và đẩy lên một van điều áp sơ cấp. Van này sẽ chỉnh áp suất tiêu chuẩn (gọi là áp suất P0). Dịng áp suất P0 này chia thành 3 hướng cơ bản:
+ Hướng 1: P0 đưa đến van ga (van này cĩ thể làm bằng Cơ hoặc bằng điện), tùy vào mức đạp chân ga thì độ mở của van ga sẽ thay đổi và áp suất dịng dầu sau van ga sẽ được gọi là P1 (áp suất này được đưa đến một phía của van số).
+ Hướng 2: P0 được đưa đến van ly tâm (ở cuối hộp số). Van ly tâm được dẫn động bởi một bánh vít ở trục thứ cấp của hộp số (dẫn động dây cơng tơ mét). Vì vậy,
van này sẽ hoạt động theo tốc độ của ơ tơ: Khi vận tốc xe tăng thì quả văng ở van ly tâm sẽ bung ra (văng ra) đẩy ty van xuống, mở rộng khe dầu để dịng áp suất P0 đi qua tạo thành áp suất P2 (P0 = P2). Dịng P2 lại được đưa đến một phía của van số để so
sánh với áp suất P1.
Khoa Cơ khí Động lùc i hc S phạm kỹ thuật Hng Yên
Hc phần H thống đin thân xe & đk gầm ơ tơ- Tín chỉ 2 149
Nếu P1 > P2 (trường hợp A- xe lên dốc, tải nặng) thì cái cơn sẽ nghiêng về phía trái (P1) để mở dịng P0 đến điều khiển số 2 → thực hiện tự động về số.
Nếu P1 < P2 (trường hợp B- xe chạy đường bằng) thì tốc độ ơ tơ cao nhưng mức
đạp chân ga khơng lớn. Do đĩ cơm sẽ nghiêng về bên phải (P2) để mở dịng P0 đến điều khiển số 3 → thực hiện tự động tăng tốc.
Hình 6.16. Nguyên lý chuyển số trên A/T
b. Phương thức điều khiển thời điểm chuyển số * Nguyên lý điều khiển:
ECU động cơ & ECT đã lập
trình vào trong bộ nhớ của nĩ về
phương thức chuyển số tối ưu
cho một vị trí cần số và mỗi chế
độ lái.
Hình 6.17. Sơ đồ điều khiển thời điểm chuyển số
Trên cơ sở phương thức chuyển số, ECU sẽ bật hoặc tắt các van điện từ Solenoid theo tín hiệu tốc độ xe từ cảm biến tốc độ xe, tín hiệu gĩc mở bướm ga từ cảm biến vị trí bướm ga và các tín hiệu khác của các cảm biến/ cơng tắc.
Học phần H thống đin thân xe & đk gầm ơ tơ- Tín chỉ 2 150
Với cách như vậy, ECU vận hành từng van điện từ, mở hoặc đĩng các đường dẫn dầu vào các ly hợp và phanh, cho phép hộp số chuyển số lên hoặc xuống.
* Quan hệ giữa tốc độ xe và số của hộp số:
Quan hệ này thay đổi theo gĩc mở của bàn đạp ga thậm chí trong cùng một số tốc độ của xe. Khi
lái, trong khi vẫn giữ độ mở của
bàn đạp ga khơng đổi, tốc độ xe
tăng lên và hộp số được chuyển
lên số trên. Khi bàn đạp ga được nhả ra ở điểm A trong hình bên
trái và độ mở của bàn đạp ga đạt
điểm B, thì hộp số sẽ chuyển từ
số 3 lên số O/D. Hình 6.18. Chuyển số theo tốc độ ơ tơ và độ mở bướm ga Ngược lại, nếu tiếp tục đạp ga ở điểm A và độ mở của bàn đạp ga đạt điểm C, thì hộp số sẽ chuyển từ số 3 về số 2.
(Khi nhiệt độ nước làm mát thấp thì hộp số khơng chuyển lên số O/D)
Tốc độ mà ở đĩ hộp số chuyển lên số cao và tốc độ mà ở đĩ hộp số chuyển xuống số thấp xảy ra trong một khoảng nhất định bất kể ở số nào. Khoảng này được gọi là độ trễ. Độ trễ là một đặc tính được thiết kế cho mọi hộp số tự động để ngăn khơng cho
hộp số chuyển số lên và xuống quá thường xuyên. * Điều khiển thời điểm chuyển
số:
Quá trình điều khiển thời điểm
chuyển số khác nhau tuỳ theo chế
độ của cơng tắc chọn phương thức
lái. ECU xác định phương thức áp dụng và điều khiển thời điểm
chuyển số. Đối với chế độ tăng tốc,
điểm chuyển số và điểm khố biến
mơ được đặt ở một tốc độ động cơ
cao hơn so với chế độ bình thường, nĩ cho phép lái xe thể thao với tốc
độ động cơ cao hơn
Hình 6.19. Điều khiển thời điểm chuyển số theo chế độ tải của động cơ
Khoa Cơ khí Động lực Đại học S phạm kỹ thuật Hng Yên
Hc phn H thng in thân xe & đk gầm ơ tơ- Tín chỉ 2 151
6.2.3.2. Điều khiển khĩa biến mơ
a. Nguyên lý
ECU động cơ & ECT đã lập trình
trong bộ nhớ của nĩ một phương thức vận hành ly hợp khố biến mơ cho từng chế
độ lái. Trên cơ sở phương thức khố biến
mơ này, ECU sẽ bật hoặc tắt van điện từ tuỳ thuộc vào các tín hiệu tốc độ xe và
các tín hiệu mở bướm ga.
ECU sẽ bật van điện từ để vận hành
hệ thống khố biến mơ nếu 3 điều kiện sau đây đồng thời tồn tại:
- Xe đang chạy ở số 2 hoặc số 3
hoặc ở số O/D (dãy ”D”).
- Tốc độ xe bằng hoặc cao hơn tốc
độ quy định và gĩc mở bướm ga bằng
hoặc lớn hơn trị số quy định.
Hình 6.20. Sơ đồ điều khiển thời điểm khĩa biến mơ
- ECU khơng nhận được tín hiệu huỷ hệ thống khố biến mơ.
b. Mục đích:
ECU điều khiển thời điểm khố biến mơ nhằm giảm chấn trong khi chuyển số.
Nếu hộp số chuyển số lên hoặc xuống trong khi hệ thống khố biến mơ đang hoạt
động thì ECU sẽ huỷ tác động của hệ thống khố biến mơ.
Sau khi việc chuyển số lên hoặc xuống được hồn tất thì ECU sẽ tái kích hoạt hệ thống khố. Tuy nhiên, ECU sẽ huỷ sự khố biến mơ trong các điều kiện sau:
- Cơng tắc đèn phanh chuyển sang “ON” (trong khi phanh). - Các tiếp điểm IDL của cảm biến vị trí bướm ga đĩng. - Nhiệt độ nước làm mát thấp hơn một nhiệt độ nhất định.
- Tốc độ xe tụt xuống khoảng 10 km/giờ hoặc thấp hơn so với tốc độ đã định
trong khi hệ thống điều khiển chạy xe tự động vẫn đang hoạt động.
6.2.3.3. Điều khiển khĩa biến mơ linh hoạt
Hệ thống ly hợp khố biến mơ linh hoạt mở rộng phạm vi hoạt động của khố
biến mơ bằng cách ổn định và giữ một độ trượt nhẹ của ly hợp khố biến mơ để nâng cao mức tiết kiệm nhiên liệu.
Học phần H thống đin thân xe & đk gầm ơ tơ- Tín chỉ 2 152
Hình 6.21. Sơ đồ điều khiển thời điểm khĩa biến mơ linh hoạt
ECU động cơ & ECT quyết định phạm vi hoạt động của khố biến mơ lynh hoạt
từ gĩc mở bướm ga và tốc độ xe và sau đĩ ECU phát một tín hiệu tới van điện từ tuyến tính (SLU).
Ngồi ra, ECU cịn sử dụng tín hiệu cảm biến tốc độ động cơ và tốc độ đầu vào hộp số để phát hiện sự chênh lệch giữa tốc độ bánh bơm bộ biến mơ (động cơ) và tốc
độ bánh tua-bin (hộp số).
Điều này tạo ra sự điều khiển phản hồi để tối ưu hố việc phân bổ truyền cơng
suất của bộ biến mơ (truyền cơng suất qua dầu) và ly hợp khố biến mơ (truyền cơng suất cơ học).
6.2.3.4. Điều khiển thay đổi áp suất dầu
a. Điều khiển tối áp suất cơ bản
ECT dùng cảm biến vị trí bướm ga để phát hiện gĩc mở bàn đạp ga (tải) và điều khiển áp Áp suất cơ bản
được điều khiển nhờ một
van điện từ tuyến tính (SLT) suất cơ bản.
Hình 6.22. Sơ đồ điều khiển tối ưu áp suất cơ bản
Thơng qua việc sử dụng van điện từ tuyến tính (SLT), áp suất cơ bản được điều
khiển một cách tối ưu phù hợp với thơng tin về mơmen của động cơ, cũng như với các
Khoa Cơ khí Động lực i hc S phạm kü thuËt H−ng Yên
Học phần H thống đin thân xe & đk gầm ơ tơ- Tín chØ 2 153
Theo đĩ, áp suất cơ bản cĩ thể được điều khiển chính xác theo cơng suất của động cơ, điều kiện di chuyển và nhiệt độ của ATF, do đĩ thực hiện các đặc tính
chuyển số êm và tối ưu hố tải trọng làm việc của bơm dầu.
Để điều khiển áp suất cơ bản một số kiểu xe sử dụng cáp bướm ga theo cách
giống như hộp số tự động điều khiển thuỷ lực hồn tồn.
Nếu van điện từ (SLT) hỏng thì van bên trong sẽ được cố định ở phía trên (phía
Hi), do đĩ sẽ cĩ chấn động lớn hơn trong khi chuyển số
b. Điều khiển tối ưu áp suất ly hợp
Van điện từ tuyết tính (SLT) được sử dụng để điều khiển tối ưu áp suất ly hợp. ECU giám sát các tín hiệu từ các loại cảm biến khác nhau như cảm biến tốc độ đầu vào tuabin, cho phép van điện từ tuyến tính (SLT)
điều khiển một cách sát sao áp suất
ly hợp theo cơng suất động cơ và
các điều kiện lái. Kết quả là các đặc
tính chuyển số êm được thực hiện. Hình 6.23. Sơ đồ điều khiển tối ưu áp suất ly hợp
c. Điều khiển áp suất từ ly hợp tới ly hợp
Khi hộp số tự động chuyển số thì áp suất thuỷ lực được xả ra từ một phần tử và
được sử dụng cho phần tử khác.
Sự điều khiển áp suất từ ly hợp tới ly hợp được thiết kế để làm cho quá trình này diễn ra được êm. Việc điều khiển này là: ECU phát một tín hiệu tới van điện từ tuyến tính (SLT) và áp suất thuỷ lực tác động lên phía đối áp của bộ tích năng được tối ưu hố.
6.2.3.5. Điều khiển mơmen động cơ
Việc ăn khớp của các ly hợp và phanh của bộ truyền bánh răng hành tinh trong hộp số được điều khiển một cách trơn chu bằng cách làm chậm thời điểm đánh lửa của động cơ khi
hộp số đang được lên số hoặc xuống
số. Khi ECU quyết định thời điểm
chuyển số theo các tín hiệu từ các cảm biến khác nhau, nĩ sẽ kích hoạt các van điện từ điều khiển chuyển số để thực hiện chuyển số.
Học phần H thống đin thân xe & đk gầm ơ tơ- Tín chỉ 2 154
Khi việc chuyển số bắt đầu thì ECU làm muộn thời điểm đánh lửa động cơ để
giảm mơmen động cơ. Kết quả là lực làm ăn khớp các ly hợp và phanh của bộ truyền bánh răng hành tinh bị yếu đi, và việc chuyển số sẽ được êm.
6.2.3.6. Chống chúi xe khi chuyển từ "N" sang "D"
Khi hộp số được chuyển
từ vị trí “N” sang vị trí “D” thì hệ thống chống chúi xe ngăn khơng cho nĩ chuyển trực tiếp chuyển về số 1 bằng cách chuyển sang số 2 hoặc 3, sau đĩ mới lùi số về số 1.
Việc này nhằm giảm chấn
động chuyển số và hiện tượng
chúi xe. Hình 6.25. Sơ đồ điều khiển chống chúi đầu khi xe chuyển từ số N sang số D
Chức năng điều khiển chống chúi xe chỉ hoạt động khi tất cả các điều kiện sau đây đồng thời tồn tại:
- Xe được dừng lại
- Cơng tắc đèn phanh ở “ON”
- Hộp số được chuyển từ vị trí “N” sang “D” - Nước làm mát được làm ấm lên.
6.2.3.7. Điều khiển chuyển số khi lên dốc/xuống dốc
Trong một hộp số tự động thơng thường khi tăng tốc/ giảm tốc trên dốc thì việc chuyển số diễn ra thường xuyên tuỳ thuộc vào các điều kiện ảnh hưởng tới sự lái xe êm dịu. Để thực hiện điều khiển chuyển số khi lái lên dốc/ xuống dốc, thì ECU động cơ & ECT sử dụng cảm biến vị trí bướm ga và các tín hiệu cảm biến tốc độ để chọn vị trí số tối ưu. Khi ECU xác định leo dốc thì việc chuyển lên số O/D bị hạn chế để việc lái được ờm.
Khoa Cơ khí Động lực i hc S ph¹m kü thuËt H−ng Yên
Học phần H thống đin thân xe & đk gầm ơ tơ- Tín chỉ 2 155
Ngồi ra, khi ECU xác định xuống dốc và cĩ hoạt động của phanh, hộp số được chuyển xuống số 3 và phanh bằng động cơ hoạt động.