I. Xây dựng mô hình điều khiển.
Mô hình điều khiển tốc độ không tải động cơ Audi 2.0. Hình 4.1
Khi vị trí bớm ga đóng gần nh hoàn toàn (tín hiệu lấy từ cảm biến vị trí bớm ga) thì ECU xác định đợc đây là quá trình hoạt động của động cơ thời kỳ không tải, tuỳ theo tốc độ không tải của động cơ và nhiệt độ động cơ đợc đa vào bộ vi xử lý, ECU sẽ tính đợc tần số xung phát ra (từ bảng số liệu trong bộ nhớ của ECU) để đa tín hiệu điều khiển đến động cơ bớc, làm cho động cơ bớc quay chính xác số bớc, từ
Mô hình điều khiển tốc độ không tải động cơ
cảm biến nhiệt độ động cơ Cảm biến tốc độ động cơ cảm biến vị trí b ớm ga ecu động cơ b ớc
van điều khiển
Nhiệt độ động cơ Tốc độ chạy không tải Vị trí b ớm ga
Xung điện áp
Số vòng quay động cơ b ớc
L u l ợng không khí nạp
Công tắc điều hoà nhiệt độ
Công tắc đèn phanh Tín hiệu bật điều hoà nhiệt độ Tín hiệu bật đèn phanh
động cơ bớc đợc dẫn động đến van điều khiển tốc độ không tải, biến chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến của van, van đợc mở ra để cho không khí đi qua van vào động cơ.
Tuỳ theo lợng không khí đợc nạp vào cho động cơ thì ECU sẽ điều khiển vòi phun để phun lợng nhiên liệu thích hợp và điều khiển thời điểm phun, góc đánh lửa sớm. n t ∆n Chạy ổn định Tải tăng đột ngột Điều khiển thêm
Quá trình hội tụ dần
Hìh 4.2
Trong quá trình làm việc khi bật công tắc điều hoà nhiệt độ hay công tắc đèn phanh thì tải trọng tăng lên, dẫn đến số vòng quay động cơ giảm để cho số vòng quay của động cơ luôn ổn định thì ECU phải điêù khiển phun thêm một lợng nhiêun liệu, lợng phun thêm này cao hơn phải phù hợp để đảm bảo nguyên lý hôi tụ nh (Hình 4.2)
II. Xây dựng sơ đồ điều khiển điều khiển.
Tải trọng Tốc độ động cơ Động cơ L ợng không khí qua van L ợng nhiên liệu Tốc độ động cơ Tín hiệu từ các cảm
biến nắp trên động cơ
Xây dựng sơ đồ điều khiển
Bộ vi xử lý Nhiệt độ động cơ
Các nhiễu loạn khác
Hình 4.3
Khi nhiệt độ thay đổi hoặc các nhiễu loạn khác (Bật máy điều hoà nhiệt độ, khi đánh lái), dẫn đến tải trọng động cơ thay đổi làm cho tốc độ động cơ thay đổi, Bộ vi xử lý sẽ lấy tín hiệu từ các cảm biến điều khiển lợng không khí nạp qua van , l- ợng nhiên liệu đợc phun ra và góc đánh lửa sớm. Khi đó tốc độ động cơ đợc điều khiển, từ tốc độ động cơ đợc phản hồi trở lại. Quá trình điều khiển đợc lặp lại và tốc độ động cơ đợc ổn định tuân theo nguyên lý hội tụ sau.
Quá trình hội tụ dần
Quá trình điều khiển
800 ∆ n n (v/ph) t (s) Chạy ổn định Tải tăng đột ngột Hình 4.4 Phạm vi dao động tốc độ không vợt quá 10 (v/ph)
III. Thiết kế mạch điều khiển.
Từ mô hình điều khiển và thuật giải điều khiển ta thiết kế mạch điều khiển sau:
Bộ vi xử lý M Động cơ b ớc Tốc độ động cơ Nhiệt độ động cơ Vị trí b ớm ga ADC Cảm biến M
Hình 4.5. Thiết kế mạch điều khiển., - M : Bộ khuếch đại.
- ADC : Biến đổi tín hiệu tơng tự (Ananog) thành tín hiệu số (Digital) - DAC: Biến đổi tín hiệu số thành tín hiệu xung.
Các cảm biến (cảm biến nhiệt độ động cơ, cảm biến vị trí bớm ga, cảm biến tốc độ độ cơ) dùng để đa tín hiệu điều khiển đến ECU, Do ECU chỉ làm việc đợc với tín hiệu số nên trớc khi đa vào ECU xử lý ta phải chuyển đổi tín hiệu tơng tự sang tín hiệu số và có thêm bộ khuếch đại sau khi các tín hiệu đợc xử lý và tính toán xong các tín hiệu từ ECU đợc đa tới các cơ cấu chấp hành (Trong điều khiển hệ thống không tải thì cơ cấu chấp hành là động cơ bớc), do các cơ cấu chấp hành chỉ làm việc đợc với các tín hiệu xung do đó ta phải chuyển đổi từ tín hiệu số (đợc đa ra từ ECU) thành tín hiệu xung. Tín hiệu đa tới động cơ bớc dùng 4 dây để điều khiển, các cuộn dây trong stato động cơ bớc đợc điều khiển lần lợt để tạo ra các sức từ động tổng đợc sinh ra trong động cơ bớc dịch chuyển từng góc nhất định từ đó động cơ bớc sẽ quay đợc số bớc ứng với chiều quay của sức từ động tổng (sao cho từ trở nhỏ nhất).
Đại l ợng cần đo (m) Đại l ợng điện (s)
Cảm biến
Chơng V: lựa chọn cảm biến