intTypePromotion=1

Chuyên đề 4: Hệ thống điều khiển động cơ - o tô

Chia sẻ: Lê Thanh Tú | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:15

0
345
lượt xem
111
download

Chuyên đề 4: Hệ thống điều khiển động cơ - o tô

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Sơ đồ cấu trúc và các khối chức năng của hệ thống điều khiển động cơ - ô tô theo chương trình được mô tả...

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Chuyên đề 4: Hệ thống điều khiển động cơ - o tô

  1. ng cơ - ôtô Chuyên 4: H th ng i u khi n TRƯ NG I H C BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG  BÀI GI NG 4: H TH NG I U KHI N Chuyên NG CƠ - ÔTÔ Biên so n: Th.S Ph m Qu c Thái à N ng, 2011 Biên so n: ThS. Ph m Qu c Thái Trang 1
  2. ng cơ - ôtô Chuyên 4: H th ng i u khi n CHUYÊN 4: H TH NG I U KHI N T NG NG CƠ VÀ ÔTÔ 4.1. T NG QUAN V H TH NG I U KHI N NG CƠ - ÔTÔ Sơ c u trúc và các kh i ch c năng c a h th ng i u khi n n g cơ - ôtô theo chương trình ư c mô t trên hình 4.1. H th ng i u khi n bao g m: ngõ vào (Inputs) v i ch y u là các c m bi n; B i u khi n trung tâm ECU (Electronic Control Unit) là b não c a h th ng; Ngõ ra (Outputs) bao g m các cơ c u ch p hành (Actuators) như: vòi phun, bobin, van i u khi n c m ch ng, ng cơ bư c (m bư m ga),… ng cơ và báo v C m bi n ki m soát liên t c tình tr ng ho t ng c a ó, ECU s tính toán, x lý tín hi u và ưa ra tín cho b i u khi n ECU bi t. T n các cơ c u ch p hành. hi u i u khi n Chương trình i u khi n ng cơ ư c nhà ch t o vi t và cài tsn trong b nh c a ECU. Tùy thu c vào t ng ch làm vi c hay tình tr ng c a ng cơ mà ECU s tính toán d a trên chương trình s n có ưa ra nh ng tín n cơ c u ch p hành sao cho ng cơ làm vi c t i ưu. hi u i u khi n 4.2. H TH NG I U KHI N 4.2.1. B i u khi n trung tâm (ECU - Electronic Control Unit) B i u khi n trung tâm ECU là m t vi m ch t h p c l n dùng nh n bi t tín hi u, tính toán, lưu tr thông tin, quy t nh ch c năng ho t ng và g i n các cơ c u ch p hành. các tín hi u i u khi n thích h p ECU ư c gi i nhi t t t và ư c b trí nơi ít b t trong v kim lo i nh hư ng b i nhi t m. Các linh ki n i n t c a ECU ư c s p x p và trong m t m ch in. Các linh ki n công su t c a t ng cu i, nơi i u khi n các cơ ư c g n v i khung kim lo i c a ECU v i m c ích gi i nhi t. S c u ch p hành t h p các ch c năng trong IC (b t o xung, b chia xung, b dao ng a hài i u khi n vi c chia t n s ) giúp ECU t tin c y cao. Biên so n: ThS. Ph m Qu c Thái Trang 2
  3. ng cơ - ôtô Chuyên 4: H th ng i u khi n C M BI N B IU CƠ C U U VÀO KHI N CH P HÀNH C m bi n lưu VG lư ng khí n p #10 i u khi n nhiên li u #20 C m bi n v trí VTA bư m ga C m bi n v trí G piston ECU IGT i u khi n C m bi n t c NE ánh l a ng c ơ NG C m bi n nhi t THW ng c ơ CƠ C m bi n nhi t THA ISC i u khi n c m khí n p c h ng OX C m bi n oxy STA Tín hi u kh i ng TE1 Ch n oán W ELS Các tín hi u t i A/C Hình 4.1. Sơ ng cơ - ôtô c u trúc h th ng i u khi n i ư c trang b nhi u b Trên ôtô hi n i u khi n ECU: ECU i u khi n ng cơ, ECU i u khi n h p s t ng, ECU i u khi n ABS, ECU i u khi n i u hòa,…Các ECU ư c n i v i nhau thông qua h th ng m ng chia s cơ s d li u. Bên trong ECU, b ph n quan tr ng nh t là b vi x lý Biên so n: ThS. Ph m Qu c Thái Trang 3
  4. ng cơ - ôtô Chuyên 4: H th ng i u khi n (Microprocessor) hay còn g i là CPU, CPU l a ch n các l nh và x lý s li u t b nh ROM và RAM ch a các chương trình và d li u ngõ vào ra (I/O) i u khi n nhanh s li u t các c m bi n và chuy n các d li u ã x lý n iu khi n các cơ c u ch p hành. Hình 4.2. C u t o b i u khi n ECU ng cơ g n li n v i s phát tri n c a vi x S phát tri n c a ECU trên lý. Trên nh ng th h ECU u tiên dùng lo i 4, 8 bit. Hi n nay, nhu c u i u khi n trên ôtô ngày càng nhi u, chương trình i u khi n ngày càng l n và ph c t p, ngư i ta s d ng ECU lo i 16 và 32 bit. 4.2.1.1. B vi x lý: có ch c năng tính toán và ra quy t nh. Nó ư c coi như là ‘‘b não’’ c a ECU. MICROPROCESSOR ROM PROM RAM Hình 4.3. Sơ kh i c u trúc bên trong ECU 4.2.1.2. B nh : b nh c a ECU g m các lo i: - ROM (Read Only Memory): dùng tr thông tin thư ng tr c. B nh này ó ra ch không th ghi vào ư c. Chương trình i u khi n ch c thông tin t ng cơ do nhà s n xu t l p trình và ư c n p s n trong b nh ROM. Biên so n: ThS. Ph m Qu c Thái Trang 4
  5. ng cơ - ôtô Chuyên 4: H th ng i u khi n - RAM (Random Access Memory): b nh truy xu t ng u nhiên dùng lưu tr thông tin m i t m th i ho c k t qu tính toán trung gian khi ng cơ làm vi c. Khi m t ngu n cung c p t acquy n máy tính thì d li u trong b nh RAM s không còn. - PROM (Programmable read only memory): c u trúc cơ b n gi ng như ROM nhưng cho phép l p trình (n p d li u) nơi s d ng ch không ph i nơi s n xu t như ROM. PROM cho phép s a i chương trình i u khi n theo nh ng yêu c u khác nhau. 4.2.1.3. ư ng truy n – BUS: có nhi m v chuy n các l nh và s li u trong ECU và gi a các ECU v i nhau theo hai chi u. 4.2.1.4. M ch giao ti p ngõ vào: - B chuy n i A/D (Analog To Digital Converter): dùng chuy n các tín hi u tương t t u vào v i s thay i i n áp trên các c m bi n thành các ưa vào b x lý. tín hi u s 5V Bäü vi Dáy tên hiãûu Bäü chuyãøn xæí âäøi A/d lyï Hình 4.4. B chuy n i A/D ng cơ, -B m (counter): m xung tín hi u t các c m bi n (t c tc xe) r i g i s m n b vi x lý. Bäü Säú vi Bäü âãúm SENSOR xæí lyï ECU Hình 4.5. B m Biên so n: ThS. Ph m Qu c Thái Trang 5
  6. ng cơ - ôtô Chuyên 4: H th ng i u khi n - M ch khu ch i (amplifier): M t s c m bi n có tín hi u r t nh nên trong ECU c n ph i có các b khu ch i. Tên hiãûu Tên hiãûu maûnh Bäü yãúu Bäü vi vi xæí xæí lyï lyï Âiãûn aïp thay âäøi ECU Hình 4.6. B khu ch i - M ch n áp: bên trong ECU có các IC i u áp 7812 và 7805 n áp: 12V và 5V. Ngu n 5V cung c p cho các c m bi n làm vi c. B+ (12V) Bäü Bäü äøn aïp vi xæí lyï ECU Hình 4.7. B n áp 4.2.1.5. Giao ti p ngõ ra: tín hi u i u khi n t b vi x lý s ưa n các transistor công su t i u khi n rơle, solenoid, môtơ, ... Âiãöu khiãøn Bäü vi Råle xæí Mätå lyï Solenoi.... ECU Hình 4.8. Giao ti p ngõ ra Biên so n: ThS. Ph m Qu c Thái Trang 6
  7. ng cơ - ôtô Chuyên 4: H th ng i u khi n 4.2.2. Các c m bi n 4.2.2.1. C m bi n lưu lư ng khí n p • K t c u và nguyên lý ho t ng: Nguyên lý c a c m bi n o lưu lư ng khí n p ki u dây s y d a trên s ph thu c c a năng lư ng nhi t thoát ra t m t ph n t nhi t ư c nung nóng và t trong dòng khí n p. Khi có dòng i n i qua làm cho dây s y nóng lên. Khi không khí ch y qua, dây s y ư c làm ngu i tương ng v i kh i lư ng không khí n p, b ng cách i u ch nh dòng i n ch y vào dây s y này gi cho nhi t i, dòng i n ó s t l thu n v i lư ng không khí n p b ng cách dây s y không nh ư c lư ng không khí n p. Trong trư ng h p phát hi n dòng i n ó ta xác n g cơ . này, dòng i n chuy n thành i n áp và g i n ECU Hình 4.9. K t c u và c tính c a c m bi n lưu lư ng. 1. Nhi t i n tr ; 2. Dây s y platin. • M ch i n c m bi n o lưu lư ng khí: 2 3 1 ECU VG R3 A B E2 R2 R1 Hình 4.10. Sơ m ch i n c a c m bi n lưu lư ng khí n p 1. B khuy ch i; 2. Nhi t i n tr (Ra); 3. Dây s y Platin (Rh). Biên so n: ThS. Ph m Qu c Thái Trang 7
  8. ng cơ - ôtô Chuyên 4: H th ng i u khi n C m bi n lưu lư ng khí n p ư c t trên ư ng ng n p, bao g m m t ư c ghép vào m ch c u dây s y b ng platin (Rh) và nhi t i n tr Ra u ra c a c m bi n VG t l v i lưu lư ng kh i Wheatstone. Tín hi u i n áp lư ng khí n p. ECU nh n d a vào tín hi u này i u ch nh th i gian phun cơ b n và góc ánh l a s m cơ b n. 4.2.2.2. C m bi n v trí tr c khu u • K t c u và nguyên lý ho t ng: 4 6 5 1 23 Hình 4.11. C m bi n v trí tr c khu u. 1. Cu n dây; 2. Lõi s t; 3. Thân c m bi n; 4. Nam châm; 5. L p cách i n 6. Gi c c m. ng cơ. ECU nh n tín C m bi n v trí tr c kh y dùng xác inh t c tính toán góc ánh l a t i ưu và th i i m phun nhiên li u. hi u này C m bi n g m nam châm vĩnh c u ư c g n v i lõi thép, trên lõi thép ư c qu n cu n dây tính hi u, Rôto tín hi u dùng khép m ch t , ư c tg n cu n dây c m bi n và ư c d n ng t tr c kh y. ng cơ làm vi c, rôto quay làm thay i khe h gi a các răng c a Khi rôto và cu n nh n tín hi u, làm cho t trư ng xuyên qua cu n dây bi n thiên. S bi n thiên t trư ng t o nên s c i n ng xoay chi u c m ng trên cu n dây tín hi u và ư c ưa v ECU. Ngoài ra, trên rôto có 2 răng khuy t nên c m bi n này còn dùng xác ng cơ dùng thông tin này nh v trí piston. ECU xác nh th i gian phun và th i i m ánh l a. Biên so n: ThS. Ph m Qu c Thái Trang 8
  9. ng cơ - ôtô Chuyên 4: H th ng i u khi n • M ch i n c m bi n v trí tr c kh y: Hình 4.12. Sơ m ch i n c m bi n v trí tr c khu u. 1. Rôto tín hi u; 2. Cu n dây c m bi n v trí tr c kh y. 4.2.2.3. C m bi n n ng oxy • K t c u và nguyên lý ho t ng: Hình 4.13. K t c u và c tính c a c m bi n oxy có b s y. 1. N p; 2. Ph n t Zirconia; 3. B s y; 4. Không khí; 5. Ph n t Platin. C m bi n oxy ư c dùng ng cơ ang xác nh hòa khí t c th i c a ho t ng. Nó phát ra tín hi u i n áp g i v ECU i u ch nh t l hòa khí n g cơ . thích h p trong m i i u ki n làm vi c c a C m bi n oxy ư c ch t o ch y u t ZrO2 ( ioxyt Ziconium) có tính ch t h p th nh ng ion oxy âm tính. Th c ch t, c m bi n oxy là m t pin nhiên li u, có s c i n ng ph thu c vào n ng oxy trong khí th i v i ZrO2 là ch t i n phân. M t trong c a ZrO2 ti p xúc v i không khí, m t ngoài ti p xúc v i m i m t c a ZrO2 ư c ph m t l p i n c c b ng platin oxy trong khí th i. d n i n. Khi khí th i ch a lư ng oxy ít do h n h p giàu nhiên li u thì s ion i n c c ti p xúc v i khí th i ít hơn s ion t p trung oxy t p trung i nc c ti p xúc v i không khí. Chênh l ch s ion này s t o nên m t hi u i n th Biên so n: ThS. Ph m Qu c Thái Trang 9
  10. ng cơ - ôtô Chuyên 4: H th ng i u khi n kho ng 600 – 900mV. Ngư c l i, khi h n h p nghèo, chênh l ch s ion hai i n c c nh , pin s phát ra m t tín hi u i n áp th p t 100 – 400mV. • M ch i n c m bi n ôxy: Trong c m bi n có m t b s y ư c g n phía trư c v n hành b trung hòa khí x ba thành ph n ư c t i ưu. Hình 4.14. Sơ m ch i n c m bi n ôxy có b s y. 4.2.2.4. C m bi n nhi t nư c làm mát • K t c u và nguyên lý ho t ng: Hình 4.15. C m bi n nhi t nư c làm mát. 1. Nhi t i n tr ; 2. Thân c m bi n; 3. L p cách i n; 4. Gi c c m dây. ng cơ ho t nư c làm mát thư ng xuyên Khi ng, c m bi n nhi t n g cơ . C m b i n có c u t o t theo dõi và báo cho ECU bi t tình hình nhi t c a nư c làm mát m t nhi t i n tr , có h s s nhi t âm. S thay i nhi t s làm thay i i n tr c a nhi t i n tr bên trong c m bi n. Khi nhi t ng cơ tăng, i n tr s gi m và ngư c l i. nư c làm mát báo v ECU. T Thông tin t c m bi n nhi t ó, ECU s hi u ch nh góc ánh l a s m và th i gian phun nhiên li u. Biên so n: ThS. Ph m Qu c Thái Trang 10
  11. ng cơ - ôtô Chuyên 4: H th ng i u khi n • M ch i n c m bi n nhi t nư c làm mát: THW R E2 Hình 4.16. Sơ nư c làm mát. m ch i n c m bi n nhi t 1. Kh i c m bi n; 2. Nhi t i n tr ; 3. Kh i i u khi n; Hình 4.17. nư c làm mát c tính c a c m bi n nhi t 4.2.2.5. C m bi n kích n • K t c u và nguyên lý ho t ng: ư c g n trên thân xy lanh dùng phát hi n hi n tư ng C m bi n kích n ngăn ch n hi n kích n x y ra. T ó ECU s i u ch nh góc ánh l a s m tư ng này. ư c ch t o t v t li u áp i n, thư ng dùng nh t là C m bi n kích n tinh th th ch anh. Khi có hi n tư ng kích n x y ra, tinh th th ch anh s ch u m t áp l c l n và t n s rung ng cao (f = 6 – 15 kHz), do ó s sinh ra tín hi u i n áp. Biên so n: ThS. Ph m Qu c Thái Trang 11
  12. ng cơ - ôtô Chuyên 4: H th ng i u khi n 2 3 1 Hình 4.18. K t c u c m bi n kích n . 1. Thân c m bi n; 2. Ph n t áp i n; 3. i n tr phát hi n h m ch Hình 4.19. th bi u di n d ng tín hi u kích n • M ch i n c m bi n kích n : 1 2 ECU 5V KNK1 EKNK Hình 4.20. Sơ m ch i n c m bi n kích n . 1. Ph n t áp i n; 2. i n tr . 4.2.2.6. C m bi n v trí bư m ga • K t c u và nguyên lý ho t ng: C m bi n v trí bư m ga ư c l p trên tr c cánh bư m ga. C m bi n này óng vai trò chuy n góc m cánh bư m ga thành tín hi u i n g i n ECU ng cơ tương ng v i m bư m ga và ch n g cơ . i u khi n t ic a Biên so n: ThS. Ph m Qu c Thái Trang 12
  13. ng cơ - ôtô Chuyên 4: H th ng i u khi n Hình 4.21. K t c u c m bi n v trí bư m ga • Sơ m c h i n và c tính c m bi n: Hình 4.22. Sơ m ch c m bi n v trí bư m ga 1. C m bi n; 2. B i u khi n. Hình 4.23. c tính c a c m bi n Biên so n: ThS. Ph m Qu c Thái Trang 13
  14. ng cơ - ôtô Chuyên 4: H th ng i u khi n 4.2.3. Các cơ c u ch p hành 4.2.3.1. Vòi phun • K t c u và nguyên lý ho t ng: ng cơ, ECU liên t c nh n các tín hi u Trong quá trình làm vi c c a u vào t các c m bi n. Qua ó, ECU s tính toán và ưa tín hi u n i u khi n vòi phun tương ng v i lư ng nhiên li u c n thi t cung c p cho n g cơ . Hình 4.24. K t c u vòi phun nhiên li u. u vào; 4. Gioăng ch O; 1. Thân vòi phun ;2. Gi c c m; 3. 5.Cu n dây;6. Lò xo; 7. Piston ; 8. m cao su; 9.Van kim. ng b ng i n t , lư ng phun và th i i m phun nhiên Vòi phun ho t li u ph thu c vào tín hi u t ECU. Vòi phun ư c l p vào n p quy lát g nc a m cách nhi t và ư c b t ch t vào ng phân n p c a t ng xy lanh qua m t t m ph i nhiên li u. Khi cu n dây (5) nh n ư c tín hi u t ECU, piston (7) s b kéo lên th ng ư c s c căng c a lò xo. Do van vòi và piston là cùng m t kh i nên van cũng b van c a nó và nhiên li u ư c phun ra. Lư ng nhiên li u kéo lên tách kh i phun ư c i u khi n b ng kho ng th i gian phát ra tín hi u c a ECU. Biên so n: ThS. Ph m Qu c Thái Trang 14
  15. ng cơ - ôtô Chuyên 4: H th ng i u khi n • M ch i n i u khi n phun nhiên li u: c quy ư c cung c p i n áp t n các vòi phun qua c u chì và khóa u c a vòi phun ư c n i v i c quy, u còn l i ư c i u khi n b i i n. M t ó tính toán và ưa ra tín ECU. ECU s thu th p các thông tin t các c m bi n, t n g cơ . hi u i u khi n vòi phun vào th i i m thích h p cho t ng xilanh c a Hình 4.25. Sơ m ch i n i u khi n phun nhiên li u 1. c quy; 2. C u chì; 3. Khóa i n; 4. C u chì; 5. Vòi phun. Biên so n: ThS. Ph m Qu c Thái Trang 15
ADSENSE
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2