Thiết kế chế tạo ECU điều khiển hệ thống điều hòa tự động

Do đó các ôtô sản xuất ngày nay được trang bị hệ thống điện-điện tử khá phức tạp như hệ thống phun xăng, hệ thốngăđiều hịa khơng khí tự động, hệ thống phanh chống hãm cứng, hệ thốngătreo

TÓM T ẮT

Trên ô tô hiệnănayăđược trang bị các hệ thống rất hiệnăđ i, các hệ thống này chủ

yếuă đượcă điều khiển bằng các con chíp thông minh Hệ thốngă điều hòa tự độngă cũngăđược trang bị con chíp ấyăđể điều khiển hệ thống một cách tốiăưuănhất nhằmăđemăl i sự

tiện nghi sang trọng, kinh tế…vàăhơnăhết là vấnăđề bảo vệ sức khỏeăconăngười

ECU điều khiển hệ thốngăđiều hòa tự độngăđược thiết kế và chế t o dựa vào các tham số thực nghiệm của chiếc xe Toyota Camry: Các chế độ điều khiểnămôătơăservo,ătốc

độ qu t giàn l nh, thờiăđiểmăđóngăngắtărơleălyăhợp từ, … Cácăchươngătrìnhăđiều khiển được viết bằng ngôn ngữ lập trình Assemler M chăđiều khiểnăđược thí nghiệm trên mô hình mô phỏng.ăĐóălàănội dung của luậnăvănăcaoăhọc vớiăđề tài:ă“Thiết kế chế t o ECU điều khiển hệ thốngăđiều hòa tự động”

ABSTRACT

Cars today are equipped with modern systems, these systems are mainly controlled

by the smart chip Automatic air conditioning system is also equipped with chips that control to an optimal system to bring comfort and luxury, economic and above all the protection of human health

ECU controls the automatic air conditioning system is designed and manufactured based on the experimental parameters of the Toyota Camry: The servo motor control mode, fan speed cooler, magnetic clutch relay switching time, The control program is written in the programming language Assemler Controller was tested on the simulation model It is the content of the high school essay topic: "Design, manufacturing, ECU control automatic air conditioning system."

MỤC LỤC Trang

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI 1

1.1 Tổng quan các vấn đề nghiên cứu về hệ thốngăđiều hịa tự động trên ơ tơ hiện nay 1

1.1.1.Tình hình nghiên cứuătrongănước 2

1.1.2.Tình hình nghiên cứuăngồiănước 14

1.2 Mục tiêu và ý nghĩa của vấn đề thiết kế chế t oăECUăđiều khiển hệ thốngăđiều hịa tự động 19

1.3 Kế hoạch thiết kế chế t oăECUăđiều khiển hệ thốngăđiều hịa tự động 20

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG ĐIỀU HỊA TỰ ĐỘNG 21

2.1.ăCơăsở lý thuyết hệ thốngăđiều hịa khơng khí 21

2.1.1 Lý thuyếtălàmămátăcơăbản 21

2.1.2.ăMơiăchất 23

2.1.3.ăDầuănhờnăbơiătrơnăhệăthốngăđiềuăhịaăkhơngăkhíă 25

2.1.4.ăChuătrìnhălàmăl nh 26

2.2.ăHệăthốngăđiềuăhịaăkhơngăkhíătựăđộng 28

2.2.1 Khái quát hệ thống điềuăhịaăkhơngăkhíătựăđộng 28

2.2.2 Cácăbộăphậnăchínhătrongăhệăthốngăđiềuăhịaăkhơngăkhíătựăđộng 29

CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VI ĐIỀU KHIỂN 40

3.1.ăGiớiăthiệuăkháiăquátăvềăhọăviăđiềuăkhiểnăAVR 40

3.2 Giớiăthiệu Atmega128 42

3.2.1 Sơăđồăcácăchân 42

3.2.2.ăSơăđồăkhối 44

3.2.3.ăChứcănăngăcủaăcácăchân 45

3.3 Các linh kiên khác 49

: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MẠCH ECU ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG

ĐIỀU HÒA TỰ ĐỘNG 52

4.1.ăThuăthậpăsốăliệuăđiềuăkhiểnăhệăthốngăđiềuăhịaăkhơngăkhíătựăđộng 52

4.1.1.ăCácăthơngăsốătínăhiệuăđầuăvàoăcủaăhệăthốngăđiềuăhịaăkhơngăkhíătựăđộng 52

4.1.2.ăCơăcấuăchấpăhànhăhệăthốngăđiềuăhịaăkhơngăkhíătự động 59

4.2.ăThiếtăkế,ăchếăt oăm chăECUăđiềuăkhiểnăhệăthốngăđiềuăhịaăkhơngăkhíătựăđộng 67

4.2.1.ăSơăđồăkhốiăvàăsơăđồăthuậtătốnăđiềuăkhiểnăhệăthốngăđiềuăhịaăkhơngăkhíătựăđộng 67

4.2.2.ăSơăđồăm chăđiềuăkhiểnăhệăthốngăđiềuăhịaăkhơngăkhíătựăđộng 73

4.3 Chươngătrìnhăxử lý củaăviăđiều khiển hệ thốngăđiều hịa khơng khí tự động 81

CHƯƠNG 5: THÍ NGHIỆM ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG CỦA ECU ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA TỰ ĐỘNG 100

5.1 Máyăch năđốnăIntelligent Tester II 100

5.1.1 Đốiătượngăthực nghiệm 101

5.1.2 Mụcăđíchăthực nghiệm 102

5.1.3 Kết quả thực nghiệm 103

5.2 Máy Oscillocope GDS-1102-U 104

5.2.1 Đốiătượngăthíănghiệm 105

5.2.2 Mụcăđíchăthíănghiệm 106

5.2.3 Kết quả thí nghiệm 106

5.2.4 Đánhăgiáăkết quả thí nghiệm 115

CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 6.1 Kếtăluận 116

6.2.ăĐềănghị 116

DANH SÁCH CÁC B ẢNG

Trang

Bảng 1.1: Bộ nhớ và bộ định thời họ MSC-5 14

Bảng 1.2: Các thơng số cấu hình ho tăđộng của Chip 13

Bảng 2.1: Soăsánhăđặc tính kỹ thuật của mơi chất l nh R-12 và R134a 24

Bảng 2.2: Tr ng thái mơi chất sau khi qua máy nén 27

Bảng 2.3: Tr ngătháiămơiăchấtătrướcăvàăsauăkhiăquaăgiànănĩng 27

Bảng 2.4: Tr ngătháiămơiăchấtătrướcăvàăsauăvanătiếtălưu 27

Bảng 2.5: Tr ngătháiămơiăchấtătrướcăvàăsauăkhiăquaăgiànăl nh 28

Bảng 3.1: Chứcănăngăcủa các chân của port A 45

Bảng 3.2: Chứcănăngăcủa các chân của port B 46

Bảng 3.3: Chứcănăngăcủa các chân của port C 46

Bảng 3.4: Chứcănăngăcủa các chân của port D 47

Bảng 3.5: Chứcănăngăcủa các chân của port E 47

Bảng 3.6: Chứcănăngăcủa các chân của port F 48

Bảng 3.7: Chứcănăngăcủa các chân của port G 49

Bảng 4.1: Giáătrịătiêuăchu năcủaăcảmăbiếnănhiệtăđộătrongăxeăă 53

Bảng 4.2: Giáătrịătiêuăchu năcủaăcảmăbiếnănhiệtăđộăngồiătrời 54

Bảng 4.3: Giáătrịătiêuăchu năcủaăcảmăbiếnănhiệtăđộăgiànăl nh 55

Bảng 4.4: Giáătrịătiêuăchu năcủaăcảmăbiếnănhiệtăđộănướcăđộngăcơăăă 56

Bảng 4.5: Giáătrịătiêuăchu năcủaăcảmăbiếnăbứcăx ămặtătrời 57

Bảng 4.6: Giáătrịătiêuăchu năcủaărơăleălyăhợpătừăă 64

Bảng 5.2: Các thông số của hệ thốngăđiều hòa tự động theo nhiệtăđộ đặt 104

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Trang

Hình 1.1: Sơ đồ chân AT89C51 4

Hình 1.2: Sơ đồ chân của vi điều khiển AT89S52 6

Hình 1.3: Sơ đồ chân của vi điều khiển 16F877A 8

Hình 1.4:ăSơăđồ chân của Atmega8 10

Hìnhă1.5:ăSơăđồ khối tổng quát 11

Hìnhă1.6:ăChipăĐKMLăđược thiết kế trên nền chip trắng CY8C26443 của cơng nghệ PsoC 12

Hìnhă1.7:ăSơăđồ củaăchípăĐKML 13

Hình 2.1: Nướcăbayăhơiălấyănhiệtăcủaăcơăthểă 21

Hình 2.2: Thíănghiệmăvềăsựăhấpăthụănhiệtă 22

Hình 2.3: Chu trìnhăkínălàmămátăvàăngưngătụă 22

Hìnhă2.4:ăĐồăthịătr ngătháiăcủaămơiăchất 23

Hìnhă2.5:ăChuătrìnhălàmăl nh 26

Hìnhă2.6:ăHệăthốngăđiềuăhịaăkhơngăkhíătựăđộngă 29

Hìnhă2.7:ăECUăđiềuăkhiểnăA/C 30

Hìnhă2.8:ăSơăđồăhệăthốngăđiềuăhịaăkhơngăkhíătự độngătrênăxeăToyotaă 31

Hìnhă2.9:ăCảmăbiếnănhiệtăđộătrongăxeăă 32

Hình 2.10:ăCảmăbiếnănhiệtăđộăngồiăxeă 32

Hình 2.11:ăCảmăbiếnăbứcăx ămặtătrờiă 33

Hình 2.12:ăCảmăbiếnănhiệtăđộăgiànăl nhă 33

Hình 2.13: Cảmăbiếnănhiệtăđộănướcălàmămát 34

Hình 2.14: Cơng tắc áp suất 34

Hình 2.15: MotorăServoăđĩngămởăcánhăthơngăgiĩ 35

Hìnhă2.16:ăHo tăđộngămotorăServoăđĩngămởăcánhăthơngăgiĩ 35

Hìnhă2.18:ăHo tăđộngăcủaămotorătrộnăkhí 37

Hình 2.19: MotorăServoăđĩngămởăcánhăcửaăởătừngăvịătrí 38

Hìnhă2.20.ăNguyênălýăho tăđộngăcủaămotorăServoăđĩngămởăcánhăcửaăởătừngăvịătríă 39

Hình 3.1: Sơ đồ chân Atmega128 42

Hình 3.2: Sơ đồ khối Atmega128 44

Hình 3.3: Sơ đồ chân 7805 49

Hình 3.4: Sơ đồ chân C181 50

Hình 3.5: Sơ đồ chân FET IRF540 50

Hình 3.6:ăKýăhiệuăvàăsơăđồăchânătươngăđương giữaăMosfetăvàăTransistor 51

Hình 3.7:ăSơăđồăchânăoptoăP521 51

Hình 4.1:ăĐườngăđặtătuyếnăcủaăcảmăbiếnănhiệtăđộătrongăxeă 52

Hình 4.2:ăĐườngăđặtătuyếnăcủaăcảmăbiếnănhiệtăđộăngồiătrời 54

Hình 4.3:ăĐườngăđặtătuyếnăcủaăcảmăbiếnănhiệtăđộăgiànăl nhă 55

Hình 4.4:ăĐồăthịăthểăhiệnămốiăquanăhệăgiữaădịngăđiệnăvàălượngăbứcăx ămặtătrờiă 57

Hình 4.5: Cơng tắc áp suất kép khi cĩ sự cố xảy ra 58

Hình 4.6: Chế độ hút giĩ ngồi xe 59

Hình 4.7: Chế độ lấy giĩ trong xe 60

Hình 4.8: Chế độ làm mát 60

Hình 4.9: Chế độ trộn khí 61

Hình 4.11: Bộ điều chỉnh dịng khí thổi tới từng vị trí 62

Hình 4.12: Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa tốcăđộ qu t giàn l nh và tỷ lệ % 63

Hìnhă4.13:ăSơăđồ m chăđiện điều khiểnărơăleălyăhợp từ 64

Hìnhă4.14.ăĐiềuăkhiểnăbùăkhơngătảiăăă 64

Hìnhă4.15:ăĐiều khiển máy nén theo tốcăđộ độngăcơ 65

Hình 4.16: Cơng tắcăđiều khiển A/C ở vị trí ON 66

Hình 4.17:ăCấuăt oăvanăđiềuăkhiểnănước 67

Hìnhă4.18:ăSơăđồ khối hệ thốngăđiều hịa khơng khí tự động 68

Hìnhă4.19:ăSơăđồăcấuătrúcăbộăđiềuăchỉnhăPIDă 68

Hìnhă4.20:ăSơăđồăthuậtătốnăđiềuăkhiểnăhệăthốngăđiềuăhịaăkhơngăkhí tựăđộngă 72

Hình 4.21: Sơăđồănguyênălýăm chăđiềuăkhiểnăhệăthốngăđiềuăhịaăkhơngăkhíătựăđộngă 73

Hình 4.22: Sơăđồăkết nốiăviăđiềuăkhiển Atmega128 74

Hình 4.23: Sơ đồ nguyên lý mạch ổn áp 75

Hình 4.24: Sơ đồ nguyên lý mạch hiển thị 75

Hình 4.25: Sơ đồ mạch điều khiển bằng nút nhấn 76

Hình 4.26: Sơ đồ nguyên lý mạch công suất 78

Hình 4.27: Sơăđồ m ch in ECU hệ thốngăđiều hịa khơng khí tự động 79

Hình 4.28: ECU thực tế 79

Hình 4.29: Sơ đồ mạch điện mạch điều khiển hệ thốngăđiều hịa khơng khí tự động 80

Hình 4.30: Mô hình lắpăđặt ECU trên sa bàn thực tế 80

Hình 5.2: Xe Toyota Camry 102

Hình 5.3: Máy Oscillocope 105

Hình 5.4: D ngăsóngăđiều khiển motor servo mặtăđịnh ở góc 00, lấy gió ngoài xe 106

Hình 5.5:ăD ngăsóngăđiềuăkhiểnămotorăservoăquayămộtăgócă900,ălấyăgióătrongăxeă 107

Hình 5.6: D ngăsóngăđiều khiển motor servo mặtăđịnh ở góc 00, chế độ làm mát 108

Hình 5.7: D ngăsóngăđiều khiển motor servo quay một góc 600, chế độ trộn khí 108

Hình 5.8:ăD ngăsóngăđiềuăkhiểnămotorăservoăquayămộtăgócă1200,ăchếăđộăhâmănóngă 109

Hình 5.9: D ngăsóngăđiềuăkhiểnămotorăservoămặtăđịnhăởăgócă00,ăchếăđộăđóngăcánhăthôngă gióăởămộtăvịătríănàoăđóă 110

Hình 5.10:ăD ngăsóngăđiềuăkhiểnămotorăservoăquayămộtăgócă450,ăchếăđộămởăcánhăthôngă gióăởămộtăvịătríănàoăđóă 110

Hình 5.11:ăD ngăsóngăđiềuăkhiểnătốcăđộăqu tăgiànăl nh,ăchếăđộăthấpă(LO)ă 111

Hình 5.12:ăD ngăsóngăđiềuăkhiểnătốcăđộăqu tăgiànăl nh,ăchếăđộătrungăbìnhă(M1) 112

Hình 5.13: D ngăsóngăđiều khiển tốcăđộ qu t giàn l nh, chế độ trung bình (M2) 112

Hình 5.14:ăD ngăsóngăđiềuăkhiểnătốcăđộăqu tăgiànăl nh,ăchếăđộătrungăbìnhă(M3) 113

Hình 5.15:ăD ngăsóngăđiềuăkhiểnătốcăđộăqu tăgiànăl nh,ăchếăđộătrungăbìnhă(M4) 113

Hình 5.16:ăD ngăsóngăđiềuăkhiểnătốcăđộăqu tăgiànăl nh,ăchếăđộătrungăbìnhă(M5) 114

Hình 5.17:ăD ngăsóngăđiềuăkhiểnătốcăđộăqu tăgiànăl nh,ăchếăđộăcaoă(HI) 114

Hình 5.18:ăD ngăsóngăđiềuăkhiểnărơăleălyăhợpătừă 115

Chương 1:

TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI

1.1 T ng quan các vấnăđ nghiên c u v h th ngăđi u hịa t đ ng trên ơ tơ hi n nay

Ngày nay, chúng ta đang tiến bước vào thế kỷ mới, thế kỷ của nền kinh tế tri thức Thế kỷ mà kỹ thuật số dần dần khẳng định vị trí của mình và là sự kế thừa nền tảng của kỹ thuật tương tự Với tốc độ phát triển nhanh chóng của khoa học kỹ thuật, nhiều sản phẩm công nghệ cao được tích hợp với mật độ ngày càng nhỏ và tinh vi đã

ra đời Trong đó, sự ra đời của các bộ Vi điều khiển ngày càng hoàn thiện và làm việc với tốc độ cao, chính xác đã được áp dụng trong nhiều lĩnh vực điều khiển để đáp ứng nhu cầu của xã hội

Không đứng ngoài sự phát triển chung của nhân lo i, ngành công nghiệp ôtô đã có những tiến bộ vượt bậc về công nghệ, đặc biệt đã ứng dụng được những công nghệ mới nhất của các ngành công nghệ hỗ trợ lên các chiếc xe nhằm đem lại sự tiên nghi sang trọng, kinh tế… và hơn hết là vấn đề bảo vệ môi trường Những đòi hỏi ngày càng cao của người sử dụng làm cho bài toán kỹ thuật càng trở nên khó khăn hơn, là sự thách thức lớn đối vối những nhà kỹ thuật Nhờ kỹ thuật điện điện tử và công nghệ thông tin đã giúp cho các nhà kỹ thuật giải quyết bài toán khó trở nên đơn giản hơn, chính xác hơn Do đó các ôtô sản xuất ngày nay được trang bị hệ thống điện-điện tử khá phức tạp như hệ thống phun xăng, hệ thốngăđiều hịa khơng khí tự động, hệ thống phanh chống hãm cứng, hệ thốngătreoăđiện tử, hệ thống đánh lửa điện tử, hệ thống kiểm soát khí thải…

Mặc dù, nền công nghiệp ô tô trên thế giới có tuổi đời rất lâu, nhưng ở Việt Nam nền công nghiệp này còn khá non trẻ so với các nước khác Trong những năm

gần đây, nền công nghiệp ô tô đã có những bước phát triển rất nhanh đòi hỏi một số lượng lớn đội ngũ cán bộ khoa học kỹ thuật, công nhân lành nghề Từ sự mới mẽ trong các ứng dụng của vi điều khiển trên lĩnh vực ôtô, cùng với mơ ước một ngày nào đó Việt Nam sẽ tự mình sản xuất được ôtô đã thôi thúc tác giả thực hiện đề tài:

“Thiết kế chế t oăECUăđiều khiển hệ thốngăđiều hịa tự động”ă Đề tài này giúp sinh viên ngành ô tô có điều kiện ứng dụng những kiến thức lý thuyết đã học vào thực tế, từng bước tiếp cận những công nghệ mới của thế giới, thu hẹp khoảng cách về trình độ, công nghệ với thế giới

1.1.1 Tình hình nghiên c u trongăn ớc

Nộiăđịa hố sản ph m,ăđ y m nh nền cơng nghệ sản xuấtătrongănước là một yêu

cầu tất yếuăđể h giá thành sản xuất, nâng cao chấtălượng sản ph m, nâng cao tính c nh tranh của các sản ph m Việt Nam trên thị trườngătrongănướcăcũngănhưăquốc tế.ăĐâyăcũngă

là một trong những mục tiêu chính của nền cơng nghiệpănước ta hiện nay Tuy nhiên vấn

đề tồn t i lớn nhất chính là vốn và cơng nghệ Mục tiêu sản xuất với chi phí thấp,ăđồng

thời làm chủ được cơng nghệ caoăđể cĩăđược sự chủ động trong sản xuấtăđangăđược các

cơăsở sản xuấtăquanătâmăhàngăđầu Vì thế PGS_TSăĐ VĔNăDŨNG nhận thấyăđược sự

cần thiết của cơng nghệ chế t o, thiết kế và lậpătrìnhăviăđiều khiển Thầyăđãăđề xuất và hướng d năcácăđề tài mang tính chất thiết kế, chế t o và ứng dụngăcaoănhư:ă

 Nghiên cứu, chế tạo mạch đánh lửa trên động cơ ô tô theo chương trình – Ks Nguyễn Văn Long Giang – Luận văn thạc sĩ 2002 –2004, người hướng dẫn: PGS TS Đỗ Văn Dũng – Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP HCM

Luận văn được hoàn thành trên cơ sở ứng dụng vi xử lý (dùng bộ vi điều khiển

AT89C51 )để chế tạo mạch đánh lửa trên động cơ ô tô theo chương trình Kết quả luận

văn cho thấy khả năng ứng dụng rộng rãi của vi điều khiển trong điều khiển lập trình hoạt động cho nhiều kết cấu cơ khí và thiết bị điện phức tạp trên ô tô

° Giới thiệu khái quát về họ vi điều khiển MSC-51:

MCS-51TM là một họ IC vi điều khiển do Intel phát triển và sản xuất Một số nhà sản xuất được phép cung cấp các IC tương thích với các sản phẩm MCS-51TM của Intel là Siemens, Advanced Micro Devices, Fujitsu, Philips, Atmel AT89C52 là một Microcomputer 8 bit, loại CMOS, có tốc độ cao và công suất thấp với bộ nhớ Flash có thể lập trình được Nó được sản xuất với công nghệ bộ nhớ không bay hơi mật độ cao của hãng Atmel, và tương thích với chuẩn công nghiệp của 80C51 và 80C52 về chân và bộ lệnh

* Các IC của họ MCS-51TM có các đặc trưng chung như sau:

- 4 port I/O 8 bit

- Giao tiếp nối tiếp

- 64K không gian bộ nhớ chương trình mở rộng

- 64K không gian bộ nhớ dữ liệu mở rộng

- Một bộ xử lý luận lý (thao tác trên các bit đơn)

- 210 bit được địa chỉ hóa

- Bộ nhân/chia 4 µs

Ngoài ra, tùy theo số hiệu sản xuất mà chúng có những khác biệt về bộ nhớ và bộ định thời/ bộ đếm như trong bảng so sánh dưới đây:

Bảng 1.1: Bộ nhớ và bộ định thời họ MSC-51

Số hiệu sản xuất Bộ nhớ chương

° Giới thiệu AT89C52:

Hình 1.1: Sơ đồ chân AT89C51

 Nghiên cứu, chế tạo mạch điều khiển hộp số tự động dùng vi điều khiển – Ks Trần Văn Nguyện – Luận văn thạc sĩ 2004 –2006, người hướng dẫn: PGS TS Đỗ Văn Dũng – Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP HCM

Luận văn được hoàn thành trên cơ sở ứng dụng vi xử lý (dùng bộ vi điều khiển AT89S52) để chế tạo mạch điều khiển hộp số tự động theo chương trình Kết quả luận văn cho thấy khả năng ứng dụng rộng rãi của vi điều khiển trong điều khiển lập trình hoạt động cho nhiều kết cấu cơ khí và thiết bị điện phức tạp trên ô tô nói riêng và hệ thống điều khiển tự động nói chung

° Sơ đồ khối và chức năng các khối của AT89S52:

* Bộ viăđiều khiển AT89S52 gồm các khối:

- CPU ( Central Processing Unit):

+ăThanhăghiătíchălũyăA

+ăThanhăghiătíchălũyăphụ B, dùng cho phép nhân và phép chia

+ăĐơnăvị logic học ( ALU: Arithmetic Logical Unit)

+ Từ tr ngătháiăchươngătrìnhă(PSW:ăProgramăStatusăWord)

+ Bốnăbăngăthanhăghi

+ Con trỏ ngănăxếp

- Bộ nhớ chương trình (Bộ nhớ ROM) gồm 8Kb Flash

- B ộ nhớ dữ liệu (Bộ nhớ RAM) gồm 256 bytes

- B ộ UART (Universal Ansynchronous Receiver and Transmitter) làm chứcă năngă

truyền nhận nối tiếp, nhờ khối này, AT89S52 cĩ thể giao tiếp với cổng COM của máy tính

- 3 b ộ Timer/Counter 16 bit thực hiện các chứcănăngăđịnh thờiăvàăđếm sự kiện

- WDT (WatchăDogăTimer):ăđượcădùngăđể hồi phục l i ho tăđộng của CPU khi nĩ bị treo bởiă1ănguyênănhânănàoăđĩ.ăGồm cĩ một bộ Timer 14 bit, một bộ Timer 7 bit, thanhăgăhiăWDTPRGă(WDTăprogramable)ăđiều khiển Timer 7 bit và một thanh ghi

chứcănăngăWDTRSTă(WDTăresister)

Hình 1.2: Sơ đồ chân của vi điều khiển AT89S52

 Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo bộ điều tốc điện tử cho động cơ Diesel sử dụng bơm cao áp VE – Ks Phan Nguyễn Quý Tâm – Luận văn thạc sĩ 2005 –2007, người hướng dẫn: PGS TS Đỗ Văn Dũng – Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP HCM

Luận văn được hoàn thành trên cơ sở ứng dụng vi xử lý (dùng vi điều khiển PIC16F877A) để chế tạo mạch điều khiển bộ điều tốc điện tử cho động cơ Diesel sử dụng bơm cao áp VE Kết quả luận văn cho thấy khả năng ứng dụng rộng rãi của vi điều khiển trong điều khiển lập trình hoạt động cho nhiều kết cấu cơ khí và thiết bị điện phức tạp trên ô tô

° Giới thiệu vi điều khiển PIC16F877A:

PIC là tên viết tắt của Programmable Intelligent Computer có nghĩa là “máy tính thông minh khả trình” do hãng General Instrument sản xuất

PIC16F877A là dòng PIC phổ biến nhất, cấu trúc tổng quát gồm:

- 8 K Flash Rom

- 368 Bytes Ram

- 2546 Bytes EEPROM

- 5 Port (A,B,C,D,E) vào ra với tín hiệu điều khiển độc lập

- 2 bộ định thời Timer 0 và Timer 2 8bit

- 1 bộ định thời Timer 116 bit có thể hoạt động trong cả chế độ tiết kiệm năng lượng (SLEEP MODE) với nguồn xung clock ngoài

- 2 bộ Capture/ Compare/ PWM (Bắt giữ/ So sánh/ Điều biến xung)

- 1 bộ biến đổi Analog ->Digital 10bit, 8 ngõ vào

- 2 bộ so sánh tương tự (Compartor)

- 1 bộ định thời giám sát (Watch Dog Timer)

- 1 cổng song song 8 bit với các tín hiệu điều khiển

- 1 cổng nối tiếp

- 15 nguồn ngắt (Interrupt)

- Chế độ tiết kiệm năng lượng (Sleep Mode)

- Nạp chương trình bằng cổng nối tiếp ICSP (In-Circuit Serial Programming)

- 35 tập lệnh có độ dài 14 bit

- Tần số hoạt động tối đa 20 MHz

Vi điều khiển PIC16F877A có 40 chân, mỗi chân có một chức năng khác nhau Trong đó có một số chân đa công dụng (đa hợp): Mỗi chân có thể hoạt động như một đường xuất nhập (I/O) hoặc là một chân chức năng đặc biệt dùng để giao tiếp với các thiết bị ngoại vi

Hình 1.3: Sơ đồ chân của vi điều khiển 16F877A

PIC 16F877A vận hành với nguồn đơn 5V, VDD (chân nguồn dương) được nối vào chân số 11 và 32 Chân VSS (chân mass) được nối vào chân số 12 và 31 Nó có tất cả là 3 khối bộ nhớ riêng biệt bao gồm: Bộ nhớ dữ liệu và bộ nhớ chương trình và bộ nhớ EEPROM

Bộ nhớ dữ liệu bao gồm 4 Bank: Bank0, Bank1, Bank2 và Bank 3 Mỗi Bank có dung lượng là 128 Byte, bao gồm vùng RAM đa mục đích và vùng các thanh ghi chức năng đặc biệt SFR (Special Function Registers)

Bộ nhớ chương trình (Program Counter) dài 13 bit có thể định địa chỉ cho 8K không gian bộ nhớ, 8 ký không gian bộ nhớ được chia làm 8 trang bộ nhớ Mọi sự truy nhập ngoài vùng không gian này sẽ không có tác dụng

 Nghiên c ứu thiết kế chế tạo ECU điều khiển trợ lực lái điện, Ks Lê Thanh Nhàn – Luận văn thạc sĩ 2006 –2008, người hướng dẫn: PGS TS Đỗ Văn Dũng – Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP HCM

Luận văn được hoàn thành trên cơ sở ứng dụng vi xử lý để chế tạo ECU để điều khiển trợ lực lái điện Kết quả luận văn cho thấy khả năng ứng dụng rộng rãi của

vi điều khiển trong điều khiển lập trình hoạt động cho nhiều kết cấu cơ khí và thiết bị điện phức tạp trên ô tô

° Giới thiệu vi điều khiển Atmega8:

Atmega8 là bộ vi xử RISC với kiến trúc Harvard thuộc họ AVRăđược sản xuất bởi Cty ATMEL vớiătínhănăngăm nh mẽ Cĩ 130 lệnh m nh xử lý hầu hết trong một chu kỳ xung nhịp Cĩ 8 Kbyte bộ nhớ flash cĩ thể xĩa lậpătrìnhăđược và cĩ thể chịuăđược 10000

lần ghi xĩa.ăCĩă32ăthanhăghiăđaănăngă8ăbit,ă512ăbyteăbộ nhớ EEPROM tích hợp trên chíp,

cĩ 1 kbyte SRAM nội Cĩ hai bộ Timer/counter 8 bit và một bộ timer/counter 16 bit với

bộ chia tần lậpătrìnhăđược.ăCĩăbaăkênhăđiều xung, 6 kênh lối vào chuyểnăđổi ADC vớiăđộ phân giảiă10ăbit.ăAtmega8ăcĩă28ăchân,ătrongăđĩăcĩă23ăcổng vào ra Nguồn nuơi từ 2.7ăđến 5.5ăđối với Atmega8L và từ 4.5ăđếnă5.5ăđối với Atmega8, làm việc tiêu thụ dịng 3.6mA

Sử dụng m chădaoăđộng ngồi từ 0ăđến 8 Mhz với Atmega8L và từ 0ăđến 16 Mhz với Atmega8 Ngồi ra chíp Atmega8 cịn cĩ bộ xung nội bên trong cĩ thể lập trình chế độ xung nhịp

Hình 1.4:ăSơăđồăchânăcủaăAtmega 8

Hiện nay, tỷ lệ nộiăđịa hoá của máy l nh Việt Nam v n còn thấp và nhất là v n

phải nhập ngo i toàn bộ boardăđiều khiểnăcũngănhưăcácăphụ kiện củaănó.ăĐứngătrước yêu

cầuătăngătỉ lệ nộiăđịa hoá máy l nh và chủ động sản xuất Cho nên Phòng Công Nghệ Tự

Động Hoá Viện Công Nghệ Thông Tin Viện Khoa Học và Công Nghệ Việt Nam, do

PGS_TSKH PH MăTH NG CÁT chủ trìăđãăthànhălập trung tâm nghiên cứu phát triển CHIP chuyên dụng trên công nghệ PSoC (Progamable System on Chip) cho hệ

thốngăđiều khiểnămáyăđiều hòa nhiệtăđộ Họ đãănghiênăcứu chế t o sản ph m thay thế: Boardăđiều khiểnămáyăđiều hoà nhiệtăđộ, bằng công nghệ t o chip thông minh PSoC

 Cấu trúc phần cứng của CHIP điều khiển máy điều hòa một chiều:

Hình 1.4 minh ho tổng quát về cấu trúc của mộtămáyăđiềuăhoàănóiăchung.ăĐâyăchỉ

là lo iăđiều hoà một chiều, vì vậy về cấuătrúcăđiều khiểnălàăđơnăgiảnăhơnăsoăvới lo iăđiều hoà hai chiều Ta có thể chỉ cần sử dụng một bo m chăđiều khiểnălàăđủ cho cả hai block trong và ngoài phòng (dàn l nh và dàn nóng) Hệ thốngăđiều khiểnămáyăđiều hoà gồm

boardăđiều khiển và bộ điều khiển hồng ngo i từ xa cầm tay Chip thay thế trên board điều khiểnăđượcăđược thiết kế nhưăsau:ăCácăđầu vào củaăchipăđiều khiển gồm có:

+Emergency Botton: T o xung tín hiệu trên cổng vào mC, khởiă động module Emergencyătrongătrường hợp không có bộ điều khiển từ xa

+Infared Receiver :ăĐầu nhận tín hiệuăđiều khiển từ bộ điều khiển từ xa

+Sensor 1 và Sensor 2: Là các cảm biến nhiệtăđộ và cảm biếnăđiểmăđôngăcủa môi trường

không khí trong phòng

°Các đầu ra của chip điều khiển gồm có:

+Led display: Đènăchỉ thị báo chế độ ho tăđộng của máy

+Buzzer: Loa tín hiệu, phát âm thanh khi nhậnăđược lệnh bất kì

+Louver motor: Độngăcơăđảo cánh gió, lo iăđộngăcơăbước

+Fan motor: Độngăcơăqu t gió, có thể thayăđổi tốcăđộ

+Compessor motor: Độngăcơămáyănénădànănóng.ăHaiăđầu vào cho sensor nhiệtăđộ và điểmăđôngăđược biếnăđổi qua các cổngăADC,ăcácăđầu I/O còn l iăđều dùng các cổng vào ra số thôngăthường

Hình 1.5:ăSơăđồ khối tổng quát

 C ấu trúc thiết kế trên chip thay thế

Hình 1.6 mô tả các tín hiệu củaăchipăđiều khiển máy l nhăđược t o ra trên công nghệ PSoC cho bo m ch chính dùng thay thế choă boardă điều khiểnă máyă điều hoà VBHCON9U-15C Các port_x_x là nhữngătàiănguyênăvào/raăchưaăsử dụng

Hình 1.6:ăChipăĐKMLăđược thiết kế trên nền chip trắng CY8C26443 của công nghệ PSoC

 Cấu trúc và tài nguyên sử dụng trong chip điều khiển máy lạnh

Hình 1.7: Sơăđồ củaăchípăĐKML

Trên cấuătrúcănàyătaăđãăsử dụng cả tài nguyên số (diagital)ăvàătàiănguyênătươngătự (analog).ăTrongăđĩ,ăgồm hai ADC phục vụ choăcácăđầuăđoănhiệtăđộ vàăđiểmăđơng,ăhaiăADC này sử dụng hết 4 khối số và 2 khối analog Mộtăđầu thu tín hiệuăđiều khiển hồng ngo i của bộ điều khiển cầm tay, sử dụng 3 khối số Và một khối số đượcădùngălàmăđồng

hồ xung nhịpăchoăhaiăADCăđoănhiệtăđộ vàăđiểmăđơng

Bảng 1.2: Các thơng số cấu hình ho tăđộng của Chip

Từ khi xảy ra cuộc khủng hoảngănăngălượngăvàoăđầu thập kỷ 70,ăbơmănhiệt l i bướcăvàoăbước tiến nhảy vọt mới Hàng lo tăbơmănhiệtăđủ mọi lích cỡ cho các ứng dụng khácănhauăđược nghiên cứu chế t o, hoàn thiện và bán rộng rãi trên thị trường

Ngàyănayăbơmănhiệtăđãătrở nên rất quen thuộcătrongăcácălĩnhăvựcăđiều hòa không khí, sấy, hút m,ăđunănước,…

 M H Kim - VDO Halla Korea, Y M Yang - VDO Halla Korea , J H Lee - VDO Halla Korea , J A Jung - VDO Halla Korea , G S Kwon - Kyungwon Tech

Bài viếtănàyăđề cậpăđến vấnăđề mô phỏng thời gian thựcăđể liên hệ với tất cả các giá trị vật lý áp dụngăchoăđiều hòa không khí tự động trên xe ô tô, Điều khiển không khí

tự động và thayăđổi nhiệtăđộ bên trong cabin Việc thực hiện nàyăđược kiểm soát theo hệ

thống HVAC, cấu trúc cabin, nhiệt từ bên ngoài cabin đăvào và thuậtătoánăđiều khiển Tuy nhiên, một trong những vấnăđề lớn nhất đồi với hệ thống điều hòa không khí tự động làă nóă đòiă hỏi nhiều chi phí và thời gian cho việc xác minh các thông số thực nghiệm.ăHơnănữa, CFD không thể phân tích hoàn hảo hết tất cả những giá trị thực Vì lý

do này, chúng tôi giải quyết vấnăđề này thông qua các mô hình toán họcăđơnăgiản hóa và cácăphươngătrìnhăđóăđượcăđánhăgiáătừ mô hình thử nghiệm Mục tiêu chính của nghiên

cứu này là phát triển mô hình mô phỏngăđể có thể thay thế chiếc xe thử nghiệm thực tế để

có thể tự động kiểm soát nhiệtăđộ một cách hoàn thiện nhất Kết quả mô phỏng bao gồm

kiểm soát nhiệtăđộ nội thất, kiểm soát thời gian thực và ho tăđộng của bộ điều khiểnăđược

so sánh với kết quả thực nghiệmăđể đánhăgiáăhiệu suất của RTS

Thông qua phươngăphápănày,ănóăcóăthể là giảm thờiăgianăvàăchiăphíăđể phát triển bộ điều khiển khí hậu tự động

 Fabio Mingrino - Centro Ricerche Fiat S.P.A, Giovanni Toscano Rivalta - Magneti

Marelli Div Termico Vettura

Các vấnăđề điều khiển tự độngădòngăkhíăđể choăngười ngồi trong cabin ô tô có một

tr ng thái thoải mái nhất, không chỉ liênăquanăđến việc kiểm soát nhiệtăđộ khôngăkhíăđầu vào Từ hiệu ứng khác nhau ở cảm giác nhiệt của m iăngười, khả năngătự động của một HVAC (Heating Ventilation Air Conditioning), nênăđể tìm hiểu các thói quen nhiệt của hànhăkháchăvàăđể bùăđắp nhữngătácăđộng của một số nhiễu lo nănhưăbức x mặt trời, thay đổi nhiệtăđộ đầu ra,ăthayăđổi trong các umidity Bài báo giải thích cách trình bày vấnăđề đãăđược tiếp cận bởi các khái niệm về nhiệtăđộ tươngăđương

 Taeyoung Han - Delphi Research Labs, Delphi Corp., David K Lambert - Delphi

Research Labs, Delphi Corp., Larry M Oberdier - Delphi Research Labs, Delphi Corp., Dale L Partin - Delphi Research Labs, Delphi Corp, Michel F Sultan - Delphi Research Labs, Delphi Corp

Hệ thốngăđiều hòa không khí tự động trên ô tô có thể cải thiện bằngăcáchăđoănhiệt

độ không khí bằng siêu âm Nhiệt thoảiămáiătương quan tốtăhơnăvới nhiệtăđộ không khí

lớnăhơnăsoăvới nhiệtăđộ đoăbằng cảm biếnătrongăxeăhơi.ăThời gian chuyểnăđộng của một xung siêu âm trong không khí cung cấp cho nhiệtăđộ không khí số lượng nhiệt lớn Trong

một thí nghiệm chứng minh rằng, giá trị chính xácăđến ± 0,5°C từ -40÷600C Hai chế độ

ho tăđộngăđược thể hiện: Xung vọng,ătrongăđóăchỉ có một bộ chuyểnăđổi duy nhất t o ra

một xung và phát hiện nó quay trở l i từ phản x , và duy nhấtăvượtăquaătrongăđóămột bộ chuyểnăđổi nguồn t o ra mộtăxungămàăđiătrực tiếpăđến mộtăđầu dò riêng biệt

 Tapan Sahoo, Prashant Tuli, Ritesh Khandelwal - Maruti Suzuki India Ltd., India

Thayăđổi sở thích của khách hàng và nhu cầu thị trường với các chỉ tiêu bảo vệ môiătrườngăđãăkhiến việc sử dụng các thiết bị điện tử hiện đ i gầnănhưăđược trang bị trên

tất cả các ô tô hiện nay.ăÔătôăđiềuăhòaăkhôngăkhíăcũngăđãătiến mộtăbước về phíaătrước với

sự giới thiệu của "hệ thống điều hòa không khí tự động"ă(thườngăđược gọi là "tự động điều hòa không khí") Mặc dù khái niệm kỹ thuật, cho m i lần gia nhập,ăđãăđược sử dụng

rộng rãi trong phòng củaăAC,ăđó chỉ là những tiến bộ gầnăđâyătrongăngànhăđiện tử ô tô và

nó được áp dụngătrongăđiều hòa không khí ô tô

Một số lượngăđángăkể các lo i xe t i các thị trường ở nướcăngoàiăđược trang bị hệ

thốngăđiều hòa không khí tự động năĐộ không lâu sau thì rất nhiều các lo i xe cao cấp

đãăđược trang bị hệ thốngăđiều hòa không khí tự động Maruti Udyog đãăchủ động theo

hướng này bằng cách giới thiệu " Hệ thốngăđiều hòa không khí tự động " trong chiếc xe

nhữngăđiều kiện khí hậu Bài viết dựa trên kinh nghiệm của Maruti đối với sự phát triển

vàăđánhăgiáăhệ thống quản lý nhiệtăđộ tự động Kết quả của nghiên cứu cóăđề cập và so sánh giữa hệ thống điều khiển cổ điển và hệ thốngăđiều hòa không khí tự động.ăNóăcũngă

đề cậpăđến một số lợi ích cho khách hàng từ việc thông qua "hệ thốngăđiều hòa không khí

tự động " Một số h n chế mà có thể ức chế từ các nhà sản xuất giới thiệu rộng rãi công nghệ cũngăđãăđược nêu bật trong bài báo

 Padraig Donovan, John Manning - Vi ện Công nghệ Waterford

Mục tiêu chính của nghiên cứuă được trình bày trong bài báo này là một bằng

chứng của khái niệm về một chiếc xe chiếnălược kiểmăsoátăđộc lập dựa trên tr ng thái

hiện có của các thành phần hệ thống kiểm soát nhiệtăđộ và cung cấp không khí vào cabin

xe ở nhiệtăđộ vàăđộ m một cách chính xác, trong khi mứcăđộ cải thiện hiệu quả một cách

tổng thể Thực hiện yêu cầu này, chính phủ trực tiếp kiểm tra các thành phần của hệ

thốngăđiều khiển nhiệtăđộ và các cảm biến Một chiếc xe chiếnălượcăđộc lập kiểmăsoátăđãăđưaăra cách sử dụng logic mờ để kiểm soát hiệu quả các hệ thống phức t p và phi tuyến tính trong khi tốiăđaăhóaăhiệu quả cải thiệnăcácăđặc tính vốn có củaănhàănước của các thành phần trong hệ thốngăđiều hòa tự động Bài viết này cung cấp tổng quan về hệ thống đangăđề xuất và một số kết quả kiểm tra

 Helmut Bengsch - Ford-Werke AG

Chươngătrìnhămáyătínhăđãăđược thành lậpătrongăđóămôăphỏng các chứcănăngăcủa

một hệ thốngăđiều hòa nhiệtăđộ được kiểm soát bởi bộ vi xử lý và phản ứng của xe Các thông số đặcătrưngăđược lấy ra từ kết quả kiểm tra củaăxe,ătrongăkhiăđiều kiệnămôiătrường xungăquanhăvàăngườiăláiăxeăcũngănhưăcácăđiểmăđặt nhiệtăđộ phảiăđượcăxácăđịnh, các thuật toánăđiều khiển cung cấp các tín hiệuăđầuăraăđể điều khiển Một mô hình chiếcăxeăđược sử

dụngăđể xácăđịnh các thông số điều khiển của hệ thống, quan sát các tín hiệuăđiều khiển như:ăLượng nhiệt, sự chuyểnăđổi và cân bằng giá trị nhiệtăđộ cho phép bên trong xe và được sử dụngănhưădữ liệu thông tin phản hồi cho các thuậtătoánăđiều khiển

Cácăchươngătrìnhănàyăcungăcấp h trợ hữu ích trong việc phát triển các hệ thống điều hòa khí hậu tự động

 Thomas J Johnson - Kysor of Byron

Sự thoải mái của lái xe và hành khách là một trong những yếu tố chính ảnhăhưởng đến an toàn xe khiăđang ho tăđộng Bài viết này phác thảo những phát triển quan trọng trong hệ thống điều hòa không khí tự động đãăđ tăđược trong nhữngănămăqua,ăhiện t i và tươngălai.ăNội dung bao gồm các cuộc thảo luận về cácălĩnhăvực mà vấnăđề quan trọng

nhất là lam sao choăngười sử dụngăphươngătiện cảm thấy thoải mái và an toàn nhất, và làm thế nào để các khu vựcănàyăđượcăđiều khiển thông qua hệ thốngăđiều hòa không khí

tự động Ngoài ra, hệ thống cũngăsẽ được xem xét vàăđánhăgiáămột cách dễ dàng các ho t động và kiểm soát được tín hiệu đầu ra

 Helene Håkansson - AB Volvo

Quá trình phát triển một bộ điều khiển nhiệtăđộ dung năngălượng một cách có hiệu

quả EECC (Energy Efficient Climate Controller) được giới thiệuănhưăsau Mụcăđíchăcủa

dự án là giảm tiêu thụ năngălượng của hệ thống điều hòa nhiệtăđộ trongăxeăhơi,ănhưngăv n đảm bảo yêu cầu làăđiều kiện khí hậu trong xe thật dể chịu

Hiệu quả năngălượng củaăEECCăđượcăxácăđịnh bằngăcáchăđoămức tiêu thụ nhiên

liệu của chiếc xe ở các điều kiện khí hậuăkhácănhauătrongămôiătrường có kiểm soát của

mộtăđường hầm gió khí hậu (nhưămôăhìnhăchiếc xe ô tô)

Các phép đoăchoăthấy EECC làm giảm tiêu thụ nhiên liệu 1,6% so với một bộ điều khiển nhiệtăđộ bằngăđiện tử ECC (Electronic Climate Controller) của một chiếc xe sản

xuất hiện có, khi lái xe trong mộtănămătrongămột khu vực khí hậu châu Âu

 F D Rubin - Buick Motor Div , R A Wilke - Lake Center Industries

Bài viết này nĩi về một hệ thống điều khiển bằngăđiện tử,ăđiều khiểnăservoăđiện choăđiềuăhịaăkhơngăkhíăvàăđiều khiển hâm nĩng nhưng độc lập với chân khơng, và ho t động củaăđộngăcơ.ăHệ thống mới này sử dụngăđộngăcơăđiện được truyềnăđộngăđiều khiển

vị trí của cánh d n giĩ vào và các chế độ hịa trộn khơng khí thơng qua một bộ vi xử lý trong bảngăđiều khiển

Bộ vi xử lýănàyăđược lập trình sẵnăđể tự độngăđiều tiết ho tăđộng hệ thống và tốc

độ qu t.ăNĩăcũngăđược lập trìnhăđể phânătíchăvàăxácăđịnh vị trí thiết bị truyềnăđộng và hệ

thống dây d n, và cung cấp một tín hiệu go-no-go, ch năđốnătín hiệu xung tích cực nếu

nhậnăđược tín hiệuăđầu vào

Giới thiệu các thiết bị điện tử vào hệ thống cung cấp khả năngăkiểm sốt tốcăđộ

qu t, ho tăđộng cảm ứng,ăvàăđể thực hiệnătínhănăngăbổ sung nhiệt mà hệ thốngăđiều hịa khơng khí cổ điển khơng thể làmăđược

1.2 Mục tiêu và ý nghĩa của vấn đề thi t k ch t oăECUăđi u khi n h th ngăđi u hịa t đ ng

 Khảo sát các hệ thống điều hịa tự động đang sử dụng trên ôtô hiện nay

 Nghiên cứu bài toán thiết kế mạch điều khiển hệ thốngăđiều hịa, nhằm mang lại sự tiện nghi và sang trọng

 Thực nghiệm để xác định các thông số của hệ thống điều hòa tự động

 Sản phẩm của đề tài có thể ứng dụng rộng rãi, trước mắt là phục vụ cho sinh viên nghiên cứu về vi điều khiển Nếu phát triển đề tài hoàn thiện, sẽ tạo ra một sản phẩm hữu dụng trong ngành ôtô Việt Nam

1.3 Kế hoạch thi t k ch t oăECUăđi u khi n h th ngăđi u hịa t đ ng

 Nghiên cứu cơ sở lý thuyết hệ thống điều hòa tự động

 Xây dựng mô hình hệ thống

 Mô tả toán học cho hệ thống

 Tính toán và thiết kế mạch

 Thí nghiệm sản phẩm trên mô hình Hiệu chỉnh các thông số

 So sánh và kết luận

Chương 2:

CƠ SỞ LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG ĐI U

2.1 Cơ sở lý thuyết hệ thống đi u hịa khơng khí

2.1.1 LỦăthuy tălàmămátăcơăb nă

Hình 2.1: Nướcăbayăhơiălấyănhiệtăcủaăcơăthể

Trongămộtăngàyănĩngănực,ăchúngătaăcảmăthấyăhơiăl nhăsauăkhiăbơi.ăĐĩălàăvìăkhiăbayăhơi,ănướcăđãălấyănhiệtătừăcơăthểăcủaăchúngăta.ăTươngătựănhưăvậyăchúngătaăcũngăcảmăthấyăl nhăkhiăchúngătaăbơiăcồnăvàoătay:ăCồnăđãălấyănhiệtăcủaăchúngătaăkhiăbayăhơi.ăChúngătaăcĩăthểălàmăchoăcácăvậtăl nhăđiăbằngăcáchăsửădụngăcácăhiệnătượngătựănhiênănày: Chấtălỏngăbayăhơiăcĩăthểălấyănhiệtătừăcácăchất.ă

Quanăsátăthíănghiệmătrênăhìnhă2.2.ăMộtăbìnhăcĩăvịiăđượcăđặtătrongămộtăhộpăcáchănhiệtătốt.ă Chấtălỏngătrongăbìnhă làăchấtăcĩăthểăbốcăhơiăngayă ởănhiệtăđộăkhơngăkhí.ă Khiămiệngăvịiăđượcămởăchấtălỏngătrongăbìnhăsẽăbayăhơi.ăKhiăđĩănĩăhấpăthụănhiệtătừăkhơngăkhíănằmăgiữaăbìnhăvàăhộp.ăNhiệtănàyăđượcătruyềnăvàoăhơiăcủaăchấtălỏngăvàăbayăraăngồi.ă ăthờiăđiểmănày, nhiệtăđộăcủaăkhơngăkhíătrongăhộpăsẽăthấpăhơnăsoăvớiănhiệtăđộăcủaănĩătrướcăkhiămởăvịi.ă

Hình 2.2: Thíănghiệmăvềăsựăhấpăthụănhiệt

Nguyênălýănàyăđượcăứngădụngătrongăhệăthốngăđiềuăhòaăkhôngăkhí.ăTuyănhiên,ănếuănguyênălýănàyăđượcăápădụngătrựcătiếpăthìăkhôngăthựcătếăbởiăvìăkhíăbayăhơiăsẽăbịămấtăđiănênăchúngătaăphảiăcấpăgasălỏngăliênătục.ăTrongăthựcătế,ăhệăthốngăđiềuăhòaăkhôngăkhíăsửădụngăchuătrìnhăkhépă kín.ăTrongăđó,ă gasăbayă hơiăđượcălàmă mátăvàă ngưngătụăthànhăchấtălỏngătrongămộtăvòngăkínătuầnăhoàn.ă

Hình 2.3: Chuătrìnhăkínălàmămátăvàăngưngătụ

2.1.2 Môiăchấtă(Gaăđi uăhoà)ă

Môiăchấtălàăchấtătraoăđổiănhiệtăkhiănóătuầnăhoàn.ăNóănhậnănhiệtăkhiăbayăhơiăvàăgiảiăphóngănhiệtăkhiănóăhoáălỏng,ătuỳătheoăápăsuấtăvàănhiệtăđộămàămôiăchấtăcóăthểăởătr ngătháiălỏng hoặcăkhí

Các tính chất cần thiếtăđối với một môi chất Môi chấtădùngăchoăđiều hoà ô tô cần

tr ngătháiălỏngăvàăkhơngăbayăhơiăthậmăchíăkhiănhiệtăđộăcao.ă

Điềuăhồăơătơăsửădụngătínhăchấtănàyăvàălàmăchoămơiăchấtădễădàngăhốălỏngăbằngăcáchăsửădụngămáyănén.ăVí dụ:ăMơiăchấtăởăd ngăkhíăcĩănhiệtăđộă700Căvàăápăsuấtă1,47ăMPaă(15kgf/cm2)ăđượcănénăbằngămáyănénăkhíăsauăđĩăđượcăgiảiănhiệtăxuốngăkhoảngă12÷130C sẽălàmăchoămơiăchấtăsẽăchuyểnăsangătr ng thái lỏng

MơiăchấtătênălàăCFC-12 (R-12)ăđãăđượcăsửădụngătrongăđiềuăhồăơătơătớiătậnănămă1995.ăTuyănhiênăngườiătaăphátăhiệnăraărằngăCFC-12 (R-12)ăcĩăthểăpháăhuỷătầngăơăzơnăkhiănĩăbayăvàoătầngăkhơngăkhí.ăViệcăpháăhuỷătầngăơăzơnăsẽălàmătăngălượngăbứcăx ătiaăcựcătímătừămặtătrờiăđếnătráiăđấtăgâyăraăbệnhăungăthưădaăvàăhuỷăho iămơiătrường,ăđâyălàămộtăvấnăđềăcĩătínhătồnăcầu.ăVìăvậyăkhiăcầnăphảiăthayăthếăhoặcăsửaăchữaăcácăchiătiếtăcủaăđiềuăhồăphảiăthuăhồiăl iămơiăchất.ăNếuămơiăchấtăđượcăthuăhồiămộtăcáchăchínhăxácăbằngămáyăphụcăhồiămơiăchấtăthìămơiăchấtăsẽăkhơngăgiảmăđiăcácătínhăchấtăcủaănĩăkhiătáiăsửădụng.ă

Bảng 2.1: Soăsánhăđặc tính kỹ thuật của mơi chất l nh R-12 và R134a

0 0.24 ÷ 0.29

166.56 kJ/kg 0.0702 W/mK Không cháy 1.0

0.24 ÷ 3.4

2.1.3 D ầu nhờnăbôiătrơnăh th ngăđi u hòa không khí

Tuỳ theoăquyăđịnh của nhà chế t o,ălượng dầuăbôiătrơnăkhoảngă150ă÷ă200mlăđược

n p vào máy nén nhằmăđảm bảo các chứcănăng:ăBôiătrơnăcácăchiătiết của máy nén tránh mòn khuyết và kẹt cứng, một phần dầu nhờn sẽ hòa l n với môi chất l nhăvàălưuăthôngă

khắpănơiătrongăhệ thống giúp van giãn nở ho tăđộngăchínhăxác,ăbôiătrơnăphốt trục máy nénăv…v…Dầu nhờnăbôiătrơnăcho hệ thốngăđiện l nh ôtô phải tinh khiết, không sủi bọt, không l nălưuăhuỳnh Dầu nhờnăbôiătrơnămáyănénăkhôngăcóămùi,ătrongăsuốt màu vàng

dụng.ăĐể có thể châm thêm dầuăbôiătrơnăvàoămáyănénăbùăđắpăchoălượng dầu bị thất thoát doăxìăga,ăngười ta sản xuất những bình dầu nhờn chứa 59ml dầu nhờn và mộtălượng thích ứng môi chất l nh.ăLượng môi chất l nh cùng chứa trong bình có công dụng t o áp suất

đ y dầu nhờn n p vào hệ thống Trong công tác bảo trì sửa chữa hệ thốngăđiện l nh ôtô,

cụ thể nhưăxả môi chất l nh, thay mới các bộ phận, cần phải châm thêm dầu nhờn bôi trơnăđúngăchủng lo iăvàăđúngălượng Dầu nhờn phảiăđược châm thêm sau khi tiến hành

tháo xả môi chất l nh, sau khi thay mới một bộ phậnăvàătrướcăkhiărútăchânăkhông.ăNhưătaăđãăbiết, dầu nhờn hoà tan với môi chất l nhăvàălưuăxuyênăsuốt cả hệ thống,ădoăđóăbênătrong m i bộ phậnăđều có tích tụ một số dầuăbôiătrơnăkhiătaătháoătáchăbộ phận này ra khỏi

suấtărấtăcao.ăVàădoăquáătrìnhănénănênănhiệtăđộămơiăchấtăđượcătăngălênăcao.ăVìăvậy,ădùăápăsuấtăcaoănhưngămơiăchấtăv năởătr ngătháiăhơiăvìănhiệtăđộăcao

Bảng 2.2: Tr ngătháiămơiăchấtăsauăkhiăquaămáyănén

Nhi tăđ Ápăsuất Tr ngăthái

Trướcăkhiăquaămáyănén 30Căđếnă40C Xấpăxỉă0.2ăMpa Hơi

Sau khi qua máy nén Xấpăxỉă800C Xấpăxỉă1.7MPa Hơi

Tr ngătháiămơiăchấtătr ớcăvàăsauăkhiăquaăgiànănĩng:

Giànănĩngălàăbộăphậnătảnănhiệtăchoămơiăchất.ăDịngăkhơngăkhíăđiăquaăgiànănĩngălấyăđiămộtăphầnănhiệtăcủaăgiànănĩng,ălàmăchoămơiăchấtăgiảmănhiệtăđộ.ăVớiăápăsuấtăcaoăvàănhiệtăđộăthấp,ăămơiăchấtăchuyểnăsangătr ngătháiălỏng

Bảng 2.3: Tr ngătháiămơiăchấtătrướcăvàăsauăkhiăquaăgiànănĩng

Nhi tăđ Ápăsuất Tr ngăthái

Trướcăkhiăquaăgiànănĩng Xấpăxỉă800C Xấpăxỉă1.7MPa Hơi

Sau khi qua giàn nĩng Xấpăxỉă600C Xấpăxỉă1.7MPa Lỏng

Tr ngătháiămơiăchấtătr ớcăvàăsauăkhiăquaăvanăti tăl u:

Vanătiếtălưuăhayăcịnăgọiălàăvanăgiãnănở,ălàăbộăphậnăngănăcáchăgiữaăphầnăápăsuấtăthấpăvàăápăsuấtăcao.ăTiếtădiệnălưuăthơngăcủaăvanătiếtălưuănhỏănênăchỉăchoăquaămộtălượngămơiăchấtănhấtăđịnh.ăKếtăquảălàădướiătácădụngăcủaămáyănén,ămộtăsựăchênhălệchăápăsuất đượcăt oăraăởăhaiăbênăvanătiếtălưu.ăDịngămơiăchấtăđượcăphunăraăởăvanătiếtălưu.ăLúcănày,ădoăsựăbayăhơiăđộtăngột,ănhiệtăđộămơiăchấtăgiảmăxuốngăkháăthấpălàmăchoămộtăphầnămơiăchấtăkhơngăthểăbốcăhơiăhồnătồn,ăchoămênănĩăởăd ngăsương

Bảng 2.4: Tr ngătháiămơi chấtătrướcăvàăsauăvanătiếtălưu

Nhi tăđ Ápăsuất Tr ngăthái

Trướcăkhiăquaăvanătiếtălưu Xấpăxỉă600C Xấpăxỉă1.7MPa Lỏng

Sauăkhiăquaăvanătiếtălưu Xấpăxỉă00C Xấpăxỉă0.2ăMpa Hơiăsương

Tr ngătháiămơiăchấtătr ớcăvàăsauăkhiăquaăgiànăl nh:

Hơiăsươngăđượcăchoăquaăgiànăl nh,ădịngăkhơngăkhíăthổiăquaăgiànăl nhăcấpănhiệtăchoănĩăvàălàmăchoănhiệtăđộămơiăchấtătăngălên,ălàmănĩăbốcăhơiăhồnătồn

Bảng 2.5: Tr ngătháiămơiăchấtătrướcăvàăsauăkhiăquaăgiànăl nh

Nhi tăđ Ápăsuất Tr ngăthái

Trướcăkhiăquaăgiànăl nh Xấpăxỉă00C Xấpăxỉă0.2ăMpa Hơiăsương

Sauăkhiăquaăgiànăl nh 30Căđếnă40C Xấpăxỉă0.2ăMpa Hơi

Quáătrìnhătiếtătục,ămơiăchấtăđượcănénăbởiămáyănénăvàăvềăl iămáyănén.ăChoănên,ăđâyălàămộtăchuătrìnhăkín.ăMơiăchấtăkhơngăbịăhaoătổnătrongămộtăchuătrìnhăkínănhưăvậyăngo iătrừătrườngăhợpăhưăhỏngăphảiătháoărãăhệăthống,ăsửaăchữaăhayăbịărịăgas.ăTrongămộtăchuătrìnhăkín,ănăngălượngăđượcăbảoătồn.ăNghĩaălà,ămuốnăcĩăkhơngăkhíămátăthổiăraăởăgiànăl nhăthìăbắtăbuộcăphảiăcĩăgiảiănhiệtăởăgiànănĩng.ăNgượcăl i,ănếuăquáătrìnhăgiảiănhiệtăởăgiànănĩng khơngătốtăthìăkhơngăkhíăthổiăraăgiànăl nhăkhơngăđủămát

2.2 Hệ thống đi u hịa khơng khí t đ ng

2.2.1 Khái quát hệ thống đi uăhịaăkhơngăkhíăt ăđ ng

Điềuăhịaăkhơngăkhíăthơngăthường luơn ho tăđộng t i một nhiệtăđộ khí thổi vào và

tốcăđộ thổi khí doăláiăxeăđịnhătrước Tuy nhiên, những yếu tố nhưăsự tỏa nhiệt của mặt

trời, nhiệtăđộ độngăcơ,ănhiệt từ ống xả, nhiệt do hành khách thảiăra…sẽ ảnhăhưởngăđến nhiệtăđộ trong xe theo thời gian Vì vậy, với hệ thốngăđiều hịa lo i này cần phảiăđiều

chỉnh l i nhiệtăđộ, tốcăđộ thổi khí, hay cả hai khi cần thiết

Hệ thốngăđiều hịa khơng khí tự độngăđãăđược phát triểnăđể lo i bỏ các thao tác điều chỉnh khơng thuận tiện này Hệ thốngăđiều hịa khơng khí tự động phát hiện nhiệtăđộ bên trong xe và nhiệtăđộ mơiătrường, bức x mặt trời…từ đĩăđiều chỉnh nhiệtăđộ khí thổi cũngănhưătốcăđộ qu t một cách tự động theo nhiệtăđộ đặtătrước bởiăngười lái

Hệăthốngăđiềuăhoàăkhôngăkhíătựăđộngăđượcăkíchăho tăbằngăcáchăđặtănhiệtăđộămongămuốnăbằngănúmăchọnănhiệtăđộăvàăấnăvàoăcôngătắcăAUTO.ăHệăthốngăsẽăđiềuăchỉnhăngayălậpătứcăvàăduyătrìănhiệtăđộăởămứcăđãăthiếtălậpănhờăchứcănăngăđiềuăkhiểnătựăđộngăcủaăECU

Hình 2.6: Hệăthốngăđiềuăhòaăkhôngăkhíătựăđộng

2.2.2 C ácăb ăphậnăchínhătrongăh ăth ngăđi uăhòaăkhôngăkhíăt ăđ ngă

2.2.2.1 ECUăđi u khi năA/Că

ECUătínhătoánănhiệtăđộăvàălượngăkhôngăkhíăđượcăhútăvàoădựaătrênănhiệtăđộăđượcăxácăđịnhăbởiăm iăcảmăbiếnăvàănhiệtăđộămongămuốnăxácălậpăbanăđầu.ăNhữngăgiáătrịănàyăđượcăsửădụngăđểăđiềuăkhiểnăvịătríăcánhătrộnăkhí,ătốcăđộămotorăqu tăgiànăl nhăvàăvịătrí cánh điềuătiếtăthổiăkhí

Hình 2.7: ECUăđiềuăkhiểnăA/C