NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG VÀ CÁCH VẬN HÀNH CCS ECU nhận tín hiệu từ công tắc điều khiển, cảm biến tốc độ xe, ECU xử lý và so sánh sự khác nhau giữa 2 tín hiệu và gửi tín hiệu điều khiển tới b
Trang 1TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM
BỘ MÔN ĐIỆN Ô TÔ MÔN ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG
BÀI BÁO CÁO
Đề tài:
HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHẠY TỰ ĐỘNG
CRUISE CONTROL SYSTEM- CCS
Giảng viên HD: Vũ Đình Huấn
Trang 2CẤU TRÚC BÀI BÁO CÁO
1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG
Trang 3GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG
I LỊCH SỬ HÌNH THÀNH.
- Hệ thống điều khiển hành trình với bộ điều
khiển ly tâm được dùng trong ô tô từ đầu thập niên 1910.
Công nghệ này được James Watt và Matthew
Boulton phát minh vào năm 1788.
- Hệ thống điều khiển hành trình hiện đại được
phát minh vào năm 1945 bởi kỹ sư cơ khí khiếm thị Ralph Teetor
Trang 4GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG
II MÔ TẢ.
- Hệ thống điều khiển chạy tự động (Cruise control system - CCS) tự động điều khiển tốc
độ xe.
- CCS cho phép xe chạy với tốc độ không đổi mà không cần người lái xe nhấn bàn đạp ga
Hệ thống này đặc biệt có ích khi xe chạy trên đường cao tốc hoặc trên đường xa lộ Với hệ thống này, người lái có thể thư giãn và lái xe một cách rất thoải mái.
Trang 5GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG
III CÁC LOẠI HỆ THỐNG CCS
Có hai loại hệ thống điều khiển chạy tự động :
CCS điều khiển bằng ECU đều khiển chạy tự động
CCS điều khiển bằng ECTS-I (hệ thống điều khiển bướm ga thông minh bằng điện tử.)
Trong bài báo cáo nầy, nhóm chỉ trình bày cấu tạo,
nguyên lý hoạt động của CCS điều khiển bằng ECU
Trang 6CÁC BỘ PHẬN CỦA CCS
Trang 7CÁC BỘ PHẬN CỦA CCS
1. Công tắc chính và công tắc điều khiển.
- Nằm ở vô lăng tài xế.
- Các công tắc điều khiển
có 5 chức năng khác nhau (thiết lập “SET”, chạy đều
“COAST”, phục hồi
“RES”, tăng tốc “ACC”
và hủy bỏ “CANCEL”)
Các chế độ SET và COAST ở trên một công tắc và hai chế
độ kia RESUME và ACCEL ở trên một công tắc khác Các công tắc là loại công tắc tự động hồi vị
Trang 8CÁC BỘ PHẬN CỦA CCS
2 ECU điều khiển CCS.
- ECU nhận các tín hiệu
từ cảm biến tốc độ xe và các công tắc khác nhau -ECU gửi các lệnh điều khiển tới bộ chấp hành
Trang 9- Bộ chấp hành được
điều khiển bởi ECU CCS.
Trang 10CÁC BỘ PHẬN CỦA CCS
4 CẢM BIẾN TỐC ĐỘ.
- Cảm biến tốc độ gửi tín hiệu xung
từ hộp số xe về ECU CCS thông qua đồng hồ táp lô.
Trang 11CÁC BỘ PHẬN CỦA CCS
5 ĐÈN CHỈ THỊ CẢNH BÁO.
- Đèn chỉ thị cảnh báo thông báo cho người lái biết sự
cố xảy ra với hệ thống điều khiển chạy xe tự động.
- Khi có lỗi trong hệ thống CCS thì ECU CCS ngay lập tức
diều khiển đèn cảnh báo trên bảng đồng hồ nhấp nháy 5 lần hoặc liên tục
Trang 12NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG VÀ CÁCH VẬN HÀNH
CCS ECU nhận tín hiệu từ công tắc điều khiển, cảm biến tốc độ xe, ECU xử lý và so sánh sự khác nhau giữa 2 tín hiệu và gửi tín hiệu điều khiển tới bộ chấp hành để điều chỉnh góc mở bướm ga cho phù hợp.
Trang 13NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG VÀ CÁCH VẬN HÀNH
2 NGUYÊN LÝ ĐIỀU KHIỂN.
Hệ thống CCS hoạt động theo nguyên lý điều khiển hồi tiếp (close-loop control)
Trang 14NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG VÀ CÁCH VẬN HÀNH
3 CÁCH VẬN HÀNH HỆ THỐNG.
- Hoạt động của hệ thống CCS được điều khiển bởi công tắc chính, các công tắc điều khiển, bàn đạp ga, bàn đạp phanh
- Công tắc chính và công tắc điều khiển trên mỗi loại xe
là khác nhau, tuy nhiên, về cơ bản thì nhuyên lý hoạt động của chúng là giống nhau
Trang 15NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG VÀ CÁCH VẬN HÀNH
3 CÁCH VẬN HÀNH HỆ THỐNG.
a Thiết lập tốc độ mong muốn.
(1) Ấn và nhả công tắc chính, đèn chỉ báo sánh lên
(2) đạp bàn đạp ga cho e chạy ở tốc
độ mong muốn (từ 40- 200 km/h) (3) Ấn cần điều khiển xuống và nhả ra để bật công tắc SET/COAST
Tốc độ xe khi nhả cần điều
khiển sẽ được lưu vào CSS ECU Gọi là tốc độ thiết lập
Trang 16NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG VÀ CÁCH VẬN HÀNH
3 CÁCH VẬN HÀNH HỆ THỐNG.
b Tăng tốc bằng điều khiển CSS.
(1)Dùng công tắc điều khiển
Nhất công tắc điều khiển lên để bật RES/ ACC cho đến khi đạt tốt độ mong muốn.
(2) Dùng bàn đạp ga
Nhấn ga để xe đạt tốc độ mong muốn sau đó đẩy công tắc xuống ( tới vị trí SET/COAST) và nhả nó ra khi xe đạt tốc độ mong
muốn.
Trang 17NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG VÀ CÁCH VẬN HÀNH
3 CÁCH VẬN HÀNH HỆ THỐNG.
c Giảm tốc bằng điều khiển CSS.
(1)Dùng công tắc điều khiển
Đẩy công tắc điều khiển xuống để bật SET/COAST cho đến khi xe đạt tốc độ mong muốn rồi nhả công tắc.
(2) Dùng bàn đạp phanh
Đạp phanh để xe đạt tốc độ mong muốn, đẩy công tắc điều khiển xuống tới vị trí SET/COAST rồi nhả ra khi đạt tốc độ mong muốn
Trang 18NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG VÀ CÁCH VẬN HÀNH
3 CÁCH VẬN HÀNH HỆ THỐNG.
d Hủy bỏ chức năng điều khiển chạy tự động
Thực hiện một trong các thao tác 1, 2, 3, 4 để hủy bằng tay
Chức năng điều khiển chạy tự động được hủy bỏ tự động trong trường hợp 5, 6
Trang 19NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG VÀ CÁCH VẬN HÀNH
3 CÁCH VẬN HÀNH HỆ THỐNG.
e Phục hồi lại chức năng đặt trước tốc độ
Viêc bật công tắc RES/ACC sẽ khôi phục lại tốc độ đã thiết lập trong các trường hợp CCS bị hủy bỏ bởi
1, 2, 3, 4 như ở trên khi tốc độ xe chưa giảm xuống dưới 40km/h
Trong trường hợp CCS bị hủy bỏ bởi trường hợp 5,6 hoặc ngắt công tắc chính thì tốc độ thiết lập bị hủy bỏ vĩnh viễn.
Trang 20BỘ CHẤP HÀNH
Trang 211.Mô tơ và công tắc giới hạn.
- Mô tơ có thể quay 2 chiều để đóng hoặc mở bướm ga
- Công tắc giới hạn nhằm ngăn cản mô tơ tiếp tục quay khi bướm ga được đóng hoặc mở hoàn toàn, giúp mô tơ không
bị hư hỏng
Trang 22BỘ CHẤP HÀNH
2 Ly hợp từ
Trang 23BỘ CHẤP HÀNH
Trang 24ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA CCS
Ưu điểm:
- giảm sự mệt mỏi của lái xe khi chạy trên đường dài.
- Có hiệu quả tiết kiệm nhiên liệu.
- Tránh vi phạm tốc độ.
Nhược điểm:
- Do không thường trực dùng bàn đạp nên có thể dẫn đến tay nạn vi tài xế mệt mỏi hoặc thiếu kinh nghiệm trên đường dài.
Trang 25ETCS-i (Hệ thống điều khiển bướm ga điện tử - thông minh) là một hệ thống sử dụng máy tính để điều khiển bằng điện góc mở của bướm ga
CCS ĐIỀU KHIỂN BẰNG ETCS-i
Trang 26CCS ĐIỀU KHIỂN BẰNGETCS-I
-Trong hệ thống này, dây cáp được loại bỏ, và ECU động cơ dùng môtơ điều khiển bướm ga
để điều khiển góc mở của bướm
ga đến một giá trị tối ưu tương ứng với mức độ đạp bàn đạp ga -Ngoài ra, góc mở của bàn đạp
ga được nhận biết bằng cảm biến vị trí bàn đạp ga, và góc
mở của bướm ga được nhận biết bởi cảm biến vị trí bướm ga
Hệ thống ECTS-i bao gồm cảm biến vị trí bướm ga, ECU động cơ và cổ họng gió
Trang 27-Cổ họng gió bao gồm bướm ga, môtơ điều khiển bướm ga, cảm biến vị trí bướm ga và các bộ phận khác.
-Bướm ga, cảm biến vị trí bướm ga dùng để phát hiện góc mở của bướm ga, môtơ bướm
ga để mở và đóng bướm ga
CẤU TẠO HỌNG GIÓ
Môtơ bướm ga ứng dụng một môtơ điện một chiều (DC)
Trang 28SƠ ĐỒ KHỐI ECTS-I
Trang 29ECU động cơ điều khiển
độ lớn và hướng của dòng điện chạy đến môtơ điều khiển bướm ga, làm quay hay giữ môtơ, và mở và đóng bướm ga qua một cụm bánh răng giảm tốc Góc mở bướm ga thực tế được phát hiện bằng một cảm biến vị trí bướm ga,
và thông số đó được phản hồi về cho ECU động cơ
NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG
Trang 30Điều khiển chế độ thường: Đây là chế
độ điều khiển cơ bản để duy trì sự cân bằng giữa tính
dễ vận hành và chuyển động êm ĐIỀU KHIỂN CHẾ ĐỘ BÌNH THƯỜNG
Trang 31ĐIỀU KHIỂN CHẾ ĐỘ GIA TỐC
Điều khiển chế độ gia tốc:
Ở chế độ này, bướm ga mở lớn hơn so với chế độ bình thường Do đó, chế độ này mang lại cảm giác động cơ đáp ứng ngay với thao tác đạp ga và xe vận hành
mạnh mẽ hơn so với chế độ thường Chế độ này chỉ có
ở một số kiểu xe
Trang 32ĐIỀU KHIỂN CHẾ ĐỘ ĐƯỜNG TUYẾT
Điều khiển chế độ đường tuyết: Chế độ điều khiển này giữ cho góc mở bướm ga nhỏ hơn so với chế độ bình thường để tránh trượt khi lái xe trên đường trơn trượt, như đường có tuyết rơi
Trang 33Chế độ điều khiển này làm cho góc mở bướm
ga nhỏ hơn hay lớn hơn
so với góc đạp của bàn đạp ga để duy trì tính tăng tốc êm
ĐIỀU KHIỂN MÔ MEN TRUYỀN LỰC CHỦ ĐỘNG
Trang 34ĐIỀU KHIỂN MÔ MEN TRUYỀN LỰC CHỦ ĐỘNG
Hình minh họa cho thấy khi bàn đạp ga được giữ ở một
vị trí đạp nhất định Đối với những kiểu xe không có hệ thống điều khiển mômen truyền lực chủ động, bướm ga được mở ra gần như đồng bộ với chuyển động của bàn đạp ga, như vậy, trong một khoảng thời gian ngắn, tạo
ra gia tốc dọc xe G tăng đột ngột và sau đó giảm dần
So với xe đó, kiểu xe có điều khiển mômen truyền lực chủ động, bướm ga được mở dần ra sao cho gia tốc dọc
xe G tăng dần trong một khoảng thời gian lâu hơn để đảm bảo tăng tốc êm
Trang 35(1)Điều khiển tốc độ không tải: Chức năng này điều khiển bướm ga ở phía đóng để duy trì tốc độ không tải
lý tưởng
(2) Điều khiển giảm va đập khi chuyển số: Chức năng điều khiển này giảm góc mở của bướm ga và giảm
mômen động cơ đồng thời với điều khiển ECT khi
hộp số tự động chuyển số để làm giảm va đập khi
chuyển số
CÁC ĐIỀU KHIỂN KHÁC
Trang 36CÁC ĐIỀU KHIỂN KHÁC
(3) Điều khiển bướm ga TRAC: Nếu bánh xe chủ động bị trượt quá nhiều, như là một phần của hệ thống TRAC, tín hiệu yêu cầu từ ECU điều khiển trượt sẽ đóng bướm ga để giảm công suất để tăng tính ổn định của xe và đảm bảo được lực dẫn động
(4) Điều khiển hỗ trợ VSC: Chức năng này điều khiển góc
mở bướm ga bằng điều khiển kết hợp với ECU điều khiển trượt để tận dụng tối đa hiệu quả điều khiển của hệ thống VSC
Trang 38Chức năng dự phòng
Trang 39Nếu ECU động cơ phát hiện thấy có trục trặc trong hệ thống ETCS-i, nó bật đèn báo hư hỏng trên đồng hồ táplô để báo cho lái xe Đồng thời cắt nguồn đến môtơ, nhưng do bướm ga được giữ ở góc mở khoảng 7 độ, xe vẫn có thể chạy đến nơi an toàn.
Cảm biến vị trí bàn đạp ga có mạch cảm biến cho 2 hệ thống, chính và phụ Nếu hư hỏng xảy ra trong một mạch cảm biến, và ECU phát hiện thấy có sự chênh lệch điện áp không bình thường trong tín hiệu giữa 2 mạch cảm biến, ECU động cơ sẽ chuyển sang chế độ hoạt động hạn chế Trong chế độ hoạt động hạn chế, mạch còn lại được sử dụng để tính toán góc của bàn đạp ga và xe vận hành với góc mở bướm ga hạn chế hơn so với bình thường Ngoài ra, nếu có vẻ như hư hỏng xảy ra trong cả hai mạch, ECU động cơ sẽ đặt bướm ga ở trạng thái không tải Lúc này xe chỉ có thể chạy ở trong phạm vi không tải
CHỨC NĂNG DỰ PHÒNG
Trang 40Cảm biến vị trí bướm ga cũng có 2 mạch cảm biến, chính và phụ Nếu hư hỏng xảy ra ở trong mạch cảm biến,
và ECU động cơ phát hiện thấy điện áp không bình thường giữa 2 mạch cảm biến, ECU động cơ sẽ cắt dòng điện đến môtơ điều khiển bướm ga và sau đó chuyển sang chế độ hoạt động hạn chế Lúc này bướm ga được mở ở góc cố định bằng lò xo hồi, và lượng phun nhiên liệu và thời điểm đánh lửa được điều khiển bằng tín hiệu bàn đạp ga Công suất của động cơ sẽ bị hạn chế đi nhiều nhưng xe vẫn có thể chạy được
Khi ECU động cơ phát hiện thấy có hư hỏng trong hệ thống môtơ điều khiển bướm ga, khi đó nó sẽ điều khiển giống như khi có hư hỏng về cảm biến vị trí bướm ga
CHỨC NĂNG DỰ PHÒNG
