Bài 3 đk hộp số tự động

Dựa vào những tín hiệu gửi về, bộ điều khiển sẽ xuất tín hiệu thời điểm chuyển số hoặc khóa biến mô đến các van solenoid để thực hiện quá trình chuyển số.. Cảm biến vị trí bướm ga: Để

Bài số 3 ĐIỀU KHIỂN HỘP SỐ TỰ ĐỘNG

I.GIỚI THIỆU CHUNG

Với các ô tô có hộp số tự động thì người lái không cần phải tính toán khi nào cần tăng số hoặc giảm số Các bánh răng tự động chuyển số tùy thuộc vào tốc độ xe và mức đạp bàn đạp ga

- Hộp số mà trong đó việc chuyển số được điều khiển bằng một bộ điều khiển điện tử (ECU) gọi là hộp số tự động điều khiển bằng điện tử (ECT)

- Hộp số không sử dụng ECU gọi là hộp số tự động thuần thủy lực.

Mô tả hoạt động:

Khi xe hoạt động, ECU nhận các tín hiệu ngõ vào từ các cảm biến Các tín hiệu này được ECU so sánh với chương trình điều khiển đã được nạp sẵn trong bộ nhớ Dựa vào những tín hiệu gửi

về, bộ điều khiển sẽ xuất tín hiệu thời điểm chuyển số hoặc khóa biến mô đến các van solenoid để thực hiện quá trình chuyển số.

Ngoài ra, để tạm thời khắc phục sự cố khi một số cảm biến bị trục trặc thì ECU còn được trang bị thêm hệ thống dự phòng Hệ thống này đưa ra tín hiệu tạm thời để thay thế tín hiệu bị hỏng trong khi chờ sửa chữa.

II CẢM BIẾN VÀ THÔNG TIN ĐẦU VÀO

1 Cảm biến vị trí bướm ga:

Để quá trình tự động chuyển số xảy ra, cần phải dùng hai tín hiệu là độ mở bướm ga và tốc độ xe Do đó cần phải bố trí một cảm biến trên bướm ga để nhận biết sự thay đổi tải của động cơ thông qua góc mở của bướm ga

Đây là loại cảm biến tuyến tính theo góc mở bướm ga Điện

áp 5V đặt vào chân Vc của cảm biến Khi trục bướm ga xoay, điện

áp ra ở chân VTA cũng tỉ lệ với độ mở của bướm ga

Khi tín hiệu điện áp này đi vào bộ điều khiển thì nó được chia làm 8 mức áp khác nhau theo góc mở của bướm ga.

2 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát:

Khi nhiệt độ nước làm mát thấp, tính năng của động cơ và khả năng tải của xe giảm nếu hộp số chuyển lên số truyền tăng

Để tránh hiện tượng này, khi nhiệt độ động cơ dưới 60 0 , bộ điều khiển không cho chuyển vào số OD, đồng thời không cho phép khóa biến mô

Tín hiệu mà bộ điều khiển nhận được từ cảm biến là dạng biến trở nhiệt.

3 Cảm biến tốc độ xe:

Để thời điểm sang số phù hợp, ngoài tín hiệu từ cảm biến bướm ga, bộ điều khiển còn phải lấy thêm tín hiệu cảm biến tốc độ xe

Để tín hiệu chính xác ở mọi thời điểm, ECT được lắp hai cảm biến tốc độ Khi hoạt động, bộ điều khiển luôn so sánh hai tín hiệu này xem có trùng khớp với nhau hay không để thời điểm sang số được chính xác Một cảm biến được đặt ở trục ra hộp số trong khi cảm biến còn lại được đặt ở trên đồng hồ tốc độ xe.

Tất cả các tín hiệu đưa về bộ điều khiển là dạng xung Trong hai cảm biến này, ECU luôn chọn cảm biến từ trục ra hộp số, khi nào cảm biến này hỏng thì lấy tín hiệu cảm biến trên đồng hồ tốc

độ để điều khiển.

4 Công tắc báo phanh

Khi phanh thì phải buông chân ga, do đó phải có tín hiệu phanh báo về ECU để ngắt li hợp tránh chết máy Ngoài ra, tín hiệu phanh còn được dùng cho các việc khác như ngắt nhiên liệu tạm thời

Khi đạp phanh, điện áp 12V đưa vào chân STP của ECU và ngược lại, khi buông phanh thì không có tín hiệu này.

5 Công tắc chính OD:

Cho phép ECU có thể chuyển qua số OD hoặc không

- Khi công tắc đóng, bộ điều khiển sẽ vào số OD trong một số điều khiển khác nhau

- Khi công tắc mở thì bộ điều khiển ngăn không cho vào số

OD với một số điều kiện:

* Công tắc chính OD bật ON:

Khi công tắc OD bật lên ON (tiếp điểm hở), dòng điện từ accu chạy qua bóng đèn đến bộ điều khiển, hộp số có thể chuyển qua số

OD được.

* Công tắc chính OD tắt OFF:

Khi công tắc OD tắt (tiếp điểm đóng), dòng điện chạy

từ accu qua bóng đèn xuống mass, đèn sáng

Lúc này không có tín hiệu điện áp đến ECU do đó không cho hộp số chuyển sang số OD.

6 Cảm biến nhiệt độ dầu số tự động (OTS):

- Cấu tạo, chức năng: Cảm biến OTS có cấu tạo và hoạt động hoàn toàn tương tự cảm biến nhiệt độ nước làm mát động cơ Nó

có chức năng phát hiện nhiệt độ dầu hộp số tự động cao quá mức cho phép để gửi tín hiệu về ECU

Sơ đồ mạch điều khiển của cảm biến nhiệt độ dầu số tự động với các thông số cho sẵn: R 1 = 3,600, R 2 = 348, Tr ON: 348 và OFF: (3,600 + 348) .

Thông số nhiệt độ và điện trở tương ứng của cảm biến nhiệt

+ ECT ≤ 50 0 C và OTS ≥ 80 0 C thì Tr ON  OFF, hình dạng xung tín hiệu:

+ Khi ECT ≥ 50 0 C và OTS ≥ 80 0 C thì Tr ON

Ngoài các tín hiệu cảm biến, còn có các tín hiệu khác gửi về ECU như: tín hiệu IG ON & GND, tín hiệu công tắc vị trí tay số tự động, tín hiệu từ công tắc phanh và tín hiệu từ mạng giao tiếp nội

bộ CAN.

III CÁC ĐIỀU KHIỂN CỤ THỂ

ECU điều khiển các van điện từ theo tình trạng của động cơ

và của xe do các bộ cảm biến xác định, do đó điều khiển áp suất thuỷ lực Cụ thể ECU động cơ và ECT thực hiện các điều khiển sau đây để tạo cảm giác lái an toàn và thuận tiện:

- Điều khiển thời điểm chuyển số

- Điều khiển thời điểm khóa biến mô

- Điều khiển thời điểm khóa biến mô 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 mômen động cơ, điều khiển chống chúi xe khi chuyển từ "N" sang "D", điều khiển chuyển số khi lên dốc/xuống dốc.

A ĐIỀU KHIỀN THỜI ĐIỂM CHUYỂN SỐ

1 Nguyên lý chuyển số:

- Giả sử thực hiện chuyển số ở van số 2 - 3

Trong mỗi hộp số tự động thường có rất nhiều van số hay còn gọi là cặp số, như: van số 1 - 2, van số 2 - 3, van số 3 - 4,… Trên xe

nó đóng vai trò như một cái côn để thực hiện đi số này hoặc số kia

Khi xe chạy thì một bơm dầu được bố trí ở ngay sau biến mô

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 P 0 ) Dòng

áp suất P 0 này chia thành 3 hướng cơ bản:

hoặc bằng điện), tùy vào mức đạp chân ga thì độ mở của van ga sẽ thay đổi và áp suất dòng dầu sau van ga sẽ được gọi là P 1 (áp suất này được đưa đến một phía của van số)

+ Hướng 2: P 0 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 Van này hoạt động theo tốc độ của xe: Khi vận tốc tăng thì quả văng ở van ly tâm sẽ bung ra đẩy ty van xuống, mở rộng khe dầu

để dòng áp suất P 0 đi qua tạo thành áp suất P 2 (P 0 = P 2 ) Dòng P 2 được đưa đến một phía của van số để so sánh với áp suất P 1

+ Hướng 3: P 0 đi qua van tay số để tới các van số tương ứng chờ sẵn

Nếu P1 > P2 (trường hợp A - xe lên dốc, tải nặng) thì cái côn

sẽ nghiêng về phía trái (P 1 ) để mở dòng P 0 đến điều khiển số 2  thực hiện tự động về số

Nếu P 1 < P 2 (trường hợp B - xe chạy đường bằng) thì tốc độ ô

tô cao nhưng mức đạp chân ga không lớn Do đó côn sẽ nghiêng về bên phải (P 2 ) để mở dòng P 0 đến điều khiển số 3  thực hiện tự động tăng tốc.

2 Phương thức điều khiển thời điểm chuyển số:

* Nguyên lý điều khiển:

ECU động cơ và ECT đã lập trình vào trong bộ nhớ của

nó về phương thức chuyển số tối ưu cho một vị trí cần số và mỗi chế độ lái.

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 góc mở bướm ga từ cảm biến vị trí bướm ga và các tín hiệu khác của các cảm biến/công tắc.

Với cách như vậy, ECU vận hành từng van điện từ, mở hoặc đóng 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 góc 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 không 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.

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 không chuyển lên số O/D)

Tốc độ mà ở đó hộp số chuyển lên số cao và tốc độ mà ở đó 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 không 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 công 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 khoá biến mô được đặt ở một tốc

độ động cơ cao hơn so với chế độ bình thường, nó cho phép lái xe thể thao với tốc độ động cơ cao hơn.

B ĐIỀU KHIỂN KHÓA BIẾN MÔ

1 Nguyên lý:

ECU động cơ và ECT đã lập trình trong bộ nhớ của nó một phương thức vận hành ly hợp khoá biến mô cho từng chế độ lái Trên cơ sở phương thức khóa biến mô này, ECU sẽ bật hoặc tắt van điện từ tùy 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 khoá biến mô 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 góc

mở bướm ga bằng hoặc lớn hơn trị số quy định.

- ECU không nhận được tín hiệu hủy hệ thống khóa biến mô

2 Mục đích:

ECU điều khiển thời điểm khoá biến mô nhằm giảm chấn trong khi chuyển số Nếu hộp số chuyển số lên hoặc xuống trong khi hệ thống khóa biến mô đang hoạt động thì ECU sẽ hủy tác động của hệ thống khoá biến mô

Sau khi việc chuyển số lên hoặc xuống được hoàn tất thì ECU

sẽ tái kích hoạt hệ thống khoá Tuy nhiên, ECU sẽ hủy sự khóa biến mô trong các điều kiện sau:

- Công tắc đèn phanh chuyển sang “ON” (trong khi phanh)

- Các tiếp điểm IDL của cảm biến vị trí bướm ga đóng

- 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.

C ĐIỀU KHIỂN KHÓA BIẾN MÔ LINH HOẠT

Hệ thống ly hợp khoá biến mô linh hoạt mở rộng phạm vi hoạt động của khoá biến mô bằng cách ổn định và giữ một độ trượt nhẹ của ly hợp khoá biến mô để nâng cao mức tiết kiệm nhiên liệu.

ECU động cơ & ECT quyết định phạm vi hoạt động của khoá biến mô linh hoạt từ góc mở bướm ga và tốc độ xe, sau đó ECU phát tín hiệu tới van điện từ tuyến tính (SLU)

Ngoài ra, ECU còn 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 mô và tốc độ bánh tuabin

Nhờ đó tạo ra sự phản hồi để tối ưu hoá việc phân bổ công suất của bộ biến mô (truyền công suất qua dầu) và ly hợp khoá biến mô (truyền công suất cơ học).

D ĐIỀU KHIỂN THAY ĐỔI ÁP SUẤT DẦU

1 Điều khiển áp suất cơ bản:

ECT dùng cảm biến vị trí bướm ga để phát hiện mức độ ga (tải)

và điều khiển áp suất cơ bản nhờ một van điện từ tuyến tính (SLT).

Nhờ sử dụng van điện từ tuyến tính (SLT), áp suất cơ bản được điều khiển tối ưu phù hợp với thông tin về mômen của động cơ cũng như điều kiện vận hành bên trong của biến mô và hộp số.

Áp suất cơ bản được điều khiển chính xác theo công suất động

cơ, điều kiện di chuyển và nhiệt độ dầu, do đó tạo ra đặc tính chuyển số êm và tối ưu hoá hoạt động của bơm dầu

Để điều khiển áp suất cơ bản, trên một số ô tô sử dụng cáp bướm ga theo cách giống như hộp số thuỷ lực

Nếu van điện từ (SLT) hỏng thì ruột van được cố định ở phía trên (phía Hi), do đó sẽ có chấn động lớn hơn trong khi chuyển số.

2 Điều khiển tối ưu áp suất ly hợp:

Van điện từ tuyết tính (SLT) được sử dụng điều khiển tối ưu áp suất ly hợp ECU giám sát tín hiệu từ cảm biến tốc độ đầu vào tuabin, giúp van điện từ tuyến tính (SLT) điều khiển áp suất ly hợp chính xác theo công suất động cơ và các điều kiện lái, tạo ra các đặc tính chuyển số êm.

3 Điều khiển áp suất từ ly hợp tới ly hợp:

Khi chuyển số thì áp suất thuỷ lực được xả ra từ phần tử này

và được sử dụng cho phần tử khác

Việc điều khiển áp suất từ ly hợp tới ly hợp được tạo ra quá trình chuyển số êm dịu

Quy trình: ECU phát 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 hoá.

E ĐIỀU KHIỂN MÔ MEN ĐỘNG CƠ

Việc ăn khớp của các ly hợp và phanh của bộ truyền bánh răng hành tinh trong hộp số được điều khiển êm dịu bằng việc làm chậm thời điểm đánh lửa của động cơ khi hộp số đang chuyển số Khi ECU điều khiển thời điểm chuyển số theo tín hiệu từ các cảm biến, nó kích hoạt các van điện từ điều khiển chuyển số để thực hiện chuyển số. 

Khi việc chuyển số bắt đầu thì ECU làm trễ thời điểm đánh lửa

để giảm mômen động cơ Vì vậy lực ép các ly hợp và phanh của bộ truyền bánh răng hành tinh yếu đi và việc chuyển số được êm.

F CHỐNG CHÚI XE KHI CHUYỂN TỪ “N” SANG “D”

Khi chuyển số từ vị trí “N” sang vị trí “D” thì hệ thống chống chúi xe không cho nó chuyển trực tiếp chuyển về số 1 bằng cách chuyển sang số 2 hoặc 3, sau đó mới lùi số về số 1 Việc này nhằm giảm chấn động và hiện tượng chúi xe

Chức năng điều khiển chống chúi xe chỉ hoạt động khi tất cả các điều kiện sau đây đồng thời tồn tại:

- Xe dừng lại

- Công tắc đèn phanh “ON”

- Hộp số được chuyển từ vị trí “N” sang “D”

- Nước làm mát được trên 60 0 C.

G ĐIỀU KHIỂN CHUYỂN SỐ KHI LÊN DỐC/XUỐNG DỐC

Khi tăng/giảm tốc trên dốc thì việc chuyển số diễn ra thường xuyên Để thực hiện chuyển số khi lên dốc/xuống dốc, ECU và ECT sử dụng cảm biến vị trí bướm ga và các tín hiệu cảm biến tốc

độ để chọn số tối ưu Khi ECU xác định leo dốc thì việc chuyển lên

số O/D bị hạn chế để việc lái được êm

Ngoài ra, khi ECU xác định xuống dốc và có hoạt động của phanh, hộp số được chuyển xuống số 3 và phanh bằng động

cơ hoạt động

IV CHẨN ĐOÁN KĨ THUẬT HỘP SỐ TỰ ĐỘNG

ECU được trang bị một hệ thống tự chẩn đoán cho phép kĩ thuật viên xác định được chi tiết hay mạch điện hư hỏng một cách nhanh chóng, dễ dàng khi xảy ra sự cố đối với ECT.

ECU thường xuyên theo dõi cảm biến tốc độ, các van điện từ và mạch điện của chúng Trong trường hợp có hư hỏng ECU sẽ thực hiện:

- Nháy đèn O/D OFF để báo cho lái xe.

- Lưu mã hư hỏng vào bộ nhớ.

- Chỉ ra bản chất hư hỏng bằng mã chẩn đoán.

Nếu phát hiện có hư hỏng một trong các cảm biến tốc độ (số 1 hay 2) hay trong van điện từ số 1, số 2 hay trong mạch điện của chúng, đèn báo O/D OFF sẽ sáng nhất nháy theo chu kỳ 2 giây: sáng trong 0,5 giây và tắt trong 1,5 giây Về mặt kĩ thuật, đèn báo O/D OFF chỉ nháy trong các trường hợp sau: