Trong hệ thống ETCS, dây cáp này được loại bỏ và ECU động cơ dùng một mô tơ để điều khiển góc mở của bướm ga đến một giá trị tối ưu tương ứng với mức mức độ bàn đạp chân ga.. Hệ thống sử
Trang 1HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN BƯỚM GA ĐIỆN TỬ (Electronic Throtle Control System Intelegent - ETCS_i)
1 Mô tả
Hệ thống điều khiển bướm ga điện tử -ETCS_i là hệ thống điểu khiển góc mở bướm ga bằng ECU
Góc mở bướm ga thông thường được điều khiển trực tiếp bằng dây cáp nối từ bàn đạp ga đến bướm ga để mở và đóng nó Trong hệ thống ETCS, dây cáp này được loại bỏ và ECU động cơ dùng một mô tơ để điều khiển góc mở của bướm ga đến một giá trị tối ưu tương ứng với mức mức độ bàn đạp chân ga Hệ thống sử dụng các cảm biến để nhận biết vị trí của bàn đạp chân ga và độ mở của bướm ga
2 Cấu tạo và hoạt động.
2.1 Sơ đồ hệ thống
Hệ thống bao gồm ECU, cổ họng gió và cảm biến vị trí bàn đạp chân ga
2.2 Cổ họng gió
Cổ họng gió gồm có bướm ga, mô tơ điều khiển bướm ga, cảm biến vị trí bướm
ga và các bộ phận khác
Trang 2Thân bướm ga Bánh răng
Mô tơ điều khiển TPS1,2
Lò xo hồi
Trục Cánh bướm ga
2.2.1 Mô tơ bướm ga
Mô tơ bướm ga là một mô tơ điện một chiều có độ nhạy tốt để tiết kiệm năng lượng ECU điều khiển độ lớn và hướng của dòng điện chạy qua mô tơ để làm quay hay giữ mô tơ nhằm thay đổi góc mở bướm ga thông qua cụm bánh răng giảm tốc Khi ECU phát hiện có trục trặc, nó sẽ bật đèn báo lỗi trên taplo đồng thời ngắt dòng điện chạy qua mô tơ Trong trường hợp này, lò xo hồi sẽ mở bướm ga ở mộ vị trí
cố định (khoảng 70), xe vẫn có thể chạy đến nơi an toàn
2.2.2 Cảm biến vị trí bướm ga
Cảm biến vị trí bướm ga có nhiệm vụ phát hiện góc mở bướm ga và gửi tính hiệu
về ECU
Trang 32.2.2.1 Cấu tạo và nguyên lý
Cảm biến vị trí bướm ga loại phần tử Hall gồm có các mạch IC Hall làm bằng các phần tử Hall và các nam châm quay quanh chúng Các nam châm được lắp ở trên trục bướm ga và quay cùng với bướm ga
Khi bướm ga mở, các nam châm quay cùng một lúc, và các nam châm này thay đổi vị trí của chúng Vào lúc đó, IC Hall phát hiện sự thay đổi từ thông gây ra bởi sự thay đổi của vị trí nam châm và tạo ra điện áp ra của hiệu ứng Hall từ các cực VTA1
và VTA2 theo mức thay đổi này Tín hiệu này được truyền đến ECU động cơ như tín hiệu mở bướm ga
Cảm biến này không chỉ phát hiện chính xác độ mở của bướm ga, mà còn sử dụng phương pháp không tiếp điểm và có cấu tạo đơn giản, vì thế nó không dễ bị hỏng Ngoài ra, để duy trì độ tin cậy của cảm biến này, nó phát ra các tín hiệu từ hai hệ thống có các tính chất khác nhau
Trang 42.2.2.2 Sơ đồ mạch điện
Cảm biến vị trí bướm ga và mô tơ điều khiển bướm ga được tích hợp trong cổ họng gió thành một cụm gồm có 6 chân
2.3 Cảm biến vị trí bàn đạp ga
Cảm biến vị trí của bàn đạp ga biến đổi mức đạp xuống của bàn đạp ga (góc) thành một tín hiệu điện được chuyển đến ECU động cơ Ngoài ra, để đảm bảo độ tin
Trang 5cậy, cảm biến này truyền các tín hiệu từ hai hệ thống có các đặc điểm đầu ra khác nhau
2.3.1.1 Cấu tạo và nguyên lý
Cấu tạo và hoạt động của cảm biến này cơ bản giống như cảm biến vị trí bướm
ga loại phần tử Hall
Để đảm bảo độ tin cậy cao hơn, phải cung cấp một mạch điện độc lập cho từng
hệ thống một
2.3.1.2 Mạch điện
Cảm biến vị trí bàn đạp chân ga được lắp đặt dưới bàn đạp ga Cảm biến gồm 6 chân
Trang 6Chân Ký hiệu Màu dây Mô tả
2.4 Các chế độ điều khiển
ETCS-i điều khiển góc mở của bướm ga đến giá trị tối ưu nhất tùy theo mức độ nhấn của bàn đạp ga.
2.4.1 Điều khiển ở chế độ bình thường, chế độ công suất cao và chế độ đi đường tuyết
Về cơ bản, động cơ sử dụng chế độ bình thường, nhưng có thể dùng công tắc điều khiển để chuyển sang chế độ công suất cao hay đi đường tuyết
2.4.1.1 Điều 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
Trang 72.4.1.2 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
2.4.1.3 Điều khiển chế độ công suất cao
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
2.4.2 Điều khiển mômen truyền lực chủ động
Chế 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
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
2.4.3 Các điều khiển khác
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
Trang 8Điều 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
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
Điều khiển hỗ trợ VSC: Chức năng này điều khiển góc mở bướm ga kết hợp với
ECU điều khiển trượt để tận dụng tối đa hiệu quả điều khiển của hệ thống VSC
Điều khiển chạy tự động: Trong hệ thống ETCS-i, ECU động cơ sẽ trực tiếp
điều khiển góc mở bướm ga qua môtơ điều khiển bướm ga để thực hiện thao tác điều khiển chạy tự động
2.4.4 Chức năng dự phòng hay chức năng an toàn
Nếu 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
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
Trang 9được 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
Cảm 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