Ngày nay, hầu hết các xe ô tô đều trang bị hộp số tự động, để thuận lợi cho người sử dụng. Nhưng nguyên lý điều khiển hộp số tự động ô tô lại khá phức tạp, gây nhiều khó khăn cho người thợ sửa chữa
Người thợ sửa chữa ô tô lâu năm đã phải tìm đến các lớp học sửa hộp số tự động ô tô chuyên sâu để nâng cấp bản thân, nhiều người khác không bố trí được thời gian đi học lại phải mầy mò đọc sách
EAC hôm nay sẽ giúp các bạn cùng hiểu rõ, nhìn thấy về nguyên lý điều khiển trong hộp số tự động ô tô hiện đại
1. Khái quát chung hộp số tự đông ô tô
Với các xe có hộp số tự động thì người lái xe không cần phải suy tính khi nào cần lên số hoặc xuống số. Các bánh răng tự động chuyển số tuỳ thuộc vào tốc độ xe và mức đạp bàn đạp ga.
Một hộp số mà trong đó việc chuyển số bánh răng được điều khiển bằng một ECU (Bộ điều khiển điện tử) được gọi là ECT-Hộp số điều khiển điện tử, và một hộp số không sử dụng ECU được gọi là hộp số tự động thuần thuỷ lực. Hiện nay hầu hết các xe đều sử dụng ECT
Đối với một số kiểu xe thì phương thức chuyển số có thể được chọn tuỳ theo ý muốn của lái xe và điều kiện đường xá.Cách này giúp cho việc tiết kiệm nhiên liệu, tính năng và vận hành xe được tốt hơn.
ECU động cơ & ECT điều khiển thời điểm chuyển số và khoá biến mô bằng cách điều khiển các van điện từ của bộ điều khiển thuỷ lực để duy trì điếu kiện lái tối ưu với việc dùng các tín hiệu từ các cảm biến và các các công tắc lắp trên động cơ và hộp số tự động.
Ngoài ra ECU còn có các chức năng chẩn đoán và an toàn khi một cảm biến vv…bị hỏng.
GỢIÝ: ECU hiện nay là một tổ hợp hợp nhất của ECU động cơ và ECU ECT, nhưng trước đây nó là các bộ tách biệt.
2. Bộ cảm biến và công tắc trong hệ thống điều khiển hộp số tự động ô tô
Các cảm biến/công tắc đóng vai trò thu thập các dạng dữ liệu để quyết định các thông số điều khiển khác nhau và biến đổi chúng thành các tín hiệu điện, và các tín hiệu đó sẽ được truyền tới ECU động cơ & ECT
Các cảm biến gồm các loại sau
1. Cảm biến vị trí bướm ga/ cảm biến vị trí bàn đạp ga
Cảm biến này phát hiện góc mở của bướm ga.
2. Công tắc bàn đạp ga
Nó phát hiện xem bàn đạp ga có bị nhấn xuống hết mức hay không.
3. Cảm biến vị trí trục khuỷu
Nó phát hiện tốc độ động cơ.
4. Cảm biến tốc độ hộp số
Cảm biến tốc độ đầu vàotua-bin: Nó phát hiện tốc độ trục sơ cấp của hộp số tự động.
Cảm biến tốc độ bánh răng trung gian: Nó phát hiện tốc độ trục thứ cấp của hộp số tự động.
5. Cảm biến nhiệt độ nước
Nó phát hiện nhiệt độ nước làm mát.
6. Cảm biến tốc độ xe
Nó phát hiện tốc độ xe.
7. Cảm biến nhiệt độ dầu hộp số
Nó phát hiện nhiệt độ ATF (Dầu hộp số tự động) trong hộp số tự động.
Các công tắc gồm các loại sau
1. Công tắc chính O/D
Công tắc chính O/D là công tắc huỷ O/D.
Khi công tắc được tắt “OFF”, thì không lên số O/D được, ngày cả khi đã đạt được tốc độ để sang số O/D. Nếu công tắc được tắt “OFF” trong khi đang lái ở số truyền tăng thì hộp số chuyển xuống số 3.
2. Công tắc khởi động số trung gian
Công tắc khởi động số trung gian truyền vị trí cần chuyển số đến ECU động cơ & ECT. ECU nhận thông tin về vị trí mà hộp số đang hoạt động từ cảm biến vị trí chuyển số đặt trong công tắc khởi động số trung gian, sau đó quyết định phương thức chuyển số thích hợp.
3. Công tắc đèn phanh
Khi bàn đạp phanh bị ấn xuống thì ECU động cơ & ECT huỷ trạng thái khoá biến mô. Điều này tránh cho động cơ khỏi bị chết do khoá biến mô.
4. Công tắc chọn phương thức lái
Công tắc chọn phương thức lái cho phép người lái xe chọn chế độ lái. Các công tắc chế độ được lắp đặt tuỳ thuộc vào kiểu xe và thị trường.
3. Điều khiển chuyển số trong hộp số tự động?
ECU động cơ & ECT thực hiện các điều khiển sau đây:
Điều khiển thời điểm chuyển số
Điều khiển khoá biến mô
Điều khiển khoá biến mô linh hoạt
Các điều khiển khác
Điều khiển thời điểm chuyển số
ECU động cơ & 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 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 li hợp và phanh, cho phép hộp số chuyển số lên hoặc xuống.
Quan hệ giữa tốc độ xe và số của hộp số 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.
Sự điều khiển thời điểm chuyển số khác nhau tuỳ theo chế độ của công tắc chọn phuơng thức lái.
ECU xác định phương thúc áp dụng và điều khiển thời điểm chuyển số.
Ví dụ: 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.
Điều khiển khoá biến mô
ECU động cơ & ECT đã lặp trình trong bộ nhớ của nó một phương thức vận hành li hợp khoá biến mô cho từng chế độ lái. Trên cơ sở phương thức khoá biến mô này ECU sẽ Bật hoặc Tắt van điện từ tuỳ 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.
1. Xe đang chạy ở số 2 hoặc số 3 hoặc ở số O/D (dãy ”D”).
2. Tốc độ xe bằng hoặc cao hơn tốc độ quy định và góc mở bướm ga bằng hoặc lớn hơn trị số quy định.
3. ECU không nhận được tín hiệu huỷ hệ thống khoá biến mô.
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 khoá biến mô đang hoạt động thì ECU sẽ huỷ tác động của hệ thống khoá biến mô.
Điều này giúp cho việc giảm chấn khi chuyển số. Sau khi việc chuyển số lên hoặc xuống được hoàn tất thì ECU sẽ tái kích hoạt hệ thống khoá. Tuy nhiên, ECU sẽ buộc phải huỷ sự khoá biến mô trong các điều kiện sau.
1. Công tắc đèn phanh chuyển sang “ON” (trong khiphanh).
2. Các tiếp điểm IDL của cảm biến vị trí bướm ga đóng.
3. Nhiệt độ nước làm mát thấp hơn một nhiệt độ nhất định.
4. 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.
Điều khiển khoá biến mô linh hoạt
Hệ thống li 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 li 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, và sau đó ECU phát một 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 (động cơ) và tốc độ bánhtua-bin (hộp số).
Điều này tạo ra sự điều khiển phản hồi để tối ưu hoá việc phân bổ truyền công suất của bộ biến mô (truyền công suất qua dầu) và li hợp khoá biến mô (truyền công suất cơ học).
Các điều khiển khác
1. Điều khiển tối ưu áp suất cơ bản
ECT dùng cảm biến vị trí bướm ga để phát hiện góc mở bàn đạp ga (tải) và điều khiển áp suất cơ bản.
Áp suất cơ bản được điều khiển nhờ một van điện từ tuyến tính(SLT). Thông qua việc sử dụng van điện từ tuyến tính (SLT), áp suất cơ bản được điều khiển một cách tối ưu phù hợp với thông tin về mômen của động cơ, cũng như với các điều kiện vận hành bên trong của bộ biến mô và hộp số.
Theo đó, áp suất cơ bản có thể được điều khiển chính xác theo công suất của động cơ, điều kiện di chuyển và nhiệt độ của ATF, do đó thực hiện các đặc tính chuyển số êm và tối ưu hoá tải trọng làm việc của bơm dầu.
2. Điều khiển tối ưu áp suất li hợp
Van điện từ tuyết tính (SLT) được sử dụng để điều khiển tối ưu áp suất li hợp. ECU giám sát các tín hiệu từ các loại cảm biến khác nhau như cảm biến tốc độ đầu vào tua-bin, cho phép van điện từ tuyến tính (SLT) điều khiển một cách sát sao áp suất li hợp theo công suất động cơ và các điều kiện lái. Kết quả là các đặc tính chuyển số êm được thực hiện.
3. Điều khiển áp suất từ li hợp tới li hợp
Khi hộp số tự động chuyển số thì áp suất thuỷ lực được xả ra từ một phần tử và được sử dụng cho phần tử khác.
Sự điều khiển áp suất từ li hợp tới li hợp được thiết kế để làm cho quá trình này diễn ra được êm. Việc điều khiển này là: ECU phát một 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.
4. Điều khiển mômen động cơ
Việc ăn khớp của các li hợp và phanh của bộ truyền bánh răng hành tinh trong hộp số được điều khiển một cách trơn chu bằng cách làm chậm thời điểm đánh lửa của động cơ khi hộp số đang được lên số hoặc xuống số.
5. Chống chúi xe khi chuyển từ “N” sang “D”
Khi hộp số được chuyển từ vị trí “N” sang vị trí “D” thì hệ thống chống chúi xe ngăn 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 chuyển số và hiện tượng chúi xe.
6. Điều khiển chuyển số khi lên dốc/xuống dốc
Trong một hộp số tự động thông thường khi tăng tốc/ giảm tốc trên dốc thì việc chuyển số diễn ra thường xuyên tuỳ thuộc vào các điều kiện ảnh hưởng tới sự lái xe êm dịu. Để thực hiện điều khiển chuyển số khi lái lên dốc/ xuống dốc, thì ECU động cơ & ECT sử dụng cảm biến vị trí bướm ga và các tín hiệu cảm biến tốc độ để chọn vị trí số tối ưu.
