Mô tả
ETCS-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. Góc mở của 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 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. Cổ họng gió bao gồm bướm ga, môtơ điều khiển bướm ga, cảm biến vị trí bướm ga và các bộ phận khác.
Cấu tạo và hoạt động
Cấu tạo và hoạt động của cổ họng gió
Như trên hình minh họa, cổ họng gió bao gồm 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, và một lò xo hồi để trả bướm ga về một vị trí cố định. Môtơ bướm ga ứng dụng một môtơ điện một chiều (DC) có độ nhạy tốt và tiêu thụ ít năng lượng. ECU 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 Khi dòng điện không chạy qua môtơ, lò xo hồi sẽ mở bướm ga đến một vị trí cố định (khoảng 7O). Tuy nhiên, trong chế độ không tải bướm ga được đóng lại nhỏ hơn so với vị trí cố định.
+ Khi ECU động cơ phát hiện thấy có trục trặc, nó bật đèn báo hư hỏng trên đồng hồ táp lô đồng thời cắt nguồn đến môtơ, nhưng do bướm ga được giữ ở góc mở khoảng 70, xe vẫn có thể chạy đến nơi an toàn.
+ Những kiểu xe đầu tiên có hệ thống ETCS-i sử dụng một ly hợp từ giữa môtơ và bướm ga, nó có thể dùng để nối và ngắt môtơ.
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.
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.
+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.
+ 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.
+ 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. 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
3. Các điều khiển khác
(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.
(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.
(5) Điều khiển chạy tự động
Trong điều khiển chạy tự động thông thường, ECU điều khiển chạy tự động mở và đóng bướm ga qua bộ chấp hành ECU điều khiển chạy tự động và dây cáp. Nhưng với hệ thống ETCS-i, ECU động cơ, mà bao gồm ECU điều khiển chạy tự động, 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.
4. Chức năng dự phòng
+ 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 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.
+ 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.
ETCS-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. Góc mở của 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 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. Cổ họng gió bao gồm bướm ga, môtơ điều khiển bướm ga, cảm biến vị trí bướm ga và các bộ phận khác.
Cấu tạo và hoạt động
Cấu tạo và hoạt động của cổ họng gió
Như trên hình minh họa, cổ họng gió bao gồm 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, và một lò xo hồi để trả bướm ga về một vị trí cố định. Môtơ bướm ga ứng dụng một môtơ điện một chiều (DC) có độ nhạy tốt và tiêu thụ ít năng lượng. ECU 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 Khi dòng điện không chạy qua môtơ, lò xo hồi sẽ mở bướm ga đến một vị trí cố định (khoảng 7O). Tuy nhiên, trong chế độ không tải bướm ga được đóng lại nhỏ hơn so với vị trí cố định.
+ Khi ECU động cơ phát hiện thấy có trục trặc, nó bật đèn báo hư hỏng trên đồng hồ táp lô đồng thời cắt nguồn đến môtơ, nhưng do bướm ga được giữ ở góc mở khoảng 70, xe vẫn có thể chạy đến nơi an toàn.
+ Những kiểu xe đầu tiên có hệ thống ETCS-i sử dụng một ly hợp từ giữa môtơ và bướm ga, nó có thể dùng để nối và ngắt môtơ.
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.
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.
+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.
+ 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.
+ 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. 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
3. Các điều khiển khác
(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.
(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.
(5) Điều khiển chạy tự động
Trong điều khiển chạy tự động thông thường, ECU điều khiển chạy tự động mở và đóng bướm ga qua bộ chấp hành ECU điều khiển chạy tự động và dây cáp. Nhưng với hệ thống ETCS-i, ECU động cơ, mà bao gồm ECU điều khiển chạy tự động, 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.
4. Chức năng dự phòng
+ 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 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.
+ 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.
