Hệ Thống Điều Khiển Tốc Độ Không Tải: Toàn bộ nguyên lý vận hành

Hệ thống ISC (Điều khiển tốc độ không tải) có một mạch đi tắt qua bướm ga, và lượng không khí hút từ mạch đi tắt này được điều khiển bởi ISCV (Van điều chỉnh tốc độ không tải). Van ISC dùng tín hiệu từ ECU động cơ để điều khiển động cơ ở tốc độ không tải tối ưu tại mọi thời điểm. Hệ thống ISC gồm có van ISCV, ECU động cơ, các cảm biến và công tắc khác nhau.

Điều Khiển Tốc Độ Không Tải ISC

1. Khi khởi động

Mạch đi tắt được mở ra nhằm cải thiện khả năng khởi động.

2. Khi hâm nóng động cơ

Khi nhiệt độ nước làm mát thấp, tốc độ chạy không tải được tăng lên để động cơ chạy được êm (chạy không tải nhanh). Khi nhiệt độ nước làm mát tăng lên, tốc độ chạy không tải bị giảm xuống.

3. Điều khiển phản hồi và điều khiển dự tính

• Khi bật A/C
• Khi các bật đèn pha
• Khi cần chuyển số được chuyển từ N đến D hoặc từ D đến N trong khi dừng xe.
  Trong các trường hợp trên, nếu tăng hoặc thay đổi tải trọng, tốc độ chạy không tải sẽ tăng lên hoặc ngăn không cho thay đổi.

ISCV (Van điều khiển tốc độ không tải)

ISCV là một cơ cấu điều khiển lượng không khí nạp trong thời gian chạy không tải bằng tín hiệu từ ECU động cơ và điều khiển tốc độ chạy không tải.

Có 2 loại ISCV như sau:

1. Loại đi tắt qua bướm ga và điều khiển lượng khí nạp:

Vì bướm ga đóng hoàn toàn trong thời gian chạy không tải, ISCV cho lượng không khí cần thiết chạy qua trong lúc chạy không tải.

2. Loại điều khiển lượng không khí nạp bằng bướm ga:

Với loại này, bướm ga điều khiển thích hợp lượng không khí nạp trong thời gian chạy không tải.
Hệ thống này được gọi là ETCS-i (Hệ thống điều khiển bướm ga điện tử- thông minh), và thực hiện các chức năng điều khiển khác ngoài việc điều chỉnh lượng không khí nạp trong khi chạy không tải.

Loại cuộn dây quay

ISCV loại cuộn dây quay gồm có một cuộn dây, IC, nam châm vĩnh cửu, van, và được gắn vào cổ họng gió.

IC này dùng tín hiệu hiệu dụng từ ECU động cơ để điều khiển chiều và giá trị của dòng điện chạy trong cuộn dây và điều chỉnh lượng không khí đi tắt qua bướm ga, làm quay van này.

• Hoạt động: Khi tỷ lệ hiệu dụng cao, IC này làm dịch chuyển van theo chiều mở, và khi tỷ lệ làm việc thấp, IC làm dịch chuyển van này về phía đóng. Van ISC thực hiện việc đóng mở theo cách này.

GỢI Ý:
Nếu có sự cố, ví dụ như hở mạch, sẽ làm cho điện ngừng chạy vào van ISC, van này được mở ra ở một vị trí đặt trước bằng lực của nam châm vĩnh cửu. Việc này sẽ duy trì một tốc độ chạy không tải xấp xỉ 1000 đến 1200 vòng/phút.

Van ISCV có cuộn dây quay kiểu cũ

ISCV loại cuộn dây quay kiểu cũ nhận được các tín hiệu hiệu dụng từ ECU động cơ và cấp điện vào 2 cuộn dây để thay đổi mức mở của van và điều khiển lượng không khí nạp. Dây lưỡng kim trong ISCV tương ứng với nhiệt độ của nước làm mát động cơ để duy trì độ mở thích hợp của van đối với động cơ ở trạng thái hâm nóng.

Một tấm chặn cũng được lắp vào để ngăn chặn van khỏi bị kẹt khi mở hoặc đóng hoàn toàn khi có sự cố về điện nào đó xảy ra.

Mở Van: Khi điện được truyền đến cuộn dây A (RSO) trong một thời gian dài, van này bị dịch chuyển theo chiều mở.

Đóng Van: Khi điện được truyền đến cuộn dây B trong một thời gian dài, van này bị dịch chuyển về chiều đóng.

Các loại ISCV đi tắt khác

Loại ACV điều khiển hiệu dụng

ISCV loại ACV điều khiển hiệu dụng điều khiển lượng không khí nạp chạy vào mạch đi tắt bằng tín hiệu hiệu dụng của ECU động cơ làm cho dòng điện chạy vào cuộn dây điện từ để mở van này. Tỷ lệ hiệu dụng của điện chạy vào cuộn điện từ càng lớn, van này mở càng nhiều.

Kiểu VSV điều khiển bật ”ON”- tắt “OFF”

ISCV kiểu VSV điều khiển bật-Tắt điều khiển lượng không khí nạp chạy qua mạch đi tắt bằng tín hiệu ON/OFF từ ECU động cơ làm cho dòng điện chạy vào cuộn điện từ để mở van này. Khi dòng điện chạy vào cuộn điện từ, tốc độ chạy không tải sẽ tăng lên theo các nấc xấp xỉ 100 vòng/phút.

Kiểu mô tơ bước

ISCV kiểu mô tơ bước được gắn vào buồng nạp. Van lắp ở đầu của rôto đi vào hoặc ra theo vòng quay của rôto để điều khiển lượng không khí đi qua mạch đi tắt này.

• Hoạt động: Môtơ bước sử dụng nguyên lý kéo và đẩy của nam châm vĩnh cửu (rôto) khi từ trường được tạo ra bởi dòng điện chạy vào cuộn dây. Như được thể hiện trong hình minh họa phía dưới, dòng điện chạy ở C1 làm cho nam châm bị kéo. Khi dòng điện đến C1 bị cắt trong cùng một lúc, dòng điện phải chạy vào C2, và nam châm bị kéo đến C2. Việc chuyển mạch sau đó của dòng điện lần lượt đến C3 và C4 theo cùng cách thức được sử dụng để làm quay nam châm này.
• Nam châm cũng có thể quay theo chiều ngược lại bằng cách chuyển mạch điện theo chiều từ C4 đến C3, C2 và C1.
• Sự bố trí này được sử dụng để dịch chuyển nam châm đến các vị trí được xác định trước.
  Một môtơ bước thực tế sử dụng bốn cuộn dây để tạo ra 32 bước trong một vòng quay của nam châm (rôto). Một số môtơ có 24 bước trong một vòng quay.)

Mở Van: Khi điện được truyền đến cuộn A (RSO) trong một thời gian dài, van này phải dịch chuyển về phía mở.

Đóng Van: Khi điện được truyền đến cuộn B trong một thời gian dài, van này phải dịch chuyển về phía đóng.

Chức năng của ISC

Hoạt động của loại cuộn dây quay

1. Điều khiển khởi động

Khi ECU động cơ nhận được một tín hiệu khởi động (STA), nó xác định rằng động cơ đang khởi động và mở van ISC để tăng khả năng khởi động. Việc mở van ISC này được điều khiển theo tín hiệu tốc độ động cơ (NE) và tín hiệu nhiệt độ nước làm mát (THW).

2. Điều khiển hâm nóng (chạy không tải nhanh)

Sau khi khởi động động cơ, ECU động cơ mở van ISC theo nhiệt độ của nước làm mát (THW) để tăng tốc độ chạy không tải. Khi nhiệt độ nước làm mát tăng lên, ECU động cơ điều khiển van ISC về phía đóng để tăng tốc độ chạy không tải.

Khi động cơ nguội, tốc độ chạy không tải không ổn định do những yếu tố như độ nhớt của dầu động cơ cao và độ tơi nhiên liệu kém. Vì vậy phải làm cho tốc độ chạy không tải cao hơn bình thường để làm cho nó ổn định. Điều này được gọi là chạy không tải nhanh.

3. Điều khiển phản hồi

Để điều khiển phản hồi, tốc độ không tải chuẩn được lưu trong ECU động cơ so sánh với tốc độ không tải thực. Sau đó ISCV được điều khiển để hiệu chỉnh tốc độ chạy không tải thực đến tốc độ chạy không tải chuẩn.

Khi tốc độ chạy không tải thực thấp hơn tốc độ chạy không tải chuẩn: ISCV được mở ra để hiệu chỉnh tốc độ chạy không tải này đến tốc độ chạy không tải chuẩn. Khi tốc độ chạy không tải thực cao hơn tốc độ chạy không tải chuẩn: ISCV này đóng lại để hiệu chỉnh tốc độ chạy không tải đến tốc độ chạy không tải chuẩn.

Ngoài ra tốc độ chạy không tải chuẩn sẽ thay đổi theo tình trạng của động cơ, như công tắc trung gian ở vị trí ON hoặc OFF không, tín hiệu phụ tải điện là bật ON hay tắt OFF, hoặc công tắc máy điều hòa không khí ở vị trí ON hoặc OFF.

4. Điều khiển dự tính sự thay đổi tốc độ của động cơ

Điều khiển dự tính sự thay đổi tốc độ của động cơ sẽ dự tính sự thay đổi tốc độ không tải tương từ tải trọng của động cơ và điều khiển van ISC tương ứng.

Khi cần sang số được chuyển từ D đến N hoặc N đến D, hoặc khi có một thay đổi về tải trọng của động cơ ngay sau một bộ phận điện, như rơle đèn hậu, rơle của bộ làm tan sương, hoặc công tắc của máy điều hòa nhiệt độ làm việc, tốc độ chạy không tải sẽ tăng lên hoặc giảm xuống, sau đó việc điều khiển phản hồi sẽ làm tăng hoặc giảm tốc độ chạy không tải, nhưng tốc độ chạy không tải sẽ không ổn định cho đến khi đạt được tốc độ chạy không tải chuẩn.

Vì vậy, khi ECU động cơ nhận được một tín hiệu về tải trọng của động cơ từ một bộ phận điện, v.v…, ISCV này được điều khiển trước khi tốc độ chạy không tải thay đổi để giảm mức thay đổi của tốc độ chạy không tải.

5. Các điều khiển khác

ECU động cơ mở van ISC khi tiếp điểm IDL của cảm biến vị trí bướm ga đóng lại (khi nhả bàn đạp ga) để ngăn không cho tốc độ của động cơ giảm đột ngột. Trong các xe được trang bị EHPS (Hệ thống lái có trợ lực điện – thuỷ lực), phụ tải điện sẽ tăng lên khi EHPS này hoạt động. Vì vậy, ECU động cơ mở van ISC để ngăn không có tốc độ chạy không tải này sụt giảm.

Hoạt động của loại môtơ bước

1. Đặt chế độ khởi động

Chế độ khởi động đặt ISCV vào vị trí mở hoàn toàn khi động cơ ngừng (khi ECU động cơ không nhận được tín hiệu NE) để tăng khả năng khởi động của lần khởi động động cơ tiếp theo.

• Điều khiển rơle chính
  ECU động cơ hướng dẫn rằng nguồn điện tiếp tục được cung cấp vào rơle chính trong một thời gian ngắn kể cả sau khi tắt khoá điện về vị trí OFF để đặt van ISC vào vị trí mở hoàn toàn. Sau khi đặt ISCV, ECU động cơ ngừng cung cấp điện vào rơle chính này.

2. Điều khiển sau khởi động, hâm nóng (chạy không tải nhanh) và phản hồi

Về cơ bản, các điều khiển này cũng giống như kiểu cuộn dây quay. Sau khi động cơ được khởi động, van này đóng lại từ vị trí mở hoàn toàn đến vị trí mở được xác định đối với tốc độ của động cơ và nhiệt độ nước làm mát, và sau đó van này từ từ đóng lại khi nhiệt độ nước làm mát tăng lên.

Khi nhiệt độ nước làm mát đạt đến 80°C (176°F), việc điều khiển phản hồi được sử dụng để duy trì tốc độ chạy không mục tiêu.

Chúc bạn học tập hiệu quả!

Trung Tâm Huấn Luyện Kỹ Thuật Ô Tô Việt Nam VATC – Học Để Làm Được

Địa chỉ: số 50 đường 12, P.Tam Bình, Q.Thủ Đức, TP.HCM
Điện thoại: 0945.71.17.17
Email: info@oto.edu.vn