THIẾT KẾ MÔN HỌC

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI CƠ SỞ 2
KHOA CƠ KHÍ
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
----------------

THIẾT KẾ MÔN HỌC

TRUYỀN ĐỘNG CÔNG SUẤT
Đề tài: NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH ĐIỀU KHIỂN
TRONG CÁC LOẠI HỘP SỐ TỰ ĐỘNG

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN :
SINH VIÊN THỰC HIỆN :

TS.NGUYỄN HỮU CHÍ
1. PHAN ĐÌNH HẢI
2. HUỲNH HÙNG HẬU
3. TÔ TRUNG HIẾU
4. NGUYỄN PHI HÙNG

LỚP
NHÓM

: CƠ ĐIỆN TỬ_K53
: 02

TP HCM - 2015

LỚP: CƠ ĐIỆN TỬ_K53

………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………

LỚP: CƠ ĐIỆN TỬ_K53

Page 2


THIẾT KẾ MÔN HỌC
Nội dung và yêu cầu :
1. Tổng quan về điều khiển hộp số tự động.
2. Cấu tạo và các cụm chi tiết chính trong hệ thống điều khiển.
3. Nguyên lý hoạt động của hệ thống điều khiển.
4. Kết luận và đánh giá.
Phần 1: SVTH Huỳnh Hùng Hậu
Phần 2, 3: SVTH Phan Đình Hải, Tô Trung Hiếu, Nguyễn Phi Hùng


theo tải động cơ và tốc độ xe.
Với các xe có hộp số tự động thì người lái xe không cần suy tính khi nào cần lên
số hoặc xuống số. Các bánh răng tự động chuyển số tùy 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 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 thủy lực. Hiện nay các xe
đếu sử dụng ECT. Đối với một số xe thì phương thức chuyển số có thể được chọn
tùy theo ý muốn của lái xe và điều khiển đường xá. Cách này giúp cho việc tiết
kiệm nhiên liệu, tính năng và vận hành xe được tốt hơn.

LỚP: CƠ ĐIỆN TỬ_K53

Page 5


THIẾT KẾ MÔN HỌC

II. Lịch sử phát triển
Ngay từ những năm 1900, ý tưởng về một loại hộp số tự động chuyển số đã được
các kỷ sư hàng hải Đức nghiên cứu chế tạo. Đến năm 1938 hộp số tự động đầu tiên
ra đời khi hãng GM giới thiệu chiếc Oldsmobile trang bị hộp số tự động. Việc điều
khiển ô tô được đơn giản hóa vì không còn bàn đạp ly hợp. Tuy nhiên do chế tạo
phức tạp và khó bảo dưỡng sửa chửa nên nó ít được sử dụng.
Đến những năm 70 hộp số tự động thực sự hồi sinh khi hàng loạt hãng ô tô cho ra
đời các loại xe mới với hộp số tự động đi kèm. Từ đó đến nay hộp số tự đông đã
phát triển không ngừng và dần thay thế hộp số thường. Khi mới ra đời hộp số tự
động là loại có cấp và được điều khiển hoàn toàn bằng thủy lực. Để chính xác hóa
thời điểm chuyển số và tăng tính an toàn khi sử dụng, hộp số tự đông có cấp điều

mặt đường, HSTĐ có 8 số truyền ..... Hệ thống truyền thủy lực sử dụng HSTĐ
được gọi là hệ thống truyền lực cơ khí thủy lực điện tử, là khu vực có nhiều ứng
dụng của kĩ thuật cao, sự phát triển rất nhanh chóng, chẳng hạn, gần đây xuất hiện
loại hộp số có khả năng làm việc theo hai phương pháp chuyển số : Bằng tay hay
tự động tùy theo ý thích của người sử dụng.
Hiện nay để đáp ứng nhu cầu của khách hàng và để tăng tính an toàn khi sử dụng ,
các nhà chế tạo đã cho ra đời loại hộp số điều khiển bằng điện tử và có thêm chức
năng sang số bằng cần như hộp số thường.

Ngày nay hộp số tự động đã được sử dụng khá rộng rãi trên các xe du lịch, thậm
chí trên các xe 4WD và xe tải nhỏ. Ở nước ta, hộp số tự động xuất hiện từ những
năm 1990 trên các xe nhập về từ Mĩ và Châu Âu. Tuy nhiên do khả năng công
nghệ còn hạn chế việc bảo dưỡng, sửa chữa rất khó khăn nên vẫn ít sử dụng. Hiện

LỚP: CƠ ĐIỆN TỬ_K53

Page 7


THIẾT KẾ MÔN HỌC
nay cùng với những tiến bộ của khoa học kĩ thuật, công nghệ chế tạo hộp số tự
động cũng được hoàn chỉnh, hộp số tự động đã khẳng định được tính ưu việt của
nó và dần thay thế hộp số thường.
III. Phân Loại
Có nhiều cách để phân loại hộp số tự động
1. Phân loại theo tỉ số truyền
• Hộp số tự động vô cấp: Là loại hộp số có khả năng thay đổi tự động , liên
tuc tỉ số truyền nhờ sự thay đổi bán kính quay của các puly.

• Hộp số tự động có cấp: Khác với hộp số vô cấp, hộp số tự động có cấp cho

Page 9


THIẾT KẾ MÔN HỌC
Loại này sử dụng ECU – ECT để điều khiển hộp số thông qua các tín
hiệu điều khiển điện tử.
Sơ đồ tín hiệu điều khiển:
Tín hiệu điện của các cảm biến ( cảm biến tốc độ, cản biến vị trí chân
ga... ) và tín hiệu thủy lực từ bàn đạp ga ( qua cáp chân ga →bướm
ga→cảm biến vị trí bướm ga )→ECU động cơ→ECT - ECU→Van
điện từ→Các cần sang số→Bộ bánh răng hành tinh và bộ biến mô.

 Loại điều khiển điện tử hoàn toàn thủy lực:
Loai này sử dụng cáp bướm ga và các tín hiệu điện tử điều khiển để điều
khiển hộp số tự động.
Sơ đồ tín hiệu điều khiển:
Bàn đạp ga→Cáp dây ga→Cáp bướm ga→van bướm ga, van ly
tâm→Van sang số→Bộ truyền bánh răng hành tinh và bộ biến mô.

LỚP: CƠ ĐIỆN TỬ_K53

Page 10


THIẾT KẾ MÔN HỌC

-Hộp số tự động điều khiển bằng điện tử: Hộp số này sử dụng áp suất thủy lực
để tự động chuyển số theo các tín hiệu điều khiển của ECU. ECU điều khiển các
van điện từ tùy theo tình trạng của động cơ và của xe do các bộ cảm biến xác nhận,
từ đó điều khiển áp suất dầu thủy lực.


Page 13


THIẾT KẾ MÔN HỌC
- Loại FR: Hộp số tự động sử dụng cho xe có động cơ đặt trước,
cầu sau chủ động. Loại này có bộ truyền bánh răng cuối cùng( vi
sai ) lắp ở bên ngoài nên nó dài hơn.

IV: Chức năng của hộp số tự động
Về cơ bản hộp số tự động có chức năng như hộp số thường, tuy nhiên hộp số
tự động cho phép đơn giản hóa việc điều khiển hộp số, quá trình chuyển số êm dịu,
không cần ngắt đường truyền công suất từ động cơ xuống khi sang số. Hộp số tự
động tự chọn tỉ số truyền phù hợp với điều kiện chuyển động của oto, do đó tạo
điều kiện chuyển động gần như tối ưu công suất của động cơ.
Vì vậy hộp số tự động có những chức năng cơ bản sau:
-Tạo ra cấp tỉ số truyền phù hợp nhằm thay đổi momen xoắn từ động cơ đến
các bánh xe chủ động phù hợp với momen cản luôn thay đổi và nhằm tận dụng tối
đa công suất động cơ.
-Giúp cho xe thay đổi chiều chuyển động.
-Đảm bảo cho xe dừng tại chỗ mà không cần tắt máy hoặc tách ly hợp.
V. Ưu, nhược điểm của hộp số tự động
a) Ưu điểm
- Giảm bớt mệt mỏi cho người lái xe bằng cách loại bỏ các thao tác
cắt ly hợp và thường xuyên phải chuyến số.
- Nó chuyển số một cách tự động và êm dịu tại các tốc độ thích hợp
với chế độ lái xe do vậy giảm bớt cho lái xe sự cần thiết phải thành
thạo các kĩ thuật lái xe khó khăn và phức tạp như cắt ly hợp.

LỚP: CƠ ĐIỆN TỬ_K53

mô trong ECT, bao gồm 3 kiểu chi tiết. Các cảm biến khác nhau, một ECU và các
loại van điện từ. Sơ đồ sau chỉ ra mối liên hệ giữa các chi tiết.
Hệ thống điều khiển điện tử của ECT điều khiển thời điểm chuyển số và khóa biến
mô trong ECT, bao gồm 3 kiểu chi tiết. Các cảm biến khác nhau, một ECU và các
loại van điện từ. Sơ đồ sau chỉ ra mối liên hệ giữa các chi tiết.
1.1 Các bộ phân điều khiển điện tử

Các bộ phận trong hệ thống điều khiển

LỚP: CƠ ĐIỆN TỬ_K53

Page 16


THIẾT KẾ MÔN HỌC
1.2 mạch điều khiển điện tử

1.3 công tắc chọn chế đô hoạt động
Công tắc chọn chế độ hoạt động cho phép người lái chọn chế độ hoạt động mong
muốn (bình thường hay tải nặng).

Công tắc chọn chế độ hoạt động

LỚP: CƠ ĐIỆN TỬ_K53

Page 17


THIẾT KẾ MÔN HỌC
- ECT ECU chọn sơ đồ chuyển số, khóa biến mô và chế độ hoạt động đã

trung gian gửi các tín hiệu ở số R.

- Tiếp điểm của công tắc này cũng được sử dụng để bật trong các đèn báo vị
trí cần số, báo cho người lái biết vị trí cần số hiện tại.
- Trạng thái đóng – mở của mỗi tiếp điểm được cho ra như bảng dưới.

Chú ý :

LỚP: CƠ ĐIỆN TỬ_K53

Page 19


THIẾT KẾ MÔN HỌC
Nếu tín hiệu ECT ECU không bình thường, ECU sẽ phản ứng như sau: Hở
mạch tín hiệu “ 2 “ :
Khi ở vị trí “ 2 “, ECU chuyển sơ đồ cho vị trí D. Tuy nhiên do cách
chế
tạo mạch thủy lực, hộp số chỉ được gài lên số 3.
Hở mạch tín hiệu “ L “ :
Khi ở vị trí “ L “, ECU chọn vị trí gài cho vị trí D. Tuy nhiên do cách chế
tạo mạch thủy lực chỉ được gài lên số 2.
Hở mạch tín hiệu “ N “ :
Từ “ N “ sang “ D “ không có điều khiển chống nhấc đầu.
1.5. Cảm biến vị trí bướm ga :
- Cảm biến này được gắn trên bướm ga và cảm nhận bằng điện mức độ
mở bướm ga sau đó nó gởi những dữ liệu này đến ECU ( dưới dạng
tín hiệu điện ) để điều khiển thời điểm chuyển số và khóa biến mô.
- Kiểu dán tiếp
- A140E là kiểu mà ECU động cơ được gắn giữa vị trí cảm biến bướm

góc mở của bướm ga thành điện áp từ 0V đến 8V để báo cho kỹ thuật viên
biết góc mở của bướm ga phát ra từ cực TT có được đưa vào một cách bình
thường hay không.
1.6 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát:
Khi nhiệt độ nước làm mát thấp hơn nhiệt độ xác định, tính năng của động
cơ và khả năng tải sẽ giảm nếu hộp số chuyển lên tỉ số truyền tăng . Để
tránh hiện tượng này, các tín hiệu được nhập vào ECU để ngăn không cho
nó chuyển lên tỉ số truyền tăng trước khi nhiệt độ nước làm mát đạt đến
nhiệt độ xác định.

Cảm biến này cảm nhận nhiệt độ nước làm mát nhờ một nhiệt điện trở, biến
nó thành các tín hiệu điện và gửi các tín hiệu này đến ECU động cơ.

LỚP: CƠ ĐIỆN TỬ_K53

Page 22


THIẾT KẾ MÔN HỌC

Nếu nhiệt độ nước làm mát giảm xuống dưới một nhiệt độ xác định (tức
60°)
ECU động cơ gửi tín hiệu đến OD1 của ECT ECU, ngăn không cho hộp số
chuyển lên O/D và ly hợp khóa biến mô hoạt động.
Ở một kiểu xe ngăn không cho chuyển lên số 3 tại thời điểm này.
ECU động cơ bao gồm chức năng dự phòng: Nếu cảm biến nhiệt độ nước
làm mát hỏng do hở hay chập mạch, ECU động cơ sẽ điều khiển với giả
thiết nhiệt độ nước làm mát là 800°C, mà không phụ thuộc vào nhiệt độ
nước làm mát thực tế.
1.7 Cảm biến tốc độ:

biến mô. Cảm biến này phát ra một xung trong vòng quay thứ cấp.
1.8 Công tắc đèn phanh:

LỚP: CƠ ĐIỆN TỬ_K53

Page 24


THIẾT KẾ MÔN HỌC

ECT ECU nhận biết khi nào đạp phanh. Nó hủy khóa biến mô khi đạp
phanh và nó hủy việc điều khiển nhắc đầu từ N sang D khi đạp bàn đạp
phanh.
Công tắc này được gắn trên giá đỡ bàn đạp phanh. Khi đạp bàn đạp phanh,
công tắc này gởi một tín hiệu đến ECU, báo cho nó biết răng đang đạp
phanh.

ECU cũng hủy hoạt động của ly hợp khóa trong khi đang phanh để tránh
làm chết máy nếu các bánh chủ động bị phanh cứng.
Tín hiệu này cũng được sử dụng để điều khiển chống nhấc đầu N sang D.
Chú ý:
Nếu có hở mạch ở mạch tín hiệu STP, việc hủy khóa biến mô và điều khiển
chống nhấc đầu khi chuyển cần số từ N sang D sẽ không được thực hiện.
1.9 Công tắc chính O/D:

LỚP: CƠ ĐIỆN TỬ_K53

Page 25