chuong 0 kien thuc co ban ve he thong dien va dien tu tren oto

Kiến thức cơ bản về điện – điện tử trên ôtô và xe Bus

Biên soạn: ThS. Phạm Quốc Thái Trang 1

CHUYÊN ĐỀ 1: KIẾN THỨC CƠ BẢN VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

VÀ ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG TRÊN ÔTÔ

1.1. CÁC LINH KIỆN THƯỜNG DÙNG TRÊN ÔTÔ

1.1.1. Cầu chì

Cầu chì là thiết bị bảo vệ thông dụng nhất, được nối giữa nguồn điện và

phụ tải dùng để bảo vệ mạch điện khi dòng điện vượt quá giá trị định mức.

Trên ôtô cầu chì thường được bố trí thành từng cụm (hộp cầu chì). Hộp

cầu chì thường được bố trí dưới nắp capô hoặc dưới bảng táplô điều khiển.

Trên ôtô thường sử dụng 2 loại cầu chì: loại dẹt (Blade fuse) và loại hộp

(Cartridge fuse).

a b

Hình 1.1. Cầu chì

a. Bình thường; b. Khi tác động

3

1

2

4a

31

2

b

Hình 1.2. Cấu tạo cầu chì; a. Loại dẹt; b.Loại hộp

1. Phần tử nóng chảy; 2. Vỏ; 3. Dòng điện định mức; 4. Đầu nối



Giá trị dòng điện định mức của cầu chì được ghi trên vỏ cầu chì hoặc

được mã hoá bằng màu.

Bảng 1.1: Dòng điện định mức của các loại cầu chì

Cầu chì loại dẹt (Blade fuse) Cầu chì loại hộp (Cartridge fuse)

Iđm Màu Iđm Màu

5 Vàng/nâu 30 Hồng

7.5 Nâu 40 Xanh đậm

10 Đỏ 50 Đỏ

15 Xanh nhạt 60 Vàng

20 Vàng 80 Đen

25 Trong suốt 100 Xanh nhạt

30 Xanh đậm

1.1.2. Rơle (Relay)

Rơle là thiết bị đóng mở trung gian, có chức năng như bộ khuếch đại dòng

(dùng dòng điện nhỏ điều khiển dòng lớn). Rơle được dùng hầu hết các mạch

điều khiển trên ôtô như: điều khiển còi, đèn, bơm nhiên liệu, khởi động, điều

hoà, quạt làm mát,…

Rơle thường được bố trí thành từng cụm. Trên hầu hết các loại xe, các

rơle thường được bố trí dưới nắp capô hoặc dưới bảng táplô điều khiển,…

Rơle bao gồm cuộn dây 2 được quấn trên lõi thép 1, cặp tiếp điểm 3 (gồm

tiếp điểm động và tiếp điểm tĩnh). Khi cuôn dây rơle được cấp dòng điện thì trên

lõi thép sinh ra lực điện từ làm hút cần tiếp điểm và đóng tiếp điểm, cấp nguồn

động lực cho hệ thống làm việc.



Rơle dùng trên ôtô có nhiều hình dạng khác nhau: loại 3 chân, 4 chân,

5 chân.

2

1 31

2

34

a b

Hình 1.3. Cấu tạo cầu chì; a. Từ nguồn; b. Đến phụ tải;

1. Lõi thép; 2. Cuôn dây; 3. Tiếp điểm; 4. Công tắc điều khiển

Hình 1.4. Sơ đồ mạch các loại rơle trên ôtô

Hình 1.5. Sơ đồ chân các loại rơle điển hình trên ôtô



Khi rơle ngắt, trên cuộn dây rơle xuất hiện sức điện động tự cảm có thể

lên đến 200V có chiều ngược lại, sức điện động này có thể làm hỏng thiết bị điều

khiển (Transistor) hỏng. Để dập tắt sức điện động ngược, bên trong cuộn dây

rơle được nối song song Điot hoặc điện trở (có giá trị lớn).

Việc kiểm tra, chẩn đoán rơle có thể thực hiện bằng cách: quan sát, dùng

đồng hồ đo, dùng nguồn điện.

Hình 1.6. Sơ đồ mạch các loại rơle tích hợp Điot

Hình 1.7. Sơ đồ mạch điều khiển còi điện



1.1.3. Điot

1.1.3.1. Công dụng:

Điot được cấu tạo từ hai lớp bán dẫn loại P và N tiếp xúc với nhau. Điot

chỉ cho dòng điện đi qua theo 1 chiều từ Anode sang Cathode. Nó được coi như

van một chiều trong mạch điện và được dùng rộng rãi trong các mạch chỉnh lưu,

mạch ổn áp, mạch bảo vệ,..

1.1.3.2. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động:

Khi cho hai lớp bán dẫn P và N tiếp xúc với nhau, các hạt dẫn điện sẽ

khuếch tán quan lớp tiếp giáp, hình thành điện trường tiếp xúc Etx có chiều từ N

sang P. Điện trường này tạo nên sự chuyển động gia tốc của các hạt và ngăn cản

sự khuếch tán, tạo nên trạng thái cân bằng động. Trạng thái cân bằng động này sẽ

bị phá vỡ nếu khi đặt vào hai lớp tiếp xúc một điện trường ngoài.

Khi đặt vào Điot một nguồn điện ngoài Ung có chiều như hình 1.9, sẽ sinh

ra điện trường ngoài Eng có chiều cùng chiều với Etx (chiều từ N sang P). Khi đó,

điện trường ngoài Eng xếp chồng với điện trường Etx tạo nên điện trường tổng làm

cho các hạt dẫn bị dồn về phía hai đầu lớp bán dẫn, làm tăng bề rộng vùng nghèo

điện tích. Trong trường hợp này, Điot bị khoá (phân cực ngược).

Hình 1.8. Sơ đồ ký hiệu và cấu tạo của Điot

Etx



Hình 1.10 thể hiện sơ đồ mạch khi phân cực ngược cho Điot, lúc này đèn

sẽ tắt (Lamp off).

Khi đặt vào Điot một nguồn điện ngoài Ung có chiều như hình 1.11, sẽ

sinh ra điện trường ngoài Eng (có chiều từ P sang N) ngược chiều với Etx (nhưng

có cường độ lớn hơn nhiều so với Etx). Khi đó điện trường ngoài Eng xếp chồng

với điện trường Etx tạo nên điện trường tổng, gia tốc các hạt chuyển động ồ ạc

qua lớp tiếp giáp, làm phá vỡ lớp tiếp giáp. Trong trường hợp này, Điot được mở

(phân cực thuận).

Như vậy, tiếp giáp P-N chỉ cho dòng chảy qua một chiều nhất định.

Etx

Eng

P N

Ung


Hình 1.10. Sơ đồ mạch khi phân cực ngược cho Điot



Hình 1.12 thể hiện sơ đồ mạch khi phân cực thuận cho Điot, lúc này đèn

sẽ sáng (Lamp on).

1.1.3.3. Đặc tuyến Vôn – Ampe của Điot:

Đặc tuyến Điot biễu thị mối quan hệ giữa dòng điện qua Điot và điện áp

đặt trên hai cực A và K của nó (Hình 1.13). Trên đặc tuyến V-A của Điôt có 3

vùng rõ rệt:

Vùng (1): Điot được phân cực thuận, với đặc trưng: dòng điện lớn (mA),

điện áp nhỏ, điện trở nhỏ. Khi đạt giá trị uAK ≥ u0 thì Điot phân cực (u0 = 0.7V:

đối với bán dẫn loại Si; u0 = 0.3V: đối với bán dẫn loại Ge).

Vùng (2): Điot phân cực ngược (khoá), với đặc trưng: điện trở lớn

Vùng (3): Vùng đánh thủng tiếp giáp P-N, với đặc trưng: dòng điện ngược

tăng mạnh, điện trở nhỏ, điện áp gần như không đổi và đạt giá trị uđt

Etx

Eng

P N

Ung





1.1.3.4. Phân loại:

Theo vật liệu chế tạo: Điot có 2 loại: Si và Ge.

Theo tần số làm việc giới hạn: Điot tần số cao và Điot tần số thấp.

Theo công suất: Điot công suất thấp (IAK <300mA), Điot công suất

cao.

Theo nguyên lý hoạt động và phạm vi ứng dụng:

Hình 1.13. Đặc tuyến V-A của Điot bán dẫn

(1): Vùng Điot phân cực thuận; (2): Vùng Điot phân cực ngược;

(3): Vùng đánh thủng tiếp giáp P-N

uđt: điện áp đánh thủng; u0: điện áp ngưỡng mở Điot

IA(mA)

uAK(V)

uđt

(1)

(2)

(3)

u0

a b

c d

Hình 1.14. Ký hiệu các loại Điot

a. Điot chỉnh lưu; b. Điot biến dung; c. Điot quang; Điot Zener



- Điot chỉnh lưu: dùng để chỉnh lưu nguồn điện xoay chiều thành

nguồn một chiều.

- Điot ổn định điện áp (Zener): hoạt động theo cơ chế phân cực ngược.

Khi phân cực thuận thì Điot Zener hoạt động như Điot chỉnh lưu nhưng khi phân

cực ngược thì Điot Zener sẽ giữ cố định điện áp bằng giá trị điện áp trên Zener.

- Điot quang (photo Diode): bao gồm: điot phát quang (Light Emitting

Diode_LED): khi được phân cực thuận Điot sẽ phát sáng và Điot cảm quang

(photo Diode): khi chiếu ánh sáng vào thì Điot sẽ dẫn.

- Điot biến dung (Varicap Diode): thường dùng trong kỹ thuật giao

động để ổn định hay điều chỉnh tần số.

Hình 1.17. Ký hiệu và hình dạng thực tế của Điot cảm quang

Cathode(－) Anode(＋)

Hình 1.16. Ký hiệu và hình dạng thực tế của Điot phát quang


Hình 1.15. Ký hiệu và hình dạng thực tế của Điot Zener




1.1.3.5. Ứng dụng:

a. Ứng dụng Điot chỉnh lưu

- Chỉnh lưu nửa chu kỳ:

- Chỉnh lưu hai nửa chu kỳ

uv(AC)

u

uR

uR (DC)

t uv(AC)

D3 D4

D1 D2

R

t

Hình 1.19. Sơ đồ mạch và dạng tín hiệu chỉnh lưu nửa chu kỳ

AC

Diode IR uv(AC)

u

uR

uR(DC)

t

t

uv

Hình 1.18. Sơ đồ mạch và dạng tín hiệu chỉnh lưu nửa chu kỳ



- Chỉnh lưu cầu ba pha

b. Ổn định điện áp (Điot Zener):

Hình 1.21. Sơ đồ mạch hệ thống cung cấp trên ôtô (chỉnh lưu cầu ba

12

3

A

C B

Cuäün dáy stato Âi äút

D1 D3 D5

D2 D4 D6

Taíi

Hình 1.20. Sơ đồ chỉnh lưu cầu 3 pha

Điot

Input

Output

Hình 1.22. Sơ đồ mạch ổn định điện áp



e. Ứng dụng vệ thiết bị điều khiển

f. Ứng dụng Điot quang :

Hình 1.23. Sơ đồ mạch điều khiển động cơ điện (Điot bảo vệ Transistor)

12 BATTM

Power T/R

BlowerMotor

A/C ECU

Hình 1.24. Sơ đồ mạch điều khiển quạt A/C (Điot bảo vệ Transistor)

Hình 1.25. Sơ đồ mạch điều khiển đèn dùng Điot cảm quang

Photo diode

Battery 12 volts Lamp



1.1.3.6. Kiểm tra, chẩn đoán:

Việc kiểm tra và chẩn đoán Điot bằng cách dùng đồng hồ điện, được tiến

hành như sau:

- Ở thang đo điện trở Rx1 ta tiến hành đặt hai que đo vào hai đầu Điot,

sau đó đảo đầu hai que đo.

- Nếu quan sát thấy kim đồng hồ một lần lên hết, một lần không lên thì

Điot hoạt động tốt.

- Nếu quan sát thấy kim đồng hồ một lần lên hết, một lần lên 1/3 vạch thì

Điot bị rò rỉ.

- Nếu quan sát thấy kim đồng hồ hai lần đều lên hết thì Điot bị thủng.

- Nếu quan sát thấy kim đồng hồ hai lần không lên hết thì Điot bị đứt.

a b c

Hình 1.26. Hình dạng một số loại Điot

a. Điot chỉnh lưu; b. Điot Zener; c. Điot quang

Hình 1.27. Kiểm tra Điot bằng đồng hồ kim



1.1.4. Transistor (BJT)

1.1.4.1. Công dụng:

Transistor được cấu tạo từ ba lớp bán dẫn ghép với nhau, dùng để khuếch

đại tín hiệu. Transistor là linh kiện rất phổ biến và hầu như có mặt trong tất cả

các mạch điện tử.

1.1.4.2. Cấu tạo, nguyên lý hoạt:

Transistor gồm ba lớp bán dẫn ghép với nhau hình thành hai lớp tiếp giáp

P-N. Nếu ghép theo thứ tự PNP ta có Transistor thuận, ngược lại nếu ghép theo

thứ tự NPN ta có Transistor nghịch. Về phương diện cấu tạo thì Transistor tương

đương với hai Điot nối ngược chiều nhau.

Ba lớp bán dẫn được bối với ba cực:

- Cực giữa, ký hiệu B (Base) là cực gốc: được nối với lớp bán dẫn mỏng

nhất và mật độ hạt dẫn thấp nhất.

- Cực E (Emitter) là cực phát: được nối với lớp bán dẫn có mật độ hạt

dẫn lớn nhất.

Hình 1.28. Cấu tạo, sơ đồ tương đương và ký hiệu của Transistor loại NPN

Hình 1.29. Cấu tạo, sơ đồ tương đương và ký hiệu của Transistor loại PNP



- Cực C (Collector) là cực góp: được nối với lớp bán dẫn có mật độ hạt

dẫn trung bình.

Để Transistor hoạt động thì phải đặt điện áp một chiều vào các cực của nó,

gọi là phân cực cho Transistor. Khi cấp nguồn UBE và UCE như trên hình 1.30

thì lớp tiếp giáp JE phân cực thuận và JC phân cực ngược.

Đối với Transistor loại NPN, do lớp tiếp giáp JE phân cực thuận nên tạo ra

điện trường gia tốc các electron từ miền E phun qua lớp tiếp giáp JE tạo thành

dòng IE, một phần nhỏ các electron đi vào cực miền B tạo thành dòng IB. phần

còn lại các electron tiếp tục chuyển động sang lớp tiếp giáp JC, tại đây các

electron tiếp tục được gia tốc bởi điện trường (do JC phân cực ngược) và chuyển

động qua miền C, tạo thành dòng IC.

Tương tự, đối với Transistor loại PNP, do lớp tiếp giáp JE phân cực thuận

(hình 1.31) nên tạo ra điện trường gia tốc lỗ trống từ miền E phun qua lớp tiếp

giáp JE tạo thành dòng IE, một phần nhỏ các lỗ trống đi vào cực miền B tạo

thành dòng IB. phần còn lại các lỗ trống tiếp tục chuyển động sang lớp tiếp giáp

Hình 1.30. Sơ đồ nguyên lý hoạt động của Transistor loại NPN



JC, tại đây các lỗ trống tiếp tục được gia tốc bởi điện trường (do JC phân cực

ngược) và chuyển động qua miền C, tạo thành dòng IC.

Quan hệ dòng điện qua các cực của Transistor: IE = IB + IC

Để đánh giá mức độ điều khiển của dòng IB đến dòng IC, người ta định nghĩa hệ số khuếch đại dòng điện của Transistor (β):

β = IC/IB

⇒ IE = (1 + β)IB

β có giá trị khoảng vài chục đến vài trăm.

Như vậy, Transistor như là một khoá điện tử, trong đó B là cực điều

khiển. Để điều khiển phân cực cho Transistor thì:

- Transistor loại PNP: UEB ≥ 0.7V: đối với vật liệu bán dẫn Si và

UEB ≥ 0.3V: đối với vật liệu bán dẫn Ge.

- Transistor loại NPN: UBE ≥ 0.7V: đối với vật liệu bán dẫn Si và

UBE ≥ 0.3V: đối với vật liệu bán dẫn Ge.

Hình 1.31. Sơ đồ nguyên lý hoạt động của Transistor loại NPN



1.1.4.3. Đặc tính của Transistor

Transistor có ba chế độ làm việc: chế độ khuếch đại, chế độ dẫn bão hoà

và chế độ ngắt. Trong các ứng dụng trên ôtô thường dùng Transistor ở chế độ

dẫn bão hoà và chế độ ngắt.

1.1.4.4. Phân loại Transistor

Theo vật liệu lớp bán dẫn: Transistor PNP (thuận) và NPN (nghịch)

Theo công suất: Transistor công suất thấp và transistor công suất cao.

Theo chức năng làm việc: Transistor khuếch đại và Transistor chuyển

mạch (dẫn bão hoà/ngắt).

Theo cấu tạo và nguyên lý hoạt động: Transistor lưỡng cực (BJT:

Bipolar Junction Transistor) và Transistor trường (FET: Field - Effect

Transistor)

1.1.4.5. Ứng dụng :

Trên ôtô Transistor được sử dụng rất phổ biến trong tấc cả các mạch:

mạch điều khiển động cơ quạt điều hoà, mạch điều chỉnh điện áp ( tiết chế bán

dẫn), mạch điều khiển đánh lửa, bên trong bộ điều khiển ECU đều có Transistor

để điều khiển cơ cấu chấp hành,…

Hình 1.32. Đặc tính của Transistor

(1): Vùng làm việc khuếch đại; (2): vùng dẫn bão hoà; (3): vùng ngắt



R1=1

12V D235 (NPN TR)

1~100ΩVariable resistor

BaseEmitter

CollectorM

Motor

Hình 1.33. Sơ đồ mạch điều khiển tốc độ quạt điều hoà

From ignition key switch

Pin No 23 Ground G11

Hình 1.34. Sơ đồ mạch điều khiển đánh lửa



1.1.4.5. Chẩn đoán và kiểm tra:

Hiện nay trên thị trường có nhiều loại Transistor do nhiều hãng sản xuất

nhưng thông dụng nhất là các Transistor của Nhật, Mỹ và Trung Quốc sản xuất.

- Transistor do Nhật sản xuất thường bắt đầu bằng các chữ cái: A, B, C,

D,…Ví dụ: A654, B733, C828, D1555,…Trong đó A, B ký hiệu cho Transistor

thuận PNP; các Transistor nghịch NPN ký hiệu C, D. Các transistor công suất

nhỏ ký hiệu: A, C; Các transistor công suất lớn ký hiệu: B, D. Thứ tự chân của

Transistor: từ trái sang phải: ECB với Transistor công suất nhỏ; BCE với

Transistor công suất lớn.

Hình 1.35. Sơ đồ ECU điều khiển các cơ cấu chấp hành

a b c

Hình 1.36. Hình dạng một số loại Transistor

a. Transistor BJT công suất nhỏ; b. Transistor BJT công suất lớn;

c. Transistor trường (MOSFET)



- Transistor do Mỹ sản xuất thường bắt đầu bằng 2N,…Ví dụ: 2N2222,

2N3055, 2N4073,…Thứ tự chân của transistor: từ trái sang phải: EBC.

- Transistor do Trung Quốc sản xuất: bắt đầu bằng số 3, tiếp theo là hai

chữ cái. Chữ cái thứ nhất cho biết loại Transistor: A, B là Transistor thuận PNP;

C, D là Transistor nghịch NPN. Ví dụ: 3CP25, 3AP20,.. Thứ tự chân của

transistor: từ trái sang phải: CBE.

Để xác định các chân của Transistor có thể sử dụng một trong các biện

pháp sau:

- Nhớ nguyên tắc thứ tự chân như trên.

- Dựa vào sổ tay tra cứu.

- Tra cứu trên mạng internet.

- Dùng đồng hồ đo.

Việc kiểm tra, chẩn đoán Transistor dùng đồng hồ đo (transistor tương

đương với hai Điot đấu chung cực B).

- Nếu đo từ B sang C và từ B sang E (theo chiều thuận) kim đều lên và

đảo vị trí hai que đo ( đo theo chiều ngược) thì kim không lên ⇒ Transistor còn

tốt.

Transistor thuận Transistor ngược

Hình 1.37. Sơ đồ tương đương của Transistor



- Nếu đo từ B sang C và từ B sang E (theo chiều thuận) và đảo vị trí hai

que đo (đo theo chiều ngược) kim đều lên ⇒ Transistor bị chập hay bị rò.

- Nếu đo chiều thuận từ B sang C hoặc từ B sang E theo chiều thuận mà

kim không lên ⇒ Transistor bị đứt BE hoặc BC.

- Nếu đo từ E sang C mà kim lên ⇒ Transistor bị chập CE.

1.1.5. Mạch tích hợp (IC - Integrated Circuit)

IC là một vi mạch gồm nhiều phần tử như: điện trở, tụ điện, Điot,

Transistor,… được tích hợp tại các bề mặt của một chất nền mỏng của vật liệu

bán dẫn và được bao bọc trong khối bằng nhựa hoặc gốm. Mạch tích hợp được

sử dụng trong hầu hết các thiết bị điện tử, đặc biệt là trong các vi mạch trên ôtô.

Dựa vào mật độ các phần tử tích hợp bên trong, mạch tích hợp được chia làm

các loại:

- Mạch tích hợp cỡ nhỏ (SSI): chứa ít hơn 100 phần tử

- Mạch tích hợp cỡ trung bình (MSI): từ 100 - 1000 phần tử

- Mạch tích hợp cỡ lớn (LSI): từ 1000 – 100.000 phần tử

- Mạch tích hợp cỡ rất lớn (VLSI): chứa từ 100.000 phần tử trở lên

Theo cấu trúc và ứng dụng, mạch tích hợp được chia làm:

- Mạch tương tự: dùng để xử lý các tín hiệu tương tự. Tín hiệu tương tự là

tín hiệu liên tục theo thời gian. Đặc điểm của mạch tương tự là tín hiệu đầu ra tỷ

Hình 1.38. Mạch tích hợp (IC)



lệ tuyến tính với tín hiệu đầu vào. Các mạch tương tự thông dụng như: mạch

khuếch đại, mạch dao động.

- Mạch số: dùng để xử lý các tín hiệu số hay xung số. Các mạch số thông

dụng như: mạch logic cơ bản mạch Flip-Flop, mạch đếm,… ứng dụng nhiều

trong đo lường và xử lý thông tin.

+ Tín hiệu số: là tín hiệu thay đổi theo mức, biên độ của nó chỉ có hai giá

trị là mức cao (5V, 12V) và mức thấp (0V). Thời gian chuyển đổi từ mức biên độ

thấp lên cao hay từ cao xuống thấp được xem rất ngắn và được xem tức thời.

Hình 1.41 minh họa về mạch số: Khi công tắc (switch) đóng thì Transistor

dẫn Uce = 0 (đầu ra mức tín hiệu thấp). Khi công tắc (switch) ngắt thi Transistor

khoá Uce = 12V (đầu ra mức tín hiệu thấp).

Input Output

Hình 1.39. Sơ đồ khối mạch tương tự

Input Output

Hình 1.40. Sơ đồ khối mạch số

Uce

Switch

12 volts Battery

Hình 1.41. Sơ đồ mạch số



Các IC số chứa nhiều phần tử khác nhau, được tạo thành từ các mạch logic.

Các mạch logic này có khả năng xử lý hai hay nhiều các tín hiệu, bao gồm các

mạch: AND, OR, XOR, NOT, NAND, NOR.

- Cổng logic AND: đầu ra của cổng AND bằng “1” khi tất cả các tín hiệu

đầu vào có mức tín hiệu “1”. Khi có một tín hiệu đầu vào có mức logic “0” thì

đầu ra của cổng AND bằng “0”

Ví dụ: đèn phanh sáng lên khi công tắc máy được mở và công tắc phanh

được tác động.

Mạch tương đương Mạch thực tế Ký hiệu Quan hệ vào/ra

A B C

1 1 1 0 0 1 0 0

1 0 0 0

ON

12 volts

0 volts

Uce OFF OFF OFF

ON ON TR

Hình 1.42. Tín hiệu số

Hình 1.43. Sơ đồ mạch cổng logic AND



- Cổng logic OR: đầu ra của cổng OR bằng “1” ít nhất một tín hiệu đầu vào

có mức tín hiệu “1”. Khi tất cả các tín hiệu vào bằng “0” thì đầu ra bằng “0”.

Mạch tương đương Mạch thực tế Ký hiệu Quan hệ vào/ra

A B C

1 1 1 0 0 1 0 0

1 1 1 0

- Cổng logic NOT: tín hiệu đầu ra của cổng NOT đảo với tín hiệu đầu vào.

Đầu ra bằng “1” khi tín hiệu đầu vào có mức tín hiệu “0” và ngược lại.

Representation Actual Circuit Logic Symbol Input/Output relation

A B

1 0

0 1

Hình 1.44. Sơ đồ mạch điều khiển đánh lửa



- Cổng logic NAND: là mạch tổ hợp giữa cổng AND và NOT. Đầu ra chỉ

bằng “0” khi tất cả các tín hiệu đầu vào có mức tín hiệu “1”

Ký hiệu Quan hệ vào ra

Đầu vào Đầu ra

A B Y

0 0 1 1

0 1 0 1

1 1 1 0

- Cổng logic NOR: là mạch tổ hợp giữa cổng OR và NOT. Đầu ra chỉ bằng

“1” khi tất cả các tín hiệu đầu vào có mức tín hiệu “0”

Ký hiệu Quan hệ vào ra

Đầu vào Đầu ra

A B Y

0 0 1 1

0 1 0 1

1 0 0 0

1.1.6. Bộ điều khiển (máy tính)

Bộ điều khiển là một vi mạch tổ hợp cỡ lớn dùng để nhận biết tín hiệu,

tính toán, lưu trữ thông tin, quyết định chức năng hoạt động và gửi các tín hiệu

điều khiển thích hợp đến các cơ cấu chấp hành.

Trên ôtô có thể một hoặc nhiều bộ điều khiển. Bộ phận chủ yếu của nó là

bộ vi xử lý (Microprocessor) hay còn gọi là CPU, CPU lựa chọn các lệnh và xử

lý số liệu từ bộ nhớ ROM và RAM chứa các chương trình và dữ liệu ngõ vào ra

(I/O) điều khiển nhanh số liệu từ các cảm biến và chuyển các dữ liệu đã xử lý

đến điều khiển các cơ cấu chấp hành.



Bộ vi xử lý: Bộ vi xử lý có chức năng tính toán và ra quyết định. Nó là

‘‘bộ não’’ của bộ điều khiển.

Bộ nhớ: gồm các loại:

- Bộ nhớ ROM (Read Only Memory): dùng trữ thông tin thường trực và

chỉ đọc thông tin từ đó ra chứ không thể ghi vào được. Chương trình điều khiển

động cơ do nhà sản xuất lập trình và được nạp sẵn trong bộ nhớ ROM.

- RAM (Random Access Memory): bộ nhớ truy xuất ngẫu nhiên dùng để

lưu trữ thông tin mới tạm thời hoặc kết quả tính toán trung gian khi động cơ làm

việc. Khi mất nguồn cung cấp từ acquy đến máy tính thì dữ liệu trong bộ nhớ

RAM sẽ không còn.

Đường truyền – BUS: có nhiệm vụ chuyển các lệnh và số liệu trong

giữa các bộ phận bên trong bộ điều khiển

Mạch giao tiếp ngõ vào:

- Bộ chuyển đổi A/D (Analog To Digital Converter): dùng để chuyển các

tín hiệu tương tự từ đầu vào với sự thay đổi điện áp trên các cảm biến thành các

tín hiệu số để đưa vào bộ xử lý.

Hình 1.45. Sơ đồ khối cấu trúc bộ điều khiển trên ôtô



- Bộ đếm (counter): đếm xung tín hiệu từ các cảm biến (tốc độ động cơ,

tốc độ xe) rồi gửi số đếm đến bộ vi xử lý.

- Bộ khuếch đại (amplifier): Một số cảm biến có tín hiệu rất nhỏ nên trong

ECU cần phải có các bộ khuếch đại.

- Bộ ổn áp: bên trong ECU có các IC điều áp 7812 và 7805 để ổn áp:

12V và 5V. Nguồn 5V cung cấp cho các cảm biến làm việc.

Hình 1.46. Bộ chuyển đổi A/D

Bäü chuyãøn âäøi A/d

Bäü vi xæí lyï

Dáy tên hiãûu

5V

Hình 1.48. Bộ khuếch đại

Tên hiãûu maûnh Bäü vi xæí lyï

Bäü vi xæí lyï

Tên hiãûu yãúu

Âiãûn aïp thay âäøi ECU

Hình 1.47. Bộ đếm

Bäü vi xæí lyï

Bäü âãúmSäú

ECU

SENSOR



Giao tiếp ngõ ra: tín hiệu điều khiển từ bộ vi xử lý sẽ đưa đến các

transistor công suất điều khiển rơle, solenoid, môtơ, ...

Hình 1.50. Giao tiếp ngõ ra

ECU

Bäü vi xæí lyï

Âiãöu khiãøn

RåleMätåSolenoi....

Hình 1.49. Bộ ổn áp

Bäü vi xæí lyï

Bäü äøn aïp

ECU

B+ (12V)

chuong 0 kien thuc co ban ve he thong dien va dien tu tren oto

Documents