Cơ điện tử ô tô cơ bản (part 1)

C
I
N
T


Ô
T
Ô

C
B
N
C N  ÔÔC N
Chng 1
Chng

1

H THNG C IN T VÀ CÁC
À   
TH
À
NH PH

N CH

C N

NG
Khái ni


m h

thn
g
c đi

n t
  g 
Các thành phn ca h thng c đin t
Quá trình phát trin ca h thng c đin t trên ô tô
1.1. KHÁI NIM H THNG C IN T
H thng c đin t là thit b công ngh c khí điu khin t đng
bi thit b đin t => Thit b công ngh c khí + b điu khin t

đng b

ng đin t.
1.1. KHÁI NIM H THNG C IN T
Thit b công ngh c khí + b điu khin t đng.
1.1. KHÁI NIM H THNG C IN T
Thit b công ngh c khí + b điu khin t đng.
1.1. KHÁI NIM H THNG C IN T
S đ khi chc nng ca h thng c đin t
1.1. KHÁI NIM H THNG C IN T
C
đint
là k thut tích hp đalnh vc
C

đin

t

là

k

thut

tích

hp

đa

lnh

vc
C khí + điu khin t đng + đin t và công ngh thông tin.
1.2. CÁC THÀNH PHN CA HT C IN T
1 Thitb ôh khí
1
.
Thit

b
c
ô
ng ng

h
c
khí
:
ây chính là c cu máy công tác, thc hin các thao tác ca quá
ìh ô h
tr
ì
n
h
c
ô
ng ng
h
.
2. Cm bin
(
sensor
)
()
Là thit b chuyn đi nng lng t dng này qua dng khác,
đ

c dùn
g
đ xác đ

nh
g
iá tr


các đ

i l

n
g
v

t l
ý
. Ví d

cm bin
 g  g    g  ý 
vn tc, cm bin gia tc, cm bin ng sut, cm bin áp sut,
cm bin lu lng…
3. C cu chp hành (actuator)
ây là thitb nhn ngunnng lng t bên ngoài và tác đng
ây

là

thit

b

nhn

ngun

nng

lng

t

bên

ngoài

và

tác

đng

vào thit b công ngh trên c s tín hiu điu khin t b điu
khin. Trong các h thng c đin t thng gp ba loi c cu
h hà h là ô t đ (đi )t hti à đ (đi )
c
h
p
hà
n
h

là
c
ô

ng
t
c,
đ
ng c
(đi
n
)

t
n
h

ti
n v
à

đ
ng c
(đi
n
)

quay.
1.2. CÁC THÀNH PHN CA HT C IN T
4. B vi x lý (microprocessor)
D
ù
n
g

l
à
m l
õ
i
ca

b

đ
i
u
khi

n.
Cu
tr
úc

ca
n
ó

g
m 4 th
à
nh
p
h


n
ùgà õcab đ u  Cuúccaóg àp
chính: b tính toán s hc và lô gíc, b điu khin, các thanh ghi và
các bus truyn thông.
5. Phn mm điu khin
Phn mm điu khin th hin thut toán điu khin, có tác dng
ch ra cách thc h

thn
g
ho

t đ

n
g
.
 g   g
1.3. QUÁ TRÌNH PHÁT TRIN CA HT C IN T Ô TÔ
1.3. QUÁ TRÌNH PHÁT TRIN CA HT C IN T Ô TÔ
Các phng tin giao thông vn ti là nhng thí d đin hình v h
thng c đin t.
1.3. QUÁ TRÌNH PHÁT TRIN CA HT C IN T Ô TÔ
Antilock Braking (ABS)
Traction Control S
y
stems
(
TCS
)

y()
Vehicle Dynamics Control (VDC)
Electronic Stability Program (ESP)
Electronically Controlled Suspension (ECS)
Electronically

Controlled

Suspension

(ECS)
Electric Parking Brake (EPB)
Tyre Pressure Monitoring System (TPMS)
  
1.3. QUÁ TRÌNH PHÁT TRIN CA HT C IN T Ô TÔ
- Vào đ

u nhng nm 1960, thi

t b đin t trên ô tô ch là thi

t b
radio. Các thit b chc nng khác thun túy là c khí hoc đin t.
ai an toàn lúc bygi thuntúyc khí H thng cung cp đin
ai

an

toàn

lúc

by

gi

thun

túy

c

khí
.
H

thng

cung

cp

đin

thun túy là h thng đin t. H thng đánh la thng dùng tip
đim c khí…
-H thng c đin t đu tiên ng dng trên ô tô là h thng đánh
la đin t vào cui nhng nm 1970. H thng này gm các cm
binv trí trckhuucmbinv trí trccam cmbinv trí bm
bin

v

trí

trc

khuu
,
cm

bin

v

trí

trc

cam
,
cm

bin

v

trí

bm

ga, cm bin tc đ m bm ga… và b vi x lý đ xác đnh thi
đim đánh la.
-Cng vào nhng nm cui 1970, h thng chng bó cng bánh
xe khi phanh ABS đc n
g
dn
g
trên ô tô. H thn
g
nà
y
dùn
g

g g gy g
các cm bin tc đ ti các bánh xe đ cm nhn s bó cng
bánh xe và b vi x lý phát ra tín hiu điu khin c cu chp hành
thchin điuchnh áp sutdu trong h thng phanh đ các
thc

hin

điu

chnh

áp

sut

du

trong

h

thng

phanh

đ

các

bánh xe không b hãm cng và trt lt.
H thng điukhinchng trt quay TCS (traction control
1.3. QUÁ TRÌNH PHÁT TRIN CA HT C IN T Ô TÔ
-
H

thng

điu

khin

chng

trt

quay

TCS

(traction

control

system) đc phát trin trên ô tô vào gia nhng nm 1990.
Các cm bin xác đnh s trt quay ca các bánh xe trong
quá trình tng tc và b điu khin (vi x lý) điu khin gim
công sut ca đng c truyn đn bánh xe và phanh bánh xe b
trt quay
trt

quay
.
Trên nhng đng trn trt, ti đng c nh hng ln đn
thâ khi t t Khi bá h đãb t td kh
s quay
thâ
n xe
khi

t
ng
t
c.
Khi

bá
n
h
xe
đã

b

t
r
t

d
c,
kh

nng bám ngang gim đi rt nhiu, tc là mt kh nng điu
khin hn
g
.
g
TCS giúp ô tô có duy trì kh nng điu khin hng ca ô tô khi
tng tcvàgiúptng kh nng đng lchc vì duy trì đc đ
tng

tc

và

giúp

tng

kh

nng

đng

lc

hc

vì

duy

trì

đc

đ

trt trong phm vi tt nht (đc bit là vi nhng loi xe có tính
nng đng lc hc cao nh xe đua) và có tác dng nh b vi sai
hn ch trt.
1.3. QUÁ TRÌNH PHÁT TRIN CA HT C IN T Ô TÔ
-H thng điu khin quá trình đng lc hc ô tô VDC (Vehicle
Dynamics Control) đcgiithiutrênôtôvàocuinhng nm

Dynamics

Control)

đc

gii

thiu

trên

ô

tô

vào

cui

nhng

nm

1990. Lúc by gi, h thng này làm vic tng t nh TCS
nhng có thêm cm bin quay thân xe và cm bin gia tc
H th th hi đi h hl ké t iábáh à
ngang.
H

th
ng
th
c
hi
n
đi
u c
h
n
h

l
c
ké
o
t

i
c
á
c
bá
n
h
xe v
à

tc đ ô tô đ ti thiu hóa s sai lch hng chuyn đng ca
ô tô và hn

g
ca các bánh xe dn hn
g
.
g g
-Hin nay trên ô tô s dng h thng điu khin n đnh ca ô

tô ESC (electronic stability control). Nó thc hin đi

u chnh lc
kéo và lc phanh ti các bánh xe đ tránh các hin tng quay
vòng tha và quay vòng thiu
vòng

tha

và

quay

vòng

thiu
.
1.3. QUÁ TRÌNH PHÁT TRIN CA HT C IN T Ô TÔ
- Trên ô tô hin nay, các b vi x lý 8, 16 và 32 bít đc s
dng đ thc hin các chc nng điu khin khác nhau. Các b
vi điu khin vi các b nh EEPROM/EPROM và nhiu thit b
chcnng khác nh ADC PWM Timer đc tích hp trong
chc

nng

khác

nh

ADC
,
PWM
,
Timer
,…
đc

tích

hp

trong

chip dn đc ng dng trên ô tô.
Các b

vi điu khin lo

i 32 bit dùn
g
cho điu khin đ


n
g
c
,
h


  g  g , 
thng truyn lc, túi khí; loi 16 bit dùng cho ABS, TCS, VDC,
h thng điu hòa không khí… và loi 8 bit hin ch dùng đ
điukhingh cagng
điu

khin

gh
,
ca
,
gng
…
1.3. QUÁ TRÌNH PHÁT TRIN CA HT C IN T Ô TÔ
H thng điu khin duy trì khong cách an toàn vi các ô tô phía trc
1.3. QUÁ TRÌNH PHÁT TRIN CA HT C IN T Ô TÔ
Các h thng c đin t trên ô tô hin đang đc phát trin

theo hng hoàn toàn t đng nh

m nâng cao tính nng an
toàn, tính thân thin vi môi trng, tính tin nghi.

Các h thng điu khin bng đin và các h thng mng
không dây đ truyn thông gia ô tô vi các trung tâm điu đ
giao thông và vi các ô tô khác đang đc nghiên cu ng
dng
dng
.
1.3. QUÁ TRÌNH PHÁT TRIN CA HT C IN T Ô TÔ
Các h thng vi c đin MEMS (Micro ElectroMechanical
System), rada sóng ngn đang đc nghiên cu ng dng trên
các ô tô và các h thng c đint trên ô tô ngày càng tinh t
các

ô

tô

và

các

h

thng

c

đin

t

trên

ô

tô

ngày

càng

tinh

t

vi nhiu chc nng u vit.
ng dng ca h thng đnh v toàn cu GPS đang đc
hiê  tê ôtô àôtôđ d đ á  hà tà t
ng
hiê
n c

u
t
r
ê
n
ô

tô
v

à

ô

tô

đ
c
d

đ
o
á
n s


h
o
à
n
t
o
à
n
t

đng trong vòng vài thp k ti.
1.3. QUÁ TRÌNH PHÁT TRIN CA HT C IN T Ô TÔ
1.3. QUÁ TRÌNH PHÁT TRIN CA HT C IN T Ô TÔ
i t 

1.4. LINH KININ, IN T
i
n
t
r

intr cntr dòng đin đi qua và bin đi đinnng thành
hi

n
hi
tn

ng.
ng dng ca đin tr: gii hn dòng đin, dùng đ phân
cc, phân áp, đnh hng s thi gian, v.v
Khi chn đin tr cn chú ý đn các thông s;
-Tr s danh đnh,
-
Công sut danh đnh
Công

sut

danh

đnh
,
- Các giá tr đin dung và đin cm ký sinh.
i t 

1.4. LINH KININ, IN T
i
n
t
r

Bng mã màu ghi tr sđintr
Vch màu
th 1
Vch màu
th 2
Vch màu
th 3
Vch màu
th 4
Màu
Hàng chc
nv
S nhân
Dung sai
Màu

Hàng

chc

n

v
S

nhân

Dung

sai

en 0 0 1 20%
Nâu 1 1 10 1%
 2 2 100 2
%

%
Da cam 3 3 1000 -
Vàng 4 4 10000
-
L

c 5 5 100000 -

Lam 6 6 1000000
-
Tím 7 7 10000000
Xám 8 8 100000000
Trng 9 9 1000000000
Vàng kim

0,1 5%
Bch kim - - 0,01 10%
Không màu - - - 20%

1.4. LINH KININ, IN T
T đin
T
đin
là
loi
linh
kin
tích
lu
nng
lng
di
dng
đin
trng
T
đin
là
loi
linh
kin
tích
lu
nng
lng
di
dng
đin
trng

.
Tr sđin dung catđinlàlng đin tích mà tđin tích trđc
khi đt vào hai má catđinmthiu đinth 1v.
Mttđingm có hai đinccvàlp đinmôiđtgia hai cc.
Tr sđin dung catđint l vidin tích S ca đinccvàhng
sđinmôiε,t l nghch vikhong cách giahaicc. T có cu
trúc dng phng, dng ng hoccun tròn.
Tđin không cho dòng đinmtchiu đi qua, nhng cho dòng
đin xoay chiu đi qua. Tr s dung kháng catđint l nghch vi
đin
dung
ca
t
và
tn
s
ca
dòng
đin
chy
qua
t
đin
dung
ca
t
và
tn
s
ca

dòng
đin
chy
qua
t
.
1.4. LINH KININ, IN T
T đin
T
đin
đc
phân
bit
theo
cht
đin
môi
:
T
đin
đc
phân
bit
theo
cht
đin
môi
:
-T không khí: Gia hai má t là không khí hoc chân không .
-T du: Cht đinmôilàmtloidutng hp không dn đin

.
-T vô c :Cht đinmôilàcácchtrnvôc nh mica, s
(gm), thu tinh.
T
h
Cht
đi
ôi
là
i
ht
d
t
h
-
T

h
uc :
Cht
đi
nm
ôi
là
g
i
y, c
ht
d
o

t
ng
h
p.
-T hoá : Cht đin môi là ôxit kim loi đc hình thành trong
quá trình đin phân. Loit này có tr sđin dung lnnhng nó có phân


ccdng và âm nên ch

dùng trong các mch mtchi

u(lc ngu

n)
hoctruyn các tín hiuâmtn.
1.4. LINH KININ, IN T
T đin
Vch 1 Vch 2 Vch 3 Vch 4 Vch 4 Vch 5
Màu S có
ngha
S có
ngha
S nhân (PF)
Tantan(F)
UDC (V)
T Tantan
Dung sai ≤10PF
>10PF
Polyster

ngha

ngha

Tantan(F)

T

Tantan

>10PF

en 0 0 1
- 2PF ±20% -
1 10
Nâu 1 1 10 10 100 - 0,1PF ±1% -
 2 2 100 250
-±2%
250w
100
Da cam 3 3 1K -
±2,5% -
Vàng 4 4 10K - 400 6,3 - - -
Lc 5 5 100K -
-16
0,5PF ±5% -
Lam 6 6 630 - - -
20
Tím 7 7
- - - -

-
Xám 8 8 0,01
-
0.25PF -
-
0,01 25
Trng 9 9 0,1 0,1
-
3
1PF ±10% -
3

Hng - -
-35
-
1.4. LINH KININ, IN T
T đin
ng dng cat đin:
ng

dng

ca

t

đin:
+ T đin đc dùng đ to phn t dung kháng  trong mch.
Liê l i á hhi khi   dò 1 hi (t
+

Liê
n
l
c g
i
a c
á
c mc
h
xoay c
hi
u
khi
c

n ng

n
dò
ng
1
c
hi
u
(t

liên lc).
+ Trit b tín hiu không cn thit t mt đim trên mch xung đt
(gi là t thoát).
+ T dùng làm phn t dung kháng trong các mch cng hng LC

(g
i là t

c

n
g
hn
g)
.
(g   g g)
+ T dùng trong mch lc gi là t lc.
+ To mch đnh thi, mch phát sóng rng ca, mch vi phân và
tích phân
tích

phân
…
C  
1.4. LINH KININ, IN T
C
u

n c

m
Cuncm tích lu nng lng didng t trng. Nó đccu




tot các vòng dây đint cu

nmtlp hay nhi

ulp, có lõi s

tt
hoc không lõi, có th bckimhoc không bckim.
Tr s cm kháng cacuncm trong mch đin xoay chiut l
thunvih s t cmvàtns ca dòng đinchy qua.
i

1.4. LINH KININ, IN T
i
-

t
iôt bán dn đccutot mtmt ghép n-p vimc đích s
d
ó
h

đi
d
ng n
ó
n
h
 m


tvan
đi
n.
iôt tip đim đcs dng  các mch đ x lý tín hiuvôtuyn
đinnh tách sóng, điuch,bintn iôt tipmt đc dùng đ
chnh lu dòng đin.
i

1.4. LINH KININ, IN T
i
-

t
1.4. LINH KININ, IN T
Transitor
Transisto
r
có hai mt
g
hé
p
n-
p
cutot ba l
p
bán dn.
gp
p
p
Loi transistor p-n-p gi là transistor thun, loi n-p-n gi là transistor

ngc
.
ngc
.
1.4. LINH KININ, IN T
Transitor

1.4. LINH KININ, IN T
Khu

ch đi thut toán
Có th coi khuch đithut toán là mtb khuch đilýtng:
-cóh s khuch đi đin áp vô cùng lnK→∞,
-ditns làm vict 0→∞,
-tr kháng vào cclnZv→∞,
-tr kháng ra ccnh Zr → 0,
- có hai đuvàovàm

t đura:đuvào
(
+
)
g
ilàđu vào khôn
g
đo
,

()
g

g
,
đu vào (-) gilàđuvàođo.
K=AgilàH s khuch
đi
hi
Theo
lý
th t
Ko
đi
hi
u.
Theo
lý
th
uy
t
Ko
=
∞ ,thct Ko = 10
3
÷ 10
6

1.4. LINH KININ, IN T
Khu

ch đi thut toán
c tính cakhuch đithut toán

1.4. LINH KININ, IN T
Cng lô-gíc: NOT
Cng lô-gíc: OR
1.4. LINH KININ, IN T
Cng lô-gíc: AND
Cng lô-gíc: NAND (Not And)
1.4. LINH KININ, IN T
Cng lô-gíc: Negative-AND
Cng lô
gíc: NOR (Not OR)
1.4. LINH KININ, IN T
Cng

lô
-
gíc:

NOR

(Not

OR)
Cng lô-gíc: Negative-OR
Cng lô
gíc: XOR (Exclusive
OR)
1.4. LINH KININ, IN T
Cng

lô

-
gíc:

XOR

(Exclusive
-
OR)
Cng lô-gíc: XNOR (Exclusive-NOR)
Cng lô
gíc: IC cng
1.4. LINH KININ, IN T
Cng

lô
-
gíc:

IC

cng