Van bướm ga điều chỉnh bằng điện tử là gì? Ưu nhược điểm của hệ thống DBW

Van bướm ga điều chỉnh bằng điện tử là một bộ phận trong hệ thống điều khiển động cơ. Hệ thống này giúp kiểm soát lưu lượng khí đến động cơ bằng cách mở và đóng van bướm ga một cách chính xác dựa vào các tín hiệu từ cảm biến truyền về ECU. Cùng Honda Ô tô Mỹ Đình tìm hiểu chi tiết về hệ thống này nhé!

Van bướm ga điều chỉnh bằng điện tử (DBW) là gì?

Van bướm ga điều chỉnh bằng điện tử (Drive-By-Wire – DBW) là công nghệ được sử dụng trên các phương tiện giao thông hiện đại nhằm thay thế các liên kết cơ học truyền thống giữa bàn đạp ga và thân ga bằng các cảm biến và cơ cấu chấp hành điện tử. Khi bạn nhấn bàn đạp ga trên một chiếc xe truyền thống, một dây cáp hoặc thanh liên kết sẽ trực tiếp mở hoặc đóng van tiết lưu, điều khiển lượng khí nạp của động cơ và do đó, điều khiển tốc độ của xe.

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của van bướm ga điều chỉnh bằng điện tử (DBW)

Hệ thống DBW hiện đại bao gồm cụm bàn đạp điện tử có cảm biến vị trí bàn đạp dự phòng. Cụm bàn đạp nhận diện và nối ground từ hai mạch riêng biệt. Cụm bàn đạp có 2 cảm biến vị trí gửi thông tin vị trí bàn đạp đến ECU. Hai cảm biến này xuất ra các tín hiệu vị trí giống nhau miễn là cả hai cảm biến vị trí đều hoạt động bình thường. Nếu mạch nguồn hoặc mạch nối ground bị gián đoạn ở một trong các cảm biến, tín hiệu đầu ra từ hai cảm biến vị trí không khớp nhau. Cụm bàn đạp có thể cho ECU biết liệu nó có hoạt động bình thường hay không.

Thân ga cơ giới điện tử của hệ thống DBW cũng có tính năng dự phòng tín hiệu vị trí bướm ga. Hầu hết các thân ga DBW đều có 6 dây, 2 dây dùng để điều khiển mô tơ định vị đóng hoặc mở ga, 2 dây khác được sử dụng để cấp nguồn +5V và mạch nối ground cho 2 cảm biến TPS bên trong thân van tiết lưu, 2 dây cuối cùng là đầu ra tín hiệu báo vị trí bướm ga về ECU.

Ở giữa cụm bàn đạp ga điện tử và thân ga điện tử là ECU. Cách ECU điều khiển bướm ga dựa trên thông tin vị trí bàn đạp và các thông tin đầu vào ECu sẽ quyết định xem hệ thống DBW đang hoạt động tốt hay xấu. Mặc dù có một số thông số tốc độ phần cứng và bộ xử lý có thể ảnh hướng đến hiệu suất của hệ thống DBW, nhưng phần sụn và việc điều chỉnh các bảng DBW nhìn chung sẽ có trọng lượng hơn trong kết quả cuối cùng.

Ưu nhược điểm của van bướm ga điều chỉnh bằng điện tử (DBW)

Ưu điểm

• Không gặp phải các vấn đề về dây ga: Mặc dù dây ga là một giải pháp cực kỳ đơn giản nhưng nó cũng có những nhược điểm. Theo thời gian, cáp thép có thể giãn ra và có thể cần phải điều chỉnh cho phép vận hành ở chế độ không tải và hết ga. Hệ thống DBW không gặp phải vấn đề này. Khi thực hiện hoán đổi động cơ hoặc nâng cấp đường ống nạp, dây ga OEM có thể quá dài hoặc quá ngắn để hoạt động bình thường. Với hệ thống DBW, vấn đề về dây ga sẽ không xảy ra.
• Loại bỏ thiết bị cần thiết của Van điều khiển không khí không tải: Van điều khiển không khí không tải là một bộ phận cần thiết trên động cơ ga cơ học thông thường. Van này cho phép hút thêm không khí vào động cơ để tăng tốc độ không tải trong thời gian sau khi khởi động và làm nóng động cơ. Thành phần này được loại bỏ trong phần lưu trữ DBW. Trong khi việc điều khiển không tải thường được thực hiện bằng van điều khiển không tải thì ECU chỉ cần điều chỉnh bướm ga trong thân bướm ga điện tử để đạt được mục tiêu không tải.
• Thêm cảm biến dự phòng TPS: Với chiến lược dựa trên VE, nhiều bộ điều chỉnh thích hợp sử dụng TPS hơn là lập bản đồ tốc độ cơ khí cho các bảng VE. Nhờ các TPS kép cảm biến của DBW, ECU sẽ nhanh chóng xác định lỗi biến cảm ứng.
• Cải thiện khả năng lái của thân bướm ga lớn: ECU có thể lập bản đồ mối quan hệ giữa vị trí bàn đạp và độ mở bướm ga. Do đó, hệ thống DBW có thể được hiệu chỉnh để cung cấp phần trăm tổng momen xoắn có sẵn dựa trên vị trí bướm da thay vì chỉ khớp phần trăm hành trình vị trí bàn đạp với phần trăm độ mở vị trí bướm ga.
• Hiệu chỉnh ECU một phần bướm ga dễ dàng hơn: Việc giữ động cơ ở một góc ga cụ thể là chắc chắn. Bạn có thể chỉ cần xây dựng một bảng tạm thời cho đầu vào của bàn đạp đến góc ga để duy trì ở góc ga đã đặt.
• Chế độ khởi động w/Điều khiển bướm ga: Một số ECU cho phép thiết lập động cơ và xe ở “chế độ khởi động”. Khi ở chế độ khởi động này, tốc độ tăng tốc mục tiêu trước đó và tốc độ mục tiêu thường được chỉ định. Khi ECU không kiểm soát được ga, khả năng đánh lửa chậm, cắt lửa xi lanh có chọn lọc và vận hành điện tử xửa xả được sử dụng để cố gắng giúp động cơ sẵn sàng khởi động ở tốc độ tăng tốc động cơ mong muốn.
• Yêu cầu và phân phối dựa trên momen xoắn: Một số ECU có thể tính toán công suất momen xoắn của động cơ dựa trên việc biết dung tích của động cơ, hiệu suất thể tích, tỷ lệ áp suất, mật độ không khí, vị trí bướm ga và lưu lượng nhiên liệu. Vì ECU có thể ước tính chính xác công suất momen xoắn nên có thể lập bản đồ động cơ dựa trên yêu cầu momen xoắn. Nếu momen xoắn ước tính cung cấp thấp hơn yêu cầu, ECU có thể mở ga nhiều hơn. Nếu momen xoắn ước tính cung cấp lớn hơn mức yêu cầu thì có thể đóng ga nhiều hơn. Vì công suất momen xoắn tỷ lệ thuận với áp suất xi lanh nên việc hiệu chỉnh động cơ với các giới hạn dựa trên momen xoắn có thể giữ cho động cơ không vượt quá mức công suất momen xoắn mong muốn.
• Xuống số phù hợp với số vòng quay và lên số không cần nâng: Khi ECU có quyền kiểm soát thân ga điện tử, nó cũng có thể có khả năng thực hiện các số xuống phù hợp với số vòng quay giống như một số xe OEM cung cấp. ECU cũng cấp biết trạng thái của ly hợp để biết khi nào đang chuyển số lên hoặc xuống. 
• Kiểm soát lực kéo thông qua bướm ga: Vì hệ thống DBW đặt thân ga điện tử dưới sự điều khiển của ECU nên ECU có thể sử dụng chiến lược kiểm soát lực kéo. Trên xe 2wd, ECU sẽ phải đo ít nhất một trong các bánh được dẫn động và một trong các bánh không được dẫn động để tính tỷ lệ trượt, Trên xe awd, hệ thống kiểm soát độ bám đường yêu cầu tín hiệu GPS để tính toán độ thực tế của xe vì cả 4 bánh đề có thể quay khi mất độ bám đường.
• Kiểm soát hành trình (Cruise Control và Valet): Hệ thống DBW không yêu cầu bất kỳ động cơ, liên kết hoặc cáp bổ sung nào để thực hiện kiểm soát hành trình. Một số ECU không thể thực hiện kiểm soát hành động mà vẫn có thể cung cấp chế độ máy khách. Với valet mode, bạn có thể đặt giới hạn cho mức tối đa ga được phép khi ở chế độ này.

Nhược điểm

• Độ trễ ga: ECU phải xử lý và so sánh hai tín hiệu vị trí bàn đạp (PPS) được gửi và đảm bảo rằng cả 2 kênh đều gửi cùng một giá trị. Sau đó, ECU tham khảo bản hiệu chỉnh để cho biết vị trí bướm ga mong muốn đối với vị trí bàn đạp được nhập vào. Nếu vị trí bướm ga mong muốn được xác định là cao hơn giá trị TPS được báo cao, ECU sẽ gửi tín hiệu đến mô tơ thân bướm ga để mở bướm ga. Nếu vị trí bướm ga mong muốn được xác định là thấp hơn TPS được báo cáo, ECU sẽ gửi tín hiệu đến mô tơ thân bướm ga để đóng. Thời gian để tất cả điều này xảy ra thay đổi tùy theo tốc độ xử lý của ECU và tốc độ của động cơ điện. Thông thường, hầu hết các hệ thống DBW đều có độ trễ khoảng 50ms.
• Sử dụng nhiều đầu vào hơn ECU: ECU sẽ cần sử dụng thêm ba đầu vào tương tự so với thân ga cơ học thông thường chỉ sử dụng một đầu vào tương tự ECU. Về cơ bản, có 2 đầu vào cảm biến vị trí bàn đạp (PPS) dự phòng vào ECU cùng với 2 đầu vào cảm biến vị trí bướm ga (TPS) dự phòng vào ECU. 
• Yêu cầu ECU tương thích DBW: Một số ECU không yêu cầu trình điều khiển động cơ DBW, một số khác có thể chỉ có một trình điều khiển động cơ. Cần có một bộ điều khiển động cơ cho mỗi thân bướm ga điều khiển bằng động cơ điện. Nếu bạn đang chạy thân ga DBW kép trên động cơ, bạn cần đảm bảo rằng ECU có 2 mạch điều khiển da DBW.
• Chuyển đổi yêu cầu thay thế bàn đạp: Mặc dù quá trình này không quá khó khăn nhưng rất ít người có kinh nghiệm thay thế cụm bàn đạp ga cơ học nguyên bản bằng cụm bàn đạp ga điện tử. Khi lắp đặt, không thể bỏ qua hoặc lao vào giá hỗ trợ. Sự hỗ trợ thích hợp của cụm bàn đạp này là điều bắt buộc. Đảm bảo không có vật cản nào xảy ra với thảm, thảm trải sàn hoặc bất kỳ vật cản nào khác. Luôn hoàn thành công việc gắn bàn đạp trước khi chạy dây. Bằng cách này, dây có thể được tạo ra có độ dài phù hợp mà không gây căng thẳng cho dây hoặc cụm bàn đạp.

Các mạch dự phòng phải được kết nối dây chính xác: Cụm bàn đạp điện tử và thân ga DBW điện tử phải được kết nối dây chính xác. Nếu PPS hoặc TPS bị lỗi có thể dẫn đến việc không thể mở rộng hoặc đóng ga ngay lập tức được. Những tình trạng này có thể gây nguy hiểm cho mạng máy tính và cơ sở dữ liệu của bạn.

Cách cài đặt Van bướm ga điều chỉnh bằng điện tử (DBW)

Kết nối với van tiết lưu

Mỗi van tiết lưu điện tử đều có 6 tín hiệu quan trọng và chúng cần được kết nối với 6 chân trên cùng của bộ điều khiển DBW như hình trên.

Có 2 trong số 6 tín hiệu đang điều khiển động cơ bên trong van. Chúng được đánh dấu là Motor1 và Motor2 trên sơ đồ chân. Những dấu hiệu này có thể dễ dàng được phát hiện ở đầu nối ga bằng cách kiểm tra điện trở thấp <10ohm giữa các chân. Phân cực không quan trọng.

Có 2 cảm biến vị trí bên trong van tiết lưu điện tử và chúng đi tới POS1 và POS2. Bộ điều khiển sẽ phát hiện chúng trong quá trình hiệu chỉnh. Bộ điều khiển bướm ga cung cấp 5V và nối đất cần thiết để cảm biến vị trí hoạt động.

Nguồn cấp (5V và 12V)

Các kết nối 12V và nối ground ổn định cần được kết nối với các chân tương ứng trong bộ điều khiển. Phải bật nguồn 12V khi đánh lửa được bật. Dây nối ground được kết nối với đầu cuối GND IN.

Cảm biến vị trí bàn đạp

Cảm biến vị trí bàn đạp hoạt động giống như cảm biến vị trí bướm ga. Chúng cần 5V và ground từ bộ điều khiển và cung cấp tín hiệu vị trí PPS1 và PPS2. Điều quan trọng là tín hiệu PPS1 tăng lên khi nhấn bàn đạp.

Nếu PPS2 không được kết nối, hệ thống vẫn hoạt động nhưng độ tin cậy giảm. Nếu cảm biến vị trí bàn đạp duy nhất (PPS1) bị lỗi hay dây bị ngắt, van tiết lưu có thể mở. Bộ điều khiển bướm da sẽ kiểm tra cảm biến vị trí bàn đạp thứ hai này trong lần hiệu chỉnh đầu tiên và sử dụng nó nếu có.

Kết nối dây CAL

Kết nối dây hiệu chuẩn (CAL) với ground trước khi sử dụng lần đầu để hiệu chỉnh bộ điều khiển. Khi kết nối đầu tiên, bộ điều khiển cần phải được hiệu chỉnh để biết vị trí tối thiểu, tối đa của bàn đạp ga và van. Điều quan trọng là thiết bị phải được hiệu chỉnh trước khi sử dụng lần đầu hoặc khi thay van tiết lưu.

• Kết nối dây CAL với ground
• Đạp hết bàn đạp ga và bật khóa điện ON (Không khởi động động cơ)
• Nhả hoàn toàn bàn đạp ga
• Van tiết lưu di chuyển và tìm thấy giới hạn của nó. Đợi 5 giây và kiểm tra hoạt động chính xác của van tiết lưu.
• Tắt lửa và ngắt kết nối dây CAL

Kiểm soát nhàn rỗi (IDLE 0-5V)

IDLE 0-5V là đầu vào tương tự có thể được sử dụng để điều khiển tốc độ không tải của động cơ. 5V là không tải thấp nhất, 0V (gnd) là không tải cao nhất. Nó có thể được kết nối với một đầu ra nhàn rỗi ECU PWM độc lập.

Chế độ chống lag (Antilag)

Khi được kích hoạt, nó hoạt động bằng cách giữ cho van tiết lưu mở và bật bộ điều khiển khởi động/giới hạn vòng tua bên ngoài khi nhả bàn đạp.

Để thiết lập tính năng này, hãy kết nối dây MODE với ground. Khi nhả bàn đạp, van tiết lưu sẽ chuyển sang vị trí đã đặt và chốt Launch OUT sẽ được kích hoạt bằng cách nối đất. Để định cấu hình vị trí chống trễ của van và các tùy chọn khác, hãy kiểm tra hướng dẫn sử dụng.

CAN BUS kết nối với MS3 ECU

Kết nối CAN của mô-đun LD performance DBW hoạt động tốt nhất khi nhận được kết nối với MS3 ECU có chương trình cơ sở 1.5.2 trở lên. Điều này cho phép kiểm soát hoàn toàn bướm ga thông qua ECU kể cả khi không tải. Chỉ cần kết nối dây CANH và CANL bằng hai gây xoắn lại với nhau.

Kiểm tra an toàn

Khi cả 2 cảm biến vị trí bàn đạp được kết nối với bộ điều khiển, hệ thống được đảm bảo không bao giờ mở van tiết lưu mà không có yêu cầu từ người dùng. Phân tích FMEA đã chứng minh rằng điều này đúng nếu bất kỳ thành phần nào bị lỗi hoặc bất kỳ dây nào bị ngắt kết nối hoặc chập mạch.

Bộ điều khiển liên tục giám sát cả 2 đầu vào vị trí bướm ga và nếu có sự chênh lệch đủ lớn giữa 2 đầu vào thì nó sẽ dừng hoạt động và ghi lại mã lỗi. Áp dụng tương tự cho các cảm biến vị trí bàn đạp. 

Kiểm tra an toàn cũng được thực hiện trên mỗi lần bật nguồn, bao gồm phát hiện ngắn mạch và hở mạch trên tất cả các MOSFET và mạch hở động cơ bướm ga.

Khi sử dụng tính năng Antilag, cả 2 dây “Antilag” và “MODE” cần được nối đất để bướm ga thực sự mở. Điều này được thực hiện để đảm bảo nó không được kích hoạt nếu một dây vô tình chạm đất.

Honda ứng dụng Van bướm ga điều chỉnh bằng điện tử (DBW) trên những mẫu xe nào?

Nhận thấy được tầm quan trọng cũng như tính hiệu quả của hệ thống van bướm ga điều chỉnh bằng điện tử trên xe ô tô, Honda đã nhanh chóng ứng dụng trên các mẫu xe của mình.

Honda CR-V

👉 Có thể bạn quan tâm: Honda CR-V thế hệ mới, thác thức mọi cung đường

Honda BR-V

👉 Có thể bạn quan tâm: Honda BR-V dấu ấn thể thao, đỉnh cao phong cách

Honda HR-V

👉 Có thể bạn quan tâm: Honda HR-V sẵn sàng cho mọi bất ngờ

CITY

👉 Có thể bạn quan tâm: Honda City kiêu hãnh vươn xa

CIVIC

👉 Có thể bạn quan tâm: Honda Civic kiến tạo chuẩn mực hoàn hảo

Như vậy, Honda Ô tô Mỹ Đình đã cung cấp cho bạn những thông tin chi tiết về hệ thống van bướm ga điều chỉnh tự động (DBW) trên xe ô tô. Hy vọng những chia sẻ này sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về cấu tạo cũng như nguyên lý hoạt động của hệ thống DBW. Nếu có bất cứ thắc mắc nào, liên hệ ngay với chúng tôi qua hotline 0375 83 79 79 hoặc tới showroom tại 02 Lê Đức Thọ, Cầu Giấy, Hà Nội để được giải đáp và tư vấn chi tiết nhé!

• Đại lý Honda Mỹ Đình: https://hondaotomydinh.vn/
• Fanpage: Honda Ôtô Hà Nội – Mỹ Đình
• Youtube: Honda Ôtô Hà Nội – Mỹ Đình
• Hotline: 037 583 7979

Honda Mỹ Đình

Với những chiến lược đầu tư và kinh doanh đúng đắn, Honda Ôtô Mỹ Đình tự hào được đánh giá là một trong các nhà phân phối uy tín nhất hiện nay. Honda Ôtô Mỹ Đình luôn cam kết phục vụ quý khách hàng theo phong cách chuyên nghiệpnhằm mang đến các dịch vụ tốt nhất, vượt trên cả sự mong đợi của quý vị.