Đang tải...

Cơ bản HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ

Thảo luận trong 'Điện - Điện tử' bắt đầu bởi tienvinh1992, 16/1/14.

Thành viên đang xem bài viết (Users: 0, Guests: 0)

  1. tienvinh1992
    Offline

    Bị tước bằng lái
    Expand Collapse

    Tham gia ngày:
    23/1/13
    Số km:
    20
    Được đổ xăng:
    60
    Mã lực:
    21
    Giới tính:
    Nam
    Xăng dự trữ:
    8,202 lít xăng
    1. Khái quát về hệ thống điều khiển động cơ

    Động cơ xăng sinh công qua chu trình giãn nở của hỗn hợp xăng và không khí. Ba yếu tố chủ yếu của động cơ xăng để sinh công là: hỗn hợp hòa khí (hòa khí) tốt, nén tốt, đánh lửa tốt.

    Để đạt được 3 yếu tố này trong cùng một lúc, điều quan trọng là sự điều khiển chính xác để tạo được hỗn hợp hòa khí và thời điểm đánh lửa. Trước năm 1981, chỉ có hệ thống điều khiển động cơ là EFI (Phun nhiên liệu bằng điện tử), sử dụng máy tính để điều khiển lượng phun nhiên liệu. Ngoài EFI này, ngày nay, còn có các hệ thống khác được điều khiển bằng máy tính, bao gồm ESA (Đánh lửa sớm bằng điện tử), ISC (Điều khiển tốc độ chạy không tải), các hệ thống chẩn đoán, v.v...

    Để máy tính làm việc được thích hợp, cần có một hệ thống toàn diện bao gồm các thiết bị đầu vào và đầu ra. Trên một ô tô, các cảm biến như cảm biến nhiệt độ nước hoặc cảm biến lưu lượng khí nạp tương ứng với thiết bị đầu vào. Và các bộ chấp hành như các kim phun hoặc các IC đánh lửa tương ứng với thiết bị đầu ra. Máy tính điều khiển động cơ được gọi là ECU động cơ (hoặc ECM: Môđun điều khiển động cơ). Các cảm biến, các bộ chấp hành và ECU động cơ gắn liền với các dây dẫn điện. Chỉ sau khi ECU động cơ xử lý các tín hiệu vào từ các cảm biến và truyền các tín hiệu điều khiển đến các bộ chấp hành mới có thể điều khiển được toàn bộ hệ thống như là một hệ thống điều khiển bằng máy tính.

    - Hệ thống EFI (Phun nhiên liệu điện tử)

    Hệ thống EFI sử dụng các cảm biến khác nhau để phát hiện các tình trạng hoạt động của động cơ và xe ô tô. Theo các tín hiệu từ các cảm biến này, ECU tính toán lượng phun nhiên liệu thích hợp nhất và điều khiển các kim phun để phun khối lượng nhiên liệu thích hợp. Trong thời gian xe chạy bình thường, ECU động cơ xác định khối lượng phun nhiên liệu để đạt được tỷ lệ hòa khí theo lý thuyết, nhằm đảm bảo công suất, mức tiêu thụ nhiên liệu và mức khí xả thích hợp trong cùng một lúc.Ở các thời điểm khác, như trong thời gian hâm nóng, tăng tốc, giảm tốc hoặc các điều kiện làm việc với tải trọng cao, ECU động cơ phát hiện các điều kiện đó bằng các cảm biến khác nhau và sau đó hiệu chỉnh khối lượng phun nhiên liệu nhằm đảm bảo một hỗn hợp hòa khí thích hợp nhất ở mọi thời điểm.

    - Hệ thống ESA (Đánh lửa sớm bằng điện tử)

    Hệ thống ESA phát hiện các điều kiện của động cơ căn cứ vào các tín hiệu do các cảm biến khác nhau cung cấp, và điều khiển các bugi đánh lửa ở thời điểm thích hợp. Căn cứ vào tốc độ động cơ và tải trọng của động cơ, ESA điều khiển chính xác góc đánh lửa sớm để động cơ có thể tăng công suất, làm sạch khí xả, và ngăn chặn kích nổ một cách có hiệu quả.

    - Hệ thống ISC (điều khiển tốc độ không tải)

    Hệ thống ISC điều khiển tốc độ không tải sao cho nó luôn luôn thích hợp ở các điều kiện thay đổi (hâm nóng, phụ tải điện, v.v...) Để giảm thiểu mức tiêu thụ nhiên liệu và tiếng ồn, một động cơ phải hoạt động ở tốc độ càng thấp càng tốt trong khi vẫn duy trì một chế độ chạy không tải ổn định. Hơn nữa, tốc độ chạy không tải phải tăng lên để đảm bảo việc hâm nóng và khả năng làm việc thích hợp khi động cơ lạnh hoặc đang sử dụng máy điều hòa không khí.

    - Hệ thống chẩn đoán

    ECU động cơ có một hệ thống chẩn đoán. ECU luôn luôn giám sát các tín hiệu đang được chuyển vào từ các cảm biến khác nhau. Nếu nó phát hiện một sự cố với một tín hiệu vào, ECU sẽ ghi sự cố đó dưới dạng của những DTC (Mã chẩn đoán hư hỏng) và làm sáng MIL (Đèn báo hư hỏng). Nếu cần ECU có thể truyền tín hiệu của các DTC này bằng cách nhấp nháy đèn MIL hoặc hiển thị các DTC hoặc các dữ liệu khác trên màn hình của máy chẩn đoán cầm tay. Các chức năng chẩn đoán phát ra các DTC và các dữ liệu về một sự cố trên một máy chẩn đoán có dạng tiên tiến và hoàn chỉnh cao của hệ thống điện tử.

    Hệ thống điều khiển động cơ gồm có ba nhóm: các cảm biến, ECU động cơ, và các bộ chấp hành.

    2. Các tín hiệu đầu vào của hệ thống điều khiển động cơ

    2.1 Tín hiệu điện áp

    2.1.1 Mạch nguồn

    Mạch nguồn là các mạch điện cung cấp điện cho ECU của động cơ. Các mạch điện này bao gồm khoá điện, relay chính EFI, v.v... Mạch nguồn được xe ô tô sử dụng thực sự gồm có 2 loại sau đây:

    [​IMG]
    - Loại điều khiển bằng khoá điện

    Như trình bày ở hình minh họa, sơ đồ chỉ ra loại trong đó relay chính EFI được điều khiển trực tiếp từ khoá điện. Khi bật khoá điện ON, dòng điện chạy vào cuộn dây của relay chính EFI, làm cho tiếp điểm đóng lại. Việc này cung cấp điện cho các cực + B và + B1 của ECU động cơ. Điện áp của ắc quy luôn luôn cung cấp cho cực BATT của ECU động cơ để tránh cho các mã chẩn đoán và các dữ liệu khác trong bộ nhớ của nó bị xóa khi tắt khoá điện OFF.

    [​IMG]
    - Loại điều khiển bằng ECU động cơ

    Mạch nguồn trong hình minh họa là loại trong đó hoạt động của relay chính EFI được điều khiển bởi ECU động cơ. Loại này yêu cầu cung cấp điện cho ECU động cơ trong vài giây sau sau khi tắt khoá điện OFF. Do đó việc đóng hoặc ngắt của relay chính EFI được ECU động cơ điều khiển. Khi bật khóa điện ON, điện áp của ắc quy được cấp đến cực IGSW của ECU động cơ và mạch điều khiển relay chính EFI trong ECU động cơ truyền một tín hiệu đến cực M-REL của ECU động cơ, bật mở relay chính EFI. Tín hiệu này làm cho dòng điện chạy vào cuộn dây, đóng tiếp điểm của relay chính EFI và cấp điện cho cực +B của ECU động cơ. Điện áp của ắc quy luôn luôn cung cấp cho cực BATT có lí do giống như cho loại điều khiển bằng khoá điện. Ngoài ra một số kiểu xe có một relay đặc biệt cho mạch sấy nóng cảm biến tỷ lệ hòa khí, yêu cầu một lượng dòng điện lớn.

    Trong các kiểu xe mà ECU động cơ điều khiển hệ thống khoá động cơ (chống trộm), relay chính EFI cũng được điều khiển bởi tín hiệu của công tắc báo mở khóa bằng chìa.

    2.1.2 Mạch nối mát

    ECU động cơ có 3 mạch nối mát cơ bản sau đây:

    [​IMG]
    - Nối mát để điều khiển ECU động cơ (E1)

    Cực E1 này là cực tiếp mát của ECU động cơ.

    - Nối mát cho cảm biến (E2, E21)

    Các cực E2 và E21 là các cực tiếp mát của cảm biến, và chúng được nối với cực E1 trong ECU động cơ. Chúng tránh cho các cảm biến không bị phát hiện các trị số điện áp lỗi bằng cách duy trì điện thế tiếp mát của cảm biến và điện thế tiếp mát của ECU động cơ ở cùng một mức.

    - Nối mát để điều khiển bộ chấp hành (E01, E02)

    Các cực E01 và E02 là các cực tiếp mát cho bộ chấp hành, như cho các bộ chấp hành, van ISC và bộ sấy cảm biến tỷ lệ hòa khí.

    2.1.3 Điện áp cực của cảm biến

    [​IMG]
    Các cảm biến biến đổi các thông tin khác nhau thành những thay đổi điện áp mà ECU động cơ có thể phát hiện. Có nhiều loại tín hiệu cảm biến, nhưng có 5 loại phương pháp chính để biến đổi thông tin thành điện áp. Hiểu đặc tính của các loại này để có thể xác định trong khi đo điện áp ở cực có chính xác hay không.

    2.1.3.1. Điện áp VC (VTA, PIM)

    Một điện áp không đổi 5V (Điện áp VC) để điều khiển bộ vi xử lý ở bên trong ECU động cơ. Điện áp không đổi này, cực VC, làm nguồn điện cho cảm biến. Trong loại cảm biến này, một điện áp (5V) được đặt giữa các cực VC và E2. Sau đó thay góc mở bướm ga hoặc áp suất đường ống nạp, tín hiệu điện áp ra thay đổi giữa 0 và 5V.

    Nếu có sự cố trong mạch ổn áp hoặc ngắn mạch VC, nguồn điện cấp cho bộ vi xử lý sẽ bị ngắt, làm cho ECU động cơ ngừng hoạt động và động cơ bị chết máy.

    [​IMG]
    2.3.1.2. Điện áp nhiệt điện trở (THW, THA)

    Giá trị điện trở của nhiệt điện trở thay đổi theo nhiệt độ. Vì vậy các nhiệt điện trở được sử dụng trong các thiết bị như cảm biến nhiệt độ nước và cảm biến nhiệt độ khí nạp, để phát hiện các thay đổi của nhiệt độ. Như trình bày trong hình minh họa, điện áp được cấp vào nhiệt điện trở của cảm biến từ mạch ổn áp (5V) trong ECU động cơ qua điện trở R. Các đặc tính của nhiệt điện trở này được ECU động cơ sử dụng để phát hiện nhiệt độ bằng sự thay đổi điện áp tại điểm A trong hình minh họa. Khi nhiệt điện trở hoặc mạch của dây dẫn này bị hở, điện áp tại điểm A sẽ là 5V, và khi có ngắn mạch từ điểm A đến cảm biến này, điện áp sẽ là 0V. Vì vậy, ECU động cơ sẽ phát hiện một sự cố bằng chức năng chẩn đoán.

    [​IMG]
    2.3.1.3. Điện áp ON/OFF

    - Các thiết bị dùng công tắc (IDL, NSW).

    Khi điện áp bật ON và tắt OFF, làm cho cảm biến này phát hiện được tình trạng Bật/Tắt của công tắc. Một điện áp 5V được ECU động cơ cấp vào công tắc này. Điện áp ở cực ECU động cơ là 5V khi công tắc này Tắt OFF, và 0V khi công tắc này Bật ON. ECU động cơ dùng sự thay đổi điện áp này để phát hiện tình trạng của cảm biến.
    Ngoài ra, một số thiết bị sử dụng điện áp của 12V ắcquy.

    - Các thiết bị dùng transistor (IGF, SPD).

    Đây là một thiết bị dùng chuyển mạch của transistor thay cho công tắc. Như với thiết bị trên đây, việc Bật ON và Tắt OFF điện áp được dùng để phát hiện điều kiện làm việc của cảm biến. Đối với các thiết bị sử dụng transistor, một điện áp 5V được đặt vào cảm biến từ ECU động cơ, và ECU động cơ sử dụng sự thay đổi điện áp đầu cực khi transistor bật ON hoặc ngắt OFF để phát hiện tình trạng của cảm biến này.
    Ngoài ra một số thiết bị sử dụng điện áp 12V của ắc quy.
    2.3.1.4. Sử dụng nguồn điện khác từ ECU động cơ (STA, STP)

    [​IMG]
    ECU động cơ xác định xem một thiết bị khác đang hoạt động hay không bằng cách phát hiện điện áp được đặt vào khi một thiết bị điện khác đang hoạt động. Hình minh họa thể hiện một mạch điện của đèn phanh, và khi công tắc bật ON, điện áp 12V của ắc quy được đặt vào cực ECU động cơ, và khi công tắc này bị ngắt OFF, điện áp sẽ là 0V.

    2.3.1.5. Điện áp do cảm biến tạo ra (G, NE, OX, KNK)

    [​IMG]
    Bản thân cảm biến tự phát và truyền điện, không cần đặt điện áp vào cảm biến này. ECU động cơ sẽ xác định điều kiện hoạt động bằng điện áp và tần số của dòng điện sinh ra này.

    Khi kiểm tra điện áp cực của ECU động cơ, tín hiệu NE, tín hiệu KNK v.v... được truyền đi dưới dạng sóng AC. Do đó, có thể thực hiện các phép đo có độ chính xác cao bằng cách dùng máy đo hiện sóng.

    2.2 Cảm biến đo lượng khí nạp Cảm biến lưu lượng khí nạp là một trong những cảm biến quan trọng nhất vì nó được sử dụng trong EFI kiểu L để phát hiện khối lượng hoặc thể tích không khí nạp. Tín hiệu của khối lượng hoặc thể tích của không khí nạp được dùng để tính thời gian phun cơ bản và góc đánh lửa sớm cơ bản. Cảm biến lưu lượng khí nạp chủ yếu được chia thành 2 loại, các cảm biến để phát hiện khối lượng không khí nạp, và cảm biến đo thể tích không khí nạp, cảm biến đo khối lượng và cảm biến đo lưu lượng không khí nạp có các loại như sau: Cảm biến đo khối lượng khí nạp: Kiểu dây sấy. Cảm biến đo lưu lượng khí nạp: Kiểu cánh và kiểu gió xoáy quang học Karman Hiện nay hầu hết các xe sử dụng cảm biến lưu lượng khí nạp khí kiểu dây nhiệt vì nó đo chính xác hơn, trọng lượng nhẹ hơn và độ bền cao hơn.

    2.2.1 Kiểu cánh trượt

    Cảm biến lưu lượng khí nạp kiểu cánh gồm có nhiều bộ phận như thể hiện ở hình minh họa. Khi không khí đi qua cảm biến lưu lượng khí nạp này từ bộ lọc khí, nó đẩy tấm đo mở ra cho đến khi lực tác động vào tấm đo cân bằng với lò xo phản hồi. Chiết áp, được nối đồng trục với tấm đo này, sẽ biến đổi thể tích không khí nạp thành một tín hiệu điện áp (tín hiệu VS) được truyền đến ECU động cơ.

    [​IMG] [​IMG]

    Hình 9. Cảm biến đo gió loại cánh trượt

    2.2.2 Kiểu xoáy Karman

    Kiểu cảm biến lưu lượng khí nạp này trực tiếp cảm nhận thể tích không khí nạp bằng quang học. So với loại cảm biến lưu lượng khí nạp kiểu cánh, nó có thể làm nhỏ hơn và nhẹ hơn về trọng lượng. Cấu tạo đơn giản của đường không khí cũng giảm sức cản của không khí nạp. Một trụ "bộ tạo dòng xoáy" được đặt ở giữa một luồng không khí đồng đều tạo ra gió xoáy được gọi là "gió xoáy Karman" ở hạ lưu của trụ này. Vì tần số dòng xoáy Karman được tạo ra tỷ lệ thuận với tốc độ của luồng không khí, thể tích của luồng không khí có thể được tính bằng cách đo tần số của gió xoáy này. Các luồng gió xoáy được phát hiện bằng cách bắt bề mặt của một tấm kim loại mỏng (được gọi là "gương") chịu áp suất của các gió xoáy và phát hiện các độ rung của gương bằng quang học bởi một cặp quang điện (một LED được kết hợp với một transistor quang). Tín hiệu của thể tích khí nạp (KS) là một tín hiệu xung giống như tín hiệu được thể hiện trong hình minh họa. Khi thể tích không khí nạp nhỏ, tín hiệu này có tần số thấp. Khi thể tích khí nạp lớn, tín hiệu này có tần số cao.

    [​IMG] [​IMG]

    [​IMG]

    Hình 10. Cảm biến đo gió loại xoáy Karman

    2.2.3 Kiểu dây nhiệt

    - Cấu tạo

    Như trình bày ở hình minh họa, cấu tạo của cảm biến lưu lượng khí nạp kiểu dây nhiệt rất đơn giản. Một dây nhiệt và nhiệt điện trở, được sử dụng như một cảm biến, được lắp vào khu vực phát hiện. Bằng cách trực tiếp đo khối lượng không khí nạp, độ chính xác phát hiện được tăng lên và hầu như không có sức cản của không khí nạp. Ngoài ra, vì không có các cơ cấu đặc biệt, dụng cụ này có độ bền tuyệt hảo.

    [​IMG][​IMG]

    Hình 12. Cảm biến đo gió loại dây nhiệt

    - Hoạt động

    Như thể hiện trong hình minh họa, dòng điện chạy vào dây nhiệt(bộ sấy) làm cho nó nóng lên. Khi không khí chạy quanh dây này được làm nguội tương ứng với khối không khí nạp. Bằng cách điều chỉnh dòng điện chạy vào dây nhiệtnày để giữ cho nhiệt độ của dây nhiệtkhông đổi, dòng điện đó sẽ tỷ lệ thuận với khối không khí nạp. Sau đó có thể đo khối lượng không khí nạp bằng cách phát hiện dòng điện đó. Trong trường hợp của cảm biến lưu lượng khí nạp kiểu dây nhiệt, dòng điện này được biến đổi thành một điện áp, sau đó được truyền đến ECU động cơ từ cực VG.

    - Mạch điện bên trong

    [​IMG] [​IMG]

    Hình 13. Mạch điện cảm biến dây nhiệt

    Trong cảm biến lưu lượng khí nạp thực tế, một dây nhiệt được ghép vào mạch cầu. Mạch cầu này có đặc tính là các điện thế tại điểm A và B bằng nhau khi tích của điện trở theo đường chéo bằng nhau ([Ra+R3]*R1=Rh*R2). Khi dây nhiệt (Rh) được làm mát bằng không khí nạp, điện trở giảm xuống dẫn đến sự hình thành độ chênh lệch điện áp của các điểm A và B. Một bộ khuyếch đại xử lý phát hiện chênh lệch này và làm tăng điện áp đặt vào mạch này (làm tăng dòng điện chạy qua dây nhiệt (Rh)). Khi thực hiện việc này, nhiệt độ của dây nhiệt (Rh) lại tăng lên dẫn đến việc tăng tương ứng trong điện trở cho đến khi điện thế của các điểm A và B trở nên bằng nhau (các điện áp của các điểm A và B trở nên cao hơn). Bằng cách sử dụng các đặc tính của loại mạch cầu này, cảm bíên lưu lượng khí nạp có thể đo được khối lượng không khí nạp bằng cách phát hiện điện áp ở điểm B.

    [​IMG]
    Trong hệ thống này, nhiệt độ của dây nhiệt (Rh) được duy trì liên tục ở nhiệt độ không đổi cao hơn nhiệt độ của không khí nạp, bằng cách sử dụng nhiệt điện trở (Ra). Do đó, vì có thể đo được khối lượng khí nạp một cách chính xác mặc dù nhiệt độ khí nạp thay đổi, ECU của động cơ không cần phải hiệu chỉnh thời gian phun nhiên liệu đối với nhiệt độ không khí nạp. Ngoài ra, khi mật độ không khí giảm đi ở các độ cao lớn, khả năng làm nguội của không khí giảm xuống so với cùng thể tích khí nạp ở mức nước biển. Do đó mức làm nguội cho dây nhiệtnày giảm xuống. Vì khối khí nạp được phát hiện cũng sẽ giảm xuống, nên không cần phải hiệu chỉnh mức bù cho độ cao lớn.

    Điện áp (V) cần thiết để tăng nhiệt độ của dây nhiệt (Rh) này theo mức của ΔT từ nhiệt độ của khí nạp được giữ không đổi ở mọi thời điểm mặc dù nhiệt độ khí nạp thay đổi. Ngoài ra khả năng làm nguội của không khí luôn luôn tỷ lệ với khối lượng không khí nạp. Do đó nếu khối lượng khí nạp không thay đổi, tín hiệu ra của cảm biến lưu lượng khí nạp sẽ không thay đổi dù cho nhiệt độ không khí nạp thay đổi.

    2.3.4 Cảm biến áp suất đường ống nạp (Cảm biến chân không)

    Cảm biến áp suất đường ống nạp được dùng cho hệ thống EFI kiểu D để cảm nhận áp suất đường ống nạp. Đây là một trong những cảm biến quan trọng nhất trong EFI kiểu D. Cảm biến áp suất đường ống nạp cảm nhận được áp suất đường ống nạp sau đó gửi tín hiệu ra chân PIM. ECU động cơ xác định được thời gian phun cơ bản và góc đánh lửa sớm cơ bản trên cơ sở của tín hiệu PIM này. Như trình bày ở hình minh họa, một chíp silic kết hợp với một buồng chân không được gắn vào bộ cảm biến này. Một phía của chip này thông với áp suất của đường ống nạp và phía bên kia thông với buồng chân không bên trong. Vì vậy, không cần phải hiệu chỉnh mức bù cho độ cao lớn vì áp suất của đường ống nạp có thể đo được chính xác ngay cả khi độ cao này thay đổi. Một thay đổi về áp suất của đường ống nạp sẽ làm cho hình dạng của chip silic này thay đổi, và trị số điện trở của chíp này dao động theo sự biến dạng này. Tín hiệu điện áp mà IC biến đổi từ sự dao động của giá trị điện trở này gọi là tín hiệu PIM.

    Nếu ống chân không được nối với cảm biến này bị rời ra, lượng phun nhiên liệu sẽ đạt mức cao nhất, và động cơ sẽ hoạt động không phù hợp với các chế độ. Ngoài ra nếu giắc nối này bị rời ra, ECU của động cơ sẽ chuyển sang chế độ an toàn.

    [​IMG][​IMG]

    Hình 14. Cảm biến đo áp suất tuyệt đối đường ống nạp

    2.3 Cảm biến vị trí bướm ga

    Cảm biến vị trí bướm ga được lắp trên cổ họng gió. Cảm biến này biến đổi góc mở bướm ga thành điện áp, được truyền đến ECU động cơ qua tín hiệu mở bướm ga (VTA). Ngoài ra, một số thiết bị truyền một tín hiệu IDL riêng biệt.

    - Loại tiếp điểm

    Loại cảm biến vị trí bướm ga này dùng tiếp điểm không tải (IDL) và tiếp điểm trợ tải (PSW) để phát hiện xem động cơ đang chạy không tải hoặc đang chạy dưới tải trọng lớn. Khi bướm ga được đóng hoàn toàn, tiếp điểm IDL đóng ON và tiếp điểm PSW ngắt OFF. ECU động cơ xác định rằng động cơ đang chạy không tải. Khi đạp bàn đạp ga, tiếp điểm IDL sẽ bị ngắt OFF, và khi bướm ga mở quá một điểm xác định, tiếp điểm PSW sẽ đóng ON, tại thời điểm này ECU động cơ xác định rằng động cơ đang chạy dưới tải nặng.

    [​IMG] [​IMG][​IMG]

    Hình 15. Cảm biến bướm ga loại tiếp điểm

    - Loại tuyến tính

    Cảm biến này gồm có con trượt và điện trở. Các tiếp điểm cho các tín hiệu IDL và VTA được cung cấp ở các đầu của mỗi tiếp điểm. Khi tiếp điểm này trượt dọc theo điện trở làm thay đổi điện áp ở cực VTA tỷ lệ thuận với góc mở của bướm ga. Khi bướm ga được đóng lại hoàn toàn, tiếp điểm của tín hiệu IDL được nối với các cực IDL và E2.

    [​IMG] [​IMG] [​IMG]

    Hình 16. Cảm biến cánh bướm ga loại tuyến tính

    2.5 Các bộ tạo tín hiệu G và NE

    Tín hiệu G và NE được tạo ra bởi cuộn nhận tính hiệu, bao gồm một cảm biến vị trí trục cam hoặc cảm biến vị trí trục khuỷu, và đĩa tín hiệu hoặc rotor tín hiệu. Thông tin từ hai tín hiệu này được kết hợp bởi ECU động cơ để phát hiện đầy đủ góc của trục khuỷu và tốc độ động cơ. Hai tín hiệu này không chỉ rất quan trọng đối với các hệ thống EFI mà còn quan trọng đối với cả hệ thống ESA.

    - Cảm biến vị trí trục cam (bộ tạo tín hiệu G)

    [​IMG] [​IMG]

    Hình 18. Bộ tạo tín hiệu G

    Tín hiệu G này là một thông tin về góc chuẩn của trục khuỷu đến ECU động cơ, kết hợp nó với tín hiệu NE từ cảm biến vị trí của trục khuỷu để xác định TDC (điểm chết trên) kỳ nén của mỗi xi lanh để đánh lửa và phát hiện góc quay của trục khuỷu. ECU động cơ dùng thông tin này để xác định thời gian phun và thời điểm đánh lửa.

    - Cảm biến vị trí của trục khuỷu (bộ tạo tín hiệu NE)

    Tín hiệu NE được ECU động cơ sử dụng để phát hiện góc của trục khuỷu và tốc độ của động cơ. ECU động cơ dùng tín hiệu NE và tín hiệu G để tính toán thời gian phun cơ bản và góc đánh lửa sớm cơ bản.

    [​IMG] [​IMG]

    Hình 19. Bộ tạo tín hiệu Ne

    2.6 Cảm biến nhiệt độ nước và nhiệt độ khí nạp

    Cảm biến nhiệt độ nước và cảm biến nhiệt độ khí nạp có gắn một nhiệt điện trở bên trong. Khi nhiệt độ càng thấp thì điện trở của nó càng lớn và ngược lại. Sự thay đổi về giá trị điện trở của nhiệt điện trở này được sử dụng để phát hiện các thay đổi về nhiệt độ của nước làm mát và không khí nạp. Điện trở được gắn trong ECU động cơ và nhiệt điện trở trong cảm biến này tạo ra một cầu phân áp, tín hiệu điện áp ở giữa cầu là tín hiệu vào ECU. Khi nhiệt độ của nước làm mát hoặc khí nạp thấp, điện trở của nhiệt điện trở sẽ lớn, tạo nên một điện áp cao trong các tín hiệu THW và THA.

    [​IMG][​IMG] [​IMG]

    Hình 20. Cảm biến nhiệt độ nước và nhiệt độ khí nạp

    2.6.1. Cảm biến nhiệt độ nước

    Cảm biến nhiệt độ nước đo nhiệt độ của nước làm mát động cơ. Khi nhiệt độ của nước làm mát động cơ thấp, phải tăng tốc độ chạy không tải, tăng thời gian phun, góc đánh lửa sớm, v.v... nhằm cải thiện khả năng làm việc và để hâm nóng. Vì vậy, cảm biến nhiệt độ nước không thể thiếu được đối với hệ thống điều khiển động cơ.

    2.6.2. Cảm biến nhiệt độ khí nạp

    Cảm biến nhiệt độ khí nạp này đo nhiệt độ của không khí nạp. Lượng và mật độ không khí sẽ thay đổi theo nhiệt độ của không khí. Vì vậy cho dù lượng không khí được cảm biến lưu lượng khí nạp phát hiện là không thay đổi, lượng nhiên liệu phun phải được hiệu chỉnh. Tuy nhiên cảm biến lưu lượng khí nạp kiểu nhiệt trực tiếp đo khối lượng không khí. Vì vậy không cần phải hiệu chỉnh.

    2.7 Cảm biến oxy (Cảm biến O2)

    Đối với chức năng làm sạch khí xả tối đa của động cơ có TWC (bộ trung hoà khí xả 3 thành phần) phải duy trì tỷ lệ hòa khí trong một giới hạn hẹp xoay quanh tỷ lệ hòa khí lý thuyết. Cảm biến oxy phát hiện xem nồng độ ôxy trong khí xả là giàu hơn hoặc nghèo hơn tỷ lệ không khí-nhiên liệu lý thuyết. Cảm biến này chủ yếu được lắp trong đường ống xả, nhưng vị trí lắp và số lượng khác nhau tuỳ theo kiểu động cơ. Cảm biến oxy có một phần tử làm bằng ziconi ôxit (ZrO2), đây là một loại gốm. Bên trong và bên ngoài của phần tử này được bọc bằng một lớp platin mỏng. Không khí chung quanh được dẫn vào bên trong của cảm biến này, và phía ngoài của cảm biến lộ ra phía khí thải.

    Ở nhiệt độ cao (400°C hay cao hơn), phần tử zirconi tạo ra một điện áp do sự chênh lệch lớn giữa các nồng độ của ôxy ở phía trong và phía ngoài của phần tử zirconi này. Ngoài ra, platin tác động như một chất xúc tác để gây ra phản ứng hóa học giữa oxy và cácbon monoxit (CO) trong khí xả. Vì vậy, điều này sẽ làm giảm lượng oxy và tăng tính nhạy cảm của cảm biến. Khi hỗn hợp không khí-nhiên liệu nghèo, phải có oxy trong khí xả sao cho chỉ có một chênh lệch nhỏ về nồng độ của oxy giữa bên trong và bên ngoài của nguyên tố zirconi. Do đó, phần tử zirconi sẽ chỉ tạo ra một điện áp thấp (gần 0V). Ngược lại, khi hỗn hợp không khí-nhiên liệu giàu, hầu như không có oxy trong khí xả. Vì vậy, có sự khác biệt lớn về nồng độ oxy giữa bên trong và bên ngoài của cảm biến này để phần từ zirconi tạo ra một điện áp tương đối lớn (xấp xỉ 1 V). Căn cứ vào tín hiệu OX do cảm biến này truyền đến, ECU động cơ sẽ tăng hoặc giảm lượng phun nhiên liệu để duy trì tỷ lệ không khí-nhiên liệu trung bình ở tỷ lệ hòa khí lý thuyết. Một số cảm biến oxy zirconi có các bộ sấy để sấy nóng phần từ zirconi. Bộ sấy này cũng được ECU động cơ điều khiển. Khi lượng không khí nạp thấp (nói khác đi, khi nhiệt độ khí xả thấp), dòng điện được truyền đến bộ sấy để làm nóng cảm biến này.

    [​IMG][​IMG]

    Hình 21. Cảm biến Oxy

    2.9 Cảm biến tốc độ xe

    Cảm biến tốc độ của xe phát hiện tốc độ thực của xe đang chạy. Cảm biến này truyền tín hiệu SPD và ECU động cơ sử dụng tín hiệu này chủ yếu để điều khiển hệ thống ISC và tỷ lệ không khí-nhiên liệu trong lúc tăng tốc hoặc giảm tốc cũng như các sử dụng khác.

    Loại MRE

    Cảm biến này được lắp trong hộp số, hoặc hộp số phụ, và được dẫn động bằng bánh răng chủ động của trục thứ cấp. Như được thể hiện trong hình minh họa, cảm biến này được gắn vào và gồm có một HIC (Mạch tích hợp lai) có một MRE và các vòng từ tính.

    Điện trở MRE sẽ thay đổi theo chiều của lực từ đặt vào MRE. Khi chiều của lực từ thay đổi theo vòng quay của nam châm gắn vào vòng từ tính này, đầu ra của MRE sẽ có một dạng sóng AC nh thể hiện ở hình minh họa. Bộ so trong cảm biến này biến đổi dạng sóng AC này thành tín hiệu số và truyền nó đi. Tần số của dạng sóng này được xác định bằng số cực của các nam châm gắn vào vòng từ tính. Có 2 loại vòng từ tính, loại 20 cực và loại 4 cực, tuỳ theo kiểu xe. Loại 20 cực sinh ra một dạng sóng 20 chu kỳ (nói khác đi, 20 xung trong mỗi vòng quay của vòng từ tính này), và loại 4 cực sinh ra dạng sóng 4 chu kỳ. Trong một số kiểu xe, tín hiệu từ cảm biến tốc độ đi đồng hồ táp lô trước khi đến ECU động cơ, và trong các kiểu xe khác, tín hiệu từ cảm biến tốc độ này đến thẳng ECU của động cơ. Các mạch ra của cảm biến tốc độ gồm có loại điện áp ra và loại biến trở.

    [​IMG][​IMG][​IMG][​IMG]

    Hình 22. Cảm biến tốc độ xe

    2.10 Cảm biến kích nổ

    Cảm biến kích nổ được gắn vào thân máy, và truyền tín hiệu KNK tới ECU động cơ khi phát hiện kích nổ. ECU động cơ nhận tín hiệu KNK và làm trễ thời điểm đánh lửa để giảm kích nổ. Cảm biến này có một phần tử áp điện, tạo ra một điện áp AC khi córung động trong thân máy và làm biến dạng phần tử này. Tần số kích nổ của động cơ nằm trong giới hạn từ 6 đến 13 kHz tuỳ theo kiểu động cơ. Mỗi động cơ dùng một cảm biến kích nổ thích hợp theo kích nổ sinh ra bởi động cơ.

    [​IMG][​IMG]

    Hình 23. Cảm biến kích nổ

    3. EFI (Phun nhiên liệu điện tử)

    3.1 Khái quát

    Hệ thống EFI sử dụng các cảm biến khác nhau để phát hiện tình trạng của động cơ và điều kiện chạy của xe. Từ đó, ECU động cơ tính toán lượng phun nhiên liệu tối ưu và làm cho các kim phun phun nhiên liệu.

    [​IMG]

    Hình 24. Hệ thống EFI

    - ECU động cơ

    ECU này tính thời gian phun nhiên liệu tối u dựa vào các tín hiệu từ các cảm biến.

    - Cảm biến lưu lượng khí nạp hoặc cảm biến áp suất đường ống nạp

    Cảm biến này phát hiện khối lượng không khí nạp hoặc áp suất của ống nạp.

    - Cảm biến vị trí trục khuỷu

    Cảm biến này phát hiện góc quay trục khuỷu và tốc độ của động cơ.

    - Cảm biến vị trí trục cam

    Cảm biến này phát hiện góc quay chuẩn và thời điểm của trục cam.

    - Cảm biến nhiệt độ nước

    Cảm biến này phát hiện nhiệt độ của nước làm mát.

    - Cảm biến vị trí bướm ga

    Cảm biến này phát hiện góc mở của bướm ga.

    - Cảm biến oxy

    Cảm biến này phát hiện nồng độ của oxy trong khí xả.

    Các loại EFI

    Có hai loại hệ thống EFI được phân loại theo phương pháp phát hiện lượng không khí nạp.

    1. L-EFI (Loại điều khiển lưu lượng không khí)

    Loại này sử dụng một cảm biến lưu lượng khí nạp để phát hiện lượng không khí chạy vào đường ống nạp. Có hai phương pháp phát hiện: Một loại trực tiếp đo khối không khí nạp, và một loại thực hiện các hiệu chỉnh dựa vào thể tích không khí.

    [​IMG]

    Hình 25. L-EFI và D-EFI

    2. D-EFI (Loại điều khiển áp suất đường ống nạp)

    Loại này đo áp suất trong đường ống nạp để phát hiện lượng không khí nạp theo tỷ trọng của không khí nạp.

    3.2 Hệ thống nhiên liệu

    Nhiên liệu được lấy từ bình nhiên liệu bằng bơm nhiên liệu và được phun dưới áp suất bởi kim phun.

    áp suất nhiên liệu trong đường ống nhiên liệu phải được điều chỉnh để duy trì việc phun nhiên liệu ổn định bằng bộ điều áp và bộ giảm rung động.

    [​IMG]

    Hình 26. Hệ thống nhiên liệu

    Các bộ phận chính

    • Bình nhiên liệu

    • Cụm bơm nhiên liệu

    • Bơm nhiên liệu

    • Lưới lọc của bơm nhiên liệu

    • Bộ lọc nhiên liệu

    • Bộ điều áp

    • Ống phân phối

    • Kim phun

    • Bộ giảm rung động

    - Bơm nhiên liệu

    Bơm nhiên liệu được lắp trong bình nhiên liệu và được kết hợp với bộ lọc nhiên liệu, bộ điều áp, bộ đo nhiên liệu, v.v... Cánh bơm được mô tơ quay để nén nhiên liệu. Van một chiều đóng lại khi bơm nhiên liệu dừng để duy trì áp suất trong đường ống nhiên liệu và làm cho việc khởi động động cơ dễ dàng hơn. Nếu không có áp suất, dễ xảy ra hiện tượng khoá hơi ở nhiệt độ cao, làm cho việc khởi động lại khó khăn. Van an toàn mở ra khi áp suất ở phía cửa ra trở nên quá cao, nhằm ngăn chặn áp suất nhiên liệu trở nên quá cao này.

    [​IMG]

    Hình 27. Bơm nhiên liệu

    - Bộ điều áp

    [​IMG][​IMG]

    Hình 28. Bộ điều áp

    Bộ điều áp này điều chỉnh áp suất nhiên liệu vào kim phun ở 324 kPa (3,3 kgf/cm2). (Các giá trị này có thể thay đổi tuỳ theo kiểu của động cơ).

    Ống phân phối liên tục điều chỉnh áp suất nhiên liệu để giữ cho áp suất nhiên liệu cao hơn áp suất được xác định từ áp suất đường ống nạp. Độ chân không của đường ống nạp được đặt vào buồng trên của màng chắn, áp suất nhiên liệu được điều chỉnh bằng cách thay đổi áp suất nhiên liệu khi van mở ra theo độ chân không của đường ống nạp. Nhiên liệu được trả về bình nhiên liệu qua ống hồi nhiên liệu.

    Lỗ phun của kim phun có độ chân không gây ra bởi chân không của đường ống nạp, nó hút nhiên liệu ra. Độ chân không này luôn luôn thay đổi theo các tình trạng của động cơ. Do đó, vì áp suất nhiên liệu của loại này được điều chỉnh liên tục bằng độ chân không của đường ống nạp để duy trì áp suất nhiên liệu cao hơn áp suất đặt trước để duy trì một lượng phun đã đặt trong thời gian phun.

    - Bộ giảm rung động

    Bộ giảm rung này dùng một màng ngăn để hấp thụ một lượng nhỏ xung của áp suất nhiên liệu sinh ra bởi việc phun nhiên liệu và độ nén của bơm nhiên liệu.

    [​IMG]

    Hình 29. Bộ giảm rung động

    - Kim phun

    Kim phun phun nhiên liệu vào các cửa nạp của các xi lanh theo tín hiệu từ ECU động cơ. Các tín hiệu từ ECU động cơ làm cho dòng điện chạy vào cuộn dây điện từ, làm cho píttông bơm bị kéo, mở van để phun nhiên liệu. Vì hành trình của pít tông bơm không thay đổi, lượng phun nhiên liệu được điều chỉnh tại thời điểm dòng điện chạy vào cuộn điện từ này.

    [​IMG]

    Hình 30. Kim phun

    - Bộ lọc nhiên liệu/ lưới lọc của bơm nhiên liệu

    1. Bộ lọc nhiên liệu

    Bộ lọc nhiên liệu khử bụi bẩn và các tạp chất trong nhiên liệu được bơm lên bởi bơm nhiên liệu.

    2. Lưới lọc của bơm nhiên liệu

    Lưới lọc của bơm nhiên liệu khử bụi bẩn và các tạp chất ra khỏi nhiên liệu trước khi đi vào bơm nhiên liệu.

    [​IMG]

    Hình 31. Bộ lọc và lưới lọc nhiên liệu

    3.3. Điều khiển bơm nhiên liệu

    Bơm nhiên liệu chỉ hoạt động khi động cơ đang chạy.

    [​IMG]

    Hình 32. Mạch điện điều khiển bơm nhiên liệu

    (1) Khoá điện ở vị trí ON:

    Khi bật khoá điện ở vị trí IG, relay EFI bật.

    (2) Khoá điện ở vị trí START:

    Khi động cơ quay khởi động, một tín hiệu STA (tín hiệu máy khởi động) được truyền đến ECU động cơ từ cực ST của khoá điện. Khi tín hiệu STA được đa vào ECU động cơ, động cơ bật ON transistor này và relay mở mạch được bật ON. Sau đó, dòng điện được chạy vào bơm nhiên liệu để vận hành bơm.

    (3) Động cơ quay khởi động - nổ máy Cùng một lúc khi động cơ quay khởi động, ECU động cơ nhận tín hiệu NE từ cảm biến vị trí của trục khuỷu, làm cho transistor này tiếp tục duy trì hoạt động của bơm nhiên liệu.

    (4) Nếu động cơ tắt máy:

    Thậm chí khi khoá điện bật ON, nếu động cơ tắt máy, tín hiệu NE sẽ không còn được đưa vào ECU động cơ, nên ECU động cơ sẽ ngắt transistor này, nó ngắt relay mở mạch, làm cho bơm nhiên liệu ngừng lại.

    3.3 Điều chỉnh thời gian phun

    - Các phương pháp phun nhiên liệu và thời điểm phun

    Các phương pháp phun nhiên liệu bao gồm phun nhiên liệu độc lập cho từng xi lanh, hoặc phun nhiên liệu đồng thời vào tất cả các xi lanh. Thời điểm phun cũng khác nhau, nh phun ở thời điểm được xác định hoặc phun theo sự thay đổi của lượng không khí nạp hoặc tốc độ của động cơ. Phương pháp phun nhiên liệu cơ bản và thời điểm phun nh sau. Ngoài ra, khi lượng phun càng lớn thì thời điểm bắt đầu phun càng nhanh.

    1. Độc lập (theo trình tự) Nhiên liệu được phun độc lập cho từng xi lanh mỗi lần sau 2 vòng quay của trục khuỷu.

    [​IMG][​IMG]

    Hình 33. Phun độc lập

    2. Theo nhóm

    Nhiên liệu được phun cho mỗi nhóm mỗi lần sau 2 vòng quay của trục khuỷu.

    • Hai nhóm

    • Ba nhóm

    • Bốn nhóm

    [​IMG]

    [​IMG]

    [​IMG]

    Hình 34. Phun theo nhóm

    3. Đồng thời

    Nhiên liệu được phun đồng thời vào các xi lanh tương ứng một lần sau mỗi vòng quay của trục khuỷu. Lượng nhiên liệu cần thiết để đốt cháy được phun trong 2 lần phun.


    [​IMG][​IMG]

    Hình 35. Phun đồng thời

    - Điều chỉnh thời gian phun nhiên liệu

    ECU động cơ làm thay đổi lượng phun nhiên liệu bằng cách thay đổi thời gian phun của kim phun. Thời gian phun nhiên liệu thực tế được xác định bằng 2 mục sau.

    1. Thời gian phun nhiên liệu cơ bản được xác định bằng lượng khí nạp và tốc độ động cơ.

    2. Các thời gian phun hiệu chỉnh khác nhau được xác định bằng các cảm biến khác nhau. Thời gian phun mà ECU động cơ cuối cùng truyền vào kim phun được bổ sung các hiệu chỉnh thời gian phun cơ bản. Có các hiệu chỉnh sau:

    • Làm đậm để khởi động

    • Làm đậm để hâm nóng

    • Hiệu chỉnh phản hồi tỷ lệ không khí - nhiên liệu (chỉ có ở một số kiểu xe)

    • Làm đậm để tăng tốc

    • Cắt nhiên liệu

    • Làm đậm để tăng công suất

    • Các hiệu chỉnh khác

    4.ESA

    4.1 Khái quát

    [​IMG]

    Hình 36. Bản đồ góc đánh lửa sớm

    Hệ thống ESA (đánh lửa sớm điện tử) là một hệ thống dùng ECU động cơ để xác định thời điểm đánh lửa dựa vào các tín hiệu từ các cảm biến khác nhau. ECU động cơ tính toán thời điểm đánh lửa từ thời điểm đánh lửa tối ưu được lưu trong bộ nhớ để phù hợp với tình trạng của động cơ, và sau đó chuyển các tín hiệu đánh lửa đến IC đánh lửa. Thời điểm đánh lửa tối ưu cơ bản được xác định bằng tốc độ của động cơ và lượng không khí nạp (áp suất đường ống nạp).

    Hệ thống ESA gồm có các cảm biến khác nhau, ECU động cơ, các IC đánh lửa, cuộn dây đánh lửa và các bugi.

    [​IMG]

    Hình 37. Hệ thống ESA

    Vai trò của các cảm biến

    - Cảm biến vị trí trục cam (tín hiệu G)

    Cảm biến này phát hiện góc quay chuẩn và thời điểm của trục cam.

    - Cảm biến vị trí trục khuỷu (tín hiệu NE)

    Cảm biến này phát hiện góc quay trục khuỷu và tốc độ của động cơ.

    - Cảm biến lưu lượng khí nạp hoặc cảm biến áp suất đường ống nạp (tín hiệu VG hoặc PIM)

    Cảm biến này phát hiện khối lượng khí nạp hoặc áp suất đường ống nạp.

    - Cảm biến vị trí bướm ga (tín hiệu IDL)

    Cảm biến này phát hiện điều kiện chạy không tải.

    - Cảm biến nhiệt độ nước (tín hiệu THW)

    Cảm biến này phát hiện nhiệt độ của nước làm mát.

    - Cảm biến kích nổ (tín hiệu KNK)

    Cảm biến này phát hiện tình trạng của kích nổ.

    - Cảm biến oxy (tín hiệu OX)

    Cảm biến này phát hiện nồng độ của oxy trong khí xả.

    - Vai trò của ECU động cơ

    ECU động cơ nhận các tín hiệu từ các cảm biến, tính toán thời điểm đánh lửa tối u theo các tình trạng động cơ, và truyền tín hiệu đánh lửa (IGT) đến IC đánh lửa.

    -Vai trò của IC đánh lửa

    IC đánh lửa nhận tín hiệu IGT do ECU động cơ phát ra để ngắt dòng điện sơ cấp trong cuộn đánh lửa một cách gián đoạn. Nó cũng gửi tín hiệu xác nhận đánh lửa (IGF) đến ECU động cơ.

    Sơ đồ mạch điện đánh lửa ECU động cơ xác định thời điểm đánh lửa dựa vào tín hiệu G, tín hiệu NE và các tín hiệu từ các cảm biến khác. Khi đã xác định được thời điểm đánh lửa, ECU động cơ gửi tín hiệu IGT đến IC đánh lửa. Trong khi tín hiệu IGT được chuyển đến để bật IC đánh lửa, dòng điện sơ cấp chạy vào cuộn dây đánh lửa này. Trong khi tín hiệu IGT tắt đi, dòng điện sơ cấp đến cuộn dây đánh lửa sẽ bị ngắt. §ồng thời, tín hiệu IGF được gửi đến ECU động cơ. Hiện nay, mạch đánh lửa chủ yếu dùng loại DỤS (hệ thống đánh lửa trực tiếp). ECU động cơ phân phối dòng điện cao áp đến các xi lanh bằng cách gửi từng tín hiệu IGT đến các IC đánh lửa theo trình tự đánh lửa. điềunày làm cho nó có thể tạo ra việc điều chỉnh thời điểm đánh lửa có độ chính xác cao.

    [​IMG]

    [​IMG]

    Hình 38. Sơ đồ hệ thống đánh lửa


    4.2 Tín hiệu IGT và IGF

    1. Tín hiệu IGT

    ECU động cơ tính toán thời điểm đánh lửa tối u theo các tín hiệu từ các cảm biến khác nhau và truyền tín hiệu IGT đến IC đánh lửa. Tín hiệu IGT được bật ON ngay trước khi thời điểm đánh lửa được bộ vi xử lý trong ECU động cơ tính toán, và sau đó tắt đi. Khi tín hiệu IGT bị ngắt, các bugi sẽ đánh lửa.

    [​IMG] [​IMG]

    Hình 39. Tín hiệu IGT và IGF

    2. Tín hiệu IGF

    IC đánh lửa gửi một tín hiệu IGF đến ECU động cơ bằng cách dùng lực điện động ngược được tạo ra khi dòng sơ cấp đến cuộn đánh lửa bị ngắt hoặc bằng giá trị dòng điện sơ cấp. Khi ECU động cơ nhận được tín hiệu IGF nó xác định rằng việc đánh lửa đã xảy ra. (Tuy nhiên điều này không có nghĩa là thực sự đã có đánh lửa). Nếu ECU động cơ không nhận được tín hiệu IGF, chức năng chẩn đoán sẽ vận hành và một DTC được lu trong ECU động cơ và chức năng an toàn sẽ hoạt động và làm ngừng phun nhiên liệu.

    4.3 Sự điều khiển của ESA

    Khái quát về việc điều khiển thời điểm đánh lửa


    [​IMG]


    [​IMG]

    Hình 40. Sự điều khiển của ESA

    Góc thời điểm đánh lửa ban đầu được xác định như sau: Khi ECU động cơ nhận được tín hiệu NE (điểm B), sau khi nhận tín hiệu G (điểm A), ECU xác định rằng đây là góc thời điểm đánh lửa ban đầu khi trục khuỷu đạt đến 5°, 7°, hoặc 10° BTDC (khác nhau giữa các kiểu động cơ).

    [​IMG]

    Hình 41. Xác định thời điểm đánh lửa.

    Việc điều khiển thời điểm đánh lửa gồm có hai việc điều khiển cơ bản.

    [​IMG]
    4.3.1. Điều khiển đánh lửa khi khởi động

    [​IMG]
    Khi khởi động, tốc độ của động cơ thấp và khối lượng không khí nạp cha ổn định, nên không thể sử dụng tín hiệu VG hoặc PIM làm các tín hiệu điều chỉnh. Vì vậy, thời điểm đánh lửa được đặt ở góc thời điểm đánh lửa ban đầu. Góc thời điểm đánh lửa ban đầu được điều chỉnh trong IC dự trữ ở ECU động cơ. Ngoài ra, tín hiệu NE được dùng để xác định khi động cơ đang được khởi động, và tốc độ của động cơ là 500 vòng/phút hoặc nhỏ hơn cho biết rằng việc khởi động đang xảy ra.

    Tuỳ theo kiểu động cơ, có một số loại xác định động cơ đang khởi động khi ECU động cơ nhận được tín hiệu máy khởi động (STA).

    4.3.2 Điều khiển đánh lửa sau khi khởi động

    Điều chỉnh đánh lửa sau khi khởi động là việc điều chỉnh được thực hiện trong khi động cơ đang chạy sau khi khởi động. Việc điều chỉnh này được thực hiện bằng cách tiến hành các hiệu chỉnh khác nhau đối với góc thời điểm đánh lửa ban đầu và góc đánh lửa sớm cơ bản.

    Thời điểm đánh lửa = góc thời điểm đánh lửa ban đầu + góc đánh lửa sớm + góc đánh lửa sớm hiệu chỉnh.

    Khi thực hiện việc điều chỉnh đánh lửa sau khởi động, tín hiệu IGT được bộ vi xử lý tính toán và truyền qua IC dự trữ này.

    - Góc đánh lửa sớm cơ bản

    Góc đánh lửa sớm cơ bản được xác định bằng cách dùng tín hiệu NE, tín hiệu VG hoặc tín hiệu PIM. Tín hiệu NE và VG được dùng để xác định góc đánh lửa sớm cơ bản và được lưu giữ trong bộ nhớ của ECU động cơ.

    [​IMG]
    4.3.2.1. Điều khiển khi tín hiệu IDL bật ON

    Khi tín hiệu IDL bật ON, thời điểm đánh lửa là sớm theo tốc độ của động cơ.

    Trong một số kiểu động cơ góc đánh lửa sớm cơ bản thay đổi khi máy điều hòa không khí bật ON hoặc tắt OFF. (Xem khu vực đường nét đứt ở bên trái). Ngoài ra, trong các kiểu này, một số kiểu có góc đánh lửa sớm là 0 trong thời gian máy chạy ở tốc độ không tải chuẩn.

    4.3.2.2. Điều khiển khi tín hiệu IDL bị ngắt OFF

    Thời điểm đánh lửa được xác định theo tín hiệu NE và VG hoặc tín hiệu PIM dựa vào các dữ liệu được lưu trong ECU động cơ. Tuỳ theo kiểu động cơ, 2 góc đánh lửa sớm cơ bản được lưu giữ trong ECU động cơ. Các dữ liệu của một trong các góc này được dùng để xác định góc đánh lửa sớm dựa trên chỉ số octan của nhiên liệu, nên có thể chọn các dữ liệu phù hợp với nhiên liệu được người lái sử dụng. Ngoài ra, một số kiểu xe có khả năng đánh giá chỉ số octan của nhiên liệu, sử dụng tín hiệu KNK để tự động thay đổi các dữ liệu để xác định thời điểm đánh lửa.

    [​IMG]
    4.3.2.3 Điều khiển góc đánh lửa sớm hiệu chỉnh

    1. Hiệu chỉnh để hâm nóng

    Góc đánh lửa sớm được sử dụng cho thời điểm đánh lửa khi nhiệt độ nước làm mát thấp nhằm cải thiện khả năng làm việc. Một số kiểu động cơ tiến hành hiệu chỉnh sớm lên tương ứng với khối lượng không khí nạp. Góc của thời điểm đánh lửa sớm lên xấp xỉ 15° bằng chức năng hiệu chỉnh này trong suốt thời gian ở các điều kiện cực kỳ lạnh.

    Đối với một số kiểu động cơ, tín hiệu IDL hoặc tín hiệu NE được sử dụng nh một tín hiệu liên quan đối với việc hiệu chỉnh này.

    [​IMG]
    2. Hiệu chỉnh khi quá nhiệt độ

    Khi nhiệt độ của nước làm nguội quá cao, thời điểm đánh lửa được làm muộn đi để tránh kích nổ và quá nóng. Góc thời điểm đánh lửa được làm muộn tối đa là 5° bằng cách hiệu chỉnh này.

    Một số kiểu động cơ cũng sử dụng các tín hiệu sau đây để hiệu chỉnh.

    - Tín hiệu lượng không khí nạp (VG hoặc PIM).

    - Tín hiệu tốc độ động cơ (NE)

    - Tín hiệu vị trí bướm ga (IDL) v.v...

    3. Hiệu chỉnh để tốc độ chạy không tải ổn định

    Nếu tốc độ của động cơ khi chạy không thay
    [​IMG]
    đổi từ tốc độ chạy không tải mục tiêu, ECU động cơ sẽ điều chỉnh thời điểm đánh lửa để làm cho tốc độ của động cơ được ổn định. ECU động cơ liên tục tính toán tốc độ trung bình của động cơ, nếu tốc độ của động cơ giảm xuống dưới tốc độ mục tiêu của động cơ, ECU động cơ sẽ làm thời điểm đánh lửa sớm lên theo góc đã được xác định trước. Nếu tốc độ động cơ vợt quá tốc độ chạy không tải mục tiêu, ECU động cơ sẽ làm muộn thời điểm đánh lửa theo góc đã xác định trước. Góc của thời điểm đánh lửa có thể thay đổi đến mức tối đa là ±5° bằng cách hiệu chỉnh này.

    [​IMG]
    4. Hiệu chỉnh kích nổ

    Nếu kích nổ xảy ra trong động cơ, cảm biến kích nổ biến đổi độ rung tạo ra bởi kích nổ thành tín hiệu điện áp (tín hiệu KNK) và chuyển nó đến ECU động cơ. ECU động cơ sẽ xác định xem kích nổ này mạnh, vừa phải hoặc yếu từ độ lớn của tín hiệu KNK. Sau đó nó hiệu chỉnh thời điểm đánh lửa bằng cách làm muộn đi theo độ lớn của tín hiệu KNK. Nói khác đi, khi kích nổ mạnh, thời điểm đánh lửa bị muộn nhiều, và khi kích nổ yếu, thời điểm đánh lửa chỉ bị muộn một chút. Khi hết kích nổ ở động cơ, ECU động cơ ngừng làm muộn thời điểm đánh lửa và làm nó sớm lên một chút tại thời điểm được xác định trước. Việc làm sớm này được tiến hành cho đến khi kích nổ lại xảy ra, và sau đó khi kích nổ xảy ra, việc điều chỉnh lại được thực hiện lại bằng cách làm muộn thời điểm đánh lửa. Góc của thời điểm đánh lửa được làm muộn tối đa là 10° theo cách hiệu chỉnh này. Một số kiểu động cơ thực hiện việc hiệu chỉnh này gần tới phạm vi trọng tải hoàn toàn của động cơ, và các kiểu động cơ khác chỉ tiến hành việc hiệu chỉnh này trong thời gian có trọng tải cao.


    5. ISC

    5.1 Khái quát

    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 khi?n 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 ư tại mọi thời điểm. Hệ thống ISC gồm có van ISCV, ECU động cơ, các cảm biến và công tắc khác nhau.

    [​IMG]

    Hình 49. Hệ thống ISC

    - Khi khởi động

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

    - 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.

    - 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.

    5.2 Các loại ISCV

    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 nh sau:

    - Loại đi tắt qua bướm ga và điều khiển lượng khí nạp

    [​IMG][​IMG]

    Hình 50. Van ISC loại điều khiển đương đi tắt

    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.

    - 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. Hãy tham khảo "ETCS-i" trong chơng "Hệ thống điều khiển khác" để biết các thông tin chi tiết.

    [​IMG][​IMG]

    Hình 51. Loại điều khiển chạy cầm chừng bằng cánh bướm ga

    5.2.1 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.

    Nếu có sự cố, ví dụ nhhở 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.

    [​IMG][​IMG][​IMG]

    Hình 52. Van ISC loại cuộn dây quay

    5.2.2 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 lỡng 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.

    - Hoạt động Mở van

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

    [​IMG][​IMG]

    Hình 53. Hoạt động mở van

    - Đóng van

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

    [​IMG][​IMG]

    Hình 54. Hoạt động đóng van

    [​IMG]
    5.2.3 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”

    [​IMG]
    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.

    5.2.4 Kiểu môtơ bước

    ISCV kiểu mô tơ bước được gắn vào buồng nạp. Van lắp ở đầu của rotor đi vào hoặc ra theo vòng quay của rotor 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 (rotor) 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 lợt 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 (rotor). Một số môtơ có 24 bước trong một vòng quay.)

    [​IMG] [​IMG]

    Hình 57. Motor bước

    - 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.

    [​IMG]
    5.3 Chức năng của ISC

    5.3.1 Hoạt động của loại cuộn dây quay

    - Điều khiển khởi động

    [​IMG]
    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).

    - 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 giảm tốc độ chạy không tải. Khi động cơ nguội, tốc độ chạy không tải không ổn định do những yếu tố nhđộ 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.

    - Điều khiển phản hồi

    Để điều khiển phản hồi, tốc độ không tải chuẩn được lu 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, nhcông 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.

    - 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, nhrelay đèn hậu, relay của bộ làm tan sơng, 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.

    - 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.

    5.3.2 Hoạt động của loại môtơ bước

    - 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 relay chính:

    [​IMG]
    ECU động cơ hướng dẫn rằng nguồn điện tiếp tục được cung cấp vào relay 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 relay chính này.

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

    Về cơ bản, các điều khiển này cũng giống nhkiểu 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.

     
    Đã được đổ xăng bởi ROLLS_ROYCE_996, nguyenvuongbkhn, levanquoc5 tài xế khác.
  2. levanquoc
    Offline

    Tài xế O-H
    Expand Collapse

    Tham gia ngày:
    5/9/13
    Số km:
    138
    Được đổ xăng:
    32
    Mã lực:
    51
    Xăng dự trữ:
    658 lít xăng
    có file không cho mình xin với
     
  3. Cai banh xe
    Offline

    Kích thích nghĩa là kích vào chỗ người ta Thích!
    Expand Collapse

    Tham gia ngày:
    26/11/09
    Số km:
    16,987
    Được đổ xăng:
    12,197
    Mã lực:
    215
    Giới tính:
    Nam
    Xăng dự trữ:
    103,075 lít xăng
    Thì bác chép về thành 1 bản word cũng tốt mà
     
  4. chaugooner
    Offline

    Tài xế O-H
    Expand Collapse

    Tham gia ngày:
    4/11/14
    Số km:
    8
    Được đổ xăng:
    0
    Mã lực:
    1
    Giới tính:
    Nam
    Xăng dự trữ:
    124 lít xăng
    sao e ko thấy được cái ảnh nào nhỉ??do máy e bị lỗi hay tại cụ thớt up ảnh thế mấy bác :(
     
  5. khoanguyen95
    Offline

    Tài xế O-H
    Expand Collapse

    Tham gia ngày:
    16/10/15
    Số km:
    78
    Được đổ xăng:
    7
    Mã lực:
    26
    Giới tính:
    Nam
    Xăng dự trữ:
    290 lít xăng
    anh ơi,sao em không tháy ảnh nào hết vậy,hay anh có bài đó không cho em xni với tại em đang làm báo cáo về nó :) được thì em cảm ơn anh nhiều ạ
     
  6. vohungdung
    Offline

    Tài xế O-H
    Expand Collapse

    Tham gia ngày:
    14/12/15
    Số km:
    65
    Được đổ xăng:
    16
    Mã lực:
    26
    Giới tính:
    Nam
    Xăng dự trữ:
    127 lít xăng
    bài viết hay quá...tiếc là hình bị mất hết rầu...bác chủ thớt nghiên cứu cho hình xuất hiện lại cho anh em trực quan hơn nha..cảm ơn bác !
     
    Đã được đổ xăng bởi Hieu_xikeHuan_Le.
  7. Thealphaman
    Offline

    Tài xế O-H
    Expand Collapse

    Tham gia ngày:
    2/10/15
    Số km:
    91
    Được đổ xăng:
    24
    Mã lực:
    26
    Giới tính:
    Nam
    Xăng dự trữ:
    42 lít xăng
    tất cả có trong tài liệu team 21 của toyota, phần chuẩn đoán điện cao cấp nhé cc.
     
  8. huynhvui
    Offline

    Tài xế O-H
    Expand Collapse

    Tham gia ngày:
    19/3/16
    Số km:
    12
    Được đổ xăng:
    1
    Mã lực:
    1
    Giới tính:
    Nam
    Xăng dự trữ:
    92 lít xăng
    sao lại k có hình ảnh nhỉ bác có hình ảnh dễ nhìn hơn nhiều ạ :))
     

Chia sẻ trang này