Trong các động cơ điều khiển điện tử hiện đại ngày nay, các cảm biến đóng vai trò rất quan trong. Có thể so sánh cảm biến trong động cơ với 5 giác quan của con người. Mô đun điều khiển động cơ (ECM) thực hiện điều khiển động cơ dựa trên các giá trị nhận được từ các loại cảm biến khác nhau.
1. Cảm biến áp suất cácte
Cảm biến áp suất cácte được dùng kết hợp với cảm biến áp suất khí quyển để xác định độ chênh lệch áp suất áp suất của cácte.
Trong hầu hết các loại động cơ, hệ thống giám sát cho phép ECM phát tín hiệu cảnh báo cho người vận hành, trong trường hợp áp suất cácte quá cao ECM có thể tự động giảm tải động cơ hoặc điều khiển động cơ dừng lại để đảm bảo an toàn.
Ví dụ với động cơ 3500B cảm biến áp suất cácte làm việc ở điện áp 5V, nguồn nuôi được lấy từ ECM qua chân cắm J1/P1 – 36 và J1/P1 – 30. Còn tín hiệu áp suất được gửi đến ECM qua chân cắm J1/P1 – 31. Tín hiệu áp suất ở chân cắm J1/P1 – 31 tỉ lệ với điện áp dao động trong khoảng 0,2 – 4,8 V.
Cảm biến áp suất cácte làm việc ổn định trong dải áp suất 0 – 111 kPa. Trong 5 giây đầu từ khi động cơ khởi động, ECM sẽ nhận tín hiệu áp suất cácte từ cảm biến này. Nếu giá trị nằm trong phạm vi cho phép, ECM chấp nhận giá trị đó, ngược lại ECM sẽ tham chiếu từ giá trị trước đó được ghi lại trong bộ nhớ của ECM.
Trong trường hợp khởi động lại ECM, thay ECM mới hoặc hiệu chỉnh bằng tay thì ECM sẽ hiển thị thông báo lên màn hình trong trường hợp giá trị áp suất cácte không phù hợp. Trường hợp hiệu chỉnh bằng tay cảm biến áp suất các te chỉ nên áp dụng khi thay ECM mới.
2. Cảm biến nhiệt độ nước làm mát
Các động cơ điện tử thường có 2 chế độ làm việc (Normal và Cold). Ở chế độ Cold động cơ khởi động thuận lợi hơn cũng như giảm khói trắng và thời gian làm ấm động cơ. Cảm biến nhiệt độ nước làm mát xác định nhiệt độ hệ thống làm mát động cơ, giá trị này được gửi đến ECM để thiết lập chế độ khởi động cho động cơ là Normal hay Cold.
Ở chế độ làm việc Normal, thời gian phun nhiên liệu thay đổi tuỳ theo tốc độ và tải trọng động cơ. Giá trị này được lưu trữ trong một mô dun riêng và mỗi loại động cơ có những giá trị riêng. Còn ở chế độ Cold thời gian phun nhiên liệu lâu hơn, nhưng đường đặc tính làm việc của động cơ ở giá trị thấp hơn. Khi ECM nhận giá trị từ cảm biến nhiệt độ nước làm mát là thấp hơn 600C thì chế độ Cold được kích hoạt, chế độ này được duy trì cho đến khi nhiệt độ nước làm mát tăng lên đến 630C. Vì vậy tuỳ theo nhiệt độ nước làm mát mà chế độ Cold được kích hoạt nhiều lần trong suốt thời gian vận hành.
Để đảm bảo động cơ làm việc ổn định ECM sẽ đưa ra tín hiệu cảnh báo khi nhiệt độ nước làm mát thay đổi quá lớn, và khi giá trị này quá thấp hoăc quá cao ECM có thể tự động thay đổi trạng thái làm việc của động cơ.
Ví dụ với động cơ 3500B, cảm biến nhiệt độ nước làm mát cũng làm việc ở điện áp 5V và nguồn nuôi cũng lấy từ ECM qua chân cắm J1/P1 – 36 và J1/P1 – 30 như đối với cảm biến áp suất cácte. Tín hiệu nhiệt độ được gửi đến ECM thông qua chân cắm J2/P2 – 9
3. Cảm biến áp suất nhiên liệu đã lọc
Cảm biến áp suất nhiên liệu đã lọc đặt ở đường hồi của lọc nhiên liệu và liên hệ với cảm biến áp suất nhiên liệu chưa lọc để tính toán lượng nhiên liệu giới hạn đi qua bộ lọc nhiên liệu.
ECM sẽ sử dụng giá trị tham chiếu tự động của cảm biến áp suất nhiên liệu đã lọc khi ECM khởi động và khi tắt máy ít nhất 5 giây. Trong khi sử dụng giá trị tham chiếu tự động, ECM điều chỉnh cảm biến áp suất nhiên liệu đã lọc dựa vào cảm biến áp suất khí quyển và dải giá trị áp suất lệch cho phép. Nếu giá trị áp suất lệch không nằm trong dải giá trị này, giá trị tham chiếu trước của cảm biến áp suất nhiên nhiêu đã lọc lần trước được chọn.
Thông số ban đầu của Cảm biến áp suất nhiên liệu đã lọc có thể điều chỉnh bằng tay, nhưng chỉ nên thực hiện khi thay cảm biến cảm biến này hoặc thay ECM
Cảm biến áp suất nhiên liệu đã lọc cũng nhận nguồn 5,0 DC từ ECM. Dải tín hiệu áp suất của cảm biến từ 0 – 1090 kPa tương đương với dải tín hiệu điện thế từ 0,14 – 4,42 VDC.
4. Cảm biến áp suất nhiên liệu chưa lọc
Cảm biến áp suất nhiên liệu chưa lọc đặt ở đường vào lọc nhiên liệu. Cảm biến này kết hợp với cảm biến áp suất nhiên liệu đã lọc nói trên để tính toán lượng nhiên liệu giới hạn đi qua bộ lọc nhiên liệu.
Tương tự như cảm biến áp suất nhiên liệu đã lọc, cảm biến áp suất nhiên liệu đã lọc cũng được ECM thiết lập giá trị tham chiếu tự động khi ECM khởi động cũng như khi tắt máy sau 5 giây.
Ở động cơ 3500B, ECM nhận tín hiệu từ cảm biến áp suất nhiên liệu đã lọc qua chân cắm P1/J1 – 17. Còn cảm biến áp suất nhiên liệu chưa lọc gửi tín hiệu cho ECM qua chân cắm P2/J2 – 03. Cả hai cảm biến này đều nhận nguồn nuôi từ ECM qua chân cắm P1/J1 – 30 và P1/J1 – 36.
Do có sự liên hệ chặt chẽ với cảm biến áp suất nhiên liệu đã lọc nên cảm biến áp suất nhiên liệu chưa lọc cũng nhận nguồn 5,0 DC từ ECM. Dải tín hiệu áp suất của cảm biến từ 0 – 1090 kPa tương đương với dải tín hiệu điện thế từ 0,14 – 4,42 VDC.
5. cảm biến tốc độ
Cảm biến tốc độ cung cấp tín hiệu xung cho ECM. Nhờ bánh răng định thời gắn trên trục cam, thiết bị thu trên cảm biến tốc độ có thể đếm được số vòng quay trục cam. Trên bánh răng định thời có một răng đặc biệt, khi thiết bị thu trên cảm biến tốc độ gặp răng này sẽ gửi một tín hiệu xung cho ECM. Dựa vào tín hiệu này ECM có thể xác định vị trí trục cam, hướng quay và tốc độ quay. Từ đó ECM có thể tính toán tốc độ quay trục khuỷu động cơ.
Khi cảm biến gửi tín hiệu xung về cho ECM, ECM sẽ đếm số xung để tính tốc độ quay của động cơ, nhớ dạng xung và so sánh với mẫu xung tiêu chuẩn để xác định tốc độ quay của trục khuỷu. Từ đây, ECM có thể xác định chính xác thời điểm phun nhiên liệu để điểu khiển kim phun.
Khi ECM không nhận được tín hiệu từ cảm biến tốc độ, màn hình có thể hiển thị thông báo “Invalid Data” (dữ liệu sai) và tín hiệu điều khiển kim phun nhiên liệu cũng bị ngắt
Ở động cơ 3500B, khác với các cảm biến khác, cảm biến tốc độ sử dụng điện áp 13 VDC lấy từ ECM qua chân cắm J1/P1 – 32. Tín hiệu phản hồi về ECM qua chân cắm J1/P1 – 29 còn tín hiệu xung để xác định tốc độ động cơ ECM nhận qua chân cắm J1/P1 – 38.
Khi thay thể hoặc hiệu chỉnh cảm biến tốc độ, đầu nối hiệu chỉnh thời gian được kết nối với ECM qua cáp sửa chữa. Thiết bị này xác định tốc độ quay của bánh đà, sau đó ECM so sánh thông số này với tín hiệu thu được từ cản biến tốc độ để điều chỉnh lại dữ liệu về cảm biến tốc độ cho phù hợp với toàn bộ hệ thống
6. Cảm biến nhiệt độ sau bộ tản nhiệt
Cảm biến nhiệt độ sau bộ tản nhiệt có nhiệm vụ xác định nhiệt độ của bộ tản nhiệt và gửi tín hiệu cho ECM. Dựa vào giá trị này ECM sẽ điều chỉnh các tham số của hệ thống, cho phép động cơ hoạt động hiệu quả hơn tại các giá trị nhiệt độ vận hành khác nhau mà không làm giảm hiệu suất
Trong động cơ 3500B cảm biến nhiệt độ sau bộ tản nhiệt được nuôi bởi nguồn 5 VDC lấy từ ECM qua chân cắm P1/J1 – 30 và P1/J1 – 36. Cảm biến nhiệt độ sau bộ tản nhiệt có thể đo được giá trị nhiệt độ trong phạm vi -40oC đến +120oC. Giá trị này chuyển thành điện áp có giá trị trong dải 0,4 – 4,6 VDC.
7. cảm biến áp suất vào tubo tăng áp
Có hai cảm biến áp suất vào tubo tăng áp là cảm biến trái và phải. Cảm biến này dùng để liên hệ với cảm biến áp suất khí trời nhằm xác định mức độ đậm đặc của không khí đi vào động cơ qua cổng vào của tubo tăng áp trái hoặc phải. Giữa 2 cảm biến trái và phải cũng có sự liên hệ với nhau.
Hệ thống hiển thị trong cabin cho phép ECM phát tín hiệu cảnh báo và tự động giảm tải động cơ khi độ đậm đặc của khí nạp cao. Tương tự như các cảm biến khác, cảm biết áp suất vào tubo tăng áp cũng được kết nối với ECM.
Trong động cơ 3500B, tín hiệu gửi về ECM từ cảm biến áp suất vào tubo tăng áp qua giắc cắm J2/P2-14. Điện áp nuôi cảm biến lấy từ giắc cắm J1/P1-36 và J1/P1-30 của ECM như các cảm biến khác
Tín hiệu của cảm biến áp suất vào tubo tăng áp chuyển hoá thành dòng điện từ 0,2 – 4,8 VDC tương ứng với dải áp suất từ 0 – 111 kPa.
Chú ý:
Cảm biến áp suất ra của tubo tăng áp để xác định mức tăng áp suất của không khi sa khi đi qua tubo tăng áp. Giá trị này sử dụng để điểu chỉnh tỉ lệ phun nhiên liệu phù hợp với các điều kiện làm việc khác. ECM sẽ giới hạn lượng nhiên liệu phun dựa trên áp suất của khí nạp. Các thông tin về tỉ lệ giữa lượng phun nhiên liệu và áp suất khí vào lưu trưc trong mô đun cá nhân
Trên động cơ 3500B, cảm biến áp suất ra tubo tăng áp nhận dòng điện 5VDC từ ECM qua giắc cắm J1/P1-36 và J1/P1-30. Càn tín hiệu truyền từ cảm biến về ECM qua giắc cắm J2/P2-23
Mặc dù tín hiệu của cảm biến áp suất ra tubo tăng áp cũng chuyển thành dòng điện có điện áp từ 0,2-4,8V tỉ lệ với dải áp suất rộng hơn từ 0 – 452 kPa
Tương tự như cảm biến áp suất vào tubo tăng áp, giá trị của cảm biến áp suất ra tubo tăng áp được thiết lập trong khoảng 5 giây đầu sau khi ECM khởi động lại. ECM so sánh giá trị áp suất cảm biến với giải áp suất cho phép, nếu giá trị nằm ngoài dải áp suất cho phép thì ECM lấy giá trị trước đó nằm trong giải cho phép của cảm biến.
Khi thay thế ECM mới, nếu giá trị của cảm biến không được chấp nhận thì phải thiết lập lại giá trị bằng tay. Thiết lập lại bằng tay cũng nên áp dụng khi thay thế cảm biến mới.
1. Cảm biến áp suất cácte
Trong hầu hết các loại động cơ, hệ thống giám sát cho phép ECM phát tín hiệu cảnh báo cho người vận hành, trong trường hợp áp suất cácte quá cao ECM có thể tự động giảm tải động cơ hoặc điều khiển động cơ dừng lại để đảm bảo an toàn.
Ví dụ với động cơ 3500B cảm biến áp suất cácte làm việc ở điện áp 5V, nguồn nuôi được lấy từ ECM qua chân cắm J1/P1 – 36 và J1/P1 – 30. Còn tín hiệu áp suất được gửi đến ECM qua chân cắm J1/P1 – 31. Tín hiệu áp suất ở chân cắm J1/P1 – 31 tỉ lệ với điện áp dao động trong khoảng 0,2 – 4,8 V.
Cảm biến áp suất cácte làm việc ổn định trong dải áp suất 0 – 111 kPa. Trong 5 giây đầu từ khi động cơ khởi động, ECM sẽ nhận tín hiệu áp suất cácte từ cảm biến này. Nếu giá trị nằm trong phạm vi cho phép, ECM chấp nhận giá trị đó, ngược lại ECM sẽ tham chiếu từ giá trị trước đó được ghi lại trong bộ nhớ của ECM.
Trong trường hợp khởi động lại ECM, thay ECM mới hoặc hiệu chỉnh bằng tay thì ECM sẽ hiển thị thông báo lên màn hình trong trường hợp giá trị áp suất cácte không phù hợp. Trường hợp hiệu chỉnh bằng tay cảm biến áp suất các te chỉ nên áp dụng khi thay ECM mới.
2. Cảm biến nhiệt độ nước làm mát
Ở chế độ làm việc Normal, thời gian phun nhiên liệu thay đổi tuỳ theo tốc độ và tải trọng động cơ. Giá trị này được lưu trữ trong một mô dun riêng và mỗi loại động cơ có những giá trị riêng. Còn ở chế độ Cold thời gian phun nhiên liệu lâu hơn, nhưng đường đặc tính làm việc của động cơ ở giá trị thấp hơn. Khi ECM nhận giá trị từ cảm biến nhiệt độ nước làm mát là thấp hơn 600C thì chế độ Cold được kích hoạt, chế độ này được duy trì cho đến khi nhiệt độ nước làm mát tăng lên đến 630C. Vì vậy tuỳ theo nhiệt độ nước làm mát mà chế độ Cold được kích hoạt nhiều lần trong suốt thời gian vận hành.
Để đảm bảo động cơ làm việc ổn định ECM sẽ đưa ra tín hiệu cảnh báo khi nhiệt độ nước làm mát thay đổi quá lớn, và khi giá trị này quá thấp hoăc quá cao ECM có thể tự động thay đổi trạng thái làm việc của động cơ.
Ví dụ với động cơ 3500B, cảm biến nhiệt độ nước làm mát cũng làm việc ở điện áp 5V và nguồn nuôi cũng lấy từ ECM qua chân cắm J1/P1 – 36 và J1/P1 – 30 như đối với cảm biến áp suất cácte. Tín hiệu nhiệt độ được gửi đến ECM thông qua chân cắm J2/P2 – 9
3. Cảm biến áp suất nhiên liệu đã lọc
ECM sẽ sử dụng giá trị tham chiếu tự động của cảm biến áp suất nhiên liệu đã lọc khi ECM khởi động và khi tắt máy ít nhất 5 giây. Trong khi sử dụng giá trị tham chiếu tự động, ECM điều chỉnh cảm biến áp suất nhiên liệu đã lọc dựa vào cảm biến áp suất khí quyển và dải giá trị áp suất lệch cho phép. Nếu giá trị áp suất lệch không nằm trong dải giá trị này, giá trị tham chiếu trước của cảm biến áp suất nhiên nhiêu đã lọc lần trước được chọn.
Thông số ban đầu của Cảm biến áp suất nhiên liệu đã lọc có thể điều chỉnh bằng tay, nhưng chỉ nên thực hiện khi thay cảm biến cảm biến này hoặc thay ECM
Cảm biến áp suất nhiên liệu đã lọc cũng nhận nguồn 5,0 DC từ ECM. Dải tín hiệu áp suất của cảm biến từ 0 – 1090 kPa tương đương với dải tín hiệu điện thế từ 0,14 – 4,42 VDC.
4. Cảm biến áp suất nhiên liệu chưa lọc
Tương tự như cảm biến áp suất nhiên liệu đã lọc, cảm biến áp suất nhiên liệu đã lọc cũng được ECM thiết lập giá trị tham chiếu tự động khi ECM khởi động cũng như khi tắt máy sau 5 giây.
Ở động cơ 3500B, ECM nhận tín hiệu từ cảm biến áp suất nhiên liệu đã lọc qua chân cắm P1/J1 – 17. Còn cảm biến áp suất nhiên liệu chưa lọc gửi tín hiệu cho ECM qua chân cắm P2/J2 – 03. Cả hai cảm biến này đều nhận nguồn nuôi từ ECM qua chân cắm P1/J1 – 30 và P1/J1 – 36.
Do có sự liên hệ chặt chẽ với cảm biến áp suất nhiên liệu đã lọc nên cảm biến áp suất nhiên liệu chưa lọc cũng nhận nguồn 5,0 DC từ ECM. Dải tín hiệu áp suất của cảm biến từ 0 – 1090 kPa tương đương với dải tín hiệu điện thế từ 0,14 – 4,42 VDC.
5. cảm biến tốc độ
Khi cảm biến gửi tín hiệu xung về cho ECM, ECM sẽ đếm số xung để tính tốc độ quay của động cơ, nhớ dạng xung và so sánh với mẫu xung tiêu chuẩn để xác định tốc độ quay của trục khuỷu. Từ đây, ECM có thể xác định chính xác thời điểm phun nhiên liệu để điểu khiển kim phun.
Khi ECM không nhận được tín hiệu từ cảm biến tốc độ, màn hình có thể hiển thị thông báo “Invalid Data” (dữ liệu sai) và tín hiệu điều khiển kim phun nhiên liệu cũng bị ngắt
Ở động cơ 3500B, khác với các cảm biến khác, cảm biến tốc độ sử dụng điện áp 13 VDC lấy từ ECM qua chân cắm J1/P1 – 32. Tín hiệu phản hồi về ECM qua chân cắm J1/P1 – 29 còn tín hiệu xung để xác định tốc độ động cơ ECM nhận qua chân cắm J1/P1 – 38.
Khi thay thể hoặc hiệu chỉnh cảm biến tốc độ, đầu nối hiệu chỉnh thời gian được kết nối với ECM qua cáp sửa chữa. Thiết bị này xác định tốc độ quay của bánh đà, sau đó ECM so sánh thông số này với tín hiệu thu được từ cản biến tốc độ để điều chỉnh lại dữ liệu về cảm biến tốc độ cho phù hợp với toàn bộ hệ thống
6. Cảm biến nhiệt độ sau bộ tản nhiệt
Trong động cơ 3500B cảm biến nhiệt độ sau bộ tản nhiệt được nuôi bởi nguồn 5 VDC lấy từ ECM qua chân cắm P1/J1 – 30 và P1/J1 – 36. Cảm biến nhiệt độ sau bộ tản nhiệt có thể đo được giá trị nhiệt độ trong phạm vi -40oC đến +120oC. Giá trị này chuyển thành điện áp có giá trị trong dải 0,4 – 4,6 VDC.
7. cảm biến áp suất vào tubo tăng áp
Có hai cảm biến áp suất vào tubo tăng áp là cảm biến trái và phải. Cảm biến này dùng để liên hệ với cảm biến áp suất khí trời nhằm xác định mức độ đậm đặc của không khí đi vào động cơ qua cổng vào của tubo tăng áp trái hoặc phải. Giữa 2 cảm biến trái và phải cũng có sự liên hệ với nhau.
Trong động cơ 3500B, tín hiệu gửi về ECM từ cảm biến áp suất vào tubo tăng áp qua giắc cắm J2/P2-14. Điện áp nuôi cảm biến lấy từ giắc cắm J1/P1-36 và J1/P1-30 của ECM như các cảm biến khác
Tín hiệu của cảm biến áp suất vào tubo tăng áp chuyển hoá thành dòng điện từ 0,2 – 4,8 VDC tương ứng với dải áp suất từ 0 – 111 kPa.
Chú ý:
- Giá trị của cảm biến áp suất vào tubo tăng áp được thiết lập trong khoảng 5 giây đầu sau khi ECM khởi động lại. ECM so sánh giá trị áp suất cảm biến với giải áp suất cho phép, nếu giá trị nằm ngoài dải áp suất cho phép thì ECM lấy giá trị trước đó nằm trong giải cho phép của cảm biến.
- Khi thay thế ECM mới, nếu giá trị của cảm biến không được chấp nhận thì phải thiết lập lại giá trị bằng tay.
- Thiết lập lại bằng tay cũng nên áp dụng khi thay thế cảm biến mới
Cảm biến áp suất ra của tubo tăng áp để xác định mức tăng áp suất của không khi sa khi đi qua tubo tăng áp. Giá trị này sử dụng để điểu chỉnh tỉ lệ phun nhiên liệu phù hợp với các điều kiện làm việc khác. ECM sẽ giới hạn lượng nhiên liệu phun dựa trên áp suất của khí nạp. Các thông tin về tỉ lệ giữa lượng phun nhiên liệu và áp suất khí vào lưu trưc trong mô đun cá nhân
Trên động cơ 3500B, cảm biến áp suất ra tubo tăng áp nhận dòng điện 5VDC từ ECM qua giắc cắm J1/P1-36 và J1/P1-30. Càn tín hiệu truyền từ cảm biến về ECM qua giắc cắm J2/P2-23
Mặc dù tín hiệu của cảm biến áp suất ra tubo tăng áp cũng chuyển thành dòng điện có điện áp từ 0,2-4,8V tỉ lệ với dải áp suất rộng hơn từ 0 – 452 kPa
Tương tự như cảm biến áp suất vào tubo tăng áp, giá trị của cảm biến áp suất ra tubo tăng áp được thiết lập trong khoảng 5 giây đầu sau khi ECM khởi động lại. ECM so sánh giá trị áp suất cảm biến với giải áp suất cho phép, nếu giá trị nằm ngoài dải áp suất cho phép thì ECM lấy giá trị trước đó nằm trong giải cho phép của cảm biến.
Khi thay thế ECM mới, nếu giá trị của cảm biến không được chấp nhận thì phải thiết lập lại giá trị bằng tay. Thiết lập lại bằng tay cũng nên áp dụng khi thay thế cảm biến mới.
