born-@
Trai Nghèo Xứ Quảng
Hệ thống đánh lửa điều khiển theo chương trình có góc đánh lửa sớm được điều khiển bằng một chương trình tính toán được thiết lập trong một máy tính điện tử, được bố trí trên xe gọi là ECU. Góc đánh lửa sớm được tính toán thông qua tín hiệu vào ECU từ các cảm biến ghi nhận từ động cơ, từ các tín hiệu này ECU sẽ tính toán đưa ra góc đánh lửa sớm tối ưu phù hợp với điều kiện lầm việc hiện tại của động cơ.
Hình 1: Cấu tạo của hệ thống đánh lửa với cơ cấu điều khiển góc đánh lửasớm bằng điện tử
+Điều chỉnh đánh lửa khi khởi động.
+Điều khiển đánh lửa sau khi khởi động.
Điều khiển đánh lửa khi khởi động:
Hình 2: Điều khiển đánh lửa khi khởi độngĐiều khiển đánh lửa khi khởi động được thực hiện sau khi ECU nhận được tín hiệu NE. Thời điểm này tương ứng với góc đánh lửa ban đầu d-bd=5-15 độ được lưu sẳn trong bộ nhớ. Khi có tín hiệu khởi động mạch chuyển đổi trạng thái (có thể nằm trong hoặc ngoài ECU) sẽ nối đường IGT được điều khiển bởi BACKUP IC (IC dự trữ) thông qua 2 tín hiệu G và NE. Nếu động cơ đã nổ thì IGT sẽ nối sang vị trí AFTER ST (sau khởi động) và việc điều chỉnh gocs đánh lửa sớm được thực hiện bởi ECU.
Điều khiển đánh lửa sau khi khởi động:
Hình 3: Điều khiển đánh lửa sau khi khởi độngSau khi khởi động, ECU sẽ nhận tín hiệu từ các cảm biến và hiệu chỉnh góc đánh lửa sớm tùy theo chế độ làm việc của động cơ. Các hiệu chỉnh khác nhau (dựa trên tín hiệu từ các cảm biến có liên quan) được thêm vào góc thời điểm đánh lửa ban đầu và góc đánh lửa sớm cơ bản.
Góc đánh lửa sớm thực tế khi động cơ hoạt động được xác định bằng công thức sau:
d = dbd + dcb + dhc
Trong đó:
d - góc đánh lửa sớm thực tế
dbd - góc đánh lửa sớm ban đầu
dcb - góc đánh lửa sớm cơ bản
dhc - góc đánh lửa sớm hiệu chỉnh
Hình 4: Góc đánh lửa sớm thực tế
Góc đánh lửa cơ bản d-cb:
Được xác định theo tốc độ và tải của động cơ và được lưu sẳn trong bản đồ bộ nhớ ECU.
Hình 5: Bản đồ góc đánh lửa sớm cơ bản
Hình 6: Bảng tham chiếu (look-up table) góc đánh lửa sớm phụ thuộc tốc độ động cơ
Góc đánh lửa hiệu chỉnh d-hc:
Là tổng tất cả góc đánh lửa theo điều kiện làm việc của động cơ sao cho động cơ làm việc tối ưu. Việc hiệu chỉnh góc đanh lửa sớm theo động cơ được thực hiện theo các yếu tố sau:
+Hiệu chỉnh theo nhiệt độ đông cơ.
+Hiệu chỉnh ổn đinh không tải.
+Hiệu chỉnh phản hồi tỉ lệ khí- nhiên liệu.
+Hiệu chỉnh kích nổ.
+Hiệu chỉnh góc ngậm điện.
+Hiệu chỉnh bù độ cao....
=Hiệu chỉnh theo nhiệt độ động cơ
- Tín hiệu liên quan đến hiệu chỉnh này là tín hiệu nhiệt độ nước làm mát THW.
- Khi nhiệt độ động cơ nằm trong khoảng -20-60 độ C, gó đánh lửa sớm được hiệu chỉnh từ 0-15 độ.
- Khi nhiệt độ động cơ nằm < -20 độ C, góc đánh luaw sớm cũng chỉ được cộng thêm 15 độ. Sỡ dĩ phải tăng góc đánh lửa sớm lúc động cơ nguội là vì ở nhiệt độ thấp tốc độ cháy chậm nên phải kéo dài thời gian để nhiên liệu cháy phát huy tối đa công suất của động cơ.
- Khi nhiệt độ động cơ vào khoảng 60-110 độ C thì ECU không thực hiện sự hiệu chỉnh góc đánh lửa sớm theo nhiệt độ.
Hình 7: Hiệu chỉnh góc đánh lửa sớm theo nhiệt độ- Trong trường hợp nhiệt độ động cơ >110 độ C sẽ dể gây ra hiện tượng kích nổ và tăng hàm lượng NOx trong khí thải vì vậy ECU sẽ diều khiển góc đánh lửa sớm xuống một góc tối đa 5 độ.
=Hiệu chỉnh ổn định không tải
- Tín hiệu liên quan đến hiệu chỉnh này là:
+Tốc độ động cơ NE
+Vị trí bướm ga VTA
+Tốc độ xe SPD
Hình 8: Hiệu chỉnh góc đánh lửa sớm ở chế độ cầm chừng.- Khi động cơ ở chế độ không tải thì sẽ dao dộng ở tốc độ không tải chuẩn, ECU sẽ điều chỉnh thời điểm đánh lửa để ổn định tốc độ đông cơ.
- Nếu tốc độ động cơ giảm xuông dưới tốc độ chuẩn, ECU sẽ điều chỉnh góc đánh lửa sớm lên, và khi tốc độ quá cao ECU sẽ giảm góc đánh lửa sớm.
- Góc đánh lửa sớm được thay đổi tối đa xấp xỉ (+_)5 độ bởi hiệu chỉnh này.
=Hiệu chỉnh phản hồi tỉ lệ khí - nhiên liệu
- Tín hiệu liên quan đến hiệu chỉnh này gồm:
+Cảm biến oxy OX
+Vị trí bướm ga VTA
+Tốc đọ xe SPD
-Trong quá trình phản hồi tỉ lệ khí-nhiên liệu, tốc độ động cơ thay đồi theo sự tăng hay giảm lượng phun nhiên liệu. Động cơ đặc biệt nhạy cảm với những thay đổi tỉ lệ khí nhiên liệu khi nó chạy không tải, nên để chế độ không tải ổn định ECU sẽ làm sớm thời điểm đánh lửa để phù hợp với tỉ lệ khí-nhiên liệu.
-Góc thời điểm đánh lửa được làm sớm lên tối đa khoảng 5 độ bởi hiệ chỉnh này.
=Hiệu chỉnh tránh kích nổ
-Tín hiệu liên quang đến hiệu chỉnh này là: Tín hiệu kích nổ KNK
-Khi động cơ làm việc bình thường thì các xung dao động rất nhỏ, khi xảy ra hiện tượng kích nổ các xung này sẽ dao động với biên độ lớn và truyền tới ECU, ECU sẽ điều chỉnh và giảm góc đánh lửa sớm.
-Quá trình kiểm soát kích nổ diển ra trong một chu trình kín, hiện tượng kích nổ chỉ xay ra ở một vài xy lanh. Vì vậy dựa vào thời điểm kích nổ và vị trí trục khuỷu mà ECU nhận biết xy lanh đã cháy và xảy ra hiện tượng kích nổ.
-Việc hiệu chỉnh góc đánh lửa cho quá trình kích nổ chỉ thực hiện ở xy lanh này để ít ảnh hưởng đến công suất động cơ.
-Việc giảm giảm góc đánh lửa sớm được thực hiện từng góc nhỏ theo từng chu kỳ của từng xy lanh cho đến khi hiện tượng kích nổ chấm dứt thì ECU từng bước tăng dần góc đánh lửa sớm. Nếu không còn kích nổ thì góc đánh lửa sớm trở về tối ưu.
Hình 9: Hiệu chỉnh tránh kích nổ-Hiện tượng cháy kích nổ còn xảy ra khi dùng các loại xăng khác nhau, ECU được lưu các dữ liệu tương ứng với các loại xăng. Khi dùng loại xăng khác chỉ cần thay đổi vị trí giắc cắm được bố trí trên xe.
=Hiệu chỉnh góc ngậm điện
-Tín hiệu liên quan đến hiệu chỉnh này:
+Tín hiệu điện áp Ăc quy +B
+Tín hiệu tốc độ động cơ NE
-Góc ngậm điện này phụ thuộc vào hiệu điện thế ắc quy và tốc độ động cơ. Khi khởi động hiệu điện thế ăc quy bị giảm và gây sụt áp. Vì vậy ECU sẽ điều khiển tăng thời gain ngậm điện nhằm mục đích đảm bảo dòng điện trong cuộn thứ cấp luôn luôn đạt đến giá trị ổn định trước khi các Transitor ở trạng thái ngắt.
-Ở tốc độ thấp do thời gain tích lũy dài (góc ngậm điện lớn) gây lãng phí năng lượng và làm nóng biến áp đánh lửa nên ECU sẽ giảm bớt thời gian ngậm điện xuống để tránh hiện tượng trên.
-Trong trường hợp dòng sơ cấp vẫn tăng cao hơn giá trị ổn định, bộ phận hạn chế dòng sẽ làm việc và giữ dòng sơ cấp không thay đổi.
Hình 10: Bản đồ góc ngậm điện-Việc điều chỉnh góc ngậm điện được thực hiện trong ECU động cơ. Góc ngậm điện tối ưu được lưu sẳn trong bộ nhớ của ECU.
Tóm lại, yếu tố chính để ECU vẫn là Bản đồ hiệu chỉnh góc đánh lửa cơ bản, các yếu tố khác đóng vai trò bổ sung để cho thời điểm đánh lửa tối ưu. Căn cứ theo hình 5 và 6. Tại một thời điểm xác định, ví dụ một góc tối ưu 35 độ. Thì ECU sẽ đối chiếu với bản đồ hiệu chỉnh cơ bản đã được tính toán sẳn, cùng lúc đó xác định tốc độ động cơ, vị trí điểm chết, rồi kết hợp với các yếu tố khác, từ đó đưa ra góc đánh lửa tối ưu nhất. Lưu ý rằng tín hiệu tốc độ động cơ và tín hiệu điểm chết luôn là điều kiện tiên quyết để ECU tính toán.
Hình 11: Em có vài phân tích như vậy, mong thầy cho em ý kiến để hoàn thiệt hơn ạh
Hình 1: Cấu tạo của hệ thống đánh lửa với cơ cấu điều khiển góc đánh lửa
Việc điều khiển đánh lửa theo chương trình được chia thành 2 giai đoạn cơ bản:Công dụng của các cảm biến em xin được bỏ qua không nhắc đến ở đây, vì các bạn ở trên đã đề cập hết rồi. Em xin đi vào vấn đề chính luôn ạh
+Điều chỉnh đánh lửa khi khởi động.
+Điều khiển đánh lửa sau khi khởi động.
Điều khiển đánh lửa khi khởi động:
Hình 2: Điều khiển đánh lửa khi khởi động
Điều khiển đánh lửa sau khi khởi động:
Hình 3: Điều khiển đánh lửa sau khi khởi động
Góc đánh lửa sớm thực tế khi động cơ hoạt động được xác định bằng công thức sau:
d = dbd + dcb + dhc
Trong đó:
d - góc đánh lửa sớm thực tế
dbd - góc đánh lửa sớm ban đầu
dcb - góc đánh lửa sớm cơ bản
dhc - góc đánh lửa sớm hiệu chỉnh
Hình 4: Góc đánh lửa sớm thực tế
Góc đánh lửa cơ bản d-cb:
Được xác định theo tốc độ và tải của động cơ và được lưu sẳn trong bản đồ bộ nhớ ECU.
Hình 5: Bản đồ góc đánh lửa sớm cơ bản
Hình 6: Bảng tham chiếu (look-up table) góc đánh lửa sớm phụ thuộc tốc độ động cơ
Góc đánh lửa hiệu chỉnh d-hc:
Là tổng tất cả góc đánh lửa theo điều kiện làm việc của động cơ sao cho động cơ làm việc tối ưu. Việc hiệu chỉnh góc đanh lửa sớm theo động cơ được thực hiện theo các yếu tố sau:
+Hiệu chỉnh theo nhiệt độ đông cơ.
+Hiệu chỉnh ổn đinh không tải.
+Hiệu chỉnh phản hồi tỉ lệ khí- nhiên liệu.
+Hiệu chỉnh kích nổ.
+Hiệu chỉnh góc ngậm điện.
+Hiệu chỉnh bù độ cao....
=Hiệu chỉnh theo nhiệt độ động cơ
- Tín hiệu liên quan đến hiệu chỉnh này là tín hiệu nhiệt độ nước làm mát THW.
- Khi nhiệt độ động cơ nằm trong khoảng -20-60 độ C, gó đánh lửa sớm được hiệu chỉnh từ 0-15 độ.
- Khi nhiệt độ động cơ nằm < -20 độ C, góc đánh luaw sớm cũng chỉ được cộng thêm 15 độ. Sỡ dĩ phải tăng góc đánh lửa sớm lúc động cơ nguội là vì ở nhiệt độ thấp tốc độ cháy chậm nên phải kéo dài thời gian để nhiên liệu cháy phát huy tối đa công suất của động cơ.
- Khi nhiệt độ động cơ vào khoảng 60-110 độ C thì ECU không thực hiện sự hiệu chỉnh góc đánh lửa sớm theo nhiệt độ.
Hình 7: Hiệu chỉnh góc đánh lửa sớm theo nhiệt độ
=Hiệu chỉnh ổn định không tải
- Tín hiệu liên quan đến hiệu chỉnh này là:
+Tốc độ động cơ NE
+Vị trí bướm ga VTA
+Tốc độ xe SPD
Hình 8: Hiệu chỉnh góc đánh lửa sớm ở chế độ cầm chừng.
- Nếu tốc độ động cơ giảm xuông dưới tốc độ chuẩn, ECU sẽ điều chỉnh góc đánh lửa sớm lên, và khi tốc độ quá cao ECU sẽ giảm góc đánh lửa sớm.
- Góc đánh lửa sớm được thay đổi tối đa xấp xỉ (+_)5 độ bởi hiệu chỉnh này.
=Hiệu chỉnh phản hồi tỉ lệ khí - nhiên liệu
- Tín hiệu liên quan đến hiệu chỉnh này gồm:
+Cảm biến oxy OX
+Vị trí bướm ga VTA
+Tốc đọ xe SPD
-Trong quá trình phản hồi tỉ lệ khí-nhiên liệu, tốc độ động cơ thay đồi theo sự tăng hay giảm lượng phun nhiên liệu. Động cơ đặc biệt nhạy cảm với những thay đổi tỉ lệ khí nhiên liệu khi nó chạy không tải, nên để chế độ không tải ổn định ECU sẽ làm sớm thời điểm đánh lửa để phù hợp với tỉ lệ khí-nhiên liệu.
-Góc thời điểm đánh lửa được làm sớm lên tối đa khoảng 5 độ bởi hiệ chỉnh này.
=Hiệu chỉnh tránh kích nổ
-Tín hiệu liên quang đến hiệu chỉnh này là: Tín hiệu kích nổ KNK
-Khi động cơ làm việc bình thường thì các xung dao động rất nhỏ, khi xảy ra hiện tượng kích nổ các xung này sẽ dao động với biên độ lớn và truyền tới ECU, ECU sẽ điều chỉnh và giảm góc đánh lửa sớm.
-Quá trình kiểm soát kích nổ diển ra trong một chu trình kín, hiện tượng kích nổ chỉ xay ra ở một vài xy lanh. Vì vậy dựa vào thời điểm kích nổ và vị trí trục khuỷu mà ECU nhận biết xy lanh đã cháy và xảy ra hiện tượng kích nổ.
-Việc hiệu chỉnh góc đánh lửa cho quá trình kích nổ chỉ thực hiện ở xy lanh này để ít ảnh hưởng đến công suất động cơ.
-Việc giảm giảm góc đánh lửa sớm được thực hiện từng góc nhỏ theo từng chu kỳ của từng xy lanh cho đến khi hiện tượng kích nổ chấm dứt thì ECU từng bước tăng dần góc đánh lửa sớm. Nếu không còn kích nổ thì góc đánh lửa sớm trở về tối ưu.
Hình 9: Hiệu chỉnh tránh kích nổ
=Hiệu chỉnh góc ngậm điện
-Tín hiệu liên quan đến hiệu chỉnh này:
+Tín hiệu điện áp Ăc quy +B
+Tín hiệu tốc độ động cơ NE
-Góc ngậm điện này phụ thuộc vào hiệu điện thế ắc quy và tốc độ động cơ. Khi khởi động hiệu điện thế ăc quy bị giảm và gây sụt áp. Vì vậy ECU sẽ điều khiển tăng thời gain ngậm điện nhằm mục đích đảm bảo dòng điện trong cuộn thứ cấp luôn luôn đạt đến giá trị ổn định trước khi các Transitor ở trạng thái ngắt.
-Ở tốc độ thấp do thời gain tích lũy dài (góc ngậm điện lớn) gây lãng phí năng lượng và làm nóng biến áp đánh lửa nên ECU sẽ giảm bớt thời gian ngậm điện xuống để tránh hiện tượng trên.
-Trong trường hợp dòng sơ cấp vẫn tăng cao hơn giá trị ổn định, bộ phận hạn chế dòng sẽ làm việc và giữ dòng sơ cấp không thay đổi.
Hình 10: Bản đồ góc ngậm điện
Tóm lại, yếu tố chính để ECU vẫn là Bản đồ hiệu chỉnh góc đánh lửa cơ bản, các yếu tố khác đóng vai trò bổ sung để cho thời điểm đánh lửa tối ưu. Căn cứ theo hình 5 và 6. Tại một thời điểm xác định, ví dụ một góc tối ưu 35 độ. Thì ECU sẽ đối chiếu với bản đồ hiệu chỉnh cơ bản đã được tính toán sẳn, cùng lúc đó xác định tốc độ động cơ, vị trí điểm chết, rồi kết hợp với các yếu tố khác, từ đó đưa ra góc đánh lửa tối ưu nhất. Lưu ý rằng tín hiệu tốc độ động cơ và tín hiệu điểm chết luôn là điều kiện tiên quyết để ECU tính toán.
Hình 11: