Đồ án môn học báo cáo sơ đồ mạch điện ecm toyota vios 2016

Giới thiệu đề tài Đề tài về hộp ECM Engine Control Module trên xe Toyota Vios 2016 là một chủ đề thú vị và liên quan đến hệ thống điều khiển động cơ của xe.. Đề tài về sơ đồ mạch điện EC

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM

KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO

ĐỒ ÁN MÔN HỌC BÁO CÁO

SƠ ĐỒ MẠCH ĐIỆN ECM TOYOTA VIOS 2016

TP Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 6 năm 2023

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

*********

PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Điểm:

Tp Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 6 năm 2023

Chữ ký giáo viên hướng dẫn

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 4

1.1 Giới thiệu đề tài 4

1.2 Tính cấp thiết của đề tài 4

1.3 Mục tiêu nghiên cứu 4

1.4 Phạm vi nghiên cứu 5

CHƯƠNG 2: NỘI DUNG CHÍNH 6

2.1 Tổng quan về dòng xe Toyota Vios 2016: 6

2.1.1 Giới thiệu sơ lược: 6

2.1.2 Thông số kỹ thuật: 7

2.1.3 Tính năng nổi bật: 7

2.2 Hệ thống điện động cơ Toyota Vios 2016 9

2.2.1 Hệ thống sạc và khởi động 9

2.2.2 Hệ thống nhiên liệu 12

2.2.3 Hệ thống điện đánh lửa 15

2.2.4 Hệ thống làm mát 18

2.2.5 Hệ thống cam biến thiên 21

2.2.6 Hệ thống điều hoà 22

2.2.7 Hệ thống cảm biến gạt mưa 23

2.2.8 Hệ thống âm thanh và giải trí 24

CHƯƠNG 3: KẾT THÚC 26

3.1 Lời kết: 26

3.2 Tài liệu tham khảo: 26

Hình 6 Sơ đồ mạch điện khởi động

Hình 7 Cảm biến lưu lượng không khí

Hình 8 Cảm biến áp suất nhiên liệu

Hình 9 Bơm nhiên liệuHình 10 Kim phun

Hình18 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát

Hình 19 Sơ đồ mạch điện hệ thống đánh lửa

Hình 20 Relay 5 chân

Hình 21 Sơ đồ mạch điện hệ thống làm mát

Hình 22 Van điều khiển

HÌnh 23 Cảm biến vị trí cam VVT

Hình 24 Sơ đồ mạch điện hệt thống cam biến thiên

Hình 25 Sơ đồ mạch điện hệ thống điều hoà

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU

1.1 Giới thiệu đề tài

Đề tài về hộp ECM (Engine Control Module) trên xe Toyota Vios 2016 là một chủ đề thú vị và liên quan đến hệ thống điều khiển động cơ của xe ECM là một bộ điều khiểnđiện tử quan trọng trong xe, có nhiệm vụ quản lý và điều chỉnh các hoạt động của động

cơ để đảm bảo hiệu suất hoạt động tốt nhất Đề tài này có thể tập trung vào mạch điện

và cơ chế hoạt động của hộp ECM trên xe Toyota Vios 2016 Nghiên cứu và phân tích chi tiết sơ đồ mạch điện của ECM trên xe Vios 2016 Tìm hiểu về các thành phần chính trong mạch điện ECM, bao gồm các cảm biến, đầu ra, relay và các linh kiện khác Xác định các mạch chính và mối quan hệ giữa chúng trong hệ thống điều khiển động cơ Từ đó đi sâu hơn về chức năng cụ thể mà mỗi thành phần trong sơ đồ mạch ECM thực hiện như một số cảm biến: cảm biến áp suất, cảm biến nhiệt độ, cảm biến tốc độ, relay khởi động, … Hiểu rõ về cách các thành phần này tương tác và giao tiếpvới nhau để điều khiển và giám sát hoạt động của động cơ trên xe Vios 2016 Từ đó, liên kết các thành phần và vẽ lại sơ đồ mạch điện của các cảm biến về hộp ECM trên

xe Toyota Vios 2016 trên 1 trang giấy A4 Đề tài về sơ đồ mạch điện ECM trên xe Toyota Vios 2016 là chủ đề quan trọng và hấp dẫn, tập trung vào việc nghiên cứu và hiểu về cấu trúc và hoạt động của hệ thống mạch điện trên xe, có tính ứng dụng cao và

có thể đóng góp quan trọng cho sự hiểu biết và phát triển hệ thống điều khiển động cơ trên xe hơi

1.2 Tính cấp thiết của đề tài

Sơ đồ mạch điện ECM của xe Toyota Vios 2016 có một hệ thống điện phức tạp và hiện đại, được thiết kế khá nhiều bộ phận , linh kiện cũng như các cảm biến liên kết với ECM Điều này sẽ là một điều khá là khó khăn cho các kỹ thuật viên về việc kiểm tra , tìm ra lỗi để sửa chữa các bộ phận Nên điều cần thiết ở đây là cần phải vẽ lại sơ

đồ mạch điện một cách rõ ràng, tóm gọn các linh kiện, cảm biến một cách thông minh giúp có cái nhìn tổng quát Từ đó, giúp cho việc thực hiện các cải tiến, sửa chữa và tối

ưu hệ thống một cách dễ dàng

1.3 Mục tiêu nghiên cứu

- Hiểu rõ cấu trúc và nguyên lý hoạt động của mạch điện ECM trên xe Vios 2016

- Phân tích chức năng của các thành phần trên ECM và mối quan hệ giữa chúng

- Vẽ được sơ đồ mạch điện ECM trên xe Vios 2016 đầy đủ và rõ ràng

1.4 Phạm vi nghiên cứu

Phạm vi nghiên cứu của đề tài là về các khái niệm, nguyên lý hoạt động của các bộ phận trên hộp ECM của xe Toyota Vios 2016

CHƯƠNG 2: NỘI DUNG CHÍNH

2.1 Tổng quan về dòng xe Toyota Vios 2016:

2.1.1 Giới thiệu sơ lược:

_ Ngày 16/9 năm 2016, Toyota đã cho ra mắt mẫu xe Vios đến người tiêu dùng, gồm bốn phiên bản khác nhau và có thêm phiên bản bổ sung Vios 1.5E CVT, chiếc xe ngay lập tức gây ấn tượng mạnh với đặc điểm thiết kế ngoại hình bắt mắt và các tính năng đi kèm hiện đại, đặc biệt là hệ thống đèn chiếu sáng Projector Ngay sau đó, Vios

đã tạo nên một cơn sốt và mang về cho Toyota doanh thu đạt mức kỷ lục trong suốt hơn 1 năm liền

* Ngoại hình:

_ Là chiếc xe thuộc dòng Sedan hạng

B, Toyota Vios có kích thước dài 4,41 (m)

và rộng 1,7 (m), với chiều dài cơ sở lên

đến 2.5 (m) Khí động học được phát huy

khá tốt nhờ vào những đường gân dập nổi

ở hông xe với nét vát ở đầu và phần mui

xe Bên cạnh đó, thiết kế kiểu vây cá được

dùng cho chân kính chiếu hậu và cụm đèn hông giúp hiệu quả lướt gió đạt được tối ưu nhất

* Nội thất:

_ Với chiều dài cơ sở được thiết kế

tương đối lớn, phần khoang lái và khoang

hành khách trên chiếc Vios khá rộng rãi

và thoáng Phần Taplo và bảng điều khiển

trung tâm vẫn giữ được ngôn ngữ thiết kế

đơn giản, hiệu quả đặc trưng của Toyota

Đặc biệt, bề mặt Taplo được bọc da với

các đường chỉ rất tỉ mỉ, cùng chất liệu đen bóng của sơn sợi cacbon được phủ trên mànhình CD trung tâm kết hợp với các đường viền dọc khoang lái được mạ ánh kim nổi bật giúp cho phần nội thất của chiếc Vios trở nên hài hoà và cực kì sang trọng

2.1.2 Thông số kỹ thuật:

 Kích thước: Dài x Rộng x Cao: 4.410 x 1.700 x 1.475 (mm)

 Chiều dài cơ sở: 2.550 (mm)

 Khoảng sáng gầm xe: 145 (mm)

 Trọng lượng không tải: 1.050 – 1.065 (kg)

 Trọng lượng toàn tải: 1.500 (kg)

 Động cơ xăng 1.5 lít: 4 xylanh thẳng hàng (I-4),

 hệ thống điều phối van biến thiên thông minh trên van nạp (VVT-i), 16 van, trục cam kép ( DOHC)

 Dung tích bình nhiên liệu: 42 lít

 Công suất: 107/6.000 (hp/rpm)

 Mô-men xoắn: 141/4.200 (Nm/rpm)

 Hộp số: Hộp số vô cấp ( 7 cấp ảo )

 Dẫn động: FWD cầu trước

 Phanh: Phanh trước đĩa thông gió, phanh sau đĩa đặc, 4 bánh có ABS, EBD, BA

 Túi khí: 02 túi hàng ghế phía trước

ấn tượng bằng một số trang bị như:

* Hộp số tự động vô cấp CVT:

_ Giúp xe chuyển số êm ái, về số mượt mà, tiết kiệm nhiên liệu Không những thế, người lái còn có thể tuỳ chỉnh việc sang số khi chuyển cần số từ D sang M, việc tăng giảm số được điều khiển thủ công bởi người lái tạo cảm giác thú vị khi lái xe đồng thời

có thể dùng để phanh động cơ khi xe di chuyển xuống dốc

* Động cơ Dual VVT-I loại kép:

_ Không như các phiên bản trước,

Vios 2016 được trang bị động cơ VVT-i

kép (thay đổi thời điểm đóng mở xu páp

nạp và xả thông minh) giúp xe gia tăng

công suất, tạo lực kéo tốt ở dải vòng tua

lớn, đồng thời tiết kiệm nhiên liệu khi

thải khí sạch ra môi trường

2.2 Hệ thống điện động cơ Toyota Vios 2016

Ảnh minh hoạ

Ảnh minh hoạ

Hệ thống điện động cơ trên xe Toyota Vios 2016 là một phần quan trọng của hệ thống động cơ, bao gồm các thành phần và hệ thống điện tử liên quan đến hoạt động của động cơ Chịu trách nhiệm đảm bảo hoạt động ổn định, hiệu suất cao và tiêu thụ nhiên liệu tối ưu cho động cơ của xe Hệ thống này sử dụng công nghệ điện tử tiên tiến để kiểm soát và điều chỉnh các thông số quan trọng của động cơ Trong đó ECM là bộ não của hệ thống điều khiển động cơ Nó là một bộ vi xử lý điện tử mạnh mẽ, thu thập thông tin từ các cảm biến và điều khiển các bộ phận của động cơ để đảm bảo hoạt động tối ưu ECM sử dụng các thuật toán và chương trình tích hợp để điều chỉnh lượngnhiên liệu, thời gian đánh lửa, van nạp và van xả,….

2.2.1 Hệ thống sạc và khởi động

2.2.1.1 Hệ thống sạc

Hệ thống sạc trên xe Vios 2016 được thiết kế để đảm bảo ắc quy luôn được sạc và duy trì mức điện năng đủ để cung cấp cho các hệ thống điện trên xe Khi động cơ hoạt động, đầu phát sẽ tạo ra điện năng để sạc lại ắc quy và cung cấp nguồn điện cho các thiết bị trên xe Bộ điều chỉnh điện áp giúp điều chỉnh và kiểm soát điện áp đầu ra của đầu phát để đảm bảo sự ổn định và an toàn của hệ thống điện trên xe

Cấu tạo

- Máy phát điện: là thành phần chính trong hệ thống sạc trên động cơ Nó được

gắn cố định và truyền động bởi đai động cơ Đầu phát chuyển động từ động cơ thành năng lượng điện và cung cấp nguồn điện cho các hệ thống và thiết bị điệntrên xe Nó bao gồm rotor và stator, với rotor có thể quay và tạo ra dòng điện xoay chiều trong stator

Hình1 Máy phát điện

- Bộ điều chỉnh điện áp IC: là một bộ điều khiển điện tử đảm nhận vai trò kiểm

soát và duy trì mức điện áp đầu ra ổn định từ đầu phát Nó đảm bảo rằng mức điện áp đúng được duy trì để sạc lại ắc quy và cung cấp nguồn điện cho các thiết bị điện trên xe Bộ điều chỉnh điện áp sẽ điều chỉnh dòng điện đầu vào của rotor để kiểm soát mức điện áp đầu ra của máy phát

Hình 2 Bộ điều chỉnh điện áp IC và sơ đồ mạch điện hệ thống sạc

- Ắc quy (Battery): Ắc quy là nguồn cung cấp năng lượng cho các thiết bị điện

trên xe, chẳng hạn như đèn, hệ thống điện tử và hệ thống khởi động Đầu phát sạc lại ắc quy trong quá trình xe hoạt động để đảm bảo rằng nó luôn có đủ năng lượng để hoạt động

Hình 3 Acquy 2.2.1.2 Hệ thống khởi động

Hệ thống khởi động trên Vios 2016 sử dụng chìa khóa vật lý để khởi động động cơ Chìa khóa chứa một thanh kim loại có các răng cưa và một nút điều khiển Hệ thống khởi động đóng vai trò quan trọng nhất trong hệ thống điện ôtô Hệ thốngkhởi động sử

dụng năng lượng từ bình ắc quy và chuyển năng lượng này thành cơ năng quay máy khởi động Máy khởi động truyền cơ năng này cho bánh đà trên trục khuỷu động cơ thông qua việc gài khớp Chuyển động của bánh đà làm hỗn hợp khí - nhiên liệu hoặc không khí được hút vào bên trong xylanh, được nén và đốt cháy để sinh công làmquay động cơ Máy khởi động sẽ ngừng hoạt động khi động cơ đã nổ.

- Cấu tạo:

ST Relay (Relay 4 chân): Khi cấp một nguồn điện định mức vào cuộn hút Cuộn

hút sẽ đóng hai tiếp điểm lại

Hình 4 Relay 4 chân Công tắc vị trí P/N: Khi cần gạt số ở 2 vị trí “P”hoặc”N” sẽ cho dòng điện đi qua

Hình 5 Công tác vị trí P/N

Hình 6 Sơ đồ mạch điện khởi động

- Nguyên lý hoạt động: Tín hiệu STA sẽ được đưa đến ECM để phát hiện xem

động cơ có đang khởi động hay không Tín hiệu NSW ECM để xác định xem vịtrí cần gạt số có đang ở “P” hay “N”không

2.2.2 Hệ thống nhiên liệu

- Hệ thống nhiên liệu trên Toyota Vios 2016 sử dụng một số cảm biến để giámsát và điều khiển quá trình cung cấp nhiên liệu Nhiên liệu được chứa trongbình nhiên liệu và được bơm từ bình nhiên liệu tới hệ thống nhiên liệu thôngqua ống nhiên liệu Sau đó, nhiên liệu được lọc và đưa vào bộ phận phun nhiênliệu (fuel injector) trong động cơ đúng thời điểm, đúng lượng hỗn hợp xăng vàkhông khí cần thiết để đảm bảo công suất của động cơ

- Cấu tạo:

Cảm biến lưu lượng không khí (Mass Air Flow Sensor): Một cảm biến lưu

lượng không khí thông qua ECM để cung cấp thông tin về lưu lượng không khí

đi vào động cơ ECM sử dụng thông tin từ cảm biến này để tính toán lượngnhiên liệu cần cung cấp và điều chỉnh hỗn hợp nhiên liệu-khí phù hợp

Hình 7 Cảm biến lưu lượng không khí

Cảm biến áp suất nhiên liệu (Fuel Pressure Sensor): Cảm biến này đo áp suất nhiên

liệu trong hệ thống nhiên liệu và truyền thông tin về áp suất đến hệ thống điều khiển.Thông tin từ cảm biến này giúp điều chỉnh quá trình phun nhiên liệu và đảm bảo ápsuất nhiên liệu đúng

Hình 8 Cảm biến áp suất nhiên liệu

Bơm nhiên liệu: Bơm nhiên liệu truyền động bằng động cơ giúp cung cấp nhiên liệu

từ bồn nhiên liệu đến hệ thống đốt cháy Thông tin về áp suất nhiên liệu từ bơm nhiênliệu có thể được truyền tới ECM

Hình 9 Bơm nhiên liệu

Kim phun là một van solenoid khi có điện áp cấp đến kim phun sẽ được nhấc lên,

nhiên liệu được phun vào buồng đốt

Hình 10 Kim phun

Cảm biến vị trí bướm ga (Throttle Position Sensor): Cảm biến này giám sát

vị trí của bộ phận ga và cung cấp thông tin về mức mở ga cho hệ thống điềukhiển động cơ Thông tin này giúp điều chỉnh lượng nhiên liệu cần cung cấp khiđiều khiển ga

Hình 11 Cảm biến vị trí bướm ga

Cảm biến vị trí bàn đạp ga

Hình 12 Cảm biến vị trí bàn đạp ga

Hình 13 Sơ đồ mạch điện bơm và phun nhiên liệu

- Nguyên lý hoạt động: Khi động cơ quay khởi động, tín hiệu điều khiển rơle

máy khởi động (ST) phát ra từ khoá điện*1 hoặc ECU chứng nhận (ECU chìakhóa thông minh)*2 được nhập vào cực STA của ECM, và tín hiệu NE docảm biến vị trí trục khuỷu sinh ra cũng được nhập vào cực NE+ ECM coi làrằng động cơ được quay khởi động và bật tranzito Tr1 của mạch bên trongECM ON Dòng điện chạy đến rơle C/OPN (Mở mạch) bằng cách bật Tr1 ON.Sau đó, bơm nhiên liệu sẽ hoạt động Từ các tín hiệu cảm biến vị trí trục cam

và các cảm biến khác ECM sẽ gửi tín hiệu điều khiển (cấp mass) kim phun ởđúng kì nạp và phun đúng lượng nhiên liệu cần thiết

2.2.3 Hệ thống điện đánh lửa

- Hệ thống đánh lửa trên xe Toyota Vios 2016 có nhiệm vụ tạo lửa trong buồngđốt để cháy hỗn hợp nhiên liệu-khí và tạo ra công suất để động cơ hoạt động

- Cấu tạo

Bô-bin: Gồm 2 cuộn dây (cuộn sơ cấp và thứ cấp) Cuộn sơ cấp được cấp nguồn điện

12V khi điện áp cuộn sơ cấp thay đổi đột ngột sẽ suất hiện dòng điện cao áp tại cuộnthứ cấp

Hình 14 Bôbin đnáh lửa

Cảm biến vị trí trục khủyu: Khi trục khuỷu quay sẽ tạo ra tín hiệu dạng xung.

Dựa theo tín hiệu ECM sẽ tính toán được vị trí piston cũng như tốc độ của động cơhiện tại

Hình 15 Cảm biến vị trí trục khuỷu

Cảm biến vị trí trục cam (Camshaft Position Sensor): Cảm biến này ghi

nhận vị trí và tốc độ quay của trục cam Thông tin này được truyền cho ECM đểxác định vị trí các van và điều chỉnh thời điểm đánh lửa

Hình16 Cảm biến vị trí trục cam Cảm biến vị trí ga (Throttle Position Sensor): Cảm biến này ghi nhận vị trí

của bàn đạp ga ECM sử dụng thông tin này để xác định mức nạp khí và điềuchỉnh thời điểm đánh lửa phù hợp

Cảm biến nhiệt độ nước làm mát động cơ (Engine Coolant TemperatureSensor): Cảm biến này đo nhiệt độ nước làm mát động cơ Thông tin về nhiệt

độ này được gửi cho ECM để điều chỉnh thời điểm và lượng nhiên liệu cần thiếtcho việc khởi động và hoạt động của động cơ

Hình17 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát

Cảm biến knock (Knock Sensor): Cảm biến knock ghi nhận các hiện tượng

gõ kêu hoặc nổ máy không đều trong động cơ ECM sử dụng thông tin từ cảmbiến knock để điều chỉnh thời điểm đánh lửa và tránh việc xảy ra knock gây hưhỏng động cơ

Hình 18 Cảm biến knock

Hình 19 Sơ đồ mạch điện hệ thống đánh lửa

- Nguyên lý hoạt động: Hệ thống đánh lửa trực tiếp (DIS) được sử dụng trên xe

này DIS là hệ thống đánh lửa cho mỗi xi lanh, mỗi xi lanh có một cuộn dâyđánh lửa Trong hệ thống đánh lửa của từng xi lanh, một ắc quy được nối vàođầu của cuộn dây thứ cấp Điện áp cao sinh ra trong cuộn dây thứ cấp được cấptrực tiếp đến bugi đó Tia lửa điện của bugi sẽ phóng ra từ điện cực giữa đếncực nối mát ECM xác định thời điểm đánh lửa và gửi tín hiệu đánh lửa đếntừng xylanh Sử dụng tín hiệu đánh lửa này, ECM bật và tắt Transistor bêntrong bộ đánh lửa, nó đóng và ngắt dòng điện trong cuộn dây sơ cấp Khi dòngđiện trong cuộn dây sơ cấp bị cắt, trên cuộn dây thứ cấp sẽ sinh ra điện áp cao

áp và điện áp này sẽ được cấp đến các bugi để tra ra tia lưa bên trong các xilanh

2.2.4 Hệ thống làm mát

- Hệ thống quạt làm mát ô tô là một trong những hệ thống quan trọng nhất củađộng cơ Được thiết kế để kiểm soát nhiệt độ của động cơ do quá trình đốt cháy