thiết kế, thi công mô hình hệ thống điều khiển động cơ mitsubishi

Mục tiêu: - Thiết kế gia công mới mô hình hệ thống điều khiển động cơ loại đánh lửa trực tiếp CB HALL, chủ yếu các thiết bị của hãng Mitsubishi bổ sung nguồn thiết bị mới trong đào tạo

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG

THIẾT KẾ, THI CÔNG MÔ HÌNH HỆ THỐNG

ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ MITSUBISHI

MÃ SỐ: T2011 - 10TĐ

S 0 9

S 0 3

S KC 0 0 3 4 2 4

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG TRỌNG ĐIỂM

Mã số: T2011 – 10TĐ

Chủ nhiệm đề tài: GVC ThS Nguyễn Kim

Thành viên đề tài: ThS Phan Nguyễn Quí Tâm

THIẾT KẾ, THI CÔNG MÔ HÌNH

HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ MITSUBISHI

MỤC LỤC

Trang

Danh mục các chữ viết tắt 2

Danh mục các bảng biểu 4

Thông tin kết quả nghiên cứu 4

Tóm tắt nội dung đề tài 7

Chương 1: Mở đầu 8

Chương 2: Thiết kế khung mô hình 10

2.1 Phần khung 10

2.2 Phần sa bàn 12

2.3 Giới thiệu mô hình 14

Chương 3: Hệ thống điện điều khiển động cơ 15

3.1 Khái quát 15

3.2 ECU và các tín hiệu điều khiển động cơ 21

3.2.1 Kí hiệu các chân ECU 21

3.2.2 Các tín hiệu đầu vào 26

3.2.2.1 Cảm biến khí nạp Karman 26

3.2.2.2.Cảm biến nhiệt độ khí nạp 31

3.2.2.3 Cảm biến vị trí bướm ga 33

3.2.2.4.Cảm biến nhiệt độ nước 37

3.2.2.5 Cảm biến NE,G (HALL) 40

3.2.2.6.Cảm biến Oxy 44

3.2.3 Các tín hiệu đầu ra 47

3.2.3.1 Hệ thống đánh lửa 47

3.2.3.2 Hệ thống nhiên liệu 52

3.2.3.3 Điều khiển tốc độ không tải 61

Chương 4; Tài liệu các bài thực hành trên mô hình 64

Chương 5: Kết luận và kiến nghị 75

Phụ lục 76

Tài liệu tham khảo 83

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

ECU Bộ điều khiển động cơ DIAG Cực chẩn đoán

IDL Tín hiệu từ công tắc vị trí cầm chừng

IAT Cảm biến nhiệt độ khí nạp AFS Cảm biến lưu lượng khí nạp

Fp Tín hiệu từ bơm nhiên liệu

BPS Cảm biến áp suất khí trời TPS Tín hiệu cảm biến vị trí bươm ga THW Tín hiệu nhiệt độ nước làm mát động cơ CRANK Cảm biến góc quay trục khuỷu

TDC Tín hiệu cảm biến vị trí piston

Vc Điện áp 5V từ ECU E2 Mass cảm biến

#10 Tín hiệu điều khiển kim phun từ ECU

#20 Tín hiệu điều khiển kim phun từ ECU

IGT1 Tín hiệu điều khiển đánh lửa từ ECU

IGT2 Tín hiệu điều khiển đánh lửa từ ECU

ISC Điều khiển tốc độ cầm chừng ISC1 Tín hiệu điều khiển van ISC cuộn dây thứ 1

ISC2 Tín hiệu điều khiển van ISC cuộn dây thứ 2

#30 Tín hiệu điều khiển kim phun từ ECU

#40 Tín hiệu điều khiển kim phun từ ECU

M-REL Tín hiệu điều khiển rơle chính

M-REL Tín hiệu điều khiển rơle chính

ISC3 Tín hiệu điều khiển van ISC cuộn dây thứ 3

ISC4 Tín hiệu điều khiển van ISC cuộn dây thứ 4

E1 Mass ECU động cơ

+B,+B1 Cấp dương cho ECU động cơ qua rơle chính khi công

tăc máy ở vị trí ON

BATT Điện áp accu luôn được cấp đến ECU nhằm tránh các

dữ liệu lưu trong bộ nhớ của ECU khỏi bị xóa khi điện tắt

E1 Nối mát cho ECU Để ECU hoạt động

STA Tín hiệu STA dùng để điều khiển rơle bơm nhiên

liệu, làm giàu hổn hợp khi khởi động

IGSW ECU dùng tín hiệu này để điều khiển đóng rơle chính

khi công tắc máy ở vị trí ON

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

1 3.1 Tên gọi các vị trí thiết bị trên mô hình 19

2 3.16 Biểu đồ biến thiên R và V của CB nhiệt độ khí nạp 31

3 3.24 Biểu đồ biến thiên R và V của CB nhiệt độ nước 38

5 PL2 Bảng mã chẩn đoán hư hỏng 81

THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

Tên đề tài: Thiết kế, thi công mô hình hệ thống điều khiển động cơ Mitsubishi

Mã số: T2011-10TĐ

Chủ nhiệm đề tài: ThS Nguyễn Kim

Đơn vị: Bộ môn Động Cơ, khoa cơ Khí Động Lực, ĐHSPKT TP.HCM

Tel: 0919377870

E-mail: nguyenkim_dhspkt@yahoo.com.vn

Cơ quan chủ trì đề tài: Trường đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM

Cơ quan và cá nhân phối hợp thực hiện:

Thời gian thực hiện: 31/12/2010 đến 31/12/2011

1 Mục tiêu:

- Thiết kế gia công mới mô hình hệ thống điều khiển động cơ loại đánh lửa trực tiếp

CB HALL, chủ yếu các thiết bị của hãng Mitsubishi bổ sung nguồn thiết bị mới trong đào tạo

- Biên soạn tài liệu hướng dẫn theo phương pháp mới để người học phát huy sự chủ động, tích cực sáng tạo trong học tập, nghiên cứu

2 Nội dung chính:

- Thiết kế và gia công mới khung giá mô hình theo phương án tối ưu nhất

- Mô hình gồm các thiết bị điều khiển động cơ gồm: các tín hiện vào (cảm biến), bộ

xử lý trung tâm (ECU), các cơ cấu chấp hành: hệ thống nhiên liệu, hệ thống đánh lửa, hệ thống điều khiển tốc độ không tải

- Hệ thống hoạt động kèm theo một số thiết bị phụ như môtơ, các tín hiệu giả lập

- Biên soạn tài liệu hướng dẫn thực hành cho mô hình

3 Kết quả chính đạt được (khoa học, ứng dụng, đào tạo, kinh tế – xã hội, v.v…)

- Chế tạo mô hình giàn trải hệ thống điều khiển động cơ Mitsubishi Galand theo yêu cầu đề ra: trực quan thẩm mỹ, bền, an toàn, tiện dụng

- Mô hình gồm đầy đủ các thiết bị điều khiển hoạt động tốt

- Một số các tín hiệu giả lập đực trang bị nhằm tăng tính trực quan sinh động

- Các bài tập kiểm tra, chẩn đoán hệ thống điều khiển động cơ

4 Điểm mới:

- Người nghiên cứu đã thiết kế và chế tạo một mô hình trực quan sinh động, thẩm

mỹ, an toàn, dễ thao tác, tiện lợi, dễ di chuyển

- Hệ thống các Pan giúp người học tự kiểm tra, chẩn đoán những hư hỏng trên hệ thống điện điều khiển và tự tìm ra nguyên nhân hư hỏng qua đó nâng cao tư duy sáng tạo của sinh viên

5 Địa chỉ ứng dụng:

- Các xưởng giảng dạy thực hành tại các trường đại học, cao đẳng nghề, THCN, các trường dạy nghề nhằm nâng cao chất lượng dạy của giáo viên và thực hành nghiên cứu của các sinh viên học sinh ngành ôtô

- Các cơ sở đào tạo nhân lực tại chổ của các công ty, xí nghiệp dịch vụ sửa chữa ôtô, các công ty thiết bị trường học

TÓM TẮT NỘI DUNG ĐỀ TÀI

Mô hình hệ thống đánh lửa trực tiếp động cơ Mitsubishi Galant được chế tạo dựa trên một động cơ thực tế, nó có tác dụng lớn trong công tác đào tạo, giúp cho người dạy rút ngắn được thời gian và người học nắm vững về cấu trúc nguyên lý của hệ thống phun xăng, phương pháp kiểm tra chẩn đoán tìm pan trên động cơ, khảo nghiệm góc đánh lửa sớm và lượng phun nhiên liệu khi tín hiệu đầu vào của các cảm biến thay đổi

Direct ignition system training model of Mitsubishi Galant is manufactured based

on a real engine It has large effect on training ativities, at the same time, it helps the teaches to save teaching time and the learners in details to study the principles and construction of direct ignition and fuel injection systems, testing and diagnosing methodologies, troubleshooting in internal combustion engines, electronic spark advance, and fuel infection quantity in various operating conditions

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU

1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài ở trong và ngoài nước

Mô hình là phương tiện giảng dạy phổ biến hiện nay đặc biệt với các ngành kỹ thuật công nghệ, tuy nhiên dạng mô hình tương tự sản xuất từ nước ngoài có giá thành rất cao Khi mua phải đặt hàng và mất một khoảng thời gian dài mới nhận được sản phẩm do chờ nhập khẩu và không tận dụng được các vật tư nguyên liệu sản xuất trong nước

Với mong muốn giúp người học nắm vững các công nghệ điều khiển động cơ hiện đại

và đặc điểm sử dụng tín hiệu điều khiển đánh lửa cảm biến HALL cũng như các kỹ năng

kiểm tra chẩn đoán, người nghiên cứu quyết định thực hiện đề tài “ Thiết kế thi công mô hình điều khiển động cơ MITSUBISHI”

Nhằm tạo điều kiện cho người học phát huy tính tích cực chủ động trong học tập, nghiên cứu Người thực hiện đề tài biên soạn tài liệu theo phương pháp MES

Nếu mô hình được đưa vào cơ sở đào tạo, người học ngoài việc nắm vững các kiến thức kỹ năng điều khiển động cơ Misubishi còn có thể tiếp cận dể dàng với các động cơ tương tự của các hãng ôtô khác

1.3 Mục tiêu

Với tính trực quan của mô hình giúp người học nhanh chóng tiếp thu được công nghệ

và các kỹ năng kiểm tra chẩn đoán

Thiết kế gia công mới mô hình giàn trải hệ thống điều khiển động cơ loại đánh lửa CB HALL, chủ yếu các thiết bị của hãng Mitsubishi bổ sung nguồn thiết bị mới trong đào tạo Biên soạn tài liệu hướng dẫn theo phương pháp mới để người học phát huy sự chủ động, tích cực sáng tạo trong học tập, nghiên cứu

1.4 Cách tiếp cận

- Tìm hiểu những tính năng ưu việt của phương tiện dạy học

- Xét nhu cầu thực tế của người học thông qua các mô hình thiết bị được sản xuất trong và ngoài nước

1.5 Phương pháp nghiên cứu

- Khai thác nghiên cứu lý thuyết về mô hình phương tiện dạy để đưa ra phương pháp tốt nhất, hiệu quả nhất

- Dựa vào những mô hình thiết bị sẵn có để nghiên cứu bố trí lắp đặt thiết bị hiệu quả,

mô phỏng giả lập một số tín hiệu để mang lại tính trực quan sinh động cao

- Nghiên cứu lý thuyết về phát triển chương trình đào tạo lấy người học làm trung tâm, từ đó biên soạn bộ tài liệu hướng dẫn tạo cho người học tính tích cực, chủ động, sáng tạo

1.6 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu:Mô hình dạy học động cơ ôtô

- Phạm vi nghiên cứu : Mô hình dạy học hệ thống điều khiển động cơ Mitsubishi

1.7 Nội dung nghiên cứu

- Nghiên cứu các phương án thiết kế, thi công tối ưu

- Nghiên cứu nguyên lý điều khiển động cơ phun xăng, đánh lửa điện tử

- Nghiên cứu về các tín hiệu đầu vào, bộ xử lý trung tâm, các bộ chấp hành, hệ thống thông tin hiển thị động cơ Mitsubishi

- Nghiên cứu về hệ thống đánh lửa điện tử sử dụng CB HALL, hệ thống phun xăng điện tử, hệ thống điều khiển cầm chừng loại motor bước

- Nghiên cứu các phương pháp kiểm tra, chẩn đoán từng bộ phận

- Nghiên cứu tìm hiểu phương án biên soạn tài liệu nhằm truyền đạt kiến thức chuyên ngành hiệu quả nhất, phát huy được tính chủ động sáng tạo

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ THI CÔNG KHUNG MÔ HÌNH

2.1 Phần khung

Khung mô hình chủ yếu nhằm để gá đặt sa bàn Phần khung được thiết kế, chắc chắn, dễ xếp đặt trong xưởng, có tính thẩm mỹ cao Đồng thời, giúp sinh viên dễ dàng di chuyển mô hình và an toàn trong quá trình thực tập

Kích thước khung: Cao: 1m80

Ngang: 0m70

Dài: 1m80

Kích thước mặt lắp thiết bị: Dài: 1m80; Rộng : 0m90

Hình 2.1 Hình chiếu đứng của khung

Hình 2.2 Hình chiếu cạnh của khung

Hình 2.3: Hình chiếu bằng của khung

2.2 Phần sa bàn

2.2.1 Phương án bố trí các cụm chính trên sa bàn

Hình 2.4 Cách bố trí các cụm chính

1: Tên mô hình

2: Bảng đồng hồ

3: Tên người thực hiện

4: Bộ đo gió Karman

5: Cụm bướm ga, cảm biến vị trí bướm ga

11: Cảm biến G,NE (HALL)

12: Cảm biến nhiệt độ nước

2.3 Giới thiệu mô hình

Hình 2.5: Mô hình hệ thống điều khiển động cơ

2.4 Vật liệu khung lắp mô hình

Khung lắp mô hình có dạng hình chữ nhật với kích thước (1800*900*1800)

Được hàn lại với nhau từ hai loại thép hộp, hai loại đều có tiết diện mặt cắt ngang là hình chữ nhật.Chân đế có dạng hình chữ T (hàn từ thép hộp 50*100) được nối với nhau bởi 2 thanh giằng ngang có tiết diện bé hơn (40*80).Phía trên khung bản được hàn từ các thanh thép hộp có tiết diện 20*40 và đặt tấm bẳng gỗ ép có khổ 1m*1.9m với bề dày là 20 Phía dưới chân đế lắp 4 bánh xe cao su để di chuyển mô hình

CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ

3.1 Khái quát về hệ thống điều khiển động cơ bằng điện tử

3.1.1 Mô tả

Các chức năng của hệ thống điều khiển động cơ bao gồm hệ thống điều khiển phun nhiên liệu điện tử (EFI), điều khiển tốc độ không tải (ISC) và một số điều khiển khác Ngoài ra còn có hệ thống chẩn đoán, rất hữu ích khi kiểm tra và khắc phục những

hư hỏng

3.1.2 Các chức năng của hệ thống điều khiển động cơ

3.1.2.1 Điều khiển phun nhiên liệu điện tử (EFI)

Một bơm nhiên liệu cung cấp đủ lượng nhiên liệu với một áp suất không đổi đến các vòi phun

Các vòi phun sẽ phun một lượng nhiên liệu định trước vào đường ống nạp theo các tín hiệu từ bộ điều khiển điện tử động cơ bằng điện tử (ECU)

ECU động cơ nhận biết tín hiệu từ rất nhiều cảm biến khác nhau thông báo về sự thay đổi của các chế độ hoạt động của động cơ như: Góc quay trục khủy, tốc độ động cơ, nhiệt độ nước làm mát, nhiệt độ khí nạp…v.v

ECU sử dụng các tín hiệu này để xác định khoảng thời gian phun cần thiết nhằm đạt được tỉ lệ không khí-nhiên liệu tối ưu phù hợp với điều kiện hoạt động của động cơ

3.1.2.2 Điều khiển tốc độ không tải (ISC)

ECU động cơ được lập trình với các giá trị tốc độ động cơ tiêu chuẩn tương ứng với các điều kiện sau: Nhiệt độ nước làm mát, điều hòa không khí bật hay tắt (tín hiệu A/C)…v.v các cảm biến truyền tín hiệu đến ECU, nó sẽ điều khiển dòng khí bằng van ISC chạy qua đường khí phụ và điều chỉnh tốc độ không tải đạt đến giá trị tiêu chuẩn

3.1.2.3 Chức năng chẩn đoán

ECU động cơ thường xuyên theo dõi các tín hiệu gửi đến từ các cảm biến khác nhau Nếu nó phát hiện bất kì hư hỏng nào trong tín hiệu đầu vào, ECU động cơ sẽ lưu trữ dữ liệu hư hỏng trong bộ nhớ và bật sáng đèn ''check engine''

 Chức năng của đèn check

 Chức năng kiểm tra đèn

Đèn ''check engine'' sáng lên khi bật khóa điện đến vị trí ON và tắc đi sau 2 giây để

thông báo cho người lái xe biết rằng đèn check vẫn hoạt động tốt

 Chức năng báo lỗi

Khi có hư hỏng, ECU nhận biết hư hỏng xảy ra ở một trong các mạch tín hiệu từ các cảm biến nối với ECU, đèn sẽ sáng để cảnh báo cho người lái xe biết rằng hệ thống điều khiển động cơ có vấn đề Để từ đó có biện pháp khắc phục và sửa chữa.

 Chức năng báo mã chẩn đoán

Nếu cực DIAG (1, 2) được nối với cực mass (sau khi khóa điện bật ON), mã chẩn đoán được phát ra theo thứ tự từ mã nhỏ đến mã lớn với số lần nháy đèn ''check engine'' bằng với số của mã lỗi

 Thứ tự các bước kiểm tra

 Kiểm tra đèn báo ''check engine''

- Điện áp accu trên 11 V

- Đèn báo ''check engine'' sẽ sáng lên khi khóa điện bật ON với động cơ chưa hoạt động

- Khi khởi động động cơ, đèn ''check engine'' sẽ tắt Nếu đèn tiếp tuc sáng, hệ thống chẩn đoán đã phát hiện ra có trục trặc hay không bình thường trong hệ thống

 Phát các mã chẩn đoán

Để lấy các mã chẩn đoán ra, làm theo quy trình như sau:

Khi công tắc máy ở vị trí off,xác định vị trí của giác chuẩn đoán,kết nối với đồng hồ VOM

Bật công tắc sang vị trí ON và quan sát kim đồng hồ đo,nó sẽ hiển thị mã lỗi bằng sự quét của kim,đếm số lần quét và viết lỗi đã được chuẩn đoán để kiểm tra,tham khảo

Xung dài (chớp 1,5s) đại diện cho hàng chục,xung ngắn (chớp 0,5s) đại diện cho hàng đơn vị.Nếu một xung dài và một xung ngắn sẽ là mã DTC 11,sự lập lại các xung ngắn (0,5s) tiếp theo biểu thị hệ thống không lưu trữ mã lỗi,hệ thống bình thường.Các model 1994 & 1995 được chuẩn đoán bằng đồng hồ đo như Precis, Mirage, Eclipse, and pickup models Dòng Montero có thể được chuẩn đoán bằng đồng hồ đo hoặc nối dây trực tiếp trong hộp chuẩn đoán với việc biểu thị đèn chớp thay vì sóng vôn

Các model chỉ được chuẩn đoán thông qua đèn chớp MIL như :Galant, Diamante, and 3000GT

Chú ý: Các đời xe 1995 được trang bị hệ thống chuẩn đoán OBD II,là thiết bị chuẩn đoán đắt tiền,hữu dụng và được cập nhật các thông tin mới (mã chuẩn đoán 5 kí tự) tuy nhiên mã đèn chớp MIL hay chuẩn đoán bằng đồng hồ VOM theo nền tảng cũ vẫn được tồn tại song song

 Bảng mã chẩn đoán hư hỏng (DTC) (Xem phụ lục 2 trang )

Sau khi sửa chửa hư hỏng, mã chẩn đoán hư

hỏng còn nằm tron bộ nhớ ECU phải được xóa bỏ

bằng cách tháo cầu chì STOP (15A) trong vòng 30

giây hay hơn tùy theo nhiệt độ môi trường (nhiệt độ

càng thấp, thời gian càng lâu hơn) với khóa điện tắt

(OFF)

Việc xóa mã lỗi cũng có thể thực hiện bằng

cách tháo cáp âm của accu, nhưng trong trường hợp này các bộ nhớ khác cũng bị xóa Nếu việc sửa chữa khoang động cơ yêu cầu phải tháo cáp âm khỏi accu, thì trước tiên phải kiểm tra xem có mã chẩn đoán hư hỏng nào được ghi lại hay không

Sau khi xóa mã, hãy chạy thử xe để kiểm tra rằng đèn báo kiểm tra động cơ báo hiệu mã bình thường

Nếu mã hư hỏng như trước vẫn xuất hiện, thì có nghĩa là hư hỏng vẫn chưa được sửa chữa hoàn chỉnh

3.1.2.4 Chức năng an toàn

Nếu các tín hiệu vào động cơ ECU không bình thường, ECU động cơ sẽ chuyển qua dùng các giá trị tiêu chuẩn lưu ở bộ nhớ trong để điều khiển động cơ Điều này cho phép động cơ hoạt động ở chế độ an toàn

3.1.3 Vị trí các chi tiết của hệ thống điều khiển

Hình 3.1: Vị trí các chi tiết điều khiển động cơ

Bảng 3.1: Vị trí các chi tiết điều khiển động cơ

STT Tên gọi các vị trí STT Tên gọi các vị trí

1 Bộ tích hợp các cảm biến

 Cảm biến lưu lượng khí nạp

 Cảm biến áp suất khí quyển

 Cảm biến nhiệt độ khí nạp

9 -Bugi đánh lửa

2 Cảm biến vị trí bướm ga 10 -IC đánh lủa

3 - Mô tơ điều khiển tốc độ cầm

chừng (van ISC)

- Công tắc vị trí cầm chừng

11 -Bobin đôi

4 - Giắc kiểm tra Ecu 12 -Cảm biến ôxy

5 -Cảm biến vị trí trục cam 13 -Kim phun nhiên liệu

6 -Cảm biến nhiệt độ nước làm

mát động cơ

14 -Công tắc A/C

7 -Bơm nhiên liệu 15 -Công tắc máy

8 Đồng hồ taplo 16 -Hộp cầu chì

3.1.4 Sơ đồ hệ thống điều khiển động cơ

Hình 3.2: Sơ đồ hệ thống điều khiển động cơ

3.2 ECU và các tín hiệu điều khiển động cơ

3.2.1 ECU

ECU (Electronic Control Unit) là bộ điều khiển điện tử Nhiệm vụ của ECU là tiếp nhận thông tin về tình trạng hoạt động của đông cơ, tính toán và đưa ra các tín hiệu điều khiển quá trình phun nhiên liệu, thời điểm đánh lửa và điều khiển một số chức năng khác

3.2.1.1 Hình dạng của ECU

Hình 3.3: Hình dạng của ECU

3.2.1.2 Chức năng của ECU

ECU là trung tâm điều khiển, là bộ não của hệ thông điều khiển động cơ Vì vậy, ECU đảm nhận tất cả những chức năng của hệ thống điều khiển động cơ bằng điện tử

3.2.1.3 Bảng ký hiệu các cực và tín hiệu của ECU (Xem phụ lục 1 trang 80)

Hình 3.4: Ký hiệu các chân của ECU nhìn từ phía sau ECU

Khi khóa điện bật ON, điện áp accu được cấp đến ECU động cơ qua cực IGSW

Việc đóng mở rơle chính được điều khiển bên trong ECU qua cực M-REL của ECU động cơ

Khi ECU điều khiển đóng rơle chính, làm cho dòng điện chạy trong cuôn dây, đóng tiếp điểm rơle chính và cấp nguồn cho cực +B, +B1 của ECU động cơ

Điện áp accu luôn được cấp đến cực BATT của ECU động cơ nhằm tránh cho các

mã chẩn đoán và các dữ liệu khác lưu trong bộ nhớ của ECU động cơ khỏi bị xóa khi điện tắt

 Sơ đồ mạch điện

Hình 3.5: Sơ đồ mạch cấp nguồn cho ECU động cơ

 Quy trình kiểm tra

 Mục đích

- Phát hiện hư hỏng trong hệ thống dây dẫn mạch nguồn, cầu chì, rơle chính

- Đảm bảo cho mạch nguồn luôn trong tình trạng hoạt động tốt

 Yêu cầu

- Vẽ hoặc đọc được sơ đồ mạch cấp nguồn cho ECU

- Biết cách sử dụng ôm kế, vôn kế

- Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị

 Dụng cụ Dây dẫn điện, accu, vôn kế, ôm kế

 Phương pháp kiểm tra

Kiểm tra rơle

Hình 3.6: Cấu tạo và hình dạng rơle chính

- Kiểm tra điện trở cực 1 – 3: điện trở ∞

- Kiểm tra điện trở cực 2 – 4: 120 – 180 Ω

- Cấp nguồn accu vào 2 cực 2 và 4: Điện trở cực 1 – 3: 0 Ω

3.2.1.3.2 Mạch VC

 Mô tả

Từ điện áp accu cấp cho cực +B, ECU động cơ trích ra một điện áp không đổi 5V

để cấp nguồn cho bộ vi sử lý ECU động cơ cấp nguồn 5V này dùng để:

- Cấp nguồn cho bộ vi xử lý

Nguồn 5V cung cấp qua một điện trở cho các cảm biến như cảm biến nhiệt độ nước làm mát, áp suất khí trời, nhiệt độ không khí nạp

Khi mạch VC bị ngắn hay hở mạch, các cảm biến dùng điện áp không đổi 5V của mạch VC ngừng hoạt động

Ngoài ra, do bộ xử lý sẽ ngưng hoạt động khi mạch VC bị ngắn mạch, ECU động

cơ cũng sẽ không hoạt động Kết quả là động cơ sẽ bị chết máy

 Sơ đồ mạch điện

Hình 3.7: Sơ đồ mạch VC

 Quy trình kiểm tra

 Mục đích

- Phát hiện hư hỏng mạch nguồn VC

- Đảm bảo mạch luôn hoạt động trong tình trạng tốt nhất

 Yêu cầu

- Vẽ hoặc đọc được mạch nguồn VC

- Biết cách đo kiểm điện áp, điện trở, cách kiểm tra rơle

- Bảo đảm an toàn cho người và thiết bị

 Dụng cụ Ôm kế, vôn kế, accu, dây dẫn điện

 Phương pháp kiểm tra

3.2.2 Các tín hiêu đầu vào

Hình 3.9: Vị trí của cảm biến lưu lượng không khí nạp

3.2.2.1.3 Mô tả cảm biến

Hình 3.10: Cảm biến lưu lượng khí nạp kiểu bộ đo gió Karman

Hình 3.11: Vị trí các chân của cảm biến

1 - Nguồn 5V từ ECU; 2 - Tín hiệu cảm biến áp suất khí trời; 3 - Tín hiệu AFS (Ks);

4 - Nguồn 12V; 5 - E2; 6 - Tín hiệu cảm biến nhiệt độ không khí nạp

Cảm biến lưu lượng khí nạp kiểu bộ đo gió Karman có một trụ đứng gọi là bộ tạo xoáy, nó được đặt ở giữa dòng không khí nạp Khi dòng khí đi qua bộ tạo xoáy nó sẽ tạo

ra các dòng xoáy gọi là dòng xoáy karman

Dòng xoáy Karman sẽ đi theo một rảnh hướng để làm rung một màng mỏng bằng kim loại (gương), sự rung động của màng làm thay đổi hướng chiếu sáng của đèn led Phía trên gương người ta bố trí một cặp quang học bao gồm một con led và một transistor quang sẽ mở khi nhận ánh sáng phản xạ từ led qua gương

Hình 3.12: Quá trình hoạt động của dòng xoáy Karman

Dưới tác dụng của các dòng xoáy vào bề mặt của gương sẽ làm cho gương rung động, nên transistor quang lúc này lúc nhận được ánh sáng lúc không, sự đóng mở của transistor sẽ tạo ra các xung điện có các tần số Nhờ tần số này mà ECU sẽ xác định được lưu lượng không khí nạp sau khi ECU so sánh với các tần số đã được nhà sản xuất cài đặt trong bộ nhớ của ECU

Từ đây tạo ra một tín hiệu sóng vuông 5-volt, chu kỳ sóng này sẽ tăng theo lượng gió vào Khi lượng không khí nạp càng nhiều thì số lượng dòng xoáy sẽ gia tăng, khi đó

số lần đóng mở của transistor cũng tăng theo Ngược lại, khi lượng không khí nạp ít tấm kim loại rung ít đi và số lần đóng mở của transistor cũng ít theo

Hình 3.13: Chu kỳ tần số tăng tương ứng với lượng gió vào

ECU kết hợp với các tín hiệu từ các cảm biến khác như: Cảm biến nhiệt độ nước làm mát, cảm biến nhiệt độ không khí nạp, cảm biến vị trí bướm ga Để từ đó ECU động

cơ sẽ điều khiển lượng nhiên liệu phun vào xylanh động cơ cho phù hợp với tốc độ và tải

Biên dạng này được đo trực tiếp từ chân KS của bộ đo gió Karman khi thổi gió vào họng gió.Nếu tốc độ gió càng lớn thì độ dày của xung cũng tăng lên qua đó báo cho Ecu nhận biết và và có những điều chỉnh thích hợp trong việc phun nhiên liệu vào buồn đốt

3.2.2.1.4 Sơ đồ mạch điện

Hình 3.14: Sơ đồ mạch điện cảm biến lưu lượng khí nạp

3.2.2.1.5 Quy trình kiểm tra

 Mục đích

- Xác định những hư hỏng của cảm biến, dây dẫn, ECU

- Đảm bảo tín hiệu cảm biến gửi về ECU luôn trong tình trạng tốt nhất

 Yêu cầu

- Nắm vững nguyên lí hoạt động của cảm biến

- Vẽ hoặc đọc được sơ đồ mạch điện của cảm biến

- Biết cách sử dụng máy đo xung

- Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị

 Dụng cụ

- Máy đo xung, dây dẫn điện, vôn kế, ôm kế, bình accu 12V

 Phương pháp kiểm tra

(1) Kiểm tra điện áp cảm biến khi khóa điện ở vị trí ON

- Để khóa điện ở vị trí ON

- Dùng vôn kế kiểm tra điện áp giữa các cực AFS – E2 Khoảng 5V

- Để động cơ hoạt động ở tốc độ cầm chừng

- Kiểm tra xung điện áp giữa cực AFS (KS) – E2 Khoảng 30– 46Hz (3) Kiểm tra xung điện áp cảm biến ở tốc độ 2000 rpm (vòng/phút)

- Cho động cơ hoạt động ở tốc độ 2000 vòng/phút

- Kiểm tra xung điện áp giữa cực AFS – E2 Khoảng 62–82 Hz

- Để khóa điện ở vị trí ON

- Dùng vôn kế kiểm tra điện áp giữa các cực VC – E2 tại cảm biến

(5) Kiểm tra điện áp VC tại ECU

- Để khóa điện ở vị trí ON

- Dùng vôn kế kiểm tra điện áp giữa các cực 23 – 24 tại ECU

Tốt Kiểm tra xung

điện áp ở tốc độ

2000 rpm.(3)

Cảm biến nhiệt độ không khí nạp dùng để xác định nhiệt độ không khí nạp vào động

cơ khi nhiệt độ thay đổi

ECU động cơ dựa vào tín hiệu này cùng với tín hiệu từ các cảm biến khác để xác định lượng không khí nạp vào động cơ Để từ đó điều chỉnh lượng nhiên liệu phun cho phù hợp với chế độ làm việc của động cơ

Hình 3.16: Biểu đồ biến thiên điện trở và điện áp của cảm biến theo nhiệt độ

Cảm biến là một nhiệt điện trở có trị số điện trở âm, có nghĩa là khi nhiệt độ không khí nạp thấp thì điện trở của cảm biến cao và ngược lại Chuẩn làm việc của cảm biến là

20oC, khi nhiệt độ không khí cao hơn 20oC thì ECU điều khiển giảm lượng phun, khi nhiệt độ không khí dưới 20oC thì ECU sẽ điều khiển gia tăng lượng phun nhiên liệu Khi mạch điện của cảm biến bất thường thì ECU sẽ định một giá trị cố định là 20oC

để động cơ tiếp tục hoạt động Nhưng lượng nhiên liệu phun thay đổi theo nhiệt độ không khí nạp là không lớn lắm

3.2.2.2.3 Sơ đồ mạch điện

Hình 3.17: Sơ đồ mạch điện cảm biến nhiệt độ không khí nạp

3.2.2.2.4 Quy trình kiểm tra

 Mục đích

- Phát hiện những hư hỏng của cảm biến, dây dẫn

- Đảm bảo tín hiệu cảm biến gửi về ECU luôn trong tình trạng hoạt động tốt

 Yêu cầu

- Vẽ hoặc đọc được sơ đồ mạch điện của cảm biến

- Biết cách đo kiểm điện trở

- Biết nguyên lý hoạt động của nhiệt điện trở

- An toàn cho người và thiết bị

 Dụng cụ Vôn kế, dây dẫn điện, accu

 Phương pháp kiểm tra

Kiểm tra điện

trở cảm biến.(1) Kiểm tra điện

áp cảm biến (2) Kiểm tra dây

dẫn (3)

- Đo điện trở giữa cực THA và E2 của cảm biến Khoảng 2-3 KΩ

(2) Kiểm tra điện áp cảm biến

- Ghim giắc điện vào cảm biến

- Xoay công tắc máy ON, khởi động động cơ

- Đo điện áp của cảm biến

- Nếu điện áp giữa cực THA và E2 là 0V cảm biến bị ngắn mạch

- Nếu điện áp giữa cực THA và E2 là 5V cảm biến vẫn còn tốt

(3) Kiểm tra đường dây nối từ cảm biến tới ECU động cơ

- Dùng đồng hồ đo sự ngắn mạch của đường dây nối giữa cảm biến và ECU

- Nếu xảy ra sự ngắn mạchđường dây bị hỏngcần thiết thay mới

- Nếu không có sự ngắn mạch xảy ra  đường dây vẫn còn tốt

3.2.2.3.3 Mô tả cảm biến

Cảm biến vị trí bướm ga chuyển góc mở của cánh bướm ga thành tín hiệu điện áp

và gởi về cho ECU động cơ

ECU động cơ sẽ dựa vào tín hiệu tùng vị trí của cánh bướm ga để điều chỉnh lượng phun nhiên liệu, thời điểm đánh lửa Sao cho phù hợp với tình trạng của động cơ

ECU động cơ căn cứ vào tín hiệu từ cảm biến (TPS) gởi về để điều chỉnh tỷ lệ hỗn hợp theo tải động cơ Ở tốc độ cầm chừng đòi hỏi hỗn hợp hơi giàu Khi tải lớn phải làm giàu hỗn hợp để công suất động cơ phát ra tối đa, và khi động cơ hoạt động ở tải trung bình thì ở chế độ tiết kiệm

Để cung cấp tín hiệu về vị trí độ mở bướm ga cho ECU, để điểu chỉnh lượng nhiên liệu phun và góc đánh lửa sớm Các cảm biến này thường có 3 đầu dây ra Đầu dây 1 nối điện 5V (VC) từ ECU đến, đầu dây 2 đưa tín hiệu điện áp về độ mở bướm ga (TPS) trở

về ECU, đầu dây 3 nối mass

Khi đóng mở bướm ga, con quay 5 quay theo, làm cho điện áp giữa dây tín hiệu 2

3.2.2.3.4 Sơ đồ mạch điện

Hình 3.19: Sơ đồ mạch điện cảm biến vị trí bướm ga

Hình 3.20: Vị trí các chân của cảm biến

3.2.2.3.5 Quy trình kiểm tra

 Mục đích

- Phát hiện hư hỏng đường dây dẫn, cảm biến, ECU

- Đảm bảo cảm biến luôn trong tình trạng hoạt động tốt

- Đảm bảo tín hiệu cảm biến gửi về ECU luôn trong tình trạng tốt nhất

- Vẽ hoặc đọc được sơ đồ cảm biến

- Biết cách đo kiểm điện áp

- Bảo đảm an toàn cho người và thiết bị

 Dụng cụ Ôm kế, vôn kế, accu 12V

 Phương pháp kiểm tra

Chân TPS = VTA

3.2.2.4.3 Mô tả

Cảm biến nhiệt độ nước làm mát được gắn các nhiệt điện trở bên trong Mà nhiệt độ càng thấp, trị số điện trở càng lớn Ngược lại, nhiệt độ càng cao thì trị số điện trở càng thấp Với sự thay đổi về giá trị điện trở của nhiệt điện trở này được sử dụng để phát hiện những thay đổi về nhiệt độ của nước làm mát

Hình 3.23: Cấu tạo cảm biến nhiệt độ nước làm mát

Như trong hình minh họa, điện trở được gắn trong ECU động cơ và nhiệt điện trở trong cảm biến này được mắc nối tiếp trong mạch điện sao cho điện áp của tín hiệu được phát hiện bởi ECU đông cơ sẽ thay đổi theo các thay đổi của nhiệt điện trở này Khi nhiệt

độ nước làm mát thấp thì điện trở sẽ lớn, tạo nên điện áp cao trong tín hiệu THW

Hình 3.24: Biểu đồ biến thiên điện trở và điện áp của cảm biến theo nhiệt độ

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