Tài liệu đào tạo các loại cảm biến trên động cơ ô tô

Nguyên lý hoạt động của cảm biến CKP loại điện từBánh răng kích từ quay, làm từ trường của nam châm đi qua cuộn dây cảm ứng thay đổi, giúp cho cuộn dây cảm ứng phát ra tín hiệu dạng xung

SƠ ĐỒ KHỐI HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ XĂNG

Các cảm biến trên động cơ xăng đời cũ

CKP

CMPMAF

ECTTPS

KNKIAT

Hình dáng các cảm biến

SƠ ĐỒ KHỐI HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ XĂNG

………

………

………

………

………

………

………

………

………

8

PHƯƠNG PHÁP HỌC TẬP CHỦ ĐỘNG

CẢM BIẾN VỊ TRÍ TRỤC KHUỶU (CKP)

CKP

Chức năng của cảm biến CKP

Cảm biến CKP cảm nhận chuyển

động của trục khuỷu , để báo cho

ECU biết được:

-Động cơ đang quay hay dừng

(để cho đánh lửa và cho bơm xăng)

-Vị trí piston đang bao nhiêu độ

(để đánh lửa đúng thời điểm)

-Tốc độ động cơ bao nhiêu rpm

(để tính tốc độ và tải động cơ)

CKP = C ran k shaft P osition Sensor

Vị trí cảm biến CKP

Cảm biến CKP có thể nằm ở đầu

máy (gần puly trục khuỷu), đuôi

máy (gần bánh đà) hoặc giữa máy

Hình dáng cảm biến CKP

Cảm biến 2 chân có dây

Cảm biến 2 chân không có dây

Cấu tạo của cảm biến CKP (loại điện từ):

2 Dây tín hiệu ra (2 chân tín hiệu)

Nguyên lý hoạt động của cảm biến CKP loại điện từ

Bánh răng kích từ quay, làm từ trường của nam châm đi qua cuộn dây cảm ứng thay đổi, giúp cho cuộn dây cảm ứng phát ra tín hiệu dạng xung hình sin

Cảm biến điện từ Tín hiệu xung ra

Video: Hoạt động của cảm biến CKP loại điện từ:

Cảm biến điện từ có thêm chân chống nhiễu

Cấu tạo của cảm biến CKP (loại Hall):

2 Dây tín hiệu ra (Nguồn, mass, tín hiệu)

Bánh răng kích từ quay, làm từ trường của nam châm đi qua phần tử Hall thay đổi, mạch IC trong cảm biến tạo ra xung vuông (0V-5V hoặc 0V-12V)

Cảm biến Hall

Nguyên lý hoạt động của cảm biến CKP loại Hall

Tín hiệu xung ra

Tham khảo: Hai loại cảm biến CKP-Hall

Cảm biến CKP Hall ra xung 5V

Cảm biến CKP Hall ra xung 12V

Mạch điện nguyên lý của cảm biến CKP

Mạch điện của cảm biến CKP trên xe

Kiểm tra cảm biến CKP bằng đèn LED

Kiểm tra cảm biến loại Hall

Kiểm tra tín hiệu cảm biến CKP bằng máy đo xung

Kiểm tra tín hiệu cảm biến CKP trên máy chẩn đoán

Dùng máy chẩn đoán phân tích dữ liệu Engine Speed  Nếu khi đề máy mà Engine Speed =

0 thì là ECU chưa nhận được tín hiệu của cảm biến trục khuỷu

Kiểm tra tín hiệu cảm biến CKP trên đồng hồ táp lô

Đề máy, nhìn xem kim đồng hồ tua máy có nhích lên không, kim nhích thì ECM

đã nhận được tín hiệu của cảm biến trục khuỷu

Kinh nghiệm chẩn đoán cảm biến CKP

Một số hư hỏng thường gặp của cảm biến CKP:

+ Dây tín hiệu đứt hoặc chạm dương, chạm mát

+ Lỏng giắc

+ Chết cảm biến

+ Sai khe hở từ

+ Gãy răng vành tạo xung

ECU chỉ cho phép đánh lửa và bơm xăng khi xác định động cơ đang quay.

Do đó, đa số các xe mất tín hiệu CKP thì ECU xem như động cơ ngừng chạy nên không cho đánh lửa và ngắt bơm xăng làm xe không nổ máy được

Một số xe khi mất tín hiệu CKP mà có tín hiệu CMP thì ECU vẫn nổ máy được (vì có CMP ECM vẫn hiểu là động cơ đang quay)

DTC DESCRIPTION

P0335 Crankshaft Position Sensor Circuit Malfunction

P0335 Mạch cảm biến vị trí trục khuỷu có vấn đề

P0336 Crankshaft Position Sensor Range/Performance

P0336 Cảm biến vị trí trục khuỷu: phạm vi hoạt động sai/ Hiệu suất kém

P0016 Crankshaft Position - Camshaft Position Correlation

P0016 Tương quan cảm biến vị trí trục khuỷu- trục cam (sai cam)

Các mã lỗi liên quan đến cảm biến trục khuỷu

KINH NGHIỆM KHI CHẨN ĐOÁN MÃ LỖI:

“ Circuit ” LÀ BÁO LỖI CỦA MẠCH ĐIỆN, DÂY NỐI, GIẮC NỐI

“ Performance ” LÀ LỖI BÁO HIỆU SUẤT LÀM VIỆC KÉM, TÍN HIỆU KHÔNG ĐẠT YÊU CẦU

“ Correlation ” LÀ LỖI BÁO SỰ TƯƠNG QUAN GIỮA CÁC TÍN HIỆU CÓ VẤN ĐỀ

P0336 Crankshaft Position Sensor Range/Performance

P0336 Cảm biến vị trí trục khuỷu phạm vi hoạt động sai/ Hiệu suất kém

Hãy trình bày các bước bạn kiểm tra- khắc phục mã lỗi dưới đây?

Bài tập tình huống

1 Kiểm tra chạm chập dây dẫn , giắc nối.

2 Kiểm tra nguồn /mass cảm biến (Nếu là loại cảm biến Hall)

3 Kiểm tra đo điện trở ( nếu là cảm biến điện từ)

4 Đo xung cảm biến khi đề máy (lưu ý độ đồng đều của xung, vị

trí xung khuyết và đỉnh điện áp xung) – đo tại chân cảm biến 

Nếu OK đo tiếp tại chân ECU  Nếu xung tín hiệu OK thì kiểm tra

hộp ECU

CẢM BIẾN VỊ TRÍ TRỤC CAM (CMP)

CMP

Chức năng của cảm biến CMP

Cảm biến CMP cảm nhận chuyển động

của trục cam để ECU xác định được vị trí

ĐCT tại kỳ nén của xylanh số 1.

Dựa vào đó, ECU sẽ điều khiển: thời

điểm đánh lửa hay thời điểm phun dầu

cho chính xác.

CMP = C a m shaft P osition Sensor

Hình dáng cảm biến CMP

Cảm biến trục cam thường nằm trên nắp dàn cò

hoặc nằm ngang bên nắp giàn cò (có thể ở đầu,

giữa hoặc đuôi trục cam)

Vị trí cảm biến CMP

CẢM BIẾN ĐIỆN TỪ CẢM BIẾN HALL

Cấu tạo và hoạt động của cảm biến CMP

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của cảm biến vị trí trục cam cũng tương tự như cảm biến vị trí trục khuỷu.

Cảm biến vị trí trục cam cũng có 2 loại:

+ Cảm biến CMP loại điện từ + Cảm biến CMP loại Hall

Video hoạt động của cảm biến CMP

Kiểm tra tín hiệu cảm biến CMP

Có thể dùng LED hoặc đo xung để kiểm tra

tương tự cảm biến CKP

Kiểm tra tín hiệu cảm biến CMP trên máy chẩn đoán

Phân tích tương quan tín hiệu giữa CKP và CMP

G

ĐCT kỳ nén #1 ĐCT kỳ nén #3 ĐCT kỳ nén #4ĐCT kỳ nén #2

Tham khảo: tín hiệu cảm biến CKP vs CMP (Xe Chevrolet):

Tham khảo: tín hiệu cảm biến CKP vs CMP (xe Isuzu):

Kinh nghiệm chẩn đoán cảm biến CMP

+ Khi mất tín hiệu của cảm biến trục cam, thường sẽ có hiện tượng đề kéo dài hơn mới nổ

máy (Tạm hiểu vì ECU lúc đầu không đánh lửa đúng kỳ nén máy 1 được, nên sẽ đánh đại thử vài vòng sau nó đánh lại mới đúng)

+ Trên một số xe, Khi mất tín hiệu của cảm biến trục cam sẽ không thể đánh lửa đúng máy và làm cho xe không thể nổ máy (tạm hiểu là do loại CKP không có răng khuyết hoặc ECU không

có thuật toán đổi kiểu đánh lửa)

+ Trên một số xe phun dầu điện tử Common Rail khi bị mất tín hiệu cảm biến trục cam, ECU sẽ

không điều khiển mở kim phun nên không thể nổ máy (vì phun phải đúng máy nên mất CMP ECU không phun thử và phun lại như đánh lửa)

Các mã lỗi liên quan cảm biến trục cam

P0340 Camshaft Position Sensor Circuit Malfunction

P0340 Mạch cảm biến vị trí trục cam có vấn đề

P0341 Camshaft Position Sensor Range/Performance

P0341 Cảm biến vị trí trục cam: phạm vi hoạt động sai / hiệu suất kém

P0016 Crankshaft Position - Camshaft Position Correlation

P0016 Tương quan cảm biến vị trí trục khuỷu- trục cam

P0011 Camshaft Position Timing Over-Advanced

P0011 Thời điểm phân phối khí trục cam quá sớm

P0012 Camshaft Position Timing Over-Retarded

P0012 Thời điểm phân phối khí trục cam quá trễ

P0016 Crankshaft Position - Camshaft Position Correlation

P0016 Tương quan cảm biến vị trí trục khuỷu- trục cam

Bài tập tình huống

Khi động cơ báo lỗi như bên dưới, Những nguyên nhân có thể là gì?

Phân tích và tô màu mạch điện cảm biến CKP, CMP trong sách SĐMĐ:

Dây nguồn cấp cho cảm biến: Tô màu Đỏ Dây Mass cảm biến tô màu : Xanh Lá Dây Tín hiệu cảm biến: Tô màu Vàng

Bài tập thực hành

1 Xe Toyota Camry 2006 Trang 48

2 Xe Kia Picanto 2013 G1.2L – Trang 157

3 Xe Kia Carens 2008 2.0L – Trang 172

4 Xe Honda Civic 2010 1.8L – Trang 97

5 Xe Audi Q7 3.0T 2011 – Trang 104

6 Xe Nissan Murano 2010 – Trang 131

7 Xe Chevrolet Captiva 2.4 2009 – Trang 164

CẢM BIẾN KHỐI LƯỢNG KHÍ NẠP (MAF)

Chức năng của cảm biến MAF

Cảm biến MAF đo khối lượng không

khí đi vào động cơ (bao nhiêu gam gió)

Dựa vào đó, ECU sẽ điều khiển lượng

xăng phun vào cho đạt được tỷ lệ hòa

khí phù hợp.

MAF = M ass A ir F low Sensor

ECU

Hình dáng và vị trí của cảm biến MAF

MAF có 3 loại:

-Hot wire

-Hot film-Digital

-Hot film-Analog

Cấu tạo của cảm biến MAF (loại Hot wire)

Cấu tạo gồm: dây sấy Platin, nhiệt điện trở và mạch xử lý

-Cấp dòng điện chạy vào dây sấy làm

cho nó nóng lên

-Khi có gió đi qua làm dây sấy nguội đi

-Mạch bên trong MAF muốn giữ cho

nhiệt độ của dây sấy không đổi nên

bù dòng điện chạy vào dây sấy.

-Lượng điện bù này được biến đổi

thành giá trị điện áp gửi về ECU

*Tín hiệu đầu ra của cảm biến MAF (loại hot

wire) là điện áp 0.5 -4.5V

*Gió càng nhiều thì điện áp ra càng cao

Nguyên lý hoạt động của cảm biến MAF (loại Hot wire)

Mạch điện cảm biến này gồm 3 chân: chân nguồn 12V, Chân mass, chân tín hiệu

Lưu ý: 2 chân còn lại là của cảm biến nhiệt độ khí nạp gắn chung

Mạch điện của cảm biến MAF (loại Hot wire)

1 Nguồn 12 V cấp cho cảm biến MAF

2 Mát cấp cho cảm biến

3 Tín hiệu

Loại này thay dây sấy bằng 1 màng sấy nằm sâu bên trong và có đường dẫn khí vào

Cấu tạo của cảm biến MAF (loại Hot film)

1 Nguồn 12 V cấp cho cảm biến MAF

2 Mát cấp cho cảm biến (MAF & IAT)

3 ECU Cấp xung tham chiếu cho cảm biến

4 Tín hiệu xung cảm biến gửi về ECU

5 Tín hiệu cảm biến

đo nhiệt độ khí nạp

Mạch điện của cảm biến MAF (loại hot film- Digital)

Mạch điện cảm biến MAF loại này gồm 4 chân: chân nguồn 12V , chân mass , chân tín hiệu về ECU , và 1 chân nhận xung tham chiếu 5V từ ECU

Tín hiệu của cảm biến MAF (loại hot film- Digital)

*Tín hiệu đầu ra của cảm biến

MAF loại này là dạng xung

vuông 5V Khi gió đi qua nhiều

thì xung có tần số càng cao

*Tín hiệu đầu ra của cảm biến MAF loại này là điện áp 0.5 -4.5V ( Gió càng nhiều

Mạch điện cảm biến MAF loại này gồm 4 chân: chân nguồn 12V , chân mass , chân tín hiệu

về ECU , và 1 chân nhận nguồn tham chiếu 5V Tham khảo: Cảm biến MAF (loại hot film- Analog)

Kiểm tra cảm biến MAF

Cảm biến MAF tín hiệu ra loại điện áp Cảm biến MAF tín hiệu ra loại xung

Trên động cơ xăng: tại tốc độ cầm chừng bướm

ga mở nhỏ nên lượng gió nạp ít (2.26 g/s)

Trên động cơ diesel: tại tốc độ cầm chừng bướm gió mở lớn nên lượng gió nạp nhiều (13.02 g/s)

Phân tích tín hiệu cảm biến MAF trên máy chẩn đoán

+ Đối với động cơ xăng, khi cảm biến MAF báo sai thường động cơ nổ rung giật nhiều, hoặc

nổ lên rồi chết máy (vì khi MAF báo về lượng gió sai -> phun xăng sai, lúc đó rút giắc MAF ra thì ECU về “Safe Mode” sẽ đỡ rung).

+ Đối với động cơ Diesel, khi báo lỗi cảm biến MAF thì thường ECU sẽ điều khiển chế độ dự phòng “Safe Mode” nên sẽ giới hạn tua máy, lên ga không quá 3000 rpm được (Lưu ý: MAF trên động cơ diesel được sử dụng để điều khiển hệ thống EGR, không phải tính lượng phun).

Kinh nghiệm chẩn đoán cảm biến MAF

Các mã lỗi liên quan đến cảm biến MAF

P0100 Mass or Volume Air Flow Sensor Circuit Malfunction

P0100 Lỗi mạch cảm biến lượng không khí nạp

P0102 Mass or Volume Air Flow Sensor Circuit Low Input

P0102 Mạch tín hiệu đầu vào của cảm biến lượng khí nạp thấp

P0103 Mass or Volume Air Flow Sensor Circuit High Input

P0103 Mạch tín hiệu đầu vào của cảm biến lượng khí nạp cao

P0101 Mass or Volume Air Flow Sensor Range / Performance Problem

P0101 Cảm biến lượng khí nạp lỗi phạm vi hoạt động / Hiệu suất

DTC DESCRIPTION

P0103 Mass or Volume Air Flow Sensor Circuit High Input

P0103 Mạch tín hiệu của cảm biến lượng khí nạp cao

Khi động cơ báo lỗi như bên dưới, Những nguyên nhân có thể là gì?

Bài tập tình huống

Những nguyên nhân có thể:

- Dây tín hiệu bị chạm vào nguồn +

- Dây mass bị mất mass

- Cảm biến hư

- Hộp ECU báo lỗi ảo

Phân tích và tô màu mạch điện cảm biến MAF trong sách SĐMĐ:

Dây nguồn cấp cho cảm biến: Tô màu Đỏ Dây Mass cảm biến tô màu : Xanh Lá Dây Tín hiệu cảm biến: Tô màu Vàng

1 Xe Toyota Camry 2006 Trang 48

2 Xe Kia Carens 2008 2.0L – Trang 172

3 Xe Honda Civic 2010 1.8L – Trang 97

4 Xe Audi Q7 3.0T 2011 – Trang 104

5 Xe Mazda 3 2015 – Trang 74

6 Xe Nissan Murano 2010 – Trang 131

Bài tập thực hành

CẢM BIẾN ÁP SUẤT KHÍ NẠP (MAP)

Cảm biến MAP đo áp suất

trong đường ống nạp (sau

bướm ga).

Dựa vào đó, ECU sẽ kết hợp

với tín hiệu từ cảm biến

nhiệt độ gió để tính ra được

khối lượng gió nạp

Từ đó, ECU điều khiển lượng

xăng phun cho phù hợp.

Chức năng của cảm biến MAP

MAP = M anifold A bsolute P ressure Sensor

Hình dáng và vị trí của cảm biến MAP

Cảm biến MAP thường được bắt chặt trên cổ nạp sau bướm ga.

Cấu tạo của cảm biến MAP

Cảm biến gồm một màng silicon và một mạch IC

Một mặt của màng silicon tiếp xúc với buồng chân không và mặt khác của nó tiếp xúc với áp suất đường ống nạp.

Nguyên lý hoạt động của cảm biến MAP

Áp suất trong đường ống nạp thay đổi, làm màng silicon biến dạng (điện trở của nó sẽ thay đổi theo) IC xử lý, cho tín hiệu điện áp từ cảm biến gửi về ECU thay đổi theo.

Áp suất càng cao thì điện áp ra càng lớn.

Tín hiệu của cảm biến MAP

+ Khi On chìa khóa (áp suất họng nạp ~100 kPa) => điện áp ra ~ 2.5V-4.5V

+ Khi nổ máy cầm chừng (áp suất ~ 35 – 55 kPa) => điện áp ra thấp nhất ~ 1.2V-1.8V + Ga lên -> Áp suất càng tăng thì => điện áp ra càng cao

Tham khảo: Thông số của cảm biến MAP trên xe cụ thể

Mạch điện của cảm biến MAP

Mạch điện cảm biến MAP

gồm 3 chân: chân nguồn 5V,

của cảm biến nhiệt độ khí nạp gắn chung

Kiểm tra cảm biến MAP

Phân tích giá trị của cảm biến MAP trên máy chẩn đoán

Trên động cơ xăng: tại tốc độ cầm chừng bướm

ga mở nhỏ áp suất ống nạp thấp (40.6 kPa)

Trên động cơ diesel: tại tốc độ cầm chừng bướm gió mở hết cỡ nên áp suất ống nạp ~ áp suất khí

quyển (101 kPa)

Kinh nghiệm chẩn đoán bệnh hở gió bằng xem data MAP

Động cơ xăng, Tại tốc độ cầm chừng áp

suất ống nạp 45 kPa => OK

Tại tốc độ cầm chừng áp suất ống nạp 93 kPa

=> Quá cao => Hở gió lớn

Pan: Động cơ xăng, nổ rung giật, bugi đen thui

Kinh nghiệm chẩn đoán bộ tăng áp Diesel bằng xem data MAP

(Tăng áp OK thì khi lên ga cao giá trị MAP phải lên cao, Vút hết ga > 160 kpa thì OK)

Tăng áp OK

Tăng áp Not OK

Các mã lỗi liên quan cảm biến MAP

P0105 Manifold Absolute Pressure Sensor (MAP) Circuit Problem

P0105 Mạch điện cảm biến MAP có vấn đề

P0106 Manifold Absolute Pressure Sensor (MAP) Range/Performance

P0106 Phạm vi hoạt động cảm biến MAP hoặc hiệu suất có vấn đề

P0107 Manifold Absolute Pressure Sensor (MAP) Circuit Low Input

P0107 Mạch cảm biến MAP - đầu vào thấp

P0108 Manifold Air Pressure Sensor (MAP) Circuit High Input

P0108 Mạch cảm biến MAP - đầu vào cao

DTC DESCRIPTION

P0107 Manifold Absolute Pressure Sensor Circuit Low Input

P0107 Mạch cảm biến MAP - đầu vào thấp

Khi động cơ báo lỗi như bên dưới, Những nguyên nhân có thể là gì?

Bài tập tình huống

Những nguyên nhân có thể:

- Dây tín hiệu bị chạm vào mass

- Dây tín hiệu bị hở mạch (đứt)

- Cảm biến hư dẫn tới tín hiệu gửi về ECU thấp

- Hộp ECU báo lỗi ảo

Phân tích và tô màu mạch điện cảm biến MAP trong sách SĐMĐ:

Dây nguồn cấp cho cảm biến: Tô màu Đỏ Dây Mass cảm biến tô màu : Xanh Lá Dây Tín hiệu cảm biến: Tô màu Vàng

1 Xe Kia Carens 2008 2.0L – Trang 172

2 Xe Honda Civic 2010 1.8L – Trang 97

3 Xe Audi Q7 3.0T 2011 – Trang 104

4 Xe Mazda 3 2015 – Trang 74

5 Xe Kia Picanto 2013 G1.2L– Trang 157

Bài tập thực hành

Hư hỏng liên quan cảm biến MAF & MAP

Tham khảo: Các cảm biến đo gió đời cũ

Cảm biến đo gió loại cánh trượt

Hoạt động của cảm biến đo gió loại cánh trượt

Loại này dùng cánh trượt

cơ khí, gió càng nhiều thì

làm con trượt quét qua

điện trở càng nhiều, điện

áp đầu ra tăng theo

(giống như 1 biến trở)

Cảm biến đo gió loại Karman quang

Hoạt động cảm biến đo gió loại Karman quang

Gió càng nhiều thì tần số

của xung ra càng cao

Cảm biến đo gió loại Karman siêu âm

Gió càng nhiều thì xung ra tần

số càng cao

CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ KHÍ NẠP (IAT)

Cảm biến IAT để xác định nhiệt độ

không khí nạp vào động cơ.

Dựa vào đó, ECU thực hiện hiệu chỉnh:

• Hiệu chỉnh lượng xăng phun.

(phun đậm hơn khi nhiệt độ thấp)

• Hiệu chỉnh góc đánh lửa.

(đánh lửa sớm hơn khi nhiệt độ thấp)

Chức năng của cảm biến IAT

IAT = I ntake A ir T empreture Sensor

Thực tế ECU hiệu chỉnh theo tín hiệu IAT là rất nhỏ (nên thường cảm biến này hư cũng không thấy ảnh hưởng nhiều)