Việc sử dụng ứng dụng điện tử để điều khiển động cơ là 1 bước phát triển lớn trong ngành công nghiệp ô tô, nó nhắm cung cấp sự chính xác và đáp ứng cần thiết để giảm lượng khí thải độc h
Trang 1CHƯƠNG 4 : KHẢO SÁT HỆ THỐNG CHUẨN ĐOÁN OBD
TRÊN HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ
4.1 Giới thiệu chung về obd
4.1.1 Lịch sử phát triển.
Việc sử dụng ứng dụng điện tử để điều khiển động cơ là 1 bước phát triển lớn trong ngành công nghiệp ô tô, nó nhắm cung cấp sự chính xác và đáp ứng cần thiết để giảm lượng khí thải độc hại và lượng tiêu hao nhiên liệu, cũng như khả năng vận hành tối ưu cho các chế độ hoạt động của động cơ và đặc biệt nó có khả năng tự chẩn đoán khi có hư hỏng xảy ra
Vì các hệ thống điều khiển được phát triển từ loại điều khiển cơ khí sang điều khiển điện tử, vì thế càng ngày càng trở nên khó khăn hơn cho
kỹ thuật viên để đánh giá chính xác hư hỏng trong quá khứ khi khắc phục
hư hỏng, do đó hệ thống OBD đã xuất hiện và tồn tại
OBD chính là ứng dụng điện tử để chẩn đoán khi có hư hỏng xảy ra
nó là thuật ngữ chung các thiết bị phương tiện có khả năng thông minh tự động bản thân có thể lưu trữ và thông báo các trục trặc và hư hỏng của chính mình Trợ giúp các thợ sữa chữa nhanh chóng tìm được các hư hỏng
mà không mất nhiều thời gian, công sức để tìm kiếm
Lịch sử phát triển hệ thống OBD trên thế giới được thể hiện dưới
hình 4.1
Trang 2Hình 4.1 lịch sử phát triển của OBD
Trước đây OBD và OBD-1 là những chuẩn truyền thông riêng cho từng hãng chế tạo ô tô nhưng với chuẩn OBD-2 là chuẩn chung cho các hãng ô tô trên thế giới nó là chung chuẩn giao tiếp, chung 1 phần bảng mã lỗi, chung giắc kết nối, chung thông tin hỗ trợ và có thiết bị đọc lỗi chung
5.1.2 Đặc điểm các chuẩn OBD
OBD là hệ thống điện toán sử dụng giải pháp nhúng vi điều khiển vào việc tính toán vào việc giám sát các chức năng phun xăng EFI , đánh lửa EFA và các hệ thống bao gồm các cảm biến bao gồm bản thân nó Hệ
Trang 3thống này bao gồm máy tính cùng phần mềm chuẩn đoán và các cảm biến
Sơ đồ tổng quát hệ thống OBD được thể hiện dưới hình 5.2
Hình 4.2 Sơ đồ tổng quát hệ thống OBD
4.2 Hệ thống chuẩn đoán OBD-2 trên hệ thống phun xăng điện tử 4.2.1 Đặc điểm OBD-2
Từ năm 1996, các động cơ MPI đã được áp dụng tiêu chuẩn chẩn đoán OBD-II Hệ thống OBD-II đã chuẩn hóa các nội dung sau:
- Đầu nối chẩn đoán và vị trí của nó trên xe
- Thuật ngữ của các bộ phận kiểm soát chất độc hại trong khí thải
- Các mã thông báo lỗi (DTC)
-Bảng số liệu trạng thái (Freeze Frame): ghi lại một số thông số trạng thái động cơ tại thời điểm có mã thông báo lỗi
-Các yêu cầu để bật đèn báo lỗi MIL (check engine light)
Trang 4-Xác định và ghi nhận trạng thái thường trực (readiness status) giám sát
hệ thống
4.2.2 Vận hành xe để chẩn đoán theo obd2
Phần lớn các thiết bị chẩn đoán theo tiêu chuẩn OBD-II được sử dụng trong điều kiện làm việc bình thường của xe và chỉ trong khoảng thời gian ngắn Tuy nhiên, để các tất cả các tham số quan trọng đều được xác định thì
ô-tô phải hoạt động ở một vài chế độ khác nhau Dưới đây là các bước trong chu trình vận hành ô-tô thông dụng để tất cả các tham số chẩn đoán theo tiêu chuẩn OBD-II có thể được xác định:
-Mức nhiên liệu trong thùng khoảng ¼ đến ¾ dung tích
-Khởi động động cơ từ trạng thái nguội (dưới 30oC) và chạy sấy nóng cho đến khi nhiệt độ nước làm mát trên 72oC, bật máy nén điều hòa và đèn (thời gian thường từ 1 đến 3 phút)
-Khởi hành và tăng tốc độ ô-tô đến khoảng 65-85km/h, độ mở bướm ga đến 50%, tắt máy nén điều hòa, duy trì tốc độ đó trong khoảng 3 phút
-Giảm ga (đạp côn và không phanh ô-tô) để tốc độ ô-tô dưới 30km/h sau
đó tăng tốc độ ô-tô đến khoảng 65-85km/h, độ mở bướm ga đến 75 % và duy trì tốc độ trong khoảng 5 phút
-Giảm ga (đạp côn và không phanh ô-tô) để tốc độ ô-tô dưới 30km/h sau
đó dừng xe Để động cơ chạy không tải chừng 10 giây, sau đó tắt khóa điện
Biểu đồ chu trình vận hành thể hiện trên hình 4.3
Trang 5Hình 4.3 chu trình vận hành
Một số các hãng ô-tô lớn như vẫn sử dụng chu trình riêng để chẩn đoán
vì họ có nhiều hơn các tham số chẩn đoán theo tiêu chuẩn OBD-II, hệ thống điều khiển động cơ và xe còn có thiết kế đặc trưng riêng Tuy vậy, dù số liệu và thứ tự các bước có thể khác nhau nhưng các chế độ làm việc vẫn phải thực hiện là: khởi động nguội, chạy không tải sấy nóng động cơ, tải trung bình
và nhỏ, tăng tốc, chạy không tải cưỡng bức, chạy không tải, khởi động nóng
4.2.3 Bảng mã lỗi
Khi các cảm biến liên quan đến hệ thống nạp-thải và phun xăng hoạt động bình thường và hệ thống OBD-II làm việc ở chế độ giám sát, các mã thông báo lỗi liên quan đến khối hiệu chỉnh phun xăng gồm có:
Trang 6-Mã P0170 : Đã có lỗi của hệ số hiệu chỉnh xăng trong nhóm xi-lanh thứ nhất
-Mã P0171 : Nhóm xi-lanh thứ nhất làm việc với hỗn hợp quá nhạt -Mã P0172 : Nhóm xi-lanh thứ nhất làm việc với hỗn hợp quá đậm
Mã lỗi xuất hiện khi hệ số hiệu chỉnh xăng (LTFT và STFT) lớn hơn mức điều chỉnh giới hạn trên trong khoảng thời gian quy định Giá trị giới hạn
do thiết kế của ECU quyết định (có thể là +25%, +20% hoặc +10%)
-Mã P0173 : Đã có lỗi của hệ số hiệu chỉnh xăng của nhóm xi-lanh thứ hai
-Mã P0174 : Nhóm xi-lanh thứ hai làm việc với hỗn hợp quá nhạt
-Mã P0175 : Nhóm xi-lanh thứ hai làm việc với hỗn hợp quá đậm
Mã lỗi xuất hiện khi hệ số hiệu chỉnh xăng (LTFT và STFT) nhỏ hơn mức điều chỉnh giới hạn dưới trong khoảng thời gian quy định Giá trị giới hạn do thiết kế của ECU quyết định (có thể là -25%; -20% hoặc -10%)
Nếu các mã báo lỗi trên xuất hiện thì đèn báo hư hỏng MIL bật sáng Các mã báo lỗi hư hỏng của cảm biến ô-xy thứ nhất (lắp trước bộ lọc khí thải) cũng cần được chú ý khi đánh giá khối hiệu chỉnh phun xăng
Các thông báo lỗi trên có liên quan đến những vấn đề chính sau: Lọt khí trong đường nạp và đường thải; Tình trạng kỹ thuật của cảm biến lưu lượng khí nạp, cảm biến ô-xy; vòi phun và áp suất xăng, van nạp lại khí thải, van thông gió các-te, nến điện, khối ECU
4.2.4 Bảng trị số trạng thái của mã thông báo lỗi
Trang 7Khi xuất hiện mã thông báo lỗi, đồng thời các thông số trạng thái sẽ được ghi lại bao gồm:
-Mô tả về mã lỗi DTC
- Tốc độ động cơ
-Tốc độ xe
-Lưu lượng khí nạp
-Phụ tải của động cơ (đánh giá)
-Áp suất xăng
-Giá trị các hệ số hiệu chỉnh xăng (Fuel Trim)
-Nhiệt độ nước làm mát
-Áp suất khoang ống nạp
- Trạng thái hệ thống (cóphản hồi hay không có phản hồi- Closed Loop
or Open Loop)
Đây chính là các số liệu cần thiết giúp cho nhân viên kỹ thuật tìm và khắc phục hư hỏng Các hãng chế tạo ô-tô thường bổ xung thêm các danh mục vào bảng trị số trạng thái để phù hợp với thiết kế xe của họ
4.3 Thiết bị để đọc mã chẩn đoán
4.3.1 Giới thiệu về thiết bị chuẩn đoán
Thiết bị được sử dụng để xác định các thông số là thiết bị quét mã lỗi và
số liệu dùng cho hệ thống chẩn đoán OBD-II [6] Thiết bị có tên gọi là
“AutoBOSS- PC A6 Auto Scanner” (dưới đây gọi tắt là PC-A6) sản xuất năm
2004 của hãng WELL-UNITED ở Thẩm quyến, Trung quốc
Trang 8PC-A6 là thiết bị dùng cho chẩn đoán, kiểm tra và phân tích số liệu của
hệ thống điều khiển điện tử trên các xe du lịch Phần lớn các xe phun xăng MPI được sản xuất từ năm 1990 đến nay đều có thể sử dụng thiết bị này để chẩn đoán (theo tài liệu hướng dẫn sử dụng) ở các mức độ khác nhau Thiết bị nhận biết được các dạng chuẩn OBD-II sau: ISO 9141 (Chrysler, European, Asia), PWM J1850 (Ford), VPW J1850 (GM, Chrysler, Asia) Đối với hệ thống điều khiển động cơ, thiết bị PC-A6 có thể thực hiện các chức năng sau: -Đọc và hiện các mã thông báo lỗi
-Xóa các mã thông báo lỗi
-Đọc và hiện các số liệu ở trạng thái đang làm việc của động cơ
-Kiểm tra hoạt động của các cơ cấu chấp hành trong hệ thống điều khiển (chủ yếu là hoạt động của các rơ-le)
-Trợ giúp kỹ thuật trong việc xác định hư hỏng
Thiết bị gồm khối xử lý, các đầu chuyển đổi, các dây cáp liền đầu nối Khối xử lý được kết nối bằng cáp truyền dữ liệu với máy tính qua cổng COM Một cáp khác nối khối xử lý với một đầu chuyển đổi phù hợp với khe cắm của
ổ nối chẩn đoán trên xe Sơ đồ kết nối thiết bị như trên hình 4.4 Việc thực hiện
đo và xem kết quả đều thông qua chương trình trên máy tính
Trang 9Hình 4.4 Sơ đồ nối thiết bị PC-A6 để chuẩn đoán
5.3.2 Phương pháp tiến hành chuẩn đoán
Động cơ sau khi khởi động và chạy sấy nóng (nhiệt độ chất lỏng làm mát trên 75oC) ta tiến hành đo như sau:
Động cơ chạy không tải ở một trong ba khoảng số vòng quay (v/ph): 700-820 ; 950-1050; 1270-1350
Đo kết quả với hai trạng thái : không bật điều hòa và bật điều hòa (tín hiệu A/C OFF và ON)
Số liệu chỉ được ghi nhận khi hệ thống điều khiển đã làm việc theo tín hiệu phản hồi từ cảm biến ô-xy (Close loop – tín hiệu FUEL STAT là CL) được khoảng 2 phút (các giá trị STFT đã có sự biến đổi ổn định)
Số liệu được ghi nhận là LTFT và giá trị trung bình của STFT
Trong khoảng tốc độ 1250-1350 v/ph có kiểm tra và tần số chuyển đổi của tín hiệu điện áp ở cảm biến ô-xy
Trang 10Ngoài ra, cho một xe chạy theo chu trình chẩn đoán OBD-II và ghi nhận thêm số liệu ở chế độ tải trung bình