Giáo trình SCBD điện động cơ xăng - Bài 5: Cảm biến trên động cơ phun xăng

: 2h; TH: 18h) 1 Mạch nguồn Mạch nguồn là các mạch điện cung cấp điện cho ECU của động cơ. Các mạch điện này bao gồm khố điện, rơle chính EFI, v.v. Mạch nguồn được xe ơ tơ sử dụng thực sự gồm cĩ 2 loại sau đây.  Loại điều khiển bằng khố điện  Loại điều khiển bằng ECU động cơ 1.1 Loại điều khiển bằng khố điện Như trình bày ở hình minh họa này, sơ đồ chỉ ra loại trong đĩ rơle chính EFI được điều khiển trực tiếp từ khố điện. Khi bật khố điện ON, dịng điện chạy vào cuộn dây của rơle chính EFI, làm cho tiếp điểm đĩng lại. Việc này cung cấp điện cho các cực + B và + B1 của ECU động cơ. Điện áp của ắc quy luơn luơn cung cấp cho cực BATT của ECU động cơ để tránh cho các mã chẩn đốn và các dữ liệu khác trong bộ nhớ của nĩ khơng bị xĩa khi tắt khố điện OFF. Hình 3.1: Loại khĩa điện điều khiển 80 1.2. Loại điều khiển bằng ECU động cơ Mạch nguồn trong hình minh họa là loại trong đĩ hoạt động của rơle chính EFI được điều khiển bởi ECU động cơ. Loại này yêu cầu cung cấp điện cho ECU động cơ trong vài giây sau sau khi tắt khố điện OFF. Do đĩ việc đĩng hoặc ngắt của rơle chính EFI được ECU động cơ điều khiển. Khi bật khĩa điện ON, điện áp của ắc quy được cấp đến cực IGSW của ECU động cơ và mạch điều khiển rơle chính EFI trong ECU động cơ truyền một tín hiệu đến cực M-REL của ECU động cơ, bật mở rơle chính EFI. Tín hiệu này làm cho dịng điện chạy vào cuộn dây, đĩng tiếp điểm của rơle chính EFI và cấp điện cho cực +B của ECU động cơ. Điện áp của ắc quy luơn luơn cung cấp cho cực BATT cĩ lí do giống như cho loại điều khiển bằng khố điện. Ngồi ra một số kiểu xe cĩ một rơle đặc biệt cho mạch sấy nĩng cảm biến tỷ lệ khơng khí - nhiên liệu, yêu cầu một lượng dịng điện lớn. CHÚ Ý: Trong các kiểu xe mà ECU động cơ điều khiển hệ thống khố động cơ, rơle chính EFI cũng được điều khiển bởi tín hiệu của cơng tắc báo mở khĩa. Hình 3.2: Loại ECU điều khiển. KIỂM TRA RƠ LE CHÍNH EFI Rơ le chính EFI dạng rơ le thường mở. Bước1: 81 Kiểm tra điện trở cực 3 và 4: Khơng liên tục. Kiểm tra điện trở cực 1 và 2: 60 - 90. Bước 2: Cấp nguồn 12 vơn vào cực 1 và 2. Kiểm tra điện trở cực 3 và 4: R = 0. Hình 3.3: Cách kiểm tra relay chính MẠCH ĐIỆN NGUỒN CUNG CẤP CHO ECU Kiểu 1: 82 Hình 3.4: Mạch nguồn ECU Contact máy ECU Điện áp (V) +B +B1 BATT V Off V V V On V V V  Cực điện nguồn cung cấp thường xuyên cho ECU để lưu trữ các dữ liệu trong bộ nhớ ngay cả contact máy ở vị trí off.  Cực E1 của ECU được nối với thân động cơ.  Khi contact máy On, khơng cĩ điện áp tại cực +B, +B1 của ECU. Kiểm tra cầu chì EFI (15A), cầu chì IGN (7.5A) và rơ le chính EFI. Kiểu 2: Khi contact máy ở vị trí IG, cĩ dịng điện cung cấp cho ECU ở cực IG SW. Mạch điều khiển rơ le chính cung cấp dịng điện qua cuộn dây của rơ le EFI làm tiếp điểm đĩng và cĩ nguồn cung cấp cho ECU ở cực +B và +B1. Contact máy ECU Điện áp (V) +B +B1 BATT V Off V V V On V V V Hình 3.5: Mạch nguồn ECU 83 MẠCH ĐIỆN 5 VƠN Mạch điện 5 vơn Vcc:  Cung cấp nguồn cho bộ vi xử lý.  Cấp nguồn 5 vơn từ cực Vcc cho các cảm biến.  Cấp nguồn 5 vơn qua điện rở cho các cảm biến. Hình 3.6: Mạch 5V 1. Hãy cung cấp điện nguồn cho ECU. 2. Kiểm tra điện áp tại các cực sau. a. Vcc .............................. f. PIM. ................................ b. THW ........................... g.VTA ................................. c. THA ............................ d. IGF .............................. e. IGT .............................. 3. Cĩ kết luận gì? CÁC CỰC CỦA ECU 84 Quan sát sơ đồ cực của ECU và điền vào bảng sau. 1. Kiểu bộ đo giĩ: ........................................................... 2. Các cực của bộ đo giĩ: a ....................... b ....................... c ....................... 3. Các cực cảm biến nhiệt độ nước: a ....................... b ....................... 4. Các cực cảm biến nhiệt độ khơng khí: a ....................... b ....................... 5. Các cực cảm biến ơxy: a ....................... 6. Các cực cảm biến tốc độ xe a ....................... 7. Các cực cảm biến vị trí bướm ga a ....................... b ....................... c: ...................... 8. Van điều khiển tốc độ cầm chừng a ....................... b ....................... 9. Điện ắc quy a ....................... 10. Ly hợp điện từ hệ thống điều hồ a ....................... 11. Contact đèn phanh a ....................... 12. Rơ le đèn kích thước a ....................... 13. Đầu kiểm tra a ....................... b ....................... c ....................... 14. Rơ le chính EFI a ....................... b ....................... 15. Igniter a. ...................... b ....................... 16. Bộ chia điện a ....................... b ....................... c ....................... 17.Tín hiệu khởi động a ....................... 18. Tín hiệu contact tay số a ....................... 19. Contact điều khiển nhiên liệu a ....................... 20. ECU nối mát a ....................... b ....................... c ....................... 21. Kim phun a ....................... b ....................... 22. Đèn kiểm tra a ....................... 85 2 Các cảm biến tín hiệu 2.1 Cảm biến giĩ nạp Cơng cụ dùng để đo lượng giĩ nạp vào động cơ. Đây là một trong những cảm biến quan trọng nhất của hệ thống L- Jetronic. Tín hiệu lượng giĩ được dùng để tính ta thời gian phun cơ bản. Bộ đo giĩ gồm cĩ các kiểu sau: Để xác định lượng khí nạp (lượng giĩ) đi vào xylanh trong L-Jetronic, người ta sử dụng các loại cảm biến khác nhau, nhưng ta cĩ thể phân làm 2 kiểu: đo lưu lượng với thể tích dịng khí (cánh trượt, Karman ) và đo lưu lượng bằng khối lượng dịng khí (dây nhiệt). 2.1.1 Cảm biến đo giĩ dạng xốy lốc (Karman): a. Nguyên lý làm việc:  Các cảm biến loại này dựa trên hiện tượng vật lý sau: Khi cho dịng khí đi qua một vật thể cố định khĩ chảy vịng (thanh tạo xốy - Karman Vortex) thì phía sau nĩ sẽ xuất hiện sự xốy lốc thay đổi tuần hồn được gọi là sự xốy lốc Karman. Đối với một ống dài vơ tận cĩ đường kính d, quan hệ giữa tần số xốy lốc f và vận tốc dịng chảy V được xác định bởi số Struhall: V f.d S  Trong hiệu ứng Karman nêu trên, số Struhall khơng đổi trong dải rộng của các số Reinolds, nên vận tốc dịng chảy hay lưu lượng khí đi qua tỉ lệ thuận với tần số xốy lốc f và cĩ thể xác định V bằng cách đo f . S f.d V  Lý thuyết về sự xốy lốc khi dịng khí đi ngang qua vật cản đã được đưa ra bởi Struhall từ năm 1878. Nhưng mãi đến năm 1934, dụng cụ đo đầu tiên dựa trên lý thuyết này mới được chế tạo. Ngày nay cĩ rất nhiều sáng chế trong lĩnh vực này được ứng dụng để đo lưu lượng khí nạp trong hệ thống điều khiển phun xăng, nhưng trong khuơn khổ giáo trình này chỉ khảo sát hai loại chính: loại Karman quang và loại Karman siêu âm.  Karman kiểu quang Là loại cảm biến đo lưu lượng giĩ kiểu quang đo trực tiếp thể tích khí nạp. So với kiểu trượt, nĩ cĩ ưu điểm là nhỏ gọn và nhẹ hơn. Ngồi ra, cấu trúc đường ống đơn giản sẽ giảm trở lực trên đường ống nạp. b. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động Cảm biến Karman quang cĩ cấu tạo như trình bày trên hình sau, bao gồm một trụ đứng đĩng vai trị của bộ tạo dịng xốy, được đặt ở giữa dịng khí 86 nạp. Khi dịng khí đi qua, sự xốy lốc sẽ được hình thành phía sau bộ tạo xốy cịn gọi là các dịng xốy Karman. Các dịng xốy Karman đi theo rãnh hướng làm rung một gương mỏng được phủ nhơm làm thay đổi hướng phản chiếu từ đèn LED đến photo - transistor. Như vậy, tần số đĩng mở của transistor này sẽ thay đổi theo lưu lượng khí nạp. Tần số f được xác định theo cơng thức sau: d V S.f  Trong đĩ: V: vận tốc dịng khí d: đường kính trụ đứng S: số Struhall (S = 0,2 đối với cảm biến này) Căn cứ vào tần số f, ECU sẽ xác định thể tích tương ứng của khơng khí đi vào các xylanh, từ đĩ tính ra lượng xăng phun cần thiết. Hình 3.16: Bộ đo giĩ kiểu Karman quang Khi lượng giĩ vào ít, tấm gương rung ít và photo - transistor sẽ đĩng mở ở tần số f thấp. Ngược lại, khi lượng giĩ vào nhiều, gương rung nhanh và tần số f cao. Hình 3. 17: Cấu tạo và dạng xung loại Karman 1. Photo - transistor 2. Đn led 3. Gương (được trng nhơm) 4. Mạch đếm dịng xốy 5. Lưới ổn định 6. Vật tạo xốy 7. Cảm bíến p suất khí trời. 8. Dịng xốy. Gió vào ít Gương Photo - transistor LED Bộ tạo xoáy Lưu lượng gió trung bình Gió vào nhiều 87 Mạch điện Hình 3.18: Mạch điện đo giĩ kiểu Karman quang Hình 3.19: Cấu tạo cảm biến đo giĩ Karman kiểu siêu âm Phương pháp đo giĩ Khi dịng khí đi qua cục tạo xốy dạng cột với mặt cắt hình tam giác, nĩ sẽ tạo ra 2 dịng xốy ngược chiều nhau: một dịng theo chiều kim đồng hồ và dịng kia ngược chiều kim đồng hồ (dịng xốy Karman). Tần số xuất hiện dịng xốy tỉ lệ thuận với lưu lượng khí nạp tức phụ thuộc vào độ mở của cánh bướm ga. VC KS E2 E1 ECU Photo - transitor LED Đến bướm ga Sóng siêu âm Loa phát Bộ nhận Dòng xoáy Karman 102 107 Nguồn cung cấp 10 5V Bộ điều chỉnh Khuếch đại 88 Hình 3.20: Cách tạo xốy lốc Khi khơng cĩ dịng khí đi qua thì cục tạo xốy khơng thể phát ra dịng xốy Karman, vì thế sĩng siêu âm được lan từ bộ phận phát sĩng (loa) đến bộ nhận sĩng (micro) trong một thời gian cố định T được dùng làm thời gian chuẩn để so. (xem hình 6.16). Hình 3.21: Bộ phát sĩng và dạng xung Sĩng siêu âm khi gặp dịng xốy theo chiều kim đồng hồ đi qua sẽ truyền đến bộ nhận nhanh hơn tức thời gian để sĩng siêu âm đi qua đường kính d của ống nạp T1 ngắn hơn thời gian chuẩn T. Hình 3.22: Dịng khí xốy cùng chiều sĩng siêu âm Dịng khí ngược chiều sĩng siêu âm Trong trường hợp sĩng siêu âm gặp dịng xốy ngược chiều kim đồng hồ, thời gian để bộ nhận sĩng nhận được tín hiệu từ bộ phát là T2 lớn hơn thời gian chuẩn T . Như vậy, khi khơng khí đi vào xylanh, do các dịng xốy thuận và nghịch chiều kim đồng hồ liên tục đi qua giữa bộ phát và bộ nhận nên Loa phát Bộ nhận Thời gian chuẩn T1 T1 T1 T2 T2 Xung đã hiệu chỉnh T Loa phát Bộ nhận Loa phát Bộ nhận 89 thời gian đo được sẽ thay đổi. Cứ mỗi lần thời gian sĩng truyền thay đổi từ T2 đến T, bộ chuyển đổi sẽ phát ra 1 xung vuơng. Khi giĩ vào nhiều, sự thay đổi về thời gian sẽ nhiều hơn và bộ điều chỉnh phát xung sẽ phát ra xung vuơng với tần số lớn hơn. Ngược lại, khi giĩ vào ít, ECU sẽ nhận được các xung vuơng cĩ mật độ thưa hơn. Như vậy thể tích giĩ đi vào đường ống nạp tỉ lệ thuận với tần số phát xung của bộ điều chỉnh. Hình 3.23: Xung ra của bộ đo gío Karman siu m thay đổi theo lưu lượng khí nạp Mạch điện Hình 3.24: Mạch điện cảm biến đo giĩ Karman siêu âm Tín hiệu xung ra ở bộ biến đổi modulator Khi có nhiều không khí đi qua T 1 T2 T Tín hiệu xung ra ở bộ biến đổi Khi có ít không khí đi qua T1 T2 Bộ tạo sĩng Bộ điều chỉnh Bộ phát sĩng Bộ nhận sĩng +12V +5V CPU ECU 90 PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA Bộ đo giĩ kiểm tra lượng khơng khí nạp vào động cơ bằng cách dùng dịng xốy Karman để xác định lưu lượng khơng khí nạp. Tín hiệu KS và tín hiệu số vịng quay động cơ dùng để xác định thời gian phun cơ bản. Trong bộ đo giĩ cịn bố trí cảm biến nhiệt độ khơng khí nạp và cảm biến áp suất nạp. Hình 3.25: Đo giĩ karman quang KIỂM TRA BỘ ĐO GIĨ KARMAN. KARMAN QUANG TOYOTA 1. Tháo giắc gim điện đến bộ đo giĩ Karman. 2. Xoay contact máy on. 3. Kiểm tra điện nguồn cung cấp đến bộ đo giĩ: Vc = 5 vơn. 4. Kiểm tra điện áp tại cực KS: khoảng 5 vơn. 5. Kiểm tra sự liên tục của cực E2 với mát. 91 Hình 3.26: Sơ đồ mạch điện đo giĩ karman quang 6. Dùng máy đo xung, kiểm tra tần số xung khi thổi khơng khí đi qua bộ đo giĩ. 7. Nếu khơng cĩ xung -> thay mới bộ đo giĩ. MITSUBISHI – NISSAN Các cực của bộ đo giĩ Karman quang: Cực 1: Nguồn 5 vơn từ ECU cung cấp cho cảm biến áp suất nạp Vcc 2: Tín hiệu cảm biến áp độ cao HAC 3: Tín hiệu KS 4: Nguồn 12 vơn cấp từ Engine control relay. 5: Mát cảm biến E2. 6: Tín hiệu cảm biến nhiệt độ khơng khí nạp THA 7: Nối với ECU. 8: Khơng sử dụng. KIỂM TRA 1. Tháo giắc gim điện đến bộ đo giĩ Karman. 92 2. Xoay contact máy on. 3. Kiểm tra điện nguồn cung cấp đến bộ đo giĩ: khoảng 12 vơn 4. Kiểm tra điện áp tại cực KS: khoảng 5 vơn. 5. Kiểm tra sự liên tục của cực E2 với mát. 6. Dùng máy đo xung, kiểm tra tần số xung khi thổi khơng khí đi qua bộ đo giĩ. 7. Nếu khơng cĩ xung -> thay mới bộ đo giĩ. Hình 3.27: Kiểm tra karman quang KIỂM TRA BỘ ĐO GIĨ BẰNG LED Hình 3.28: Kiểm tra karman quang bang led 93 1. Cực +B của bộ đo giĩ được nối với cực (+) ắc quy. 2. Cực E2 nối với (-) ắc quy. 3. Cực KS nối với dương ắc quy qua một led và một điện trở 1K. 4. Thổi khơng khí qua bộ đo giĩ, kiểm tra sự chớp tắt liên tục của led. 5. Dùng thiết bị đo xung kiểm tra tần số xung. KARMAN SIÊU ÂM Các cực của bộ đo giĩ: Cực 1: Tín hiệu KS của bộ đo giĩ. 2: Nguồn 12 vơn cung cấp từ rơ le điều khiển động cơ. 3: Nguồn 5 vơn cung cấp cho cảm biến độ cao. 4: Mát cảm biến. 5: Tín hiệu cảm biến độ cao HAC. 6: Tín hiệu cảm biến nhiệt độ khơng khí nạp THA. KIỂM TRA Hình 3.29: Karman siêu âm 1. Tháo giắc gim điện đến bộ đo giĩ Karman siêu âm. 2. Xoay contact máy on. 3. Kiểm tra điện nguồn cung cấp đến bộ đo giĩ: khoảng 12 vơn 4. Kiểm tra điện áp tại cực KS: khoảng 5 vơn. 5. Kiểm tra sự liên tục của cực E2 với mát. 6. Dùng máy đo xung, kiểm tra tần số xung khi thổi khơng khí đi qua bộ đo giĩ. 7. Nếu khơng cĩ xung -> thay mới bộ đo giĩ. 1 6 5 4 3 2 94 KIỂM TRA BỘ ĐO GIĨ BẰNG LED 1. Cực số 2 (+B) của bộ đo giĩ được nối với cực (+) ắc quy. 2. Cực số 4 (E2) nối với (-) ắc quy. 3. Cực số 1 (KS) nối với dương ắc quy qua một led và một điện trở 1K. 4. Thổi khơng khí qua bộ đo giĩ, kiểm tra sự chớp tắt liên tục của led. 5. Dùng thiết bị đo xung kiểm tra tần số xung. Hình 3. 30: Kiểm karman siêu âm 2.1.3 Cảm biến đo giĩ kiểu dây nhiệt (trong LH - Jetronic). Nguyên lý của bộ đo giĩ kiểu nhiệt dưạ trên sự phụ thuộc của năng lượng nhiệt W thốt ra từ một linh kiện được nung nĩng bằng điện (phần tử nhiệt) như : dây nhiệt, màng nhiệt hoặc điện trở nhiệt (thermistor) được đặt trong dịng khí nạp vào khối lượng giĩ G đi qua và được tính theo cơng thức sau: n GtKW .. Trong đĩ: K: hằng số tỉ lệ t: chênh lệch nhiệt độ giữa phần tử nhiệt và dịng khí. n: hệ số phụ thuộc vào đặc tính trao đổi nhiệt giữa phần tử nhiệt và mơi trường. Sơ đồ cảm biến đo giĩ dây nhiệt loại nhiệt độ khơng đổi được trình bày trên hình. Điện trở RH (được nung nĩng) và điện trở bù nhiệt RK (làm bằng platin) được mắc vào hai nhánh của cầu Wheatstone. Cả hai điện trở này đều được đặt trên đường ống nạp. 95 Khi nối các ngõ vào của khuếch đại thuật tốn l (OP AMP) với đường chéo của cầu, OP AMP1 sẽ giữ cho cầu luơn được cân bằng (cĩ nghĩa là VA –VB = 0) bằng cách điều khiển transitor T1 và T2 , làm thay đổi cường độ dịng điện chảy qua cầu. Như vậy, khi cĩ sự thay đổi lượng khơng khí đi qua, giá trị điện trở đo RH thay đổi làm cho cầu mất cân bằng, OP AMP1 điều chỉnh dịng qua cầu giữ cho giá trị RH khơng đổi và cầu sẽ cân bằng với bất cứ vận tốc vào của dịng khơng khí. Tín hiệu điện thế ra của mạch đo được lấy từ R2 cĩ hệ số nhiệt điện trở rất nhỏ, do đĩ tỉ lệ thuận với dịng điện đi qua nĩ. Tín hiệu này sau khi đi qua cầu phân thế gồm R3 và R4 được đưa đến OP AMP2 giữ chức năng chuyển phát. Điện trở R4 dùng để điều chỉnh điện thế ở ngõ ra. Hình 3.31: Mạch điện cảm biến đo giĩ kiểu dây nhiệt Việc xác lập khoảng chênh lệch nhiệt độ t giữa phần tử nhiệt RH và nhiệt độ dịng khí được điều chỉnh bởi RP . Nếu t càng lớn thì độ nhạy của cảm biến càng tăng. Hình 3.32: Sự phụ thuộc của hiệu điện thế ngõ ra vào khối lượng khí nạp ở các mức chênh lệch nhiệt độ khác nhau. R1 R2 RP R3 R4 R5 R6 R7 RK RH RB T2 T1 A2 A1 +U – U + U + + Uo ut + A B + 100 200 300 400 G (Kg/h) 1 2 3 U (V) t = 300C t = 560C t = 1160C 96 Khi nhiệt độ khơng khí nạp thay đổi sẽ dẫn tới sự thay đổi t. Vì vậy, vấn đề cân bằng nhiệt được thực hiện bởi RK mắc ở một nhánh khác của cầu Wheatstone. Thơng thường trong các mạch tỉ lệ RH : RK =1:10. Trong quá trình làm việc, mạch điện tử luơn giữ cho sự chênh lệch nhiệt độ t giữa dây nhiệt và dịng khơng khí vào khoảng 1500C (air mass sensor BOSCH). Để làm sạch điện trở nhiệt (bị dơ vì bị bám bụi, dầu), trong một số ECU dùng cho động cơ cĩ phân khối lớn, với số xylanh Z  6 cịn cĩ mạch nung dây nhiệt trong vịng một giây, đưa nhiệt độ từ 1500C lên 10000C sau khi tắt cơng tắc máy, trong trường hợp động cơ đã chạy trên 1500 vịng/phút, tốc độ xe trên 20km/h và nhiệt độ nước dưới 1500C (air mass senssor NISSAN). Theo số liệu của một số hãng, độ ẩm của khơng khí gần như khơng ảnh hưởng đến độ chính xác của cảm biến. Trên cảm biến hãng HITACHI, cảm biến đo giĩ loại dây nhiệt thường được đặt trên mạch giĩ rẽ, song song với đường giĩ chính. Nhờ vậy mà hoạt động của cảm biến ít phụ thuộc vào sự rung động của dịng khí. Thang đo của cảm biến từ 9  360 kg/h sai số 5  7% và cĩ độ nhạy cao nhờ hằng số thời gian của mạch chỉ vào khoảng 20ms. Đối với các xe MỸ (GM, FORD) thay vì dây nhiệt, người ta sử dụng màng nhiệt. Cảm biến đo giĩ loại màng nhiệt khắc phục được nhược điểm chủ yếu của loại dây nhiệt là độ bền cơ học của cảm biến được tăng lên. Hình 6.23 trình bày cấu tạo cảm biến đo giĩ loại màng nhiệt của hãng GENERAL MOTORS. Màng 5 gồm hai điện trở: điện trở đo RH và điện trở bù nhiệt RK được phủ trên một đế làm bằng chất dẻo. Sự chênh lệch nhiệt độ của RH với dịng khơng khí được giữ ở 70oC nhờ mạch tương tự như hình 6.21. Thang đo của cảm biến trong khoảng 15470 kg/h. Hình 3.32: Cảm biến đo giĩ loại màng nhiệt 1. Thân; 2. Cảm biến nhiệt độ khơng khí; 3. Lưới ổn định; 4.Kênh đo; 5. Màng nhiệt; 6. Mạch điện tử 97 Khi thiết kế cảm biến đo giĩ kiểu dây nhiệt, đặt trên đường ống nạp của động cơ cần lưu ý những đặc điểm sau: 1. Cảm biến bị tác động bởi dịng khí trong đường ống nạp, bất kỳ từ hướng nào nên cĩ thể tăng độ sai số khi cĩ sự xung động của dịng khí. 2. Trên các chế độ chuyển tiếp của động cơ, (tăng tốc, giảm tốc) do cảm biến cĩ độ nhạy cao nên cĩ thể xảy ra trường hợp khơng ăn khớp giữa tín hiệu báo về ECU và lượng khơng khí thực tế đi vào buồng đốt. Điều đĩ sẽ xảy ra nếu khơng tính đến vị trí lắp đặt của cảm biến và các quá trình khí động học trên đường ống nạp, sẽ làm trễ dịng khí khi tăng tốc độ đột ngột. 3. Cảm biến đo giĩ kiểu nhiệt đo trực tiếp khối lượng khơng khí nên ECU khơng cần mạch hiệu chỉnh hịa khí theo áp suất khí trời cho trường hợp xe chạy ở vùng núi cao. 4. Vít chỉnh CO trên cảm biến khơng nằm trên đường bypass mà là biến trở gắn trên mạch điện tử. 5. Trên một số xe, cảm biến đo giĩ kiểu nhiệt được kết hợp với kiểu xốy Karman. Khi dịng khơng khí đi qua vật tạo xốy, sự xốy lốc của khơng khí sẽ ảnh hưởng đến nhiệt độ dây nhiệt theo tần số xốy lốc. Tần số này tỉ lệ thuận với lượng khơng khí và được đưa về ECU xử lý để tính lượng xăng tương ứng. Cảm biến kiểu nhiệt trước đây thường gặp trên các động cơ phun xăng cĩ tăng áp (Turbo charger), vì áp lực lớn trên đường ống nạp nên khơng thể sử dụng MAP sensor hoặc cảm biến đo giĩ loại cánh trượt. Nhờ cĩ quán tính thấp, kết cấu gọn, nhẹ, khơng cĩ phần tử di động và ít cản giĩ, nên cảm biến đo giĩ kiểu nhiệt đã được ứng dụng rộng rãi trong hệ thống điều khiển phun xăng hiện nay. 98 KIỂM TRA BỘ ĐO GIĨ DÂY NHIỆT PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN Bộ đo giĩ dây nhiệt cĩ 3 cực.  +B: nguồn cung cấp từ rơ le EFI.  E2G: mát cảm biến.  VG: tín hiệu xác định khối lượng khơng khí nạp. Hình 3.33: Đo giĩ dây nhiệt ĐIỆN NGUỒN CUNG CẤP CHO BỘ ĐO GIĨ  Xoay contact máy on.  Tháo giắc gim điện đến bộ đo giĩ.  Kiểm tra điện áp tại cực +B : 12 vơn.  Xoay contact máy off.  Kiểm tra sự liên tục cực E2G với mát. Hình 3.34: Vị trí giắc chân đo giĩ dây nhiệt 99 Hình 3.35: Đo giĩ dây nhiệt KIỂM TRA TÍN HIỆU VG 1. Nối giắc gim điện trở lại bộ đo giĩ. 2. Xoay contact máy on. 3. Đo điện áp tại cực VG với E2G. 4. Thổi khơng khí qua bộ đo giĩ:  Điện áp VG gia tăng khi lượng khơng khí nạp tăng.  Nếu khơng đúng -> thay bộ đo giĩ. Hình 3.36: Kiểm tra tín hiệu VG 100 KIỂM TRA MÃ LỖI 1. Khi nào mạch điện của cảm biến khối lượng khơng khí nạp là khơng bình thường. 2. Trình bày phương pháp kiểm tra mã lỗi của cảm biến khối lượng khơng khí nạp. THƠNG SỐ KỸ THUẬT HÃNG TOYOTA: 1MZ – FE 1997 – 2003 (ToYoTa) Cực Điều kiện Điện áp (V) VG – E2 Cầm chừng – Tay số N hoặc P 1,1 – 1,5 1FZ – FE 1995 – 1998 (Toyota) Cực Điều kiện Điện áp VG – E2 Cầm chừng 1,3 – 2,4 Vơn 101 5 4 2 1 3 2.1.4 Cảm biến áp suất tuyệt đối trên đường ống nạp (MAP - Manifold Absolute Pressure sensor) Khác với L-Jetronic, trên hệ thống phun xăng loại D-Jetronic lượng khí nạp đi vào xylanh được xác định gián tiếp (phải tính lại) thơng qua cảm biến đo áp suất tuyệt đối trên đường ống nạp. Khi tải thay đổi, áp suất tuyệt đối trong đường ống nạp sẽ thay đổi và MAP sensor sẽ chuyển thành tín hiệu điện thế báo về ECU để tính ra lượng khơng khí đi vào xylanh. Sau đĩ, dựa vào giá trị này ECU sẽ điều khiển thời gian mở kim phun và thời điểm đánh lửa. Cĩ ba loại:  Loại áp điện kế a. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động Loại cảm biến này dựa trên nguyên lý cầu Wheatstone. Mạch cầu Wheatstone được sử dụng trong thiết bị nhằm tạo ra một điện thế phù hợp với sự thay đổi điện trở. 1. Mạch bán dẫn 2. Buồng chân khơng 3. Giắc cắm 4. Lọc khí 5. Đường ống nạp Hình 3.37: Cảm biến áp suất đường ống nạp Cảm biến bao gồm một tấm silicon nhỏ (hay gọi là màng ngăn) dày hơn ở hai mép ngồi (khoảng 0,25 mm) và mỏng ở giữa (khoảng 0,025 mm). Hai mép được làm kín cùng với mặt trong của tấm silicon tạo thành buồng chân khơng trong cảm biến. Mặt ngồi tấm silicon tiếp xúc với áp suất đường ống nạp. Hai mặt của tấm silicon được phủ thạch anh để tạo thành điện trở áp điện (Piezoresistor). Khi áp suất đường ống nạp thay đổi, giá trị của điện trở áp điện sẽ thay đổi. Các điện trở áp điện được nối thành cầu Wheatstone. Khi màng ngăn khơng bị biến dạng (tương ứng với trường hợp động cơ chưa hoạt động hoặc tải lớn), tất cả bốn điện trở áp điện đều cĩ giá trị bằng nhau và lúc đĩ khơng cĩ sự chênh lệch điện áp giữa 2 đầu cầu. Khi áp suất đường ống nạp giảm, màng silicon bị biến dạng dẫn đến giá trị điện trở áp điện cũng bị thay đổi và làm mất cân bằng cầu Wheastone. Kết quả là giữa 2 đầu cầu sẽ cĩ sự chênh lệch điện áp và tín hiệu này được khuếch đại để điều khiển mở transistor ở ngõ ra của cảm biến cĩ cực C treo. Độ mở của transistor phụ thuộc vào áp suất đường ống nạp dẫn tới sự thay đổi điện áp báo về ECU. 102 Hình 3.38: Sơ đồ nguyên lý cảm biến áp xuất đường ống nạp b. Mạch điện Hình 3.39: Mạch điện cảm biến áp suất đường ống nạp c. Đường đặc tuyến Hình 3.40: Đường đặc tuyến của MAP sensor Hiện nay trên các ơ tơ, tồn tại 2 loại cảm biến đo áp suất tuyệt đối trên đường ống nạp khác nhau về tín hiệu đầu ra: điện thế (TOYOTA, HONDA, DAEWOO, GM, CHRYSLER) và tần số(FORD). Ở loại MAP điện thế, giá trị điện thế thấp nhất (lúc cánh bướm ga đĩng hồn tồn) và giá trị cao nhất ( lúc tồn tải) cũng phụ thuộc vào loại xe, gây khĩ khăn cho việc lắp lẫn. E C U 5V Khuếch đại 5K 15K 5K 15K R1 R2 R3 R4 PIM PIM VC VC 5V E2 E2 E1 IC ECU 150 (20) 450 (60) 750 (100) mmHg (kPa) 1 2 4 Đ iệ n á p n g õ r a (P IM ) 103  Loại điện dung Cảm biến này dựa trên nguyên lý thay đổi điện dung tụ điện. Cảm biến bao gồm hai đĩa silicon đặt cách nhau tạo thành buồng kín ở giữa. Trên mỗi đĩa cĩ điện cực nối hai tấm silicon với nhau. Áp suất đường ống nạp thay đổi sẽ làm cong hai đĩa vào hướng bên trong, làm khoảng cách giữa hai đĩa giảm khiến tăng điện dung tụ điện. Sự thay đổi điện dung tụ điện sinh tín hiệu điện áp gởi về ECU để nhận biết áp suất trên đường ống nạp. Hình 3.42: Sơ đồ cấu tạo cảm biến MAP loại điện dung  Loại sai lệch từ tuyến tính Sơ đồ nguyên lý MAP sensor loại sai lệch từ tuyến tính Cảm biến này bao gồm một cuộn dây sơ cấp, hai cuộn dây thứ cấp quấn ngược chiều nhau và một lõi sắt di chuyển. Một nguồn điện áp xoay chiều được cung cấp cho cuộn sơ cấp. Khi lõi ở vị trí giữa, chênh lệch điện thế giữa hai cuộn thứ cấp bằng khơng. Khi áp suất đường ống nạp thay đổi, buồng khí áp sẽ hút lõi thép di chuyển phù hợp với tải động cơ, lúc này từ thơng qua hai cuộn thứ cấp sẽ khác biệt gây nên sự chênh lệch điện thế. Tín hiệu điện thế từ các cuộn thứ cấp được gởi về ECU nhận biết tình trạng áp suất trên đường ống nạp. Hình 3.43: Cảm biến áp suất đường ống nạp E C U VIN VOUT VOUT Đường ống nạp E C U VIN VOUT VOUT Đường ống nạp Đ ĩa Buồng ngăn Đ ĩa E C U Đường ống nạp 104 KIỂM TRA CẢM BIẾN CHÂN KHƠNG PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN Cảm biến chân khơng (Vacuum sensor) hay cịn gọi MAP sensor (Manifold Absolude Pressure Sensor). Cảm biến cĩ 3 cực.  VC: nguồn 5 vơn từ ECU cung cấp cho cảm biến.  E2: mát cảm biến.  PIM: tín hiệu xác định lưu lượng khơng khí nạp. ĐIỆN NGUỒN CUNG CẤP CHO CẢM BIẾN 1. Tháo giắc gim điện nối với cảm biến. 2. Kiểm tra điện áp tại cực VC với mát: khoảng 5 vơn. 3. Xoay contact máy off. 4. Kiểm tra sự liên tục giữa cực E2 và mát. 5. Nối giắc gim điện trở lại cảm biến. Hình 3.44: Vị trí chân cảm biến KIỂM TRA ĐIỆN ÁP TÍN HIỆU HÃNG TOYOTA 1. Xoay contact máy on. 2. Kiểm tra điện áp tại cực PIM: khoảng 3,6 vơn. 3. Dùng bơm chân khơng cầm tay cung cấp chân khơng đến cảm biến. 105 Hình 3.45: Mạch điện cảm biến áp suất đường ống nạp Cung cấp chân khơng kPa mmHg in.Hg 13.3 100 3.94 26.7 200 7.87 40.0 300 11.81 53.5 400 15.75 66.7 500 19.69 Độ giảm áp V 0.3 – 0.5 0.7 – 0.9 1.1 – 1.3 1.5 – 1.7 1.9 – 2.1 106 2.2 Cảm biến vị trí piston và tốc độ động cơ Trong hệ thống đánh lửa bán dẫn khơng vít điều khiển, cảm biến đánh lửa sẽ thay thế vít điều khiển và làm nhiệm vụ tạo ra hoặc làm mất tín hiệu điện áp hoặc tín hiệu dịng điện vào đúng thời điểm đánh lửa để gởi về Igniter điều khiển các transistor cơng suất đĩng hoặc mở. Thơng thường, trong hệ thống đánh lửa người ta thường dùng cảm biến Hall, cảm biến điện từ, cảm biến quang, cảm biến từ trở, trong đĩ, ba loại cảm biến đầu là phổ biến nhất. Các loại cảm biến này cũng cĩ thể được dùng trong các hệ thống đánh lửa theo chương trình sẽ được trình bày ở phần sau. Ngồi cơng dụng phát tín hiệu, các cảm biến này cịn cĩ thể dùng để xác định số vịng quay động cơ, vị trí cốt máy, thời điểm phun của kim phun. Trong phần này chúng ta sẽ lần lượt nghiên cứu cấu tạo, hoạt động của từng loại cảm biến.  Cảm biến điện từ Loại nam châm đứng yên Hình 3.46: Cảm biến điện từ loại nam châm đứng yên Cảm biến được đặt trong delco bao gồm một rotor cĩ số răng cảm biến tương ứng với số xylanh động cơ, một cuộn dây quấn quanh một lõi sắt từ cạnh một thanh nam châm vĩnh cữu. Cuộn dây và lõi sắt được đặt đối diện với các răng cảm biến rotor và được cố định trên vỏ delco. Khi rotor quay, các răng cảm biến sẽ lần lượt tiến lại gần và lùi ra xa cuộn dây. Khe hở nhỏ nhất giữa răng cảm biến của rotor và lõi thép từ vào khoảng 0,2  0,5 mm. Khi rotor ở vị trí như hình, điện áp trên cuộn dây cảm biến bằng 0. Khi răng cảm biến của rotor tiến lại gần cực từ của lõi thép, khe hở giữa rotor và lõi thép giảm dần và từ trường mạnh dần lên. Sự biến thiên của từ thơng xuyên qua cuộn dây sẽ tạo nên một sức điện động e   d d nke   . . Trong đĩ: 107 k : hệ số phụ thuộc chất liệu từ của lõi thép và khe hở giữa lõi thép và răng cảm biến của rotor .  : số vịng dây quấn trên lõi thép từ. n : tốc độ quay của rotor . d d : độ biến thiên của từ thơng trong lõi thép từ. Khi răng cảm biến của rotor đối diện với lõi thép, độ biến thiên của từ trường bằng 0 và sức điện động trong cuộn cảm biến nhanh chĩng giảm về 0. Khi rotor đi xa ra lõi thép, từ thơng qua lõi thép giảm dần và sức điện động xuất hiện trong cuộn dây cảm biến cĩ chiều ngược lại. Sức điện động sinh ra ở hai đầu dây cuộn cảm biến phụ thuộc vào tốc độ của động cơ. Ở chế độ khởi động, sức điện động phát ra, chỉ vào khoảng 0,5V. Ở tốc độ cao nĩ cĩ thể lên đến vài chục volt. Hình 3.47: Nguyên lý làm việc của cảm biến điện từ loại nam châm đứng yên Hình trên mơ tả quá trình biến thiên của từ thơng lõi thép và xung điện áp ở hai đầu ra của cuộn dây cảm biến. Chú ý rằng, xung tín hiệu này khá nhọn. 108 Cảm biến điện từ loại nam châm đứng yên cĩ ưu điểm là rất bền, xung tín hiệu cĩ dạng nhọn nên ít ảnh hưởng đến sự sai lệch về thời điểm đánh lửa. Tuy nhiên, xung điện áp ra ở chế độ khởi động nhỏ, vì vậy ở đầu vào của igniter phải sử dụng transistor cĩ độ nhạy cao và phải chống nhiễu cho dây tín hiệu. * Cảm biến điện từ loại nam châm quay Hình 3.48: Cảm biến điện từ loại nam châm quay cho loại động cơ 8 xylanh 1. Rotor nam châm ; 2. Lõi thép từ; 3. Cuộn dây cảm biến Đối với loại này, nam châm được gắn trên rotor, cịn cuộn dây cảm biến được quấn quanh một lõi thép và cố định trên vỏ delco. Khi nam châm quay, từ trường xuyên qua cuộn dây biến thiên tạo nên một sức điện động sinh ra trong cuộn dây. Do từ trường qua cuộn dây đổi dấu nên sức điện động sinh ra trong cuộn dây lớn. Ở chế độ cầm chừng, tín hiệu điện áp ra khoảng 2V. Xung điện áp cĩ dạng như trên hình . Do tín hiệu điện áp ở chế độ khởi động lớn nên igniter dùn...ang bị hai cảm biến ơxy: một phía trước và một phía sau của bộ lọc khí thải. Động cơ chữ V sử dụng hai cảm biến ơxy, một cho các xy lanh bên trái và một cho các xy lanh bố trí bên phải, cịn cảm biến ơxy bố trí sau bộ lọc khí thải dùng để xác định hiệu suất làm việc của bộ lọc khí thải. Cảm biến ơxy cĩ hai kiểu:  Cảm biến ơxy làm việc trong một khoảng hẹp -> kiểu cũ.  Cảm biến ơxy làm việc trong một khoảng rộng cịn gọi cảm biến A/F. CẢM BIẾN ƠXY KIỂM TRA ĐIỆN ÁP Hàm lượng ơxy trong khí thải Điện áp phát ra Tỉ lệ hỗn hợp Thấp Cao, trên 0,45 vơn Giàu Cao Thấp, dưới 0,45 vơn Nghèo ToYoTa 3VZ-FE. Đây là động cơ chữ V , mỗi hàng xy lanh được bố trí một cảm biến ơxy. Sử dụng đồng hồ đo điện áp cĩ thang đo từ 0 – 20 vơn. Đồng hồ chỉ thị bằng kim hoặc đồng hồ số cĩ thang đo dạng cột. 1. Khởi động và cho động cơ hoạt động ở số vịng quay 2500 v/p . 2. Nối tắt cực TE1 với E1 ở đầu chẩn đốn. 3. Dùng đồng hồ đo điện áp tại cực VF1. 4. Kim đồng hồ phải dao động tối thiểu 8 lần trong 10 giây. 5. Tương tự kiểm tra cảm biến ơxy thứ hai. Hình 3.83: Vị trí giắc chân trên giắc chẩn đốn 138 6. Nếu kim đồng hồ dao động bé hơn 8 lần trong 10 giây.  Giữ động cơ hoạt động ở số vịng quay 2500 v/p.  Tháo dây nối cực TE1 với E1 ra khỏi đầu chẩn đốn.  Đọc điện áp tại cực VF1. Nếu điện áp là 0 vơn thì thay mới cảm biến ơxy. Nếu điện áp là 5 vơn -> hỗn hợp quá giàu. ToYoTa 5S-FE. Động cơ 5S-FE sử dụng cảm biến ơ xy kiểu nung nĩng. 1. Cho động cơ hoạt động để đạt được nhiệt độ bình thường. 2. Nối vơn kế tới cực OX1 và E1 của đầu chẩn đốn. 3. Cho động cơ hoạt động ở 1500 v/p trong 3 phút. 4. Nâng tốc độ động cơ từ từ đến 4000v/p. 5. Quan sát điện áp giữa 0 tới 1 vơn: 8 lần/10 giây. 6. Kiểm tra điện trở của dây nung nĩng cảm biến ơ xy: 11 - 16 ở nhiệt độ 20°C. Hình 3.84: Mạch điện cảm biến ơ xi Hình 3.85: Vị trí chân cam biến ơ xi Mitsubishi L300.  Cho động cơ hoạt động để đạt được nhiệt độ bình thường.  Giữ động cơ hoạt động ở số vịng quay 2200 v/p.  Đo điện áp tại cực OX, kim đồng hồ dao động xung quanh trị số 0,45 vơn. Nissan 200SX. 139  Cho động cơ hoạt động để đạt nhiệt độ bình thường. Dừng động cơ.  Xoay contact máy On.  Nối tắt cực Check và Ignition ở đầu chẩn đốn trong 2 giây. Hình 3.86: Kiểm tra cảm biến ơ xi  Tháo dây nối cực Check và Ignition.  Khởi động động cơ và giữ ở số vịng quay 2000 v/p.  Kiểm tra sự chớp của đèn Check Engine: 5 lần trong 10 giây. KIỂM TRA XUNG CẢM BIẾN ƠXY 1. Khởi động động cơ. 2. Cho động cơ hoạt động ở số vịng quay 2500 v/p trong 3 phút. 3. Dùng thiết bị kiểm tra xung tín hiệu phát ra từ cảm biến ơxy. CẢM BIẾN A/F Cảm biến tỉ số khơng khí và nhiên liệu (A/F) cĩ khoảng làm việc rộng hơn cảm biến ơxy. Nĩ dùng để phát hiện nồng độ ơxy cĩ trong khí thải, nhưng cĩ cấu trúc khác và đặc tính làm việc cũng khác cảm biến ơxy. Ưu điểm của cảm biến A/F là tín hiệu cảm biến rộng, phát hiện nhanh và điều chỉnh chính xác hơn cảm biến ơxy. Điều này giải quyết tốt hơn vần đề ơ nhiểm mơi sinh. Nhiệt độ làm việc của cảm biến A/F khoảng 650ºC, thời gian xơng nĩng của cảm biến A/F loại phẳng khoảng 10 giây, kiểu thường khoảng 30 giây. Cảm biến A/F được đặt một điện áp khơng đổi để nhận được một điện áp tỉ lệ thuận với nồng độ ơ xy trong khí thải. Đường đặc tính của cảm biến A/F khác với cảm biến ơxy, phạm vi điện áp làm việc rất lớn, khi hỗn hợp giàu, tín hiệu điện áp giảm và khi hỗn hợp nghèo, tín hiệu điện áp sẽ gia tăng. Khi tỉ số A/F = 14,7/1 thì điện áp cảm biến A/F là 3,3 vơn. 140 Hình 3.87: Mạch điện cảm biến A/F AFR+ E1 Contact máy On 3,3 Vơn AFR- E1 Contact máy On 3,0 Vơn Cảm biến A/F được kiểm tra bằng thiết bị chẩn đốn cầm tay. Khi nhiệt độ động cơ bình thường và giữ ở số vịng quay 2500 v/p thì xung của cảm biến A/F như sau. 2.5 Cảm biến tốc độ xe (vehicle speed sensor) Cảm biến này nhận biết tốc độ xe đang chạy sau đĩ gởi tín hiệu về ECU để điều khiển tốc độ cầm chừng và tỉ lệ hịa khí phù hợp khi tăng tốc hoặc khi giảm tốc. Cĩ bốn loại cảm biến tốc độ:  Loại cơng tắc từ  Loại cảm biến Hall  Loại cảm biến từ trở  Loại cảm biến quang Trong quyển sách này chỉ trình bày loại cảm biến cơng tắc từ vì các loại khác tương tự như các cảm biến đánh lửa.  Cảm biến tốc độ xe loại cơng tắc từ  Cấu tạo 141 Lỗ nối dây côngtơmet Nam châm Geckôn Hình 3.88: Cảm biến tốc độ xe Cảm biến bao gồm một nam châm được gắn với dây nối với đồng hồ tốc độ xe và quay theo dây. Một cơng tắc được đặt đối diện với nam châm. Khi nam châm quay theo dây đồng hồ tốc độ, cơng tắc sẽ đĩng mở theo chiều của lực từ. Khi nam châm quay ở vị trí song song với cơng tắc, chiều của lực từ sẽ cảm ứng trên cơng tắc thành hai nam châm cùng cực làm chúng đẩy nhau, cơng tắc ở vị trí mở. Các tín hiệu từ vị trí đĩng mở của cơng tắc sẽ được đưa trực tiếp tới ECU mà khơng qua bộ chuyển đổi xung nhờ tín hiệu sĩng vuơng. Tại đây ECU sẽ điều khiển tỉ lệ hịa khí phù hợp khi tăng tốc hoặc giảm tốc.  Mạch điện Hình 3.89: Sơ đồ mạch cảm biến tốc độ xe CPU 5V Đến ECU hộp số tự động SPD T2 T1 Cảm biến tốc độ kiểu Hall Cảm biến tốc độ loại cơng tắc từ 142 2. 6 Cảm biến kích nổ (knock or detonation sensor) Cảm biến kích nổ thường được chế tạo bằng vật liệu áp điện. Nĩ được gắn trên thân xylanh hoặc nắp máy để cảm nhận xung kích nổ phát sinh trong động cơ và gởi tín hiệu này tới ECU làm trễ thời điểm đánh lửa nhằm ngăn chặn hiện tượng kích nổ. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động Hình 3.92: Cấu tạo cảm biến kích nổ 1.Đáy cảm biến; 2. Tinh thể thạch anh; 3.Khối lượng quán tính; 5.Nắp; 6. Dây đan; 7. Đầu cảm biến Thành phần áp điện trong cảm biến kích nổ được chế tạo bằng tinh thể thạch anh là những vật liệu khi cĩ áp lực sẽ sinh ra điện áp (piezoelement). Phần tử áp điện được thiết kế cĩ kích thước với tần số riêng trùng với tần số rung của động cơ khi cĩ hiện tượng kích nổ để xảy ra hiệu ứng cộng hưởng (f = 7kHz). Như vậy, khi cĩ kích nổ, tinh thể thạch anh sẽ chịu áp lực lớn nhất và sinh ra một điện áp. Tín hiệu điện áp này cĩ giá trị nhỏ hơn 2,4 V. Nhờ tín hiệu này, ECU nhận biết hiện tượng kích nổ và điều chỉnh giảm gĩc đánh lửa cho đến khi khơng cịn kích nổ. ECU sau đĩ cĩ thể chỉnh thời điểm đánh lửa sớm trở lại. Hình 3.93: Đồ thị biểu diễn tần số kích nổ Mạch điện Hình 3.94: Mạch điện cảm biến kích nổ Cảm biến kích nổ KNK Engine ECU 143 KIỂM TRA CẢM BIẾN KÍCH NỔ PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN Cảm biến kích nổ được ký hiệu KNK , dùng để xác định hiện tượng kích nổ xảy ra trong các xy lanh của động cơ. ECU dùng tín hiệu này để điều khiển đánh lửa trể cho đến khi hiện tượng kích nổ khơng cịn xảy ra. Cảm biến kích nổ được chế tạo bằng phần tử áp điện. Khi hiện tượng kích nổ xảy ra, các xylanh bị rung động mạnh làm biến dạng phần tử này và cảm biến phát ra xung điện áp từ 6 kHz đến 13kHz tuỳ theo từng loại động cơ. Hình 3.95: Kiểm tra cảm biến kích nổ KIỂM TRA ĐIỆN TRỞ 1. Tháo giắc gim cảm biến. 2. Kiểm tra điện trở cực KNK và mát: vơ cùng. KIỂM TRA XUNG CẢM BIẾN 1. Cho động cơ hoạt động. 2. Dùng thiết bị kiểm tra xung cảm biến kích nổ. 3. Nếu động cơ cĩ thể hiệu chỉnh được thời điểm đánh lửa. Điều chỉnh tăng gĩc đánh lửa sớm, lên ga đột ngột và quan sát xung điện phát ra từ cảm biến. 144 2. 7 Một số tín hiệu khác  Tín hiệu khởi động Khi khởi động động cơ, một tín hiệu từ máy khởi động được gởi về ECU để tăng thêm lượng xăng phun trong suốt quá trình khởi động. Mạch điện Hình 3.96: Mạch điện khởi động  Tín hiệu cơng tắc máy lạnh Khi bật cơng tắc máy lạnh, để tốc độ cầm chừng ổn định phải gởi tín hiệu báo về ECU nhằm điều khiển thời điểm đánh lửa và tốc độ cầm chừng (Van ISCV): Mạch điện Hình 3.97: Mạch điện cơng tắc máy lạnh  Tín hiệu phụ tải điện Khi bật các hệ thống điện cơng suất lớn trên xe, máy phát sẽ phát cơng suất lớn hơn và tốc độ cầm chừng giảm do tăng tải trên máy phát. Hậu quả là tốc độ cầm chừng giảm làm động cơ rung hoặc hoạt động khơng ổn định. Vì vậy, cần phải báo cho ECU biết tín hiệu tải điện để điều khiển tốc độ cầm chừng. Cĩ nhiều cách để báo cho ECU biết tín hiệu này. Trên xe Toyota đầu các phụ tải điện cĩ cơng suất lớn được đưa đến ECU qua đường ELS (Electrical Load Signal). Trên Honda, tín hiệu này được lấy từ transistor cơng suất của tiết chế vi mạch. M Accu Cơng tắc máy (M/T) Cơng tắc an tồn (A/T) E1 STA Engine ECU Engine ECU A/C Cuộn dây ly hợp máy nén 145 Mạch điện Hình 3.98: Mạch điện tín hiệu các phụ tải điện trên Toyota  Tín hiệu từ cơng tắc nhiên liệu (fuel control switch) Trên một số hệ thống điều khiển động cơ theo chương trình, người ta thiết kế để xe cĩ thể hoạt động với các loại xăng cĩ chỉ số octane khác nhau. Trong trường hợp này phải báo cho ECU biết loại nhiên liệu đang sử dụng qua cơng tắc nhiên liệu. Mạch điện Hình 3.99: Mạch tín hiệu nhiên liệu  Cơng tắc tăng tốc (kick – down switch) Cơng tắc tăng tốc được gắn trên sàn xe ngay dưới bàn đạp ga. Trước khi cánh bướm ga mở hồn tồn, cơng tắc tăng tốc được tiếp xúc với bàn đạp và chuyển sang vị trí đĩng, đồng thời gởi tín hiệu về ECU điều khiển phun thêm xăng. Mạch điện Cơng tắc nhiên liệu Engine ECU R-P Cơng tắc xơng kính Relay đèn kích thước Đèn kích thước Điện trở xơng kính ECU ELS 146 Hình 3.100: Mạch điều khiển tăng tốc  Cơng tắc nhiệt độ nước (water temperature switch) Khi động cơ quá nĩng (>110oC), cơng tắc này sẽ chuyển từ trạng thái mở sang trạng thái đĩng và gởi tín hiệu về ECU điều khiển giảm lượng xăng phun, giảm gĩc đánh lửa sớm đồng thời điều khiển tắt máy lạnh để giảm nhiệt độ động cơ. Mạch điện Hình 3.101: Mạch điện cơng tắc nhiệt độ nước  Cơng tắc ly hợp (clutch switch) Cơng tắc ly hợp được đặt dưới bàn đạp ly hợp. Khi gài số nhấn bàn đạp ly hợp, lúc này cơng tắc ly hợp được tiếp xúc với bàn đạp ly hợp và chuyển sang vị trí đĩng đồng thời gởi tín hiệu về ECU điều khiển cắt nhiên liệu và giảm tốc độ động cơ để ly hợp được đĩng mở dễ dàng. Mạch điện Hình 3.102: Mạch điện cơng tắc ly hợp  Cơng tắc áp suất dầu (oil pressure switch) Khi áp suất dầu bơi trơn quá thấp, cơng tắc ở vị trí đĩng đồng thời gởi tín hiệu về ECU để điều khiển ngưng hoạt động của động cơ. Cơng tắc nhiệt độ nước Engine ECU TSW Cơng tắc ly hợp Engine ECU N/C Cơng tắc tăng tốc Engine ECU KD 147 Mạch điện Hình 3.103: Mạch điện cơng tắc áp suất dầu  Cơng tắc đèn thắng (stop lamp switch) Khi đạp thắng, cơng tắc đèn thắng ở vị trí ON đồng thời gởi tín hiệu điện thế về ECU để điều khiển ngừng phun nhiên liệu, giảm tốc độ động cơ khi xe đang phanh. Mạch điện Hình 3.104: Mạch điện cơng tắc đèn thắng Engine ECU Đèn báo nhớt OIL Cơng tắc áp lực nhớt Cảm biến áp lực nhớt Mạch báo hư đèn STP or BRK Engine ECU Cơng tắc thắng Đèn thắng B+ 148 KIỂM TRA BIẾN TRỞ VAF PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN Biến trở A/F dùng để thay đổi lượng nhiên liệu phun ở tốc độ cầm chừng, nĩ thường được bố trí ở khoang động cơ. Khi vặn vít theo chiều kim đồng hồ, điện áp tại cực VAF tăng và lượng nhiên liệu cung cấp cũng tăng. Ngược lại, khi vặn vít theo ngược kim đồng hồ thì hỗn hợp sẽ nghèo đi. Biến trở A/F thường được sử dụng cho động cơ sử dụng cảm biến chân khơng. Hình 3.105: Biến trở AF KIỂM TRA ĐIỆN ÁP 1. Xoay contact máy on. 2. Kiểm tra điện áp cực Vc với E2 tại biến trở VAF: 5 vơn. 3. Kiểm tra điện áp tại cực VAF và E2 khi xoay vít hiệu chỉnh trên biến trở VAF theo chiều kim đồng hồ và ngược chiều kim đồng hồ : Điện áp thay đổi từ 0 vơn đến 5 vơn. Cực Điều kiện Điện áp Vc – E2 Contact on VAF – E2 Contact on KIỂM TRA ĐIỆN TRỞ 1. Tháo giắc gim đến biến trở VAF. 2. Kiểm tra điện trở cực Vc và E2: 4 – 6K. 3. Xoay vít hiệu chỉnh hết cỡ theo chiều ngược kim đồng hồ. 4. Đo điện trở cực VAF với E2 và xoay vít hiệu chỉnh hết cỡ theo chiều kim đồng hồ: Điện trở thay đổi từ 5 k đến 0 . Cực Điều kiện Điện trở VC – E2 - VAF – E2 Xoay vít hiệu chỉnh 149 KIỂM TRA TÍN HIỆU KHỞI ĐỘNG STA PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN Khi khởi động, tín hiệu khởi động từ contact máy gởi về ECU ở cực STA dùng để:  Điều khiển lượng phun cơ bản khi khởi động.  Làm giàu hỗn hợp sau khởi động.  Điều khiển gĩc đánh lửa sớm ban đầu.  Điều khiển tốc độ cầm chừng.  Ngồi ra tín hiệu ST từ contact máy cịn dùng để điều khiển rơ le bơm nhiên liệu, điều khiển động cơ khởi động. Hình 3.106: Mạch điện cơng tắc khởi động trung gian KIỂM TRA ĐIỆN ÁP 1. Tháo giắc gim điện đến rơ le khởi động. 2. Xoay contact máy ở vị trí ST và kiểm tra điện áp theo bảng sau. Contact máy Vị trí contact tay số Điện áp V ST D N P R KIỂM TRA THỜI GIAN PHUN VÀ GĨC ĐÁNH LỬA KHI KHỞI ĐỘNG 1. Tháo nguồn điện cung cấp đến cực (+) bơ bin. 2. Kiểm tra thời gian phun và gĩc đánh lửa sớm khi khởi động. 150 Contact máy Gĩc đánh lửa sớm Thời gian phun ST 3. Cấp nguồn trở lại cho bơ bin. 4. Khởi động và cho động cơ hoạt động ở tốc độ cầm chừng. 5. Tháo giắc gim điện đến rơ le khởi động. 6. Kiểm tra gĩc đánh lửa sớm và thời gian phun theo bảng sau. Contact máy Gĩc đánh lửa sớm Thời gian phun On ST 7. Hồn chỉnh lại động cơ. 151 BÀI 6: CÁC HỆ THỐNG KHÁC TRÊN ĐỘNG CƠ XĂNG Mục tiêu của bài: Học xong bài này người học cĩ khả năng: - Trình bày được nhiệm vụ, phân loại, cấu tạo và nguyên tắc làm việc của hệ thống điều khiển tốc độ cầm chừng. - Trình bày được hiện tượng và nguyên nhân hư hỏng và phương pháp kiểm tra, bảo dưỡng hệ thống điều khiển tốc độ cầm chừng. - Kiểm tra và bảo dưỡng được hệ thống điều khiển tốc độ cầm chừng đúng quy trình, quy phạm, đúng phương pháp và tiêu chuẩn kỹ thuật do nhà chế tạo quy định. Nội dung của bài: Thời gian: 10h (LT: 2h; TH: 8h) I. Hệ thống điều khiển tốc độ cầm chừng: 1. Kiểu motor bước (Stepper motor) Cấu tạo Hình 4.1: Cấu tạo của motor bước Van điều khiển trên hình trên là loại motor bước. Motor này cĩ thể quay cùng chiều hoặc ngược chiều kim đồng hồ để van di chuyển theo hướng đĩng hoặc mở. Motor được điều khiển bởi ECU. Mỗi lần dịch chuyển là một bước, từ vị trí đĩng hồn tồn đến mở hồn tồn cĩ 125 bước (số bước cĩ thể thay đổi). Việc di chuyển sẽ làm tăng giảm tiết diện cho giĩ qua. Lưu lượng giĩ đi qua van rất lớn nên ta khơng cần dùng van giĩ phụ trội cũng như vít chỉnh tốc độ cầm chừng cũng được vặn kín hồn tồn. Rotor: gồm một nam châm vĩnh cửu 16 cực. Số cực phụ thuộc vào từng loại động cơ. Stator: Gồm hai bộ lõi, 16 cực xen kẽ nhau. Mỗi lõi được quấn hai cuộn dây ngược chiều nhau. * Hoạt động ECU điều khiển các transistor lần lượt nối mass cho cuộn stator. Dựa vào nguyên lý: các cực cùng tên đẩy nhau, các cực khác tên hút nhau sẽ tạo ra một lực từ làm xoay rotor một bước. Chiều quay của rotor sẽ thay đổi nhờ 1- Rotor 2- Stator 3- Van 4- Bệ van 5- Trục van 6- Đĩa chặn 152 sự thay đổi thứ tự dịng điện đi vào bốn cuộn stator. Với loại rotor và stator 16 cực, cứ mỗi lần dịng điện đi qua các cuộn dây thì rotor quay được 1/32 vịng. Vì trục van gắn liền với rotor nên khi rotor quay, trục van di chuyển ra vào làm giảm hoặc tăng khe hở giữa van với bệ van. Hình 4.2: Hoạt động của motor bước * Mạch điện Tốc độ cầm chừng quy định đã được lưu trữ trong bộ nhớ theo trạng thái hoạt động của máy điều hịa và giá trị của nhiệt độ nước làm mát. Khi ECU nhận tín hiệu từ cơng tắc cánh bướm ga và tốc độ động cơ báo cho biết là đang ở chế độ cầm chừng thì nĩ sẽ mở theo thứ tự từ transistor Tr1 đến Tr4 cho dịng điện qua stator điều khiển mở hoặc đĩng van cho đến khi đạt tốc độ ấn định. 153 Hình 4.3: Mạch điện của kiểu motor bước 2 Kiểu Solenoid Cấu tạo như hình : Hình 4.4: Cấu tạo của kiểu solenoid Cuộn solenoid được ECU điều khiển theo độ hổng xung. Khi cĩ tín hiệu, solenoid sẽ hoạt động làm thay đổi khe hở giữa van solenoid và bệ van cho giĩ vào nhiều hay ít. Cứ khoảng 120ms cuộn dây của van được nhận một xung điện (ON-OFF). Vì tần số đĩng mở khá lớn nên cĩ thể coi như các cuộn dây được cấp điện liên tục, song giá trị trung bình của dịng điện được tính bằng tỉ số giữa thời gian cấp điện (ON) và thời gian ngắt điện (OFF). Tỉ số này gọi là chỉ số làm việc W được tính theo cơng thức: Hình 4.5: Dạng xung của kiểu Solenoid Trong đĩ: A: cĩ dịng ( ON) B: khơng cĩ dịng (OFF) 1 (On) 0 (Off) A B 1 cycle 154 Nếu muốn van mở ít thì xung điều khiển cĩ chỉ số làm việc W nhỏ và ngược lại. Xung làm việc cao-thấp của solenoid Mạch điện Hình 4.6: Mạch điện của van điều khiển cầm chừng kiểu solenoid a. Chỉ số làm việc thấp b. Chỉ số làm việc cao 1 Off 0 On 1 On 0 Off 155 3 Kiểu van xoay Cấu tạo Hình 4.7: Cấu tạo van điều khiển cầm chừng kiểu van xoay Nguyên tắc làm việc cũng giống như loại motor bước tức cho một lượng khí tắt qua cánh bướm ga theo sự điều khiển từ ECU. Đây là loại kết hợp giữa động cơ bước và solenoid. Cấu tạo như hình 6.154: Nam châm vĩnh cửu : đặt ở đầu trục van cĩ hình trụ. Nĩ sẽ quay dưới tác dụng lực đẩy hoặc kéo của hai cuộn T1 và T2 . Van : đặt treo ở tiết diện giữa của trục van. Nĩ sẽ điều khiển lượng giĩ đi qua mạch rẽ. Van xoay cùng với trục của nam châm. Cuộn T1 và T2 : đặt đối diện nhau, ở giữa là nam châm vĩnh cửu. ECU nối mass một trong hai cuộn dây để điều khiển đĩng mở van. Cuộn lị xo lưỡng kim : dùng để điều khiển đĩng mở van theo nhiệt độ nước khi mạch điều khiển điện khơng làm việc. Một đầu cuộn lị xo lưỡng kim được bắt vào chốt cố định, cịn điểm kia bắt vào chấu bảo vệ. Trên chấu bảo vệ cĩ một rãnh. Một chốt xoay liền với trục van sẽ đi vào rãnh này. Chốt xoay sẽ khơng kích hoạt sự hoạt động của lị xo lưỡng kim khi hệ thống điều khiển cầm chừng hoạt động tốt cũng như lúc lị xo lưỡng kim khơng tiếp xúc với mặt cắt cĩ vát rãnh trên chấu bảo vệ. Cơ cấu này là thiết bị an tồn khơng cho tốc độ cầm chừng quá cao hay quá thấp nếu mạch điện bị hư hỏng. Mạch điện 156 Hình 4.8: Mạch điện điều khiển cầm chừng dùng van xoay 2 Hệ thống điều khiển bướm ga thơng minh ETCS - i 2. 1. Khái quát  Ở các động cơ kiểu cũ bướm ga được điều khiển trực tiếp từ bàn đạp ga thơng qua dây cáp truyền động. Ngày nay, bướm ga được điều khiển từ ECM động cơ, kiểu điều khiển này được gọi hệ thống điều khiển bướm ga điện tử thơng minh ETCS-i (Electronic Throttle Control System – intelligent).  Hệ thống điều khiển bướm ga điện tử (ETCS) được tạo nên từ cơ cấu dẫn động bườm ga, cảm biến vị trí bướm ga, cảm biến vị trí bàn đạp ga và ECM. ECM điều khiển cơ cấu dẫn động bướm ga để điều chỉnh gĩc mở bướm ga theo các tín hiệu phản hồi đầu vào, cảm biến vị trí bướm ga kiểm tra gĩc mở của bướm ga và gữi tín hiệu này đến ECM giúp cho việc điều khiển bướm ga được chình xác.  ECM kiểm tra gĩc mở thực tế của bướm ga từ tín hiệu của cảm biến vị trí bướm ga và so sánh với gĩc mở tiêu chuẩn. nếu sự khác nhau giữa hai giá trị nằm ngồi giá trị tiêu chuẩn thì ECM xác định cĩ hư hỏng trong hệ thống ETCS và bật đèn MIL và xác nhận mã lỗi.  Khi cĩ bất kỳ mã lỗi nào liên quan đến hư hỏng hệ thống ETCS thì ECM sẽ điều khiển động cơ hoạt động ở chế độ dự phịng bằng cách cắt dịng điện cung cấp đến cơ cấu dẫn động bướm ga. Dưới tác dụng của lực lị xo mở bướm ga khoảng 6,50 và ECM điều khiển cơng suất động cơ bằng cách điều khiển thời điểm phun và thời điểm đánh lửa tương ứng với gĩc mở của bàn đạp ga, cho phép động cơ tiếp tục với tốc độ thấp nhất. 157 2. 2. Hoạt động của các bộ phận Cảm biến bàn đạp ga và cảm biến vị trí bướm ga loại khơng tiếp xúc: xem ở phần điều khiển động cơ. Cơ cấu dẫn động bướm ga. Cơ cấu dẫn động bướm ga là một mơ tơ điện một chiều cĩ độ nhạy rất cao và rất ít tốn năng lượng, nĩ được bố trí ở thân bướm ga và điều khiển xoay trục bướm ga qua các bộ bánh răng giảm tốc. Khi cĩ dịng điện chạy qua mơ tơ, qua cơ cấu truyền động làm bướm ga mở, khi khơng cĩ dịng điện chạy qua mơ tơ lị xo hồi vị bướm ga điều khiển bướm ga mở ở một gĩc Hình 5.3: Sơ đồ khối hệ thống ETCS Hình 5.4: Cơ cấu dẫn động bướm ga 158 cố định khoảng 6,5°. Ở tốc độ cầm chừng mơ tơ điều khiển bướm ga đĩng nhỏ hơn so với vị trí cố định. Sơ đồ mạch điện điều khiển mơ tơ. ECM cung cấp một dịng điện cần thiết cho mơ tơ điều khiển bướm ga để điều chỉnh vị trí của bướm ga. Bướm ga hoạt động ở các chế độ sau: Vị trí hạn chế. Khi khơng cĩ dịng điện cung cấp đến mơ tơ. Các lị xo giữ bướm ga ở vị trí hạn chế. Điều này xảy ra khi contact máy ở vị trí off hoặc ECM xác định cĩ sự hư hỏng trong hệ thống điều khiển bướm ga thơng minh. Ở trạng thái này, tốc độ cầm chừng cao hơn bình thường khi động cơ làm việc ở nhiệt độ bình thường. Bướm ga đĩng. Dịng điện đi từ cực M+ đến cực M-. Transistor cực M+ cấp nguồn và transistor cực M- nối mát làm cho bướm ga đĩng. Sự đĩng của bướm ga cĩ sự kết hợp giữa lực đàn hồi của lị xo và bề rộng xung cho đến khi xác định được vị trí đĩng. Bướm ga mở. Transistor M- cấp nguồn và transistor M+ nối mát. Dịng điện đi từ cực M-đến cực M+, sự mở của bướm ga kết hợp với lực đàn hồi của lị xo và bề rộng xung bé. Giữ bướm ga. Để giữ bướm ga cố định phải cung cấp bề rộng xung cĩ hệ số tác dụng vừa đủ với lực đàn hồi của lị xo. Điều khiển tốc độ cầm chừng. Ở tốc độ cầm chừng, bướm ga đĩng nhỏ hơn so với vị trí cố định. ECM căn cứ vào các cảm biến và các tín hiệu để điều khiển mơ tơ xoay bướm Hình 5.5: Sơ đồ mạch điện điều khiển mơ tơ 159 ga ở gĩc mở là tối ưu nhất khi tải thay đổi. Các chế độ điều khiển và dự phịng A. Các chế độ điều khiển 1. Chế độ bình thường. Chế độ bình thường là chế độ làm việc thường xuyên bảo đảm động cơ vận hành tốt và chuyển động êm dịu. 2. Chế độ đường tuyết. Khi gĩc bàn đạp ga là khơng đổi so với chế độ bình thường, nhưng cĩ sự can thiệp của hệ thống chống trượt (Skid Control ECU), ECM sẽ điều khiển bướm ga mở nhỏ hơn bình thường để đảm bảo ơtơ làm việc ổn định. Hình 5.6: Đặc tuyến điều khiển 3. Chế độ cơng suất. Trên ơtơ cĩ trang bị contact Power. Khi contact on, ECM sẽ điều khiển tăng tỉ số từ bàn đạp ga đến gĩc mở bướm ga làm tăng cơng suất động cơ 4. Điều khiển tốc độ cầm chừng. Tốc độ cầm chừng do mơ tơ điều khiển lý tưởng nhất, căn cứ vào các tín hiệu như nhiệt độ nước làm mát, cảm biến tốc độ xe, contact tay số, tín hiệu hệ thống điều hồ, tín hiệu tải điện 5. Điều khiển giảm va đập khi chuyển số. Đối với ơtơ trang bị hộp số tự động điều khiển điện tử, khi ECU hộp số điều khiển chuyển số thì bướm ga sẽ được điều khiển mở nhỏ để giảm mơ men nhằm tránh va đập khi chuyển số. 6. Điều khiển chạy tự động. Đối với ơtơ thơng thường, chế độ chạy tự động được thực hiện bằng dây cáp để điều khiển gĩc mở bướm ga. Ở hệ thống điều khiển bướm ga thơng minh, ECU điều khiển chạy tự động được bố trí chung với ECM động cơ, khi chạy ở chế độ tự động, ECU điều khiển mơ tơ để mở bướm ga nhằm thực hiện thao tác chạy tự động. 7. Điều khiển lực kéo. Nếu bánh xe chủ động bị trượt quá nhiều, ECM động cơ nhận tín hiệu từ ECU điều khiển lực kéo và điều khiển bướm ga đĩng bớt lại để đảm bảo chuyển động ổn định của ơtơ. 8. Điều khiển phối hợp VSC. Gĩc mở của bướm ga sẽ giảm khi nhận tín hiệu từ các ECU của hệ thống phanh ABS, TRAC và VSC. Chức năng dự phịng. 1. Mạch điện một tín hiệu cảm biến bàn đạp ga bị lỗi. Nếu mạch điện cảm biến bàn đạp ga chính hoặc phụ bị hỏng, ECM điều khiển bướm ga mở khoảng từ tốc độ cầm chừng đến 25% gĩc mở tối đa. Cơng suất động cơ giảm và hạn chế số vịng quay. 160 2. Mạch điện hai tín hiệu bàn đạp ga bị hỏng Nếu cả hai mạch tín hiệu từ cảm biến bàn đạp ga là bất thường, ECM sẽ điều khiển động cơ chạy ở chế độ cầm chừng. 3. Mạch điện cảm biến bướm ga bị hỏng. Nếu ECM phát hiện cĩ hư hỏng trong mạch hai cảm biến vị trí bướm ga thì nĩ sẽ cắt dịng điện cung cấp đến mơ tơ điều khiển bướm ga, lị xo hồn lực sẽ kéo bướm ga khép lại ở vị trí hạn chế. Trường hợp này tín hiệu điều khiển phun nhiên liệu và đánh lửa được điều khiển bởi cảm biến bàn đạp ga. Dựa vào độ mở của bướm ga mà ECM tính tốn thời điểm đánh lửa và lượng phun nhiên liệu phù hợp ECM ECM ECM Hình 5.7: Sơ đồ điều khiển dự phịng khi mạch cảm biến bàn đạp ga bị hỏng ECM ECM Hình 5.8: Sơ đồ điều khiển dự phịng khi mạch cảm biến bướm ga bị hỏng 161 3.7.5. 4. Quy trình kiểm tra Bước 1 Đọc dữ liệu của cảm biến vị trí bàn đạp ga 1 và 2 a. Kết nối máy chuẩn đốn với giắc chuẩn đốn DLC3 b. Bật cơng tắc máy và cơng tắc máy chuẩn đốn ON c. Thực hiện lệnh: DIAGNOSIS / ENHANHCE OBDII / DATA LIST / ETCS / ACCEL POS #1 and ACCEL POS #2 d. Đọc giá trị hiển thị trên máy kiềm tra Giá trị chuẩn: Hoạt động của bàn đạp ga Bàn đạp ga 1 Bàn đạp ga 2 Thả tự do 0,5 – 1,1 V 1,2 – 2,0 V Nhấn bàn đạp 2,6 – 4,5 V 3,4 – 5,0 V Nếu kết quả hiển thị như trong bảng giá trị chuẩn -> bước 5 Nếu kết quả hiển thị khác trong bảng giá trị chuẩn -> bước 2 Bước 2 Kiểm tra dây dẫn và giắc nối từ cảm biến bàn đạp ga đến ECM a. Tháo giắc A19 của cảm biến bàn đạp ga b. Tháo giắc E8 của ECM c. Kiểm tra đện trở d. Lắp các giắc nối lại. Bảng giá trị chuẩn: Cực kiểm tra Giá trị chuẩn Kiểm tra hở mạch 162 VPA (A19-6) - VPA (E8-18) Dưới 1 EPA (A19-5) - EPA (E8-20) Dưới 1 VCPA (A19-4) - VCPA (E8-26) Dưới 1 VPA2 (A19-3) - VPA2 (E8-19) Dưới 1 EPA2 (A19-2) - EPA2 (E8-21) Dưới 1 VCP2 (A19-1) - VCP2 (E8-27) Dưới 1 Kiểm tra ngắn mạch VPA (A19-6) or VPA (E8-18) – mass vỏ Trên 10 k EPA (A19-5) or EPA (E8-20) - mass vỏ Trên 10 k VCPA (A19-4) or VCPA (E8-26) - mass vỏ Trên 10 k VPA2 (A19-3) or VPA2 (E8-19) - mass vỏ Trên 10 k EPA2 (A19-2) or EPA2 (E8-21) - mass vỏ Trên 10 k VCP2 (A19-1) or VCP2 (E8-27) - mass vỏ Trên 10 k  Nếu kết quả khơng thỏa -> thay dây dẫn và giắc nối  Nếu kết quả thỏa -> bước 3 Bước 3 Kiểm tra ECM ( điện áp chân VCPA và VCP2) a. Tháo giắc nối của cảm biến vị trí bàn đạp ga b. Bật cơng tắc máy ON c. Đo điện trở các cặp cực trên ECM Gía trị chuẩn: Cực đo Giá trị chuẩn VCPA (E8-26) - EPA (E8-20) 4.5-5.0V VCP2 (E8-27) - EPA2 (E8-21) 4.5-5.0V d. Lắp giắc nối của cảm biến lại.  Nếu kết quả khơng thỏa -> thay mới ECM  Nếu thảo -> bước 4 163 Bước 4 Thay cần dẩy trên bàn đạp ga Bước 5 Kiểm tra xem cĩ bất kỳ lỗi nào trong hệ thống hay khơng a Kết nối máy chuẩn đốn với giắc chuẩn đốn DLC3 b Bật cơng tắc máy và máy chuẩn đốn ON c Xĩa mã chuẩn đốn d Cho động cơ hoạt động khơng tải 15 giây e Thực hiện lệnh: DIAGNOSIS / ENHANCED OBD II / DTC INFO / CURRENT CODES f Đọc mã chuẩn đốn Kết quả: Mã DTC hiển thị Bước xữ lý P2120, P2122, P2123, P2125, P2127, P2128 and P2138 Thay ECM Khơng cĩ mã lỗi Hệ thống OK 164 BÀI 7: HỆ THỐNG CHẨN ĐỐN Ơ TƠ Mục tiêu của bài: Học xong bài này người học cĩ khả năng: - Trình bày được nhiệm vụ, cấu tạo và nguyên tắc làm việc của các hệ thống chẩn đốn ơ tơ. - Trình bày được hiện tượng, nguyên nhân hư hỏng và phương pháp kiểm tra, bảo dưỡng các hệ thống chẩn đốn ơ tơ. - Kiểm tra và bảo dưỡng các hệ thống chẩn đốn ơ tơ đúng quy trình, quy phạm, đúng phương pháp và đúng tiêu chuẩn kỹ thuật do nhà chế tạo quy định. Nội dung của bài: Thời gian: 10h (LT: 2h; TH: 8 h) 1. Hệ thống tự chuẩn đốn 1.1 Nguyên lý tự chuẩn đốn Với hệ thống điều khiển phun phức tạp và tinh vi, khi xảy ra sự cố kỹ thuật (máy khơng nổ được, khơng chạy chậm được, khơng kéo tải được, tốc độ tăng được) khơng dễ phát hiện được sự cố kỹ thuật xảy ra. Để giúp người sử dụng xe, thợ sửa chữa nhanh chĩng phát hiện hư hỏng trong hệ thống phun xăng, ECU được trang bị hệ thống tự chẩn đốn. Nĩ sẽ ghi lại tồn bộ những sự cố ở đa số các bộ phận quan trọng trong hệ thống và làm sáng đèn kiểm tra (check engine lamp), thơng báo cho lái xe biết hệ thống cĩ sự cố. Khi thấy đèn báo hiệu sự cố sáng, tài xế sẽ ngừng xe để chẩn đốn. Cách chẩn đốn của mỗi hãng khác nhau, ở đây chỉ giới thiệu hệ thống chẩn đốn trên loại xe TOYOTA. Trong mạng điện của xe cĩ bố trí những giắc hở (được đậy nắp bảo vệ) được gọi là giắc kiểm tra (check connector). Đối với hầu hết các xe TOYOTA, cách thao tác gồm 2 bước:  Normal mode: để tìm chẩn đốn hư hỏng ở các bộ phận xe.  Test mode: Dùng để xố bộ nhớ cũ (code cũ) và nạp lại từ đầu (code mới) sau khi đã sửa chữa hư hỏng. * Normal mode: Phải đáp ứng các điều kiện sau:  Hiệu điện thế accu bằng hoặc lớn hơn 11V.  Cánh bướm ga đĩng hồn tồn (cơng tắc ở cảm biến vị trí bướm ga đĩng).  Tay số ở vị trí N.  Ngắt tất cả các cơng tắc tải điện khác.  Bật cơng tắc về vị trí ON (khơng nổ máy). Dùng đoạn dây điện nối tắt 2 đầu của giắc kiểm tra: lỗ E1 và TE1. Khi đĩ đèn check engine chớp theo những nhịp phụ thuộc vào tình trạng của hệ thống. Nếu tình trạng bình thường thì đèn chớp đều đặn 2 lần/giây (với loại xe dùng 165 cảm biến đo giĩ cánh trượt, khoảng cách giữa những lần đèn sáng và đèn tắt khác nhau). Nếu xe cĩ sự cố ở bộ phận nào của hệ thống phun xăng thì báo sự cố sẽ chớp theo những chuỗi khác nhau, mỗi chuỗi chớp ứng với một mã số hư hỏng. Ví dụ: Đối với loại phun xăng cĩ cảm biến đo giĩ cánh trượt, đèn sáng trong 0,5s, nghỉ 1,5s và chớp sáng tiếp 2 lần với khoảng sáng 0,5s, khoảng nghỉ 0,5s sẽ là mã số 12. Nếu nháy sáng 3 lần liền, nghỉ 1,5s và chớp sáng 1 lần sẽ là mã 31. Hình 5.1: Dạng mã lỗi trong hệ thống tự chẩn đốn Nếu trong hệ thống chỉ cĩ một sự cố thì các mã này sẽ lặp lại sau khoảng nghỉ 4,5s. Nếu cĩ nhiều sự cố thì hệ thống chẩn đốn sẽ phát lần lượt các mã số sự cố từ thấp đến cao. Khoảng nghỉ giữa sự cố này với sự cố kia là 2,5s. Sau khi phát hết lần lượt các mã sự cố, đèn sẽ tắt 4,5s và lại lần lượt phát lại các mã số cho đến khi nào ta rút giây