Nghiên cứu – khai thác hệ thống điều khiển động cơ (word+cad)

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

SVTH: DƯƠNG ĐỒNG QUANG

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan: Luận văn này là kết quả thực hiện của tôi, dưới sự hướng dẫn
của Th.S Dương Minh Thái.
Các trích dẫn , số liệu, hình vẽ được trình bày trong luận văn này là hoàn toàn
trung thực và chưa từng được công bố dưới bất cứ hình thức nào.
Tôi xin chịu trách nhiệm đề tài luận văn của mình.

Sinh viên

Dương Đồng Quang

MỤC LỤC

1


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

SVTH: DƯƠNG ĐỒNG QUANG

ục các từ viết tắt
ESA (Electronic Spark Advance): Đánh lửa sớm điện tử.
ECU (Electronic Control Unit): Bộ điều khiển điện tử.
OBD (On Board Diagnosis): Hệ thống chẩn đoán.
IGT: Tín hiệu đánh lửa do ECU cấp đến IC của hãng TOYOTA.
IGF: Tín hiệu phản hồi đánh lửa do IC cấp đến ECU của hãng TOYOTA.
DIS (Direct Ignition System): Hệ thống đánh lửa trực tiếp.

LED (Lighting Emision Diode): Phần tử cảm quang.
EFI (Electronic Fuel Injection): Hệ thống phun xăng điện tử.
VVT-i (Variable Valve Timing with intelligence): Hệ thống điều khiển van nạp
nhiên liệu biến thiên thông minh.
IC (Integrated Circuit): Mạch tích hợp.
CPU ( Central Processing Unit ): Bộ vi xử lý trung tâm.
TBĐK : Thiết bị điều khiển.
ĐTĐK : Đối tượng điều khiển.
GDI ( Gasoline Direct Injection ): Động cơ phun xăng trực tiếp.

2


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

SVTH: DƯƠNG ĐỒNG QUANG

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Đặt vấn đề
Trong vòng 20 năm trở lại đây, công nghiệp ô tô đã có những sự thay đổi lớn
lao. Đặc biệt, hệ thống điện và điện tử trên ô tô đã có bước phát triển vượt bậc nhằm
đáp ứng các yêu cầu: tăng công suất động cơ, giảm tiêu hao nhiên liệu, giảm độ độc
hại của khí thải, tăng tính an toàn và tiện nghi của ô tô. Ngày nay chiếc ô tô là một
hệ thống phức hợp bao gồm cơ khí và điện tử. Trên hầu hết các hệ thống điện ô tô
đều có mặt các bộ vi xử lý để điều khiển các quá trình của hệ thống. Các hệ thống
mới lần lượt ra đời và được ứng dụng rộng rãi trên các loại xe, từ các hệ thống điều
khiển động cơ và hộp số cho đến các hệ thống an toàn và tiện nghi trên ô tô. Điển
hình như hệ thống đánh lửa điện tử đã thay cho hệ thống đánh lửa điều khiển bằng
vít lửa, bộ chế hòa khí đã được thay bằng hệ thống phun xăng điện tử. Vì vậy tôi
hiểu rằng điện điện tử trên ô tô là rất quan trọng và đặc biệt là hệ thống điện động

cơ. Do đó tôi chọn đề tài “Nghiên cứu – khai thác hệ thống điều khiển động cơ.
Thiết kế mô hình điều khiển phun xăng, đánh lửa trên động cơ 1NZ-FE” để tìm
hiểu sâu hơn nhằm phục vụ cho công việc của tôi sau này.
1.2. Nội dung và phương pháp nghiên cứu
Tìm hiểu lý thuyết hệ thống điện động cơ trên các tài liệu của hãng Toyota, giáo
trình giảng dạy của trường Đại học Giao Thông Vận Tải TP.HCM, Sư Phạm Kỹ
Thuật….
Trong quá trình nghiên cứu thực hiện đề tài em có sự dụng một số phương pháp
nghiên cứu sau:
-

-

Tra cứu trong các tài liệu, giáo trình kỹ thuật, sách vở, đặc biệt là các cuốn cẩm
nang khai thác, bảo dưỡng sửa chữa của chính hãng Toyota.
Nghiên cứu, tìm kiếm thông tin trên mạng Internet, các website trong và ngoài
nước. So sánh và chắt lọc để sử dụng những thông tin cần thiết và đáng tin cậy.
Tham khảo ý kiến của các nhà chuyên môn, các Giảng viên trong ngành cơ khí
ô tô. Trong đó phải kể đến các thầy trong tổ bộ môn Cơ khí ô tô của trường ĐH
Giao Thông Vận Tải TP. Hồ Chí Minh, các kỹ sư, chuyên viên kỹ thuật về ô tô
tại các Trung tâm bảo hành, các xưởng sửa chữa và các Garage chuyên dùng, và
cả những người có kinh nghiệm lâu năm trong việc sử dụng và bảo quản xe…
Nghiên cứu trực tiếp trên xe và các hệ thống cụ thể trong thực tế.
Tổng hợp và phân tích các nguồn dữ liệu thu thập được, từ đó đưa ra những
đánh giá và nhận xét của riêng mình.

3


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

SVTH: DƯƠNG ĐỒNG QUANG

Tìm hiểu phương pháp kiểm tra và chẩn đoán các bộ phận của hệ thống điện
động cơ dựa trên cơ sở lý thuyết, kiến thức được học cùng với kiến thức thực
nghiệm qua các đợt thực tập và sự hướng dẫn của giáo viên hướng dẫn.
Xây dựng một vài quy trình kiểm tra, chẩn đoán của các hư hỏng thường gặp.
Thiết kế mô hình hệ thống điều khiển phun xăng, đánh lửa trên động cơ 1NZFE.
1.3. Mục tiêu đề tài
Nắm vững phần lý thuyết hệ thống điện động cơ.
Trình bày các quy trình kiểm tra,chẩn đoán các hư hỏng của hệ thống.
Đồng thời bài báo cáo này cũng có thể trở thành tài liệu tham khảo cho các sinh viên
khóa sau.
1.4. Giới hạn của đề tài
- Vì giới hạn về thời gian, đề tài chỉ nghiên cứu phần lý thuyết hệ thống điện
động cơ, không nghiên cứu điện thân xe.
-

Có mô hình thực tế.

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ
TRÊN Ô TÔ
2.1. Lịch sử phát triển

4


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

SVTH: DƯƠNG ĐỒNG QUANG

Vào thế kỷ 19, một kỹ sư người Pháp – ông Stevan – đã nghĩ ra cách phun nhiên
liệu cho một máy nén khí. Sau đó một thời gian, một người Đức đã cho phun nhiên
liệu vào buồng cháy nhưng không mang lại hiệu quả. Đầu thế kỷ 20, người Đức áp
dụng hệ thống phun nhiên liệu trong động cơ 4 thì tĩnh tại (nhiên liệu dùng trên
động cơ này là dầu hỏa nên hay bị kích nổ và hiệu suất rất thấp). Tuy nhiên, sau đó
sáng kiến này đã được ứng dụng thành công trong việc chế tạo hệ thống cung cấp
nhiên liệu cho máy bay ở Đức. Đến năm 1966, hãng BOSCH đã thành công trong
việc chế tạo hệ thống phun xăng kiểu cơ khí. Trong hệ thống phun xăng này, nhiên
liệu được phun liên tục vào trước supap hút nên có tên gọi là K – Jetronic (K –
Konstant – liên tục, Jetronic – phun). K – Jetronic được đưa vào sản xuất và ứng
dụng trên các xe của hãng Mercedes và một số xe khác, là nền tảng cho việc phát
triển các hệ thống phun xăng thế hệ sau như KE – Jetronic, Mono – Jetronic, L –
Jetronic, Motronic…
Tên tiếng Anh của K – Jetronic là CIS (continuous injection system) đặc trưng cho
các hãng xe Châu Âu và có 4 loại cơ bản cho CIS là: K – Jetronic, K – Jetronic với
các cảm biến oxy và KE – Jetronic (có kết hợp điều khiển bằng điện tử) hoặc KE –
Motronic (kèm điều khiển góc đánh lửa sớm). Do hệ thống phun cơ khí còn nhiều
nhược điểm nên đầu những năm 80, BOSCH đã cho ra đời hệ thống phun sử dụng
kim phun điều khiển bằng điện. Có hai loại: hệ thống L – Jetronic (lượng nhiên liệu
phun được xác định nhờ cảm biến đo lưu lượng khí nạp) và D – Jetronic (lượng
nhiên liệu phun được xác định dựa vào áp suất trên đường ống nạp).
Đến năm 1984, người Nhật (mua bản quyền của BOSCH) đã ứng dụng hệ thống
phun xăng L – Jetronic và D – Jetronic trên các xe của hãng Toyota (dùng với động
cơ 4A – ELU). Đến năm 1987, hãng Nissan dùng L– Jetronic thay cho bộ chế hoà
khí của xe Nissan Sunny.
Song song với sự phát triển của hệ thống phun xăng, hệ thống điều khiển đánh lửa
theo chương trình (ESA – Electronic Spark Advance) cũng được đưa vào sử dụng
vào những năm đầu thập kỷ 80. Sau đó, vào đầu những năm 90, hệ thống đánh lửa
trực tiếp (DIS – Direct Ignition System) ra đời, cho phép không sử dụng delco và hệ

thống này đã có mặt trên hầu hết các xe thế hệ mới.
Ngày nay, gần như tất cả các ôtô đều được trang bị hệ thống điều khiển động cơ cả
động cơ xăng và động cơ Diesel theo chương trình, giúp động cơ đáp ứng được các
yêu cầu gắt gao về khí xả và tính tiết kiệm nhiên liệu. Thêm vào đó công suất động
cơ cũng được cải thiện rõ rệt.
Những năm gần đây, một thế hệ mới của động cơ phun xăng đã ra đời. Đó là động
cơ phun xăng trực tiếp GDI (Gasoline Direct Injection). Trong tương lai gần, chắc
chắn GDI sẽ được sử dụng rộng rãi.

5


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

SVTH: DƯƠNG ĐỒNG QUANG

2.2. Thuật toán điều khiển lập trình và nguyên lý điều khiển động cơ
2.2.1 Một số khái niệm về hệ thống điều khiển tự động sử dụng trên ôtô

 Hệ thống điều khiển tự động
Hệ thống điều khiển tự động là hệ thống không có sự tham gia trực tiếp của con
người trong quá trình điều khiển.
 Hệ thống điều khiển vòng hở

Là hệ thống thực hiện nguyên tắc khống chế cứng. Tức là tín hiệu ra Y không
cần đo lường để đưa trở về ban đầu. Mọi sự thay đổi của tín hiệu ra Y không phản
ánh vào TBĐK. Tín hiệu X đặt vào như thế nào thì tín hiệu Y ra như thế ấy, khả
năng phản hồi của hệ thống hở không có.
X

TBĐK

U

Y

ĐTĐK

Hinh 2.1: Sơ đồ khối hệ thống hở.
 Hệ thống điều khiển vòng kín

Là hệ thống thực hiện điều khiển có phản hồi tức là tín hiệu Y được đo lường và
dẫn đến đầu vào phối hợp với tín hiệu X tác dụng lên TBĐK để tạo ra tín hiệu U sau
đó tác động vào ĐTĐK gây sự biến đổi Y.

Cơ cấu so sánh

U

G(s)

Y

X1
H(s)

2.2.2 Sơ
cấu trúc
khối chức

Hình:2.2 Sơ đồ khối hệ thống điều khiển có cơ cấu phản hồi

đồ
và các
năng

 Một trong những vấn đề chủ yếu mà điều khiển tự động trên ô tô phải giải
quyết là điều khiển các thông số ra của các hệ thống trang bị trên xe sao cho đảm

6


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

SVTH: DƯƠNG ĐỒNG QUANG

bảo tính năng và sự an toàn của ô tô là tốt nhất trong mọi điều kiện hoạt động. Đối
với ôtô khi vận hành luôn có sự thay đổi về tốc độ, tải trọng, khí hậu môi trường,
điều kiện mặt đường … Vì cần phải điều khiển các thông số ra cho những hệ thống
trên ô tô khá đa dạng và phức tạp, ngoài ra các hệ thống này Compurator
còn chịu ảnh hưởng của
những tác động bên ngoài. Do vậy, điều khiển tự động trên ôtô thường áp dụng hệ
thống điều khiển kín và có hồi tiếp. Sự áp dụng loại hệ thống này tạo được mối liên
hệ trực tiếp giữa những tác động cần thiết để điều khiển hệ thống với các thông số
hoạt động của hệ thống đồng thời loại bỏ những tác động nhiễu đến thông số này
đảm bảo cho giá trị của chúng luôn phù hợp với giá trị mà ta mong muốn.
 Các hệ thống được điều khiển tự động trang bị trên ôtô hiện nay là những hệ
thống điều khiển bằng máy tính (Computer Control System).

 Các cảm biến có vai trò xác định thông tin và hoạt động của động cơ cũng

như các thông tin về môi trường ngoài có liên quan đến sự hoạt động của
động cơ, những thông tin này ở dạng các tín hiệu địên áp (Electric Signals)
được cảm biến gửi về bộ vi xử lý thông qua thiết bị giao tiếp đầu vào
(khuyếch đại, chuyển đổi A/D …)

 Bộ vi xử lý sẽ so sánh những thông tin này so với những thông tin trong bộ
nhớ máy tính để từ đó phát ra tín hiệu điều khiển thích hợp. Tín hiệu điều
khiển U được gửi đến các thiết bị thực hiện thông qua các thiết bị kiểm soát
giao tiếp đầu ra để tác động điều khiển các thông số hoạt động của động cơ.
2.2.3 Thuật toán điều khiển lập trình cho ECU.

7


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

SVTH: DƯƠNG ĐỒNG QUANG

Hình 2.5 Thuật toán điều khiển động cơ

8


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

SVTH: DƯƠNG ĐỒNG QUANG

2.
3. Tổng quan về hệ thống điều khiển động cơ 1NZ-FE
2.3.1 Mô tả hệ thống

Các chức năng của hệ thống điều khiển động cơ bao gồm EFI, ESA,ISC,
ETCS-i, VVT-i,…chúng điều khiển các tính năng cơ bản của động cơ, chức năng
chẩn đoán, rất hữu ích khi sửa chữa, chức năng dự phòng và an toàn chỉ hoạt động
khi có trục trặc trong các hệ thống điều khiển này. Ngoài ra, còn có các thiết bị điều
khiển phụ trên động cơ như hệ thống điều khiển cắt số truyền tăng, hệ thống điều
khiển khí nạp, hệ thống kiểm soát hơi nhiên liệu v.v. Các chức năng này đều được
điều khiển bằng ECU động cơ.

Hình 2.6 Sơ đồ các bộ phận trong hệ thống điều khiển động cơ 1NZ -FE
2.3.2 Chức năng của hệ thống điều khiển động cơ 1NZ-FE
Ngày nay với sự ra đời và phát triển mạnh của khoa học - công nghệ tự động
điều khiển đã làm cơ sở và nền tảng cho việc thiết lập các hệ thống điều khiển theo
chương trình trên động cơ 1NZ-FE đã giải quyết được các vấn đề hiện đang đặt ra
như: công suất, suất tiêu hao nhiên liệu, khí thải…

9


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

SVTH: DƯƠNG ĐỒNG QUANG

EFI (phun xăng điện tử)
ESA (đánh lửa sớm điện tử)
ISC (điều khiển tốc độ không tải)

Hệ thống điều
khiển động cơ

Chức năng chẩn đoán

Chức năng an toàn
Chức năng dự phòng
Các hệ thống điều khiển khác

2.3.3 Kết cấu của hệ thống điều khiển động cơ 1NZ-FE

TÍN HIỆU VÀO

BỘ PHẬN CHẤP HÀNH

Tín hiệu G, Ne
Lưu lượng gió
(MAP)
Nhiệt độ nước làm mát

ECU

Hệ thống nhiên liệu

Hệ thống đánh lửa

Nhiệt độ khí nạp
Vị trí bướm ga

Điều khiển cầm chừng
Tín hiệu khởi động
Cảm biến oxy

Hệ thống chẩn đoán

Điện áp accu
Các cảm biến khác

Hình 2.7. Tổng quan sơ đồ cấu trúc điều khiển

10


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

SVTH: DƯƠNG ĐỒNG QUANG

4
3
2
1

#4

OCV-

#3
#2

OCV+

SIL

+B

Van VVT

WFSE

#1

FC

Kim phun

TC

W

PS

E2

Công tắc áp suất
dầu trợ lực lái

THW

TACH
KNK

CB nhiệt độ nước

CF

CB kích nổ

FAN

PRG

NE-

Van EVAP

2

SPD

3

VTA

1

VC

NE+
CB vò trí trục khuỷu

STP

ACMG

G2+

CB vò trí bướm ga

2

1

CB vò trí trục cam

HTL2

RSD

ACI

Van ISC

THR

3

1
5

Bộ đo gió
kiểu dây nhiệt

4
2
3

THA
EVG
VG

KNK
STA

ALT

EC

OXL2

PS

SPD

Đồng hồ táp lô

STP

CT đèn phanh

ALT

Máy phát

STA

Tín hiệu đề

CF

Relay quạt 1

FAN

Relay quạt 2

OXL1
4
2

CB Ôxy 1

3
1

OXL1
HTL1
HTL1

VG

EVG

E03
4
2

3
1

CB Ôxy 2

OXL2
HTL2

E1

+B
#1
5

3

M

1

2

Bơm xăng

Relay bơm

#3
#4

15A EFI
5

2

1

BATT

RSD
E02

Bô bin và
IC đánh lửa

HP
THR
ACMG
ACI

HT điều hòa
không khí

E2
WFSE

IGT3

THA

IGT4

VTA

TACH

IGF

TC
SIL

Đồng hồ táp lô

PRG
HP
OCV-

E01

NE+

Hộp ECU

W
Đèn báo lỗi

13
7

15A EFI

NE-

EC
E03
E02
E01

Sơ đồ mạch điện điều khiển động cơ xe Toyota Vios
(Động cơ 1NZ - SFI)
11

Giắc
DLC3

16

OCV+
G2+

Relay EFI

IG2

VC

IGT2 THW
#2

FC

3

IGT1

IGT1
IGT2
IGT3
IGT4
IGF

9
15
5
1


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

SVTH: DƯƠNG ĐỒNG QUANG

Chương 3: NGHIÊN CỨU – KHAI THÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TRÊN
ĐỘNG CƠ 1NZ-FE
3.1. Hệ thống các cảm biến
3.1.1 Cảm biến áp suất trên đường ống nạp
3.1.1.1 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
 Cấu tạo
Cảm biến bao gồm một chip Silic kết hợp với buồng chân không và một con
IC. Một mặt của màng silic bố trí tiếp xúc với độ chân không trong đường ống nạp
và mặt khác của nó bố trí ở trong buồng chân không được duy trì một áp thấp cố
định trước nằm trong cảm biến.

Hình 3.1: Cấu tạo cảm biến MAP.
 Hoạt động

Nguyên lý đo của cảm biến là dựa vào độ chênh lệch áp suất trong buồng chân
không của cảm biến và áp suất trong đường ống nạp. Khi áp suất trong đường ống
nạp thay đổi sẽ làm cho hình dạng của màng silic thay đổi theo và trị số điện trở của
nó sẽ thay đổi. Sự dao động của tín hiệu điện trở này sẽ được chuyển thành một tín
hiệu điện áp gửi đến ECU động cơ ở cực PIM.

Hình 3.2: Sơ đồ nguyên lý cảm biến MAP.

12


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

SVTH: DƯƠNG ĐỒNG QUANG

Hình 3.3: Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa điện áp và áp suất đường ống nạp của
cảm biến MAP.

Hình 3.4: Sơ đồ mạch điện cảm biến MAP.
3.1.1.2 Kiểm tra
 Vị trí cảm biến

Cảm biến MAP được lắp trên đường ống nạp của động cơ

Hình 3.5: Hình dáng và vị trí cảm biến MAP.

13


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

SVTH: DƯƠNG ĐỒNG QUANG

 Qui trình kiểm tra
• Kiểm tra điện áp nguồn cấp cho cảm biến

Bước 1: Tắt khóa điện OFF.
Bước 2: Tháo giắc nối cảm biến MAP.
Bước 3: Bật khóa điện sang vị trí ON.
Bước 4: Dùng Vôn kế đo điện áp giữa cực VC và E2 trên giắc cảm biến MAP.
Điện áp chuẩn: 4.5 ÷ 5.5V.

Hình 3.6: Kiểm tra điện áp nguồn cấp cho cảm biến
• Kiểm tra điện áp ra của cảm biến MAP

Bước 1: Nối lại giắc cảm biến.
Bước 2: Tháo ống chân không ra khỏi đường ống nạp.

Hình 3.7: Tháo ống chân không ra khỏi đường ống nạp.
Bước 3: Bật khóa điện sang vị trí ON.
Bước 4: Dùng Vôn kế đo và ghi lại điện áp giữa chân PIM – E2 của cảm biến
MAP dưới áp suất khí quyển.
Điện áp chuẩn: 3.3V ÷ 3.9V.

14

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

SVTH: DƯƠNG ĐỒNG QUANG

Hình 3.8: Kiểm tra điện áp ra cảm biến.
Bước 5: Dùng bơm chân không cầm tay tạo chân không cho cảm biến MAP
theo cấp số cộng từ 100mmHg đến khi độ chân không đạt đến 500mmHg.
• Điện áp chuẩn:

Độ chân không(mmHg)

100

200

300

400

500

Điện áp (V)

0,3 – 0,5

0,7 – 0,9

1,1 – 1,3

1,5 – 1,7

1,9 – 2,1

3.1.2 Cảm biến vị trí trục cam G2
Trên trục cam đối diện với cảm biến vị trí trục cam là đĩa tín hiệu G2 có 4
răng. Khi trục cam quay, khe hở không khí giữa các vấu nhô ra trên trục cam và cảm
biến này sẽ thay đổi. Sự thay đổi khe hở tạo ra một điện áp trong cuộn nhận tín hiệu
được gắn vào cảm biến này, sinh ra tín hiệu G2. Tín hiệu G2 này được chuyển đi
như một thông tin về góc chuẩn của trục khuỷu đến ECU động cơ, kết hợp nó với tín
hiệu NE từ cảm biến vị trí của trục khuỷu để xác định điểm chết trên kỳ nén của mỗi
xi lanh để đánh lửa và phát hiện góc quay của trục khuỷu. ECU động cơ dùng thông
tin này để xác định thời gian phun và thời điểm đánh lửa.

15


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

SVTH: DƯƠNG ĐỒNG QUANG

Hình 3.9: Cảm biến vị trí trục cam.
3.1.3 Cảm biến vị trí trục khuỷu
3.1.3.1 Chức năng, cấu tạo và nguyên lý hoạt động
 Chức năng

Cảm biến vị trí trục khuỷu tạo ra tín hiệu NE, ECU dựa vào tín hiệu NE để tính
toán góc đánh lửa và lượng phun nhiên liệu tối ưu cho từng xylanh.
 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Cảm biến bao gồm một cuộn dây nhận tín hiệu, một nam châm vĩnh cửu, một
roto (32 răng nhỏ và 1 răng lớn) tạo tín hiệu. Roto cảm biến được gắn ở đầu trục
khuỷu.
Khi trục khuỷu quay khe hở không khí giữa các răng trên roto tín hiệu và cảm
biến trục khuỷu sẽ thay đổi. Sự thay đổi khe hở tạo ra điện áp trong cuộn nhận tín
hiệu được gắn vào cảm biến này sinh ra tín hiệu NE.
Roto tạo tín hiệu kích hoạt cuộn nhận tín hiệu 33 lần trong mỗi vòng quay
trục khuỷu. Từ tín hiệu này, ECU nhận biết tốc độ động cơ cũng như sự thay đổi
từng 10° một của góc quay trục khuỷu.

16


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

SVTH: DƯƠNG ĐỒNG QUANG

Hình 3.10
cảm biến
trục

Cấu tạo
vị trí
khuỷu.

Hình 3.11: Dạng sóng tín hiệu NE

Hình 3.12: Sơ đồ mạch cảm biến vị trí trục khuỷu
3.1.3.2 Kiểm tra
 Vị trí cảm biến

17


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

SVTH: DƯƠNG ĐỒNG QUANG

Cảm biến vị trí trục khuỷu được bố trí gần puly đầu trục khuỷu.

Hình 3.13: Hình dáng và vị trí cảm biến vị trí trục khuỷu.
 Qui trình kiểm tra
• Kiểm tra điện trở cảm biến

Bước 1: Bật khóa điện sang vị trí ON.
Bước 2: Tháo giắc cảm biến.
Bước 3: Dùng Ohm kế đo điện trở giữa 2 cực cảm biến như hình vẽ rồi so sánh
với bảng giá trị sau
Điều kiện

Điện trở (Ω)

Động cơ lạnh (-10 ÷ 50°C)

985 ÷ 1600

Động cơ nóng (50 ÷ 100°C)

1265 ÷ 1890

Hình 3.14: Kiểm tra điện trở cảm biến vị trí trục khuỷu.
• Kiểm tra khe hở không khí của roto cảm biến và lõi thép từ

18


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

SVTH: DƯƠNG ĐỒNG QUANG

Bước 1: Tháo nắp đậy puly đầu trục khuỷu.
Bước 2: Dùng bộ lá cỡ đo không nhiễm từ (đồng hoặc nhựa) đo khe hở giữa
roto tạo tín hiệu và chỗ nhô ra của cuộn dây.
Giá trị tiêu chuẩn khe hở là: 0.2-0.4mm.
• Kiểm tra dạng xung của tín hiệu

Bước 1: Nối các dây cáp của động cơ tới Accu.
Bước 2: Nối đầu kết nối của máy chẩn đoán OBDII tới giắc chẩn đoán trên
động cơ.
Bước 3: Khởi động động cơ và điều chỉnh máy chẩn đoán OBDII ở chế độ đo
xung.
Bước 4: Dạng xung được thể hiện như trên hình vẽ.

Hình 3.15: Dạng xung tín hiệu NE.

3.1.4 Cảm biến vị trí bướm ga
3.1.4.1 Chức năng, cấu tạo và nguyên lý hoạt động
 Chức năng

Cảm biến vị trí bướm ga xác định góc mở bướm ga.

 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Cảm biến bao gồm một con trượt, một điện trở và các tiếp điểm cho tín hiệu
VTA được cung cấp tại các đầu của mỗi tiếp điểm.

19


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

SVTH: DƯƠNG ĐỒNG QUANG

Một điện áp không đổi 5V được cấp cho cực VC từ ECU động cơ. Khi tiếp
điểm trượt dọc theo điện trở tương ứng với góc mở bướm ga thì làm cho điện trở
thay đổi dẫn đến điện áp ra thay đổi theo. Điện áp này được đưa đến chân VTA của
ECU động cơ.

Hình 3.16: Cấu tạo cảm biến vị trí bướm ga.

Hình 3.17: Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa điện áp và độ mở bướm ga.

20


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

SVTH: DƯƠNG ĐỒNG QUANG

Hình 3.18: Sơ đồ mạch điện cảm biến vị trí bướm ga.
3.1.4.2 Kiểm tra

 Vị trí cảm biến

Cảm biến vị trí bướm ga được lắp trên trục của bướm ga

Hình 3.19: Hình dáng và vị trí cảm biến vị trí bướm ga.
 Qui trình kiểm tra
• Kiểm tra điện trở cảm biến:

Bước 1: Tắt khóa điện OFF.
Bước 2: Tháo giắc nối cảm biến vị trí bướm ga.
Bước 3: Xác định vị trí các chân bằng đồng hồ VOM
- Tiến hành đo điện trở của từng chân với các chân còn lại trong khi xoay
bướm ga, khi đó sẽ có một cặp chân không thay đổi giá trị điện trở khi xoay
bướm ga là cặp VC-E2.
- Ta đã xác định được chân còn lại là VTA, tiếp tục lấy chân này để đo điện
trở với hai chân còn lại, vừa đo vừa xoay cho bướm ga mở rộng hơn, khi đó
điện trở cặp VTA-E2 sẽ tăng, điện trở cặp VTA-VC sẽ giảm, từ đó ta xác
định được cả ba chân.
Bước 4: Xoay trục cảm biến, đồng thời dùng Ohm kế kiểm tra điện trở cảm
biến.
Vị trí chân

Góc mở bướm ga

Điện trở (Ω)

VTA – E2

Mở hoàn toàn

2000 ÷ 10200

VTA – E2

Đóng hoàn toàn

200 ÷ 5700

21


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

SVTH: DƯƠNG ĐỒNG QUANG

VC – E2

2500 ÷ 5900

Điện trở đo giữa VTA – E2 hoặc VTA – VC sẽ bị thay đổi liên tục khi xoay
trục bướm ga.

Hình 3.20: Kiểm tra điện trở cảm biến vị trí bướm ga.
• Kiểm tra điện áp nguồn cấp cho cảm biến

Bước 1: Bật khóa điện sang vị trí ON.
Bước 2: Dùng Vôn kế đo điện áp giữa cực VC và E2 trên giắc cảm biến.
Điện áp chuẩn: 4.5 ÷ 5.5V.
• Kiểm tra điện áp ra của cảm biến

Bước 1: Bật khóa sang OFF.
Bước 2: Nối lại giắc cảm biến.
Bước 3: Bật khóa điện sang vị trí ON.
Bước 4: Xoay cánh bướm ga, đồng thời dùng Vôn kế đo và ghi lại điện áp ra
giữa 2 cực VTA và E2 của cảm biến.

Vị trí chân

Góc mở bướm ga

Điện áp (V)

VTA – E2

Mở hoàn toàn

3.2 ÷ 4.2

VTA – E2

Đóng hoàn toàn

0.5 ÷ 1.2

Điện áp tại chân VTA thay đổi liên tục khi ta xoay trục bướm ga.

22


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

SVTH: DƯƠNG ĐỒNG QUANG

3.1.5 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát
3.1.5.1 Chức năng, cấu tạo và nguyên lý hoạt động
 Chức năng

Cảm biến nhiệt độ nước làm mát xác định nhiệt độ nước làm mát của động cơ.
 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Cảm biến bao gồm một điện trở nhiệt có trị số nhiệt điện trở âm. Khi nhiệt độ
nước làm mát tăng thì điện trở giảm dẫn đến điện áp gửi về ECU động cơ giảm,
ECU điều khiển giảm lượng nhiên liệu phun và ngược lại sẽ gia tăng lượng nhiên
liệu phun khi nhiệt độ nước làm mát giảm.

Hình 3.21: Cấu tạo cảm biến nhiệt độ nước làm mát động cơ

23


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

SVTH: DƯƠNG ĐỒNG QUANG

Hình 3.22: Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa nhiệt độ và điện trở của cảm biến
nhiệt độ nước làm mát động cơ.

Hình 3.23: Sơ đồ mạch điện cảm biến nhiệt nước làm mát.
Điện áp 5V từ ECU cung cấp qua điện trở cố định R đến cực THW để cung
cấp cho cảm biến. Khi nhiệt độ nước làm mát thay đổi thì điện trở của cảm biến

nhiệt độ nước làm mát thay đổi theo. Điện áp tại cực THW cũng thay đổi theo sự
thay đổi đó và ECU sẽ dùng tín hiệu này để xác định nhiệt độ nước làm mát.

3.1.5.2 Kiểm tra


Vị trí cảm biến

Hình 3.24: Hình dáng và vị trí cảm biến nhiệt độ nước làm mát.
 Qui trình kiểm tra
• Kiểm tra điện trở của cảm biến nhiệt độ nước làm mát

Bước 1: Nung nóng cảm biến và kiểm tra trị số điện trở thay đổi theo nhiệt
độ nước làm mát.

24


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

SVTH: DƯƠNG ĐỒNG QUANG

Nhiệt độ nước (°C)

20

40

60

80

100

Điện trở (kΩ)

2.5

1.2

0.6

0.3

0.2

Bước 2: So sánh nhiệt độ nước làm mát đo được theo nhiệt độ nước làm mát.

Hình 3.25: Kiểm tra cảm biến nhiệt độ nước làm mát

•

Kiểm tra sự thay đổi điện áp

Hình 3.26: Mạch cảm biến nhiệt độ nước làm mát
Bước 1: Cấp nguồn cho ECU.
Bước 2: Dùng biến trở 20 kΩ thay thế cho cảm biến nhiệt độ nước làm mát.

25