Nghiên cứu chế tạo máy chẩn đoán các loại ecu điều khiển động cơ

Header Page 1 of 126.
1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

ĐINH ANH TUẤN

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO MÁY
CHẨN ĐOÁN CÁC LOẠI ECU
ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ
Chuyên ngành: Kỹ thuật ñộng cơ nhiệt
Mã số:
60.52.34

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

Đà Nẵng – Năm 2011

Footer Page 1 of 126.


Header Page 2 of 126.
2

Công trình ñược hoàn thành tại
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

Người hướng dẫn khoa học: PGS-TS. Trần Văn Nam

Phản biện 1:……………………………

Phản biện 2:……………………………

Luận văn sẽ ñược bảo vệ tại Hội ñồng chấm luận văn tốt
nghiệp thạc sĩ
Kỹ thuật họp tại: Đại học Đà Nẵng vào
ngày…….tháng…….năm 2011

Có thể tìm hiểu luận văn tại:
- Trung tâm thông tin- học liệu, Đại học Đà Nẵng
- Trung tâm học liệu,Đại học Đà Nẵng

Footer Page 2 of 126.


Header Page 3 of 126.
1
MỞ ĐẦU
* LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Hiện nay, ôtô là phương tiện giao thông cần thiết của con
người mà không gì có thể thay thế ñược. Theo thống kê trên thế giới,
số lượng người tham gia giao thông bằng ôtô chiếm tỉ lệ rất cao so
với các phương tiện giao thông khác. Do ñó, tỉ lệ tăng trưởng trong
sản xuất và lắp ráp ôtô ngày càng tăng. Sản lượng ôtô trên thế giới
hiện nay tập trung vào các công ty chế tạo và lắp ráp ôtô nổi tiếng
như: Toyota, Nissan, Ford, Mitsubishi, Honda, …
Để nâng cao tính kinh tế nhiên liệu của ñộng cơ và giảm bớt
tình trạng ô nhiễm môi trường do khí thải của ôtô gây ra, hầu hết các
ôtô con hiện nay ñều ñược trang bị ñộng cơ phun xăng và ñánh lửa
ñược ñiều khiển bằng ñiện tử. Trên các ñộng cơ này, bộ ñiều khiển
ñiện tử (ECU-Electronic Control Unit) ñiều khiển lượng nhiên liệu

phun và thời ñiểm ñánh lửa tối ưu theo các chế ñộ vận hành của ñộng
cơ. Tuy nhiên, ôtô sau một thời gian sử dụng sẽ có các hỏng hóc, trục
trặc trong quá trình vận hành chẳng hạn như ñộng cơ không khởi
ñộng ñược, hoặc ñộng cơ bị dư xăng, thiếu xăng…Các hiện tượng
vừa kể trên có thể do hư hỏng của các bộ phận cơ khí trong ñộng cơ,
hoặc là do hỏng hóc từ hệ thống ñiều khiển phun xăng và ñánh lửa,
trong ñó có bộ ñiều khiển ñiện tử ECU-Electronic Control Unit.
Để có thể chẩn ñoán ñược tình trạng kỹ thuật của ECU ñòi
hỏi phải có các thiết bị chuyên dùng ñắt tiền và phải phù hợp cho
từng kiểu ñộng cơ, nhà chế tạo. Chỉ có các trạm sửa chữa lớn, trạm
bảo hành của các công ty lắp ráp ôtô mới có thể có ñầy ñủ trang thiết
bị phục vụ cho công việc chẩn ñoán các hỏng hóc trong hệ thống
ñiều khiển ñiện tử trên ôtô.
Trong thực tế, công việc sửa chữa các pan trên ôtô hiện nay

Footer Page 3 of 126.


Header Page 4 of 126.
2
gặp nhiều khó khăn do thiếu các thiết bị chẩn ñoán chuyên dùng ñể
chẩn ñoán trình trạng kỹ thuật của ECU. Vì vậy, hiện nay “Nghiên
cứu chế tạo máy chẩn ñoán các loại ECU ñiều khiển ñộng cơ” là
vấn ñề cấp thiết.
* MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU
- Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy chẩn ñoán các loại ECU
ñiều khiển ñộng cơ.


- Máy có thể dùng ñể kiểm tra tình trạng và ño số lượng tín

hiệu do ECU gửi ra ñể ñiều khiển phun xăng và ñiều khiển ñánh lửa,

nhằm mục ñích kiểm tra xem ECU còn ñiều khiển ñược hay không,
phục vụ cho công việc sửa chữa.
* ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU VÀ GIỚI HẠN ĐỀ TÀI
Chỉ tập trung nghiên cứu các loại ECU ñiều khiển ñộng cơ
của các hãng xe: Toyota, Nissan, Mitsubishi, Ford. Thông qua các
thông số thực nghiệm của các cảm biến G và NE ñể nghiên cứu chế
tạo mạch tạo các xung tín hiệu giả cho các cảm biến ñã khảo sát bằng
vi ñiều khiển và ngôn ngữ C.
Tùy thuộc vào từng ñời xe, lựa chọn loại cảm biến ñể phát các xung
tín hiệu giả thích hợp truyền vào bộ ñiều khiển ñiện tử (ECU), từ ñó
xác ñịnh số lần phát tín hiệu ra ñiều khiển phun xăng, ñiều khiển
ñánh lửa của ECU thông qua sự hiển thị của các ñèn LED về tần số
phát xung của ECU theo tốc ñộ và màn hình LCD hiển thị số lần
phát xung ñiều khiển phun xăng ñánh lửa của ECU bằng tín hiệu số.
Từ các kết quả hiển thị này xác ñịnh ñược khả năng ñiều khiển của
ECU và ñánh giá kết quả kiểm tra ECU ñiều khiển ñộng cơ. Được
thể hiện như hình sau

Footer Page 4 of 126.


Header Page 5 of 126.
3

* PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Để thực hiện ñề tài, người nghiên cứu ñã sử dụng các
phương pháp nghiên cứu sau:
• Phương pháp nghiên cứu tài liệu.

• Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm.
• Phương pháp lập trình ngôn ngữ C.
• Phương pháp thiết kế chế tạo mạch.
• Thực nghiệm kiểm tra chẩn ñoán ECU trên các xe ñã khảo
sát, so sánh và ñánh giá các kết quả chẩn ñoán.
* CẤU TRÚC LUẬN VĂN
Luận văn ñược trình bày trong 91 trang (không kể tài liệu
tham khảo và phụ lục), ngoài phần mở ñầu và kết luận ñược chia làm
5 chương.
Mở ñầu
Chương 1:

Nghiên cứu tổng quan

Chương 2 : Phân tích bộ ñiều khiển ñiện tử và tín hiệu
Chương 3 : Các dạng xung tín hiệu của cảm biến G và NE
Chương 4 : Nghiên cứu chế tạo máy chẩn ñoán các loại ECU
Chương 5 : Thực nghiệm chẩn ñoán ECU
Kết luận
Tài liệu tham khảo
Phụ lục

Footer Page 5 of 126.


Header Page 6 of 126.
4
CHƯƠNG 1
NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN
1.1. DẪN NHẬP

Chế ñộ hoạt ñộng tối ưu của ñộng cơ, phụ thuộc vào tín hiệu
của các cảm biến. Các tín hiệu này rất quan trọng, nhưng chỉ là yếu
tố gián tiếp ảnh hưởng ñến hoạt ñộng của ñộng cơ, vì tất cả tín hiệu
của cảm biến ñều gửi về ECU xử lý, dựa trên các tín hiệu cảm biến
ECU tính toán và ñưa ra tín hiệu ñiều khiển sự hoạt ñộng của các cơ
cấu chấp hành của ñộng cơ. Vì vậy, sự hoạt ñộng tối ưu của ñộng cơ,
phụ thuộc rất lớn vào tín hiệu ñiều khiển của ECU, hay nói cách khác
ECU là bộ xử lý trung tâm quyết ñịnh rất lớn ñến sự hoạt ñộng của
ñộng cơ.

Hình 1.1 Kết cấu cơ bản của hệ thống phun xăng ñiều khiển bằng
ñiện tử
1.2. MỘT SỐ MÁY CHẨN ĐOÁN ĐỘNG CƠ
Song song với việc hiện ñại hóa chiếc ô tô ngày càng hoàn
hảo hơn thì vấn ñề bảo trì, chẩn ñoán, sửa chữa cũng ngày càng phức
tạp hơn. Với những chiếc ô tô hiện ñại hiện nay, lượng dữ liệu ñiều

Footer Page 6 of 126.


Header Page 7 of 126.
5
khiển xe ngày càng nhiều. Vì vậy, chẩn ñoán, sửa chữa theo phương
pháp thủ công ñã trở nên hết sức khó khăn nếu không muốn nói là
không tưởng. Do ñó, ñể giúp cho người kỹ thuật viên thực hiện tốt
công việc chẩn ñoán và sửa chữa, các ô tô ñời mới ñã trang bị hệ
thống tự chẩn ñoán. Sau ñây là một số loại máy chẩn ñoán ñộng cơ.
1.2.1. Máy chẩn ñoán X431
1.2.2. Máy chẩn ñoán 3100EVN
1.2.3. Máy chẩn ñoán OBD-II (On Board Diagnostic)

1.3. NHỮNG VẤN ĐỀ CẤP THIẾT VỀ THIẾT BỊ THÍ
NGHIỆM Ở CƠ SỞ ĐÀO TẠO NGHỀ.
Là một ngành công nghệ luôn có sự biến ñổi liên tục về công
nghệ, các kỹ sư ngành ô tô cũng phải ñược trang bị những kiến thức
mới nhất, cập nhật nhất. Tuy vậy, trong ñiều kiện hạn chế về tài
chính, các máy móc, trang thiết bị phục vụ dạy học nhập khẩu có giá
thành ñắt ñỏ, chưa phù hợp với tình hình kinh tế của Việt Nam, càng
khiến cho việc ñào tạo chuyên sâu về kiến thức ô tô khó khăn hơn
bao giờ hết.
Trong bối cảnh ñó, ngoài việc ñào tạo kiến thức chuyên môn,
các giảng viên kỹ thuật còn phải có nhiệm vụ nghiên cứu ứng dụng
các thiết bị dạy học hiện ñại, sản xuất phục vụ cho công tác ñào tạo
là công việc có ý nghĩa thiết thực. Trước mắt ñó chính là sự chủ ñộng
về công nghệ, về trang thiết bị, phù hợp với thực tiễn tình hình giảng
dạy, sau ñó là việc giảm giá thành so với các giải pháp nhập ngoại.
Mặt khác, các trang thiết bị tự nghiên cứu sẽ kích thích sự phát triển
công nghệ trong nước, giúp nền khoa học của nước nhà hòa nhập với
thế giới.
1.3.1. Những vấn ñề cấp thiết
1.3.2. Về mặt con người

Footer Page 7 of 126.


Header Page 8 of 126.
6
1.3.3. Về mặt kinh tế
1.4. CÁC GIẢI PHÁP NGHIÊN CỨU VỀ ECU
Qua quá trình giảng dạy và tìm hiểu về chuyên ngành ñiện ô
tô và giải quyết một vấn ñề ñược phân tích ở trên, một số giải pháp

nghiên cứu về ECU như sau:
1.4.1. Thiết kế máy chẩn ñoán lỗi ñộng cơ
1.4.2. Thiết kế mạch giao tiếp giữa máy tính và ECU ñiều khiển
ñộng cơ.
1.4.3. Thiết kế máy chẩn ñoán ECU.
Máy chẩn ñoán ECU với chức năng chủ yếu là ñánh giá khả
năng ñiều khiển phun xăng và ñiều khiển ñánh lửa của ECU từ ñó
ñánh giá tình trạng làm việc của ñộng cơ. Với yêu cầu ñề tài như
vậy, người thiết kế chỉ cần tìm ra tín hiệu nào quan trọng nhất, quyết
ñịnh ñến khả năng ñiều khiển phun xăng, ñiều khiển ñánh lửa của
ECU và nhận tín hiệu ñiều khiển ñánh lửa và ñiều khiển phun xăng
từ ECU. Bằng việc sử dụng ngôn ngữ C và kết hợp với các linh kiện
ñiện tử. Người thiết kế, lập giả xung tín hiệu cảm biến, quyết ñịnh sự
ñiều khiển phun xăng, ñiều khiển ñánh lửa và nhận tín hiệu ñiều
khiển của ECU, ñể kiểm tra ECU và tình trạng làm việc do ECU này
ñiều khiển.
Theo phân tích trên ñây ta thấy phương án này là khả thi với
khả năng và thời gian thiết kế. Vì vậy, tác giả quyết ñịnh chọn
“Nghiên cứu chế tạo máy chẩn ñoán các loại ECU ñiều khiển
ñộng cơ” làm ñề tài luận văn thạc sĩ của mình.
Chương 2
PHÂN TÍCH BỘ ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ VÀ TÍN HIỆU
2.1. BỘ ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ (ECU – Electronic Control
Unit)

Footer Page 8 of 126.


Header Page 9 of 126.
7

2.1.1. Dẫn nhập
2.1.2. Cấu tạo

Hình 2.1 Sơ ñồ khối của các hệ thống trong máy tính với vi xử lý
2.1.3. Cấu trúc của ECU

Hình 2.3 Cấu trúc CPU
2.1.4. Mạch giao tiếp ngõ vào
2.1.5. Mạch giao tiếp ngõ ra
2.2. CẤU TRÚC, CHỨC NĂNG CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU
KHIỂN ĐỘNG CƠ
ECU nhận tín hiệu từ các cảm biến, tính toán ñưa ra tín hiệu
ñiều khiển cơ cấu chấp hành như: kim phun, cuộn dây và IC ñánh
lửa, ngắt bộ ñiều khiển A/C hoặc ñiều khiển van không tải ñể tăng

Footer Page 9 of 126.


Header Page 10 of 126.
8
tốc ñộ ñộng cơ khi bật A/C, ñiều khiển bơm xăng, rơle EFI và ñèn
báo ñộng cơ…như Hình 2.11 sau:

Hình 2.11 Sơ ñồ ñiều khiển ñộng cơ
Kết luận:
Qua tìm hiểu cấu tạo, chức năng ñiều khiển ñộng cơ của
ECU dựa vào tín hiệu từ các cảm biến, cho thấy ECU có khả năng
quyết ñịnh trực tiếp ñến hoạt ñộng của ñộng cơ. Nhưng tín hiệu cảm
biến gửi ñến ECU rất nhiều, trong ñó cảm biến vị trí trục khuỷu G và
cảm biến tốc ñộ ñộng cơ NE, ñặc trưng cho sự hoạt ñộng của ñộng

cơ và 2 tín hiệu này có mối quan hệ mật thiết với nhau. Vì vậy cần
thiết phải lập trình giả xung cảm biến G và NE, ñể nghiên cứu, chế
tạo máy chẩn ñoán các loại ECU ñiều khiển ñộng cơ.

Footer Page 10 of 126.


Header Page 11 of 126.
9
Chương 3
CÁC DẠNG XUNG TÍN HIỆU CỦA CẢM BIẾN G VÀ NE
3.1. ĐIỀU KHIỂN ĐÁNH LỬA
3.1.1. Dẫn nhập
3.1.2. Hệ thống ñánh lửa lập trình có bộ chia ñiện ( DIDistributor Ignition System)
• Sơ ñồ hệ thống

Hình 3.3 Sơ ñồ hệ thống ñánh lửa lập trình có bộ chia ñiện
3.1.3. Hệ thống ñánh lửa lập trình không có bộ chia ñiện
3.1.3.1. Loại sử dụng một bôbin cho từng cặp bugi (DLIDistributorless Ignition)
3.1.3.2. Loại sử dụng mỗi bôbin cho một bugi (DIS-Direct Ignition
System)
3.2. ĐIỀU KHIỂN PHUN XĂNG
3.2.1. Dẫn nhập
3.2.2. Điều khiển kim phun
3.2.2.1. Cấu tạo và phân loại.
3.2.2.2. Phương pháp ñiều khiển kim phun
3.2.2.3. Chức năng của ECU trong việc ñiều khiển kim phun
• Phun ñồng thời

Footer Page 11 of 126.

Header Page 12 of 126.
10

Hình 3.15 Phương pháp phun ñồng thời
• Phun theo nhóm

Hình 3.16 Phương pháp phun theo nhóm
• Phun ñộc lập

Hình 3.17 Phương pháp phun ñộc lập
3.3. CÁC DẠNG XUNG TÍN HIỆU G VÀ NE
3.3.1. Cảm biến ñiện từ
3.3.1.1. Loại ñặt trong bộ chia ñiện
- Loại 4-24
• Tín hiệu G: 1 cuộn nhận tín hiệu, 4 răng.
• Tín hiệu NE: 1 cuộn nhận tín hiệu, 24 răng.

Footer Page 12 of 126.


Header Page 13 of 126.
11

Hình 3.18 Sơ ñồ mạch ñiện, dạng tín hiệu G và NE loại 4-24.
Thực nghiệm ño xung loại cảm biến này như sau:

Hình 3.19 Tín hiệu G và NE cảm biến 4-24 loại ñặt trong bộ chia
ñiện

- Loại 2-24
• Tín hiệu G: 1 cuộn nhận tín hiệu, 2 răng.
• Tín hiệu NE: 1 cuộn nhận tín hiệu, 24 răng.
- Loại 1-1-24
• Tín hiệu G1 và G2: 2 cuộn nhận tín hiệu, một răng.
• Tín hiệu NE: 1 cuộn nhận tín hiệu, 24 răng.
- Loại 4
• Tín hiệu NE : 2 cuộn nhận tín hiệu ñấu nối tiếp, 4 răng.
- Loại 1- 4
• Tín hiệu G: 1 cuộn nhận tín hiệu, 1 răng.
• Tín hiệu NE: 2 cuộn nhận tín hiệu ñấu nối tiếp, 4 răng.
3.3.1.2. Loại tách rời
- Loại 1-1-12
Dạng tín hiệu G và NE ở cảm biến này tương tự với tín hiệu ở
cảm biến 1-1-24 loại ñược bố trí trong bộ chia ñiện [2].

Footer Page 13 of 126.


Header Page 14 of 126.
12
Thực nghiệm ño xung tín hiệu G và NE trên ñông cơ bằng máy
Snap-on 1500 của loại cảm biến 1-1-12 như Hình 3.24 sau:

Hình 3.24 Tín hiệu NE và G1 cảm biến 1-1-12 loại tách rời trên
ñộng cơ
- Loại 1-(36-2)
o

Trong một chu kỳ làm việc của ñộng cơ (720 CA) sẽ phát ra

1 xung G và 68 xung NE.
• Sơ ñồ mạch ñiện và dạng xung của tín hiệu NE và G22 loại
1-(36-2)
- Loại 1-(36-4)
• Tín hiệu G: một cuộn nhận tín hiệu, 1 răng. Răng của cảm
biến này là một vấu lồi trên vành ngoài của puly dẫn ñộng cam.
• Sơ ñồ mạch ñiện và dạng xung
- Loại 3-(36-4)
Thực nghiệm ño ñược dạng xung của cảm biến ñiện từ loại
17-2 như sau:

Hình 3.30 Tín hiệu NE cảm biến loại (17-2) trên ñộng cơ 4S-FE

Footer Page 14 of 126.


Header Page 15 of 126.
13
3.3.1.3. Loại cảm biến ñiện từ 3 cuộn nhận tín hiệu

Hình 3.31 Sơ ñồ mạch ñiện cảm biến TDC, CKP và CYP trên xe
Honda
3.3.2. Cảm biến quang
3.3.2.1. Dạng xung của cảm biến quang 4-360 trên ñộng cơ 4 xy
lanh:
Dạng xung của cảm biến quang là loại xung vuông có hình
dạng như sau:

Hình 3.35 Dạng xung G và NE của cảm biến quang 4-360
3.3.2.2. Cảm biến quang 6-360 trên các ñộng cơ 6 xy lanh

3.3.2.3. Cảm biến quang 4d-360 trên ñộng cơ 4 xy lanh
Thực nghiệm ño ñược dạng xung của cảm biến quang loại
4d-360, dạng xung của cảm biến này tương tự như 2 loại trình bày ở
trên.

Footer Page 15 of 126.


Header Page 16 of 126.
14

Hình 3.38 Đo thực nghiệm dạng xung G và NE và cấu tạo của cảm
biến quang 4d-360
1-LED và photo diode
3-Đĩa rôto
2-Rãnh tạo tín hiệu G
4-Rãnh tạo tín hiệu NE
3.3.2.4. Cảm biến quang 1-4
Cảm biến quang có 4 ñầu nối dây: dây nguồn 12V (hoặc
5V), dây mass, 2 dây tín hiệu NE và dây tín hiệu G.

Hình 3.39 Dạng xung của cảm biến quang 1-4 (DIV 5V/50ms)
3.3.3. Cảm biến Hall
3.3.3.1. Cảm biến Hall 10-34:
• Dạng xung G và NE ( Hall 10-34)

Hình 3.42 Cấu tạo của rôto và dạng xung của cảm biến Hall 10-34,
Nissan

Footer Page 16 of 126.

Header Page 17 of 126.
15
3.3.3.2. Cảm biến Hall 1-4 (1 tín hiệu G và 4 tín hiệu NE )
CHƯƠNG 4
NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÁY CHẨN ĐOÁN
CÁC LOẠI ECU
4.1. CHỨC NĂNG CỦA MÁY CHẨN ĐOÁN
4.2. SƠ ĐỒ KHỐI TỔNG QUÁT
Hình 4.1 thể hiện sơ ñồ khối hệ thống của máy chẩn ñoán.

Hình 4.1 Sơ ñồ khối hệ thống của máy chẩn ñoán
4.3. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG
4.3.1. Khối nguồn

3
2
1

+12v

VI

VO

R2

3

330R

D1

2

7805

GND

1

U2

BR1

J1

C7

C4

C6

C5

1uF

1000u

1uF

1000u

LED-RED

2
1
B80C1000
TBLOCK-I2

Hình 4.2 Khối nguồn
4.3.2. Khối hiển thị
Để hiển thị thông số ño ñạc cho máy chẩn ñoán, ta có rất
nhiều phương pháp, tuy nhiên sử dụng tối ưu nhất vẫn là LCD.

Footer Page 17 of 126.


Header Page 18 of 126.
16
4.3.2.1. Dẫn nhập về LCD
4.3.2.2. Cấu trúc khối hiển thị
LCD ñược
sử dụng trong máy chẩn ñoán là loại 4x20.
LCD1

12

13

14

LCD_D5

LCD_D6

LCD_D7

D7

11
LCD_D4

D6

10
LCD_D3

D5

9
LCD_D2

D4

8
LCD_D1

D3

7
LCD_D0

D2

6
LCD_EN

D1

D0

5
LCD_RW

E

R
W

4
LCD_RS

RV1

RS

VEE

VDD

3

2

1

VSS

LM044L

LCD_LED1K

R9

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

330R

J5
CONN-SIL16

Hình 4.5 Khối hiển thị với LCD 4x20
LCD ñược sử dụng trong máy chẩn ñoán là loại 4x20. Hình
4.5 thể hiện sơ ñồ chân của màn hình hiển thị
PORT dữ liệu của LCD là PORT 0, các chân ñiều khiển lần
lượt ñược nối vào P2.5, P2.6 và P2.7.
R9 là ñiện trở có tác dụng bật LED nền của LCD, còn RV1
là chiết áp ñiều khiển ñộ tương phản của LCD.

4.3.3. Khối nhận tín hiệu phản hồi.
Khi gửi tín hiệu xung giả G và NE vào ECU ñể kiểm tra,
ngay lập tức ECU sẽ gửi các xung phản hồi ñánh lửa và phun xăng.
Ta dựa vào tín hiệu phản hồi này ñể tính toán ñưa ra kết quả thích
hợp.

Footer Page 18 of 126.


Header Page 19 of 126.
17
J2
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
TBLOCK-I12

D2

R33

IGT0

LED-RED

D3
D9

LED-RED

D4

R35

IGT2

Q1
R4

1N4148

LED-RED

D5

R36

IGT3

10k

LED-RED

D6

R37

IGT4

LED-RED

D7

R38

IGT5

LED-RED

D10

R39

IJN0

D16

10k

INT1

R8

LED-RED

D12

R41

IJN2

LED-RED

R42

IJN3

10k

LED-RED

D14
10k

R43

IJN4

R7

D27

330R

1N4148
BC184

D26

330R

1N4148

D13

1N4148

D25

330R

1N4148

Q2
BC161

R40

IJN1

R6

1N4148

LED-RED

D11

Q3
10k

D24

330R

1N4148

R5

D23

330R

1N4148

D17

D22

330R

1N4148

IJN_INT

D21

330R

1N4148
BC184

D20

330R

1N4148

INT0

D19

330R

1N4148

1N4148

D8

R34

R3
10k

IGT_INT

D18

330R

1N4148

D28

330R

1N4148

LED-RED

D15

R44

IJN5

D29

330R

1N4148

LED-RED

Hình 4.6 Khối nhận tín hiệu phản hồi
4.3.4. Khối giả xung G và NE
4.3.4.1. Dẫn nhập
Vận tốc ñộng cơ là n vòng/phút. Mỗi chu kỳ làm việc, trục
khuỷu cần quay ñược 2 vòng tương ứng với 720o. Vậy thời gian thực
hiện mỗi chu kỳ làm việc ứng với vận tốc n là:

Tduty =

120
n

Cho rằng N là số khoảng chia xung lớn nhất của cảm biến.
Vậy khoảng trễ nhỏ nhất của xung cảm biến là:

Tdelay =

Footer Page 19 of 126.

Tduty
N

=

120
(second)

n× N


Header Page 20 of 126.
18

120 × 106
=
n × N (Microsecond)
Góc quay trục khuỷu / khoảng chia là:
CA =

720
N

Vậy ta có công thức tính khoảng trễ giữa mỗi xung là:
CA × 10 6
Tdelay =
6× n
Trong ñó:
- Tdelay: là khoảng trễ giữa các mức tín hiệu giả xung NE và
G.
-

N: là số khoảng chia lớn nhất của cảm biến NE và G.

- CA: là tỉ số trục khuỷu/khoảng chia.
-

n: là tốc ñộ quay của ñộng cơ (vòng/phút)

4.3.4.2. IC khuếch ñại dòng ULN2803
4.3.4.3. Mạch tạo xung giả lập G và NE trong các loại ñộng cơ.
+12v

U3
p10
p11
p12
p13
p14
p15
p16
p17

1
2
3
4
5
6
7
8

1B
2B
3B
4B
5B
6B

7B
8B

COM
1C
2C
3C
4C
5C
6C
7C
8C

10
18
17
16
15
14
13
12
11

D43

D44

D45

1N4007

1N4007

1N4007

vuong3vuong2vuong1-

sin1-

D41

ULN2803 D36

C9
33p

1N4007

1N4728A

D42
1N4728A
sin1+

D35
TR2
TRSAT2P2S

1N4007

D34
RESPACK-8

1N4007

sin2-

R12 R11
10k

C8

10k

D39
1N4728A

33p

D40
1N4728A
sin2+

TR1
TRSAT2P2S

R10
10k

C10

33p

sin3-

D38
1N4728A

D37

1N4728A
sin3+

TR3
TRSAT2P2S

Hình 4.9 Sơ ñồ mạch chế tạo giả xung tín hiệu G và NE

Footer Page 20 of 126.


Header Page 21 of 126.
19
4.3.5. Khối nhận phím ñiều khiển
RP1

2
3
4
5
6

7
8
9

1

RESPACK-8

IGT_INT
IJN_INT
INT0
INT1

BT0

BT1
BT0

BT2
BT1

BT3
BT2

BT3

D30

D31

D32

D33

1N4148

1N4148

1N4148

1N4148

INT1

Hình 4.10 Sơ ñồ khối bàn phím
4.3.6. Khối xử lý trung tâm
4.3.6.1. Dẫn nhập
4.3.6.2. Thiết kế hệ thống
Dưới ñây là sơ ñồ thiết kế:

Hình 4.11 Sơ ñồ khối trung tâm
4.4. THIẾT KẾ CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN
Chương 5
THỰC NGHIỆM CHẨN ĐOÁN ECU
5.1. HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG MÁY CHẨN ĐOÁN CÁC LOẠI
ECU
5.1.1. Cấu tạo máy chẩn ñoán

Footer Page 21 of 126.

Header Page 22 of 126.
20

Hình 5.1 Cấu tạo máy chẩn ñoán các loại ECU
5.1.2. An toàn khi sử dụng máy
5.2. THỰC NGHIỆM CHẨN ĐOÁN ECU CỦA HÃNG XE
TOYOTA
5.2.1. Sơ ñồ ñấu dây
5.2.2. Vận hành chẩn ñoán
- Ấn Start ñể bắt ñầu kiểm tra. Màn hình hiện ra như sau:

Hình 5.5 Màn hình kiểm tra ECU trên ñộng cơ 3S-FE(Cảm biến 4S24S )
5.2.3. Đánh giá kết quả:
Theo kết quả kiểm tra từ máy chẩn ñoán ECU của của ñộng
cơ 3S-FE, loại cảm biến 4S-24S cho thấy, trong một chu kỳ làm việc,

Footer Page 22 of 126.


Header Page 23 of 126.
21
ECU cung cấp 4 tín hiệu ñánh lửa và 2 tín hiệu phun xăng. Chứng tỏ,
ECU còn ñiều khiển tốt.
5.3. THỰC NGHIỆM CHẨN ĐOÁN ECU CỦA HÃNG XE
FORD.
5.3.1. Sơ ñồ nối dây
5.3.2. Vận hành chẩn ñoán
5.3.3. Đánh giá kết quả:
Kết quả ño ñược hiển thị trên máy chẩn ñoán: Mỗi chu kỳ

làm việc của ñộng cơ có 4 tín hiệu ñánh lửa và 1 tín hiệu phun xăng.
Khớp với kết quả ño trên máy hiện sóng. Vậy có thể kết luận rằng
ECU còn hoạt ñộng tốt.
5.4. THỰC NGHIỆM CHẨN ĐOÁN ECU CỦA HÃNG XE
NISSAN.
5.4.1. Sơ ñồ nối dây
5.4.2. Vận hành chẩn ñoán

Hình 5.9 Sơ ñồ nối dây cho ECU của hãng xe Nissan
5.4.3. Đánh giá kết quả:
5.4.3.1. Đánh giá kết quả kiểm tra ECU bằng máy chẩn ñoán
Để ñánh giá kết quả chẩn ñoán ECU ta dựa vào các bộ phận

Footer Page 23 of 126.


Header Page 24 of 126.
22
hiển thị tín hiệu ñiều khiển ñánh lửa và phun xăng từ ECU
Các ñèn LED: Ở phạm vi tốc ñộ chậm ta có thể quan sát các
tín hiệu ñiều khiển từ ECU thông qua sự chớp tắt của các ñèn LED
báo ñiều khiển ñánh lửa (LED vàng) và ñiều khiển phun xăng (LED
xanh). Qua quan sát thấy ECU còn ñiều khiển ñược
5.4.3.2. Đánh giá kết quả thực nghiệm bằng máy hiện sóng SnapOn 1500
Trong quá trình thực nghiệm còn kết hợp sử dụng Snap-On
1500 ñể kiểm tra tín hiệu G và NE phát ra từ máy chẩn ñoán ECU,
hiển thị xung ñiều khiển ñánh lửa và phun xăng. Bên dưới là kết quả
ño ñược khi phát xung ở tốc ñộ 250 v/ph.

Hình 5.11 Kết quả hiển thị xung G và NE trên máy hiện sóng

Theo kết quả máy hiện sóng, ño ñược tín hiệu xung phát ra
từ máy chẩn ñoán tương tự như dạng xung của cảm biến, chứng tỏ
máy chẩn ñoán làm việc có ñộ tin cậy cao.

Footer Page 24 of 126.


Header Page 25 of 126.
23
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
1. KẾT LUẬN
Sau khi chế tạo thành công máy chẩn ñoán các loại ECU
ñiều khiển ñộng cơ, người thực hiện ñã tiến hành các thực nghiệm
chẩn ñoán ECU trên các xe Nissan, Mitsubishi, Ford và Toyota ñồng
thời kết hợp với thiết bị chẩn ñoán chuyên dùng Snap-On 1500 ñể
kiểm tra dạng xung giả do máy chẩn ñoán phát ra cũng như sự hiển
thị số tín hiệu ñiều khiển phun xăng và ñiều khiển ñánh lửa từ ECU
bằng màn hình LCD. Kết quả ñạt ñược như sau:
- Các xung giả tín hiệu G và NE do máy chẩn ñoán các loại
ECU phát ra rất ñúng với dạng xung của các cảm biến thực tế, ñặc
biệt là xung vuông của cảm biến Hall và cảm biến quang. Xung tín
hiệu giả hoàn toàn có khả năng kích thích chức năng ñiều khiển ñánh
lửa và ñiều khiển phun xăng của ECU.
- Máy chẩn ñoán hiển thị chính xác số lượng tín hiệu ñiều
khiển ñánh lửa, ñiều khiển phun xăng và tần số phát xung thể hiện
bằng việc nhấp nháy ñèn LED.
Ngoài ra, máy chẩn ñoán các loại ECU còn có những ưu ñiểm nổi bật
là:
- Kết cấu gọn, nhẹ, dễ sử dụng và bảo quản, có thể phát xung
tín hiệu giả ở nhiều tần số khác nhau theo tốc ñộ, tăng ñộ chính xác

trong quá trình chẩn ñoán.
- Máy còn có thể dùng ñể giảng dạy các dạng xung của cảm
biến.
- Tuy nhiên vẫn có một số hạn chế trong quá trình sử dụng
máy như: Máy chẩn ñoán không ñánh giá ñược tín hiệu do ECU gửi
ra có chính xác hay không. Đòi hỏi người kiểm tra phải có một số
hiểu biết nhất ñịnh về hệ thống ñiều khiển phun xăng và ñiều khiển

Footer Page 25 of 126.