KHAI thác kỹ thuật hệ thống điều khiển điện động cơ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU................................................................................................................... 3
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN............................................................................................5
1.1. Lịch sử phát triển....................................................................................................5
1.2. Thuật toán điều khiển lập trình và nguyên lý điều khiển động cơ...........................6
1.2.1 Một số khái niệm về hệ thống điều khiển tự động sử dụng trên ôtô..................6
1.2.2 Sơ đồ cấu trúc và các khối chức năng...............................................................7
1.3 Tổng quan về hệ thống điều khiển động cơ 1AZ-FE................................................9
1.3.1 Mô tả hệ thống.................................................................................................9
1.3.2 Chức năng của hệ thống điều khiển động cơ 1AZ-FE.......................................9
1.3.3 Kết cấu của hệ thống điều khiển động cơ 1AZ-FE..........................................10
Chương 2:KẾT CẤU HỆ THỐNG ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ 1AZ-FE TRÊN XE
CAMRY 2.0E................................................................................................................... 11
2.1. Hệ thống các cảm biến..........................................................................................11
2.1.1 Cảm biến áp suất trên đường ống nạp..............................................................11
2.1.2 Cảm biến vị trí trục cam G2............................................................................14
2.1.3 Cảm biến vị trí trục khuỷu...............................................................................15
2.1.4 Cảm biến vị trí bướm ga..................................................................................17
2.1.5 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát....................................................................21
2.1.6 Cảm biến Oxy.................................................................................................24
2.1.7 Cảm biến tiếng gõ..........................................................................................27
2.1.8 Cảm biến nhiệt độ khí nạp..............................................................................29
2.1.9 Cảm biến lưu lượng khí nạp...........................................................................32
2.2. Bộ điều khiển trung tâm (ECU).............................................................................34
2.2.1 Bộ phận và cấu trúc chung của ECU..............................................................34
2.2.2 Các thành phần và chức năng của từng bộ phận chính...................................35
2.3. Hệ thống điều khiển đánh lửa điện tử....................................................................38
2.3.1. Quá trình phát triển hệ thống đánh lửa...........................................................38
2.3.2. Nguyên lý làm việc hệ thống đánh lửa trực tiếp trên động cơ 1AZ-FE..........44
CHƯƠNG 3: KHAI THÁC KỸ THUẬT HỆ THỐNG ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ

TRÊN XE CAMRY 2.0E.................................................................................................52
3.1. Kiếm tra, chẩn đoán hư hỏng các chi tiết của hệ thống phun xăng .......................52
SV:LĂNG VĂN ĐƯC

Page 1


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
3.1.1 Tổng quan về hệ thống phun xăng điện tử EFI................................................52
3.1.2 Kiểm tra chẩn đoán hư hỏng các chi tiết của hệ thống....................................54
3.2 Kiểm tra, chẩn đoán hư hỏng các chi tiết của hệ thống đánh lửa............................65
3.2.1 Kiểm tra IC......................................................................................................65
3.2.2 Kiểm tra cụm bobin và IC...............................................................................65
3.2.3 Kiểm tra tín hiệu IGT......................................................................................66
3.2.3 Kiểm tra tín hiệu IGF......................................................................................68
3.2.5 Kiểm tra chẩn đoán tổng thể hệ thống.............................................................69
3.2.6 Nguyên nhân hư hỏng thường gặp và cách khắc phục...................................71
3.3. Hệ thống tự chẩn đoán..........................................................................................73
3.3.1 Mô tả...............................................................................................................73
3.3.2. Kiểm tra đèn báo hiệu....................................................................................73
3.3.3. Phát hiện mã lỗi (TEST MODE)....................................................................73
3.3.4. Chuẩn đoán hệ thống dựa vào đèn check hoặc thiết bị đọc lỗi.......................74
KẾT LUẬN...................................................................................................................... 79

LỜI NÓI ĐẦU
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
SV:LĂNG VĂN ĐƯC

Page 2

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
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 “Khai thác hệ thống điện điều
khiển động cơ trên xe Toyota Camry 2.0E” để tìm hiểu sâu hơn nhằm phục vụ cho công
việc của tôi sau này.
Nội dung và phương pháp nghiên cứu
Nội dung của đề tài gồm những vấn đề cụ thể như sau:
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
CHƯƠNG 2: KẾT CẤU HỆ THỐNG ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ 1AZ-FE
TRÊN XE CAMRY 2.0E
CHƯƠNG 3: KHAI THÁC KỸ THUẬT HỆ THỐNG ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG
CƠ TRÊN XE CAMRY 2.0E
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.
- 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.
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.
Do kiến thức chuyên môn còn hạn chế, đề tài nghiên cứu có phạm vi rộng. Nên mặc
dù đã cố gắng hết sức nhưng đề tài của em vẫn không tránh khỏi khiếm khuyết và hạn
SV:LĂNG VĂN ĐƯC

Page 3


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
chế. Em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các quý thầy cô và các bạn để đề tài
của em hoàn thiện hơn. Em hy vọng đề tài có thể được sử dụng làm tài liệu tham khảo
cho các bạn sinh viên yêu thích nghiên cứu tìm hiểu về hệ thống điều hòa nói chung và
hệ thống điều hòa tự động nói riêng trên ô tô.
Em xin chân thành cảm ơn!

Vĩnh Yên, ngày…..tháng…..năm 2018
Sinh viên thực hiện

Lăng Văn Đức

SV:LĂNG VĂN ĐƯC

Page 4


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Lịch sử phát triển

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
liệuvào 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 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
SV:LĂNG VĂN ĐƯC

Page 5


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
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.
1.2. Thuật toán điều khiển lập trình và nguyên lý điều khiển động cơ
1.2.1 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

ĐTĐK

Hình 1.1: Sơ đồ khối hệ thống hở.

SV:LĂNG VĂN ĐƯC

Page 6

Y


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

 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)

1.2.2
Sơ đồ cấu
Hình:1.2 Sơ đồ khối hệ thống điều khiển có cơ cấu phản hồi
trúc
và
các khối chức
năng
 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).
Compurator
Thiết
bị giao
tiếp
đầu ra

Bộ
điều
khiển

Các thiết bị
giao tiếp đầu
vào

Thiết
bị
thực
hiện

Hệ thống cần điều
khiển

Dữ liệu
chứa
trong
bộ nhớ
máy
tính

Các cảm
biến

Hình 1.3: Sơ đồ nguyên lý điều khiển tự động trên ô tô



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 …)
SV:LĂNG VĂN ĐƯC

Page 7


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC


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.
1.2.3 Thuật toán điều khiển lập trình cho ECU

Hình 1.4 Thuật toán điều khiển lập trình ECU

SV:LĂNG VĂN ĐƯC

Page 8


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
1.3 Tổng quan về hệ thống điều khiển động cơ 1AZ-FE
1.3.1 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 1.5 Sơ đồ các bộ phận trong hệ thống điều khiển động cơ 1AZ –FE
1.3.2 Chức năng của hệ thống điều khiển động cơ1AZ-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…

SV:LĂNG VĂN ĐƯC

Page 9


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
EFI (phun xăng điện tử)

Hệ thống điều khiển
1.3.3 Kết cấu của hệ thống
động cơ
cơ 1AZ-FE

ESA (đánh lửa sớm điện
tử)

điều khiển động

ISC (điều khiển tốc độ
TÍN HIỆU VÀO không tải)
BỘ PHẬN CHẤP
HÀNH
Tín hiệu G, Ne
Chức năng chẩn đoán

E
C
U

Lưu lượng gió
(MAP)

Chức năng an toàn

Nhiệt độ nước
làm mát

Chức năng dự phòng

Nhiệt độ khí nạp
Vị trí bướm ga
Tín hiệu khởi
động

Hệ thống nhiên liệu

Các hệ thống điều khiển
Hệ thống đánh lửa
khác

Cảm biến oxy

Điều khiển cầm
chừng

Hệ thống chẩn đoán

Điện áp accu
Các cảm biến
khác

Hình 1.6. Tổng quan sơđồ cấu trúc điều khiển

Chương 2:KẾT CẤU HỆ THỐNG ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG
CƠ 1AZ-FE TRÊN XE CAMRY 2.0E
2.1. Hệ thống các cảm biến
2.1.1 Cảm biến áp suất trên đường ống nạp
2.1.1.1 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.

SV:LĂNG VĂN ĐƯC

Page 10


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hình 2.1: 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 2.2: Sơ đồ nguyên lý cảm biến MAP.

SV:LĂNG VĂN ĐƯC

Page 11


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hình 2.3: Đồ thị
biểu diễn mối
quan hệ giữa điện áp và áp suất đường ống nạp của cảm biến MAP.

Hình 2.4: Sơ đồ mạch điện cảm biến MAP.

2.1.1.2 Kiểm tra



Vị trí cảm biến

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

Hình 2.5: Hình dáng và vị trí cảm biến
MAP.



Qui trình kiểm tra

 Kiểm tra điện áp nguồn cấp cho cảm biến
SV:LĂNG VĂN ĐƯC

Page 12


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
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 2.6: 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 2.7: 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.

SV:LĂNG VĂN ĐƯC

Page 13


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hình 2.8: 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)
Điện áp (V)

100

200

300

400

500

0,3 – 0,5

0,7 – 0,9

1,1 – 1,3

1,5 – 1,7

1,9 – 2,1

2.1.2 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.

SV:LĂNG VĂN ĐƯC

Page 14


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Hình 2.9: Cảm biến vị trí trục cam.
2.1.3 Cảm biến vị trí trục khuỷu
2.1.3.1 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.

Hình 2.10 Cấu tạo cảm
biến vị trí trục khuỷu.

2.11: Dạng sóng tín hiệu NE

SV:LĂNG VĂN ĐƯC

Page 15


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
2.1.3.2 Kiểm tra



Vị trí cảm biến

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

Hình 2.12: 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

SV:LĂNG VĂN ĐƯC

Page 16


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hình2.13: Kiểm tra điện trở cảm biến vị trí trục khuỷu.

 Kiểm tra khe hở không khí của roto cảm biến và lõi thép từ
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 2.14: Dạng xung tín hiệu NE.
2.1.4 Cảm biến vị trí bướm ga
2.1.4.1 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.

SV:LĂNG VĂN ĐƯC

Page 17


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
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 2.15: Cấu tạo cảm biến vị trí bướm ga.

Hình 2.16: Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa điện áp và độ mở bướm ga.

SV:LĂNG VĂN ĐƯC

Page 18


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hình 2.17:
biến vị trí bướm

Sơ đồ mạch điện cảm
ga.

2.1.4.2



Kiểm tra
Vị trí cảm biến
Cảm biến vị trí bướm ga được lắp trên trục của bướm ga

Hình 2.18: 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

SV:LĂNG VĂN ĐƯC

Page 19

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
VTA – E2

Đóng hoàn toàn

VC – E2

2000 ÷ 5700
2500 ÷ 5900

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

Hình 2.19: 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

SV:LĂNG VĂN ĐƯC

Page 20


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Điện áp tại chân VTA thay đổi liên tục khi ta xoay trục bướm ga.

2.1.5 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát
2.1.5.1 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 2.20: Cấu tạo cảm biến nhiệt độ nước làm mát động cơ

e
SV:LĂNG VĂN ĐƯC

Page 21


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Hình 2.21: Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa nhiệt độ và điện trở của cảm biến
nhiệt độ nước làm mát động cơ.
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 biếnnhiệt 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.

Hình 2.22: Sơ đồ mạch điện cảm biến nhiệt nước làm mát.

2.1.5.2 Kiểm tra



Vị trí cảm biến

Hình 2.23: 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.
Nhiệt độ nước (C)
SV:LĂNG VĂN ĐƯC

20
Page 22

40

60

80

100


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
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 2.24: Kiểm tra cảm biến nhiệt độ nước làm mát
 Kiểm tra sự thay đổi điện áp

Hình 2.25: 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.
Bước 3: Kiểm tra điện áp tại cực THW và E2 khi biến trở thay đổi.
Nhiệt độ (C)

20

40

60

80

100

Điện trở (kΩ)

2.5

1.2

0.6

0.3

0.2

SV:LĂNG VĂN ĐƯC

Page 23


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Điện áp (V)

2.4

1.5

0.9

0.5

0.3

2.1.6 Cảm biến Oxy
2.1.6.1 Chức năng, cấu tạo và nguyên lý hoạt động



Chức năng

Cảm biến oxy nhận biết tỷ lệ không khí - nhiên liệu là đậm hay nhạt hơn so
với tỷ lệ lý thuyết.



Cấu tạo và nguyên lý hoạt động



Cảm biến oxy có một phần tử làm bằng Dioxit Zirconia (ZrO 2), một

loại gốm. Phần tử này được phủ cả bên trong và bên ngoài một lớp mỏng platin. Không
khí bên ngoài được dẫn vào bên trong cảm biến, còn bên ngoài của nó tiếp xúc với khí
thải. Bộ sấy để nung nóng cảm biến oxy nhanh chóng khi xe chạy ở tốc độ cầm chừng ,tải
nhẹ.

Hình 2.26: Cấu tạo cảm biến oxy
Nếu nồng độ oxy trên bề mặt bên trong của phần tử Zirconia chênh lệch lớn so với
bề mặt bên ngoài tại nhiệt độ cao (400 ̊ C hoặc cao hơn), phần tử Zirconia sẽ tạo ra một
điện áp (tín hiệu OX) gửi đến ECU động cơ để báo về nồng độ oxy trong khí xả tại mọi
thời điểm.
Khi tỷ lệ không khí – nhiên liệu là nhạt, sẽ có nhiều oxy trong khí thải nên

chỉ có sự chênh lệch nhỏ về nồng độ giữa bên trong và bên ngoài của phần tử cảm biến.
Vì vậy, điện áp do nó tạo ra nhỏ (gần bằng 0V). Ngược lại, nếu tỷ lệ không khí – nhiên
liệu là đậm, oxy trong khí thải gần như biến mất nên tạo ra sự chênh lệch lớn về nồng độ
bên trong và bên ngoài phần tử cảm biến. Vì vậy, điện áp tạo ra tương đối lớn (xấp xỉ 1V).

SV:LĂNG VĂN ĐƯC

Page 24


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hình 2.27: Đặc tính của cảm biến.

Hình 2.28: Sơ đồ mạch điện
cảm biến oxy.
2.1.6.2 Kiểm tra



Vị trí cảm biến

Cảm biến oxy được lắp trên đường ống thải.

Hình 2.29: Hình dáng và vị trí cảm biến nhiệt độ khí nạp.
SV:LĂNG VĂN ĐƯC

Page 25