1 Module 2 Gasoline Engine Component Phần 2 Hệ thống điều khiển động cơ xăng 1 Basic Knowledge Kiến thức cơ bản 2 Intake Exhaust System Hệ thống nạp Hệ thống xả 3 Fuel System (MPI) Hệ thống nh.các kiến thức cơ bản về động cơ xăng , nguyên lý hoạt động của các bộ phận trên động cơ phun xăng điện tử của hãng KIA . tài liệu song ngữ AVN học tiếng anh chuyên ngành
Module Gasoline Engine Component/ Phần Hệ thống điều khiển động xăng Learning Objective Mục tiêu khóa học Describe the main input/output elements and main control actions (fuel injection, air-fuel ratio and ignition) of an engine Mơ tả tín hiệu đầu vào/ đầu tín hiệu điều khiển (điều khiển kim phun, tỷ lệ hịa khí (khơng khí - nhiên liệu) điều khiển đánh lửa) Describe the location, function and mechanism of the sensors and actuators Mô tả vị trí, chức cấu tạo cảm biến cấu chấp hành Use diagnostic equipment to measure the output and waveform of each of the sensors and actuators of a normal engine Sử dụng máy chẩn đốn để đo tín hiệu đầu dạng sóng cảm biến cấu chấp hành Perform a basic inspection, calibration and adjustment Thực kiểm tra bản, cài đặt hiệu chỉnh Basic Knowledge/ Kiến thức Intake & Exhaust System/ Hệ thống nạp & Hệ thống xả Fuel System (MPI)/ Hệ thống nhiên liệu (phun xăng đa điểm) Fuel System (GDI)/ Hệ thống nhiên liệu (phun xăng trực tiếp) Ignition System/ Hệ thống đánh lửa Miscellaneous/ Hệ thống khác Basic Inspection and Adjustment/ Kiểm tra điều chỉnh Lesson Basic Knowledge/ Bài Kiến thức 1.1 Electrical Management System/ Hệ thống điều khiển điện ETC MAP VIS Injector CMP O2 sensor Linear / Binary IG Coil D-CVVT Canister ECM PCSV Fuel pump CKPS Knock Sensor ECTS < Nu MPI engine >/ Động phun đa điểm Nu TỪ GHI TẮT TIẾNG ANH TIẾNG VIỆT MAP Manifold absolute pressure Cảm biến ap suất tuyệt đối đường ống nạp VIS Variable Intake system Hệ thống thay đổi chiều dài đường ống nạp Injector Kim phun Camshaft Position Sensor Cảm biến vị trí trục cam Dual-Continuously Variable valve timing Bộ điều khiển thay đổi thời điểm phân phối khí th ơng minh (dạng kép cam nạp cam xả) Ignition Coil Cuộn dây đánh lửa (bô-bin) CMPS D- CVVT IG Coil O2 sensor Linear/ Binary Cảm biến Oxy CKPS Crank shaft Position Sensor Cảm biến vị trí trục khuỷu ECTS Electric Control Throttle sensor Cảm biến vị trí bướm ga (điều khiển điện tử) Knock sensor Cảm biến kích nổ CKPS Crank shaft position sensor Cảm biến vị trí trục khuỷu ECM Electric control module Hộp điều khiển Fuel pump Bơm nhiên liệu PCSV Purge control Solenoid valve Van điện từ điều khiển xăng ECTS Engine coolant temperature sensor Cảm biến nhiệt độ nước làm mát FP Gasoline engines in the present day must meet the market demands of output, fuel efficiency and low emission An electronic control system is now installed in the ECU of vehicles for the control of all combustion processes An electronic control system can be divided into input and output elements Động xăng phải đáp ứng nhu cầu thị trường công suất, suất tiêu hao nhiên liệu lượng khí thải thấp Tồn q trình cháy kiểm sốt chặt chẽ hộp điều khiển điện tử gọi ECU (hộp lập trình sẵn) Phần mềm điều khiển lập trình kiểm sốt tín hiệu theo loại tín hiệu đầu vào tín hiệu đầu Input elements allow the current engine state to be accurately detected to support normal ECU function The map sensor measures the volume of air sucked into the combustion chamber and sends it to the ECU The oxygen sensor detects the oxygen level in the gas discharged through the exhaust pipe and sends it to the ECU This enables air-fuel ratio control The ECT sensor detects coolant temperature in the engine, while the CKP sensor and CMP sensor detect engine RPM and identify the top dead center of the first cylinder Các tín hiệu đầu vào có vai trị giúp ECU nhận biết xác tình trạng hoạt động động Cảm biến MAP đo thể tích khơng khí nạp vào buồng đốt gửi thông tin cho ECU Cảm biến Oxy nhận biết mức Oxy khí thải đường ống xả gửi thông tin cho ECU Từ ECU đưa tín hiệu điều khiển nhằm để hiệu chỉnh tỉ lệ hịa khí Cảm biến nhiệt độ nước làm mát nhận biết nhiệt độ nước làm mát động cơ, cảm biến vị trí trục khuỷu cảm biến vị trí trục cam nhận biết tốc độ vòng tua máy xác định điểm chết máy số Output elements are controlled when the ECU sends out signals and operates the actuator or coil Output elements include the throttle valve, OCV, injectors and ignition coil Such output elements are controlled by a "control system," which can be divided into an ignition system, fuel injection system and exhaust gas controller ECU gửi tín hiệu để điều khiển phần tử đầu cấu chấp hành cuộn dây Các phần tử đầu gồm: bướm ga, van điều khiển dầu mạch dầu, kim phun cuộn đánh lửa Các phần tử đầu điều khiển “hệ thống điều khiển” phân loại sau: hệ thống điều khiển đánh lửa, hệ thống điều khiển kim phun hệ thống kiểm sốt khí xả [Inut] [Output] Air quantity detection: MAF / MAP / Intake air temp Injectors / Injector driver Brake switch / clutch switch Ignition coils Barometric pressure sensor G terminal / C terminal Oxygen sensor front / rear Idle speed actuator Electrical load switch / FR terminal / Battery sensor Main relay Fuel pump relay Power steering pressure switch / pressure sensor Engine coolant temperature sensor Cooling fan relay / PWM module Throttle position sensor / Accelerator position sensor Check engine lamp Crankshaft position sensor / Camshaft position sensor Oil control valve ECM Ignition switch on / Crank signal / Battery voltage Ac compressor relay EGR solenoid valve Knock sensor / Ignition failure / Ionic current sensor Electronic throttle Engine oil temperature sensor Oxygen sensor heater circuit Vehicle speed- / Wheel speed- / Accelerator sensor Variable intake system solenoid Inhibitor switch / Neutral switch Immobilizer control lamp AC switch / Triple switch / Pressure transducer Bus communication Bus communication / Torque reduction request Diagnosis output Immobilizer Purge control solenoid < Input & Output Diagram > [Tín hiệu đầu vào] [Tín hiệu đầu ra] Kiểm sốt khí nạp: lưu lượng khí nạp/ áp suất đường ống nạp/ nhiệt độ khí nạp Kim phun Cơng tắc phanh/ Công tắc ly hợp Các cuộn đánh lửa Cảm biến áp suất khí trời Cực G/ Cực C Cảm biến Oxy trước/ sau Bộ điều khiển tốc độ không tải Công tắc tải điện/ Cực FR/ Cảm biến ắc-quy Rơ le Cơng tắc áp suất trợ lực lái/ Cảm biến áp suất Rơ le bơm nhiên liệu Cảm biến nhiệt độ nước làm mát Rơ le quạt làm mát / PWM Cảm biến vị trí bướm ga/ Cảm biến vị trí bàn đạp ga Đèn báo lỗi động Cảm biến vị trí trục khuỷu/ Cảm biến vị trí trục cam Van điều khiển dầu (CVVT) ECM Rơ le máy nén A/C Cơng tắc ON/ Tín hiệu khởi động/ Điện áp ắc quy Van hồi lưu khí xả (EGR) Cảm biến kích nổ/ Cảm biến Ion Bướm ga điện tử Cảm biến nhiệt độ dầu động Mạch gia nhiệt cảm biến oxy Tốc độ xe/ Cảm biến tốc độ bánh xe/ Cảm biến vị trí bàn đạp ga Solenoid điều khiển thay đổi chiều dài đường nạp Cơng tắc vị trí tay số/ Cơng tắc số N Đèn điều khiển Immobilizer Công tắc A/C / Công tắc áp suất trạng thái/ Công tắc áp suất kép Đường truyền thông tin Đường truyền thông tin/ Yêu cầu giảm momen Tín hiệu chẩn đốn đầu Bộ mã hóa động Solenoid điều khiển xăng < Sơ đồ khối tín hiệu đầu vào đầu > • Various sensors: Detects engine operation and sends electrical signals to the CPU • Các loại cảm biến: nhận biết tình trạng hoạt động động gửi tín hiệu điện đến hộp điều khiển • Input interface: Performs amplification, A/D conversion, noise removal and voltage control for signals received from sensors • Xử lý tín hiệu đầu vào: khuếch đại, chuyển đổi tín hiệu dạng tượng tự/ dạng số, lọc nhiễu kiểm sốt tín hiệu điện áp gửi từ cảm biến • CPU: Computes output values using input data according to program commands and sequences saved in the memory device • CPU: Tính tốn giá trị tín hiệu điều khiển đầu dựa liệu thông số đầu vào hệ thống điều khiển lập trình sẵn • Output interface: Amplifies CPU output signals • Xử lý tín hiệu đầu ra: khuếch đại tín hiệu điều khiển đầu CPU • Actuator: Converts amplified output signals into mechanical action • Cơ cấu chấp hành: nhận tín hiệu điều khiển (dạng tín hiệu điện) thực lệnh 1.2 Main Controls – Tín hiệu điều khiển This section explains the three main controls of the electronic control system of a gasoline vehicle in relation to engine combustion Phần giải thích ba tín hiệu điều khiển động xăng An ECU receives information (engine load, RPM, driver's intention) from various sensors It then drives multiple actuators to produce certain driving performance, fuel efficiency and exhaust gas emission In short, an ECU controls fuel injecton volume, ignition timing and air-fuel ratio to produce optimum torque, fuel consumption and exhaust ECU nhận thơng tin (tải động cơ, tốc độ vịng quay, điều khiển từ người lái) từ cảm biến khác Sau đó, ECU điều khiển cấu chấp hành để xe vận hành tối ưu, tiết kiệm nhiên liệu giảm khí thải Có thể hiểu ngắn gọn: ECU điều khiển lượng phun nhiên liệu, thời điểm đánh lửa tỷ lệ hịa khí nhằm tối ưu hóa mức momen xoắn sinh ra, suất tiêu hao nhiên liệu khí thải độc hại mơi trường 1) Injection Volume Control - Điều khiển lượng phun The ECU calculates an ideal fuel injection volume based on signals received from sensors The calculated data is sent to the injectors for fuel injection volume control More specifically, the ECU calculates a standard fuel injection volume based on intake air volume and engine RPM, and calculates a compensated fuel injection volume based on signals received from sensors In addition, it determines the injection timing and the cylinder to inject the fuel from CKP sensor and CMP sensor, and controls the feedback by the signals from oxygen sensor ECU tính toán lượng phun lý tưởng sở tín hiệu đầu vào nhận từ cảm biến Sau tính tốn tín hiệu điều khiển gửi đến kim phun để điều khiển lượng phun Nói cách chi tiết hơn: ECU tính tốn lượng phun nhiên liệu tiêu chuẩn dựa vào lượng khí nạp tốc độ tua máy, sau tính tốn lượng phun nhiên liệu hiệu chỉnh (thêm vào bớt ra) dựa vào tín hiệu nhận từ cảm biến khác Ngoài ra, ECU xác định thời điểm phun máy cần phun nhiên liệu dựa vào cảm biến vị trí trục khuỷu cảm biến vị trí trục cam liên tục điều chỉnh dựa tín hiệu phản hồi từ cảm biến oxy During fuel injection, injection hole size and fuel pressure in the fuel rail remain consistent Increase and decrease in fuel injection volume are rendered by an increase or decrease in the time the injectors are open for Determination of final injection pulse width is the function of a three-step process Kích thước lỗ kim phun áp suất nhiên liệu đường ống không thay đổi Lượng phun tăng giảm cách điều khiển thời gian mở kim phun Để xác định thời gian phun (bề rộng xung điều khiển kim phun) cuối phải trải qua ba giai đoạn bên Step1 (Bước 1) Basic Injection Duration Determined (Xác định thời gian phun bản) MAP/MAF Ignition Step2 (Bước 2) Corrected Injection Duration Determined (Basic Injection Duration Correction) Xác định thời gian phun hiệu chỉnh (Điều chỉnh thời gian phun bản) IAT ECT IAT Correction (Hiệu chỉnh theo nhiệt độ khí nạp) Warm-up enrichment (Hiệu chỉnh làm đậm hâm nóng ĐC) After-start enrichment (Hiệu chỉnh phun sau khởi động) Power enrichment (Hiệu chỉnh phun cần công suất) Air/Fuel Ratio Feedback Correction (Hiệu chỉnh lượng phun từ tín hiệu phản hồi) TPS O2 sensor B+ Voltage Step3 (Bước 3) Final Injection Signal Determined (Voltage Correction) (Xác định thời gian phun cuối cùng) Injectors (ĐK kim phun) Fuel control according to engine state Điều khiển nhiên liệu theo trạng thái động Trạng thái hoạt động động thay đổi điều khiển từ người lái điều kiện lái xe Bởi việc tính tốn lượng phun tối ưu theo trạng thái hoạt động động quan trọng Nói cách khác trạng thái hoạt động khác động có lượng phun nhiên liệu tương ứng phân loại theo tốc độ tua máy (RPM) tải động Start Stop The engine's operating state varies by the driver's intention and driving conditions This makes the fuel injection control system's calculation of an ideal fuel injection volume for varying engine operation state paramount In general, engine operation states that influence fuel injection volume control are categorized according to engine RPM and load Load Full Load Partial load Idle 30 ~35 400 ~450 1000 ~1200 RPM a At engine start-up - Khi khởi động • Low engine RPM and no load • Tốc độ động thấp khơng tải • Slightly rich air-fuel ratio (oxygen sensor off: no input signals from oxygen sensor) • Tỷ lệ hịa khí giàu mức thấp (cảm biến oxy khơng hoạt động: khơng có tín hiệu đầu vào gửi từ cảm biến oxy) b Engine warm-up - Khi hâm nóng • Driving time until coolant temperature becomes normal after engine start-up • Giai đoạn hâm nóng tính từ nhiệt độ nước làm mát động trạng thái bình thường đạt nhiệt độ làm việc • Air-fuel ratio kept at 12:1 to 15:1 • Tỷ lệ hịa khí giữ mức từ 12:1 đến 15:1 • No feedback control until engine warm-up completion) • Khơng điều chỉnh phản hồi động kết thúc giai đoạn hâm nóng c Idle engine - Khi tốc độ cầm chừng • Throttle valve closed, no load (RPM: 600-900) • Bướm ga đóng, khơng tải (RPM: 600- 900) • Lowest stable RPM achieved from a balance of output created from the combustion of air sucked in through the throttle valve opening and loss caused by factors such as engine friction • Tốc độ cầm chừng ổn định có cân công suất động tạo tương ứng với góc mở bướm ga định VÀ tiêu hao công suất ma sát, kéo bơm nước, máy phát d Partial load – Khi động chịu tải phần • Light load (most driving states) • Tải nhẹ (khi lái xe điều kiện thông thường xem trạng thái này) e Full load - Tồn tải • Throttle valve fully open (WOT) • Bướm ga mở hoàn toàn • Heavy engine load, very high engine RPM • Tải động lớn, tốc độ quay động cao f Sudden acceleration and deceleration - Tăng giảm tốc đột ngột • Air-fuel ratio deviates from target ratio; lean during acceleration and rich during deceleration • Tỷ lệ hịa khí sai khác so với tỷ lệ chuẩn; nghèo trình tăng tốc giàu q trình giảm tốc • Fuel injected into the intake manifold attaches to the intake valve and the surrounding area → The speed of attached fuel evaporation drops if intake pipe pressure is high and attached area temperature is low • Nhiên liệu phun vào đường ống nạp phần đọng xu páp nạp bề mặt khu vực lân cận -> tốc độ bay phần nhiên liệu đọng lại giảm áp suất ống nạp cao nhiệt độ xung quanh giảm • Acceleration compensation: Attached fuel evaporation speed drops as intake pipe pressure rises → Lean air-fuel ratio from attached fuel volume increase → Fuel increase compensation required • Hiệu chỉnh phun nhiên liệu tăng tốc: tốc độ bay phần nhiên liệu đọng lại bị giảm áp suất đường nạp tăng -> hịa khí bị nghèo -> điều khiển phun bù thêm • Deceleration compensation: Fuel evaporation speed rises during deceleration as throttle valve closes and intake pipe pressure falls → Rich air-fuel ratio from attached fuel volume decrease → Fuel decrease compensation required • Hiệu chỉnh phun nhiên liệu giảm tốc : tốc độ bay phần nhiên liệu đọng lại tăng lên áp suất đường nạp giảm bướm ga đóng -> hịa khí bị làm giàu -> điều khiển phun giảm g Fuel Cut – Cắt nhiên liệu • The ECU stops fuel injection by injectors; fuel cut-off occurs during deceleration and at high RPMs • ECU điều khiển kim phun ngừng phun nhiên liệu; điều khiển ngừng phun nhiên liệu xảy trình giảm tốc RPM cao * Deceleration fuel cut-off: If throttle valve is completely shut and engine RPM is above a set value, deceleration (fuel supply not required) is recognized and fuel is cut off → Improved fuel efficiency and cleaner exhaust gas * Cắt nhiên liệu giảm tốc: bướm ga đóng hoàn toàn RPM cao giá trị định sẵn, q trình giảm tốc (khơng cần nhiên liệu) → ngừng phun nhiên liệu → cải thiện mức tiêu hao nhiên liệu khí thải * High RPM fuel cut-off: If engine RPM is above a set value, e.g 6,000 RPM, fuel is cut off to suppress further RPM increase to prevent engine damage * Cắt nhiên liệu RPM cao: RPM cao giá trị định sẵn (ví dụ: 6000 vịng/ phút) nhiên liệu bị cắt để giảm tốc độ động nhằm bảo vệ động 10 Lesson Ignition System (Hệ thống đánh lửa) A gasoline engine requires sufficient ignition energy for its mixer to combust fuel and oxygen Compressed ignition engines, i.e diesel engines, use self-ignition for combustion without a dedicated ignition device; however, electric ignition engines, i.e gasoline engines, requires an ignition device that supplies ignition energy Động xăng yêu cầu phải có đủ lượng đánh lửa để đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu oxy Động tự cháy, tức động diesel, nhiên liệu tự bốc cháy mà không cần phận đánh lửa riêng Tuy nhiên, động xăng, động xăng yêu cầu phải có bu-gi nguồn điện cung cấp lượng đánh lửa B+ (Fuse) Cầu chì (+B) Bugi Primary coil Cuộn dây sơ cấp Cảm biến kích nổ TR OFF (ECU) Transitor OFF Inductance Cuộn dây Secondary coil Cuộn dây thứ cấp Plug Đến bugi Function and Role- Chức vai trò The ignition coil is a device that determines exact ignition timing via the ECU, and discharges the spark at the ignition plug by generating high voltage Most ignition coils that are in use today are of the cigar type and high voltage is generated by direct contact with the spark plug Cuộn dây đánh lửa thiết bị định xác thời điểm đánh lửa thơng qua ECU phóng tia lửa bugi cách tạo điện áp cao Hầu hết cuộn dây đánh lửa sử dụng loại cigar điện áp cao tạo cách nối trực tiếp với bugi Installation Location - Vị trí lắp đặt Installed on the engine head cover Spark plugs are directly installed in the combustion chamber head Được lắp nắp máy động Bugi lắp đặt trực tiếp vào đầu buồng đốt 45 Mechanism – Cấu tạo a Ignition 1st Coil TR ON: The battery supplies the current, which flows through the fuse, to the 1st coil On the other side of the coil, the ECU activates the TR to let the instant current flow TR cuộn dây số ON: Ắc-quy cung cấp dịng điện qua cầu chì đến cuộn dây sơ cấp Bên cạnh đó, ECU kích hoạt TR dòng điện tức thời qua b TR OFF: If the TR ground is shut-off (OFF) from the ECU, the current that is supplied to the 1st coil is blocked and the magnetic energy dissipates Due to the 200-500 V generated around the (-) part of the 1st coil, the (-) side initially becomes (+), and the (+) side becomes (-) at the 1st coil This is called "magnetic induction action." TR OFF: Nếu mass TR ECU ngắt dịng điện cung cấp cho cuộn dây sơ cấp bị ngắt từ bị Do điện áp 200-500 V tạo xung qanh cực (-) cuộn dây sơ cấp, cực (-) ban đầu trở thành (+) cực (+) trở thành (-) cuộn dây sơ cấp Điều gọi tượng “cảm ứng điện từ." c Ignition 2nd Coil Induction: The magnetic energy that is generated from the 200-500 V of spike voltage (surge voltage) at the 1st coil carries over to the 2nd coil The magnetic energy is generated and destroyed in a very short time and the 500 V of electricity is converted to 20,000-25,000 V of electricity depending on the winding ratio (how many times the coil is wound) at 1st and 2nd coil (mutual induction action) Cảm ứng cuộn thứ cấp: Năng lượng điện từ tạo từ điện áp 200-500V cuộn sơ cấp (do tăng vọt điện áp) chuyển sang cuộn thứ cấp Năng lượng điện từ sinh thời gian ngắn dẫn đến điện áp 500 V chuyển thành điện áp 20,000-25,000 V tùy thuộc vào số vòng dây cuả cuộn sơ cấp thứ cấp (cảm ứng điện từ tương hổ) Symptoms of Trouble - Triệu chứng hư hỏng A misfire during driving can cause engine hesitation, shaking and output loss A cold start can result in delayed or failed start-up Bỏ máy xe hoạt động làm cho động hoạt động không ổn định, rung lắc cơng suất Khởi động lạnh dẫn đến khó khởi động hư hỏng khởi động Item Mục Specification Thông số kỹ thuật IG Coil Resistance (Ω) Điện trở cuộn dây IG 0.75 Ω ± 15% S/Plug electrode gap (mm) Khe hở điện cực Bugi 1.0 ~ 1.1 mm Main Relay (12V) Rơ le (12V) ECU < Circuit Diagram > < Specifications > 46 Lesson Miscellaneous (Các vấn đề liên quan) 6.1 CKP - Cảm biến vị trí trục khuỷu Housing vỏ IPM (Interior Permanent Magnet Nam châm vĩnh cửu bên Tone Wheel Vòng cảm biến Coil Cuộn dây Iron Core Lõi sắt CKP Signal Tín hiệu CKP Base Signal Tín hiệu gốc Function and Role - Chức vai trò RPM is key data that the ECS needs for controlling ignition timing and fuel injection volume For accurate ignition timing, fuel injection timing and knocking control, piston movement inside cylinders must be accurately detected in addition to engine RPM The CKP sensor detects the exact angle and rotations of the crankshaft, which moves according to piston movement, to enable various controls, such as ignition timing, that require a precise CRK angle of 0.75°.2) Tín hiệu RPM liệu để ECS điều khiển thời điểm đánh lửa lượng phun nhiên liệu Để thời điểm đánh lửa, thời điểm phun nhiên liệu kiểm sốt kích nổ xác phải nhận biết xác theo tốc độ động Cảm biến CKP nhận biết góc số vịng quay trục khuỷu tương ứng với chuyển động pis-tông, để điều khiển thay đổi thời điểm đánh lưa, góc CRK phải xác 0,75° 0,2) Installation Location - Vị trí lắp đặt Installation location depends on tone wheel location CKP is installed on the side of the cylinder block in most passenger vehicles Vị trí lắp đặt phụ thuộc vào vị trí vành cảm biến Cảm biến CKP lắp mặt bên thân máy hầu hết xe du lịch Mechanism (Inductive type) – Cấu tạo ( Loại cảm ứng điện từ) A CKP is made up of a sensor, containing a soft iron core made up of a permanent magnet and coil, and a toothed wheel designed to rotate in conjunction with the crankshaft The toothed wheel has 58 teeth, and tooth gaps which distinguish the first cylinder When the toothed wheel rotates once, the magnetic inductive crank angle sensor sends out 58 signals Cảm biến CKP hầu hết có lõi sắt non có từ tính, cuộn dây, vòng cảm biến thiết kế để quay với trục khuỷu Vịng cảm biến có 58 khuyết để phân biệt xylanh số Khi vòng cảm biến quay vòng cảm biến gởi 58 tín hiệu The crank angle sensor generates a single alternating pulse for each tooth of the toothed wheel When the crankshaft rotates once, 58 alternating pulses are sent to the ECU, which detects the crankshaft angle based on the received signals Cảm biến CKP phát tín hiệu xung xoay chiều vòng cảm biến Khi trục quay vịng 58 xung xoay chiều gửi đến ECU để nhân biết góc trục khuỷu dựa tín hiệu ※ Refer to the CMP sensor Mechanism for the hall IC type ※ Tham khảo cấu tạo cảm biến CMP loại IC Hall 47 Symptoms of Trouble – Triệu chứng hư hỏng Piston location cannot be detected if the CKP malfunctions While cranking remains possible, engine start-up becomes difficult The engine may stall during driving and restarting it may be difficult Also, fuel pump operation is hindered and no ignition sparks are generated Không thể nhận biết vị trí pit-tơng cảm biến CKP bị hư hỏng Trong động quay khó khởi động Động bị chết máy chạy khởi động lại khó k hăn Ngồi ra, hoạt động bơm nhiên liệu bị hạn chế đánh lửa không phát sinh Item Hạng mục Specification Thông số kỹ thuật Coil Resistance (Ω) 774 - 946 Ω Air Gap (mm) Khe hở khơng khí 0.3 ~ 1.3 < Specifications > • • • • < Circuit Diagram > Magnetic Inductive (Nu) : pin Hall IC (Theta): pin (Refer to the CMP sensor in 2.6.2) Cảm ứng điện từ (Nu): chân Cảm biến Hall (Theta): chân (Tham khảo cảm biến CMP mục 2.6.2) 6.2 CMP - CẢM BIẾN VỊ TRÍ TRỤC CAM 1SA ENG SNSR Engine ECU Main Relay Rơle Camshaft Position Sensor Cảm biến vị trí trục cam Function and Role - Chức vai trò A camshaft position sensor is installed to set a reference point (cylinder identification) for the ignition order of the cylinders To detect the camshaft position, flux change occurring from target wheel revolution in conjunction with the camshaft is detected and signals are sent to the ECU The ECU reads the received signals and detects the camshaft position Cảm biến vị trí trục cam lắp đặt để thiết lâp điểm chuẩn (xác định xylanh) cho thứ tự đánh lửa xylanh Để xác định vị trí trục cam, từ thơng thay đổi xảy từ vịng cảm biến gắn chặc với trục cam quay phát gửi tín tín hiệu ECU, ECU đọc tín hiệu nhận xác định vị trí trục cam 48 This sensor sends a reference signal indicating one camshaft rotation for every two crankshaft rotations The ECU can detect the first cylinder's position from only CKP sensor signals However, CKP signals not indicate whether the first cylinder is in the compression stroke or exhaust stroke So the CMP synchronizes with CKP to locate the first cylinder's top dead center of compression for use in fuel injection and ignition timing control Cảm biến gửi tín mẫu cho biết vịng quay trục cam hai vịng quay trục khuỷu ECU nhậ biết vị trí xylanh từ tín hiệu cảm biến CKP Tuy nhiên, tín hiệu CKP khơng cho biết xylanh kỳ nén hay kỳ xả Vì vậy, cảm biến CMP đồng với cảm biến CKP để xác định vị trí điểm chết xylanh thứ kỳ nén để sử cho điều khiển thời điểm đánh lửa phun nhiên liệu CMP signals can also be used by the ECU as engine RPM signals in the event of a CKP failure Tín hiệu CMP ECU sử dụng để xác định tốc độ động trường hợp cảm biến CKP hư hỏng Installation Location - Vị trí lắp đặt Always installed at the end of the camshaft for camshaft position detection Luôn lắp cuối trục cam để nhận biết vị trí trục cam Mechanism (hall effect type) – Cấu tạo (loại hiệu ứng hall) Electromotive force occurs when distance between the hall sensor's detection area and the small part installed on the camshaft changes as the camshaft rotates That is, as the current flows in hall device, electron inside the device is biased to one direction and the potential difference is generated so that this voltage is detected Output voltage is proportionate to the strength of current and magnetic field and it becomes bigger as the device gets thinner Sức điện động xuất khoảng cách vùng phát cảm biến Hall vòng lắp trục cam thay đổi trục cam xoay Dòng điện chạy phân tử hall, electron bên phần tử bị lệch hướng sinh chênh lệch điện áp điện áp phát Điện áp đầu tỉ lệ với độ lớn cường độ dòng điện cường độ từ trường trở nên lớn phần tử mỏng Symptoms of Trouble – Các triệu chứng hư hỏng If CMP fails, ignition delay, fuel efficiency deterioration, and increased exhaust gas can occur The piston's up/down position can be known with CKP However, the stroke of the cylinders cannot be known and fuel should be injected without conditions For example, we can see that the cylinder No and are increasing with the CKP but the stroke (compression or exhaust) cannot be known As a result, fuel is injected to both cylinder No.1 and Nếu cảm biến CMP bị lỗi đánh lửa bị trễ, hiệu tiêu hao nhiên liệu giảm tăng khí thải xảy Vị trí lên/xuống pit-tơng nhận biết cảm biến CKP Tuy nhiên, biết xylanh kỳ nhiên phun vào vơ điều kiện Ví dụ, thấy xylanh số số lên thơng tín hiệu cảm biến CKP biết kỳ (nén xả) Do nhiên liệu phun hai xylanh số số 49 Level Mức Output Pulse Xung đầu (V) High Cao Low Thấp Item Hạng mục Specification Thông số kỹ thuật Air Gap (mm) khe hở khơng khí (mm) 0.5 ~ 1.5 < Circuit Diagram - Sơ đồ mạch điện> < Specifications -Thông số kỹ thuật> Output Wave of CKP and CMP Sensors Dạng sóng tín hiệu CKP CMP CKP uses magnetic induction to detect the 58 tone wheels (reference point excluded) Observation of the output waves indicate that voltage increases along with RPM and target wheel size A CMP sensor target wheel is half-moon-shaped and installed on the intake and exhaust CKP sử dụng hiệu ứng cảm ứng điện từ để phát 58 vòng cảm biến (ngoại trừ điểm chuẩn) Quan sát dạng sóng cảm biến cho thấy điện áp tăng theo tốc độ động kích thước cảm biến Vịng cảm biến có dạng hình bán nguyệt lắp trục cảm xả nạp Cursor A 2.61 V Avg 2.48 V Cursor B 2.58 V CKP Cursor A 4.81 V Avg 1.36 V Cursor B 0.07 V IN CMP Cursor A 4.81 V Avg 1.36 V Cursor B 0.07 V EX CMP Identifying the First Cylinder (Example) - Xác định xylanh thứ (Ví dụ) • CKP: Eighteenth falling edge from the second falling edge from the tone wheel reference point, i.e twentieth falling edge • CKP: Cạnh xuống thứ 18 từ cạnh xuống thứ hai từ điểm chuẩn vịng cảm biến Ví dụ: cạnh xuống thứ 20 • CMP: When low signals are emitted by the intake CMP sensor • CMP: Khi tín hiệu thấp phát cảm biến CMP trục cam nạp 50 Cylinder TDC (108˚) CKP 0˚ CMP (In) 312˚ 84˚ CMP (Ex) 6.3 Knock sensor - Cảm biến kích nổ: Combustion Pressure Áp suất cháy Surge of fuel pressure from knocking Áp suất nhiên liệu tăng đột biến kích nổ lgnition Period/ Giai đoạn cháy TOC Advanced Đánh lửa Ignition Period sớm Giai đoạn đánh Retarde Đánh lửa trễ lửa Function and Role - Chức vai trò Detects vibration caused by engine knocking and sends signals to the ECU The ECU then controls ignition timing to prevent knocking (delayed ignition timing) Phát rung động kích nổ gửi tín hiệu đến ECU Sau ECU điều khiển thời điểm đánh lửa để ngăn chặn kích nổ (làm trể thời điểm đánh lửa) Installation Location – Vị trí lắp đặt Installed at the center of the cylinder block, the best location for picking up vibrations (between the second and third cylinder for a four-cylinder engine) Được lắp tâm thân máy, vị trí tốt để nhận biết rung động (giữa xylanh thứ hai thứ ba động xylanh) 51 Mechanism (Cấu tạo) A piezoelectric element is used for the piezoelectric effect (voltage creation from force, pressure or mechanical vibration) Phần tử áp điện sử dụng cho hiệu ứng áp điện (Điện áp tạo lực, áp suất, rung động học tác động vào nó) • MBT (Minimum Ignition Advance for Best Torque): Ignition timing for maximum torque in a gasoline engine (close to the knocking limit) In order to obtain high output through ideal ignition timing, engine knocking must be detected This will enable maximum advancement to ignition timing that does not generate knocking so that torque, output and fuel efficiency can be improved * MBT (đánh lửa sớm nhỏ để đạt mômen tối ưu nhất): Thời điểm đánh lửa để đạt momen xoắn tối đa động xăng (gần đến giới hạn kích nổ) để đạt công suất cao thông qua thời điểm đánh lửa lý tưởng, kích nổ động phải phát Điều cho phép tiến đến thời điểm đánh lửa tối ưu mà khơng sinh kích nổ để momen xoắn, công suất động hiệu suất nhiên liệu cải thiện Symptoms of Trouble (Các triệu chứng hư hỏng) The driver will not be able to recognize symptoms of trouble easily However, as ignition timing is delayed by 10°, knocking can occur from insufficient power during acceleration or a large engine load Tài xế nhận triệu chứng hư hỏng cách dễ dàng Tuy nhiên, thời điểm đánh lửa bị trể 10°, động thiếu công suất dẫn đến kích nổ xảy tăng tốc tốc chiệu tải lớn Item Hạng mục Specification thông số kỹ thuật Capacitance (điện dung) (pF) 850 ~ 1,150 < Specifications > < Circuit Diagram > 6.4 Engine Coolant Sensor (Cảm biến nước làm mát động cơ) Connector giắc nối Power (5V) Điện áp (5V) Pull-up Resistance điện trở kéo lên Signal Voltage Tín hiệu điện áp NTC-Thermistor Nhiệt điện trở âm CPU Ground Mass ECU 52 Function and Role Installed in the engine's coolant path for coolant temperature detection Provides data used for idle RPM compensation in cold weather, fuel volume correction based on engine temperature and ignition timing control Chức vai trò Lắp đặt đường dẫn nước làm mát động để phát nhiệt độ nước làm mát Cung cấp liệu sử dụng để bù tốc độ không tải thời tiết lạnh, điều chỉnh lượng nhiên liệu dựa nhiệt độ động điều khiển thời điểm đánh lửa Installation Location This is located in the engine coolant passage of the cylinder head Vị trí lắp đặt Nó lắp đường nước làm mát bên động đến nắp máy Mechanism As with IATS, a NTC thermistor is used for resistance values that change according to temperature The resistance value decreases when temperature rises, and increases when temperature falls As such, a low coolant temperature produces high output voltage and a high coolant temperature produces low output voltage Cấu tạo Giống cảm biến IATS, sử dụng nhiệt điện trở để nhận biết thay đổi nhiệt độ qua giá trị điện trở Giá trị điện trở giảm xuống nhiệt độ tăng tăng lên nhiệt độ giảm xuống Như vậy, nhiệt độ nước làm mát thấp đưa tín hiệu điện áp cao nhiệt độ nước làm mát cao đưa tín hiệu điện áp thấp Symptoms of Trouble Because ECTS signal is main variable of fuel injection quantity correction when engine is cold, sensor trouble makes starting engine difficult when engine is cold Also, fuel consumption increases as well as CO and HC generation If the engine is running when ECTS is out of order, ECM regards the engine coolant temperature as 80 °C And during cranking, ECM considers the engine coolant temperature as 10 °C Besides, cooling fan, which is controlled based on ECTS signal, operates at HIGH-MODE to prevent engine overheat and supplementary heater is deactivated Triệu chứng hư hỏng Bởi tín hiệu ECTS biến số hiệu chỉnh lượng phun nhiên liệu động lạnh, hư hỏng cảm biến làm cho động khó khởi động động lạnh Ngoài ra, tiêu hao nhiên liệu tăng lên phá sinh CO HC Nếu động chạy ECTS bị hư hỏng, ECM xem nhiệt độ nước làm mát 80°C Và lúc khởi động, ECM xem nhiệt độ nước làm mát động -10°C Bên cạnh đó, quạt làm mát, điều khiển dựa tín hiệu ECTS hoạt động chế độ tốc độ cao để ngăn chặn động nhiệt hệ thống sưởi ngừng hoạt động 53 Temperature Nhiệt độ Resistance (㏀) Điện trở (㏀) ℃ ℉ 40 -40 48.14 -20 -4 14.13 ~ 16.83 32 5.79 20 68 2.31 ~ 2.59 40 104 1.15 60 140 0.59 80 176 0.32 < Circuit Diagram > < Specifications > 6.5 ECM (Engine Control Module) (Hộp điều khiển động cơ) Input/ Đầu vào CONTROL UNIT Bộ điều khiển OUTPUT/ Đầu ECM signal processing Xử lý tín hiệu actuator control Điều khiển cấu chấp hành Function and Role (Chức vai trò) An ECU is an electronic control device that provides more efficient engine control and response to external factors than the conventional mechanical engine control system Its basic function is driving actuator and lamps by processing incoming sensor, switch and communication line signals 54 Installation Location (Vị trí lắp đặt) This is located in the engine room Nó lắp đặt khoang động Configuration (Cấu trúc) • Power supply: Power is supplied by a 12V battery and stably distributed to ICs and sensors (5V) • Nguồn Cung cấp: Nguồn điện cung cấp ắc quy 12V phân phối ổn định đến IC cảm biến (5V) • Input circuit: Analog signal processing (A/D converter), digital signal processing (on/off signals) • Mạch đầu vào: Xử lý tín hiệu tương tự (chuyển đổi A/D), xử lý tín hiệu kỹ thuật số (tín hiệu on/off) • Micro-Computer: Uses programs and data saved on the CPU to calculate incoming signals from sensors and send the result (e.g fuel injection time) to the output circuit • Vi điều khiển: Sử dụng chương trình liệu lưu CPU để tính tốn tín hiệu vào từ cảm biến gửi kết (ví dụ: thời gian phun nhiên liệu) đến mạch đầu • Output circuit: Made up of injectors, igniters, ETC (Electronic Throttle Control), lamps, control relays and solenoid valves Receives ECU commands to drive various moving parts • Mạch đầu ra: Các kim phun, ngòi nổi, ETC (điều khiển bướm ga điện tử), đèn, điều khiển rơ le van điện từ Nhận lệnh từ ECU để điều khiển chuyển động phận khác • Communications unit: Exchanges data with various vehicle systems • Đơn vị giao tiếp: Trao đổi liệu với hệ thống xe khác Lesson Basic Inspection and Adjustment Kiểm tra điều chỉnh The following are the basic inspections and adjustments to be carried out on a gasoline engine Sau bước kiểm tra điều chỉnh thực động xăng 7.1 Compression Pressure Test (Kiểm tra áp suất nén) < Engine Compression Tester > 55 • Why? (Tại sao?) A compression check will tell you what mechanical condition the upper end (pistons, rings, valves, head gaskets) of your engine is in Specifically, it can tell you if the compression is down due to leakage caused by worn piston rings, defective valves and seats, or a blown head gasket Kiểm tra áp suất nén cho bạn biết tình trạng khí phía động (piston, xéc măng, xupap, joang làm kín) Cụ thể, cho bạn biết áp suất nén giảm xuống rò rỉ rị rỉ có ngun nhân từ mịn xéc măng mịn, xupap đế xupa hư hỏng joang làm kín nắp máy • When? (Khi nào?) When engine vibration or abnormalities are present When excess exhaust gas is produced from incomplete combustion Khi động rung động xuất điều bất thường Khi khí thải vượt tiêu chuẩn quy định thải nhiên liệu cháy khơng hồn tồn • How? (Làm nào?) a Engine warm up and stop → normal temp a Động ấm lên dừng → nhiệt độ bình thường b Remove the ignition coil and spark plug of a cylinder to inspect b Tháo cuộn dây đánh lửa bu gi xylanh để kiểm tra c Install pressure gauge each cylinder c Lắp đặt đồng hồ áp suất cho xylanh d Crank for 10 seconds and check if compression pressure has formed d Khởi động 10 giây kiểm tra xem áp suất nén hình thành • Specifications (Thơng số kỹ thuật) • Compression pressure (Áp suất nén ): 13.0kgf/cm² (185psi) at 200-250rpm • Minimum pressure (Áp suất tồi thiểu): 11.5kgf/cm² (164psi) • Difference between each cylinder (sự chênh lệch xylanh: 1.0kgf/cm² (15psi) or less The engine must be at normal operating temperature, and the battery must be fully charged, for this check Begin by cleaning the area around the spark plugs before you remove them (compressed air should be used, if available) If compression was low, add some engine oil to each cylinder, through the spark plug hole, and repeat the test If the compression increases after the oil is added, the piston rings are definitely worn If the compression doesn’t increase significantly, the leakage is occurring at the valves or head gasket Leakage past the valves may be caused by burned valve seats and/or faces; warped, cracked or bent valves; or due to incorrect valve clearance If two adjacent cylinders have equally low compression, there’s a strong possibility that the head gasket between them is blown The appearance of coolant in the combustion chambers or the crankcase would verify this condition If one cylinder is 20 percent lower than the others, and the engine has a slightly rough idle, a worn exhaust lobe on the camshaft could be the cause or the valve timing is incorrect Động phải nhiệt độ hoạt động bình thường ắc quy phải sạc đầy để việc kiểm tra điều Bắt đầu cách làm khu vực xung quanh bugi trước tháo chúng (nếu sử dụng khí nén để làm sạch) Nếu áp suất nén thấp, thêm dầu bơi trơn vào xi lanh, thông qua lỗ bugi kiểm tra lại Nếu áp suất nén tăng sau thêm dầu bôi trơn, nghĩa xéc măng chắn bị mòn Nếu áp suất nén tăng khơng đáng kể, nghĩa rị rỉ xảy xupáp joang làm kín nắp máy Rị rỉ qua xupap cháy đế xupap bề mặc xupap; bị vênh, bị nứt bị cong xupap khe hở nhiệt khơng xác Nếu hai xylanh liền kề có áp suất nén thấp, có khả joang làm kín nắp máy bị cháy Sự xuất nước làm mát buồng đốt cácte kiểm chứng tình trạng Nếu xylanh có áp suất nén thấp 20% xylanh khác tốc độ cầm chừng động thấp vấu cam xả bị mài mịn ngun nhân thời điểm phân phối khí khơng 56 If the compression is unusually high, the combustion chambers are probably coated with carbon deposits If that’s the case, the cylinder head should be removed and the deposits removed If compression is way down, or varies greatly between cylinders, you should perform a leak-down test This test will pinpoint exactly where the leakage is occurring and how severe it is Nếu áp suất nén cao bất thường, buồng đốt bị muộn than tích tụ bám vào nhiều Nếu trường hợp này, nắp máy tháo làm lớp muội than Nếu áp suất nén giảm xuống khắc biệt lớn xy lanh, bạn nên thực kiểm tra rò rỉ Kiểm tra xác định xác nơi xảy rị rỉ mức độ nghiêm trọng 7.2 Fuel Pressure Test (Kiểm tra áp suất nhiên liệu) < Actuation test in GDS > < Fuel pressure guage installation > Why? (Tại sao?) A gasoline engine needs a fuel pressure of approximately 3.5 bar to be formed by the lowpressure pump of the fuel tank in order for its injectors to inject fuel Without this fuel pressure, power cannot be obtained from engine combustion even if all other systems are normal If the engine does not start, but cranking is possible, verify that an adequate fuel pressure has formed Động xăng cần áp suất nhiên liệu mức 3.5 bar tạo từ bơm áp suất thùng chứa nhiên liệu kim phun thực phun nhiên liệu Nếu khơng có áp suất này, công suất động đạt từ buồng đốt chí tất hệ thống khác điều bình thường Nếu khơng thể khởi động xe, đề được, kiểm tra áp suất nhiên liệu có đạt mức tiêu chuẩn hay khơng When? (Khi nào?) Cranking is possible but the engine does not start (with normal intake/ignition system) Khi xe đề động không khởi động (với hệ thống nạp/ đánh lửa bình thường) How?/ (Làm nào?) ※ Fuel pressure can be checked in GDS service data Áp suất nhiên liệu kiểm tra thông qua liệu sửa chữa GDS 57 Specifications (Thông số kỹ thuật) ※ Fuel filter inspection (Kiểm lọc nhiên liệu) If no fuel pressure forms when the fuel pump driving circuit is normal, check the fuel filter for blockage Nếu khơng có áp suất nhiên liệu mạch điều khiển bơm nhiên liệu bình thường kiểm tra lọc nhiên liệu a Install fuel pressure gauge in the fuel supply line Lắp đồng hồ đo áp suất nhiên liệu đường ống cung cấp nhiên liệu a Removed ignition coil & spark plug Tháo cuộn dây bugi đánh lửa a Observe the fuel pressure gauge while performing a GDS actuation test or cranking using the ignition button quan sát đồng hồ đo áp suất nhiên liệu thử nghiệm GDS khởi động máy để đánh lửa • 3.45-3.55kg/cm² when idle (khi chạy cầm chừng) 7.3 ECU Upgrade/ Nâng cấp hộp ECU HMC Local TSB (TSB Khu vực) OK Manual mode or Auto mode Chế độ thực tay chế độ tự động Download Tải xuống Dealer (Đại lý) 58 Why? (Tại sao?) Update to a new software version is required when an ECU logic is modified Cập nhật phiên phần mềm điều logic ECU chỉnh sửa When? (Khi nào?) Distribution from GSW to TSB/ Phân phổi từ GSW đến TSB How? (refer to TSB) Làm nào? (Tham khảo TSB) 7.3 ECU Upgrade (Nâng cấp ECU) • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • Check the ECU upgrade event Kiểm tra kiện nâng cấp ECU Install the GDS and Choose Vehicle information in GDS Lắp đặt GDS chọn thông tin xe GDS Select ECU Upgrade and select the Auto mode or Manual mode (if selected Auto mode) Lựa chọn nâng cấp ECU lựa chọn chế độ tự động tay (nếu chế độ tự động) After the Current ROM ID is displayed, select the Upgrade Event Sau hiển thị D ROM tại, lựa chọn kiện nâng cấp After clicking the Upgrade button, read Information then click OK Sau bấm chọn Nâng cấp, xem thông tin chọn OK The vehicle battery voltage is checked to make sure it is at least 12 volts to assure reliable upgrade results Kiểm tra điện áp ắc quy xe để chắn điện áp mức tối thiểu 12V để đảm bảo kết nâng cấp Upgrade will begin and the progress of the upgrade will appear on the bar graph Chế độ Nâng cấp bắt đầu trình nâng thị đồ thị Upgrade will occur until 100% is reached on the bar graph Turn the ignition key OFF for 10 seconds, place it back in the ON position and then click OK to continue according to Information displayed on the screen Quá trình nâng cấp hiển thị đạt 100% đồ thị Thực xoay chìa khóa vè vị trí IG OFF khoảng 10 giây, chuyển sang ON chọn OK để tiếp tục theo thông tin hiển hình Click OK on the final screen, which indicates upgrade is complete Chọn OK hình, q trình nâng cấp hồn thành Check if any incidental Diagnostic Trouble Codes (DTC) have been created by the upgrade and clear the DTC (s) present Kiểm tra có lỗi DTC ngâu nhiên tạo q trình nâng cấp sau thực xóa mã lỗi DTC Start the engine to confirm proper operation of the vehicle Khởi động xe để xác nhận xe vận hành ổn định 59 ... intake system or cuts it off according to control signals Đặc điểm bầu lọc xăng giải phóng xăng khơng khí bình thường chiếm chổ sau xăng hấp thụ Vì bầu lọc xăng hút nhiên liệu động không hoạt động. .. ignition engines, i.e gasoline engines, requires an ignition device that supplies ignition energy Động xăng yêu cầu phải có đủ lượng đánh lửa để đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu oxy Động tự cháy, tức động. .. trạng thái hoạt động động quan trọng Nói cách khác trạng thái hoạt động khác động có lượng phun nhiên liệu tương ứng phân loại theo tốc độ tua máy (RPM) tải động Start Stop The engine' s operating