Giáo trình hệ thống máy tính điều khiển ô tô phần 2

Chương CHẨN ĐOÁN HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ 4.1 CÁC CẢM BIẾN CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ 4.1.1 Cảm biến kiểu công tắc Những đầu vào gửi tín hiệu dạng số đến máy tính Điện áp tín hiệu có hai mức: Cao Thấp Đóng mở mạch làm tín hiệu thay đổi Có hai dạng thiết kế chính: Kiểu mạch treo Kiểu mạch treo dƣới Hình 4.1: Hai kiểu thiết kế mạch cảm biến dạng công tắc Phƣơng pháp kiểm tra Phải nhận dạng đƣợc thiết kế mạch thuộc loại sau bắt đầu kiểm tra Có thể dùng sơ đồ mạch điện để nhận dạng thiết kế Nhìn vào cơng tắc lần theo dây dẫn khơng đến máy tính Nếu đến mass, mạch treo dƣới Nếu đến nguồn, mạch treo 99 Hoặc dùng vơn kế để kiểm tra điện áp hai đầu công tắc Công tắc kiểu treo dƣới có mức điện áp 0V hai phía đầu dây đóng Cơng tắc kiểu treo có mức điện áp cao hai đầu dây đóng Để nhận dạng mạch khơng thể đóng cơng tắc, cần sơ đồ mạch điện để biết đƣợc, hai dây dây tín hiệu máy tính: Khi cơng tắc bị tháo ra, điện áp dây tín hiệu cao, kiểu treo dƣới; ngƣợc lại, điện áp dây tín hiệu 0V, kiểu treo Bảng 4.1: Phương pháp chẩn đoán với kiểu thiết kế khác cảm biến có dạng cơng tắc Kiểu thiết kế Hiện tƣợng Tiến hành (1) Kiểm tra mass công tắc đóng: Điện áp dƣới 100mV Điện áp đo (2) Kiểm tra vấn đề khí thủy lực đƣợc cơng (cái kích hoạt cơng tắc) Nếu tốt: Cơng tắc cao tắc không tốt (3) Thực kiểm tra thông mass để xác nhận (1) Ngắt kết nối công tắc (2) Nếu điện áp cao: Công tắc không tốt Mạch treo dƣới (3) Nếu điện áp thấp: Đo điện áp dây tín hiệu PCM (4) Nếu điện dây áp tín hiệu cao PCM thấp cơng tắc: Dây tín hiệu Điện áp đo hở đƣợc cơng (5) Nếu điện áp tín hiệu thấp PCM tắc ln thấp lẫn cơng tắc: Dây tín hiệu ngắn xuống mass Dùng ôm kế kiểm tra xác nhận (6) Nếu khơng ngắn mạch, PCM khơng tốt (7) PCM khơng gửi điện áp đến dây tín hiệu: Kiểm tra nguồn cấp, mass PCM mạch tham chiếu 5V trƣớc 100 thay PCM Điện áp đo Kiểm tra vấn đề khí thủy lực đƣợc cơng (cái kích hoạt cơng tắc) Nếu tốt, cơng tắc ln cao tắc không tốt (1) Kiểm tra vấn đề khí thủy lực (cái kích hoạt cơng tắc) Mạch treo (2) Kiểm tra điện áp cấp cho công tắc Điện áp đo đóng mở cơng tắc Nếu điện áp đƣợc công thay đổi vị trí cơng tắc thay đổi, tắc ln thấp mạch tín hiệu bị ngắn xuống mass Dùng ơm kế để xác nhận ngắn mạch (3) Nếu nguồn cấp tốt khơng có ngắn mạch, cơng tắc khơng tốt Điện áp đo đƣợc công tắc tốt nhƣng mô đun không nhận (1) Có thể dây tín hiệu (2) Kiểm tra dây tín hiệu máy tính (3) Nếu điện áp 0V vị trí cơng tắc, hở dây tín hiệu Nếu điện áp bị kéo lên cơng tắc PCM giắc nối đến PCM PCM có vấn đề Hình 4.2: Hoạt động bình thường mạch treo 101 Hình 4.3: Hoạt động bình thường mạch treo Hình 4.4: Kiểm tra thơng mạch với đèn kiểm tra 102 Ví dụ, chẩn đốn cơng tắc tay số N tay số P Đảm bảo lỗi thân công tắc gây (sau xác nhận hở ngắn mạch mạch điện vấn đề ECM) Hầu hết cơng tắc đƣợc kiểm tra với DVOM Nếu lỗi công tắc gây DTC, thực theo quy trình khắc phục DTC Repair Manual Hình 4.5: Cơng tắc vị trí tay số N tay số P 4.1.2 Cảm biến dạng điện trở biến thiên Hình 4.6: Dạng cảm biến có điện trở thay đổi 103 Cảm biến dạng điện trở biến thiên (ECM xác định phạm vi tình trạng vận hành) Ví dụ, cảm biến nhiệt độ nƣớc làm mát động cơ, cho phép ECM xác định nhiệt độ phạm vi rộng, dƣới nhiệt độ đóng băng nhiệt độ sơi Hình 4.7: Cảm biến vị trí bướm ga Hình 4.8: Chức TPS phối hợp MAP điều khiển động 104 Cảm biến TPS đƣợc sử dụng cho đầu sau đây:  Làm giàu hỗn hợp tăng tốc: TPS mở nhanh nghĩa máy tính thêm nhiên liệu vào  Cắt nhiên liệu giảm tốc: TPS đóng nhanh = máy tính ngắt kim phun hoàn toàn (chỉ RPM lớn)  Điều khiển tốc độ cầm chừng: Máy tính ngăn chặn giảm tốc nhanh (chết máy – decelaration stalling) cách mở đƣờng IAC sau có tăng vọt tính hiệu điện áp TPS  Dự phịng cho cảm biến MAF MAP bị lỗi: Máy tính sử dụng RPM TPS để ƣớc lƣợng thể tích khơng khí nạp  Một số đầu khác đƣợc điều khiển sử dụng đầu vào TPS: EGR, vòng lặp kín/mở, ly hợp máy nén, vị trí tay số, Clear Flood Mode, thời điểm đánh lửa… 4.1.2.1 Hiện tượng TPS lỗi (1) Tăng tốc ngắt quãng, thƣờng kết thúc cầm chừng (2) Tốc độ cầm chừng cao (3) Tốc độ cầm chừng thấp (4) (5) (6) (7) (8) Nổ không tốc độ cầm chừng Chết máy tắt máy Không khởi động (TPS kẹt chế độ WOT hoạt động) Ly hợp máy nén không hoạt động Hộp số không chuyển số, chuyển số điện tử (chỉ limp mode) Hầu hết cảm biến TPS cảm biến ba dây dẫn:  Điện áp tham chiếu 5V, gần 5V không biến đổi, đƣợc chia sẻ với chiết áp khác, cảm biến áp suất, hiệu ứng hall  Tín hiệu biến đổi từ điện áp thấp tốc độ cầm chừng (khoản dƣới 1V) đến điện áp cao chế độ WOT (thƣờng 4V) Điện áp tín hiệu bám sát dịch chuyển bƣớm ga không nên đột biến rơi 105  Mạch nối mass khơng đổi, thấp 100mV đƣợc chia sẻ với đầu vào khác Một vài loại TPS có bốn dây dẫn:  TPS bốn dây Toyota, bao gồm chiết áp công tắc tiếp điểm cầm chừng  TPS bốn dây Ford, bao gồm hai chiết áp tín hiệu phân biệt, chia sẻ nội nguồn tham chiếu 5V mass, đƣợc dùng hệ thống bƣớm ga điện tử Một số loại khác lại khơng có chiết áp mà chứa hai nội công tắc Hãng Nissan sử dụng loại TPS sáu dây vài model Nó chứa công tắc tiếp điểm cầm chừng WOT, chiết áp, ba dây cho tín hiệu chiết áp, ba dây cho tín hiệu cơng tắc Với hệ thống điều khiển bƣớm ga điện tử, TPS đƣợc tích hợp thân bƣớm ga khơng hoạt động cách riêng lẻ 4.1.2.2 Phương pháp kiểm tra TPS với Scan tool KOEO: (1) Quan sát điện áp TPS chế độ cầm chừng WOT:  Khi cầm chừng: dƣới 1V (thông thƣờng 0.3 – 0.9V)  Khi WOT: 3.5 – 4.5V (2) Quan sát độ mở TPS (TPS%):  Khi cầm chừng: – 10%  Khi WOT: 85 – 100% (3) Thực kiểm tra quét TPS: Phải mở đóng bƣớm ga chậm để quan sát đột biến rơi áp xảy (4) Kiểm tra dây tín hiệu TPS: (TPS% đƣa giá trị lỗi) (5) Thực tín hiệu TPS ln 0: 106 Hình 4.9: Kiểm tra TPS tháo Hình 4.10: Kiểm tra TPS chưa tháo 107 (6) Tháo cảm biến TPS Điện áp TPS nên đọc đƣợc mức 5V vài mẫu xe 0V vài mẫu xe khác Nếu đọc đƣợc 5V, mạch tín hiệu tốt Nếu đọc đƣợc 0V sau nối dây tham chiếu 5V với dây tín hiệu dùng điện trở kohms (ngăn chặn ngắn mạch) Nếu liệu quét đƣợc TPS 5V mạch tín hiệu tốt (7) Thực điện áp tín hiệu TPS ln mức 5V: Tháo cảm biến Nối dây tín hiệu TPS với dây mass TPS: Nếu điện áp đọc đƣợc 0V mạch tín hiệu tốt Lƣu ý: Không nối dây tham chiếu 5V xuống mass 4.1.2.3 Phương pháp kiểm tra TPS với vôn kế máy sóng Hình 4.11: Tín hiệu TPS tốt trục trặc  KOEO KOER  Cực âm cần nối mass tốt kiểm tra  Nối cực dƣơng đến: 108 (1) Dây tín hiệu TPS: Kiểm tra cầm chừng WOT:   Dƣới 1V chạy cầm chừng (thƣờng 0.3 – 0.9V) 3.5 – 4.5V WOT Thực kiểm tra quét: Nếu dùng vôn kế, bƣớc kiểm tra phải tiến hành chậm Với gián đoạn nhiệt độ dao động, tạo lại lỗi Nếu khơng có tín hiệu tín hiệu vƣợt q phạm vi: kiểm tra điện áp tham chiếu 5V mass; kiểm tra ngắn mạch hở mạch (2) Dây tham chiếu 5V: Đọc đƣợc tín hiệu gần 5V (3) Dây mass TPS: đọc đƣợc điện áp tín hiệu thấp 100mV Nếu điện áp cao, nghĩa điện trở cao dây mass từ cảm biến đến PCM, mass PCM không tốt PCM không tốt 4.1.3 Cảm biến tần số tín hiệu dạng tƣơng tự Cảm biến tần số dạng tín hiệu dạng tƣơng tự, ví dụ, cảm biến kích nổ, phát tần số cho phép ECM điều chỉnh ngăn chặn động kích nổ Cảm biến phát dao động động đánh lửa sớm kích nổ gây tạo tín hiệu điện áp để gửi đến ECM ECM xem xét tín hiệu cảm biến kích nổ điều khiển thời điểm đánh lửa Hầu hết mẫu xe trang bị hai cảm biến kích nổ để giúp ECM khoanh vùng tốt nơi xảy kích nổ Cảm biến chứa phần tử dạng tinh thể áp điện tạo điện áp có áp lực dao động tác dụng lên Khi kích nổ xảy ra, dao động tạo điện áp phần tử áp điện Kích nổ nhiều, điện áp sinh lớn Có hai loại cảm biến kích nổ: - Cảm biến kích nổ loại cộng hƣởng: Chứa dao động đáp ứng với dải tần số dao động hẹp Loại cảm biến phát đƣợc dao động dải tần số Loại 109 đƣợc bắt vào số phận động nhƣ thân máy, nắp máy, đƣờng ống nạp,… - Cảm biến kích nổ dải rộng: Có chứa đối trọng thép có khả đáp ứng với dải tần số dao động rộng Loại thƣờng đƣợc lắp thân xylanh Dƣới tổng kết việc chẩn đốn cảm biến kích nổ thơng thƣờng Tham khảo Repair Manual với quy trình chẩn đốn cảm biến đặc biệt kiểm tra đặc tính với DVOM Chẩn đốn cảm biến kích nổ u cầu tháo giắc cảm biến sử dụng dây nhảy để đổi cảm biến (vị trí cảm biến mạch điện) Ví dụ, dây nhảy đƣợc kết nối để ECM thấy cảm biến số thành cảm biến số cảm biến số thành cảm biến số Tiếp đến, xóa DTCs vận hành động Kiểm tra DTCs liệu tĩnh lần Nếu DTC tiếp tục lỗi cảm biến kích nổ (ví dụ, trƣớc DTC lỗi cảm biến số bây giờ, DTC lỗi cảm biến số 2) cảm biến thực lỗi Nếu DTC khơng có thay đổi, phải quan tâm tới dây dẫn ECM Cảm biến kích nổ có giá trị điện trở đặc biệt kiểm tra với DVOM Tham khảo Repair Manual để biết đặc tính cảm biến kích nổ Hình 4.12: Các loại cảm biến kích nổ 110 Hình 4.13: Đặc tính cảm biến kích nổ Một cảm biến kích nổ hỏng làm ECU đƣa động vào chế độ đảm bảo an toàn với thời điểm đánh lửa chậm Cảm biến kích nổ dải rộng loại khơng cộng hƣởng thƣờng dễ bị hỏng vị trí moment Ln ln đảm bảo tham khảo Repair Manual cho đặc tính moment hƣớng đặt cảm biến xác Đánh lửa sớm xảy hỗn hợp bị đốt cháy trƣớc bugi bật tia lửa điện Kích nổ xảy lửa thứ hai bị đốt nhiệt áp suất cao sau bugi đánh lửa Hoặc kiểm tra loại cảm biến dƣới đây: Hình 4.14: Cảm biến kích nổ với dịng bias 5V DC 111 Khơng cần dùng ôm kế để phát hở mạch ngắn mạch mạch điện sử dụng điện áp tham chiếu điện áp bias Hình 4.15: Dữ liệu KS với DTC P0327 4.1.4 Cảm biến tần số tín hiệu dạng số Các loại cảm biến tần số, ví dụ cảm biến tốc độ trục khuỷu (Loại từ trở biến thiên – Variable Reluctance Sensor VRS), loại cảm biến hai dây (đối với loại cảm biến dùng cuộn dây sinh tín hiệu, Hình 4.12) ba dây (đối với loại có u cầu nguồn cấp từ bên ngồi để hoạt động – Magnetic Resistance Element MRE), tự tạo điện áp cách sử dụng định luật dịch chuyển, từ trƣờng vật dẫn, xem Hình 4.16 – 17 Tín hiệu đầu cảm biến điện áp xoay chiều, có biên độ tần số tăng RPM tăng, xem Hình 4.16 Cảm biến dẫn từ chống lại Khe hở chúng lớn làm tín hiệu yếu, nhƣng chúng gần nhau, dẫn từ phá hỏng cảm biến Mạch tín hiệu ln đƣợc che chắn chống nhiễu Hình 4.16: Mơ tả hoạt động cảm biến tần số dạng từ trở biến thiên 112 Hình 4.17: So sánh loại cảm biến MRE dây với loại dây Hình 4.18: Cảm biến VRS dùng điện áp bias 1V DC Hình 4.19: Cảm biến VRS khơng dùng điện áp bias 113 Có khác biệt mạch điện tử bên module sử dụng chuyển đổi dạng tƣơng tự sang dạng số - Bộ chuyển đổi AD Điều làm ảnh hƣởng đến cách thức máy sóng lƣu trữ số DSO đƣợc kết nối với cảm biến để mơ tả dạng sóng thích hợp Vài loại sử dụng điện áp tham chiếu dây (+) dây (-) cảm biến, số khác lại khơng dùng, xem Hình 4.18 – 19 Hình 4.20: Lưu ý nối thiết bị đo với loại VRS không nối đất Một số cảm biến đƣa dạng sóng tín hiệu dây (+) Với loại cảm biến dây (-) tƣơng đƣơng với cực âm ắc quy, có điện áp tham chiếu nó, từ – V (điện áp DC), xem Hình 4.18 – 19 Có vài loại cảm biến đƣa dạng sóng tín hiệu dây (+) dây (-) Loại cảm biến đƣợc gọi “Cảm biến không nối đất – Floating Ground Sensor”, xem hình 4.20 – 21 Hình 4.21: Dạng tín hiệu cảm biến trục khuỷu đưa tín hiệu lên hai dây 114 Hình 4.22: So sánh VRS tháo cắm Hình 4.23: Chuyển đổi tín hiệu từ AC sang DC 115 Bộ chuyển đổi AD làm kéo dòng cảm biến VRS Đây trạng thái bình thƣờng có nghĩa rằng, biên độ tín hiệu thấp cảm biến đƣợc cắm vào, xem Hình 4.22 Bộ chuyển đổi AD đòi hỏi điện áp khoảng 500mV, xem Hình 4.23 Kiểm tra VRS với máy sóng      Không tháo cảm biến (Xem lại Hình 4.22) Ln kết nối với mặt lƣng giắc cảm biến Nối que DSO (+) với (+) cảm biến Nối que DSO (-) với (-) cảm biến cực âm ắc quy: Khi nối với (-) cảm biến: (1) Để nhìn thấy hết biên độ tín hiệu cảm biến (Xem lại Hình 4.20 – 22) (2) Khi muốn có tín hiệu rõ (3) Chỉ dùng kiểm tra tín hiệu lúc – Single Trace Testing, không dùng (-) cảm biến đo nhiều tín hiệu lúc Máy sóng dùng chung mass tất kênh (4) Khi máy khơng khởi động muốn nhìn thấy hết biên độ tín hiệu thiết kế mạch nhƣ mà máy tính sử dụng  Khi nối với âm ắc quy: (1) Khi muốn thực kiểm tra nhiều tín hiệu lúc – Multiple Trace Testing (2) Khi cần tín hiệu khơng quan tâm biên độ (3) Nếu muốn nhìn thấy mức điện áp bias mạch, xem lại Hình 4.19  Tìm kiếm biên độ, tần số, dạng sóng thích hợp: (1) Biên độ tối thiểu khoảng +/- 500mV cho chuyển đổi AD để thấy đƣợc tín hiệu, xem lại Hình 4.23 (2) Biên độ tần số tăng theo tốc độ, xem lại Hình 4.16 (3) Dạng sóng cho ứng dụng 116  Có thể sử dụng vơn kế xoay chiều với cách dùng giống tƣơng tự nhƣ với DSO: Thiết bị đo giá trị điện áp trung bình nên biên độ tín hiệu thấp đo với DSO Kiểm tra VRS khơng có tín hiệu Hình 4.24: Kiểm tra thông mạch VRS với hệ thống đánh lửa trực tiếp GM (GM DI Ignition) Các vấn đề khác phụ thuộc vào vị trí kiểm tra kết nối với máy sóng: (1) Cảm biến không tốt (2) Hở mạch ngắn mạch xuống mass dây cảm biến cảm biến module (3) Răng dẫn từ vỡ thiếu không di chuyển (4) Vấn đề khe hở từ Nếu kiểm tra trực quan dẫn từ khe hở từ Trƣớc kết luận tình trạng cảm biến, phải xác nhận khơng có hở mạch ngắn mạch dây cảm biến Xác nhận mạch tín hiệu tồn vẹn: (1) Đo điện áp bias (+) cảm biến (-) cảm biến cảm biến tháo gắn vào để xác nhận tình trạng toàn vẹn mạch 117 Lắc nhẹ dây dẫn giắc cảm biến để phát thay đổi điện áp bias, điều vấn đề dây dẫn (2) Thực kiểm tra thông mạch:   Dùng đèn kiểm tra nối với BAT (+) đầu chạm/khơng chạm ln phiên dây tín hiệu cảm biến Nếu có phản ứng, điều chứng minh rằng, mạch tín hiệu tồn vẹn (khơng hở ngắn mạch dây tín hiệu, xem Hình 4.24 – 25 (3) Kiểm tra khác:   Đo điện trở cảm biến ôm kế (Nhớ kiểm tra bánh khơng di chuyển nó) Đo dây (+) cảm biến dây (-) cảm biến để kiểm tra hở mạch ngắn mạch cảm biến module Hình 4.25: Kiểm tra thơng mạch VRS hệ thống đánh lửa Toyota 118 ... tín hiệu chiết áp, ba dây cho tín hiệu công tắc Với hệ thống điều khiển bƣớm ga điện tử, TPS đƣợc tích hợp thân bƣớm ga không hoạt động cách riêng lẻ 4.1 .2. 2 Phương pháp kiểm tra TPS với Scan tool... Hình 4 .20 – 22 ) (2) Khi muốn có tín hiệu rõ (3) Chỉ dùng kiểm tra tín hiệu lúc – Single Trace Testing, không dùng (-) cảm biến đo nhiều tín hiệu lúc Máy sóng dùng chung mass tất kênh (4) Khi máy. .. MAP điều khiển động 104 Cảm biến TPS đƣợc sử dụng cho đầu sau đây:  Làm giàu hỗn hợp tăng tốc: TPS mở nhanh nghĩa máy tính thêm nhiên liệu vào  Cắt nhiên liệu giảm tốc: TPS đóng nhanh = máy tính