chuyên đề hệ thống điện động cơ trên xe ô tô honda brv 2023

LỜI CẢM ƠN Được sự phân công của Khoa Cơ khí Động Lực thuộc trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh, cùng với sự đồng ý của giảng viên hướng dẫn Phan Nguyễn Quí Tâm, nhóm c

TỔNG QUAN

Lý do chọn đề tài

Nền công nghiệp ô tô trên thế giới ngày nay đã đạt được những thành tựu cao về khoa học kỹ thuật Sự cạnh tranh gay gắt trên thị trường ô tô đã thúc đẩy đầu tư nhiều về mặt nghiên cứu các công nghệ mới cho ô tô Lời giải cho bài toán về tiết kiệm năng lượng, sự điều kiển thông minh của động cơ liên tục được các nhà sản xuất ô tô lớn trên thế giới cho ra đời Honda BRV 2023 là những thế hệ xe mới nhất mang trong mình những công nghệ tiên tiến nói riêng và cả hãng Honda nói chung Vì vậy chúng em chọn đề tài “Chuyên đề hệ thống điện động cơ trên xe Honda BRV 2023” để tìm hiểu chi tiết, nguyên lý hoạt động, quá trình làm việc cũng như việc chẩn đoán và sữa chữa của các hệ thống điện động cơ Đồng thời từ việc thực hiện đề tài giúp em củng cố lại kiến thức sau khi đã học các môn trước đó, hệ thống lại các kiến thức làm hành trang bước vào môi trường làm việc.

Mục tiêu nghiên cứu

- Tìm hiểu về thông số kỹ thuật tổng quan về xe và động cơ trên xe ô tô Honda BRV

- Tìm hiểu mạch nguồn, thông số kỹ thuật, sơ đồ mạch điện của ECM

- Tìm hiểu cấu tạo, nguyên lý hoạt động, sơ đồ mạch điện của từng cảm biến, tín hiệu đầu vào và tín hiệu đầu ra

- Hiểu được các sơ đồ mạch điện điều kiển, điều kiển thông minh

- Góp phần xây dựng nền tảng kiến thức về những hư hỏng phổ biến, những biện pháp chẩn đoán, bảng mã lỗi.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Hệ thống điện động cơ Honda BRV 2023.

Phạm vi nghiên cứu

Đồ án tập trung vào nghiên cứu các cảm biến, bộ điều kiển, hệ thống điện và hiện thống điều khiển hiện đại của động cơ trên xe

Phương pháp thực thiện

Các phương pháp nghiên cứu chính:

- Nghiên cứu và biên dịch tài liệu chính hãng

- Tham khảo tài liệu, mô hình giảng dạy có tại Khoa Cơ khí động lực

- Chọn lọc thông tin, học hỏi kinh nghiệm từ thầy cô, bạn bè.

Cấu trúc đề tài

Đề tài gồm các chương sau:

Chương 2: Tổng quan về xe và động cơ Honda BRV 2023

Chương 3: Bộ xử lý và điều khiển PCM trên động cơ Honda BRV 2023

Chương 4: Các tín hiệu đầu vào của hệ thống điều khiển động cơ Honda BRV

Chương 5: Các tín hiệu đầu ra của hệ thống điều khiển động cơ Honda BRV 2023

Chương 6: Kết luận và đề nghị

TỔNG QUAN VỀ XE VÀ ĐỘNG CƠ HONDA BRV 2023

Giới thiệu về dòng xe Honda BRV 2023

Honda BRV là một mẫu xe SUV 7 chỗ tầm trung rất phổ biến tại thị trường Đông Nam Á, bao gồm Việt Nam Phiên bản 2023 được ra mắt vào tháng 8 năm 2022 với một số cập nhật đáng chú ý:

- Thiết kế ngoại thất được làm mới với lưới tản nhiệt, cản va trước/sau và đèn pha/đèn hậu được thiết kế lại cho hiện đại hơn

- Cabin bên trong cũng được lên đời với màn hình thông tin giải trí lớn hơn, hệ thống âm thanh cải thiện, và các tính năng tiện nghi cao cấp hơn

- Về động cơ, Honda BRV 2023 vẫn sử dụng động cơ xăng 1.5L cho công suất 121 mã lực và mô-men xoắn 145 Nm, kết hợp số tự động vô cấp CVT

- Các tính năng an toàn tiêu chuẩn như hệ thống phanh ABS, phân bổ lực phanh điện tử EBD, 6 túi khí, cân bằng điện tử ESC vẫn được trang bị

Hình 2.1 Hình ảnh Honda BRV 2023 Điểm mạnh của BRV là không gian nội thất rộng rãi, thiết kế thể thao, và khả năng vận hành ổn định Tuy nhiên, một số người dùng cũng phàn nàn về động cơ hơi yếu so với trọng lượng xe

Thông số kỹ thuật xe

Phiên bản Honda BR-V có số đo chiều dài x rộng x cao lần lượt là 4.490 x 1.780 x 1.685 (mm), chiều dài cơ sở ở mức 2.700 mm Những thông số này tương đương với các đối thủ cùng phân khúc như Mitsubishi Xpander hay Toyota Veloz Đây cũng là cơ sở để tạo tiền đề mang đến không gian nội thất rộng rãi dành cho người dùng

Khoảng sáng gầm 207 mm tạo lợi thế giúp "tân binh" nhà Honda dễ dàng chinh phục các cung đường gồ ghề cũng như leo lề tốt hơn

Bảng 1: Thông số kỹ thuật xe Honda BRV 2023

Thông số kỹ thuật Động cơ / Hộp số

Kiểu động cơ Xăng 1.5 L i-VTEC

Dung tích động cơ 1497CC

Công suất (mã lực) /vòng tua (vòng / phút) 119/6600

Mô-men xoắn (Nm)/vòng tua (vòng /phút) 145/4300

Hệ dẫn động Dẫn động cầu trước

Mức tiêu thụ nhiên liệu tính theo đường hỗn hợp 6,4

Kích thước dài x rộng x cao (mm) 4490 x 1780 x 1685

Chiều dài cơ sở xe (mm) 2700

Khoảng sáng gầm xe (mm) 207

Bán kính vòng quay (mm) 5300

Trọng lượng không tải (kg) 1265

Trọng lượng toàn tài (kg) 1830

Hình 2.2 Kích thước xe Honda BR-V 2023

Tổng quan về động cơ sử dụng trên Honda BRV 2023 – L15 ZF

2.3.1.Giới thệu về động cơ Động cơ L15ZF trên Honda BR-V 2023 là một động cơ xăng 4 xy-lanh, dung tích 1.5 lít, sản sinh công suất tối đa 119 mã lực tại 6.600 vòng/phút và mô-men xoắn cực đại 145

Nm tại 4.300 vòng/phút Đây là một động cơ DOHC i-VTEC, sử dụng công nghệ phun xăng đa điểm, có tích hợp hệ thống điều phối van biến thiên thông minh i-VTEC Công nghệ này giúp động cơ vận hành mạnh mẽ ở vòng tua cao, đồng thời tiết kiệm nhiên liệu ở các vòng tua thấp

Tính năng nổi bật của động cơ L15ZF:

- Dung tích 1.5L, 4 xy-lanh, 16 van

- Sử dụng công nghệ phun xăng đa điểm và i-VTEC

- Hộp số CVT mang lại khả năng tăng tốc mạnh mẽ

- Tiêu hao nhiên liệu trung bình khoảng 6-7Lít nhiên liệu trên quãng đường 100km

Với cấu hình này, động cơ L15ZF cung cấp sức mạnh đủ để di chuyển linh hoạt trong đô thị cũng như trên đường dài Tuy nhiên, do trọng lượng xe khá lớn, nên hiệu suất làm việc của động cơ chưa thực sự mạnh mẽ Về tổng thể, đây vẫn là một động cơ ổn định và tiết kiệm nhiên liệu phù hợp với mẫu SUV 7 chỗ Honda BR-V

Nhìn chung, động cơ L15ZF sử dụng những công nghệ tiên tiến như phun xăng đa điểm, i-VTEC, CVT để vừa cung cấp sức mạnh vừa đảm bảo tiết kiệm nhiên liệu tốt

Bảng 2 Thông số động cơ L15ZF trên Honda BRV 2023

Số xi lanh và cách sắp xếp 4 xi lanh, thẳng hàng

Cơ chế van 16 van DOHC Đường kính và hành trình piston (mm) 4490-1780

Công suất tối đa (V/Ph) 6600

Moment xoắn tối đa (Nm) 145

BỘ XỬ LÝ VÀ ĐIỀU KHIỂN PCM TRÊN ĐỘNG CƠ HONDA BRV

Tìm hiểu về PCM – Powertrain Control Module

Mô-đun điều khiển hệ thống truyền lực (PCM) là bộ não của hệ thống động cơ của xe PCM chịu trách nhiệm điều phối các cảm biến và bộ truyền động phức tạp tạo nên động cơ hiện đại Bằng cách xử lý dữ liệu từ nhiều cảm biến động cơ khác nhau, PCM điều chỉnh việc phun nhiên liệu, thời điểm đánh lửa và lượng khí nạp để tối ưu hóa hiệu suất và hiệu quả của động cơ Đó là minh chứng cho sự kỳ diệu của kỹ thuật ô tô, đảm bảo xe không chỉ vận hành êm ái mà còn đáp ứng các tiêu chuẩn khí thải nghiêm ngặt Khi PCM phát hiện sự cố, nó sẽ kích hoạt đèn kiểm tra động cơ, cảnh báo người lái xe về các vấn đề tiềm ẩn Về bản chất, PCM đóng vai trò then chốt trong chẩn đoán, bảo dưỡng và hiệu suất tổng thể của xe

Hình 3.1 Hình dạng và vị trí của bộ điều khiển động cơ PCM trên Honda BRV 2023

Hình 3.2 Ảnh PCM thực tế trên xe BRV 2023

- Powertrain control module kết hợp với các cảm biến và cơ cấu chấp hành của động cơ L15ZF để tạo thành hệ thống điều khiển động cơ

- Hệ thống điều khiển động cơ đọc dữ liệu trực tiếp từ cảm biến hoặc gián tiếp thông qua mạng CAN với các hộp điều khiển khác và kích hoạt các cơ cấu chấp hành tương ứng

- Các tính năng quan trọng nhất của hệ thống điều khiển động cơ bao gồm :

+ Điều chỉnh Lamda (tỉ lệ hòa khí)

+ Điểu chỉnh bướm ga điện tử

+ Kiểm soát nhiệt độ dầu động cơ

- Dựa theo các tín hiệu đầu vào, PCM sẽ điều khiển các hệ thống và chức năng sau: + Hệ thống đánh lửa

+ Hệ thống cấp nhiên liệu

+ Chẩn đoán và lưu lỗi

+ Nhận dạng và chống trộm

Bảng chức năng chân PIN của PCM

3.2.1.Sơ đồ giắc cái 50 chân PIN

Hình 3.3 Giắc cái 50 chân PIN của PCM xe Honda BRV 2023

Bảng 3: Bảng mô tả chân pin giắc cái 50 chân PCM

Tên chân PIN Mô tả

Nguồn điện cho PCM (trình điều khiển kim phun)

2 INJ RLY OUT (INJECTOR POWER

Nguồn điện cho PCM (trình điều khiển kim phun)

(TURBOCHARGER WASTEGATE CONTROL ACTUATOR POWER

Nguồn điện cho PCM (cho van điều khiển cửa xả turbo)

OXYGEN SENSOR (SECONDARY HO2S) (SENSOR 2) HEATER CONTROL) Điều khiển sưởi cho cảm biến Oxy sau bầu catalytic

5 FI MAIN RLY CL- (PGM-FI MAIN

RELAY 1) Điều khiển rơle chính PGM-FI 1, rơle kim phun, rơle cuộn dây đánh lửa

VALVE) Điều khiển van kiểm tra rò rỉ EVAP

7 +B BACK UP FI-ECU (VOLTAGE

Nguồn điện cho bộ nhớ PCM

8 FI MAIN RLY OUT (POWER

9 Not used Không sử dụng

Dây LIN từ cảm biến ắc quy

11 FUEL PUMP RLY CL- (FUEL

PUMP RELAY) Điều khiển rơ-le chính PGM-FI 2

13 FI ECU GND (GROUND) Mass cho PCM

15 ST CUT RLY1 CL- (STARTER

Rơle cắt bộ khởi động truyền động 1

16 FI SUB RLY OUT (POWER

18 FAN HI SIGNAL (RADIATOR FAN

CONTROL) Điều khiển rơle quạt dàn ngưng A/C và rơle điều khiển quạt

19 START DIAG (STARTER SIGNAL Phát hiện tín hiệu khởi động

Dây CAN-L (Gửi và nhận tín hiệu liên lạc cho TCM)

Dây CAN-H (Gửi và nhận tín hiệu liên lạc cho TCM)

23 ST CUT RLY2 CL- (STARTER

Rơle cắt khởi động truyền động 2

25 FI SUB RLY CL- (PGM-FI

SUBRELAY) Điều khiển rơle phụ PGM-FI

Phát hiện tín hiệu chuyển đổi vị trí bàn đạp phanh

27 SCS (SERVICE CHECK SIGNAL) Phát hiện tín hiệu kiểm tra dịch vụ

28 STS (STARTER SWITCH SIGNAL) Phát hiện tín hiệu công tắc khởi động

Tín hiệu cảm biến vị trí chân ga 1

Phát hiện tín hiệu cảm biến áp suất A/C

Tín hiệu cảm biến vị trí chân ga 2

Gửi tín hiệu tốc độ xe

36 F-CAN A_L (CAN CAN A-L (Gửi và nhận tín hiệu liên

CAN A-H (Gửi và nhận tín hiệu liên lạc)

CAN B-L (Gửi và nhận tín hiệu liên lạc)

CAN B-H (Gửi và nhận tín hiệu liên lạc)

Gửi và nhận tín hiệu liên lạc tới Hệ thống chống trộm

Phát hiện tín hiệu cảm biến áp suất mô- đun kiểm tra rò rỉ EVAP

43 SG5 (SENSOR GROUND) Mass cho cảm biến

44 VCC5 (SENSOR VOLTAGE) Nguồn cho cảm biến

46 SG4 (SENSOR GROUND) Mass cảm biến

OXYGEN SENSOR (SECONDARY HO2S) (SENSOR 2))

Dây tín hiệu của cảm biến oxy sau bầu catalytic

Mass cho cảm biến oxy sau bầu catalytic

Phát hiện tín hiệu chuyển đổi vị trí bàn đạp phanh

3.2.2.Sơ đồ giắc cái 80 chân PIN

Hình 3.4 Giắc cái 80 chân PIN của PCM trên xe Honda BRV 2023

Bảng 4: Bảng mô tả chân pin giắc cái 80 chân PCM

Tên chân PIN Mô tả

PUMP +) Điều khiển solenoid trong bơm cao áp

2 INJH4 (No 4 INJECTOR +) Điều khiển kim phun 4

3 INJL1 (No 1 INJECTOR -) Điều khiển kim phun 1

7 INJ GND2 (INJECTOR GROUND) Mass cho PCM ( Điều khiển kim phun)

8 INJ GND1 (INJECTOR GROUND) Mass cho PCM ( Điều khiển kim phun)

CONTROL) Điều khiển bộ sưởi cảm biến oxy trước bầu catalytic (A/F sensor)

14 HPUMP L (HIGH PRESSURE FUEL PUMP

-) Điều khiển solenoid trong bơm cao áp

22 GND4 (GROUND) Mass cho PCM

SIDE) Điều khiển cửa xả turbo

27 MTR1 (THROTTLE ACTUATOR) Điều khiển bướm ga

28 MTR2 (THROTTLE ACTUATOR) Điều khiển bướm ga

RELAY) Điều khiển rơle ly hợp máy nén A/C

32 CAM EX (CAMSHAFT POSITION (CMP)

Dây tín hiệu cảm biến vị trí trục CAM

34 KSGND (KNOCK SENSOR GROUND) Mass cho cảm biến tiếng gõ

35 KS (KNOCK SENSOR) Tín hiệu cam biến tiếng gõ

36 IG1(MONI) (IGNITION SIGNAL) Phát hiện tín hiệu đánh lửa

37 IGN01 (No 1 IGNITION COIL PULSE) Điều khiển Bôbin số 1

Tín hiệu cảm biến vị trí trục CAM

Tín hiệu cảm biến vị trí trục khuỷu

46 VTC(EX) (VTC OIL CONTROL

SOLENOID VALVE B) Điều khiển van điện từ điều khiển dầu VTC B

47 *1 ELCMP (EVAP LEAK CHECK MODULE

Nguồn cho mô-đun kiểm tra rò rỉ hơ xăng

48 IP (AIR FUEL RATIO (A/F) SENSOR

Tín hiệu vị trí bướm ga 1

Tín hiệu vị trí bướm ga 2

Tín hiệu nhiệt độ nước làm mát

Tín hiệu nhiệt độ khí nạp 1

Tín hiệu nhiệt độ nước làm mát

Tín hiệu nhiệt độ khí nạp 2

Tín hiệu cảm biến áp suất đường ống nạp

57 P3 (TURBOCHARGER BOOST SENSOR) Tín hiệu cảm biến áp suất sau turbo

58 ENG OPSW (OIL PRESSURE SWITCH) Tín hiệu cảm biến mức dầu động cơ

Tín hiệu vị trí/ độ mở cửa xả turbo

61 FGP (MASS AIR FLOW (MAF) SENSOR

Tín hiệu cảm biến lưu lượng khí nạp

64 VTC(IN) (VTC OIL CONTROL

SOLENOID VALVE A) Điều khiển van điện từ điều khiển dầu VTC A

Phát hiện tín hiệu vị trí P/N của hộp số

72 PF (FUEL RAIL PRESSURE SENSOR) Tín hiệu áp suất thanh rail

73 VS (AIR FUEL RATIO (A/F) SENSOR

Tín hiệu cảm biến A/F (Cảm biến 1) VS cell

74 VCENT (AIR FUEL RATIO (A/F) SENSOR

CONTROL SOLENOID VALVE) Điều khiển van xả áp Turbo

CANISTER PURGE VALVE) Điều khiển van thông hơi bình xăng

Sơ đồ mạch điện

3.3.1.Mạch nguồn cấp cho PCM

Hình 3.5 Sơ đồ mạch nguồn cấp cho bộ điều khiển PCM

PCM luôn có 1 nguồn thường trực từ B+ (12V) từ ắc quy đi qua cầu chì và cấp nguồn cho hộp Ngoài ra còn 2 nguồn B+ đi qua rơ le PGM-Fi 1, đóng tiếp điểm nối về mass Nguồn dương từ ắc quy qua rơ le và cấp cho PCM

Khi bật khóa điện, có 1 nguồn điện cấp trực tiếp cho PCM qua cầu chì và 1 nguồn đi vào rơ le PGM-Fi 2, làm đóng tiếp điểm, cho phép dòng điện từ ắc quy qua và cấp cho PCM

PCM lấy mass từ các điểm nối mass chung bắt trực tiếp vào sắt xi

3.3.2.Sơ đồ mạch điện hộp PCM

CÁC TÍN HIỆU ĐẦU VÀO CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ HONDA BRV 2023

Khái niệm về tín hiệu đầu vào

Mô-đun điều khiển động cơ (PCM) là một máy tính phức tạp nhận tín hiệu đầu vào từ mạng lưới cảm biến và công tắc Những đầu vào này bao gồm dữ liệu về tốc độ động cơ, tải trọng, nhiệt độ và hàm lượng oxy trong khí thải PCM xử lý thông tin này để tính toán các thông số phun nhiên liệu, thời điểm đánh lửa, tỷ lệ không khí-nhiên liệu và kiểm soát khí thải tối ưu

Vai trò của PCM là then chốt; PCM nhận được vô số tín hiệu đầu vào từ các cảm biến giám sát mọi thứ từ vị trí bướm ga đến nồng độ oxy trong khí thải Những cảm biến này bao gồm Cảm biến lưu lượng khí lớn (MAF), đo thể tích không khí đi vào động cơ và Cảm biến oxy (O2), đo hàm lượng oxy trong khí thải, cho phép PCM duy trì hỗn hợp không khí- nhiên liệu lý tưởng cho quá trình đốt cháy hiệu quả

Hơn nữa, PCM giám sát Cảm biến vị trí trục khuỷu, cảm biến này rất cần thiết đểxác định thời điểm phun nhiên liệu và đánh lửa của động cơ Cảm biến nhiệt độ nước làm mát (ECT) cũng cung cấp dữ liệu cho PCM, cho phép nó điều chỉnh hoạt động của động cơ dựa trên sự dao động nhiệt độ PCM xử lý tất cả thông tin này để tối ưu hóa các chức năng của động cơ như phun nhiên liệu, thời điểm đánh lửa và kiểm soát tốc độ không tải, đảm bảo động cơ vận hành êm ái, mạnh mẽ và hiệu quả PCM cũng quản lý hệ thống kiểm soát khí thải của động cơ, giữ cho xe tuân thủ các quy định về môi trường Về bản chất, PCM là người bảo vệ tính toàn vẹn của động cơ, liên tục điều chỉnh và tinh chỉnh các thông số để ngăn ngừa hư hỏng và duy trì hiệu suất tối ưu

Ví dụ: PCM sử dụng cảm biến vị trí bướm ga để xác định góc bướm ga và tải động cơ, những yếu tố này rất quan trọng để quản lý hiệu suất của động cơ Bằng cách liên tục theo dõi và điều chỉnh các thông số này, PCM đảm bảo động cơ hoạt động hiệu quả, duy trì hiệu suất tốt và tuân thủ các tiêu chuẩn khí thải

Các thành phần của tín hiệu đầu vào

Hình 4.1 Vị trí các cảm biến trên động cơ xe Honda BRV 2023

4.2.1.Cảm biến vị trí trục khuỷu

Cảm biến trục khuỷu tên tiếng anh là Crankshaft Position Sensor – CKP là một trong những cảm biến quan trọng ở động cơ xe hơi Chúng có nhiệm vụ thu thập dữ liệu về tốc độ trục khuỷu và vị trí trục khuỷu vào cuối kỳ nổ để gửi về PCM Từ dữ liệu này, PCM

34 tính toán và điều khiển góc đánh lửa cũng như hiệu chỉnh thời gian phun xăng Ngoài ra, nó theo dõi bất thường về tốc độ động cơ , góp phần phát hiện bỏ máy

Hình 4.2 Cảm biến vị trí truỵc khủy trên động cơ Honda BRV 2023

Hình 4.3 Vị trí của cảm biến vị trí trục khuỷu trên Honda BRV 2023

Cảm biến vị trí trục khuỷu dùng trên động cơ L15ZF là loại cảm biến Hall Cảm biến vị trí trục khuỷu được đặt tại đầu trục khuỷu, cảm biến trục khuỷu gồm một phần tử Hall đặt ở đầu cảm biến Ngoài ra còn có một nam châm vĩnh cửu và một IC tổ hợp nằm trong cảm biến Cảm biến CKP được cấp nguồn 5V từ chân 70 của PCM và lấy mass từ chân 71 Tín hiệu đuộc gửi về dưới dạng sóng về chân 41 Khi vận hành, hiệu ứng Hall tạo ra xung có dạng hình vuông gửi về PCM Vành xung bánh đà có 2 răng khuyết, vị trí xung trên răng khuyết dùng để xác định vị trí điểm chết trên xy lanh 1

Hình 4.4 Sơ đồ điện của cảm biến vị trí trục khuỷu

4.2.1.1.Cách kiểm tra Để kiểm tra cảm biến bị trí trục khủy, trước tiên, ta kiểm tra điện áp tín hiệu của cảm biến Vì cảm biến hoạt động theo nguyên lý Hall, nên tín hiệu gửi về PCM có giá trị luân phiên 0V và 5V, ngoài ra ta có thể dùng máy đo sóng để kiểm tra tín hiệu Nếu giá trị cảm biến sai lệch với tiêu chuẩn, ta lần lượt kiểm tra nguồn cấp và mass cho cảm biến

Hình 4.5 Hình dạng xung đo được

4.2.2.Cảm biến vị trí trục cam

4.2.2.1.Chức năng của cảm biến vị trí trục cam

Cảm biến vị trí trục cam có các chức năng cơ bản như: Điều chỉnh trục cam, đồng bộ hóa trình tự đánh lửa và phun nhiên liệu, nhận biết điểm đánh lửa ( điểm chết trên), Khởi động động cơ khẩn cấp trong trường hợp cảm biến trục khuỷu bị lỗi và xác định vị trí trục cam khi động cơ tắt, cho phép khởi động nhanh, giúp giảm thiểu khí thải vì có thể xác định được lượng phun nhiên liệu tối ưu

Hình 4.6 Hình dạng và vị trí của cảm biến vị trí trục cam trên xe Honda BRV 2023

Cảm biến trục cam loại Hall có cấu tạo như sau:

Hình 4.7 Cấu tạo của cảm biến trục cam loại Hall

Xe sử dụng cảm biến vị trí trục cam dạng Hall được cấu tạo gồm các bộ phận tương tự như cảm biến vị trí trục khuỷu, bao gồm: vành xung cam, IC Hall và nam châm vĩnh cửu

PCM sử dụng tín hiệu gửi về từ cảm biến vị trí trục cam và trục khuỷu để xác định các thì của từng xy lanh

Hình 4.8 PCM dùng tín hiệu từ trục cam để xác định thì của các xy lanh

Cảm biến vị trí trục khuỷu được cấp nguồn 5V bởi chân 77 và lấy mass từ chân 78 của PCM.Khi trục khuỷu quay, thông qua xích cam dẫn động làm trục cam quay theo Trên trục cam có một vành tạo xung có các vấu cực Các vấu cực sẽ quét qua đầu cảm biến, khép kín mạch từ Cảm biến sẽ tạo một xung tín hiệu gửi về chân 43 của PCM, PCM nhận tín hiệu này để xác định thời điểm đánh lửa và điểm phun tương ứng với điểm chết trên cuối kỳ nén của từng xy lanh theo đúng thứ tự làm việc của động cơ

Hình 4.9 Tín hiệu cảm biến vị trí trục cam

Hình 4.10 Sơ đồ điện của cảm biến vị trí trục cam

Kiểm tra tín hiệu: Tín hiệu của cảm biến là tín hiệu dạng sóng , khi kiểm tra ta tiến hành đo chân 3 và 2 với giá trị tiêu chuẩn là 0V và 5V theo xung

Hình 4.11 Tín hiệu dạng sóng của cảm biến trục cam

Nếu giá trị cảm biến sai lệch, ta kiểm tra đến nguồn và mass cấp cho cảm biến Để kiểm tra nguồn cấp, ta đo chân 1 và 2 của cảm biến, giá trị tiêu chuẩn là 5V Để kiểm tra mass, ta chỉ cần tháo giăc cảm biến và đo cực dương ắc quy với dây mass cảm biến, giá trị sẽ tương đương với điện áp ắc quy

4.2.3.Cảm biến nhiệt độ nước làm mát

Honda BR-V sử dụng 2 cảm biến nhiệt độ nước làm mát nhằm mục đích:

- Theo dõi các phần khác nhau của hệ thống:

Một cảm biến có thể được sử dụng để theo dõi nhiệt độ của nước làm mát ở đầu ra của động cơ, trong khi cảm biến kia theo dõi nhiệt độ ở đầu vào của bộ tản nhiệt Điều này cho phép PCM theo dõi hiệu quả của hệ thống làm mát và thực hiện các điều chỉnh nếu cần thiết

Nếu một cảm biến ECT bị hỏng, cảm biến kia vẫn có thể cung cấp thông tin cho PCM để đảm bảo động cơ hoạt động bình thường Điều này giúp giảm nguy cơ động cơ quá nhiệt hoặc hoạt động không chính xác

- Nhiệt độ động cơ cũng 1 phần ảnh hưởng đến thời điểm đánh lửa Động cơ quá nhiệt dễ gây ra tình trạng kích nổ sớm, để tránh hiện tượng kích nổ, PCM điều chỉnh thời điểm đánh lửa muộn hơn giúp cho hỗn hợp hòa khí nguội hơn, tuy nhiên

40 sẽ dẫn đến giảm hiệu suất và tăng tiêu thụ Duy trì động cơ hoạt động ở nhiệt độ lý tưởng, giúp tăng hiệu suất và tiết kiệm nhiên liệu

Hình 4.12 Hình dạng và vị trí của cảm biến nhiệt độ nước làm mát số 1

Hình 4.13 Hình dạng và vị trí của cảm biến nhiệt độ nước làm mát số 2

Hình 4.14 Ảnh thực tế vị trí của cảm biến nhiệt độ nước làm mát số 2

4.2.3.3.Cấu tạo Được cấu tạo là 1 điện trở nhiệt (Phần tử thay đổi điện trở theo nhiệt độ) Khi nhiệt độ tăng, điện trở giảm hoặc ngược lại và gửi tín hiệu điện áp về PCM

Hình 4.15 Cấu tạo của cảm biến nhiệt độ nước làm mát

Cảm biến là một chất bán dẫn có trị số nhiệt điện trở âm (hoặc dương) nên khi nhiệt độ nước làm mát giảm thì điện trở của cảm biến tăng và ngược Sự thay đổi điện trở sẽ làm thay đổi điện áp đặt ở chân cảm biến Điện áp 5V từ bộ ổn áp trong PCM qua điện trở chuẩn (không thay đổi) tới cảm biến rồi trở về PCM Như vậy, điện trở chuẩn và nhiệt điện trở tạo thành mạch phân áp Điện áp giữa 2 điện trở được đưa đến bộ chuyển đổi A/D Từ đó PCM sẽ xử lý để tính toán ra nhiệt độ nước Khi mạch điện của cảm biến gặp vấn đề ,

PCM sẽ điều khiển cho quạt chạy ở tốc độ tối đa để ngăn động cơ quá nhiệt và bật đèn check sáng lên

Hình 4.16 Sơ đồ nguyên lý

Hình 4.17 Sơ đồ điện của cảm biến nhiệt độ nước làm mát số 1

Cảm biến lấy nguồn cấp 5V từ chân 52 của PCM, lấy mass từ chân 78 của PCM Ở trên dây nguồn cấp sẽ trích ra 1 điểm để đo tín hiệu điện áp, đó là tín hiệu đầu ra của cảm biến ECT sensor 2:

Hình 4.18 Sơ đồ điện của cảm biến nhiệt độ nước làm mát số 2

CÁC TÍN HIỆU ĐẦU RA CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ

Khái niệm về tín hiệu đầu ra

Như đã nói ở trên, bằng cách xử lý dữ liệu từ nhiều cảm biến động cơ khác nhau, PCM điều chỉnh việc phun nhiên liệu, thời điểm đánh lửa và lượng khí nạp để tối ưu hóa hiệu suất và hiệu quả của động cơ Đảm bảo xe không chỉ vận hành êm ái mà còn đáp ứng các tiêu chuẩn khí thải nghiêm ngặt

Các tín hiệu đầu ra từ Mô-đun điều khiển động cơ (PCM) đóng vai trò quan trọng trong việc quản lý các chức năng khác nhau của động cơ

Tín hiệu phun nhiên liệu: PCM gửi tín hiệu chính xác đến kim phun nhiên liệu, xác định thời điểm và lượng nhiên liệu cần phun vào mỗi xi-lanh Điều này đảm bảo hiệu quả đốt cháy tối ưu

Tín hiệu thời điểm đánh lửa: PCM điều khiển thời điểm đánh lửa bằng cách gửi tín hiệu đến cuộn dây đánh lửa Thời điểm thích hợp đảm bảo cung cấp năng lượng hiệu quả và ngăn chặn tiếng gõ động cơ

Tín hiệu điều khiển không tải: Để chạy không tải, PCM điều chỉnh van điều khiển không khí không tải dựa trên đầu vào cảm biến Điều này duy trì tốc độ động cơ ổn định khi đóng ga

Tín hiệu điều chỉnh van biến thiên (iVTEC): Trong động cơ có hệ thống iVTEC, PCM điều chỉnh thời điểm van biến thiên để tối ưu hóa hiệu suất ở các RPM khác nhau

Tín hiệu điều khiển hộp số: Nếu xe có hộp số tự động, PCM sẽ giao tiếp với Mô-đun điều khiển hộp số (TCM) để quản lý việc chuyển số

Những tín hiệu này rất cần thiết để động cơ vận hành trơn tru và hiệu suất tổng thể của xe Các thành phần của tín hiệu đầu ra

Các hệ thống

5.2.1.Hệ thống phun xăng điện tử (PGM-Fi system )

PGM-FI là viết tắt của Phun nhiên liệu được lập trình Đây là hệ thống phun xăng đa điểm điện tử kỹ thuật số độc quyền được Honda phát triển cho động cơ đốt trong

- Hệ thống PGM-FI dựa trên nhiều cảm biến khác nhau, bao gồm:

- Cảm biến vị trí bướm ga (TPS): Theo dõi vị trí bướm ga

- Cảm biến chân không đường ống nạp (Pb): Đo áp suất không khí đường ống nạp

- Cảm biến vị trí trục khuỷu: tính toàn vị trí các xy lanh và tốc độ trục khuỷu

Giải thích dữ liệu: Sử dụng dữ liệu từ các cảm biến trên, hệ thống PGM-FI tính toán:

Từ những dữ liệu được giử về từ cảm biến, hệ thống PGM-FI sẽ tính toán ra lượng phun nhiên liệu, xác định thời điểm phun và thời điểm đánh lửa để tối ưu hiệu suất động cơ

Hệ thống sử dụng bản đồ hiệu suất để diễn giải dữ liệu cảm biến và tối ưu hóa việc phân phối nhiên liệu Những bản đồ này xem xét các điều kiện động cơ, các yếu tố khí quyển và điều kiện lái xe

Hình 5.1 Sơ đồ cấu tạo của hệ thống phun xăng điện tử (PGM-Fi system)

Bảng 5 Các kí hiệu trên sơ đồ cấu tạo của hệ thống phun xăng điện tử (PGM-Fi system)

Kí hiệu Tên viết tắt Mô tả

Van kiểm soát hơi nhiên liệu

Mô đun kiểm soát rò rỉ hệ thống nhiên liệu

D EVAP CANISTER Bầu lọc than hoạt tính thông hơi bình

Van điều áp nhiên liệu

H FUEL TANK Bình nhiên liệu

Cảm biến áp suất thanh rail

L NON-RETURN VALVE A Van 1 chiều

Van thông hơi bình xăng

N NON-RETURN VALVE B Van 1 chiều

O MAF SENSOR/IAT SENSOR 1 Cảm biến lưu lượng khí nạp / nhiệt độ khí nạp

Kim phun làm sạch bầu lọc canister

R INTERCOOLER Két làm mát sau turbo

Cảm biến áp suất khí nạp sau turbo

T IAT SENSOR 2 Cảm biến nhiệt độ khí nạp 2

Bộ điều khiển cửa xả turbo

Bộ điều khiển van xả áp turbo

X TURBOCHARGER BYPASS Van xả áp turbo

Y CMP SENSOR B Cảm biến vị trí cam xả

AA CMP SENSOR A Cảm biến vị trí cam nạp

AB PCV VALVE Van tách dầu

AC MAP SENSOR Cảm biến áp suất khí nạp

AD A/F SENSOR (SENSOR 1) Cảm biến lượng hòa khí

Solenoid điều chỉnh Cam biến thiên (Cam xả)

AF ECT SENSOR 1 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát số

AG KNOCK SENSOR Cảm biến kích nổ

Solenoid điều chỉnh Cam biến thiên (Cam nạp)

AK CKP SENSOR Cảm biến vị trí trục khuỷu

AL OIL PRESSURE SWITCH Công tắc áp suất dầu

5.2.1.3.Chức năng, nguyên lí hoạt động

- Điều khiển điện tử: Mô-đun điều khiển hệ thống truyền động (PCM) bao gồm bộ nhớ CPU (bộ lưu trữ) và các đầu vào/đầu ra điều khiển việc phun nhiên liệu, thời điểm phun và hệ thống điều khiển bướm ga điện tử (ETCS)

- Chức năng bảo vệ: Khi xảy ra sự cố về tín hiệu từ cảm biến hoặc từ bộ điều khiển khác, PCM sẽ bỏ qua tín hiệu đó và thay thế một giá trị được lập trình sẵn để cho phép động cơ tiếp tục chạy Điều này làm cho DTC được xác nhận được lưu trữ và đèn cảnh báo động cơ bật sáng

+ PCM có ROM có thể ghi lại ROM có thể có được phiên bản phần mềm mới nhất + Kiểm tra lỗi động cơ

+ Khi xe chuyển sang chế độ ON, PCM bật đèn báo lỗi động cơ thông qua mạch F- CAN trong khoảng 15 đến 20 giây để kiểm tra tình trạng xe

- Chế độ tự tắt (SSD Mode): Sau khi xe được chuyển sang chế độ TẮT (KHÓA), PCM sẽ duy trì trạng thái bật trong tối đa một giờ Nếu đầu nối PCM bị ngắt kết nối trong thời gian này, PCM có thể bị hỏng

Nguyên lý hoạt động: Hệ thống liên tục theo dõi các điều kiện động cơ, khí quyển và điều kiện lái xe Dựa trên dữ liệu này, nó sẽ xác định lượng nhiên liệu tối ưu để bơm vào động cơ Các biến số chính là tốc độ động cơ (n) và góc ga (alpha) Bằng cách sử dụng các phép đo này, hệ thống sẽ tra cứu số liệu cung cấp nhiên liệu thích hợp từ bản đồ của nó Sau đó, nó điều chỉnh con số này dựa trên các yếu tố bổ sung như áp suất cổng nạp, nhiệt độ nước làm mát động cơ và áp suất khí quyển Việc hiệu chỉnh lại này đảm bảo hiệu suất tối ưu và phản hồi ga rõ ràng trong các điều kiện vận hành khác nhau Kiểm soát phun nhiên liệu bao gồm kiểm soát lượng phun nhiên liệu, kiểm soát cắt giảm nhiên liệu và kiểm soát bơm nhiên liệu Công nghệ PGM-FI thích ứng (phun nhiên liệu theo chương trình) cho phép kiểm soát nhiên liệu chính xác, góp phần tăng công suất động cơ và giảm mức tiêu thụ nhiên liệu Việc kiểm soát phun nhiên liệu được xác định bằng cách cộng các giá trị hiệu chỉnh vào lần phun cơ bản Mô-đun điều khiển hệ thống truyền động (PCM) kiểm soát lượng phun nhiên liệu theo khoảng thời gian kim phun được cấp điện Thời điểm phun nhiên liệu được xác định bởi PCM, PCM tính toán thời gian phun cho từng xi-lanh dựa trên tín hiệu từ cảm biến vị trí trục khuỷu (CKP) và cảm biến vị trí trục cam (CMP) A Sau đó PCM sẽ điều khiển thời gian cấp điện cho kim phun Vì vậy, việc điều khiển phun nhiên liệu sẽ khác nhau tùy theo tình trạng của xe Ngoài ra, hệ thống phun tuần tự hoàn toàn được áp dụng làm hệ thống phun nhiên liệu

Hình 5.2 Sơ đồ điều chỉnh lượng phun nhiên liệu

Kiểm soát tỷ lệ nhiên liệu, không khí là một phần của kiểm soát phun nhiên liệu và bao gồm các bước: tính lượng phun cơ bản từ lưu lượng khí nạp và tốc độ động cơ, tính giá trị hiệu chỉnh tỷ lệ nhiên liệu không khí từ mật độ oxy trong khí thải và phản ánh giá trị tính toán vào lượng phun, kiểm soát tỷ lệ nhiên liệu không khí dừng phản hồi trong các điều kiện sau để duy trì hiệu suất vận hành và bảo vệ xúc tác Việc kiểm soát tỷ lệ nhiên liệu, không khí được diễn ra, khi khởi động động cơ hoặc trong quá trình tăng nhiên liệu sau khi khởi động động cơ, khi nước làm mát động cơ nguội, trong quá trình tăng nhiên liệu dưới tải cao, khi tăng nhiên liệu ở tốc độ động cơ cao, trong quá trình cắt nhiên liệu khi giảm tốc độ Việc kiểm soát tỷ lệ hòa khí sẽ phụ thuộc và tín hiệu của cảm biến tỷ lệ nhiên liệu không khí (A/F), Cảm biến oxy sau (HO2S), cảm biến áp suất khí nạp và cảm biến vị trí trục khuỷu để xác định các điều kiện vận hành cũng như tỷ lệ hòa khí hiện tại và điều chỉnh cho tới khi lamda bằng 1

Hình 5.3 Sơ đồ kiểm soát tỷ lệ nhiên liệu

Cảm biến tỷ lệ nhiên liệu không khí (A/F) (Cảm biến oxy trước) có vai trò kiểm soát tỷ lệ nhiên liệu không khí thực hiện kiểm soát phun nhiên liệu dựa trên mật độ oxy được phát hiện trong khí thải để đưa hỗn hợp nạp vào gần tỷ lệ nhiên liệu không khí mục tiêu.Việc kiểm soát tỷ lệ nhiên liệu không khí có độ chính xác cao này được thực hiện bằng cách phát hiện giá trị hiệu chỉnh bằng cảm biến tỷ lệ nhiên liệu không khí (A/F) (Cảm biến 1) và sau đó áp dụng hiệu chỉnh thêm bằng cảm biến oxy sau Mô-đun điều khiển hệ thống truyền động (PCM) cung cấp dòng điện cho cảm biến A/F (Cảm biến oxy trước) và giám sát giá trị hiện tại thay đổi theo mật độ oxy trong buồng đo của cảm biến Giá trị hiện tại tỷ lệ thuận với tỷ lệ nhiên liệu không khí, do đó PCM có thể tính toán tỷ lệ nhiên liệu không khí từ giá trị hiện tại

Hình 5.4 Đồ thị cảm biến nhiệt độ không khí A/F

Cảm biến oxy sau (HO2S) phát hiện mật độ oxy trong khí thải đi qua chất xúc tác và xuất nó tới PCM để cho phép điều khiển tỷ lệ nhiên liệu không khí có độ chính xác cao, điều này không thể thực hiện được chỉ bằng A /F cảm biến (Cảm biến 1) Một bộ gia nhiệt bằng gốm được trang bị bên trong bộ phận này nhằm rút ngắn thời gian phản ứng của cảm biến và cho phép đầu ra luôn ổn định

Hình 5.5 Đồ thị cảm biến Oxy

Thời điểm đánh lửa:Mô-đun điều khiển hệ thống truyền động (PCM) chứa bộ nhớ về thời điểm đánh lửa cơ bản ở các tốc độ động cơ khác nhau và nhiều áp suất tuyệt đối Nó cũng điều chỉnh thời gian theo nhiệt độ nước làm mát động cơ và nhiệt độ không khí nạp

Hình 5.6 Sơ đồ kiểm soát thời điểm đánh lửa

Kiểm soát cắt nhiên liệu diễn ra sau khi khởi động, trong quá trình giảm tốc với bướm ga mở nhẹ từ vị trí đóng hoàn toàn, mô-đun điều khiển hệ thống truyền động (PCM) sẽ dừng phun nhiên liệu khi tốc độ động cơ vượt quá giá trị quy định để nâng cao hiệu suất sử dụng nhiên liệu Ngoài ra, để ngăn ngừa hư hỏng động cơ, PCM dừng phun nhiên liệu khi tốc độ động cơ nằm trong vùng giới hạn (vùng màu đỏ) PCM dừng phun nhiên liệu khi xe đang chạy và khi dừng lại Tốc độ động cơ cắt nhiên liệu khi dừng thấp hơn so với khi lái xe

5.2.2.Hệ thống cầm chừng ( Auto idle stop )

Hệ thống Auto idle stop là hệ thống dừng và khởi động lại động cơ một cách tự động giúp tiết kiệm nhiên liệu tối đa tùy theo điều kiện môi trường và vận hành của xe

Hệ thống này có thể giúp giảm mức tiêu thụ nhiên liệu, tiếng ồn khi chạy không tải và lượng khí thải Các điều kiện như hoạt động của người lái, trạng thái xe và môi trường quyết định liệu xe có thể tự động dừng không tải hay không

- Kích hoạt: Hệ thống kích hoạt khi vị trí số ở vị trí Dẫn động (D) và nhấn bàn đạp phanh Ngay cả khi bạn nhả bàn đạp phanh, hệ thống vẫn tiếp tục hoạt động Nếu bạn nhấn bàn đạp phanh lần nữa, động cơ có thể tự động khởi động lại

Kiểm tra các tín hiệu đầu ra hư hỏng thường gặp

5.3.1.Kiểm tra bơm nhiên liệu

- B1: Bật công tắc IG sang chế độ “ON”

- B2: Mở nắp tiếp nhiên liệu trên bình nhiên liệu, lắng nghe tiếng hoạt động của bơm nhiên liệu trong vài giây

+ Trường hợp 1: có tiếng hoạt động của bơm, tức là bơm nhiên liệu vẫn hoạt động bình thường chuyển sang giai đoạn kiểm tra tiếp theo

+ Trường hợp 2: Không nghe tiếng hoạt động của bơm Đóng nắp bình nhiên liệu lại và thực hiện các bước khắc phục sau:

* Kiểm tra mạch cấp nguồn relay bơm nhiên liệu Đặt công tắt IG ở “OF”

1.Tháo relay bơm nhiên liệu khỏi hộp cầu chì mạch

2.Kiểm tra xem kết nối cực tới giắc cắm relay bơm nhiên liệu có chính xác không

3.Nếu các kết nối cực đều tốt, bật công tắc IG sang “ON”

4.Kiểm tra nguồn tới chân cuộn của relay bơm và chân tiếp điểm raley có hay không Có thì chuyển sang bước kiểm tra tiếp theo Nếu KHÔNG thì sửa chữa mạch cấp nguồn relay bơm nhiên liệu

* Kiểm tra relay bơm nhiên liệu

1.Rút relay bơm ra khỏi hộp cầu chì

2.Đo điện trở kiểm tra cuộn dây của relay còn tốt không, thường điện trở cuộn từ 70-

90 Ohm là còn tốt, nếu Relay còn tốt sang giai đoạn kiểm tra tiếp theo, nếu không thì thay relay

5.3.2 Kiểm tra áp suất nhiên liệu

B1: Kiểm tra áp suất nhiên liệu

1 Xả áp suất nhiên liệu ra khỏi đường dẫn nhiên liệu

3 Tháo ống nạp nhiên liệu ra khỏi giàn phun nhiên liệu

4 Kết nối đồng hồ đo áp suất nhiên liệu giữa ống cung cấp nhiên liệu và giản phun nhiên liệu

5 Quan sát đồng hồ đo và ghi nhận lại giá trị

B2: Kiểm tra đường dẫn nhiên liệu

1 Kiểm tra đường ống nhiên liệu và khớp nối xem có hiện tượng rò rỉ nhiên liệu, hư hỏng hay biến dạng không

2 Nếu có hãy sửa chữa phần bị hỏng, nếu không ta sang giai đoạn kiểm tra tiếp theo

5.3.3.Kiểm tra kim phun nhiên liệu

B1: Kiểm tra âm thanh hoạt động của kim phun nhiên liệu

1 Dùng tai nghe, kiểm tra âm thanh hoạt động của mỗi kim phun nhiên liệu khi động cơ chạy hoặc khởi động

2 Để ý âm thanh của tất cả các kim, tất cả đều có âm thanh là kim phun còn tốt, nếu có kim không có âm thanh chuyển sang bước kiểm tra kim phun

B2: Kiểm tra điện trở kim phun nhiên liệu

1 Tắt công tắc đánh lửa “OFF”, rút các giắc cắm ra khỏi kim phun

2 Kiểm tra kết nối giắc và kim phun có tốt và đúng không

3 Nếu kết nối tốt chuyển sang kiểm tra điện trở kim phun

4 Tháo kim phun ra khỏi giàn phun nhiên liệu và đầu xi-lanh

5 Dùng đồng hồ VOM đo 2 chân kim phun để biết điện trở của cuộn kim phun ( điện trở của kim phun từ 1 - 2,5 Ohm ở 20°C)

6 Dùng dụng cụ chuyên dụng kiểm tra kim phun, cắm vào giắc của kim phun

7 Cho đầu nhiên liệu vào của kim phun kết nối với bình dung dịch vệ sinh kim phun

8 Cấp (+) cho 1 đầu dây kiểm tra, cho đầu dây còn lại nhấp nhà và giữ cứng tại cọc (-), quan sát hoạt động của kim

9 Nếu thấy phun đều là kim phun tốt, nếu KHÔNG ta tiến hành thay kim phun

Tiêu đề	Hệ thống điện động cơ trên xe ô tô Honda BRV 2023
Tác giả	Nguyễn Minh Nhật, Nguyễn Quang Minh
Người hướng dẫn	TS. Phan Nguyễn Quý Tâm
Trường học	Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
Chuyên ngành	Công nghệ Kỹ thuật Ô tô
Thể loại	Đồ án tốt nghiệp
Năm xuất bản	2024
Thành phố	Tp. Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	104
Dung lượng	8,31 MB