bài giảng các hệ thống cơ điện tử trên ô tô

Hệ thốngg nàyy dùng các cảm biến tốc độ tại các bánh xe để cảm nhận sự bó cứng bánh xe và bộ vi xử lýphát ra tín hiệu điều khiển cơ cấu chấp hành thực hiện điều chỉnh áp suấtdầu trong hệ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI KHOA CƠ KHÍ-BỘ MÔN CƠ KHÍ Ô TÔ

BÀI GIẢNG CÁC HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ TRÊN Ô TÔ

PGS.TS Đào Mạnh Hùng Ths Đỗ Khắc Sơn

HÀ NỘI 2012

CHƯƠNG1 KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ TRÊN Ô TÔ

11 KHÁI NIỆM

Hệ thống cơ điện tử là thiết bị công nghệ cơ khí điều khiển tự động bởi thiết

bị điện tử => Thiết bị công nghệ cơ khí + bộ điều khiển tự động bằng điện tử.

Thiết bị công nghệ cơ khí + bộ điều khiển tự động.

Các thành phần của hệ thống cơ điện tử

1 Thiết bị công nghệ cơ khí:

Đây chính là cơ cấu máy công tác, thực hiện các thao tác của quá trình công

nghệ

2 Cảm biến (sensor)

Là thiết bị chuyển đổi năng lượng từ dạng này qua dạng khác, được dùng để

xác định giá trị các đại lượng vật lý Ví dụ cảm biến vận tốc, cảm biến gia

tốc, cảm biến ứng suất, cảm biến áp suất, cảm biến lưu lượng…

3 Cơ cấu chấp hành (actuator)

Đây là thiết bị nhận nguồn năng lượng từ bên ngoài và tác động vào thiết bị

công nghệ trên cơ sở tín hiệu điều khiển từ bộ điều khiển Trong các hệthống cơ điện tử thường gặp ba loại cơ cấu chấp hành là công tắc, động cơ

(điện) tịnh tiến và động cơ (điện)quay.

4 Bộ vi xử lý (microprocessor)

Dùng làm lõi của bộ điều khiển Cấu trúc của nó gồm 4 thành phần chính:

bộ tính toán số học và lô gíc, bộ điều khiển, các thanh ghi và các bus truyềnthông

5 Phần mềm điều khiển

Phần mềm điều khiển thể hiện thuật toán điều khiển, có tác dụng chỉ ra cáchthức hệ thống hoạt động

1.2 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ TRÊN Ô TÔ

-Vào đầu những năm 1960, thiết bị điện tử trên ô tô chỉ là thiết bịradio Các thiết bị chức năng khác thuần túy là cơ khí hoặc điện từ Đai antoàn lúc bấy giờ thuần túy cơ khí Hệ thống cung cấp điện thuần túy là hệthống điện từ Hệ thống đánh lửa thường dùng tiếp điểm cơ khí…

- Hệ thống cơ điện tử đầu tiên ứng dụng trên ô tô là hệ thống đánh lửa

điện tử vào cuối những năm 1970 Hệ thống này gồm các cảm biến vị trí

trục khuỷu, cảm biến vị trí trục cam, cảm biến vị trí bớm ga, cảm biến tốc

độ mở bướm ga… và bộ vi xử lý để xác định thời điểm đánh lửa

- Cũng vào nh ững năm cuối 1970, hệ thống chống bó cứng bánh xe

khi phanh ABS được ứngg dụngg trên ô tô Hệ thốngg nàyy dùng các cảm

biến tốc độ tại các bánh xe để cảm nhận sự bó cứng bánh xe và bộ vi xử lýphát ra tín hiệu điều khiển cơ cấu chấp hành thực hiện điều chỉnh áp suấtdầu trong hệ thống phanh để các bánh xe không bị hãm cứng và trượt lết

- Hệ thống điều khiển chống trượt quay TCS (traction control system)

được phát triển trên ô tô vào giữa những năm 1990 Các cảm biến xác định

sự trượt quay của các bánh xe trong quá trình tăng tốc và bộ điều khiển (vi

xử lý) điều khiển giảm công suất của động cơ truyền đến bánh xe và phanhbánh xe bị trượt quay

Trên những đường trơn trượt, tải động cơ ảnh hưởng lớn đến sự quay

thân xe khi tăng tốc Khi bánh xe đã bị trượt dọc, khả năng bám ngang giảm

đi rất nhiều, tức là mất khả năng điều khiển hướng

TCS giúp ô tô có duy trì khả năng điều khiển hướng của ô tô khi tăngtốc và giúp tăng khả năng động lực học vì duy trì được độ trượt trong phạm

vi tốt nhất (đặc biết là với những loại xe có tính năng động lực học cao như

xe đua) và có tác dụng như bộ vi sai hạn chế trượt

Hệ thống điều khiển quá trình động lực học ô tô VDC (Vehicle

Dynamics Control) được giới thiệu trên ô tô vào cuối những năm 1990 Lúc

bấy giờ, hệ thống này làm việc tương tự như TCS nhưng có thêm cảm biếnquay thân xe và cảm biến gia tốc ngang Hệ thống thực hiện điều chỉnh lựckéo tại các bánh xe và tốc độ ô tô để tối thiểu hóa sự sai lệch hướng chuyển

động của ô tô và hướng của các bánh xe dẫn hướng

- Hiện nay trên ô tô sử dụng hệ thống điều khiển ổn định của ôtô ESC(electronic stability control) Nó thực hiện điều chỉnh lựckéo và lực phanhtại các bánh xe để tránh các hiện tượng quay vòng thừa và quay vòng thiếu.

Trên ô tô hiện nay, các bộ vi xử lý 8, 16 và 32 bít được sử dụng đểhực hiện các chức năng điều khiển khác nhau Các bộ vi điều khiển với các

bộ nhớ EEPROM/EPROM và nhiều thiết bị chức năng khác như ADC,

PWM, Timer,… được tích hợp trong chip dần được ứng dụng trên ô tô

Các bộ vi điều khiển loại 32 bit dùng cho điều khiển động cơ, hệ

thống truyền lực, túi khí; loại 16 bit dùng cho ABS, TCS, VDC, hệ thống

điều hòa không khí… và loại 8 bit hiện chỉ dùng để điều khiển ghế, cửa,gương… Trên mỗi ô tô hiện nay có khoảng 40 đến 70 bộ vi điều khiển

1.3 HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ TRÊN Ô TÔ

Hệ thống cơ điện tử là hệ thống thực hiện việc điều khiển toàn bộ động cơ,

hệ thống truyền lực, hệ thống phanh và các hệ thống khác với độ chính xác caobằng ECU (bộ vi xử lí) Đây là một hệ thống điều khiển tổng hợp các hệ thống

điều khiển bởi các ECU khác nhau đảm bảo tính năng cơ bản của ôtô

Hình 1.1 Hệ thống cơ điện tử trên ô tô

Trong đó:

EFI: Hệ thống phun xăng điện tử

ESA: Hệ thống đánh lửa sớm điện tử

ISC: Hệ thống điều khiển tốc độ không tải

ECT: Hộp số tự động điều khiển điện tử

A/C: Hệ thống điều hoà không khí.

1.3.1 CHỨC NĂNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ

Chức năng của hệ thống điều khiển động cơ bao gồm EFI, ESA, ISC

Chúng điều khiển các tính năng cơ bản của động cơ, chức năng chẩn đoán, và

chức năng dự phòng và an toàn Chức năng dự phòng, an toàn chỉ hoạt động khi

có sự cố trong hệ thống điều khiển 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… được điều khiển bằng ECU động cơ

Hình 1.2 Sơ đồ các bộ phận trong hệ thống điều khiển động cơ

(Động cơ 4A-FE, xe Corolla Châu Âu)

a EFI: (Hệ thống phun xăng điện tử)

Một bơm nhiên liệu điện cung cấp đủ nhiên liệu dưới áp suất không đổi đếncác vòi phun Các vòi phun sẽ phun 1 lượng nhiên liệu định trước vào đường ốngnạp theo các tín hiệu từ ECU động cơ ECU nhận các tín hiệu từ nhiều cảm biếnthông báo về sự thay đổi các chế độ hoạt động của động cơ như:

Áp suất đường ống nạp (PIM)

ECU sử dụng các tín hiệu này để xác định khoảng thời gian phun cần thiếtnhằm đạt được hoà khí với tỉ lệ tối ưu phù hợp từng điều kiện hoạt động của động

cơ

b ESA: (đánh lửa sớm điện tử)

ECU được lập trình với số liệu đảm bảo thời điểm đánh lửa tối ưu ở mọi

chế độ hoạt động của động cơ Dựa vào các số liệu do các cảm biến theo dõi hoạt

động của động cơ gửi về , ECU sẽ gửi tín hiệu điều khiển IGT (thời điểm đánh

lửa) đến IC đánh lửa để đánh lửa tại thời điểm chính xác

c ISC (điều khiển tốc độ không tải)

ECU động cơ được lập trình với các giá trị tốc độ động cơ tiêu chuẩn tươngứng với các điều kiện sau:

Nhiệt độ nước làm mát

(THW)

Điều hoà không bật hay tắt

(A/C)

Các cảm bíên truyền tín hiệu

đến ECU, nó sẽ điều khiển dòng khí

tiêu chuẩn

d Các chức năng

Bug i

Bộ chia điện Cuộn đánh lửa và IC đánh lửa

ECU

động cơ

Các cảm biến

Van ISC

ECU

Động cơ

Các Cảm biến

Chức năng chẩn đoán: ECU theo dõi các tín hiệu gửi đến từ các cảm biến,

nếu có bất kỳ sự cố nào trong tín hiệu đầu vào, ECU động cơ lưu và báo bằng

đèn “CHECK ENGINE” hay phát ra tín hiệu điện áp

Chức năng an toàn : Nếu các tín hiệu vào không bình thường, ECU động

cơ chuyển sang dùng các giá trị tiêu chuẩn để điều khiển

Chức năng dự phòng : Nếu một phần ECU không hoạt động, chức năng này

vẫn tiếp tục điều khiển việc phun nhiên liệu và thời điểm đánh lửa

1.3.2 MẠCH CẤP NGUỒN

Mạch này cấp nguồn điện cho ECU động cơ, bao gồm : khoá đ iện và RơleEFI chính

Phân loại mạch cấp nguồn:

Dòng điện chạy trự c tiếp từ khoá điện đến cuộn dây của Rơle EFI chính đểkích hoạt Rơle (không sử dụng môtơ bước trong van điều khiển ISC)

ECU động cơ trực tiếp kích hoạt Rowle EFI chính ( sử dụng mô tơ bướctrong van điều khiển ISC)

a Động cơ không có van ISC loại môtơ bước

Hình : Mạch điện động cơ không có van ISC loại môtơ bước

Khi khoá điện bật ON, dòng điện đến cuộn dây Rơle EFI chính làm tiếpđiểm đóng, cấp nguồn điện đến cực +B và +B1 của ECU động cơ Điện áp ắc quy

luôn cấp cho cực BATT của ECU động cơ để tránh xoá các mã chẩn đoán và các

dữ liệu khác trong bộ nhớ của ECU

b Động cơ có van ISC loại môtơ bước

Khi khoá điện bật ON, điện áp ắc quy được cấp đến cực IGSW của ECUđộng cơ, mạc h điều khiển Rơle EFI chính gửi một tín hiệu đến cực M -REL củaECU động cơ, bật Rơle EFI chính Tín hiệu này làm dòng điện chạy trong cuộn

dõy đúng tiếp điểm của Rơle EFI chớnh và cấp nguồn cho cực +B và +B1 củaECU động cơ.

Điện ỏp ắc quy luụn được cấp ch o cực BATT nhằm trỏnh xoỏ cỏc mó chẩnđoỏn và dữ liệu trong bộ nhớ trong ECU động cơ

Hỡnh : Mạch điện động cơ van ISC loại mụtơ bước (chỉ một số kiểu xe)

c Mạch VC

Từ điện ỏp ắc quy cấp cho

cực +B, +B1, ECU động cơ trớch

một điện ỏp khụng đổi 5V để cấp

cho bộ vi xử lớ theo mạch sau:

Hỡnh: Mạch VC (chỉ 1 số

kiểu xe)

1.4.XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ

Cỏc hệ thống cơ điện tử trờn ụ tụ hiện đang được phỏt triển theo

hướng hoàn toàn tự động nhằm nõng cao tớnh năng an toàn, tớnh thõn thiện

với mụi trường, tớnh tiện nghi

Cỏc hệ thống điều khiển bằng điện và cỏc hệ thống mạng khụng dõy

để truyền thụng giữa ụ tụ với cỏc trung tõm điều độ giao thụng và với cỏc ụ

tụ khỏc đang được nghiờn cứu ứngdụng

Cỏc hệ thống vi cơ điện MEMS (Micro ElectroMechanical System),rada súng ngắn đang được nghiờn cứu ứng dụng trờn cỏc ụ tụ và cỏc hệ

thống cơ điện tử trờn ụ tụ ngày càng tinh tế với nhiều chức năng ưu việt

Ứng dụng của hệ thống định vị toàn cầu GPS đang được nghiờn cứutrờn ụ tụ và ụ tụ được dự đoỏn sẽ hoàn toàn tự động trong vũng vài thập kỷ

tới

ắc quy

RơLe EFI Khoá

điện

ECU động cơ

Mạch điện ỏp

khụng đổi 5V

Bộ vi xử lớ

CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG CẢM BIẾN

2.1.Cảm biến áp suất đường ống nạp (cảm biến chân không)

Đây là loại cảm biến quan trộng sử dụng trong loai D-EFI

Cảm biến nhận áp suất đường ống nạp bằng IC lắp trong cảm biến và phát

ra tín hiệu PIM ECU quyết định thời gian phun và góc đánh lửa sớm dựa vào tínhiệu này

Hoạt động:

Một chip Silicon gắn liền với buồng chân không được duy trì độ chân khôngchuẩn, tất cả được đặt trong bộ cảm biến Một phía của chíp tiếp xúc với áp suất

đường ống nạp, phía kia tiếp xúc với độ chân không trong buồng chân không

Áp suất đường ống nạp thay đổi làm hình dạng của chíp silicon thay đổi, vàgiá trị điện trở cũng dao động theo mức độ biến dạng Sự dao động của giá trị

điện trở này được chuyển hoá thành tín hiệu điện áp nhờ IC lắp bên trong cảm

biến và sau đó được gửi đến ECU động cơ ở cực PIM dùng làm tín hiệu áp suất

đường ống nạp Cực VC của ECU động cơ cấp nguồn không đổi 5V đến IC

Đặc tính của áp suất đường ống nạp và điện áp ra:

Buồng chân không

Chip Silic

Buồng chân không

Áp suất đường ống nạp

kPa (tuyệt đối) mmHg-inHg (chân không) Đường đặc tính

2.2 CẢM BIẾN LƯU LƯỢNG KHÔNG KHÍ

Được dùng trong động cơ L -EFI để nhận biết lượng khí nạp

Tín hiệu lượng khí nạp được dùng để tính toán thời gian phun cơ bản và

Cấu tạo và hoạt động:

Cấu tạo bao gồm các chi tiết như hình minh hoạ

Hoạt động : Khi không khí đi từ lọc gió qua cảm biến lưu lượng khí n ạp, nó

sẽ đẩy mở tấm đo cho đến khi lực tác dụng cân bằng với lò xo

Một biến trở được lắp đồng trục với tấm đo, sẽ chuyển hoá lượng khí nạpthành tín hiệu điện áp (VS) đưa đến ECU Buồng giảm chấn và tấm giảm chấn cótác dụng ngăn không cho tấm đo rung động khi lượng khí nạp thay đổi đột ngột

Trên đường khí tắt có vít chỉnh không tải

Cảm biến lưu lượng loại cánh có hai kiểu tín hiệu điện áp: loại VS giảm khi

lượng khí nạp lớn, loại VS tăng khi lượng khí nạp tăng

Loại 1: ECU động cơ cấp điện áp không đổi 5V đến cực VC của cảm biến

lưu lượng khí nạp Điện áp ra tại cực VS sẽ báo chính xác góc mở của tấm đo vàbáo chính xác lượng khí nạp

Đế n khoang

n ạ p khí

Cánh gi ả m rung

Bi ế n

tr ở

Loại 2: loại này cực VB được cấp điện bởi ăc quy.

Do không được cấp điện áp không đổi 5V từ ECU nên lượ ng khí nạp đượcxác định :

Lượng khí nạp =

VS VC

E VB E

VS E

VC

E VB

) 2 (

2

2.2.2 Loại xoáy quang học Karman

Cảm nhận trực tiếp lượng khí nạp bằng quang học, có kích thước nhỏ gọn,kết cấu đơn giản

Công tắc bơm nhiên liệu

Góc mở tấm đo (lượng khí nạp)

Biến trở

Điện áp

Công tắc bơm nhiên liệu Biến trở

Góc mở tấm đo (lượng khí nạp) Điện áp

Điện áp ắc quy

Một thanh (bộ tạo xoáy) đặt giữa dòng chảy của k hông khí sinh ra mộtxoáy không khí gọi là “xoáy Karman” dọc theo thanh tạo xoáy Xoáy được cảmnhận bằng cách cho bề mặt của một lá kim loại mỏng (gọi là tấm phản chiếu) tiếpxúc với áp suất của xoáy và rung động của tấm này được nhận biết bằng một cặptransistor quang học.

lượng khí nạp nhiều, tín hiệu có tần số cao

2.2.3 Loại dây sấy

Cảm biến khí nạp loại dây sấy đo trực tiếp khối lượng không khí Loại này

có kết cấu gọn nhẹ, độ bền cao, sức cản không khí do cảm biến tạo ra thấp

Dòng điện chạy qua dây sấy làm cho

nó nóng lên Khi không khí chạy qua dây

sấy , dây sẽ được làm mát phụ thuộc vào

khối lượng không khí nạp vào Bằng cách

điều khiển dòng điện chạy qua dây sấy để

giữ cho nhiệt độ của dây không đổi có thể

đo được lượng khí nạp bằng cách đo dòng

Trong cảm biến lượ ng khí nạp thực tế, dây sấy được mắc trong mạch cầu.Mạch cầu này có điện thế tại điểm A, B bằng nhau khi tích điện trở tính theo

đường chéo là bằng nhau (Ra + R3).R1 = Rh.R2 Khi dây sấy Rh bị làm lạnh bởi

không khí, điện trở giảm kết quả là tạo ra chênh lệch điện thế giữa hai điểm A, B

Một bộ khuếch đại nhận biết sự chêch lệch này làm cho điện áp cấp đến mạch

tăng (tăng iRh) làm cho nhiệt độ dây sấy lại tăng, kết quả điện trở tăng cho đến khi

điện thế tại A bằng điện thế tại B Với tính năng này của mạc h cầu, cảm biến có

thể đo được khối lượng khí nạp nhờ nhận biết điện áp tại điểm B Trong hệ thốngnày, nhiệt độ của dây sấy được thường xuyên duy trì không đổi cao hơn nhiệt độcủa khí nạp bằng cách dùng một nhiệt trở Ra

Như vậy, khối lượng khí nạp có thể đo được một cách chính xác

- Khi nhiệt độ khí nạp thay đổi, ECU động cơ không cần hiệu chỉnh khoảngthời gian phun theo sự thay đổi của nhiệt độ

- Khi mật độ không khí giảm xuống, khả năng làm mát dây sấy giảm, khi đókhối lượng khí nạp nhận biết cũng giảm nên không cần hiệu chỉnh phun

2.3 CẢM BIẾN VỊ TRÍ BƯỚM GA

Cảm biến vị trí bướm ga được lắp trên cổ họng gió, nó chuyển góc mở

bướm ga thành một điện áp gửi về ECU Tín hiệu IDL được sử dụng chủ yếu đểđiều khiển cắt nhiên liệu khi giảm tốc và hiệu chỉnh thời điểm đánh lửa, còn tín

hiệu VTA và PSW dùng để tăng lượng phun nhiên liệu để tăng công suất ra

Có 2 loại: - Loại tiếp điểm (bật, tắt)

- Loại tuyến tính

2.3.1 Loại tiếp điểm

Cảm biến nhận biết động cơ đang ở chế độ không tải hay tải nặng bằng cáctiếp điểm không tải IDL hay trợ tải PSW

Dòng điện

Khí nạp

Làm mát

Lượng khí nạp (giây)

Các tiếp điểm hay các cực khác có thể

- Cực L1, L2, L3 điều khiển ECT;

ACC1, ACC2 để nhận biết sự giảm tốc

2.3.2 Loại tuyến tính

Bao gồm hai tiếp điểm trượt, tại mỗi đầu của nó có lắp các tiếp điểm để tạotín hiệu IDL và VTA

CB v ị trí

b ướ m ga

Đóng

Mở

Điện trở Con trượt (tiếp điểm cho tín hiệu VTA)

Con trượt (tiếp điểm cho tín hiệu IDL)

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 của bướm ga, một điện ápđược cấp đến cực VTA tỉ lệ với góc mở này Khi bướm ga đóng hoàn toàn, tiếpđiểm cho tín hiệu IDL, nối cực IDL và E2

2.4 BỘ TẠO TÍN HIỆU G VÀ NE

Tín hiệu G và NE được tạo ra bằng rôto hay các đĩa tạo tín hiệu ECU động

cơ sử dụng các tín hiệu này nhận biết góc của trục khuỷu và tốc độ động cơ, các

tín hiệu rất quan trọng cho EFI và cả ESA

Phân loại theo vị trí lắp đặt: (có 3 loại)

Loại đặt bên trong bộ chia điện

Loại cảm biến vị trí cam

Loại tách rời

Kết cấu cơ bản và hoạt động của chúng là như nhau

2.4.1 Loại đặt bên trong bộ chia điện

Bộ chia điện trong hệ thống điều

khiển động cơ bao gồm rôto và các cuộn

nhận tín hiệu G và NE

Số lượng răng cuộn Rôto nhận tín

hiệu khác nhau tuỳ theo loại động cơ

Nguyên lí hoạt động của bộ tạo tín

hiệu G và NE sử dụng một cuộn nhận tín

hiệu và rôto 4 răng cho tín hiệu G, và

một cuộn nhận tín hiệu và rôto 24 răng cho tín hiệu NE

IDL phát ra

Rôto tín hiệu G

Cuộn nhận tín hiệu NE Rôto tín hiệu NE Cuộn nhận

tín hiệu G

Tín hiệu G báo cho ECU biết góc trục khuỷu tiêu chuẩn, được sử dụng để xác

định thời điểm đánh lửa và phun nhiên liệu so với điểm chết trên của mỗi xylanh

Các bộ phận của bộ chia điện sử dụng để tạo tín hiệu này bao gồm:

- Rôto cuả tín hiệu G, được bắt vào trục bộ ch ia điện và quay 1 vòng trong 2vòng quay của trục khuỷu

- Cuộn nhận tín hiệu G được lắp bên trong vỏ bộ chia điện

Rôto của tín hiệu G có 4 răng và kích hoạt cuộn nhận tín hiệu 4 lần trongmỗi vòng quay trục bộ chia điện, tạo ra tín hiệu dạng sóng như hìn h vẽ Từ tínhiệu này ECU động cơ nhận biết pittông nào ở gần điểm chết trên (ĐCT)

b.Tín hiệu NE:

Tín hiệu NE đến ECU động cơ cho biết tốc độ động cơ Tín hiệu NE đượcsinh ra trong cuộn dây nhận tín hiệu nhờ rôto giống như khi tạo ra tín hiệu G,khác biệt duy nhất là rôto tín hiệu NE có 24 răng Nó kích hoạt cuộn nhận tín hiệu

NE 24 lần trong 1 vòng quay của bộ chia điện Từ các tín hiệu này, ECU động cơnhận biết tốc độ động cơ cũng như từng thay đổi 30o một của góc quay trụckhuỷu

Rôto tín hiệu G

Cuộn nhận tín hiệu G

Tín hiệu G

1 vòng quay Rôto

(góc trục khuỷu)

Cuộn nhận tín hiệu NE

Rôto tín hiệu NE

Tín hiệu NE

1/2 vòng quay của Rôto

MẠCH ĐIỆN, DẠNG SÓNG TÍN HIỆU NE VÀ G

Tín hiệu G (1 cuộn nhận tín hiệu, 4 răng)

Tín hiệu NE (1 cuộn nhận tín hiệu, 24 răng)

Tín hiệu G (1 cuộn nhận tín hiệu, 2 răng) Tín hiệu NE (1 cuộn nhận tín hiệu, 24 răng)

Tín hiệu NE

Tín hiệu NE

Tín hiệu NE

Tín hiệu G

Tín hiệu NE

(1 cuộn nhận tín

hiệu, 4 răng)

Tín hiệu NE (2 cuộn nhận tín hiệu, 4 răng)

Tín hiệu G (1 cuộn nhận tín hiệu, 1

răng)

2.4.2 Loại cảm biến vị trí cam

Kết cấu và hoạt động của cảm biến vỉ trí cam giống như loại đặt trong bộ

chia điện, ngoại trừ nó loại bỏ hệ thống phân phối điện áp khỏi bộ chia điện

Mạch điện, dạng sóng của tín hiệu G và NE (như hình):

Tín hiệu G1, G2 (2 cuộn nhận tín hiệu, 1 răng)

Tín hiệu NE (1 cuộn nhận tín hiệu, 24 răng)

2.4.3 Loại tách rời

Về chức năng cơ bản là

giống loại đặt bên trong bộ chia

điện và loại cảm biến vị trí cam,

loại này khác về vị trí lắp đặt

cảm biến

Chuyển động quay của đĩa tạo ra tín hiệu G trên trục cam và đĩa tạo tín hiệu

NE trên trục khuỷu làm thay đổi khe hở không khí giữa các vấu lồi của đĩa vàcuộn nhận tín hiệu G và NE Sự thay đổi khe hở không khí tạo ra lực điện từ trongcuộn dây nhận tín hiệu tạo ra tín hiệu G và NE

Cuộn nhận tín hiệu G (G1)

Cuộn nhận tín hiệu G (G2)

Cuộn nhận tín hiệu NE

Cuộn nhận tín hiệu G

Cuộn nhận tín hiệu NE

Tín hiệu G:

- Tín hiệu G1 cho biết góc trục khuỷu tiêu chuẩn để xác định thời điểmphun và thời điểm đánh lửa tương ứng với ĐCT kỳ nén của xylanh 6

- Tín hiệu G2 thực hiện chức năng tương tự cho xy lanh số 1

Các cảm biến tạo ra tín hiệu này bao gồm: một đĩa tạo tín hiệu được gắnchặt trên puli trục cam và quay 1 vòng trong 2 vòng quay trục khuỷu; một cuônnhận tín hiệu G trên vỏ bộ chia điện

Tín hiệu NE:

Nhờ tín hiệu này ECU động cơ biết tốc độ động cơ để xác định khoảng thời

gian phun và góc đánh lửa sớm

Tín hiệu NE tạo ra trong cuộn dây nhận tín hiệu bởi đĩa tạo tín hiệu giống

như tín hiệu G nhưng đĩa tạo tín hiệu NE có 12 răng (đĩa tạo t ín hiệu G có 1 răng)

và như vậy 12 tín hiệu NE tạo ra trong mỗi vòng quay

Đai cam

Trục cam Puly trục cam

Vỏ chia điện Đĩa tín hiệu G

Cuộn nhận tín hiệu G

Tín hiệu G1

Tín hiệu G2

Gần ĐCT kỳ nén xylanh 6

Gần ĐCT kỳ nén xylanh 1

Gần ĐCT kỳ nén xylanh 6

Dây đai cam

Đĩa tín hiệu NE

Trục khuỷu

Cuộn nhận tín hiệu NE

Puly trục khuỷu

1 vòng quay đĩa tín hiệu NE

Tín hi ệ u NE

MẠCH ĐIỆN, DẠNG SÓNG CỦA TÍN HIỆU G, NE

Tín hiệu G1

Tín hiệu G2

Tín hiệu NE

Tín hiệu G1 (1 cuộn nhận tín hiệu, 1 răng)

Tín hiệu G2 (1 cuộn nhận tín hiệu, 1 răng)

Tín hiệu NE (1 cuộn nhận tín hiệu, 12 răng)

Tín hiệu G (1 cuộn nhận tín hiệu, 1 răng) Tín hiệu NE (1 cuộn nhận tín hiệu, 36 răng)

2.5 CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ NƯỚC LÀM MÁT

Nhiệt độ của nước làm mát được nhận biết bằng một nhiệt điện trở bêntrong

Nhiệt điện trở

Cảm biến

Vỏ lọc gió

Cảm biến nhiệt độ khí nạp

Cảm biến cho loại D-EFI

Cảm biến cho loại L-EFI

Loại xoáy quang học Karman

Cảm biến nhiệt

độ khí nạp

Cảm biến lưu lượng khí

Cảm biến lưu lượng khí

Cảm biến nhiệt

độ khí nạp

2.7 CẢM BIẾN NỒNG ĐỘ ÔXY

Dùng cho động cơ có lắp TWC (Bộ lọc khí xả ba thành phần)

Cảm biến nhận biết tỷ lệ không khí – nhiên liệu là đậm hay nhạt so với tỷ lệ

lý thuyết Cảm biến được lắp trong ống xả

Có 2 loại : Loại Zirconia, loại Titan

2.7.1 Loại Zirconia

Loại này có một phần tử được chế tạo bằng ZrO2(Điôxit Zirconia- một loại

gốm) Phần tử này được phủ cả bên trong và bên ngoài bằng một lớp mỏng platin

Không khí được dẫn vào bên trong của cảm biến và bên ngoài của nó tiếp xúc với

khí xả

Hoạt động: Nếu nồng độ Ôxy trên bề mặt bên trong của phần tử Zirconiachênh lệch lớn so với bề mặt bên ngoài tại nhiệt độ cao (4000C hay cao hơn),

phần tử Zirconia sẽ tạo ra một điện áp, đóng vai

trò như một tín hiệu OX đến ECU động cơ, để báo

về nồng độ Ôxy trong khí xả tại mọi thời điểm

Khi tỷ lệ không khí - nhiên liệu lànhạt, sẽ có nhiều Ôxy trong khí xả, nên chỉ có sự

chênh lệch nhỏ về nồng độ giữa bên trong và bên

ngoài phần tử cảm biến Vì lý do đó, điện áp do

nó tạo ra nhỏ (gần 0V) Ngược lại, nếu tỷ lệ

không khí - nhiên liệu đậm, Ôxy trong khí xả gần như biến mất Điều này tạo sựchênh lệch lớn về nồng độ bên trong và bên ngoài của cảm biến nên tạo điện ápkhá lớn (xấp xỉ 1V)

Platin (phủ bên ngoài cảm biến) có tác dụng như một chất xúc táclàm cho ôxy và CO (Mônoxit Cácbon) trong khí xả phản ứng với nhau Nó làmgiảm lượng ôxy và tăng độ nhạy của cảm biến Dựa trên tín hiệu này, ECU động

cơ tăng hay giảm lượng phun để duy trì tỷ lệ hoà khí gần gía trị lý thuyết

Khí trời

Đế Platin Lớp zirconia Platin

Đậm hơn Tỷ lệ khí  Nhạt hơn (ít khí) nhiên liệu (nhiều khí)

Tỉ lệ khí – nhiên liệu lý thuyết

Cảm biến Ôxy này được nố i với ECU

động cơ theo mạch điện như hình vẽ Một

điện áp 1V luôn được cấp đến cực OX(+)

ECU có 1 bộ so sánh sự sụt áp tại cực OX

(do sự thay đổi điện trở của titan) với 1

điện áp so sánh là 0,45V Nếu điện áp OX

lớn hơn 0,45V ECU động cơ sẽ nhận là tỷ

lệ không khí-nhiên liệu đậm (điện trở cảm

biến Ôxy thấp), ngược lại tỷ lệ là nhạt

Dây dẫn

Lớp Titan

Vỏ bảo vệ

Cảm biến Ôxy

Giắc kiểm tra

và bên trong của cảm biến.

Tuy nhiên, trong cảm biến hỗn hợp nhạt, một điện áp được cấp đến phần tửzirconia khi nhiệt độ cao (6500C hay cao hơn ), kết quả là dòng điện có giá trị tỷ

lệ với nồng độ ôxy trong khí xả Hay nói khác đi, khi hỗn hợp không khí - nhiênliệu đậm, sẽ không có ôxy trong khí xả, nên không có dòng điện chạy qua phần tửzirconia Khi hỗn hợp không khí - nhiên liệu nhạt, sẽ có rất nhiều ôxy trong khí xả

và giá trị dòng điện chạy qua phần tử zirconia sẽ lớn, như trong đồ thị sau

Cảm biến hỗn hợp nhạt được lắp đặt để

đảm bảo rằng tỷ lệ không khí - nhiên liệu được

duy trì trong khoảng nhất định, do đó cải thiện

Cảm biến này cũng có một bộ sấy đề sấy

nóng zirconia Bộ sấy được điều khiển giống

như bộ sấy của cảm biến ôxy

2.9 CẢM BIẾN TỐC ĐỘ XE

Cảm biến tốc độ xe nhận biết tốc độ thực tế mà xe đang chạy Nó phát ramột tín hiệu SPD, chủ yếu dùng để điều khiển hệ thống ISC, và điều khiển tỷ tệhỗn hợp không khí - nhiên liệu trong quá trình giảm tốc và tăng tốc v.v

Có 4 loại cảm biến: Loại công tắc lưỡi gà, Loại cảm biến quang học, Loại

điện từ, Loại MRE (phần tử điện trở từ)

2.9.1 Loại công tắc lưỡi gà

Lớp Zirconia

Bộ sấy

Vỏ bảo vệ

Cảm biến hỗn hợp nhạt

Cảm biến này đư ợc lắp trong bảng đồng hồ loại kim Nó bao gồm một namchâm quay bằng cáp đồng hồ tốc độ, chuyển động quay làm cho công tắc đóng và

mở Công tắc lưỡi gà đóng và mở 4 lần khi cáp quay một vòng

Nam châm được phân cực như trong hình Lực từ trường tại 4 vùng chuyểntiếp giữa cực N và S của nam châm sẽ đóng và mở tiếp điểm của công tắc lư ỡi gàkhi nam châm quay

2.9.2 Loại cảm biến quang học

Cảm biến này được lắp trong bảng đồng hồ Nó bao gồm một cảm biếnquang học làm từ một đèn LED, chiếu vào một transitor quang học Một bánh xe

có xẻ rãnh

đặt giữa đèn LED và transitor quang học đư ợc dẫn động bằng cáp đồng hồ

tốc độ Các rãnh trên bánh xe sẽ tạo ra xung ánh sáng khi bánh xe quay, ánh sáng

do đèn LED chiếu được chia thành 20 xung trong mỗi vòng quay của cáp 20

xung này chuyển thành 4 xung nhờ bộ đếm số, sau đó gửi đến ECU

Công tắc lưỡi gà Đến các ECU khác

Rôto Cuộn dây Lõi Cảm biến tốc độ

Nam châm

Hoạt động: Khi trục thứ cấphộp số quay, khoảng cách giữa lõi cuộn

dây và rôto tăng hay giảm bới các răng Số

lượgn đường sức từ đi qua lõi tăng hay giảm

tương ứng, tạo ra một điện áp xoay chiều

AC trong cuôn dây

Do tần số của điện áp xoay chiều này tỷ

lệ với tốc độ quay của rôto, nó có thể dùng để nhận biết tốc độ xe

2.9.4 Loại MRE (Loại phần tử điện từ)

Cảm biến này được lắp trên hộp số chính hay hộp số phụ và đư ợc dẫn độngbằng bánh răng trục thứ cấp

Giá trị điện trở của MRE thay đổi phụ thuộc vào hướng của đường sức từtác dụng lên nó Do vậy, nếu hướng của đường sức từ thay đổi theo chuyển độngquay của nam châm lắp trên vành từ sẽ dẫn đến kết quả là điện áp ra của MRE códạng sóng xoay chiều như trong hình.

Bộ so sánh trong cảm biến tốc độ xe sẽ chuyển hoá sóng xoay chiềuthành tín hiệu số, tín hiệu này sau đó được biến đổi bằng transitor trước khi đưa

đến bảng đồng hồ

Tần số của sóng này phụ thuộc vào số lư ợng cực trên vành từ Có hailoại vành từ (tuỳ theo loại xe) Một loại có 20 cực từ, và loại kia có 4 cực, L oại 20cực tạo ra 20 xung dạng sóng trong một vòng quay của vành từ, còn loại 4 cực tạo

ra 4 xung

Trong loại 20 cực, tần số của tín hiệu số được chuyển từ 24 xungtrong rnỗi vòng quay của vành từ thành 4 xung bằng mạch chuyển đổi xung trongbảng đồng hồ, sau đó gửi tín hiệu này đến ECU động cơ ( Xem mạch điện ).Trong loại 4 cực, có hai loại khác nhau: m ột loại tín hiệu từ cảm biến tốc độ

được truyền qua bảng đồng hồ trước khi đến ECU; loại kia, tín hiệu đi trực tiếpđến ECU động cơ m à không qua bảng đồng hồ

Mạch đầu ra của cảm biến tốc độ xe khác nhau tuỳ theo loại xe Kết quả làtín hiệu phát ra cũng khác nhau tuỳ theo kiểu xe: một loại phát ra điện áp, cònloại kia có điện trở thay đổi

Loại cảm biến MRE được TOYOTA sử dụng hiện nay như sau:

xung/vòng)

Loại điện áp ra (0V 12V)

so sánh Đầu ra cảm biến tốc độ

Khoá điện (M/T)

Ắc quy

Công tắc khởi động trung gian (A/T)

Máy khởi động

Ắ c

quy

Công tắc khởi động trung gian

Máy khởi động

Khoá điện

Rơle mở mạch

2.10 TÍN HIỆU STA (MÁY KHỞI

ĐỘNG)

Tín hiệu này được dùng để phát

hiện động cơ đang được quay khởi

M ạ ch chuy ể n xung

Bảng đồng hồ

4 xung Cảm biến

tốc độ

4 xung B ả ng

đồ ng

h ồ

4 xung

Đế n ECU khác

Loại 20 cực (loại điện áp ra) Loại 4 cực (loại điện áp ra)

Loại 4 cực (loại điện điện trở thay đổi)

Ly hợp

từ A/C ECU động cơ

Rơle đèn hậu

Đến công tắc điều khiển đèn hậu

Công tắc bộ sấy kính hậu

Đèn hậu

Bộ sấy kính hậu

2.12 TÍN HIỆU A/C (ĐIỀU HOÀ KHÔNG KHÍ)

Tín hiệu này phát ra khi khớp từ của điều hoà

không khí bật hay công tắc điều hoà bật Tín hiệu này

dùng để điều khiển thời điểm đánh lửa trong khi

chạy không tải, và điều khiển hệ thống ISC, tốc độ cắtnhiên liệu và các chức năng khác

2.13 TÍN HIỆU PHỤ TẢI ĐIỆN

Tín hiệu này nhận biết tình

trạng hoạt động của các đèn pha, bộ

sấy kính sau…Tuỳ theo loại xe,

mạch điện cho tín hiệu này có thể là

một số tín hiệu phụ tải điện gộp vào

làm một và đến ECU động cơ như

một tín hiệu (như mạch điện trong

hình) hay nó có thể là từng tín hiệu

riêng biệt đến ECU động cơ

2.14 CÔNG TẮC HAY GIẮC NỐI ĐIỀU KHIỂN NHIÊN LIỆU

Công tắc hay giắc nối này báo cho ECU động cơ nhiên liệu đang được sửdụng là loại tiêu chuẩn hay tốt

Tín hiệu này được sử dụng chủ yếu

cho việc điều khiển hệ thống ESA ECU

động cơ có hai bộ dữ liệu về góc đánh lửa

sớm cho các loại xăng khác nhau Nếu

ECU động cơ nhận thấy loại xăng tiêu

chuẩn đang được sử dụng, nó sẽ dùng bộ

dữ liệu góc đánh lửa sớm nhỏ hơn Nếu nó

nhận thấy loại xăng tốt đang được sử dụng, nó sẽ dùng dữ liệu góc đánh lửa sớmlớn hơn

2.15 CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ KHÍ EGR

Cảm biến này được lắp trong van EGR

Nó nhận biết nhiệt độ của khí EGR Cảm

biến bao gồm một nhiệt điện trở, và nó giống

như cảm biến nhiệt độ nước làm mát hay khí

nạp Các tín hiệu từ cảm biến này được sử dụng trong hệ thống chẩn đoán Khicảm biến này phát hiện nhiệt độ khí EGR dưới mức xác định trong quá trì nh hoạt

động của hệ thống EGR, ECU động cơ sẽ biết hệ thống có trục trặc và nháy đèn

“CHECK ENGINE” để báo cho người lái biết

2.16 BIẾN TRỞ

Biến trở này được dùng trong hệ thống D -EFI và L-EFI có cảm biến lưu

lượng khí nạp loại xoáy Karman hay loại dây sấy mà không được trang bị cảm

biến nồng độ ôxy Nó được dùng để thay đổi tỷ lệ không khí - nhiên liệu của hỗnhợp không tải

Xoay vít điều chỉnh hỗn hợp không tải theo chiều kim đồng hồ sẽ di chuyển

tiếp điểm bên trong biến trở, tăng điện áp cực VAF Ngược lại, khi xoay vít theo

ngược chiều kim đồng hồ sẽ giảm điện áp của cực VAF

Khi điện áp cực VAF tăng lên, ECU động cơ tăng lượng phun một chút để

hỗn hợp không khí – nhiên liệu đậm lên một chút

2.17 CÔNG TẮC KICK-DOWN

Công tắc Kick-down được lắp trực tiếp ở sàn xe ngay dười bàn đạp ga Khi

bàn đạp ga được ấn đến mức độ mở bướm ga hoàn toàn, công tắc kick -down sẽ

bật và gửi tín hiệu KD đến ECU động cơ Tín hiệu KD này được dùng để làm

đậm hỗn hợp khi tăng công suất Công tắc này cũng được gọi l à “Công tăc bướm

ga mở hoàn toàn”

Giắc nối

Vít điều chỉnh hỗn hợp không tải

Điện trở Vít điều chỉnh

hỗn hợp không tải Biến trở

Công tắc nhiệt độ nước làm mát

Công tắc

ly hợp

2.18 CÔNG TẮC NHIỆT ĐỘ NƯỚC

LÀM MÁT

Công tắc này gửi các tín hiệu đến ECU

động cơ khi động cơ bị quá nóng Khi ECU

động cơ nhận được tín hiệu này, nó điều

khiển hệ thống EFI và hệ thống điều khiển

cắt điều hoà nhằm hạ thấp nhiệt độ cháy của nhiên liệu

2.19 CÔNG TẮC LY HỢP

Công tắc ly hợp được đặt bên dưới bàn

đạp ly hợp và dùng để nhạn biết ly hợp đạp

hay không Tín hiệu này được sử dụng chủ

yếu để điều khiển

tốc độ cắt nhiên liệu nhằm giảm mức độ

ô nhiễm khí xả

2.20 CẢM BIẾN TIẾNG GÕ

Cảm biến này được lắp trên thân máy và nhận biết tiếng gõ trong động cơ.Khi xảy ra tiếng gõ trong động cơ, ECU động cơ dùng tín hiệu KNK để làm muộnthời điểm đánh lửa sớm nhằm ngăn chặn tiếng gõ

Cảm biến HAC

Áp suất khí quyển Chíp Silic

Chip Silic

Buồng chân không

số hẹp của rung động, một loại tạo ra điện áp cao trong dải tần số rộng

2.21.CẢM BIẾN HAC (BÙ ĐỘ CAO)

Cảm bién HAC cảm nhận sự thay đổi về áp suất khí quyển Kết cấu và hoạt

động của nó giống như cảm biến áp suất đường ống nạp

Cảm biến này hoặc là được lắp trong ECU động cơ, hoặc là tách ra khỏi

ECU được lắp trong khoang hành khách Hiện nay cảm biến lắp trong ECU động

cơ được dùng phổ biến

Khi lái xe ở vùng cao, không chỉ có sự giảm áp trong khí quyển m à mật độkhí nạp cũng giảm Tỷ lệ không khí – nhiên liệu sẽ biến đổi theo xu hướng đậmlên ở loại động cơ L – EFI và cảm biến sẽ điều chỉnh sự biến đổi tỷ lệ không khí –nhiên liệu

2.22.CẢM BIẾN ÁP SUẤT TĂNG ÁP

Cảm biến cảm nhận áp suất tăng áp

(đường ống nạp) Kết cấu và hoạt động của

nó giống như cảm biến áp suất đường ống nạp

Công tắc đèn dừng

Rơle đèn hỏng

Đèn báo

áp suất dầu

Bộ báo áp suất dầu

Công tắc áp suất dầu

Nếu áp suất tăng áp trở nên cao không bình thường, ECU động cơ sẽ ngừngcung câp nhiên liệu để bảo vệ động cơ

2.23 CÔNG TẮC ĐÈN PHANH

Tín hiệu này được sử dụng để báo hiệu

phanh đang hoạt dộng Điện áp tín hiệu STP

bằng với điện áp cấp đèn phanh Tín hiệu

STP sử dụng chủ yếu để điều khiển tốc độ

cắt nhiên liệu động cơ

2.24 CÔNG TẮC ÁP SUẤT DẦU

Tín hiệu này sử dụng để nhận biết

áp suất dầu của động cơ cao hay thấp

Tín hiệu áp suất dầu được sử dụng chủ

yếu trong việc điều khiển hệ thống ISC

2.25 TÍN HIỆU THÔNG TIN LIÊN LẠC

Là các tín hiệu được gửi giữa các ECU khác nhau nhằm phối hợp hoạt độnggiữa chúng

ECT ECU

Đến các ECU

ECU điều khiển

ECU động cơ TRC ECU

ECU độ ng

c ơ ABS ECU

a Tín hiệu góc mở bướm ga

Tín hiệu góc mở bướm ga (VTA)

từ cảm biến vị trí bướm ga được ECU

động cơ xử lí, sau đó gửi đến ECT ECU,

ECU hệ thống treo… với các tín hiệu L1,

L2, L3

b.Tín hiệu góc mở bướm ga cho

hệ thống TRC (điều khiển chống trượt

lốp)

Các tín hiệu này là các tínhiệu góc mở bướm ga (VTA1 và VTA2)

được gửi đến từ cảm biến vị trí bướm ga

chính và phụ, sau khi đi qua ECU động cơ được đưa đến TRC ECU

c Tín hiệu liên lạc của hệ thống

điều khiển chân ga tự động

Tín hiệu này yêu cầu làm muộn

thời điểm đánh lửa sớm được gửi từ

ECU điều khiển chân ga tự động đến

ECU động cơ

d Tín hiệu liên lạc của hệ thống

TRC

Tín hiệu này được gửi từ TRC

-ECU đến -ECU động cơ để thông báo

cho nó biết rằng chức năng điều khiển

chống trượt bánh xe đang hoạt động

Nhận tín hiệu này, ECU động cơ sẽ thực hiện một loạt các hiệu chỉnh khác nhau

như giảm thời điểm đánh lửa sớm

e Tín hiệu liên lạc của hệ thống

ABS

ECU động cơ ECU trợ lực lái

ECU động cơ TRC ECU

Tín hiệu này để nhận biết khi nào thì hệ thống ABS hoạt động Nó được

dùng để điều khiển cắt nhiên liệu nhằm làm giảm hiệu quả phanh bằn g động cơ

khi cần thiết

f Tín hiệu liên lạc của hệ thống

RHPS (Trợ lực lái thuỷ lực - điện tử)

Khi nhiệt độ nước làm mát hay

tốc độ động cơ quá thấp, máy phát sẽ bị

quá tải khi motơ cánh gạt của hệ thống

EHPS hoạt động Để tránh hiện tượng

đó, ECU trợ lực lái sẽ gửi 1 tín hiệu đến ECU động cơ để điều khiển ISC để tăng

tốc độ động cơ

g Tín hiệu tốc độ động cơ:

Đây là tín hiệu NE đưa đến ECU

động cơ, sau đó qua bộ nắn sóng và

được gửi vào TRC ECU

CHƯƠNG 3 HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ (EFI)

3.1 KHÁI QUÁT

ECU động cơ tính toán khoảng thời gian phun cơ bản dựa vào hai tín hiệu

sau:

- Tín hiệu áp suất đường ống nạp (loại D -EFI) từ cảm biến áp suất đường

ống nạp, hay tín hiệu lượng khí nạp (loại L-EFI) từ cảm biện lưu lượng khí nạp

- Tín hiệu tốc độ động cơ Đó là nền tảng cho việc tính toán dựa trên chươngtrình lưu trong bộ nhớ

ECU động cơ cũng xác định khoảng thời gian phun tối ưu cho từng chế độ

hoạt động dựa trên các tín hiệu khác nhau từ các cảm biến

KẾT CẤU CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG D-EFI

KẾT CẤU CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG L-EFI

điện

Ắc

quy

Tốc độ động cơ

Các cảm biến

Bình xăng (có bơm trong)

ECU động cơ

Tốc độ động cơ

Các cảm biến

Cảm biến lưu lượng khí

Khóa

điện

Ắc quy

3.2 CÁC LOẠI EFI

Hệ thống EFI có thể chia thành hai loại tuỳ theo phương pháp sử dụng đểnhận biết lượng khí nạp:

3.2.1 Loại D-EFI (Loại điều khiển áp suất đường ống nạp)

Loại này đo mức độ chân không trong đường ống nạp do đó nhận biết được

lượng khí nạp qua mật độ của nó

3.2.2 Loại L-EFI (Loại điều khiển lưu lượng khí nạp)

Loại EFI này nhận biết trực tiếp lượng khí nạp chạy qua đường ống nạpbằng cảm biến lưu lượng khí nạp

Cảm biến áp suất đường ống nạp

Cảm biến áp suất đường ống

Phun

Nhiên liệu

Loại van

Loại xoáy quang học Karman

Không khí

Đường ố ng n ạ p

Cảm biến lưu lượng khí

Động cơ Vòi phun

ECU độngcơ

Nhiên liệu

Điều khiển lượng phun Tốc độ động cơ

3.3 HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU

Nhiên liệu được bơm ra khỏi bình bằng bơm nhiên liệu đi qua lọc nhiêu liệu,

sau đó nó được đưa đến các vòi phun Áp suất nhiêu liệu tại các vòi phun được

duy trì lớn hơn so với áp suất đường ống nạp một giá trị khô ng đổi (2.9 KG/cm2hay 2.55 KG/cm2 tuỳ theo loại động cơ) Khi nhiên liệu phun ra, áp suất trong

đường ống nhiên liệu thay đổi một chút Một vài loại động cơ có trang bị bộ giảmrung động để tránh xảy ra hiện tượng này Mỗi vòi phun được lắp ở phía trước

của mỗi xy lanh và lượng nhiêu liệu phun được điều khiển bằng độ dài khoảngthời gian dòng điện chạy qua vòi phun

Một vòi phun khởi động khi lạnh được lắp trong khoang nạp khí để nângcao khả năng khởi động khi thời tiết lạnh (loại hệ thống này không có trong một

số động cơ)

Khoảng thời gian phun của vòi phun khởi động được điều khiển bằng côngtắc định thời gian vòi phun khởi động (trong một số động cơ, nó được điều khiểnbằng cả ECU và công tắc định thời gian)

3.3.1 Bơm nhiên liệu

a Loại đặt trong bình

Loại bơm nhiên liệu này được lắp bên trong bình xăng

Loại bơm này làm việc ít rung động và tiếng ồn hơn so với loại trên đường

ống Hiện nay, chỉ có loại này được sử dụng trong xe của Toyota

Vòi phun khởi động lạnh

Bộ điều áp

Lọc xăng

Bơm xăng Bình xăng

Điện trở cuộn dây

b Loại trên đường ống

Loại bơm này được lắp bên ngoài bình xăng Nó ít được sử dụng trên ôtôhiện nay

3.3.2 Điều khiển bơm nhiên liệu

Bơm nhiên liệu trong xe được trang bị động cơ EFI chỉ hoạt động khi động

cơ đang chạy Điều này tránh cho nhiên liệu không bị bơm đế n động cơ trongtrường hợp khóa điện bật ON nhưng động cơ không chạy

Hiện nay có các loại điều khiển bơm nhiên liệu sau được sử dụng:

a Điều khiển Bật – Tắt (bằng ECU động cơ)

Khi động cơ quay khởi động.

Đĩa bơm

Lọc

Chống ồn Buồng

Khi động cơ đang quay khởi động, dòng điện chạy qu a cực IG của khoáđiện đến cuộn dây L1 của rơle EFI chính, làm rơ le này bật ON Tại thời điểm đó,

dòng điện chạy từ cực ST của khoá điện đến cuộn dây L3 của rơle mở mạch, bật

rơle này và làm cho bơm hoạt động Sau đó máy khởi động hoạt động và động cơ

bắt đầu quay, lúc này ECU động cơ sẽ nhận được tín hiệu NE Tín hiệu này làmcho transitor trong ECU bật ON và do đó dòng điện chạy đến cuộn dây L2 của

rơle mở mạch

Động cơ đã khởi động.

Sau khi động cơ đã khởi động và khoá điện được trả về vị trí ON (cực IG ) từ

vị trí START (cực ST) dòng điện chạy đến cuộn dây L3 của rơle mở mạch bị cắt.Tuy nhiên, dòng điện tiếp tục chạy đến cuộn dây L2 khi động cơ đang chạy do

transitor trong ECU động cơ bật ON Kết quả là, rơle mở mạch vẫn bật ON, chophép bơm nhiên liệu tiếp tục hoạt động

Động cơ ngừng.

Khi động cơ ngừng, tín hiệu NE đến ECU động cơ bị ngắt Nó tắt transitor,

do đó cắt dòng điện chạy đến cuộn dây L2 của rơle mở mạch Kết quả là, rơle mở

mạch tắt, ngừng bơm nhiên liệu

b Điều khiển bật – tắt (bằng công tắc bơm nhiên liệu)

Động cơ quay khởi động.

Khi động cơ quay khởi động, dòng điện chạy từ cực IG của khoá điện đến

cuộn L1 của rơle EFI chính, bật rơle này ON Dòng điện cũng chạy từ cực STcủa khoá điện đến cuộn L3 của rơle mở mạch, bật rơl e này và làm cho bơm hoạt

động Sau khi động cơ khởi động, các xylanh bắt đầu hút khí vào, làm cho tấm đo

gió bên trong cảm biến lưu lượng khí nạp mở ra Làm cho công tắc bơm nhiênliệu bật (công tắc được nối với cánh đo gió) và dòng điện chạy đến cuộn dây L2của rơle mở mạch

Khoá

đ i ệ n

Rơle mở mạch Giắc kiểm tra