Nghiên cứu đặc tính các tín hiệu và nguyên tắc điều khiển của ecu

để thiết kế chế tạo được thiết bị kiểm tra ecu ta phải hiểu được nguyên lý làm việc của toàn bộ hệ thống

Chơng 2

nghiên cứu đặc tính các tín hiệu

và nguyên tắc điều khiển của ECU

Để thiết kế chế tạo đợc thiết bị kiểm tra ECU ta phải hiểu đợc nguyên lý làm việc của toàn bộ hệ thống, đặc tính các tín hiệu đầu vào, quá trình xử lý tín hiệu và nguyên tắc điều khiển đầu ra của ECU Trên cơ sở đó xây dựng nguyên

lý làm việc của thiết bị kiểm tra ECU và các mạch điện của thiết bị

2.1 kết cấu và hoạt động của hệ thống phun xăng

điện tử

Trong phần này chúng ta đề cập tới cấu tạo và hoạt động của một hệ thống phun xăng điện tử nhiều điểm điển hình Đây là một hệ thống phun xăng

điện tử hiện đại điều khiển cả hai quá trình phun xăng và đánh lửa của động cơ

2.1.1 Hoạt động của hệ thống cung cấp nhiên liệu

Sơ đồ hoạt động của hệ thống cung cấp nhiên liệu đợc trình bày trên hình 2.1

Hình 2.1 Sơ đồ mạch cung cấp nhiên liệu

1 Bình xăng; 2 bơm xăng điện; 3 lọc xăng; 4 dàn phân phối xăng;

5 bộ điều chỉnh áp suất; 6 bộ giảm dao động áp suất; 7 đờng xăng

hồi; 8 vòi phun; 9 vòi phun khởi động lạnh

2.1.1.4 Thiết bị điều chỉnh áp suất

Thiết bị điều chỉnh áp suất có nhiệm vụ có nhiệm vụ duy trì ổn định độ chênh áp (từ 2,5-3 bar) giữa áp suất xăng cung cấp cho vòi phun và áp suất trên

đờng nạp Nhờ vậy lợng xăng cung cấp bởi vòi phun điện từ chỉ phụ thuộc vào

thời giam mở của kim phun, cho phép đơn giản hoá quá trình tính toán lợng cung cấp chu trình do ECU điều khiển.

2.1.1.5 Vòi phun điện từ (Hình 2.2)

Vòi phun điện từ có nhiệm vụ phun xăng vào đờng nạp ở khu vực gần xupap nạp một lợng xăng nhất định, vào thời điểm nhất định

Hình 2.2 Vòi phun xăng kiểu điện từ

1 lọc xăng; 2 đầu nối điện; 3 cuộn dây kích từ; 4 lõi từ tính; 5

kim phun; 6 đầu kim phun; 7 dàn phân phối xăng; 8 chụp bảo

vệ; 9 doăng trên; 10 doăng dới.

Khi cha có dòng điện chạy qua cuộn dây của nam châm điện 3, lò xo ép kim phun 5 xuống đế Lúc này vòi phun ở trạng thái đóng kín Khi có dòng điện kích thích, nam châm điện sẽ hút lõi từ 4 và kim phun đợc nâng lên khoảng 0,1

mm Nhiên liệu sẽ đợc phun ra qua một tiết diện hình vành khuyên có kích thớc hoàn toàn xác định Quán tính của vòi phun (thời gian mở và đóng) vào khoảng

từ 1-1,5 ms Tuỳ thuộc vào thiết bị, vòi phun có thể đợc mắc nối tiếp với một

điện trở phụ Để giảm quán tính đóng, mở xung điện kích thích vòi phun có thể

có cờng độ ban đầu khá lớn (≈ 7,5A) Khi kim phunđợc nâng lên thì dòng điện giảm xuống đáng kể (≈ 3A)

Các vòi phun thờng đợc mắc song song thành một dàn (động cơ 4 xi lanh) hoặc 2 dàn (động cơ chữ V 6-8 xi lanh) Quá trình phun có thể đợc tiến hành theo 2 phơng án sau:

- Phun xăng đồng thời: các vòi phun hoạt động đồng thời ở cùng một thời

điểm Số lần phun sau mỗi chu trình làm việc của động cơ có thể là 1 (cứ hai vòng quay trục khuỷu phun một lần) hoặc hai (cứ mỗi vòng quay trục khuỷu phun một lần)

- Phun xăng đồng bộ theo pha làm việc của các xi lanh: mỗi vòi phun chỉ phun một lần sau mỗi chu trình Thời điểm phun đợc xác định theo pha làm việc của các xi lanh tơng ứng Trong trờng hợp này, hệ thống phun xăng phải đợc trang bị thêm một cảm biến để xác định pha làm việc của các xi lanh, thờng có liên quan đến trục cam hoặc bộ phân phối đánh lửa Việc xử lý thông tin và xác

định thời điểm phun sẽ trở nên phức tạp hơn Bù lại quá trình phun xăng sẽ hoàn thiện hơn, có thể cho phép hiệu chỉnh lợng xăng phun từng xi lanh riêng biệt Cần chú ý rằng việc đấu mạch điện của các vòi phun phải theo thứ tự làm việc, giống nh đối với bugi

Hỗn hợp nhiên liệu – khí đợc hình thành ở khu vực trớc xu pap nạp và bên trong xilanh, nhờ các chuyển động rối đợc tạo ra khi không khí đợc hút vào xilanh qua xupap nạp

2.1.1.6 Bộ giảm dao động áp suất

Thiết bị này có nhiệm vụ hạn chế các xung động và sự lan truyền sóng áp suất trong mạch nhiên liệu Các xung động này gây ra do sự đóng mở của các vòi phun xăng và van hồi xăng trong thiết bị điều chỉnh áp suất Bộ giảm dao

động áp suất đợc lắp trên đờng hồi xăng, giữa thiết bị điều chỉnh áp suất và bình chứa xăng

2.1.2 Định lợng hỗn hợp nhiên liệu-khí

Đối với động cơ xăng, việc xác định chính xác lợng nạp chu trình là yếu

tố rất quan trọng để tính toán lợng xăng cần cung cấp Để làm việc đó cần phải xác định hai thông số là lu lợng không khí và tốc độ của động cơ

2.1.2.1 Xác định lu lợng khí nạp (Hình 2.3)

Hình 2.3 Mạch không khí và lu lợng kế

1 bớm ga; 2 lu lợng kế; 3 tín hiệu nhiệt độ khí; 4 bộ điều khiển trung

của cửa đo lu lợng

Việc xác định lu lợng không khí nạp đợc thực hiện bởi lu lợng kế khí nạp, thờng có các loại lu lợng kế khí nạp nh sau:

- Lu lợng kế khí nạp thể tích (Hình 2.4)

Hình 2.4 Lu lợng kế

1 Vít điều chỉnh nồng độ hỗn hợp chạy không tải; 2 kênh nối (by pass); 3 cửa đo

lu lợng; 4 cửa bù trừ; 5 thể tích giảm dao động

Chuyển động của dòng không khí đi qua lu lợng kế sẽ tác dụng một lực tỉ

lệ với lu lợng không khí lên cửa đo 3 làm cửa này quay đi một góc α cho đến khi cân bằng với lực lò xo xoắn lắp trên trục quay Kết cấu của thiết bị đo tạo ra một quan hệ dạng lôgarit giữa góc quay của cửa đo và thể tích không khí, nhằm mục đích đạt đợc độ nhạy cao cả khi lu lợng nhỏ Trong thực tế, do quá trình

nạp của động cơ không liên tục nên tồn tại các sóng áp suất trong đờng nạp Cửa bù trừ 4 có tác dụng ổn định vị trí góc của thiết bị đo, vì các sóng áp suất sẽ tác dụng đồng đều lên cả hai cửa và lực tác dụng sẽ bù trừ lẫn nhau, không làm

ảnh hởng đến phép đo thể tích 5 phía sau cửa bù trừ 4 cũng có tác dụng giảm chấn, giữ ổn định vị trí góc α trớc các xung động áp suất

Khi lu lợng nhỏ, cửa đo gần nh đóng kín Vít điều chỉnh 1 cho phép một lợng nhỏ không khí đi vào động cơ không qua cửa đo nhằm mục đích điều chỉnh hỗn hợp chạy không tải của động cơ

- Lu lợng kế khí nạp khối lợng kiểu dây đốt (Hình 2.5):

Hình 2.5 Sơ đồ lắp đặt dây đo lu lợng kế kiểu dây đốt

1 thành ống nạp; 2 dây đo platin

Phơng pháp đo lu lợng thể tích gặp phải một số nhợc điểm nh: có sai số khi áp suất khí trời thay đổi hoặc xe hoạt động ở các độ cao khác nhau; nhậy cảm với rung động và sóng áp suất trên đờng nạp; sự mài mòn và ổn định của

đo L… u lợng kế khối lợng kiểu dây đốtkhắc phục đợc những hạn chế đó Thiết

bị này hoạt động theo nguyên lý nhiệt độ không đổi

Phần tử đo là một dây platin có đờng kính 70 àm, đợc căng bên trong

đoạn ống đo lắp phía sau bộ lọc khí Thành ống bên trong còn đợc lắp các điện trở đo và cảm biến nhiệt độ Hai đầu ống đo có lới bảo vệ Các linh kiện điện tử của thiết bịđợc lắp trong một hộp nhỏ gắn bên ngoài ống đo Hình 2.6 là sơ đồ mạch đo dùng cầu điện trở:

Hình 2.6 Sơ đồ mạch đo dùng cầu điện trở

R H - dây đốt; R K - điện trở bù nhiệt; R 1 , R 2 , R 3 - điện trở; U M - điện thế của tín hiệu đo lu lợng

Dây đốt có diện trở RH là một phần của cầu đo Cầu đợc giữ cân bằng thông qua một mạch đốt nóng dây nhằm duy trì không đổi nhiệt độ (tức là điện trở) của dây Khi có lu lợng không khí, dây đo sẽ làm nguội bởi dòng khí, nhiệt

độ và điện trở sẽ giảm dẫn đến sự mất thăng bằng trong cầu điện trở Khi đó mạch điều chỉnh sẽ tự động thay đổi cờng độ dòng điện đốt nóng dây để thiết lập lại sự cân bằng ban đầu Nh vậy có quan hệ tỉ lệ giữa cờng độ dòng điện đốt nóng dây đo và lu lợng không khí

Quá trình điều chỉnh này đợc thực hiện khá nhanh (vài ms) do dây đo có kích thớc rất nhỏ Vì điều này mà lu lợng kế loại này có u điểm quan trọng: các xung động áp suất trên đờng nạp, nhất là ở chế độ toàn tải, có tần số lớn hơn thời gian dáp ứng của cầu đo và không gây ảnh hởng đến phép đo lu lợng Nhờ

đó, lu lợng kế này làm việc khá ổn định

- Lu lợng kế khí nạp khối lợng kiểu tấm đốt (Hình 2.7):

Hình 2.7 Sơ đồ cấu tạo lu lợng kế khối lợng kiểu tấm đốt

1 cầu điện trở; 2 ống đo; 3 lới bảo vệ; 4 dòng khí; 5 thiết bị đo

Thiết bị này hoạt động theo cùng một nguyên lý nh loại dây đốt Tuy nhiên phần tử đo đợc sử dụng ở đây là các tấm có điện trở phụ thuộc nhiệt độ, cho phép tăng độ chính xác và tuổi thọ làm việc của lu lợng kế Trên hình vẽ mô tả một đoạn ống đo có lới bảo vệ hai đầu đặt trong đờng nạp Bên trong ống này có một ống nhỏ 2 có dạng tiết lu nh họng khuyếch tán của bộ chế hoà khí, với hai tấm đo 5 và 6 chế tạo từ hợp kim gốm Một tấm đo dùng để xác định lu lợng, còn tấm thứ hai cho phép xác định nhiệt độ khí nạp Hai tấm đo này đợc mắc với 2 điện trở khác đặt ngoài ống trong hộp riêng

Mạch đo nhiệt độ khí với tấm đo 5 sẽ điều chỉnh dòng điện đốt nóng tấm

đo lu lợng 6 sao cho nhiệt độ của tấm này luôn đợc giữ ở khoảng 100 0C lớn hơn nhiệt độ không khí Cờng độ dòng điện tỉ lệ với lu lợng khối lợng cần đo

- Lu lợng kế dùng hiệu ứng Karman kiểu siêu âm (Hình 2.8):

Hình 2.8 cấu tạo và hoạt động của lu lợng kế Karman kiểu siêu âm

1 các tấm hớng dòng; bộ phận tạo xoáy lốc; 3 khối biến điệu; 4 máy

phát sóng siêu âm; 5 thiết bị thu sóng; a tín hiệu thô; b tín hiệu sau

biến điệu (xung vuông)

Khi cha có dòng chảy không khí, tức là khi cha có các chuyển động xoáy Karman, thời gian lan truyền của sóng siêu âm qua ống là không đổi Ngợc lại

sự có mặt của các vòng xoáy không khí sẽ làm tăng hoặc giảm tốc độ lan truyền của sóng qua ống, tuỳ theo chiều xoáy Nh vậy, thời gian lan truyền của sóng từ máy phát đến máy thu sẽ có dạng hình sin Mạch đo sẽ gửi một xung vuông đến

bộ xử lý ECU mỗi khi tín hiệu hình sin đi qua cực tiểu Tần số các xung vuông

tỉ lệ với lu lợng khí nạp, sẽ đợc xử lý để xác định thời gian phun xăng

- Lu lợng kế dùng hiệu ứng Karman kiểu cảm biến áp suất (Hình 2.9)

Hình 2.9 Cấu tạo và hoạt động của lu lợng kế Karman kiểu áp suất

1 cảm biến áp suất; 2 khuyếch đại; 3 lọc; 4 mạch tạo xung vuông; 5 bộ điều

khiển trung tâm; 6 nguiồn điện; 7 xoáy lốc Karman

Nguyên tắc của loại thiết bị này cũng dùng hiệu ứng Karman Kết cấu ờng nạp ở khu vực đo tơng tự nh lu lợng kế loại siêu âm với bộ phận hớng dòng

đ-và các tấm phân dòng áp suất tĩnh ở hạ lu của tấm phân dòng đợc lấy ra nhờ hai ống đặt ở hai phía của tấm và nối với một cảm biến áp suất Các chuyển

động xoáy lốc Karman sẽ gây ra hiệu ứng “bơm” trong cảm biến áp suất, kết quả là một tín hiệu hình sin có tần số tỷ lệ với lu lợng không khí Một mạch

điện sẽ biến đổi tín hiệu này thành các xung vuông và gửi đến bộ xử lý ECU

2.1.2.2 Xác định tốc độ quay động cơ, vị trí trục khuỷu và pha làm việc của các xilanh

Các thông tin về tốc độ động cơ, vị trí trục khuỷu hoặc pha làm việc của các xilanh sẽ đợc các cảm biến tốc độ cung cấp Có hai loại cảm biến tốc độ hoạt động theo 2 nguyên tắc là từ tính hoặc quang học

- Cảm biến từ tính (Hình 2.10)

Hình 2.10 cảm biến tốc độ quay động cơ kiểu từ tính

1 nam châm vĩnh cửu; 2 hộp đấu dây; 3 nắp bánh đà; 4 lõi từ; 5 cuộn dây;

6 vành răng khởi động của động cơ; 7 chuẩn vị trí trục khuyủ

Cảm biến này đợc lắp cạnh bánh đà động cơ, đối diện với vành răng khởi

động, và hoạt động theo nguyên tắc cảm ứng điện từ từ trờng đợc tạo ra bởi nam châm vĩnh cửu 1 đợc tập trung ở lõi sắt từ 4 Khi một răng hoặc một vật chuẩn chuyển động qua trớc lõi từ này sẽ làm biến thiên từ trờng trong lõi sắt và tạo ra một xung điện cảm ứng trong cuộn dây

Cảm biến tốc độ đợc bố trí đối diện với vành răng khởi động lắp trên bánh đà động cơ Chu kỳ của một xung điện phát ra sẽ tơng ứng với góc quay của trục khuỷu giữa hai răng liên tiếp Để xác định vị trí tơng đối của trục khuỷu (chẳng hạn so với điểm chết trên), ngời ta tạo ra một chuẩn trên bánh đà,

có thể là một lỗ hay một mấu nhỏ Cảm biến vị trí trục khuỷu sẽ cung cấp một xung điếnau một vòng quay động cơ vào thơpì điểm vật chuẩn này đi qua trớc mặt lõi từ của cảm biến

Hình dạng và độ lớn của tín hiệu điện do các cảm biến từ tính cung cáp phụ thuộc vào vật liệu chế tạo cảm biến và động cơ, tốc độ động cơ, khe hở cảm biến và vật quay , hình dạng của răng hoặc vật chuẩn Các tín hiệu này sau khi

đợc cuẩn hoá sẽ đợc ECU xử lý để xác định tốc độ độngcơ và vỉtí tức thời của trục khuỷu

- Cảm biến quang học (Hình 2.11)

Hình 2.11 Nguyên lý làm việc của cảm biến quang học

1 Bộ dò quang học; 2 bộ điều khiển trung tâm; 3 tế bào quang điện; 4 rãnh xẻ xác

định điểm chết trên; 5 rãnh xẻ xác định góc quay trục khuỷu

Các cảm biến này đợc lắp ở bộ phân phối đánh lửa hoặc ở đầu trục cam

để xác dịnh tốc độ động cơ và pha làm việc của các xilanh Một đĩa quay do

động cơdẫn động (một vòng quay sau mỗi chu trình làm việc) đợc xẻ 4 rãnh giống nhau, phân phối đều đặn ở chu vi cách nhau 900 Bốn rãnh này dùng để xác định góc quay của trục khuỷuvà tốc độ động cơ Hai rãnh khác có bề rộng khác nhau sẽ đợc xẻ ở bên trong đối diện qua tâm đĩa, dùng để xác định điwmr chết trên tơng ứng với quá trình nén của xilanh số 1 Tín hiệu đo đợc tạo ra nhờ

2 diot phát quang và hai tế bào quang điện, đợc bố trí thành hai cặp đối diện ở hai bên đĩa Mỗi khi có rãnh chạy qua tia sáng từ diot phát quang sẽ đi tới tế bào quang điện làm thông mạch đo Trờng hợp ngợc lại sẽ không có xung điện Tín hiệu đo dới dạng các xung vuông đợc gửi đến ECU

2.1.2.3 Xác định lợng xăng phun vào động cơ

Việc xác định lợng xăng phun vào động cơ do ECU thực hiện dựa trên các số liệu về lợng nạp không khí cho chu trình và các thông số làm việc khác của động cơ do các cảm biến cung cấp Việc xác định lợng xăng sẽ đợc qui về việc tính toán thời gian mở kim phun hay độ rộng xung phun của kim phun

Trong các hệ thống phun xăng đời thấp việc xác định độ rộng xung phun cơ sở đơn giản chỉ là sự thay đổi tuyến tính theo hai tín hiệu vòng tua và tải Nguyên lý làm việc của hệ thống nh sau:

Tín hiệu từ bôbin đi tới là tín hiệu đánh lửa, có dạng xung dao động do sự dao động trong cuộn dây bôbin, tín hiệu này phải đợc sửa cho trở thành xung vuông mới có thể sử dụng đợc Do đó tín hiệu phải đi qua bộ sửa dạng xung

Đối với động cơ 4 xi lanh mỗi vòng quay có hai xung đánh lửa, động cơ 6 xi lanh mỗi vòng quay có 3 xung đánh lửa mà xung phun tại mỗi vòng quay chỉ có một xung Do đó tín hiệu đánh lửa đợc đa qua bộ chia 2 đối với động cơ 4 xi lanh và chia 3 đối với động cơ 6 xi lanh, xung sau khi chia sẽ có tần số trùng với tần số vòng tua Xung sau đó đợc đa vào bộ tạo xung phun cơ sở, tại đây độ rộng xung phun đợc thay đổi tuỳ theo lu lợng khí nạp đi vào động cơ Thực chất

đây là bộ thay đổi độ rộng xung theo điện áp

Ti Tp

n 2 n

mức tải

nhiệt độ

động cơ

Tín hiệu lưu lượng khí nạp

tín hiệu tốc độ động cơ

lấy từ cực âm cuộn sơ

cấp bôbin

injector injector injector injector

điều khiển thay đổi độ rộng xung thực tế

điều khiển thay

đổi độ rộng xung cơ sở

Bộ chia 2

Sửa dạng xung tầng

công suất

Hình 2.12 Hoạt động phun xăng

Tiếp theo xung phun cơ sở đợc đa vào bộ tạo xung phun thực cũng tơng

tự nh bộ tạo xung phun cơ sở, chỉ khác là tại đây độ rộng xung phun bị thay đổi bởi nhiều yếu tố hơn bao gồm nhiệt độ động cơ, nhiệt độ khí nạp, tải trọng, thành phần khí xả, mức điện áp ăcquy Độ rộng xung phun sau khi ra khỏi tầng này là độ rộng xung phun chính xác, tín hiệu này đợc đa thẳng tới tầng ra (Drive) và tới vòi phun Dới đây là hình vẽ dạng xung tại mỗi tầng của động cơ

4 xilanh

Xung đánh lửa Xung đánh lửa sau sửa dạng xung Xung đánh lửa sau khi chia hai , tần số xung = tần số vòng tua xung tam giác tạo được do

sự phóng nạp qua tụ xung đầu ra của bộ tạo độ rộng xung phun cơ bản xung tam giác tạo được do

sự phóng nạp qua tụ xung của bộ tạo độ rộng xung phun có tính đến các yếu tố khác như nhiệt độ , mức tải

xung của bộ tạo độ rộng xung phun thực tế có tính đến yếu

tố sai giảm điện áp ăcquy xung phun thực tế trước tầng công suất

Ti=Tp+Tm+Tu

Tm

Ti Tu Tp

Hình 2.13 Độ rộng xung phun tại các tầng

Từ trên ta thấy độ rộng xung phun thực tế bao gồm độ rộng xung phun cơ

sở cộng với độ rộng xung có tính đến các yếu tố nhiệt độ , mức tải cộng với

độ rộng xung có tính đến yếu tố sụt giảm điện áp ắcquy (sự thay đối độ rộng xung theo điện áp ắcquy là do quán tính của vòi phun phụ thuộc nhiều vào sự

ổn định điện áp cung cấp, sự sụt áp sẽ làm tăng thời gian mở bép phun dẫn đến làm giảm lợng nhiên liệu đa ra vì thế phải tăng độ rộng xung phun khi điện áp

ắcquy tụt) Theo nguyên lý trên thì độ rộng xung phun thực tế thay đổi tuyến tính theo lu lợng khí nạp, nhiệt độ nhng trên thực tế để đảm bảo động cơ chạy

đạt hiệu quả cao nhất tại tất cả mọi chế độ nhằm đạt đợc đờng đặc tính lý tởng thì độ rộng xung không thể thay đổi tuyến tính đợc do đó đối với các hệ thống phun đời cao độ rộng xung phun cơ sở đợc tính toán lập trình sẵn và đa vào trong bộ nhớ tĩnh hoặc động, việc tính toán độ rộng xung phun cơ sở đợc xác

định từ tỷ lệ lu lợng khối lợng nhiên liệu đợc yêu cầu với một hằng số phun kinh nghiệm , hằng số phun kinh nghiệm đợc xác định theo thiết kế vòi phun Hằng số này thông thờng đợc xác định bởi một sự chênh áp không đổi của áp suất xuyên qua vòi phun (từ tia phun tới cổ hút) khi áp suất xuyên qua vòi phun không phải là hằng số (ví dụ nh khi có sự thay đổi độ chân không do thay đổi tốc độ) thì cần phải có một bản đồ xác định hằng số phun đối với các sai khác

của áp suất đờng hút Sau khi tính toán đợc một miền làm việc của động cơ thì các số liệu này đợc kiểm tra trên chính động cơ đợc lắp và đợc hiệu chỉnh lại cho phù hợp, đảm bảo với mỗi số vòng quay và mức tải sẽ có một độ rộng xung phun hữu hiệu nhất ECU có số điểm lập trình càng dày thì động cơ làm việc càng có hiệu suất cao và tốn ít nhiên liệu nhất Sau khi xác định đợc độ rộng xung phun cơ sở thì tiếp theo xung phun sẽ đợc hiệu chỉnh tiếp đảm bảo phù hợp với từng chế độ giống nh hệ thống phun đời thấp bao gồm hiệu chỉnh theo các chế độ không tải, toàn tải, xuống dốc, tăng tốc,hiệu chỉnh theo nhiệt độ

động cơ, nhiệt độ khí nạp, điện áp ắcquy Với biện pháp này đặc tính phun của

động cơ sẽ trở thành đặc tính phun lý tởng Thông thờng độ rộng xung phun hiệu quả đợc xác định theo sơ đồ khối nh hình 2.14 Thời gian phun thực tế đợc xác định qua tính toán sẽ phải nằm trong khoảng xác định bởi các giá trị giới hạn nhỏ nhất và lớn nhất đã đợc lu trữ sẵn trong bộ nhớ nhằm đảm bảo sự vận hành tin cậy của hệ thống phun

sai

đúng 0

Xe đang lao xuống dốc -

số vòng quay động cơ

hoặc ôtô có nằm trong phạm vi cho phép ?

Hiệu chỉnh đảm bảo chính xác thành phần hoà khí theo tín hiệu λ Khởi động

Độ rộng xung vòng tua

độ rộng xung cơ sở được tính toán từ tín hiệu mức tải

Cắt nhiên liệu trở

về chế độ không tải

Chuẩn hoá độ rộng xung theo chế độ hiện tại của

Hình 2.14 Sơ đồ tính toán độ rộng xung phun hiệu quả

2.1.2.4 Điều khiển thời điểm đánh lửa

Trong các đời xe hiện đại từ 95 trở lại đây việc thay đổi thời điểm đánh lửa đã đợc chuyển từ thay đổi thời điểm kiểu cơ khí kết hợp chân không cổ điển thành tự động thay đổi thời điểm bằng điện tử, mục đích của việc thay đổi này

là nhằm làm tối u mô men động cơ, giảm độc hại của khí xả, tiết kiệm nhiên liệu, và giảm tối thiểu kích nổ Các dữ liệu cần thiết cho hệ thống đánh lửa là số vòng quay NE và lu lợng không khí Qk hoặc độ chênh áp suất đờng ống nạp ∆P cùng các thông tin khác nh nhiệt độ nớc làm mát, nhiệt độ khí nạp cũng nh hệ thống điều khiển độ rộng xung phun của hệ thống phun xăng, việc xác định thời

điểm đánh lửa gốc chủ yếu dựa vào hai thông tin là NE và Qk hoặc ∆P Một hằng số kính nghiệm k đợc sử dụng để tính toán thời điểm đánh lửa gốc:

NE k

θ0

thực tế=θ0

gốck1.k2.k3

Góc đánh lửa gốc đợc tính toán sẵn thành bảng dữ liệu và nạp vào trong

bộ nhớ ROM trong ECU Giá trị của bảng này đã đợc tối u hoá nhờ các thí nghiệm trên chính động cơ lắp ECU Góc đánh lửa gốc sau khi xác định sẽ đợc

hiệu chỉnh tiếp lần nữa trở thành góc đãnh lửa thực tế, việc hiệu chỉnh này dựa vào các tín hiệu phụ nh nhiệt độ nớc làm mát, nhiệt độ khí nạp, vị trí bớm ga Bản chất của quá trình điều khiển đánh lửa lập trình là điều khiển thời điểm để

đạt điểm đánh lửa lý tởng theo các chế độ làm việc của động cơ, thực hiện bằng cách dịch chỉnh xung ignition time

hiệu chỉnh

tầng công suất

Q k ( ∆ P )

θ thực tế

Hình 2.15 Sơ đồ điều khiển đánh lửa

Dới đây là hai đồ thị thể hiện sự thay đổi góc đánh lửa theo áp suất chân không đờng ống nạp và tốc độ động cơ của hệ thống đánh lửa cơ khí, hệ thống

đánh lửa sử dụng chơng trình ESA và đờng đánh lửa lý tởng

điện cơ khí

góc

đánh lửa

thời điểm đánh lửa của hệ chia

điện cơ khí

thời điểm đánh lửa

do chương trình ESA thời điểm đánh lửa lý

tưởng

Hình 2.16 Sự thay đổi thời điểm đánh lửa theo áp suất ống nạp và tốc độ động cơ

Biểu đồ tính toán thời điểm đánh lửa động cơ hiện đại:

thời điểm đánh lửa gốc xác định từ tín hiệu mức tải và số vòng quay

hiệu chỉnh đánh lửa dựa vào chế độ làm việc của hệ thống

Hình 2.17 Biểu đồ tính toán thời điểm đánh lửa động cơ hiện đại

2.2 đặc tính các tín hiệu đầu vào của ecu

Nh đã phân tích, để xây dựng đợc nguyên lý làm việc của thiết bị kiểm tra ECU và các mạch điện của thiết bị thì ngoài việc phân tích kết cấu và nguyên lý làm việc của hệ thống phun xăng còn phải phân tích đợc đặc tính các tín hiệu đầu vào và nguyên tắc điều khiển ra của ECU

Các tín hiệu đầu vào ECU bao gồm:

- Tín hiệu áp suất đờng ống nạp mang thông tin về áp suất đờng ống nạp từ

đó dựa vào tốc độ động cơ và nhiệt độ khí nạp ECU sẽ tính toán ra đợc lợng không khí nạp

- Tín hiệu nhiệt độ nớc làm mát mang thông tin về nhiệt độ của động cơ, tín hiệu nhiệt độ khí nạp cho ECU biết nhiệt độ của không khí, đây chính là thông tin về mật độ khí nạp

- Tín hiệu kích nổ cho ECU biết thời điểm xảy ra hiện tợng kích nổ trong

động cơ

- Tín hiệu thời điểm cho ECU biết thời điểm đánh lửa và thời điểm phun của từng máy

- Tín hiệu vòng quay tạo nhịp điều khiển đánh lửa cho ECU

- Tín hiệu vị trí bớm ga cho ECU biết động cơ đang làm việc ở chế độ tải nào và cho ECU biết thời điểm tăng tốc

- Tín hiệu khởi động, tín hiệu bật điều hoà cho ECU biết thời điểm cần nâng mức garenti

Tất cả các tín hiệu kể trên đo đợc nhờ các cảm biến thu nhận đợc trong quá trình động cơ làm việc và gửi về ECU

2.2.1 Những nguyên lý cơ bản và các đặc trng đo lờng

Các đại lợng vật lý là đối tợng đo lờng nh nhiệt độ, áp suất đ… ợc gọi là các đại lợng cần đo m Sau khi tiến hành các công đoạn thực nghiệm để đo m ta nhận đợc đại lợng điện tơng ứng ở đầu ra Đại lợng điện này cùng với sự biến

đổi của nó chứa đựng tất cả các thông tin cần thiết để nhận biết m Việc đo đạc

m thực hiện đợc là nhờ sử dụng các cảm biến [2,4]

Cảm biến là một thiết bị chịu tác động của đại lợng cần đo m không có tính chất điện và cho ta một đặc trng mang bản chất điện (nh điện tích, điện áp, dòng điện hoặc trở kháng) ký hiệu là s Đặc trng điện s là hàm của đại lợng cần

đo m: