Báo cáo ứng dụng máy tính đo lường điều khiển trên ô tô

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT ĐÀ NẴNG BÁO CÁO ỨNG DỤNG MÁY TÍNH ĐO LƯỜNG ĐIỀU KHIỂN Ô TÔ Giáo viên hướng dẫn: Bùi Văn Hùng Sinh viên thực hiện: Phan Hữu Khánh Mã sinh viên:1811504210314 Lớp học phần : 120DLDKOT04 Đà Nẵng, tháng 12, năm 2020 1|Page Tuần 1,2: (Ngày 22, 29 tháng 9, năm 2020) Nội dung: Tìm hiểu loại cảm biến quan trọng động ô tô Cảm biến vị trí trục cam ( Camshark position sensor )  Chức năng, nhiệm vụ: xác định vị trí trục cam gửi tín hiệu cho ECU, ECU xử lý tín hiệu để xác định điểm chết náy số máy, xác định vị trí trục cam để xác định thời điểm đánh lửu hay thời điểm phun nhiên liệu  Cấu tạo: Cảm biến vị trí trục cam tơ thường có loại: • Loại cảm biến hiệu ứng điện từ • Loại cảm biến hiệu ứng Hall - Loại cảm biến hiệu ứng điện từ có cuộn dây điện từ vĩnh cửu, máy phát điện mini, hoạt động tạo xung điện áp hình sin gửi ECU - Loại cảm biến hiệu ứng Hall cấu phận phần tử Hall đặt đầu cảm biến, nam châm vĩnh cửu IC tổ hợp nằm cảm biến cấu tạo nam châm tạo 2|Page  Nguyên lý hoạt động: trục khuỷu quay, thông qua dây cam dẫn động làm trục cam quay theo, trục cam có vành tạo xung có vấu cực, vấu cực quét qua đầu cảm biến, khép kín mạch từ cảm biến tạo xung tín hiệu gửi ECU để ECU nhận biết điểm chết xi lanh số hay máy khác.Số lượng vấu cực vành tạo xung trục cam khác tùy theo động – Phân loại dạng xung sinh cảm biến trục cam: + Cảm biến trục cam loại Điện từ: Tạo loại xung có dạng hình sin, Xung có điện áp từ 0,5-4,5V + Cảm biến trục cam loại Hall: Tạo loại xung có dạng vng  Vị trí: dàn có ngang bên cạnh chứa trục cam thường nằm nắp nắp dàn có, nắp hộp Cảm biến vị trí trục khuỷu ( Crankshaft position sensor )  Chức năng, nhiệm vụ: đo tín hiệu tốc độ trục khuỷu, vị trí trục khuỷu gửi ECU, ECU xử lý tín hiệu để tính tốn góc đánh lửa sớm bản, thời gian phun nhiên liệu cho động  Cấu tạo: - Cảm biến vị trí trục khuỷu loại cảm biến từ: gồm có cuộn dây điện từ, lõi nam châm vĩnh cửu vành tạo xung - Cảm biến vị trí trục khuỷu loại Hall: gồm phần tử Hall đầu cảm biến, IC nam châm vĩnh cửu cảm biến 3|Page  Nguyên lý hoạt động: trục khuỷu quay, tạo tín hiệu xung gửi cho ECU, ECU sử dụng thuật toán logic lập trình sẵn, đếm số xung đơn vị thời gian tính tốn tốc độ trục khuỷu  Vị trí: thướng nằm đầu máy, đuôi bánh đà lock máy Cảm biến vị trí bướm ga ( Throttle position sensor ) Chức năng, nhiệm vụ: xác định độ mở bướm ga gửi thông tin xử lý trung tâm giúp điều chỉnh lượng phun nhiên liệu tối ưu theo độ mở bướm ga, tính tốn thời điểm đánh lửa sơm giúp chuyển số hộp số tự động  Cấu tạo: - Loại tiếp điểm: cấu tạo gồm: +1 cần xoay đồng trục với cánh bướm ga + Cam dẫn hướng xoay theo cần + Tiếp điểm di động di chuyển theo rãnh cam dẫn hướng + tiếp điểm cầm chừng IDL + Tiếp điểm tồn tải PSW  - Loại tuyến tính: cấu tạo gồm có trượt, điện trở, tiếp điểm cho tín hiệu IDL VTA cung cấp đầu tiếp điểm 4|Page - Loại phần từ Hall: cấu tạo gồm mạch IC Hall làm phần từ Hall nam châm quay quanh chúng Các nam châm quay trục bướm ga quay với bướm ga  Nguyên lý hoạt động chung: tài xế đạp nhả bướm bàn đạp ga, bướm ga lúc mở đóng lại Lúc cảm biến bướm ga ghi lại hoạt động mở bướm chuyển hóa góc mở bướm ga thành tín hiệu điện áp gửi tới ECU - Nguyên lý làm việc loại tiếp điểm: + Khi bướm ga đóng hồn tồn, tiếp điểm khơng tải IDL đóng ON tiếp điểm trợ tải PSW ngắt OFF ECU động xác định động chạy không tải + Khi đạp bàn đạp ga, tiếp điểm IDL bị ngắt OFF, bướm ga mở điểm xác định, tiếp điểm PSW đóng ON, thời điểm ECU động xác định động chạy tải nặng + Điện áp 5V qua điện trở ECU đưa đến cực IDL cực PSW Ở vị trí cầm chừng, điệp áp từ cực IDL qua công tắc tiếp xúc IDL mass Ở vị trí tồn tải, điện áp từ cực PSW qua công tắc tiếp xúc PSW mass - Nguyên lý làm việc loại tuyến tính: Khi cánh bướm ga mở, trượt trượt dọc theo điện trở tạo điện áp tăng dần cực VTA tương ứng với góc mở cánh bướm ga Khi cánh bướm ga đóng hồn tồn, tiếp điểm cầm chừng nối cực IDL với cực E2 Tín hiệu đưa đến hộp điều khiển khác để thực việc điều chỉnh lượng nhiên liệu cho động 5|Page - Nguyên lý làm việc loại phần tử Hall: Khi bướm ga mở, nam châm quay lúc, nam châm thay đổi vị trí chúng Vào lúc đó, IC Hall phát thay đổi từ thơng gây thay đổi vị trí nam châm tạo điện áp hiệu ứng Hall từ cực VTA1 VTA2 theo mức thay đổi Tín hiệu truyền đến ECU động tín hiệu mở bướm ga  Vị trí: thường lắp cổ họng gió Cảm biến Oxy ( Oxygen sensor )  Chức năng, nhiệm vụ: đo lượng oxy dư khí thải động truyền tín hiệu ECU nhắm điều chỉnh tỉ lệ nhiên liệu khơng khí cho phù hợp  Cấu tạo: - Cảm biến Oxy loại narrowband: • Loại làm Gốm Ziconium :loại làm gốm ziconium phủ lớp Platin bề mặt tiếp xúc với khí xả có đường dẫn khơng khí vào bên lõi cảm biến Ở điều kiện nhiệt độ cao (trên 350 độ C), với chênh lệch nồng độ khí xả bề mặt 6|Page ngồi lõi cảm biến, cảm biến tạo tín hiệu điện áp nằm khoảng 0.1-0.9V + Điện áp nhỏ nghèo nhiên liệu + Điện áp lớn giàu nhiên liệu Để cảm biến nhanh đạt tới nhiệt độ vận hành khởi động (trên 350 độ C), Cảm biến có thêm điện trở nung nóng bên để nung nóng cảm biến nổ máy + Giá trị điện trở nung nóng nằm khoảng 6-13Ω Loại làm Titanium: loại làm titanium, loại dùng giá thành đắt (phản ứng nhanh hơn, không cần đưa khơng khí vào lõi cảm biến, độ bền cao hơn), loại thay đổi điện trở theo nồng độ oxy khí xả Cảm biến có thêm điện trở nung nóng bên để nung nóng cảm biến nổ máy - Cảm biến Oxy loại Wideband: cấu tạo bới phận chính: + Nernst cell: giống cảm biến Oxy thông thường + Pump cell: tạo điện áp hóa học + Monitoring chamber: buồng giám sát • 7|Page  Nguyên lý hoạt động: khí xả thải qua cảm biến oxy, tiếp xúc khí thải đầu dò cảm biến khiến cảm biến phát sinh dịng điện có điện tỉ lệ nghịch với hàm lượng oxy khí thải để truyền đến PCM Nếu hàm lượng oxy cao hay hịa khí ‘nghèo xăng’ (lean mixture), điện cảm biến oxy phát sinh vào khoảng 0.1V Nếu hàm lượng oxy thấp hay hịa khí ‘giàu xăng’ (rich mixture), điện cảm biến phát sinh vào khoảng 0.9V Dựa điện PCM điều chỉnh thời gian mở kim phun nhiên liệu cách thích hợp để hỗn hợp khí nạp có tỷ lệ khơng khí / xăng gần với tỷ lệ lý tưởng (14.7: 1)  Vị trí: Thường lắp trước sau lọc khí thải Cảm biến nhiệt độ nước làm mát ( Engine coolant temperature )  Chức năng, nhiệm vụ: cảm biến nhiệt độ nước làm mát sử dụng để đo nhiệt độ nước làm mát động gửi tín hiệu ECU để ECU thực hiệu chỉnh sau: - Hiệu chỉnh góc đánh lửa sớm: nhiệt độ động thấp ECU thực hiệu chỉnh tăng góc đánh lửa sớm, nhiệt độ động cao ECU điều khiển giảm góc đánh lửa sớm - Hiệu chỉnh thời gian phun nhiên liệu: nhiệt độ động thấp ECU điều khiển tăng thời gian phun nhiên liệu (tăng độ rộng xung nhấc kim phun) để làm đậm, Khi nhiệt độ động cao ECU điều khiển giảm thời gian phun nhiên liệu - Điều khiển quạt làm mát: nhiệt độ nước làm mát đạt xấp xỉ 8087°C, ECU điều khiển quạt làm mát động bắt đầu quay tốc độ thấp 8|Page (quay chậm) Khi nhiệt độ nước làm mát đạt xấp xỉ 95-98°C, ECU điều khiển quạt làm mát quay tốc độ cao (quay nhanh) - Điều khiển tốc độ không tải: khởi động động cơ, nhiệt độ động thấp, ECU điều khiển van không tải (hoặc bướm ga điện tử) mở rộng để chạy tốc độ không tải nhanh (tốc độ động đạt xấp xỉ 900-1000V/P) để hâm nóng động giúp giảm ma sát phận động nhanh chóng đạt nhiệt độ vận hành ổn định - Điều khiển chuyển số: ECU điều khiển hộp số tự động sử dụng thêm tín hiệu cảm biến nhiệt độ nước làm mát để điều khiển chuyển số, nhiệt độ nước làm mát thấp, ECU điều khiển hộp số tự động không điều khiển chuyển lên số truyền tăng OD - Ngồi ra, tín hiệu từ cảm biến nhiệt độ nước làm mát dùng để điều khiển hệ thống kiểm sốt khí xả (ERG), điều khiển ngắt tín hiệu điều hịa khơng khí A/C nhiệt độ nước làm mát cao, điều khiển trạng thái phun nhiện liệu  Cấu tạo: Cấu tạo cảm biến nhiệt độ nước làm mát có dạng trụ rỗng với ren ngồi, bên có lắp nhiệt điện trở có hệ số nhiệt điện trở âm, tức điện trở tăng lên nhiệt độ thấp ngược lại - Cảm biến có chân: chân tín hiệu THW chân mass E2  Nguyên lý hoạt động: - Cảm biến nhiệt độ nước làm mát nằm khoang nước động cơ, tiếp xúc trực tiếp với nước động Vì có hệ số nhiệt điện trở âm nên nhiệt độ nước làm mát thấp điện trở cảm biến cao ngược lại nhiệt độ nước làm mát tăng lên điện trở cảm biến giảm xuống Sự thay đổi điện trở cảm biến làm thay đổi điện áp đặt chân cảm biến 9|Page Điện áp 5V qua điện trở chuẩn (điện trở có giá trị không đổi theo nhiệt độ) đến cảm biến trở ECU mass Như điện trở chuẩn nhiệt điện trở cảm biến tạo thành cầu phân áp Điện áp điểm cầu đưa đến chuyển đổi tín hiệu tương tự – số (bộ chuyển đổi ADC – Analog to Digital converter) - Khi nhiệt độ động thấp, giá trị điện trở cảm biến cao điện áp gửi đến biến đổi ADC lớn Tín hiệu điện áp chuyển đổi thành dãy xung vuông giải mã nhờ vi xử lý để thông báo cho ECU động biết động lạnh Khi động nóng, giá trị điện trở cảm biến giảm kéo theo điện áp đặt giảm, báo cho ECU động biết động nóng  Vị trí: cảm biến thường lắp lock máy, đường ống nước làm mát, đầu cảm biến tiếp xúc với nước làm mát - Cảm biến kích nổ ( Knock sensor ) 10 | P a g e  P2770: Torpue converter clutch solenoid circuit high: lỗi mạch van điện từ ly hợp khóa biến mơ cao ( van điện từ chuyển số DSL ) - Quy trình kiểm tra: • Bước 1: kiểm tra dây điện hộp số (DSL) • Bước 2: kiểm tra giây điện giắc nối ( dây điện hộp số - ECM ) • Bước 3: kiểm tra van điện từ ( DSL ) • Bước 4: xóa lỗi kiểm tra xem mã DTC P2770 có xuất lại khơng Các bước thao tác sau: • Bước 1: kiểm tra dây điện hộp số (DSL): + Tháo giắc nối dây điện hộp số khỏi xe + Đo điện trở chân C25-10 với mass xe + Nếu giá trị điện trở đo nằm giá trị điện trở tiêu chuẩn, ta tiến hành kiểm tra giây điện giắc nối hộp số ECM Nếu giá trị điện trở đo nằm giá trị điện trở tiêu chuẩn, ta tiến hành kiểm tra van điện từ 38 | P a g e • Bước 2: kiểm tra giây điện giắc nối ( dây điện hộp số - ECM ) + Nối giắc dây điện hộp số + Ngắt giắc nối ECU + Đo điện trở chân C24-79 với mass thân xe Nếu giá điện trở đo nằm giá trị điện trở tiêu chuẩn, ta tiến hành sữa chửa thay dây điện giắc nối hộp số-ECM Nếu giá trị điện trở đo nằm giá trị điện trở tiêu chuẩn,có nghĩa ECM bị hư hỏng, ta tiến hành thay ECM • Bước 3: kiểm tra van điện từ ( DSL ) + Tháo van điện từ (DSL) + Đo điện trở giắc nối van điện từ (DSL) với thân van điện từ (DSL).Nếu giá trị điện trở đo nằm giá trị điện trở tiêu chuẩn, ta tiến hành sữa chữa thay dây điện hộp số Nếu giá trị điện trở đo nằm giá trị điện trở tiêu chuẩn, ta tiến thay van điện từ (DSL) 39 | P a g e • Bước 4: xóa lỗi kiểm tra xem mã DTC P2770 có xuất lại khơng + Nhấp vào lỗi ấn nút xóa lỗi + Sau xóa lỗi, ta tiến hành kiểm tra xem có cịn xuất lỗi không + Ta vào mục : “ Powertrain”  “Engine and ECT”  “DTC” tiến hành đọc mã lỗi Nếu lỗi, ta tiến hành thay ECM, khơng cịn lỗi chứng tỏ hệ thống hoạt động tốt 40 | P a g e Tuần 10,11,12 ( Ngày 24 tháng 11,ngày 01 ngày 08 tháng 12 năm 2020 ) Nội dung: kiểm tra - Tuần 13 ( Ngày 15 tháng 12 năm 2020 ) Nội dung: tìm hiểu thiết bị hỗ trợ chuẩn đốn, sửa chữa xe tơ I Máy chẩn đốn - Máy chẩn đoán đa hay thiết bị chẩn đốn chun hãng có chức đọc xóa mã lỗi cách đơn giản nhanh chóng, an tồn xác, với chức như: • Đọc, xóa mã lỗi hướng dẫn sửa chữa hệ thống xe như: động cơ, hộp số, áp suất lốp, cảm biến, hệ thống điện… • Đọc, xóa hướng dẫn hỗ trợ lập trình, reset hộp ECU, túi khí • Kích hoạt tất cấu chấp hành, cài đặt góc đánh lái,… • Xem liệu data, cài đặt chìa khóa… Các thao tác thực hành với máy chẩn đoán sau: - Kết nối máy chuẩn đoán với sa bàn điện dây cáp OBD II Bật khóa điện sa bàn lên vị trí “ON” Bật máy chẩn đoán lên Sau kết nối, giao diện máy chẩn đốn: 41 | P a g e - - Chọn hãng xe, kiểu xe, đời xe - - Chọn option cho sa bàn / xe - Auto scan: tự động quét tất lỗi sa bàn / xe Control unit: điều khiển quét phần 42 | P a g e - - - Hình biểu thị hệ thống sa bàn, hệ thống động hộp số điều khiển điện tử có 10 lỗi, hệ thống điều hịa có lỗi Hệ thống kiểm sốt hành trình, hệ thống chống trộm hệ thống đồng hồ hiển thị khơng có lỗi Hình biểu thị thơng tin hệ thống ( ví dụ hệ thống động cơ) Hình biểu thị chức máy chẩn đốn, ví dụ đọc lỗi, xóa lỗi, đóng băng liệu, kiểm tra hoạt động hệ thống, danh sách liệu sa bàn,và chức đặc biệt 43 | P a g e - Hình biểu thị mã lỗi sa bàn - Hình biểu thị chức kiểm tra hoạt động hệ thống sa bàn 44 | P a g e - Hình biểu thị chức xem tất liệu hệ thống sa bàn - Hình biểu thị chức xem biểu đồ liệu hệ thống sa bàn Smart phone Chức năng, cơng dụng: Đọc xóa lỗi hệ thống động hệ thống khác Đọc liệu hệ thống: nhiệt độ nước làm mát, tốc độ động cơ, nhiệt độ khí nạp, tốc độ xe tất thơng số có liên quan khác v.v Tính tốn hiệu suất, cơng suất động Tính tốn mức tiêu hao nhiên liệu trung bình Kích hoạt cấu chấp hành để kiểm tra (thiết bị cao cấp) II - 45 | P a g e - Reset cảnh báo đèn bảo dưỡng xe ( thiết bị cao cấp) Cùng với nhiều tính khác  Tìm hiểu thiết bị chẩn đoán đa ELM 327 Wifi - Chức năng, cơng dụng: + Đọc mã lỗi chẩn đốn bao gồm mã lỗi chung mà mã lỗi riêng nhà sản xuất, đồng thời hiển thị ý nghĩa mã lỗi lên hình ( Cơ sở liệu với 3000 mã lỗi OBDII chung ) + Xóa mã lỗi tắt đèn báo lỗi động + Hiển thị liệu hành cảm biến như: + Tốc độ động + Giá trị tải (tính tốn) + Nhiệt độ nước làm mát động + Tình trạng hệ thống nhiên liệu + Tốc độ xe + Thời gian phun nhiên liệu (+ Nhiên liệu phun ngắn + Nhiên liệu phun dài) + Áp suất cổ hút ( đường ống nạp ) + Góc đánh lửa sớm + Nhiệt độ khí nạp + Lưu lượng khí nạp + Vị trí bướm ga + Điện áp cảm biến oxi / ảnh hưởng đến lượng phun nhiên liệu + Áp suất nhiên liệu + Và nhiều hệ thống khác… Đặc điểm: + Làm việc với tất xe trang bị chuẩn OBD-II + Kết nối không dây ( WIFI) + Phần mềm dành cho điện thoại thông minh, - Yêu cầu: smartphone tương thích với ứng dụng hỗ trợ, ví dụ ứng dụng EOBD – Facile  Tìm hiểu thiết bị khám xe thông minh Micas - Chức năng, công dụng: - + Đọc số lỗi hệ thống xe như: Hệ thống đánh lửa, phun xăng, mạch điều khiển,… 46 | P a g e + Kiểm sốt tình trạng xe, phân tích xử lý lỗi động + Phát sớm tình trạng lỗi, từ thơng báo trước vấn đề xảy + Y bạ điện tử giúp garage nắm rõ tiền sử bệnh thông tin lần sửa chữa gần để tiết kiệm thời gian kinh phí cho người dùng xe + Nhắc nhở bảo dưỡng, phản hồi thông tin giúp lái xe chăm sóc kịp thời Micas trở nên đặc biệt tích hợp nhiều chức năng, tiện ích mang tính cộng đồng + Gọi SOS từ đội cứu hộ/cứu nạn gần để hỗ trợ tình bất khả kháng + Nhờ trợ giúp từ xe gần để hỗ trợ tình hỏng hóc nhẹ hết bình, hết xăng, hư lốp,… + Cung cấp đầy đủ danh sách trạm dịch vụ, địa điểm, xếp hạng, giá theo thứ tự uy tín gần Đồng thời đưa gói khuyến mại tiện ích để chủ xe tham khảo chọn lựa  Các thao tác thực hành tìm hiểu thiết bị chẩn đốn đa ELM 327 Wifi: - Tải ứng dụng hỗ trợ EOBD – Facile smartphone - Bật khóa điện sa bàn lên vị trí “ON” - Kết nối thiết bị chẩn đoán ELM 327 với sa bàn - Kết nối điện thoại với thiết bị chẩn đoán ELM 327 47 | P a g e 48 | P a g e 49 | P a g e - Sau kết nối smartphone với thiết bị chẩn đoán, mở ứng dụng EOBD lên, nhấn “Connection”.Sau đó, chọn hãng xe, năm sản xuất, chọn option nhấn “OK” Hình bên biểu thị 50 | P a g e chức năng, hệ thống phần chẩn đốn.Ví dụ như: + Trạng thái sa bàn + Các mã lỗi + Đóng băng liệu + Cảm biến Oxy + Các hệ thống + Xóa lỗi Hình bên biểu thị mã lỗi sa bàn 51 | P a g e Trong phần đo lường ( measures) có liệu sau: + Table: bảng tra cứu liệu + Graphs: chế độ xem liệu dạng biểu đồ + GPS + Performance: suất, hiệu suất + Records:ghi lại liệu -Tài liệu tham khảo: https://oto.edu.vn/ https://news.oto-hui.com/ Mục lục: Tuần 1,2: Tìm hiểu loại cảm biến quan trọng động ô tô Tuần 3,4: Cài đặt tìm hiểu TOYOTA TIS, phần mềm hỗ trợ Universal viewer .14 Tuần 5: Cài đặt ứng dụng Techstream, tìm hiểu dịch từ công cụ Techstream sang tiếng việt 19 Tuần 6: Nghỉ bão 22 Tuần 7: Crack Techstream 23 Tuần 8: Thực hành tìm hiểu phần mềm Techstream 26 Tuần 9: Tìm hiểu cách khắc phục lỗi, xóa lỗi cho sa bàn thơng qua phần mềm hỗ trợ Techstream TOYOTA TIS 36 Tuần 10,11,12: Kiểm tra 42 Tuần 13: Tìm hiểu thiết bị hỗ trợ chuẩn đốn, sửa chữa xe tơ 42 Tài liệu tham khảo 52 52 | P a g e ... đạt xấp xỉ 95-98°C, ECU điều khiển quạt làm mát quay tốc độ cao (quay nhanh) - Điều khiển tốc độ không tải: khởi động động cơ, nhiệt độ động thấp, ECU điều khiển van không tải (hoặc bướm ga điện... khiển hộp số tự động sử dụng thêm tín hiệu cảm biến nhiệt độ nước làm mát để điều khiển chuyển số, nhiệt độ nước làm mát thấp, ECU điều khiển hộp số tự động không điều khiển chuyển lên số truyền... biến nhiệt độ nước làm mát dùng để điều khiển hệ thống kiểm sốt khí xả (ERG), điều khiển ngắt tín hiệu điều hịa khơng khí A/C nhiệt độ nước làm mát cao, điều khiển trạng thái phun nhiện liệu