Hướng dẫn thiết kế mạch giao tiếp giữa ECU và vi điều khiển để chẩn đoán lỗi động cơ

MỤC LỤC

Tổ chức bộ nhớ của bộ vi điều khiển 8951

Như đã nói ở trên, cả chương trình và dữ liệu có thể ở bên trong 8951, dù vậy chúng có thể được mở rộng bằng các thành phần ngoài lên đến tối đa 64 Kbytes bộ nhớ chương trình và 64 Kbytes bộ nhớ dữ liệu. Ý tưởng dùng các bank thanh ghi cho phép chuyển hướng chương trình nhanh và hiệu quả, từng phần riêng rẽ của phần mềm sẽ có một bộ thanh ghi riêng không phụ thuộc vào các phần khác.

Các thanh ghi chức năng đặc biệt ( SFR )

Lệnh đầu tiên dùng địa chỉ tức thời để tải dữ liệu 55H vào thanh ghi tích lũy, lệnh thứ hai cũng dùng địa chỉ tức thời, lần này để tải dữ liệu 16 bit 1000H vào con trỏ dữ liệu. 8951 chứa một port nối tiếp trên chip dành cho việc trao đổi thông tin với các thiết bị nối tiếp như máy tính, modem hoặc cho việc giao tiếp với các IC khác có giao tiếp nối tiếp (có bộ chuyển đổi A/D, các thanh ghi dịch.).

Hoạt động của bộ định thời và các ngắt 1. Hoạt động của định thời

Hoạt động ngắt

Một ngắt là sự xảy ra một điều kiện, một sự kiện nó gây ra treo tạm thời thời chương trình chính trong khi điều kiện đó được phục vụ bởi một chương trình khác. Mỗi một nguyên nhân ngắt được lập trình riêng rẽ để có một trong hai mức ưu tiên thông qua thanh ghi chức năng đặc biệt được định địa chỉ từng bit, thanh ghi này có địa chỉ byte là 08BH.

Bộ chuyển đổi ADC

Sau khi kích xung start thì bộ chuyển đổi bắt đầu hoạt động ở cạnh xuống của xung start, ngừ ra EOC sẽ xuống mức thấp sau khoảng 8 xung clock (tớnh từ cạnh xuống của xung start). Lúc này bit có trọng số lớn nhất (MSB) được đặt lên mức 1, tất cả các bit còn lại ở mức 0, đồng thời tạo ra điện thế có giá trị Vref/2, điện thế này được so sánh với điện thế vào in.

HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ

Sơ đồ cấu trúc và các khối chức năng của hệ thống điều khiển động cơ Sơ đồ cấu trúc và các khối chức năng

Trước khi làm việc với LCD chúng ta phải khởi tạo ban đầu cho nó Các bước khởi tạo giá trị ban đầu cho LCD (có 5 bước). +)Gửi mã lệnh 0EH để bật chế độ con , đây là mã lệnh Display on/off control +)Gửi mã lệnh 06h đây là mã lệnh Entry mode set thiết lập chế độ dịch chuyển con trỏ. Hệ thống điều khiển bao gồm : ngừ vào (inputs) với chủ yếu các cảm biến , hộp ECU là bộ não của hệ thống có thể có hoặc không có bộ vi xử lý;.

Hình 3.1: Sơ đồ các khối chức năng
Hình 3.1: Sơ đồ các khối chức năng

Các tín hiệu đầu vào 1.Cảm biến vị trí bướm ga

    Vì lý do này, khi nhiệt độ nước làm mát, điện trở của nhiệt điện trở tăng lên và tín hiệu điện áp THW cao được đưa đến ECU, dựa trên tín hiệu này ECU sẽ tăng lượng nhiên liệu phun vào làm cải thiện khả năng tải trong quá trình hoạt động của động cơ lạnh. Để nhằm mục đích giúp cho động cơ có lắp đặt bộ TWC (bộ lọc khí xả 3 thành phần) đạt được hiệu quả lọc khí xả tốt nhất cần phải duy trì tỷ lệ không khí - nhiên liệu nằm trong khoảng gần với tỷ lệ lý thuyết. Nếu nồng độ ôxy trên bề mặt trong của phần tử ZrO2 chênh lệch lớn so với trên bề mặt ngoài tại nhiệt độ cao (400oC), phần tử ZrO2 sẽ sinh ra một điện áp khi hỗn hợp không khí - nhiên liệu nhạt, có rất nhiều ôxy trong khí xả do vậy có sự chênh lệch nhỏ giữa nồng độ ôxy ở bên trong và bên ngoài của biến.

    Cơ cấu đánh lửa sớm ly tâm và chân không thông thường đã không sử dụng nữa trong hệ thống điều khiển động cơ TCCS, do việc đánh lửa sớm được điều khiển điện tử bằng ECU động cơ. Số lượng răng của rôto và số cuộn nhận tín hiệu khác nhau tuỳ theo động cơ, dưới đây sẽ mô tả kết cấu và hoạt động của bộ tạo tín hiệu G và NE mà 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.

    Hình 3.5: Sơ đồ mạch điện cảm biến vị trí bướm ga 3.2.2. Cảm biến nhệt độ nước làm mát
    Hình 3.5: Sơ đồ mạch điện cảm biến vị trí bướm ga 3.2.2. Cảm biến nhệt độ nước làm mát

    Bộ điều khiển điện tử 1. Tổng quan

    • Điều khiển đánh lửa
      • Điều khiển kim phun 1. Hoạt động của kim phun

        Hệ thống điều khiển động cơ theo chương trình bao gồm các cảm biến kiểm soát liên tục tình trạng hoạt động của động cơ, một bộ ECU tiếp nhận tín hiệu từ cảm biến, xử lý tín hiệu và đưa ra tín hiệu điều khiển đến cơ cấu chấp hành. Các thông số như tốc độ động cơ, tải, nhiệt độ, cảm biến tốc độ xe, cảm biến oxy được các cảm biến mã hóa tín hiệu đưa và ECU (Electronic Contol Unit) xử lý và tính toán để đưa ra góc đánh lửa sớm tối ưu theo từng chế độ hoạt động của động cơ, bằng cách gởi tín hiệu điều khiển đến igniter để điều khiển đánh lửa. Ngoài ra, góc đánh lửa sớm còn được hiệu chỉnh theo các điều kiện làm việc khác như kết hợp với hệ thống điều khiển ga tự động (cruise control), hệ thống cắt nhiên liệu khi vượt tốc, hệ thống kiểm soát lực kéo, hiệu chỉnh theo chế độ lưu hồi khí thải.

        Để ngăn ngừa các trường hợp xấu ảnh hưởng đến hoạt động và tuổi thọ của động cơ do đánh lửa quá sớm hoặc quá trể, ECU chỉ thực hiện việc chỉnh góc đánh lửa sớm (bao gồm θcb+θhc) trong giới hạn từ 10o đến 45o trước tử điểm thượng. Khi cánh bướm ga đóng hoàn toàn, tín hiệu từ công tắc cánh bướm ga (hoặc cảm biến vị trí bướm ga) báo về ECU cho biết động cơ đang làm việc ở chế cầm chừng, kết hợp với tín hiệu tốc độ động cơ (NE) và tốc đọ xe, ECU sẽ điều khiển giảm góc đánh lửa sớm và ngược lại. Nếu sự chênh lệch tốc độ thật sự của động cơ và tốc độ ổn định của bộ nhớ lớn hơn 20v/p thì ECU sẽ gởi tín hiệu đến van điều khiển để tăng lượng khí thêm vào qua đường bypass nhằm mục đích tăng tốc độ động cơ khoảng 100v/p.

        Ở những xe có trang bị ly hợp máy lạnh điều khiển bằng ECU , khi bật công tắc máy lanh ECU sẽ gởi tín hiệu tới van điều khiển trước để tăng tốc độ cầm chừng sau đó đến ly hợp máy nén để tránh tình trạng động cơ đang chạy bị khựng đột ngột.

        Hình 3.24: Dạng xung IGT điều khiển đánh lửa
        Hình 3.24: Dạng xung IGT điều khiển đánh lửa

        Hệ thống tự chuẩn đoán

          Khi tay số ở vị trí “R”, “P” hoặc “D”, một tín hiệu điện áp được gửi về ECU để điều khiển mở van cho một lượng khí phụ vào làm tăng tốc độ cầm chừng. Đối với hầu hết các loại động cơ, để đọc lỗi từ bộ nhớ có thể thực hiện bằng cách nối cực T (hoặc TE1) và E1 với nhau và có thể đếm số lần chớp của đèn kiểm tra. Hệ thống phát hiện lỗi ECU là chương trình nhận những giá trị tín hiệu cảm biến so sánh với giới hạn cho phép, nếu nằm trong giới hạn này thì hệ thống bình thường, ngược lại nếu nằm ngoài giới hạn này thì hệ thống bị lỗi.

          Nếu động cơ đang hoạt động ở nhiệt độ bình thường nhưng tín hiệu THW gởi đến ECU là nhiệt độ đông đặc (tại điểm B), động cơ sẻ hoạt động với hỗn hợp rất giàu và có thể không khởi động được khi động cơ nóng. Sau khi phát hết lần lượt các mã sự cố đèn sẽ tắt 4.5s và lại lần lượt phát lại các mã số cho đến khi nào ta rút giây nối tắt lỗ E1 và TE1 ở giắc kiểm tra.

          Hình 3.43: Nguyên lý phát hiện lỗi của cảm biến nhiệt độ động cơ
          Hình 3.43: Nguyên lý phát hiện lỗi của cảm biến nhiệt độ động cơ

          CHƯƠNG TRÌNH GIAO TIẾP ECU VÀ HIỂN THỊ MÃ LỖI LÊN LCD 1. Lưu đồ thuật toán

          Chương trình

          ORG 0000H ; điểm nhập của chương trình khi reset LJMP MAIN ; nhảy đến chương trình chính. JB KT,FINISH ; nếu không có đèn báo thì đã hoàn thành INC CODE_NUMER ; nếu có đèn báo thì tiếp tục đọc code tiếp theo. LCALL DISPLAY_THONGBAO ; hiển thị thông báo có lỗi hay không LCALL DISPLAY_KETQUA ; hiển thị lỗi nếu có.

          MOV TIME,#10 ; nếu không có đèn báo thì delay1s để chuyển digit thứ 2 LCALLDELAY100MS. DISLAY_CODE_NUMBER: ; hiển thị số lỗi (số code) xuất hiện MOV A,SO_HANG_TRAM.

          QUY TRÌNH CHẨN ĐOÁN

          ERROR1: DB 'TIN HIEU G HOAC NE KHONG VAO ECU SAU 2S HOAC LAU HON SAU KHI KHOI DONG',00H. Do vậy việc đầu tiên khi tiến hành kiểm tra là xác định xem trục trặc xảy ra ở hệ thống khởi động hay là chính động cơ, nó ảnh hưởng đến áp suất nén , hay hệ thống đánh lửa, nó nảh hưởng đến thời điểm đánh lửa thích hợp hay tia lửa. Một yếu tố rất quan trọng trong việc chẩn đoán là trước tiên phải hiểu biết chính xác về các điều kiện xảy ra hư hỏng.

          Do đó đầu tiên phải lắng nghe các phản ánh của khách hàng và phân tích các thông tin theo trình tự. Tỡm hiu h hongểướKim tra sểơ bỹụCỏc kim tra ể khỏcPhaùt hiỷn caùc vị trớ cú ờ th xay ra h hongểớướ Du đỹng cầụơ Nwùc lam mỏtơỡ Ăc quy va cỏc điỷn ếỡờ cỷc cua ăc quyướừ Lọc gioù Dy đai dựn đỹngõõụ đỹng cụơ Cỏc buji đỏnh laử Bỹ chia điỷnụờ Thi đim đỏnh laờểử Hû thng nhin liûuêốêê Hû thng điu khin êốềể điûn têử Hû thng khí nạpêố Hû thng cung cp êốấ ngunồ.

          Hình 6.1. Quy trình chẩn đoán
          Hình 6.1. Quy trình chẩn đoán