Hệ thống chẩn đoán OBD I làm việc dựa trên nguyên lý phát hiện lỗi khi các tín hiệu từ cảm biến gửi về ECU nằm ngoài dải làm việc, ví dụ như các loại cảm biến được sử dụng sau.
Mạch nối ghép cảm biến với ECU: bộ vi xử lý làm việc với điện áp thấp (5 vol) nên nguồn điện áp cấp cho các cảm biến làm việc cũng là nguồn 5 vol (một số trường hợp đặc biệt mà điện áp là 12 vol). Mạch nguồn này bố trí trong bộ xử lý trung tâm. Các sơ đồ cơ bản nối ghép cảm biến với bộ điều khiển trung tâm được trình bày trên hình.
Hình 3. 3 Mắc cảm biến kiểu biến trở và kiểu điện trở nhiệt
Hình 3.3: Cảm biến này được dùng trên xe ở cảm biến vị trí bướm ga, cảm biến chân ga. Dải làm việc của cảm biến từ 0 đến 5V, nếu điện áp gửi về ECU
nằm ngoài dải trên tức hệ thống đang có lỗi.
Hình 3.4: Cảm biến này được dùng trên xe ở cảm biến nhiệt độ nước làm mát, nhiệt độ khi nạp. Dải làm việc của cảm biến này từ 0,1 đến 4,8V, nếu điện áp gửi về ECU nằm ngoài dải trên tức hệ thống đang có lỗi.
Cảm biến này được dùng trên xe ở cảm biến trục khuỷu, trục cam hay bánh đà. Khi động cơ làm việc cảm biến này sẽ phát ra điện áp và gửi về ECU.
Ví dụ, cảm biến nhiệt độ nước làm mát làm nhiệm vụ cung cấp thông tin về nhiệt độ nước làm mát của động cơ. Điện áp đầu ra của cảm biến nhiệt độ nước làm mát (đo ở đầu THW) nằm trong dải 4,8 V đến 0,1 V, tương ứng với nhiệt độ nước làm mát động cơ trong phạm vi từ -400C tới 1050C. Khi điện áp ở đầu ra THW nhỏ hơn 0,1V (nhiệt độ nước làm mát >1300C) hay lớn hơn 4,8V (nhiệt độ nước làm mát là <-500C) có nghĩa đã xuất hiện sự cố trong các bộ phận liên quan đến hệ thống làm mát (hỏng cảm biến, sự cố trên đường truyền dẫn, hỏng hỏng các phần cơ khí).
Hình 3.4 Cảm biến kiểu phát điện Hình 3. 4 Cảm biến kiểu phát điện
Phương pháp xác định lỗi căn cứ vào dải điện áp làm việc gọi là phương pháp xác định lỗi ngoài dải làm việc. Phương pháp này cho phép khoanh vùng hư hỏng để hạn chế thời gian cũng như chi phí để phát hiện sau khi lỗi đã xảy ra, không có khả năng dự đoán trước để chủ động có biện pháp ngăn ngừa, chủ động khắc phục trước. Trong quá trình làm việc, các thông tin trong hệ thống điều khiển điện tử là thông tin liên tục do đó có thể căn cứ vào sự biến đổi của các thông tin này để đánh giá trạng thái kỹ thuật của các bộ phận thành phần của hệ thống. Phương pháp quan sát liên tục các thông tin về trạng thái đối tượng trong khi hoạt động gọi là phương pháp đánh giá trạng thái kỹ thuật theo các thông số trạng thái. Trong hệ thống điều khiển điện tử, mỗi thông tin từ cảm biến, từ ECU hoặc từ mạch công tác của cơ cấu chấp hành có thể coi là những thống số chẩn đoán trạng thái kỹ thuật của hệ thống. Một trạng thái kỹ thuật là tập hợp bộ giá trị các thông tin tại thời điểm khảo sát. Do đó, muốn khoanh vùng hoặc xác định chính xác vị trí xảy ra lỗi cần có một bộ giá trị tương ứng các thông tin chẩn đoán. Việc xác định giá trị cụ thể của bộ thông số đặc trưng cho từng hư hỏng đòi hỏi phải hiểu biết sâu sắc về nguyên lý hoạt động, kết cấu các mạch, phần mềm thiết kế chuyên biệt cho chức năng chẩn đoán lỗi trong hệ thống điều khiển điện tử. Do nguyên lý làm việc của hệ thống dựa trên cơ sở phát hiện các lỗi trong mạch điện điều khiển nên hệ thống chẩn đoán không có khả năng phát hiện các lỗi, sự cố ở các bộ phận thuần túy cơ khí, ở các vị trí không có bố trí cảm biến.
Các chức năng chẩn đoán của OBD I cũng như các quy chuẩn chung đối với hệ thống chẩn đoán cụ thể như sau:
• Chức năng kiểm tra hư hỏng trong các mạch điện của xe (kiểm tra phát hiện các sự cố đứt hoặc chập mạch).
• Chức năng kiểm soát thành phần hỗn hợp công tác cấp cho xy lanh động cơ, kiểm soát sự làm việc của hệ thống luân hồi khí xả.
• Chức năng kiểm soát một số các thông số trạng thái làm việc của động cơ liên quan đến quá trình cháy của nhiên liệu (số thông số kiểm soát <20).
73
truyền thông tin, không có quy định thống nhất về đầu kết nối cũng như phương thức kiểm tra, hiển thị lỗi.
Đèn báo MIL hoặc đèn Check Engine được bố trí trên bảng điều khiển. Mỗi khi xuất hiện lỗi trong các mạch của hệ thống điều khiển điện tử, đèn MIL sẽ sáng.
Hình 3. 6 Đèn check trên bảng tableau
Mã lỗi OBD I: mã lỗi thông dụng của hệ thống chẩn đoán OBD I thường là kiểu 2 kỹ tự. Tuy nhiên ký hiệu mã lỗi của các hãng không giống nhau, ví dụ mã 13 đối với động cơ xe Huyndai là lỗi liên quan đến cảm biến nhiệt độ khí nạp, tuy nhiên mã 13 đối với Ford lại liên quan đến van điều khiển không tải ISC. Mã lỗi được lưu tại bộ nhớ RAM vì vậy đối với các động cơ ôtô có trang bị hệ thống điều khiển điện tử quy định không được ngắt nguồn ắc-quy.
Cách phát mã lỗi trong hệ thống chẩn đoán OBD I: trong hệ thống chẩn đoán OBD I, các lỗi có thể quan sát bằng nhiều cách khá nhau (dùng volmeter, dùng đèn, dùng thiết bị chuyên dụng đọc lỗi của nhà sản xuất xe).
Chức năng phát hiện mã lỗi bằng đén Check Engine là một chức năng phổ biến trên nhiều động cơ ôtô. Hình 3.7 mô tả nguyên lý phát hiện mã lỗi bằng đèn, theo các quy định về thời gian sáng/tắt của đèn để phân biệt các lỗi khác nhau và phát lặp lại các lỗi.
Hình 3.8 trình bày mạch điện hệ thống chẩn đoán lỗi OBD I của Toyota. Đèn MIL có hai nhiệm vụ: báo trạng thái lỗi và phát mã lỗi.
Hình 3.8 Nguyên lý phát hiện mã lỗi bằng đèn sáng/tắt Hình 3. 7 Nguyên lý phát hiện mã lỗi bằng đèn sáng/tắt
Hình 3. 8 Mạch chẩn đoán OBD – I của Toyota
Để đèn phát mã lỗi, ta dùng đoạn dây nối tắt các cực TE1 và E1 của đầu nối DLC1 hoặc đầu nối DLC2, bật khóa điện sang vị trí IG và không khởi động động cơ. Khi đó đèn MIL sẽ phát sáng theo chu kỳ tương ứng với ký hiệu mã lỗi, các tín hiệu điện áp đo ở đầu w có dạng xung đồng bộ với tần số nhấp nháy của đèn MIL. Mức cao của xung điện áp đo ở w có trị số 12 vol. Tín hiệu xuất hiện ở đầu ra ở VF1 (khi nối tắt TE2 với E1) cũng có dạng xung đồng bộ với tần số xung của mã lỗi, tuy nhiên mức điện áp cao của xung đo ở VF1 là 5 Vol.
Trong hệ thống chẩn đoán OBD I các thông tin chỉ truyền theo một chiều từ ECU tới các chân W hoặc VF1 của đầu nối kiểm tra. Nói cách khác, với hệ thống chẩn đoán OBD I ta chỉ có thể quan sát (nhận biết) các thông tin về hệ thống điều khiển điện tử mà không thể tác động can thiệp vào sự làm việc của hệ thống điều khiển này.