4. Thiết kế hệ thống đânh lửa cho động cơ E-TEC II
4.2. Điều khiển đânh lửa
4.2.2. Điều khiển đânh lửa sau khi khởi động
40 Điều khiển đânh lửa sau khi khởi động được thực hiện trong quâ trình hoạt động bình thường.
Câc hiệu chỉnh khâc nhau được thím văo góc thời điểm đânh lửa ban đầu vă góc đânh lửa sớm cơ bản của quâ trình hoạt động bình thường.
Quâ trình đânh lửa của động cơ được thực hiện dựa văo câc tín hiệu như trín, vă thể hiện qua sơ đồ khối sau.
Hình 4-6 Góc đânh lửa sớm thực tế
Góc đânh lửa sớm thực tế khi động cơ hoạt động được xâc định theo công thức:
hc cb bd Trong đó: . Góc đânh lửa sớm thực tế. bd
. Góc đânh lửa sớm ban đầu.
cb
. Góc đânh lửa sớm cơ bản.
hc
. Góc đânh lửa sớm hiệu chỉnh.
Góc đânh lửa sớm ban đầu (bd) dựa văo tốc độ vă tải của động cơ, ECU sẽ đọc giâ trị của góc đânh lửa sớm cơ bản (cb) được lưu giữ trong bộ nhớ.
Góc đânh lửa sớm hiệu chỉnh (hc) lă góc đânh lửa sớm được cộng thím hoặc giảm bớt khi ECU nhận được câc tín hiệu khâc nhau như nhiệt độ động cơ, nhiệt độ
Góc thời điểm đânh lửa ban đầu
Góc đânh lửa sớm cơ bản
Góc đânh lửa sớm tín hiệu Thời điểm đânh lửa thực tế
Lưu lươüng khí nạp vào đô üng cơ Lớn Tôc đô ü động cơ Cao Góc đánh lửa sớm Hình 4-6 Bản đồ góc đânh lửa sớm theo tốc độ vă tải động cơ
41 khí nạp, tín hiệu kích nổ, tín hiệu tốc độ xe… Vì vậy góc đânh lửa sớm thực tế được tính bằng góc đânh lửa sớm ban đầu cộng với góc đânh lửa sớm cơ bản vă góc đânh lửa sớm hiệu chỉnh để đạt được góc đânh lửa sớm lý tưởng theo từng chế độ hoạt động của động cơ.
Sau khi xâc định được góc đânh lửa sớm, bộ xử lý trung tđm (CPU- centrol processing unit) sẽ đưa ra xung điện âp điều khiển đânh lửa (IGT) quâ trình dịch chuyển xung IGT trong CPU về phía trước của điểm thượng khi có sự hiệu chỉnh về góc đânh lửa sớm hiệu chỉnh (hc) ngoăi ra xung IGT có thể được xĩn trước khi gửi tín hiệu đến igniter.
Sự điều chỉnh góc đânh lửa của động cơ được thể hiện qua sơ đồ sau:
Điều khiển đânh lửa khi khởi động
Góc thời điểm đânh lửa ban đầu Góc đânh lửa sớm cơ bản
Điều khiển thời Hiệu chỉnh khi hđm nóng điểm đânh lửa Hiệu chỉnh khi quâ nóng Hiệu chỉnh ổn định
không tải
Điều khiển Hiệu chỉnh EGR
đânh lửa Hiệu chỉnh phản hồi tỷ lệ sau khi khí - nhiín liệu
khởi động Hiệu chỉnh tiếng gõ Điều chỉnh Hiệu chỉnh điều chỉnh
đânh lửa sớm mômen
hiệu chỉnh Câc hiệu chỉnh khâc
Điều chỉnh góc đânh lửa sớm lớn nhất vă nhỏ nhất
Hình 4- 7 Sơ đồ điều chỉnh góc đânh lửa sớm của động cơ.
Thời điểm góc đânh lửa sớm khi khởi động được điều khiển như sơ đồ trín, với góc đânh lửa sớm sau khi khởi động để điều chỉnh góc đânh lửa sớm chịu ảnh hưởng của góc đânh lửa sớm hiệu chỉnh, sự ảnh hưởng năy phụ thuộc văo sự thay đổi của câc tín hiệu hiệu chỉnh truyền về để ECU xử lý. ECU sau khi nhận được tín hiệu hiệu chỉnh sẽ điều chỉnh để có góc hiệu chỉnh cho phù hợp với từng chế độ hoạt động của động cơ.
42 Câc hiệu chỉnh khâc nhau (dựa trín câc tín hiệu cảm biến có liín quan) được thím văo thời điểm đânh lửa ban đầu vă thím văo góc đânh lửa sớm cơ bản (được xâc định bởi tín hiệu âp suất đường ống nạp hay tín hiệu lượng khí nạp vă tín hiệu tốc độ động cơ):
Thời điểm đânh lửa= Góc thời điểm đânh lửa ban đầu + Góc đânh lửa sớm cơ bản + Góc đânh lửa sớm hiệu chỉnh.
Trong quâ trình hoạt động bình thường của chức năng điều khiển đânh lửa sau khi khởi động, tín hiệu thời điểm đânh lửa (IGT) mă bộ xử lý tính toân được phât qua IC dự phòng.
+ Góc thời điểm đânh lửa ban đầu: Góc thời điểm đânh lửa ban đầu được lưu trữ trong bộ nhớ của động cơ, góc đânh lửa sớm cơ bản thay đổi tuy theo tình trạng hoạt động của động cơ.
+ Góc đânh lửa sởm cơ bản: Góc đânh lửa sớm cơ bản trong hệ thống đânh lửa điện tử được lưu trong bộ nhớ của ECU động cơ.
- Tiếp điểm không tải đóng (ON).Thời điểm đânh lửa được lăm sớm lín phụ
thuộc văo tốc độ động cơ khi tiếp điểm không tải đóng.
H
Hình 4-8 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi góc đânh lửa sớm theo tốc độ động cơ
- Tiếp điểm không tải mở (OFF).
ECU động cơ xâc định góc đânh lửa sớm cơ bản dựa trín tín hiệu trong bộ nhớ, âp suất đường ống nạp vă tốc độ động cơ.
+ Điều chỉnh gócđânh lửa sớm hiệu chỉnh.
Thấp Tốc độ động cơ cao
Góc đânh lửa Sớm cơ
43
- Hiệu chỉnh khi hđm nóng.
Hình 4-9 Đồ thị biểu diễn mối quan hệ góc đânh lửa với nhiệt độ nước lăm mât
Thời điểm đânh lửa được lăm sớm để nđng cao khả năng tải khi nhiệt độ nước
lăm mât thấp.
- Hiệu chỉnh nhiệt độ quâ cao.
Hình 4-10 Đồ thị giới hạn góc đânh lửa lúc nhiệt độ nước quâ cao
Để trânh tiếng gõ vă động cơ không bị quâ nóng, thời điểm đânh lửa được lăm muộn đi khi nhiệt độ nước lăm mât đặc biệt cao.
Góc đânh lửa s
ớm
Nhiệt độ nước lăm mât oC (oF) 0 60o 140 0 Góc đânh lửa s ớm
Nhiệt độ nước lăm mât oC (oF) 110o (230)
44
- Hiệu chỉnh ổn định không tải.
Hình 4-11 Đồ thị biểu diễn quan hệ dao động không tải vă góc đânh lửa sớm Khi tốc độ động cơ trong quâ trình không tải bị dao động xung quanh tốc độ không tải chuẩn, ECU sẽ điều chỉnh thời điểm đânh lửa để ổn định tốc độ động cơ.
ECU động cơ thường xuyín tính toân tốc độ trung bình. Nếu tốc độ cơ bản xuống thấp hơn tốc độ chuẩn ECU sẽ lăm sớm thời điểm đânh lửa một góc xâc định, còn nếu tốc độ động cơ tăng quâ cao tốc độ chuẩn ECU sẽ lăm muộn thời điểm đânh lửa một góc xâc định.
- Hiệu chỉnh phản hồi tỷ lệ khí- nhiín liệu.
Trong quâ trình hiệu chỉnh phản hồi tỷ lệ khí- nhiín liệu, tốc độ động cơ thay đổi theo sự tăng hay giảm lượng phun nhiín liệu. Động cơ đặc biệt nhạy cảm với sự thay đổi tỷ lệ khí- nhiín liệu khi nó chạy không tải, nín chế độ không tải ổn định được đảm bảo bằng câch lăm sớm thời điểm đânh lửa để phù hợp với lượng phun của hiệu chỉnh phản hồi tỷ lệ khí- nhiín liệu. Hiệu chỉnh năy không xảy ra khi xe đang bị kĩo.
- Hiệu chỉnh kích nổ.
Nếu động cơ xảy ra kích nổ, cảm biến kích nổ tiếng gõ sẽ chuyển rung động năy thănh tín hiệu điện âp vă gửi nó về ECU động cơ.
ECU nhận biết độ lớn của sự kích nổ ở ba cấp độ. Mạnh, trung bình, yếu, tùy theo chế độ hoạt động của động cơ hay tín hiệu KNK gửi về, nó thay đổi góc đânh lửa muốn hiệu chỉnh. Nói câch khâc, nếu hiện tượng kích nổ xảy ra mạnh, thời điểm đânh lửa xảy ra muộn đi nhiều, trong khi nếu tiếng gõ yếu, nó sẽ lăm muộn ít hơn.
Góc sớm
0
Góc Muộn
- 0 +
45 Khi hiện tượng kích nổ ngừng, ECU sẽ ngừng lăm việc muộn vă bắt đầu lăm sớm thời điểm đânh lửa từng ít một.
Thời điểm đânh lửa năy được lăm sớm liín tục cho đến khi sự kích nổ động cơ xảy ra, va khi đó thời điểm đânh lửa lại được lăm muộn đi.
Việc lăm muộn thời điểm đânh lửa trong khi xảy ra hiện tượng kích nổ được thực hiện trong dải hiệu chỉnh tiếng gõ.
Sự phản hồi câc tín hiệu từ cảm biến tiếng gõ để hiệu chỉnh thời điểm đânh lửa như sơ đồ sau.
Hình 4-12 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi góc đânh lửa sớm theo tín hiệu gõ động cơ - Hiệu chỉnh ổn định không tải:
Khi động cơ ở chế độ không tải thì sẽ dao động ở tốc độ không tải chuẩn, ECU động cơ sẽ điều chỉnh thời điểm đânh lửa để ổn định tốc độ động cơ. Nếu tốc độ động cơ giảm xuống thấp hơn tốc độ chuẩn ECU sẽ điều chỉnh cho góc đânh lửa sớm lín, vă khi tốc độ động cơ quâ cao ECU động cơ sẽ lăm giảm góc đânh lửa sớm. Góc đânh lửa sớm được thay đổi tối đa xấp xỉ 50 bởi hiệu chỉnh năy.
- Câc hiệu chỉnh khâc.
+ Hiệu chỉnh khi chuyển đổi. Hiện tượng kích nổ xảy
ra
Lăm muộn thời điểm đânh lửa Đânh lửa sớm Kích nổ động cơ ngừng Mạnh Kích nổ động cơ Yếu θ d = Góc đânh lửa s ớm
46 Trong quâ trình chuyển đổi từ giảm tốc đến, thời điểm đânh lửa hoặc được lăm giảm hoặc tăng để phù hợp với sự tăng tốc.
+ Hiệu chỉnh điều khiển khi chạy chđn ga tự động.
Khi lâi xe xuống dốc với chế độ chđn ga tự động, để tạo ra sự ím dịu trong hoạt động điều khiển chđn ga vă giảm sự tối thiểu sự thay đổi về mômen động cơ gđy ra bởi việc cắt nhiín liệu do phanh bằng động cơ, một tín hiệu gửi từ ECU điều khiển chđn ga đến ECU động cơ vă lăm muộn thời điểm đânh lửa.
+ Hiệu chỉnh ACIS ( Hệ thống nạp khí điều khiển độ dăi đường nạp).
Khi tốc độ động cơ tăng lớn hơn một giâ trị xâc định, ACIS hoạt động. tại thời điểm năy, ECU động cơ sẽ đồng thời lăm sớm thời điểm đânh lửa, do vậy nđng cao công suất ra, do vậy nđng cao được tính động cơ cả tốc độ thấp vă cao.
+ Hiệu chỉnh khi hỏng bộ lăm mât trung gian.
Hiệu chỉnh năy lăm muộn thời điểm đânh lửa nếu tín hiệu bâo bộ lăm mât trung gian hỏng.
+ Điều khiển góc đânh lửa sớm tối đa vă tối thiểu.
Nếu thời điểm đânh lửa (Thời điểm đânh lửa ban đầu + góc đânh lửa sớm cơ bản + Góc đânh lửa sớm hiệu chỉnh) trở nín không bình thường, hoạt động của đông cơ sẽ bị ảnh hưởng nghiím trọng. Để ngăn chặn điều năy, ECU động cơ điều khiển góc đânh lửa thực tế sao cho tổng góc đânh lửa sớm cơ bản vă góc đânh lửa sớm hiệu chỉnh không thể lớn hơn hay nhỏ hơn một giâ trị xâc định.
Góc năy có giâ trị lă:
Bảng 4-1 Góc đânh sớm trín động cơ
GÓC TỐI ĐA 35O~ 45O
GÓC TỐI THIỂU -10O~ 0O
Góc đânh lửa sớm = Góc đânh lửa sớm cơ bản + Góc đânh lửa sớm hiệu chỉnh.