1.7.1. Hệ thống điều khiển cắt OD của ECT.
ECU động cơ gửi một tín hiệu cắt OD (số truyền tăng) đến ECT, ECU dựa trên các tín hiệu từ cảm biến nhiệt độ nước làm mát và cảm biến tốc độ xe để ngăn không cho hộp số chuyển lên số truyền tăng. Mục đích của nó là duy trì khả năng tải tốt và tính năng tăng tốc.
Hình 1..7.1. Mạch điện tín hiệu OD.
Hình 1.7.2. Tín hiệu điều khiển cắt OD.
1.7.2. Điều khiển cắt điều hoà (ACT).
ECU động cơ gửi một tín hiệu (ACT) đến bộ khuếch đại điều hoà không khí làm cho khớp từ nhả và ngừng hoạt động của điều hoà không khí tại một tốc độ động cơ, áp suất đường ống nạp, tốc độ xe và góc mở bướm ga nhất định.
Điều hoà không khí cũng tắt khi động cơ đang chạy không tải . Điều này tránh cho động cơ không bị chết máy.
Hình 1.7.3. Sơ đồ khuếch đại tín hiệu ACT.
Trong một số kiểu động cơ, hoạt động của khớp từ cũng bị chậm lại trong một khoảng thời gian nhất định sau khi công tắc điều hoà không khí bật. Trong khoảng thời gian này, ECU động cơ mở van ISC để bù lại sự suy giảm của tốc độ động cơ do hoạt động của máy nén điều hoà. Điều này tránh cho tốc độ không tải giảm xuống. Chức năng điều khiển này gọi là “điều khiển làm trễ máy nén của điều hoà ”.
1.7.3. Hệ thống điều khiển cắt EGR.
Hệ thống này kích hoạt VSV, do đó làm cho không khí trong khí quyển tác dụng lên EGR (tuần hoàn khí xả) thay cho chân không đường ống nạp. Điều này sẽ tắt bộ EGR để duy trì khả năng tải khi nước làm mát động cơ đang lạnh.
Hoạt động.
ECU động cơ kích hoạt VSV, tắt EGR khi nhiệt độ nước làm mát thấp hơn một giá trị xác định hay khi tốc độ động cơ lớn hơn một tốc độ định trước (khoảng 4000 đến 4500 v/p). Để duy trì khả năng tải. ECU cũng kích hoạt VSV để tắt EGR
PHẦN II
PHƯƠNG ÁN KẾT NỐI KIỂM TRA CHẨN ĐOÁN
2.1. ĐẶC ĐIỂM CỦA ĐỘNG CƠ 5A – FE.
Động cơ 5A – FE là loại động cơ hiện đại trang bị hệ thống phun xăng điện tử, hộp số tự động điều khiển điện tử ECT & hệ thống đánh lửa điện tử.
Được sản xuất từ năm 1988 – 1992, 5A – FE với hệ thống điều khiển phun xăng điện tử TCCS điều khiển bằng máy tính.
ECU động cơ được trang bị một hệ thống chẩn đoán. Tuỳ theo từng kiểu xe, hệ thống chẩn đoán chỉ có chế độ bình thường hay có cả chế độ bình thường và chế độ thử.
Trong chế độ bình thường, ECU (theo dõi hầu hết các cảm biến) bật sáng “ CHECK ENGINE ”
Khi nó phát hiện một hư hỏng ở một cảm biến nào đó hay mạch của chúng. Lúc này, ECU sẽ ghi hệ thống có hư hỏng vào bộ nhớ của nó. Thông tin này được giữ lại trong bộ nhớ thậm chí sau khi tắt khoá điện. Khi xe được mang đến trạm do hư hỏng trong hệ thống điều khiển động cơ.
Hình2.1. Đèn CHECK ENGINE
Đèn “ CHECK ENGINE ” không sáng khi có một số loại hư hỏng được phát hiện, do các hư hỏng này sẽ không gây ra bất kỳ hư hỏng nặng nào như chết máy.
Sau khi hư hỏng được sửa chữa đèn CHECK ENGINE sẽ tắt đi. Tuy nhiên, bộ nhớ của ECU vẫn giữ một ghi chú về hệ thống có xảy ra hư hỏng.
Trong hầu hết các loại động cơ, nội dung của bộ nhớ chẩn đoán có thể kiểm tra bằng cách nối tắt cực T hay TE1 với cực E1 của giắc kiểm tra hay TDCL (giắc
NGUYÊN LÝ CỦA HỆ THỐNG CHẨN ĐOÁN.
Giá trị của tín hiệu thống báo đến ECU rằng nó là bình thường đầu vào cũng như đầu ra được cố định đối với tín hiệu đó.
Khi tín hiệu của một mạch lào đó không bình thường so với giá trị cố định này, mạch đó được coi như có hư hỏng. Ví dụ: khi mạch tín hiệu nhiệt độ nước làm mát hoạt động bình thường, điện áp tại cực THW cố định ở giữa khoảng 0.1 đến 4.9V. Mạch này bị coi là có hư hỏng khi điện áp cực THW nhỏ hơn 0.1V (nhiệt độ nước làm mát là 139oC hay lớn hơn) hay lớn hơn 4.9V (nhiệt độ nước làm mát là – 50oC hay thấp hơn).
2.2. PHƯƠNG ÁN KẾT NỐI.
2.2.1. Đèn kiểm tra động cơ “Check engine”.
Chức năng kiểm tra động cơ bằng đèn kiểm tra.
Đèn “ CHECK ENGINE ” sáng khi bật khoá điện đến vị trí ON để thông báo cho lái xe rằng nó không bị cháy. Tắt đi khi tốc độ động cơ đạt đến 500 v/p hoặc sau 3s. (tốc độ này khác nhau tuỳ theo kiểu động cơ).
Chức năng báo mã chẩn đoán.
Nếu cực T được nối với cực E1 (sau khi khóa điện bật ON), mã chẩn đoán được phát ra theo thứ tự từ mã nhỏ đến mã lớn với số lần nháy đèn “ CHECK ENGINE ” bằng với số của mã lỗi.
Trong một số động cơ còn có thêm chế độ thử để làm cho hệ thống chẩn đoán nhạy hơn. Hệ thống này cũng có thêm một cực TE2 trong TDCL hay giắc kiểm tra.
2.2.2. Thuật toán phát hiện hai lần.
Một số mã chẩn đoán như mã 21 và 25 dùng thuật toán phát hiện hai lần, trong thuật toán này, khi hư hỏng bị phát hiện lần đầu, nó tạm thời lưu vào bộ nhớ của ECU. Nếu hư hỏng lại được phát hiện một lần nữa, sẽ làm cho đèn “ CHECK ENGINE ” bật sáng (tuy nhiên khoá điện phải tắt giữa hai lần phát hiện).
2.2.3. Chế độ chẩn đoán và đèn “ CHECK ENGINE ”
Các chế độ chẩn đoán (bình thường và thử) và các tín hiệu phát ra từ đèn “ CHECK ENGINE ” có thể lựa chọn bằng cách thay đổi trạng thái nối giữa các cực T , E1 trong giắc kiểm tra , như trong bảng sau.
CỰC T VÀ E1 CỰC TE2 VÀ E1 MÃ CHẨN ĐOÁN ĐÈN “CHECK ENGINE ” Hở Hở Bình thường Báo cho lái xe là có hư hỏng Hở Nối Thử Báo cho kỹ thuật viên hư hỏng
Nối Hở Bình thường Phát ra kết quả chẩn đoán (bản chất của hư hỏng) bằng số lần nháy đèn. Nối Nối Thử Phát ra kết quả chẩn đoán (bản chất của hư hỏng) bằng số lần nháy đèn. 2.2.4. Tín hiệu ra cực VF.
Tín hiệu ra của hiệu chỉnh phản hồi tỷ lệ khí – nhiên liệu.
Mức độ hiệu chỉnh phản hồi tỷ lệ khí – nhiên liệu được phát ra theo 3 hay 5 mức từ cực VF của giắc kiểm tra. Khi giá đơn vị này là bình thường, tín hiệu ra cố định tại 2.5 V. Nhưng khi tín hiệu ra lớn hơn 2.5 V, nó chỉ ra rằng hiệu chỉnh phản hồi ở phía gia tăng, còn nếu thấp hơn 2.5 V chỉ ra rằng hiệu chỉnh phản hồi ở phía suy giảm.
Đối với động cơ có cảm biến đo lưu lượng khí loại cánh, khi điện áp VF khác 2.5 V, điện áp này có thể được điều chỉnh bằng cách siết vít chỉnh hỗn hợp không tải trên cảm biến lưu lượng khí.
Điện áp ra cực VF hay VF1 khi hiệu chỉnh phản hồi tỷ lệ khí – nhiên liệu không diễn ra là 0 V hay 2.5 V tuỳ theo kiểu xe.
Trong động cơ 6 xylanh thẳng hàng có cực VF2, cực VF1 phát ra thông tin về xylanh từ số 1 đến 3, VF2 số 4 đến số 6.
Khi đo trên máy đo hiện sóng, dạng sóng phát ra của điện áp cực VF hay VF1 có chu kỳ không đổi khoảng 32 ms(tuỳ theo kiểu động cơ), như hình sau.
Hình 2.3. Tín hiệu dạng sóng phát ra của cực VF.
2.2.5. Tín hiệu ra của tín hiệu cảm biến oxy.
Để đọc tín hiệu ra của cảm biến oxy, nối cực T hay TE1 với E1, tiếp điểm không tải mở. Sau đó đo điện áp tại các cực VF hay VF1. (Điện áp ra từ cực này không phải là tín hiệu thực tế do cảm biến oxy phát ra mà là tín hiệu do ECU mã hoá để dễ đọc). Tín hiệu này là 5V khi tín hiệu vào từ cảm biến oxy cao hơn điện áp so sánh của ECU và bằng 0 V khi tín hiệu vào thấp hơn điện áp so sánh hay
duy trì tốc độ đông cơ khoảng 2500 v/p để giữ cho tiếp điểm không tải mở, đo điện áp VF.
Hình 2.4.Tín hiệu hiệu chỉnh tỷ lệ khí – nhiên liệu.
2.2.6. Điện áp chẩn đoán.
Báo kết quả.
Nối cực T hay TE1 với E1 làm cho ECU (cực VF hay VF1) phát ra tín hiệu cho dù có dữ liệu nào trong bộ nhớ chẩn đoán hay không. Nếu tất cả kết quả chẩn đoán là bình thường, một tín hiệu 5V phát ra, nhưng nếu có bất kỳ mã hư hỏng nào lưu trong bộ nhớ, tín hiệu 0V sẽ phát ra (có nghĩa là, điện áp tại cực VF hay VF1 sẽ giảm về 0V).
Phát mã chẩn đoán.
Trong các động cơ kiểu cũ, kết quả chẩn đoán được đọc bằng cách nối một vôn kế dạng kim vào cực VF và đếm số lần dao động của kim vôn kế. Số này tương ứng với mã chẩn đoán, dựa vào đó có thể tìm được hư hỏng.
2.2.7. Sự hoạt động của chức năng Failsafe.
Nếu một bộ phận nào hư hỏng quan trọng, nhưng không ảnh hưởng nghiêm trọng đến sự hoạt động của động cơ, thì bộ ECU động cơ có thể đưa vào chế độ
Chế độ Failsafe là một bộ các giá trị tiêu chuẩn được lập trình trước sẽ cho phép động cơ chạy trong khi một số các bộ phận bị hư hỏng. Ở chế độ này, động cơ sẽ hoạt động ở hiệu suất giảm và khả năng vận hành của xe có thể bị ảnh hưởng.
Nếu như sự hư hỏng của các bộ phận nào đó xảy ra nghiêm trọng.
Chẳng hạn như cảm biến góc quay trục khuỷu, bộ ECU động cơ không thể cung cấp tín hiệu đánh lửa và phun nhiên liệu.
Bộ ECU động cơ cũng điều khiển các kim phun một cách đồng loạt khi nó đang hoạt động ở chế độ Failsafe. Ví dụ, nếu bộ ECU động cơ mất tín hiệu ở xylanh số 1, thì nó sẽ kích thích tất cả các kim phun trong sự cố gắng để giữ cho động cơ chạy.
Mạch điện của đèn CHECK ENGINE.
2.3. QUY TRÌNH KIỂM TRA CHẨN ĐOÁN.2.3.1. Cơ sở tự chẩn đoán. 2.3.1. Cơ sở tự chẩn đoán.
ECU của xe tích hợp một hệ thống tự chẩn đoán cho phép báo ra các hư hỏng của động cơ và các bộ phận khác mà không cần đến thiết bị kiểm tra. Điều đó được thực hiện nhờ các cảm biến theo dõi hoạt động của xe gửi tín hiệu đến ECU để so sánh với thông số tính toán mà nhà sản xuất đã lập trình trong ECU từ trước.
Nếu phát hiện thấy sự sai khác hệ thống báo lỗi thông qua đèn CHECK ENGINE sẽ bật sáng và thông báo cho lái xe biết và đưa ra một mã chẩn đoán được lưu trong bộ nhớ để giao tiếp với các giao diện khác thông báo lỗi của xe.
Đèn CHECK ENGINE sáng khi bật khoá điện và tắt khi động cơ đã hoạt động.
2.3.2. Các chức căng của hệ chống chẩn đoán.1. Chức năng các cực của giắc chẩn đoán. 1. Chức năng các cực của giắc chẩn đoán.
a. Cực FB có chức năng kiểm tra bơm xăng.
b. Cực W có chức năng cấp tín hiệu cho đèn báo lỗi.
FB COO B+ T E1 W VF OX IG-
c. Cực E1 và T : Trong đó cực E1 luôn nối mass (-). Cực T nối với ECU.Khi tiến hành kiểm tra chẩn đoán bằng đèn kiểm tra tiến hành nối ngắn mạch cực T với E1. d. Cực VF điện áp hồi tiếp (voltage feedback). Cực VF cũng được sử dụng vào chức năng chẩn đoán và phụ thuộc và trạng thái của cực T.Khi cực T là off, điện áp tại cực VF mô tả giá trị thông số sửa chữa.Khi cực T là on, cực VF chỉ thể hiện một là tín hiệu cảm biến oxy (bướm ga mở) hoặc là cho biết mã chẩn đoán được lưu trong bộ nhớ của ECU (bướm ga đóng). Mức độ hiệu chỉnh phản hồi tỷ lệ khí – nhiên liệu được phát ra theo 3 hay 5 mức từ cực VF hay VF1 của giắc kiểm tra .Khi giá trị này là bình thường, tín hiệu ra cố định tại 2,5V, nó chỉ ra rằng hiệu chỉnh phản hồi ở phía gia tăng, còn nếu thấp hơn 2,5V chỉ ra rằng hiệu chỉnh phản hồi ở phía suy giảm.
Cực IG- sử dụng để xác định vận tốc động cơ :
Bản chất của tín hiệu này được lấy từ cực âm (-) của cuộn đánh lửa.Khi điện áp tại cực âm của cuộn đánh lửa vượt quá 150V, ECU nhận biết tín hiệu sơ cấp này.
Nhưng động cơ 5A-FE không sử dụng tín hiệu này, mà thay vào đó là tín hiệu NE do cảm biến tốc độ trục cam cung cấp.
2. Chức năng an toàn.
Nếu ECU tiếp tục điều khiển động cơ dựa trên các tín hiệu sai,sẽ xẩy ra các hư hỏng khác cho động cơ. Để tránh các hư hỏng như vậy, chức năng an toàn của ECU hoặc là dùng các dữ liệu lưu trong bộ nhớ của ECU để cho phép hệ thống điều khiển động cơ tiếp tục hoạt động hay ngừng động cơ nếu nguy hiểm có thể xảy ra.
Bảng sau mô tả các hư hỏng có thể xảy ra khi có trục trặc trong các mạch khác nhau, và phản ứng của chức năng an toàn.
MẠCH CÓ TÍN HIỆU KHÔNG BÌNH THƯỜNG
* Mạch tín hiệu
nhận đán
lửa(IGF)
Nếu hư hỏng xẩy ra trong hệ thống đánh lửa và không thể đánh lửa(tín hiệu xác nhận đánh lửa IGF không đến được ECU)
Ngưng phun nhiên liệu
* Mạch tín hiệu cảm biến áp suất đường ống nạp(PIM). - Nếu có hở hay ngắn mạch xẩy ra trong mạch tín hiệu cảm biến áp suất đường ống nạp,không thể tính toán được khoảng thời gian phun cơ bản, kết quả là động cơ bị chết máy hay không thể khởi động lại được.
- Một giá trị cố định (tiêu chuẩn) xác định tịa thời điểm khởi động bằng trạng thái của tiếp điểm không tải được sử dụng để làm khoảng thời gian phun cơ bản và thời điểm đánh lửa để cho phép động cơ hoạt động. * Mạch tín hiệu cảm biến nhiệt độ nước làm mát (THW). * Mạch tín hiệu cảm biến nhiệt độ khí nạp(THA). - Nếu hở hay ngắn mạch xẩy ra trong mạch tín hiệu nhiệt độ nước làm mát hay khí nạp. ECU sẽ giả thiết rằng nhiệt độ là -50°C hay cao hơn 139°C. Điều này sẽ dẫn đến tỷ lệ hỗn hợp quá nhạt hay quá đậm và làm cho động cơ chết máy hay chạy không êm.
- Dùng giá trị hoạt động bình thường (giá trị tiêu chuẩn). Giá trị tiêu chuẩn này khác nhau tùy theo kiểu động cơ nhưng thông thường nhiệt độ nước làm mát là 80°C và khí nạp là 20°C.
Nhận thấy rằng với chức năng an toàn, hoạt động của động cơ không phụ thuộc hoàn toàn vào tín hiệu mà các cảm biến gửi đến ECU. Ví dụ như khi xẩy ra
bị hư hỏng. Bản thân trong bộ nhớ của vi điều khiển lưu trữ thông tin về dạng tín hiệu cơ bản. Khi xẩy ra hỏng ở mạch tín hiệu nào,vi điều khiển sẽ xuất ra tín hiệu thay thế giúp động cơ tiếp tục hoạt động. Tất nhiên động cơ sẽ không thể hoạt động tốt như khi chưa xẩy ra hư hỏng do tín hiệu mà tự bản thân ECU có không mô tả thực tế tình trạng hiện thời của động cơ.
3. Chức năng lưu dự phòng.
Chức năng lưu dự phòng là một hệ thống mà bật IC lưu dự phòng để lấy các điều khiển tín hiệu cố định (các giá trị khác nhau tuy theo kiểu động cơ) nếu hư hỏng xẩy ra bên trong ECU. Điều này cho phép xe tiếp tục hoạt động, mặc dù nó chỉ đảm bảo các chức năng cơ bản, mà không thể đạt được các tính năng như khi bình thường.
Điều khiển bằng IC lưu dự phòng là một IC sử dụng các dữ liệu đã được lập trình từ trước để điều khiển thời điểm đánh lửa và khoảng thời gian phun nhiên liệu.
Trong trường hợp động cơ D-EFI (5A-FE) thông thường, khi tín hiệu áp suất đường ống nạp (PIM) bị hở hay ngắn mạch ,bộ vi sử lý sẽ chuyển cưỡng bức sang chế độ lưu dự phòng bằng cách ngắt tín hiệu thời điểm đánh lửa (IGT). Tuy nhiên