1.1 Nhiệm vụ.
ECU (Electronic Control Unit) có nhiệmvụ tính toan và cung cấp lượng nhiên liệucần thìết để dápứng đượcyêu cầu làm việccủa động cơ ở moi chế độ hoạt động. Xácđịnhđượcgóc đánh lửasâm và điềukhiển hệ thốngđánh lửa ban
dẫn hoạt động ở thời điểm thích hợp. Và các chức năng khác nhu điều khiển động cơ chạy không tải, chức năng chân đoán, chức năng an toàn và dự phòng khi gặp sự cô. Và cácchức năng khác.
Cácchức năng này đượcthực hiệnbằng việcxử lý thông tin đượcgửi về từ cáccảm biến có trong hệ thống.
1.2 Cấu tạo.
Hìnhdạng bên ngoài của bộ điều khiển trung tâm(ECU), là một hộp kim loại có khả năng tản nhiệttôt, vật liệuthuờng dùng là hợp kim nhôm. Tùytừng loại xe mà ECU đượcđặtở cácvị trí khác nhau. Các linh kiệnđiệntử của ECU được bốtrí trên một mạch in. Nhờ ứng dụng công nghệcao nên kích thướccủa
164
đầu ra cón ít nên phía trong tại vị trí các chân ra còn có ghi tên từng chân một trên mạch in. Hiên nay các chân này không còn được ghi tên nữa mà thay vào đó là mỗi ECU hay ECM đều có sơ đồ tên chân giắc trong cẩm nang hướng dẫn sửa chữa.
Bên ngoài của ECU có chế tạo cácchângiắc cho phép ECU liên hệvớicác thìết bị của hệ thống, cácgiắc nay không thể cắm lẫn cho nhau được. Ngoài ra bên ngoài còn ghi cácthông tin sử dụng của ECU và căn cứ vào đâynguời ta có thể biết ECU này đượcsử dụng cho động cơ nào.
Ngày nay vớicácECU và ECM có sử dụng mã khóa Immobilizer thì khi thay mãbộ điềukhiển trung tâmđòi hỏi kỹ thuật viên phải sử dụng thiết bị chẩn
đoánchuyên dùng đểđồngbộ hóa các thông tin trên xe khi đóđộng cơ mới có thể khởi động và nổ được.
Hình 7.1. Cấu tạo bên trong của bộ điều khiển trung tâm.
1.3 Chức năng của ECU
a. Chức năng chẩn đoán của ECU
Nhưđốivớihệ thốngEFI của động cơ xăng, động cơ Diesel EFI còn có đặc trưng vềchức năng chuẩnđoán MOBD (OBD).
165
Đèn MIL (Malfunction Indicator Lâmp) đèn báo hư hỏngsẽ bật sáng nếu hư hỏng được phát hiện ở trong bản thânECU hoặc trong hệ thống điệnđiều khiển động cơ.
Khu vực hư hỏng sẽ được chỉ ra bởi một chữ số DTC (Diagnostic Trouble
Code) mã chuẩnđoánhư hỏng. Nếu hư hỏngđólà không liên tục thìđènkiểm
tra động cơ sẽ tắt sau khi khởi động lại nhưng hư hỏngđóvẫn đượcluu trong bộ
nhớ của ECU. Nếu là lỗi hiện thời thìđènMIL sẽ sáng suốt trong qua trìnhhoạt động của xe chỉ khi sự cốđượcsửa chữa và thực hiệnxóa lỗi thì MIL mới tắt và
trong hệ thốngkhông còn lỗi.
- Chế độ kiểm tra (chế độ thử)
Chức năng chuẩnđoán bao gồm một chế độ bình thuờng và một chế độ kiểm tra (hoặc chế độthử).
Trong khi chế độ bình thường thực hiện việc chuẩn đoán bình thuờng thì chế độ kiểm tra (hoặc chế độthử) có một độnhậy cao hơn đểphát
hiện ra chi tiết cácđiềukiện gây hư hỏng.
- Dữ liệu lưu tức thời:
ECU lưu trong bộ nhớcủa mìnhcáctìnhtrạng của động cơ vào thời điểm sự cố xuất hiện. Cáctìnhtrạng tồn tại ở thời điểmđósau này có thể đượctìmlại và xem xét lại thông qua việcsử dụng một máy chẩn đoán.
- An toàn
ECU có chế độan toàn nếu một sự cốxuất hiên trong một vài mục chuẩn đoán. Chế độnày đưa ra cáctín hiệucáctrị số quy địnhcủa chúng đểlàm cho xe có thể lái được.
- Thử kích hoạt (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Trong qua trìnhthử kích hoạt, một thìết bị chuẩnđoánđượcsử dụng đểđưa ra các lệnh cho ECU đểvận hành cácbộ chấp hành.
166
Thử kích hoạt này xácđịnhsự nhất thể của hệ thốnghoặc của các bộ phận bằng việc giám sát hoạt động của cácbộ chấp hành, hoặc bằng việcđọc các
dữ liệuECU của động cơ.
- Hiển thị DTC (mã chuẩn đoán hư hỏng)
Tuỳ thuộc vào kiểu xe, giắc kiểm tra có thể là loại DLC hoặc DLC3. DTC (mã chuẩn đoán hư hỏng) có thể được giám sátbằng cách nối ngắn mạch cáccực của giắc nốivà đếm sốlần nhấp nháy. Nếu sự cốkhông xảy
ra thìsốlần nhấp nháy sẽ tương ứng với điềukiệnbình thường.
Đọc mã lỗi bằng SST
Một trong những phương phápđánh giáDTC (mã chuẩnđoánhư hỏng)
là sử dụng một máy chẩn đoáncầm tay.
Các con sốDTC có thể đượcthể hiện trên màn hìnhcủa thìết bị này. Máy
chẩn đoáncó thể còn được sử dụng đểhiển thị cáctìnhtrạng của động cơ hoặc cáctín hiệucủa cảm biến (trị số tham chiếu) ngoài việcbiểu thị con số DTC.
Hình 7.3. Đọc mã lỗi bằng thìết bị.
167
Trong sách hướng dẫn sửa chữa, mục phát hiện, điềukiệnphát hiện và khu vực hư hỏng đượcnêu trong từng DTC, do đóhãy tham khảo sách hướng dẫn sửa chữa khi khắc phục hư hỏng.
b. Chức năng chạy dự phòng của ECU
Nếu có bất kỳ một trong cácmã DTC nào sau đâyđượcghi lại, ECM chuyển sang chế độdự phòng đểcho phép xe tạm thời có thể chạy được.
Mã DTC
Các bộ phận
Hoạt động chế độ dự phòng
Điều kiện hủy bỏ chế độ lái xe dự phòng (1) (2) (3) (4) P0031, P0032, P0037 và P0038 Cảm biến ôxy có sấy HO2 ECM tắt bộ sấy cảm biến HO2.
Khóa điện off
P0100, P0102 và P0103 Cảm biến luu lượng khí nạp (MAF)
ECM tính toán thời điểm đánh lửa theo tốc độ động cơ và vị trí bướm ga. Điều kiện đặt pass đượcphát hiện P0110, P0112 và P0113 Cảm biến nhiệt độ khí nạp (IAT)
ECM coi IAT là 20°C (68°F). Điều kiện đặt pass được phát hiện P0115, P0117 và P0118 Cảm biến nhiệt độ nước làm Mátđộng cơ (cảm biến
ECM coi ECT là 80°C (176°F).
Điều kiện đặt pass được phát hiện
168 P0120, P0121, P0122, P0123, P0220, P0222, P0223, P0604, P0606, P060A, P060D, P060E, P0657, P2102, P2103, P2111, P2112, P2118, P2119 và P2135 Hệ thống Đieu khiển Bướm ga Điện tử (ECTS) ECM cắt dòng điệnbộ chấp hành bướm ga và bướmga hồi vềvị trí 6° bằng lò xo hồi.
Sau đó, ECM điềukhiển công suất động cơ bằng cách điều khiển phun nhiên liệu (phun cắt quãng) và thời điểm
danh (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
lửa theo vị trí của bàn dạp ga. để xe có thể lai được ở tốc độ tôi thìểu.
Điều kiện đặt “pass” đượcphát hiện sau đó khóa điệntắt off P0327 và P0328 Cảm Biến Tiếng Gõ
ECM đặtthời điểm danh
lửa muộn tôi da.
Khóa điện off P0351, P0352,
P0353 và P0354
IC đánh lửa ECM cắt nhiên liệu. Điều kiện đặt pass được phát hiện P2120, P2121, P2122, P2123, Cảm biến vị trí bàn dạp Cảm biến ÁPP có 2 mạch cảm biến: Chính và phụ Điều kiện đặt pass được phát hiện P2125, P2127, P2128 và P2138
ga (ÁPP) Nếu một trong hai mạch bị hư hỏng, ECM điều khiển động cơ bằng cách
dùng mạch khác.
Nếu cả hai mạch bị hư hỏng, ECM coi nhu chân ga
đãđược nhả ra. Kết quả là bướm ga đóng và động cơ chạy không tải.
Điều kiện đặt “pass” được phát hiện sau đó khóa điện tắt off
Có thể lái chậm xe khi nhấn bàn đạp ga chắc chắn và chậm rãi. Nếu đạp nhanh
169
2. Kiểm tra mô đun điều khiển ECM động cơ.
Hình dạng và ký hiệu chân giắc ECM HYUNDAI SONATA 2.4L 2006 2.1. Phía giắc nối dây điện của ECM
Bộ ECM
ECM phía giắc nối dây điện
2.2. Cấu tạo ECU
Cấu tạo của ECU gồm các bộ phận chủ yếu
a. Bộ nhớ: Bộ nhớtrong ECU có 4 loại:
● Bộ nhớ ROM: (Read only memory). Dùng lưu trữthông tin thường trực, bộ
nhớ này chỉđọc thông tin từđó đưa ra chứkhông thể ghi vào được, thông tin
của nó đã được gài sẵn. ROM cung cấp thông tin cho bộ vi xửlý và được lắp cố định trên mạch in.
● Bộ nhớ RAM (random access memory). Bộ nhớ truy xuất ngẫu nhiên dùng
đểlưu trữthông tin. RAM có thểđọc và ghi các số liệu theo địa chỉ bất kỳ.
RAM có hai loại:
+ Loại RAM xoá được: bộ nhớ sẽ mất khi mất dòng điện cung cấp.
+ Loại RAM không xoá được: vẫn duy trì bộ nhớ cho dù khi tháo nguồn cung cấp cho ô tô. RAM lưu trữ những thông tin về hoạt động của cảm biến
dùng cho hệ thống tự chẩn đoán. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
● Bộ nhớ PROM (programmable read only memory). Cấu trúc cơ bản giống
như ROM nhưng cho phép lập trình (nạp dữ liệu) ởnơi sử dụng chứkhông phải
nơi sản xuất như ROM. PROM cho phép sửa đổi chương trình theo những đòi
hỏi khác nhau.
● Bộ nhớ KAM (keep alive memory). KAM Dùng để lưu trữthông tin mới
(những thông tin tạm thời ) cung cấp đến bộ xửlý, KAM vẫn duy trì bộ nhớ cho
dù động cơ ngừng hoạt động hoặc tắt công tắc máy. Tuy nhiên, nếu tháo nguồn cung cấp từắc quy tới máy tính thì bộ nhớ KAM sẽ mất.
170
b.Bộ vi xử lý (microprocessor). Bộ vi xử lý có chức năng tính toán và ra
quyết định. Nó là "bộnão"của ECU.
c. Đường truyền (BUS): Có nhiệm vụ chuyển lệnh và số liệu trong máy tính theo hai chiều.
2.3. Cấu trúc ECU
Ngày nay trên ô tô hiện đại có trang bị nhiều ECU điều khiển các hệ thống khác nhau, Cấu trúc của ECU được trình bầy trên hình.
Hình 7.4: Cấu trúc máy tính
Bộ phận chủ yếu của ECU là bộ vi xử lý (microprocessor) hay còn gọi CPU, CPU nhận dữ liệu từ các cảm biến đưa về, lựa chọn và xửlý số liệu từ bộ nhớ ROM, RAM và đưa ra tín hiệu điều khiển các cơ cấu chấp hành.
Hình 7.5: Cấu trúc CPU
Bộ điều khiển CPU hoạt động theo dạng tín hiệu số nhị phân. Điện áp cao biểu hiện cho số 1, điện áp thấp biểu hiện cho số 0.
Mỗi một số hạng 0 hoặc 1 gọi là bít. Mỗi giây 8 bít sẽ tương đương 1 byte. Byte này được dùng để biểu hiện cho mỗi lệnh hoặc một mẫu thông tin
171
Hình 7.6: Tín hiệu hoạt động của CPU
3. Sơ đồ đấu dây ECU
3.1. Sơ đồ mạch điện của một số động cơ
3.2. Sơ đồ chân ECU
Hình 7.7: Sơ đồ chân ECU động cơ toyota 5A - FE
3.3. Các cực của ECU
Ký
hiệu Tên các cực nối Tý hiệu Tên của cực nối
E01 Tiếp mát với động cơ T Giắc kiểm tra
E02 Tiếp mát với động cơ IDL CB vị trí bướm ga
# 10 Vòi phun THA CB nhiệt độ nước làm mát (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
# 20 Vòi phun VC CB áp suất đường ống nạp
STA Tín hiệu khởi động PIM CB áp suất đường ống nạp
IGT Tín hiệu đánh lửa VTH CB vị trí bướm ga
E1 Mass cảm biến THW CB nhiệt độ nước làm mát
FC Rơ le bơm xăng E2 Tiếp mass cảm biến
G1 Cảm biến đánh lửa SPD Cảm biến tốc độ
G0 Tiếp mass với cảm biến A/C Công tắc của điều hòa
NE CB số vòng quay BATT Ắc quy
E21 Tiếp mass với cảm biến W Đèn báo hiệu
IGF Tín hiệu IC +B Rơ le chính
OX Cảm biến Oxy NSW
CCO Giắc kiểm tra VF Giắc kiểm tra
STP Công tắc đèn phanh ISC Van điều chỉnh tiết diện
EGW Tiếp mass với cảm biến B Rơ le chính
4. Thực hành chẩn đoán hệ thống
4.1. Kiểm tra tín hiệu điều khiển CB vị trí bướm ga
Công tắc ở vị trí ON:
Bướm ga đóng hoàn toàn: IDL - E2 = 0V
Bướm ga mở: IDL - E2 = 5V
Bướm ga mở hoàn toàn: IDL - E2 = 10 - 14V
4.2. Kiểm tra tín hiệu điều khiển cảm biến nhiệt độ nước làm mát
Điện áp đặt tại ECU khi khởi động
172
4.3. Kiểm tra tín hiệu điều khiển CB nhiệt độ khí nạp
Điện áp đặt tại ECU khi khởi động
THA - E2 20°C = 2 - 6V
4.4. Kiểm tra tín hiệu điều khiển CB áp suất khí nạp
PIM - E2 = 3,6V VC - E2 = 5V
4.5. Kiêm tra tín hiệu điều khiển CB đánh lửa
Chế độ không tải (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
IGT - E1 = 0,2 - 1,5V IGF - E2 = 0,3 - 0,5V GO - G1 = 0,1 - 0,3V NE - GO = 0,1 - 0,3V
4.6. Kiểm tra tín hiệu khởi động động cơ
STA - E2 = 10 - 14V
4.7. Kiểm tra tín hiệu điều khiển vòi phun
#10,#20 = 10 -14V.
4.8. Kiểm tra điện áp nguồn cung cấp cho ECU
Kiểm tra điện áp ắc quy là 11 đến 13V công tắc ở vị trí ON
B1 - E1 = 11 - 14V B - E1 = 11 - 14V BATT - E1 = 11 - 14V W - E2 = 11 - 14V T1 - E2 = 10 - 14V ISC - E2 =12V A/C - E2 = 12V
Bảng chức năng các cực của ECM
Pin Description Connected to Remark
(1) (2) (3) (4)
1 Power ground Chassis
2 Battery voltage after ignition key supply Ignition key
3 Power ground Chassis
4 Battery voltage after main relay supply Main relay
5 ECM ground Chassis ground
6 Direct battery voltage supply Battery (+) 7 Ignition coil for CYL.1 (without
immobilizer) or Ignition coil for CYL.1 (without immobilizer)
Ignition coil (CYL.1 or 4) 8 Ignition shield ground Ignition coil (CYL.1,2, 9 MAFS & IATS ground MAFS & IATS 10 MAFS & IATS input MAFS & IATS
173
11 Throttle position sensor signal input Electronic Throttle
System 12 Accelerator position sensor2 (ÁPS2)
ground
ÁPS 13 Accelerator position sensor2 (ÁPS2)
signal input
ÁPS 14 Engine coolant temperature
(ECTS) ground
ECTS
15 ECTS signal input ECTS
16 HO2S (Bank1/ Sensor1) ground HO2S (Bank1/ Sensor1) 17 HO2S (Bank1/ Sensor1) signal input HO2S (Bank1/ (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Sensor1) 18 Intake air temperature sensor
(IATS) signal input
Intake air temperature sensor (IATS) 19
Accelerator position sensor1 (ÁPS1) ground
ÁPS
20
Accelerator position sensor1 (ÁPS1) signal input
ÁPS 21 Knock sensor ground Knock sensor 22 Knock sensor signal input Knock sensor
23 TPS supply (+5V) Electronic
Throttle System 24 Accelerator position sensor 1
(ÁPS1) supply (+5V)
ÁPS 25 Injector for CLY.1 Injector CYL.1) 26 Injector for CLY.3 Injector(CYL.3) 27 Injector for CLY.4 Injector CYL.4) 28 Injector for CLY.2 Injector CYL.2)
29
Ignition coil for CYL.3 (without immobilizer) or Ignition coil for CYL.2 (without immobilizer)
Ignition coil (CYL.3 or2)
174
30 Power steering sensor ground Power steering sensor
31 - -
32 - -
33 Fuel tark pressure sensor signal input Fuel tatk pressure sensor 34 Fuel tark pressure sensor ground Fuel tatk
pressure sensor 35 A/C pressure transducer signal input A/C pressure
transducer 36 Fuel levềl gauge signal input Fuel levềl
gauge 37 CVVT oil temperature sensor
(OTS) ground
CVVT oil temperature sensor (OTS) 38 HO2S (Bank1/Sensor2) signal input HO2S
(Bank1/Sensor2 )
39 HO2S (Bank1/Sensor2) ground HO2S (Bank1/Sensor2 )
40 CVVT oil temperature sensor (OTS) signal input
CVVT oil temperature sensor (OTS) 41 Throttle position sensor signal input Electronic
Throttle System 42 Throttle position sensor ground Electronic (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Throttle System 43 - - 44 - - 45 - - 46 - -
47 Accelerator position sensor1 (ÁPS2) supply (+5V)
175
48 Sensor supply (+5V) Power
steering sensor, A/C pressure 51 Ignition coil for CYL.4 (without
immobilizer) or Ignition coil for CYL.1 (without immobilizer)
Ignition coil (CYL.4 or1) 52 Power steering sensor signal input Power steering
sensor 53 Wheel speed signal from ABS
unit or VDC unit
ABS unit or VDC
unit
54 - -
55 Wheel speed sensor (+) inductivề signal Wheel speed sensor without ABS and VDC 56 Wheel speed sensor (-)
inductivề signal Wheel speed sensor without ABS and VDC 57 A/C pressure transducer ground A/C pressure
transducer 58 Cruise control switch signal Steering 59 Cruise control switch ground Steering 60 A/C request switch signal input A/C
request switch 61 Alternator FR signal input Alternator
62 A/C compressor switch signal input A/C compressor
63 Fuel consumption signal Cluster
64 Main relay control Main relay
65 PWM fan control Fan control unit
66 CVVT oil control valvề (OCV) control
CVVT oil control valvề
176
67 PCSV control PCSV
68
69 Immobilizer lâmp output Immobilizer lâmp
70 Electric fuel
pump relay 74 Brake test switch signal input Brake test
switch 75 Immobilizer data line Immobilizer 76 Diagnostic data line (Kline) Data Link
Connector (DLC) (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
77 CAN [High] ABS Control
module
78 CAN [Low] ABS Control