2.2.1.1 Cảm biến vị trí bướm ga (Throttle Position Sensor)
Chức năng & nhiệm vụ: Cảm biến vị trí bướm ga có nhiệm vụ xác định độ mở của bướm ga và gửi thông tin về bộ xử lý trung tâm giúp điều chỉnh khi nào mở van EGR và độ mở của van.
Cấu Tạo: Cảm biến trên xe Honda Civic này là bướm ga điện tử. Nó sử dụng một phần tử hiệu ứng từ để phát ra các tín hiệu chính xác, thậm chí trong các điều khiển đặc biệt. Cảm biến có 2 mạch cảm nhận tương ứng phát tín hiệu, VTA1 và VTA2. VTA1 được sử dụng để phát hiện góc mở bướm ga và VTA2 được sử dụng để phát hiện trục trặc của VTA1. Điện áp tín hiệu cảm biến này thay đổi trong khoảng từ 0V đến 5V tỷ lệ với góc mở của bướm ga và hai tín hiệu VTA1 và VTA2 được truyền tới hộp điều khiển động cơ ECU [5].
Khi bướm ga đóng, điện áp phát ra của cảm biến giảm và khi bướm ga mở, điện áp phát ra của cảm biến tăng. ECU tính toán góc mở bướm ga theo những tín hiệu này và điều khiển bộ chấp hành. Bướm ga tương ứng với điều khiển của lái xe. Những tín hiệu này cung cấp được sử dụng trong việc các phép tính như hiệu chỉnh tỷ lệ không khí – nhiên liệu, hiệu chỉnh làm đậm tăng công suất và điều khiển cắt nhiên liệu.
Vị trí của cảm biến:Cảm biến vị trí bướm ga được lắp đặt trên cổ họng gió.
2.2.1.2 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát
Chức năng và nhiệm vụ : Cảm biến nhiệt độ nước làm mát Engine Coolant Temperature (ECT) sử dụng để đo nhiệt độ nước làm mát của động cơ và gửi tín hiệu về ECU để ECU thực hiện những hiệu chỉnh sau :
– Hiệu chỉnh góc đánh lửa sớm
– Hiệu chỉnh thời gian phun nhiên liệu – Điều khiển quạt làm mát
– Điều khiển tốc độ không tải – Điều khiển chuyển số
– Điều khiển EGR : Tín hiệu từ cảm biến nhiệt độ nước làm mát được gửi đến ECU, ECU xử lý thông tin sẽ điều khiển hệ thống kiểm soát khí xả (EGR).
Cấu tạo : cấu tạo của cảm biến ECT có dạng trụ rỗng với ren ngoài, bên trong có lắp một nhiệt điện trở có hệ số nhiệt điện trở âm ( điện trở tăng lên khi nhiệt độ thấp và ngược lại) [6].
Hình 2. 20 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát
Vì có hệ số nhiệt điện trở âm nên khi nhiệt độ nước làm mát thấp điện trở cảm biến sẽ cao và ngược lại khi nhiệt độ nước làm mát tăng lên điện trở của cảm biến sẽ giảm xuống. Sự thay đổi điện trở của cảm biến sẽ làm thay đổi điện áp đặt ở chân cảm biến.
Hình 2. 21 Mạch điện cảm biến
Điện áp 5V qua điện trở chuẩn (điện trở này có giá trị không đổi theo nhiệt độ) đến cảm biến rồi trở về ECU về mass. Như vậy điện trở chuẩn và nhiệt điện trở trong cảm biến tạo thành một cầu phân áp. Điện áp điểm giữa cầu được đưa đến bộ chuyển đổi tín hiệu tương tự – số (bộ chuyển đổi ADC – Analog to Digital converter).
Khi nhiệt độ động cơ thấp, giá trị điện trở cảm biến cao và điện áp gửi đến bộ biến đổi ADC lớn. Tín hiệu điện áp được chuyển đổi thành một dãy xung vuông và được giải mã nhờ bộ vi xử lý để thông báo cho ECU động cơ biết động cơ đang lạnh. Khi động cơ nóng, giá trị điện trở cảm biến giảm kéo theo điện áp đặt giảm, báo cho ECU động cơ biết là động cơ đang nóng.
– Ở nhiệt độ 30 độ C: Rcb = 2-3 kgΩ – Ở nhiệt độ 100 độ C:Rcb = 200-300Ω
Vị trí: Cảm biến nhiệt độ nước làm mát nằm trong khoang nước của động cơ, tiếp xúc trực tiếp với nước của động cơ.
2.2.1.3 Cảm biến nhiệt độ khí xả :
- Chức năng và nhiệm vụ : Cảm biến nhiệt độ khí xả giúp ECU xác định nhiệt độ của dòng khí xả trước khi đi qua bầu lọc .
- Cấu tạo gồm 6 bộ phận: vỏ bọc không gỉ, chốt vỏ, dây không gỉ, dây pt, nhiệt điện trở, phần gắn.
Hình 2. 22 Cảm biến nhiệt độ khí xả
Cảm biến nhiệt độ khí xả sử dụng một nhiệt điện trở để phát hiện nhiệt độ khí thải và chuyển nó thành điện áp và phản hồi ECU động cơ với tín hiệu điện áp để kiểm soát tình trạng động cơ nhằm giảm phát thải hiệu quả.
Với phát hiện nhiệt độ được cải thiện của EGTS, kiểm soát sau phun và ước tính lượng khí nạp vào được kích hoạt trong điều khiển tái sinh DPF, dẫn đến
khí thải sạch hơn, cũng như tăng hiệu suất nhiên liệu do quá trình tái sinh DPF cần ít nhiên liệu hơn.
Vị trí : Cảm biến nhiệt độ khí thải (EGTS) ở phía trước bộ lọc hạt (DPF).
2.2.1.4 Cảm biến chênh lệch áp suất
Chức năng và nhiệm vụ: Cảm biến chênh lệch áp suất bầu DPF đo độ chênh lệch áp suất giữa 2 đầu của bộ lọc DPF. Nó giúp cho bầu DPF hoạt động một cách bình thường, nếu bầu bị tắc dữ liệu cảm biến gửi về ECU sẽ báo lỗi cho người lái biết.
Hình 2. 23 Cấu tạo cảm biến áp suất
- Cấu tạo cảm biến chêch lệch áp suất khí thải bao gồm : +Phần mạch cảm biến: mạch điện tử trên bo mạch gốm sứ.
+Thân: được đúc bằng PBT + 30GF, chứa tất cả các bộ phận và có hai vòi hút khí.
+Chân: giắc cắm kết nối với ECU +Nắp: bao quanh bộ phận
+Mạch điện tử. +Nền gốm sứ. +Bảo vệ .
+Nhựa silicon (để bảo vệ các thiết bị điện tử). +Kết dính.
Cảm biến chênh lệch áp suất DPF thường được gắn trong khoang động cơ để bảo vệ nó khỏi nhiệt. Cảm biến được kết nối với bộ điều khiển động cơ (ECU) bằng đầu nối điện và kết nối với DPF qua hai ống silicon. Một ống nối trước DPF, ống kia nối sau bộ lọc DPF. Bằng cách đo và so sánh sự khác biệt về áp suất của khí thải trước và sau bộ lọc, cảm biến có thể ước tính lượng DPM bị giữ lại trong bộ lọc và báo hiệu cho PCM bắt đầu quá trình tái tạo DPF.
2.2.1.5 Cảm biến tỷ lệ hòa khí
Chức năng và nhiệm vụ : Cảm biến oxy sử dụng để đo nồng độ oxy còn thừa trong khí xả gửi về ECU, ECU dựa vào tín hiệu cảm biến oxy gửi về sẽ hiểu được tình trạng nhiên liệu đang giàu (đậm) hay đang nghèo (nhạt) và từ đó đưa ra tín hiệu điều chỉnh lượng phun cho thích hợp. Phân tích thông số Long Term Fuel Trim và Short Term Fuel Trim để thấy được sự hiệu chỉnh nhiên liệu
Cấu tạo: Trên động cơ I-VTEC được trang bị cảm biến tỷ lệ hòa khí loại được làm bằng gốm ziconium và được phủ 1 lớp Platin ở bề mặt tiếp xúc với khí xả có đường dẫn không khí đi vào bên trong lõi cảm biến. Ở điều kiện nhiệt độ cao (trên 350 độ C), với sự chênh lệch nồng độ khí xả của 2 bề mặt ngoài và trong lõi cảm biến, cảm biến sẽ tạo ra 1 tín hiệu điện áp nằm trong khoảng 0.1- 0.9V.
+ Điện áp càng nhỏ là càng nghèo nhiên liệu.
+ Điện áp càng lớn là càng giàu nhiên liệu.
Để cảm biến nhanh đạt tới nhiệt độ vận hành khi mới khởi động (trên 350 độ C), Cảm biến có thêm 1 điện trở nung nóng bên trong để nung nóng cảm biến khi mới nổ máy.
Hình 2. 24 Cấu tạo cảm biến tỷ lệ hòa khí
1-Không khí; 2-Mặt bích; 3-Platin; 4-Phần tử zirconi; 5-Platin; 6-Khí xả; 7-Nắp bảo vệ.
2.2.1.6 Cảm biến lưu lượng khí nạp
Nhiệm vụ & chức năng: Dùng để đo khối lượng (lưu lượng) dòng khí nạp đi vào động cơ và chuyển thành tín hiệu điện áp gửi về ECU động cơ. ECU sẽ sử dụng tín hiệu cảm biến MAF(cảm biến lưu lượng khí nạp) để tính toán lượng phun cơ bản và tính toán góc đánh lửa sớm cơ bản.
Cấu tạo: Cảm biến MAF được cấu tạo bao gồm một nhiệt điện trở (Thermister), dây nhiệt bằng Platin (Platinum Hot Wire) nằm trên đường di chuyển của không khí và mạch điều khiển điện tử. Nhiệt điện trở dùng để kiểm tra nhiệt độ của không khí.
Vị trí cảm biến: gắn trên đường ống dẫn không khí từ lọc gió đến bộ điều khiển bướm ga.
1-Nhiệt điện trở; 2-Dây sấy bằng platin; 3-Luồng không khí; 4-Cảm biến nhiệt độ khí nạp.
2.2.1.7 Cảm biến vị trí van EGR
Nhiệm vụ và chức năng : Cảm biến vị trí van EGR có nhiêm vụ xác định vị trí độ mở của van EGR, gửi thông tin bằng tín hiệu điện áp về ECU. Hộp ECU tính toán được độ mở trạng thái của van, dựa vào đó đưa ra tín hiệu điều khiển thích hợp.
Cấu tạo : EVP là một chiết áp tuyến tính sử dụng điện trở thay đổi để cung cấp cho ECU tín hiệu điện áp cho biết vị trí của van EGR. Nó được gắn vào đầu của EGR bằng ba đai ốc và có một miếng đệm hoặc vòng chữ O bịt kín buồng chân không của EGR. Cảm biến có 3 chân lần lượt là là VC, E2 và EGLS điện áp dương là 12 vôn và ở các điện áp khác là 5 vôn.
Nó hoạt động theo cách tương tự như cảm biến TPS (Cảm biến vị trí bướm ga), kể từ khi van tiết lưu di chuyển, chiết áp cũng vậy khi thay đổi giá trị điện trở. Bằng cách này, điện áp của ECU (Bộ điều khiển động cơ) giảm trên đường tín hiệu. Các Control Module động cơ (ECM) nghiên cứu vị trí của van EGR, để đảm bảo rằng các van được thực hiện chức năng của nó một cách chính xác và đáp ứng các tín hiệu của cảm biến cho phù hợp với giá trị của tín hiệu cảm biến
đến vị trí mà bộ điều khiển động cơ (ECU) trước đó. Cảm biến này giúp xác định xem van EGR có đang thực hiện đúng chức năng của nó hay không, vì nó có thể bị kẹt hoặc công việc của nó có thể hoạt động chậm.
Hình 2. 26 Sơ đồ mạch cảm biến
2.2.1.8 Cảm biến vị trí trục khuỷu
Chức năng và nhiệm vụ: Cảm biến vị trí trục khuỷu sử dụng để phát hiện vị trí của trục khuỷu và tốc độ động cơ. ECU động dùng tín hiệu NE và tín hiệu G để tính toán góc đánh lửa sớm cơ bản.Từ tín hiệu của cảm biến ECU tính toán được trạng thái hoạt động của động cơ, sau đó tính toán thời điểm đóng mở van EGR và lưu lượng khí thải tuần hoàn lại buồng đốt.
Cấu tạo: Bộ phận chính của cảm biến là một cuộn dây cảm ứng, một nam châm vĩnh cửu và một rô to dùng để khép mạch từ. Bộ tạo tín hiệu có 34 răng ở chu vi của rô to tín hiệu NE và một khu vực có 2 răng khuyết .
Hai răng khuyết này có thể dùng để phát hiện góc trục khuỷu, nhưng nó không thể xác định xem đó là điểm chết trên của chu kỳ nén hoặc điểm chết trên cuối xả đầu hút. ECU động cơ kết hợp tín hiệu NE và tín hiệu G để xác định đầy đủ và chính xác góc trục khuỷu.
2.2.1.9 Cảm biến áp suất khí nạp (MAP)
-Nhiệm vụ và chức năng : Cảm biến MAP có tên tiếng anh là Manifold Absolute Pressure, thường được biến đến với tên thông dụng là cảm biến áp suất khí nạp, pressure sensor hay cảm biến áp suất đường ống nạp. Được thiết kế và trang bị để thực hiện đo áp suất tuyệt đối của khí nạp vào động cơ. Cảm biến sẽ được nối với đường áp suất nạp sau bướm ga. Khi động cơ hoạt động, cảm biến này sẽ thu thập thông tin rồi chuyển chúng thành 1 dạng tín hiệu và gửi về ECU để hiệu chỉnh thời gian phun nhiên liệu cơ bản giúp phần điều khiển cho động cơ hoạt động ổn định, giảm lượng khí xả, ổn định hiệu suất giảm tiêu hao nhiên liệu.
Hình 2. 28 Cấu tạo cảm biến áp suất khí nạp
1-Buồng chân không; 2-Chíp silic;3-Lưới lọc;4-Áp suất đường ống nạp
Khi động cơ hoạt động, độ chân không nằm ở sau bướm ga sẽ đưa đến mang silicon làm cho màng này biến dạng, đồng thời làm thay đổi điện trở của màng.
Sự thay đổi điện trở ở trên sẽ gửi về cho IC xuất ra một tín hiệu điện áp tương ứng trong thời điểm này, rồi gửi về ECU. Hộp điều khiển dựa trên tín hiệu điện áp này để sử dụng làm thông tin nhận biết áp suất khí nạp là bao nhiêu và hiệu chỉnh lượng phun nhiên liệu.
Nguồn cấp cho cảm biến áp suất đường ống nạp là 5V. Áp suất trong buồng chân không của cảm biến pressure sensor là ở mức tuyệt đối và không bị ảnh hưởng bởi khí quyển:
Điện áp chân Signal khi On chìa: xấp xỉ 3.8V. Điện áp chân Signal khi nổ máy: khoảng 1.6-1.8V.
Hình 2. 29 Sơ đồ hoạt động của cảm biến MAP
-Vị trí cảm biến : Vị trí của cảm biến MAP thường được đặt ở sau bướm ga trên cổ hút hoặc cũng có xe được lắp ở bên ngoài và được nối với một đường ống hơi chân không.
2.2.1.10 Cảm biến nhiệt độ khí nạp (IAT)
-Nhiệm vụ chức năng cảm biến : Cảm biến nhiệt độ khí nạp IAT viết tắt bởi (Intake Air Temperature) với tên gọi khác THERMAL AIR(THA). Cảm biến nhiệt độ khí nạp được dùng để đo nhiệt độ khí nạp vào động cơ và gửi về hộp ECU để ECU thực hiện hiệu chỉnh :
+ Hiệu chỉnh thời gian phun theo nhiệt độ không khí: Bởi ở nhiệt độ không khí thấp mật độ không khí sẽ đặc hơn và ở nhiệt độ cao mật độ không khí sẽ thưa hơn (ít ô xy hơn).
Nếu nhiệt độ thấp thì ECU sẽ hiệu chỉnh tăng thời gian phun nhiên liệu. Nếu nhiệt độ cao thì ECU sẽ hiệu chỉnh giảm thời gian phun nhiên liệu.
+ Hiệu chỉnh góc đánh lửa sớm theo nhiệt độ không khí: Bởi nếu nhiệt độ khí nạp thấp thì thời gian màng lửa cháy lan ra trong buồng đốt sẽ chậm hơn khi nhiệt độ khí nạp cao
Nếu nhiệt độ thấp thì ECU sẽ hiệu chỉnh tăng góc đánh lửa sớm.
Nếu nhiệt độ cao thì ECU sẽ hiệu chỉnh gỉam góc đánh lửa sớm.
- Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của cảm biến : Là một điện trở nhiệt có trị số điện trở âm ( điện trở tăng lên khi nhiệt độ thấp và ngược lại). Cảm biến gồm 4 phần chính:
+ Gioăng đệm kín chữ O + Phần đầu nóng cảm biến + Phần đầu lạnh cảm biến + Nhiệt điện trở
Cảm biến nhiệt độ khí nạp được đặt ở đường ống nạp (sau bầu lọc gió) hoặc nằm chung với cảm biến khối lượng khí nạp (MAF) hay cảm biến áp suất đường ống nạp (MAP). Khi nhiệt độ không khí thấp điện trở cảm biến sẽ cao và ngược lại khi nhiệt độ không khí tăng điện trở của cảm biến sẽ giảm sự thay đổi điện trở của cảm biến sẽ làm thay đổi điện áp đặt ở chân cảm biến.
Hình 2. 30 Cấu tạo cảm biến IAT
1-Vòng đệm;2-Thanh nóng cảm biến;3-Thanh lạnh cảm biến;4-Nhiệt điện trở
-Vị trí cảm biến : cảm biến nhiệt độ khí nạp có thể được đặt ở 2 vị trí : + Gần cảm biến MAP và MAF
+ Nằm rời bên ngoài gần bầu lọc gió
2.2.1.11 Cảm biến nhiệt độ dầu hộp số (TFT)
- Nhiệm vụ và yêu cầu : Cảm biến nhiệt độ dầu hộp số là một trong số các cảm biến cung cấp đầu vào cho bộ điều khiển ECM. Cảm biến có chức năng đo nhiệt độ của dầu trong hộp số, sau đó gửi tín hiệu bằng điện áp về hộp điều khiển. Nếu nhiệt độ của dầu quá thấp chưa đủ đến mức nhiệt độ cho phép, từ thông tin cảm biến gửi về hộp ECM sẽ không cho phép biến mô hoạt động để dẫn động hộp số.
- Cấu tạo và nguyên lý : Về cơ bản cảm biến nhiệt độ dầu hộp số có cấu tạo tương tự với cảm biến nhiệt độ nước làm mát hay cảm biến nhiệt độ khí nạp, chúng đều sử dụng một loại điện trở nhiệt có trị số nhiệt điện trở âm, tức là điện