2.3. Hệ thống điều khiển phun xăng điện tử động cơ K20Z2
2.3.3.1. Chức năng hoạt động cơ bản
Bộ điều khiển ECU hoạt động theo dạng tín hiệu số nhị phđn điện âp cao biểu hiện cho số 1, điện âp thấp biểu hiện cho số 0 trong hệ số nhị phđn có hai số 0 vă 1.
Mỗi một số hạng 0 hoặc 1 gọi lă 1 bít. Một dêy 8 bít sẽ tương đương 1byte hoặc một từ (word). Byte năy được dùng biểu hiện cho một lệnh hoặc một mẫu thông tin. Một mạch tổ hợp (IC) tạo byte vă trữ byte đó. Số byte mă IC có thể chứa lă có giới hạn khoảng 64 kilobyte hoặc 256 kilobyte. Mạch tổ hợp IC cịn gọi lă con chíp IC, vì hình dạng của nó.
IC có chức năng tính tôn vă tạo ra quyết định gọi lă bộ vi xử lý (microprosessor). Bộ vi xử lý có thể lă loại 8 bít, 16 bít hay cao hơn, số bít căng cao thì việc tính tơn căng nhanh.
Thơng tin gửi đến bộ vi xử lý từ một con IC thường được gọi lă bộ nhớ. Trong bộ nhớ chia ra lăm nhiều loại:
+ ROM (read only memory): Dùng trữ thông tin thường trực, bộ nhớ năy chỉ đọc thơng tin từ đó ra chứ khơng ghi văo được. Thơng tin của nó đê được căi đặt sẵn, ROM cung cấp thông tin cho bộ vi xử lý.
+ PROM (programable Read Only Memory): Cơ bản giống ROM ngoăi ra trang bị thím nhiều cơng dụng khâc.
+RAM (Random Access Memory): Bộ nhớ truy xuất ngẫu nhiín trữ thơng tin. Bộ vi xử lý có thể nhập bội duy nhỏ cho RAM.
RAM có hai loại:
Loại RAM xô được: Bộ nhớ mất khi mất nguồn
Loại RAM khơng xơ được: Giữ duy trì bộ nhớ dù khi thâo nguồn. Ngoăi bộ nhớ, bộ vi xử lý ECU cịn có một đồng hồ để tạo ra xung ổn định vă chính xâc.
Câc bộ phận phụ
Ngoăi bộ nhớ, vi xử lý vă đồng hồ, ECU cịn trang bị thím câc mạch giao tiếp giữa đầu văo vă đầu ra gồm:
Bộ chuyển đổi tín hiệu tương tự thănh số cịn gọi lă bộ chuyển đổi A/D (Anlog to Digital).
Bộ đếm (counter).
Bộ nhớ trung gian (Buffer). Bộ khuyếch đại.
Bộ ổn âp.
a) Bộ chuyển đổi A/D (Anlog to digital converter)
Dùng chuyển đổi câc tín hiệu tương tự từ đầu văo thay đổi điện trở như trong câc cảm biến nhiệt độ, cảm biến lưu lượng, cảm biến vị trí bướm ga thănh câc tín hiệu số để bộ vi xử lý hiểu được.
Ngoăi ra còn dùng một điện trở hạn chế dòng giúp bộ chuyển đổi A/D đo điện âp rơi trín cảm biến.
Hình 2.12. Sơ đồ mạch chuyển đổi A/D b) Bộ đếm (counter)
Dùng để đếm xung. Ví dụ như từ cảm biến vị trí trục khuỷu rồi gửi lượng đếm về bộ xử lý.
Hình 2.13. Sơ đồ mạch điện bộ đếm c) Bộ nhớ trung gian (Buffer)
Chuyển tín hiệu xoay chiều thănh tín hiệu sóng vng dạng số. Nó khơng gửi lượng đếm như trong bộ đếm. Bộ phận chính lă một transtor sẽ đóng mở theo cực tính của tín hiệu xoay chiều.
d) Bộ khuếch đại (Amplifier)
Dùng để khuyếch đại tín hiệu từ câc cảm biến gửi đến rồi sau đó gửi đến bộ xử lý để tính tơn.
Hình 2.15. Sơ đồ mạch bộ khuyếch đại e) Bộ ổn âp (voltage regulator)
Hạ điện âp xuống 5volt mục đích để tín hiệu bâo được chính xâc.
Hình 2.16. Bộ ổn âp
f) Giao tiếp ngõ ra
Tín hiệu điều khiển từ bộ vi xử lý đưa đến câc transitor công suất điều khiển rơle, solenoid mơtơ. Câc transitor năy có thể được bố trí bín trong hoặc bín ngoăi ECU.
Hình 2.17. Giao tiếp ngõ ra
2.3.3.2. Chức năng thực tế
ECU có hai chức năng chính:
- Điều khiển thời điểm phun: Được quyết định theo thời điểm đânh lửa.
- Điều khiển lượng xăng phun: Tức lă xâc định thời điểm phun, thời gian năy quyết định theo tín hiệu phun cơ bản: Được xâc định theo tín hiệu tốc độ động cơ vă tín hiệu lượng gió nạp.
Tín hiệu hiệu chỉnh: Được xâc định từ câc cảm biến (nhiệt độ, vị trí, mức độ tải, thănh phần khí thải vă từ câc điều kiện của động cơ như điện âp bình).
2.3.3.3. Câc bộ phận của ECU
ECU được đặt trong vỏ kim loại để trânh nước văng. Nó được đặt ở nơi ít bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ vă va đập cơ học cũng như sự rung động mạnh.
Câc linh kiện điện tử của ECU được sắp xếp trong một mạch kín. Câc linh kiện cơng suất của tầng cuối bắt liền với một khung kim loại của ECU mục đích để tản nhiệt tốt. Vì dùng IC vă linh kiện tổ hợp nín ECU rất gọn, sự tổ hợp câc nhóm chức năng trong IC (bộ tạo xung, bộ chia xung, bộ dao động đa dạng điều khiển việc chia tần số) giúp ECU đạt độ tin cậy cao. Một đầu ghim đa chấu dùng nối ECU với hệ thống điện trín xe, với kim phun vă câc cảm biến.
2.3.3.4. Câc thông số hoạt động của ECU a) Câc thơng số chính.
Điều kiện hoạt động của động cơ ln thay đổi thì tỷ lệ hoă khí phải thích ứng theo. Chúng ta sẽ đề cập đến câc điều kiện hoạt động sau:
Khởi động. Lăm ấm. Thích ứng tải.
Đối với khởi động vă lăm ấm ECU sẽ tính tơn xử lý câc tín hiệu của cảm biến nhiệt độ động cơ. Đối với tình trạng thay đổi tải thì mức tải khơng tải, một phần tải, toăn tải được chuyển tín hiíu đến ECU nhờ cảm biến vị trí bướm ga.
c) Câc thơng số chính xâc.
Để đạt được chế độ vận hănh tối ưu ECU xem thím câc yếu tố ảnh hưởng: Trạng thâi chuyển tiếp khi gia tốc.
Sự giới hạn tốc độ tối đa. Sự giảm tốc.
Những yếu tố năy được xâc định từ câc cảm biến đê níu, nó có quan hệ vă tâc động tín hiệu điều khiển đến kim phun một câch tương ứng.
ECU sẽ tính tơn câc thơng số thay đổi cùng với nhau, mục đích cung cấp cho động cơ một lượng xăng cần thiết theo từng thời điểm.