Khỏi quỏt.
Hệ thống ISC điều khiển tốc độ khụng tải bằng một van ISC để thay đổi lượng khớ đi tắt qua bướm ga phụ thuộc vào cỏc tớn hiệu từ ECU động cơ.
Cú 4 loại van ISC như sau:
Loại mụtơ bước.
Loại cuộn dõy điện từ quay.
Loại ACV (van điều khiển ) điều khiển theo hệ số tỏc dụng.
Loại VSV (van đúng mở chõn khụng) điều khiển bật tắt.
Cỏc chức năng điều khiển trong hệ thống ISC khỏc nhau tuỳ theo kiểu động cơ. Do lượng khụng khớ đi qua van ISC loại ACV điều khiển theo hệ số tỏc dụng và loại VSV điều khiển bật - tắt là nhỏ, nờn cần cú một van khớ phụ riờng biệt để điều khiển lượng khớ nạp lớn hơn trong quỏ trỡnh khởi động.
Loại ACV điều khiển bằng hệ số tỏc dụng.
Hỡnh 1.6.1. Sơ đồ van ACV điều khiển theo hệ số.
Kết cấu của loại van ISC này như trong hỡnh vẽ trờn. Khi dũng điện chạy qua do tớn hiệu từ ECU động cơ, cuộn dõy bị kớch thớch và van chuyển động. Điều này sẽ thay đổi khe hở giữa van điện từ và thõn van, điều khiển được tốc độ khụng tải. (Tuy nhiờn, tốc độ khụng tải nhanh được điều khiển bằng van khớ phụ).
Trong hoạt động thực tế, dũng điện qua dõy được bật tắt khoảng 100 lần/giõy, nờn vị trớ van điện từ được xỏc định bằng tỷ lệ giữa thời gian dũng điện chạy qua so với thời gian mà nú tắt (cú nghĩa là hệ số tỏc dụng).
Núi theo một cỏch khỏc, van mở rộng khi dũng điện chạy lõu hơn trong cuộn dõy.
1.7. CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN KHÁC. 1.7.1. Hệ thống điều khiển cắt OD của ECT.
ECU động cơ gửi một tớn hiệu cắt OD (số truyền tăng) đến ECT, ECU dựa trờn cỏc tớn hiệu từ cảm biến nhiệt độ nước làm mỏt và cảm biến tốc độ xe để ngăn khụng cho hộp số chuyển lờn số truyền tăng. Mục đớch của nú là duy trỡ khả năng tải tốt và tớnh năng tăng tốc.
Hỡnh 1..7.1. Mạch điện tớn hiệu OD.
Hỡnh 1.7.2. Tớn hiệu điều khiển cắt OD.
1.7.2. Điều khiển cắt điều hoà (ACT).
ECU động cơ gửi một tớn hiệu (ACT) đến bộ khuếch đại điều hoà khụng khớ làm cho khớp từ nhả và ngừng hoạt động của điều hoà khụng khớ tại một tốc độ động cơ, ỏp suất đường ống nạp, tốc độ xe và gúc mở bướm ga nhất định.
Điều hoà khụng khớ tắt trong quỏ trỡnh tăng tốc nhanh từ một tốc độ động cơ thấp (tuỳ theo tốc độ xe, vị trớ mở của bướm ga và ỏp suất đường ống nạp hay
trỏnh cho động cơ khụng bị chết mỏy.
Hỡnh 1.7.3. Sơ đồ khuếch đại tớn 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 cụng tắc điều hoà khụng khớ bật. Trong khoảng thời gian này, ECU động cơ mở van ISC để bự lại sự suy giảm của tốc độ động cơ do hoạt động của mỏy nộn điều hoà. Điều này trỏnh cho tốc độ khụng tải giảm xuống. Chức năng điều khiển này gọi là “điều khiển làm trễ mỏy nộn của điều hoà ”.
1.7.3. Hệ thống điều khiển cắt EGR.
Hệ thống này kớch hoạt VSV, do đú làm cho khụng khớ trong khớ quyển tỏc dụng lờn EGR (tuần hoàn khớ xả) thay cho chõn khụng đường ống nạp. Điều này sẽ tắt bộ EGR để duy trỡ khả năng tải khi nước làm mỏt động cơ đang lạnh.
Hoạt động.
ECU động cơ kớch hoạt VSV, tắt EGR khi nhiệt độ nước làm mỏt thấp hơn một giỏ trị xỏc định hay khi tốc độ động cơ lớn hơn một tốc độ định trước (khoảng 4000 đến 4500 v/p). Để duy trỡ khả năng tải. ECU cũng kớch hoạt VSV để tắt EGR khi lượng khớ nạp lớn hơn một giỏ trị xỏc định hay khi chức năng cắt nhiờn liệu hoạt động để đảm bảo độ bền cho hệ thống 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 đỏnh 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 mỏy tớnh.
ECU động cơ được trang bị một hệ thống chẩn đoỏn. Tuỳ theo từng kiểu xe, hệ thống chẩn đoỏn chỉ cú chế độ bỡnh thường hay cú cả chế độ bỡnh thường và chế độ thử.
Trong chế độ bỡnh thường, ECU (theo dừi hầu hết cỏc cảm biến) bật sỏng “ CHECK ENGINE ”
Khi nú phỏt hiện một hư hỏng ở một cảm biến nào đú hay mạch của chỳng. Lỳc này, ECU sẽ ghi hệ thống cú hư hỏng vào bộ nhớ của nú. Thụng tin này được giữ lại trong bộ nhớ thậm chớ sau khi tắt khoỏ điện. Khi xe được mang đến trạm do hư hỏng trong hệ thống điều khiển động cơ.
Hỡnh2.1. Đốn CHECK ENGINE
Đốn “ CHECK ENGINE ” khụng sỏng khi cú một số loại hư hỏng được phỏt hiện, do cỏc hư hỏng này sẽ khụng gõy ra bất kỳ hư hỏng nặng nào như chết mỏy.
Sau khi hư hỏng được sửa chữa đốn CHECK ENGINE sẽ tắt đi. Tuy nhiờn, bộ nhớ của ECU vẫn giữ một ghi chỳ về hệ thống cú xảy ra hư hỏng.
Trong hầu hết cỏc loại động cơ, nội dung của bộ nhớ chẩn đoỏn cú thể kiểm tra bằng cỏch nối tắt cực T hay TE1 với cực E1 của giắc kiểm tra hay TDCL (giắc nối chẩn đoỏn của TOYOTA) và đếm số lần nhỏy của đốn “ CHECK ENGINE ”.
NGUYấN Lí CỦA HỆ THỐNG CHẨN ĐOÁN.
Giỏ trị của tớn hiệu thống bỏo đến ECU rằng nú là bỡnh thường đầu vào cũng như đầu ra được cố định đối với tớn hiệu đú.
Khi tớn hiệu của một mạch lào đú khụng bỡnh thường so với giỏ trị cố định này, mạch đú được coi như cú hư hỏng. Vớ dụ: khi mạch tớn hiệu nhiệt độ nước làm mỏt hoạt động bỡnh thường, điện ỏp tại cực THW cố định ở giữa khoảng 0.1 đến 4.9V. Mạch này bị coi là cú hư hỏng khi điện ỏp cực THW nhỏ hơn 0.1V (nhiệt độ nước làm mỏt là 139oC hay lớn hơn) hay lớn hơn 4.9V (nhiệt độ nước làm mỏt là – 50oC hay thấp hơn).
2.2. PHƯƠNG ÁN KẾT NỐI.
2.2.1. Đốn kiểm tra động cơ “Check engine”.
Chức năng kiểm tra động cơ bằng đốn kiểm tra.
Đốn “ CHECK ENGINE ” sỏng khi bật khoỏ điện đến vị trớ ON để thụng bỏo cho lỏi xe rằng nú khụng bị chỏy. Tắt đi khi tốc độ động cơ đạt đến 500 v/p hoặc sau 3s. (tốc độ này khỏc nhau tuỳ theo kiểu động cơ).
Chức năng bỏo lỗi.
Khi cú hư hỏng và ECU nhận biết nú xảy ra ở một trong cỏc mạch tớn hiệu vào/ ra nối với ECU, đốn sẽ sỏng để cảnh bỏo cho lỏi xe. Đốn sẽ tắt khi tỡnh trạng trở lại bỡnh thường. (Điều này xảy ra chỉ khi tốc độ động cơ là 500 v/p hay hơn).
Chức năng bỏo mó chẩn đoỏn.
Nếu cực T được nối với cực E1 (sau khi khúa điện bật ON), mó chẩn đoỏn được phỏt ra theo thứ tự từ mó nhỏ đến mó lớn với số lần nhỏy đốn “ CHECK ENGINE ” bằng với số của mó lỗi.
Trong một số động cơ cũn cú thờm chế độ thử để làm cho hệ thống chẩn đoỏn nhạy hơn. Hệ thống này cũng cú thờm một cực TE2 trong TDCL hay giắc kiểm tra.
2.2.2. Thuật toỏn phỏt hiện hai lần.
Một số mó chẩn đoỏn như mó 21 và 25 dựng thuật toỏn phỏt hiện hai lần, trong thuật toỏn này, khi hư hỏng bị phỏt hiện lần đầu, nú tạm thời lưu vào bộ nhớ của ECU. Nếu hư hỏng lại được phỏt hiện một lần nữa, sẽ làm cho đốn “ CHECK ENGINE ” bật sỏng (tuy nhiờn khoỏ điện phải tắt giữa hai lần phỏt hiện).
2.2.3. Chế độ chẩn đoỏn và đốn “ CHECK ENGINE ”
Cỏc chế độ chẩn đoỏn (bỡnh thường và thử) và cỏc tớn hiệu phỏt ra từ đốn “ CHECK ENGINE ” cú thể lựa chọn bằng cỏch thay đổi trạng thỏi nối giữa cỏc cực T , E1 trong giắc kiểm tra , như trong bảng sau.
CỰC T VÀ E1 CỰC TE2 VÀ E1 MÃ CHẨN ĐOÁN ĐẩN “CHECK ENGINE ”
Hở Hở Bỡnh thường Bỏo cho lỏi xe là cú hư hỏng Hở Nối Thử Bỏo cho kỹ thuật viờn hư hỏng
Nối Hở Bỡnh thường Phỏt ra kết quả chẩn đoỏn (bản chất của hư hỏng) bằng số lần nhỏy đốn. Nối Nối Thử Phỏt ra kết quả chẩn đoỏn (bản chất của hư hỏng) bằng số lần nhỏy đốn. 2.2.4. Tớn hiệu ra cực VF.
Tớn hiệu ra của hiệu chỉnh phản hồi tỷ lệ khớ – nhiờn liệu.
Mức độ hiệu chỉnh phản hồi tỷ lệ khớ – nhiờn liệu được phỏt ra theo 3 hay 5 mức từ cực VF của giắc kiểm tra. Khi giỏ đơn vị này là bỡnh thường, tớn hiệu ra cố định tại 2.5 V. Nhưng khi tớn hiệu ra lớn hơn 2.5 V, nú chỉ ra rằng hiệu chỉnh phản hồi ở phớa gia tăng, cũn nếu thấp hơn 2.5 V chỉ ra rằng hiệu chỉnh phản hồi ở phớa suy giảm.
khỏc 2.5 V, điện ỏp này cú thể được điều chỉnh bằng cỏch siết vớt chỉnh hỗn hợp khụng tải trờn cảm biến lưu lượng khớ.
Điện ỏp ra cực VF hay VF1 khi hiệu chỉnh phản hồi tỷ lệ khớ – nhiờn liệu khụng diễn ra là 0 V hay 2.5 V tuỳ theo kiểu xe.
Trong động cơ 6 xylanh thẳng hàng cú cực VF2, cực VF1 phỏt ra thụng tin về xylanh từ số 1 đến 3, VF2 số 4 đến số 6.
Khi đo trờn mỏy đo hiện súng, dạng súng phỏt ra của điện ỏp cực VF hay VF1 cú chu kỳ khụng đổi khoảng 32 ms(tuỳ theo kiểu động cơ), như hỡnh sau.
Hỡnh 2.3. Tớn hiệu dạng súng phỏt ra của cực VF.
2.2.5. Tớn hiệu ra của tớn hiệu cảm biến oxy.
Để đọc tớn hiệu ra của cảm biến oxy, nối cực T hay TE1 với E1, tiếp điểm khụng tải mở. Sau đú đo điện ỏp tại cỏc cực VF hay VF1. (Điện ỏp ra từ cực này khụng phải là tớn hiệu thực tế do cảm biến oxy phỏt ra mà là tớn hiệu do ECU mó hoỏ để dễ đọc). Tớn hiệu này là 5V khi tớn hiệu vào từ cảm biến oxy cao hơn điện ỏp so sỏnh của ECU và bằng 0 V khi tớn hiệu vào thấp hơn điện ỏp so sỏnh hay trong chế độ mạch hở. Khi dựng vụn kế để kiểm tra hiệu chỉnh phản hồi tỷ lệ khớ – nhiờn liệu, trước tiờn phải xấy cảm biến oxy bằng cỏch hõm núng động cơ, sau đú
ỏp VF.
Hỡnh 2.4. Tớn hiệu hiệu chỉnh tỷ lệ khớ – nhiờn liệu.
2.2.6. Điện ỏp chẩn đoỏn.
Bỏo kết quả.
Nối cực T hay TE1 với E1 làm cho ECU (cực VF hay VF1) phỏt ra tớn hiệu cho dự cú dữ liệu nào trong bộ nhớ chẩn đoỏn hay khụng. Nếu tất cả kết quả chẩn đoỏn là bỡnh thường, một tớn hiệu 5V phỏt ra, nhưng nếu cú bất kỳ mó hư hỏng nào lưu trong bộ nhớ, tớn hiệu 0V sẽ phỏt ra (cú nghĩa là, điện ỏp tại cực VF hay VF1 sẽ giảm về 0V).
Phỏt mó chẩn đoỏn.
Trong cỏc động cơ kiểu cũ, kết quả chẩn đoỏn được đọc bằng cỏch nối một vụn kế dạng kim vào cực VF và đếm số lần dao động của kim vụn kế. Số này tương ứng với mó chẩn đoỏn, dựa vào đú cú thể tỡm được hư hỏng.
2.2.7. Sự hoạt động của chức năng Failsafe.
Nếu một bộ phận nào hư hỏng quan trọng, nhưng khụng ảnh hưởng nghiờm trọng đến sự hoạt động của động cơ, thỡ bộ ECU động cơ cú thể đưa vào chế độ Failsafe.
phộp động cơ chạy trong khi một số cỏc 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 cú thể bị ảnh hưởng.
Nếu như sự hư hỏng của cỏc bộ phận nào đú xảy ra nghiờm trọng.
Chẳng hạn như cảm biến gúc quay trục khuỷu, bộ ECU động cơ khụng thể cung cấp tớn hiệu đỏnh lửa và phun nhiờn liệu.
Bộ ECU động cơ cũng điều khiển cỏc kim phun một cỏch đồng loạt khi nú đang hoạt động ở chế độ Failsafe. Vớ dụ, nếu bộ ECU động cơ mất tớn hiệu ở xylanh số 1, thỡ nú sẽ kớch thớch tất cả cỏc kim phun trong sự cố gắng để giữ cho động cơ chạy.
Mạch điện của đốn CHECK ENGINE.
2.3.1. Cơ sở tự chẩn đoỏn.
ECU của xe tớch hợp một hệ thống tự chẩn đoỏn cho phộp bỏo ra cỏc hư hỏng của động cơ và cỏc bộ phận khỏc mà khụng cần đến thiết bị kiểm tra. Điều đú được thực hiện nhờ cỏc cảm biến theo dừi hoạt động của xe gửi tớn hiệu đến ECU để so sỏnh với thụng số tớnh toỏn mà nhà sản xuất đó lập trỡnh trong ECU từ trước.
Nếu phỏt hiện thấy sự sai khỏc hệ thống bỏo lỗi thụng qua đốn CHECK ENGINE sẽ bật sỏng và thụng bỏo cho lỏi xe biết và đưa ra một mó chẩn đoỏn được lưu trong bộ nhớ để giao tiếp với cỏc giao diện khỏc thụng bỏo lỗi của xe.
Đốn CHECK ENGINE sỏng khi bật khoỏ điện và tắt khi động cơ đó hoạt động.
2.3.2. Cỏc chức căng của hệ chống chẩn đoỏn.1. Chức năng cỏc cực của giắc chẩn đoỏn. 1. Chức năng cỏc cực của giắc chẩn đoỏn.
a. Cực FB cú chức năng kiểm tra bơm xăng.
b. Cực W cú chức năng cấp tớn hiệu cho đốn bỏo lỗi.
Hỡnh 2.6. Giắc chẩn đoỏn. FB COO B+ T E1 W VF OX IG-
hành kiểm tra chẩn đoỏn bằng đốn kiểm tra tiến hành nối ngắn mạch cực T với E1. d. Cực VF điện ỏp hồi tiếp (voltage feedback). Cực VF cũng được sử dụng vào chức năng chẩn đoỏn và phụ thuộc và trạng thỏi của cực T.Khi cực T là off, điện ỏp tại cực VF mụ tả giỏ trị thụng số sửa chữa.Khi cực T là on, cực VF chỉ thể hiện một là tớn hiệu cảm biến oxy (bướm ga mở) hoặc là cho biết mó chẩn đoỏn được lưu trong bộ nhớ của ECU (bướm ga đúng). Mức độ hiệu chỉnh phản hồi tỷ lệ khớ – nhiờn liệu được phỏt ra theo 3 hay 5 mức từ cực VF hay VF1 của giắc kiểm tra .Khi giỏ trị này là bỡnh thường, tớn hiệu ra cố định tại 2,5V, nú chỉ ra rằng hiệu chỉnh phản hồi ở phớa gia tăng, cũn nếu thấp hơn 2,5V chỉ ra rằng hiệu chỉnh phản hồi ở phớa suy giảm.
Cực IG- sử dụng để xỏc định vận tốc động cơ :
Bản chất của tớn hiệu này được lấy từ cực õm (-) của cuộn đỏnh lửa.Khi điện ỏp tại cực õm của cuộn đỏnh lửa vượt quỏ 150V, ECU nhận biết tớn hiệu sơ cấp này.
Nhưng động cơ 5A-FE khụng sử dụng tớn hiệu này, mà thay vào đú là tớn 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 trờn cỏc tớn hiệu sai,sẽ xẩy ra cỏc hư hỏng khỏc cho động cơ. Để trỏnh cỏc hư hỏng như vậy, chức năng an toàn của ECU hoặc là dựng cỏc dữ liệu lưu trong bộ nhớ của ECU để cho phộp hệ thống điều khiển động cơ tiếp tục hoạt động hay ngừng động cơ nếu nguy hiểm cú thể xảy ra.
Bảng sau mụ tả cỏc hư hỏng cú thể xảy ra khi cú trục trặc trong cỏc mạch khỏc nhau, và phản ứng của chức năng an toàn.
HIỆU KHễNG BèNH THƯỜNG
nhận đỏn lửa(IGF) trong hệ thống đỏnh lửa và khụng thể đỏnh lửa(tớn hiệu xỏc nhận đỏnh lửa IGF khụng đến được ECU)
Ngưng phun nhiờn liệu
* Mạch tớn hiệu cảm biến ỏp suất đường ống nạp(PIM). - Nếu cú hở hay ngắn mạch xẩy ra trong mạch tớn hiệu cảm biến ỏp suất đường ống nạp,khụng thể tớnh toỏn được khoảng thời gian phun cơ bản, kết quả là động cơ bị chết mỏy hay khụng thể khởi động lại được.
- Một giỏ trị cố định (tiờu chuẩn) xỏc định tịa thời điểm khởi động bằng trạng thỏi của tiếp điểm khụng tải được sử dụng để làm khoảng thời gian phun cơ bản và thời điểm đỏnh lửa để cho phộp động cơ hoạt động. * Mạch tớn hiệu cảm biến nhiệt độ nước làm mỏt (THW). * Mạch tớn hiệu cảm biến nhiệt độ khớ nạp(THA). - Nếu hở hay ngắn mạch xẩy ra trong mạch tớn hiệu nhiệt độ nước làm mỏt hay khớ 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 quỏ