2. Nội dung nghiên cứu:
1.4 Hệ thống điện điều khiển cam thơng minh VVT-i
1.4.1 Thuật tốn điều khiển
Hệ thống VVT-i hoạt động theo nguyên lý điện – thủy lực. Cơ cấu này tối ưu hĩa gĩc phối khí của trục cam nạp dựa trên chế độ làm việc của động cơ phối hợp với các thơng số điều khiển chủ động.
b. Cấu tạo
Hình 26 Hệ thống điều khiển cam VVT-i
Các vị trí điều khiển phối khí của van dầu trong VVT-i
c. Sơ đồ mạch điện
d. Nguyên lý hoạt động
Trong quá trình hoạt động, các cảm biến vị trí trục khuỷu, vị trí bướm ga và lưu lượng khí nạp cung cấp các dữ liệu chính về ECM để tính tốn thơng số phối khí theo yêu cầu chủ động. Cảm biến nhiệt độ nước làm mát động cơ cung cấp dữ liệu hiệu chỉnh, cịn các đầu đo VVT và vị trí trục khuỷu thì cung cấp các thơng tin về tình trạng phối khí thực tế. Trên cơ sở các yếu tố chủ động, hiệu chỉnh và thực tế, ECM sẽ tổng hợp được lệnh phối khí tối ưu cho buồng đốt. Lệnh này được tính tốn trong vài phần nghìn giây và quyết định đĩng (mở) các van điện của hệ thống thủy lực. Áp lực dầu sẽ tác động thay đổi vị trí bộ điều khiển phối khí, mở các xu-páp nạp đúng mức cần thiết vào thời điểm thích hợp. Như vậy, thay cho hệ thống cam kiểu cũ với độ mở xu-páp khơng đổi, VVT-i đã điều chỉnh vơ cấp hoạt động của các van nạp. Độ mở và thời điểm mở biến thiên theo sự phối hợp các thơng số về lưu lượng khí nạp, vị trí bướm ga, tốc độ và nhiệt độ động cơ.
e. Thuật tốn điều khiển thời gian đĩng mở supap
Để thay đổi hành trình xupáp, người ta chế tạo trên trục cam 2 loại vấu cam, một loại vấu cam ứng với tốc độ thấp và vấu cam tốc độ cao cho mỗi xilanh.
Cơ cấu chuyển vấu cam được lắp bên trong cị mổ giữa xupáp và vấu cam. Áp suất dầu từ van điều khiển dầu của VVT-i đến lỗ dầu trong cị mổ và áp suất này đẩy chốt hãm bên dưới chốt đệm. Nĩ cố định chốt đệm và ấn khớp cam tốc độ cao.
Hình 29 Hoạt động của VVT-i
Khi áp suất dầu ngừng tác dụng, chốt hãm được trả về bằng lực của lị xo và chốt đệm được tự do. Điều này làm cho chốt đệm cĩ thể di chuyển tự do theo hướng thẳng đứng và vơ hiệu hĩa vấu cam tốc độ cao.
Trục cam nạp và xả cĩ các vấu cam với 2 hành trình khác nhau cho từng xylanh, và ECM động cơ chuyển những vấu cam này thành vấu cam hoạt động bằng áp suất dầu.
Như trong hình minh họa ở trên, van điều khiển dầu mở phía xả. Do đĩ, áp suất dầu khơng tác dụng lên cơ cấu chuyển vấu cam.
Áp suất dầu khơng tác dụng lên chốt chặn. Do đĩ, chốt chặn bị đẩy bằng lị xo hồi theo hướng nhả khĩa. Như vậy, chốt đệm sẽ lặp lại chuyển động tịnh tiến vơ hiệu hĩa. Nĩ sẽ dẫn động xupáp bằng cam tốc độ thấp và trung bình.
Tốc độ cao (Tốc độ động cơ: trên 6000 vịng/phút, nhiệt độ nước làm mát: cao hơn 600C).
Như trong hình vẽ bên trên, phía xả của van điều khiển dầu được đĩng lại sao cho áp suất dầu tác dụng lên phía cam tốc độ cao của cơ cấu chuyển vấu cam.
Lúc này bên trong cị mổ, áp suất dầu đẩy chốt chặn đến dưới chốt đệm để giữ chốt đệm và cị mổ. Do đĩ, cam tốc độ cao ấn xuống cị mổ trước khi cam tốc độ thấp và trung bình tiếp xúc với con lăn. Nĩ dẫn động các xupáp bằng cam tốc độ cao. ECM động cơ đồng thời phát hiện rằng vấu cam đã được chuyển sang vấu cam tốc độ cao dựa trên tín hiệu từ cơng tắc áp suất dầu.
1.4.2 Ưu điểm của hệ thống VVT-i so với cam thường
Thơng thường, thời điểm phối khí được cố định, nhưng hệ thống VVT-i (Variable Valve Timing Intelligent) sử dụng áp suất thủy lực để xoay trục cam nạp và làm thay đổi thời điểm phối khí. Điều này cĩ thể làm tăng cơng suất, cải thiện tính tiết kiệm nhiên liệu và giảm khí xả ơ nhiễm.
ECM động cơ tính tốn thời điểm đĩng mở xupáp tối ưu dưới các điều kiện hoạt động khác nhau theo tốc độ động cơ, lưu lượng khí nạp, vị trí bướm ga và nhiệt độ nước làm mát để điều khiển van điều khiển dầu phối khí trục cam. Hơn nữa, ECM dùng các tín hiệu từ cảm biến vị trí trục cam và cảm biến vị trí trục khuỷu để tính tốn thời điểm phối khí thực tế và thực hiện điều khiển phản hồi để đạt được thời điểm phối khí chuẩn.
Chương 3. Quy Trình Chẩn Đốn Và Sửa Chữa Hệ Thống Điều Khiển Động Cơ 1NZ-FE Trên Toyota Yaris 2011
1.1 Mã lỗi chẩn đốn
STT Mã Code Hư hỏng Ghi chú
1 P0010 Mạch Bộ Chấp Hành Vị Trí Trục Cam "A" (Thân Máy
2 P0011 Vị trí trục cam "A" - Thời điểm phối khí quá sớm hay tính năng của hệ thống (Thân máy 1) 3 P0012 Vị Trí Trục Cam "A" - Thời Điểm Phối Khí
Quá Muộn (Thân Máy 1)
4 P0016 Tương Quan Vị Trí Trục Cam Trục Khuỷu (Thân Máy 1 Cảm Biến A)
5 P0031 Cường độ dịng điện điều khiển bộ sấy của cảm biến ơxy thấp (Thân máy 1, cảm biến 1) 6 P0032 Cường độ dịng điện điều khiển bộ sấy của
cảm biến ơxy cao (Thân máy 1, cảm biến 1) 7 P0037 Cường độ dịng điện điều khiển bộ sấy của
cảm biến ơxy thấp (Thân máy 1, cảm biến 2) 8 P0038 Cường độ dịng điện điều khiển bộ sấy của
cảm biến ơxy cao (Thân máy 1, cảm biến 2) 9 P0100 Mạch Lưu lượng hay Khối lượng Khí nạp
10 P0102 Điện áp ra của mạch cảm biến lưu lượng khí nạp thấp
11 P0103 Điện áp ra của mạch cảm biến lưu lượng khí nạp cao
13 P0112 Điện áp ra của mạch cảm biến nhiệt độ khí nạp thấp
14 P0113 Điện áp ra của mạch cảm biến nhiệt độ khí nạp cao
15 P0115 Mạch nhiệt độ nước làm mát động cơ bị lỗi
16 P0117 Điện áp ra của mạch cảm biến nhiệt độ nước làm mát động cơ thấp
17 P0118 Điện áp ra của mạch cảm biến nhiệt độ nước làm mát động cơ cao
18 P0116 Lỗi hoạt động/đo của mạch nhiệt độ nước làm mát động cơ
19 P0120 Mạch cảm biến vị trí bướm ga/ Bàn đạp ga / Cơng tắc "A" bị lỗi
20 P0121 Lỗi hoạt động/đo của mạch cảm biến vị trí bướm ga/ Bàn đạp ga / Cơng tắc "A"
21 P0122 Điện áp ra của mạch cảm biến vị trí bướm ga/ Bàn đạp ga / Cơng tắc "A" thấp
22 P0123 Điện áp ra của mạch cảm biến vị trí bướm ga/ Bàn đạp ga / Cơng tắc "A" cao
23 P0220 Mạch cảm biến vị trí bướm ga / Bàn đạp ga / Cơng tắc "B"
24 P0222 Điện áp ra của mạch cảm biến vị trí bướm ga/ Bàn đạp ga / Cơng tắc "B" thấp
25 P0223 Điện áp ra của mạch cảm biến vị trí bướm ga/ Bàn đạp ga / Cơng tắc "B" cao
đạp ga / Bướm ga / Cơng tắc "A" / "B"
27 P0134 Phát hiện thấy mạch cảm biến ơxy khơng hoạt động (Thân máy 1, cảm biến 1)
28 P0136 Mạch cảm biến ơxy ( Thân Máy 1 Cảm Biến 2) bị lỗi
29 P0327 Điện áp ra của mạch cảm biến tiếng gõ 1 (Thân máy 1 hoặc cảm biến đơn) thấp
30 P0328 Điện áp ra của mạch cảm biến tiếng gõ 1 (Thân máy 1 hoặc cảm biến đơn) cao
31 P0335 Mạch cảm biến vị trí trục khuỷu "A"
32 P0339 Mạch cảm biến vị trí trục khuỷu "A" bị chập chờn
33 P0340 Mạch "A" cảm biến vị trí trục cam (Thân máy 1 hay Cảm biến đơn)
34 P0351 Mạch điện sơ cấp / Thứ cấp của cuộn dây đánh lửa "A"
35 P0352 Mạch sơ cấp / Thứ cấp của cuộn dây đánh lửa "B"
36 P0353 Mạch sơ cấp / Thứ cấp của cuộn dây đánh lửa "C"
37 P0354 Mạch sơ cấp / Thứ cấp của cuộn dây đánh lửa "D"
38 P0443 Mạch van điều khiển lọc của hệ thống kiểm sốt bay hơi khí xả
40 P0504 Tương quan cơng tắc phanh "A" / "B"
41 P0560 Điện áp của hệ thống
42 P0604 Bộ nhớ RAM bị lỗi
43 P0606 Bộ vi xử lý ECM / PCM
44 P0607 Tính năng của mođun điều khiển
45 P0657 Mạch điện áp nguồn của bộ chấp hành / Hở mạch
46 P0617 Mạch rơle máy khởi động cao
47 P0724 Mạch cơng tắc phanh "B" cao
48 P2102 Điện áp của mạch mơtơ điều khiển bộ chấp hành bướm ga thấp
49 P2103 Điện áp của mạch mơtơ điều khiển bộ chấp hành bướm ga cao
50 P2111 Hệ thống điều khiển bộ chấp hành bướm ga - Bị kẹt ở vị trí mở
51 P2112 Hệ thống điều khiển bộ chấp hành bướm ga - Bị kẹt ở vị trí đĩng
52 P2118 Dịng điện của mơtơ điều khiển bộ chấp hành bướm ga - Tính năng / Phạm vi đo
53 P2119 Phạm vi đo / Tính năng của bộ chấp hành điều khiển thân bướm ga
54 P2120 Mạch cảm biến vị trí bàn đạp ga / Bướm ga / Cơng tắc "D /
55 P2122 Điện áp ra của mạch cảm biến vị trí bàn đạp ga / Bướm ga / Cơng tắc "D" thấp
56 P2123 Điện áp ra của mạch cảm biến vị trí bàn đạp ga / Bướm ga / Cơng tắc "D" cao /
57 P2125 Mạch cảm biến vị trí bàn đạp ga / Bướm ga / Cơng tắc "E" /
58 P2127 Điện áp ra của mạch cảm biến vị trí bàn đạp ga / Bướm ga / Cơng tắc "E" thấp
59 P2128 Điện áp ra của mạch cảm biến vị trí bàn đạp ga / Bướm ga / Cơng tắc "E" cao
60 P2138 Tương quan điện áp của cảm biến vị trí bàn đạp ga / Bướm ga / Cơng tắc "D" / "E"
61 P2121 Phạm vi đo / Tính năng của mạch cảm biến vị trí bàn đạp ga / Bướm ga / Cơng tắc "D"
Giắc DLC3 ( Giắc nối truyền dữ liệu 3)
- ECM sử dụng tiêu chuẩn ISO 15765-4 cho việc liên lạc.
- Các cực của giắc DLC3 được bố trí theo tiêu chuẩn ISO 15031-3 và phù hợp với định dạng của tiêu chuẩn ISO 15765-4.
Ký hiệu (Số cực) Mơ Tả Cực Điều kiện Điều kiện tiêu chuẩn
SIL (7) - SG (5) Đường truyền “+” Trong khi truyền
dữ liệu Tạo xung
CG (4) - Mát thân
xe Mát thân xe Mọi điều kiện Dưới 1Ω
SG (5) - Mát thân
xe Cực nối mát tín hiệu Mọi điều kiện Dưới 1Ω
BAT (16) - Mát Cực dương ắc quy Mọi điều kiện Từ 11 đến 14 V
STT Bước cơng việc Ghi chú
1 Nối máy chẩn đốn vào giắc DLC3.
2 Hãy bật khố điện ON (IG) và bật máy chẩn đốn ON. 3 Chọn các mục sau: Powertrain / Engine and ECT / DTC.
thân xe
CANH (6) - CANL
(14) Đường truyền CAN Khố điện tắt
OFF Từ 54 đến 69 Ω
CANH (6) - CG (4) Đường truyền CAN HIGH
Khố điện tắt
OFF 200 Ω trở lên
CANL (14) - CG (4)
Đường truyền CAN LOW
Khố điện tắt
OFF 200 Ω trở lên
CANH (6) - BAT (16)
Đường truyền CAN HIGH
Khố điện tắt
OFF 6 kΩ trở lên
CANL (14) - BAT (16)
Đường truyền CAN LOW
Khố điện tắt
OFF 6 kΩ trở lên
Chú ý : Trước khi đo điện trở, hãy đợi ít nhất 1 phút và khơng bật tắt khĩa điện hoặc bất kỳ cơng tắc nào cũng như khơng đĩng mở hoặc khĩa/mở khĩa bất kỳ cửa nào.
GỢI Ý:
- Nối cáp của máy chẩn đốn vào giắc DLC3, bật khĩa điện ON và sử dụng máy chẩn đốn. Nếu màn hình máy chẩn đốn thơng báo cĩ lỗi kết nối, thì đã cĩ trục trặc ở phía xe hoặc ở phía máy chẩn đốn.
- Nếu máy chẩn đốn cĩ thể liên lạc bình thường khi nối với xe khác, hãy kiểm tra giắc DLC3 của xe ban đầu.
- Nếu máy chẩn đốn cũng khơng thể kết nối bình thường với xe khác, vấn đề cĩ thể ở bản thân máy chẩn đốn. Hãy sử dụng chức năng Tự kiểm tra trong hướng dẫn sử dụng máy chẩn đốn.
- Nếu điện áp thấp hơn 11 V, hãy thay thế Accu trước khi tiếp tục kiểm tra.
1.2.1 Quy trình vào chế độ kiểm tra ( sử dụng máy chẩn đốn)
Tất cả các mã lỗi đã lưu lại và dữ liệu lưu tức thời sẽ bị xĩa nếu:
- ECM được chuyển từ chế độ thường sang chế độ kiểm tra hoặc ngược lại. - Tắt khĩa điện từ vị trí ON (IG) về (ACC) hoặc OFF khi đang ở chế độ kiểm tra.
- Trước khi thay đổi chế độ nguồn, hãy kiểm tra và ghi lại các mã lỗi và dữ liệu lưu tức thời.
Hệ thống chẩn đốn hoạt động ở “chế độ bình thường” khi xe đang được sử dụng bình thường. Trong chế độ thường, thường dùng "thuật tốn phát hiện 2 hành trình" để đảm báo phát hiện chính xác các hư hỏng. “Chế độ kiểm tra” để kỹ thuật viên lựa chọn. Trong chế độ kiểm tra, thường dùng "thuật tốn phát hiện một hành trình" để mơ phỏng các triệu chứng hư hỏng và làm tăng độ nhạy của hệ thống nhằm phát hiện các hư hỏng, bao gồm cả các lỗi chập chờn (chỉ khi dùng máy chẩn đốn).
Hãy kiểm tra và đảm bảo các điều kiện sau:
STT Điều kiện Ghi chú
1 Điện áp ắc quy đạt từ 11 V trở lên.
2 Bướm ga đĩng hồn tồn.
3 Hộp số ở vị trí P hay N.
4 Cơng tắc A/C tắt OFF.
5 Tắt khố điện OFF. Quy trình thực hiện
STT Bước thực hiện Ghi chú
1 Nối máy chẩn đốn vào giắc DLC3.
3 Chọn các mục sau: Utility / Check Mode.
4 Chuyển ECM từ chế độ thường sang chế độ kiểm tra. Trạng thái đèn MIL lúc này
-
- Hãy chắc chắn rằng đèn MIL nháy như trong hình vẽ. - Khởi động động cơ.
- Hãy chắc chắn rằng đèn MIL tắt.
1.2.2 Kiểm tra mã lỗi và dữ liệu lưu tức thời bằng máy chẩn đốn.
Khi phát hiện ra lỗi lần đầu tiên, lỗi sẽ tạm thời được lưu lại trong bộ nhớ của ECM (hành trình thứ nhất). Nếu lỗi tương tự lại xuất hiện sau khi tắt và bật khố điện ON, đèn MIL sẽ sáng lên.
Khi xuất hiện một trong các mã lỗi sau, ECM sẽ chuyển sang chế độ dự phịng để cho phép xe tạm thời cĩ thể chạy được.
Các mã lỗi Các bộ phận Hoạt động dự phịng
Điều kiện hủy bỏ chế độ dự phịng Mã P0031, P0032, P0037 và P0038 Cảm biến ơxy cĩ bộ sấy
ECM sẽ tắt bộ sấy của
cảm biến HO2. Khố điện tắt off
Mã P0100, P0102 và P0103
Cảm biến lưu lượng khí nạp (MAF)
ECM tính tốn thời điểm đánh lửa theo tốc độ động cơ và vị trí bướm
Điều kiện đạt Pass được phát hiện
ga. P0110, P0112 và P0113 Intake Air Temperature (IAT) Sensor
ECM sẽ coi giá trị IAT là 20°C (68°F). Điều kiện đạt Pass được phát hiện P0115, P0117 và P0118 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát động cơ (cảm biến ECT)
ECM sẽ ước lượng giá trị ECT là 80°C (176°F). Điều kiện đạt Pass được phát hiện Mã P0120, P0121, P0122, P0123, P0220, P0222, P0223, P0604, P0606, P0607, P0657, P2102, P2103, P2111, P2112, P2118, P2119 và P2135 Hệ thống điều khiển bướm ga điện tử (ETCS) ECM sẽ cắt dịng điện của bộ chấp hành bướm ga và bướm ga trở về vị trí mở 6° bởi lực của lị xo hồi.
Sau đĩ, ECM điều khiển cơng suất động cơ bằng cách điều khiển phun nhiên liệu (phun cắt quãng) và thời điểm đánh lửa theo vị trí của bàn đạp ga để cĩ thể lái được xe ở tốc độ tối thiểu.
Điều kiện đạt “Pass” được phát hiện sau đĩ tắt khĩa điện off
P0327 và P0328 Cảm biến tiếng gõ
ECM đặt thời điểm đánh lửa tới giá trị làm muộn