Hiệu quả của việc kiểm tra và chẩn đoán phụ thuộc vào sự hiểu biết cấu trúc và chức năng của thành phần cấu thành hệ thống.
Tín hiệu đầu vào (Input Signals):
Trong quá trình làm việc, các cảm biến tạo ra các tín hiệu tương tự (Analog) hoặc các tín hiệu số (Digital). ECU (Electronic control unit) sẽ dựa vào các tín hiệu này để xác định điện áp, cường độ dòng điện hoặc tần số của các tín hiệu trên.
• Tín hiệu tương tự (Analog):
Tín hiệu analog là tín hiệu có biên độ, pha hoặc tần số thay đổi liên tục theo thời gian, các thông tin về điện áp và tần số dạng analog thường được sữ dụng trong các phép đo
Các cảm biến sau (cảm biến MAF, cảm biến oxy, cảm biến số vòng quay động cơ, cảm biến vị trí bướm ga, ….thường tạo ra các tín hiệu analog
Hình 2.1a: Tín hiệu tương tự Hình 2.1b: Tín hiệu số
• Tín hiệu số (Digital):
Tín hiệu digital là tín hiệu chí có hai trạng thái cao hoặc thấp. Tín hiệu digital thường được sử dụng giá trị điện áp hoặc tần số. Một tín hiệu digital chỉ ở mức cao hoặc thấp trong một khoảng thời gian, nên thường được gọi là một tín hiệu rời rạc. Tín hiệu số thường được sử dụng theo dạng ON/ OFF, Yes/ No, High/ Low hoặc tần số.
Tín hiệu digital thường được tạo ra trên các cảm biến như cảm biến tốc độ MRE, cảm biến Hall, cảm biến quang,... và trong các mạch sử dụng công tắc điều khiển như tín hiệu đèn phanh (Stop Lamp Signal), tín hiệu chuyển số P/N (Park/Neutral Swich Signal),…
2.1.1. Biên độ, tần số và chu kỳ (Amplitude, Frequency, Period)
Hình 2.2: Biên độ và tần số
• Biên độ (Amplitude)
Là một đại lượng đặc trưng cho cường độ, chẳng hạn như điện áp. Biên độ có thể được đo từ đỉnh đến đỉnh hoặc từ một điểm tham chiếu.
• Tần số (Frequency)
Một số tín hiệu được đo bằng tần số. Tần số được định nghĩa là số dao động trên mỗi giây. Mỗi dao động là một chu trình lặp lại từ điểm bắt đầu. Đơn vị đo tần số là Hz (Hertz).
Không nên nhầm lẫn giữa tần số với chu kỳ. Chu kỳ chính là khoảng thời gian để tín hiệu lặp lại và được biểu diễn dưới dạng thời gian. Tín hiệu 1 Hz có chu kỳ 1 giây. Tín hiệu 2 Hz có chu kỳ 0.5 giây.
2.1.2. Tín hiệu đầu ra và hệ số tác dụng (Output Control Signals & Duty Ratio) Các tín hiệu điều khiển đầu ra (Output Control Signals) như các bộ chấp hành: kim phun nhiên liệu, van EVAP, van EGR, VSV, van xoay ,… cần phải được điều khiển để đạt các giá trị mong muốn. Sự thay đổi của các tín hiệu điều khiển được sử dụng để điều chỉnh các thiết bị nói trên
Thông thường, tín hiệu điều khiển thay đổi thời gian ON/OFF. Loại tín hiệu này thường được gọi là tín hiệu được điều chế độ rộng xung PWM (Pulse Width Modulation), thời gian ON được gọi là độ rộng xung.
Chu kỳ
Hình 2.3: Hệ số tác dụng (Duty Ratio).
• Hệ số tác dụng (Duty Ratio):
Chu kỳ làm việc (duty cycle) là khoảng thời gian để hoàn thành các trình tự ON/OFF.
Nó được biểu diễn dưới dạng đơn vị thời gian hoặc tần số. Hệ số hoạt động là so sánh thời gian mạch ON và thời gian mạch OFF trong một chu kỳ. Tỉ lệ này thường được biểu thị bằng phần trăm (%) hoặc tính bằng mili giây (ms – milliseconds).
− Hệ số tác dụng với tần số không đổi (Fixed duty cycle)
Loại tín hiệu đầu ra này được xác định bằng một chu kỳ làm việc cố định (tần số) với một hệ số tác dụng thay đổi. Với loại tín hiệu này chỉ có tỉ lệ giữa thời gian ON và OFF thay đổi. Tỉ lệ thời gian ON/OFF này điều chỉnh tín hiệu đầu ra.
− Hệ số tác dụng với tần số thay đổi (Variable duty cycle)
Loại tín hiệu này thay đổi tần số của chu kỳ làm việc và cả hệ số tác dụng. Ví dụ rõ nhất của loại tín hiệu này là sự kiểm soát việc phun nhiên liệu vào buồng đốt: khi tốc độ động cơ tăng lên thì lượng phun nhiên liệu tăng theo hoặc khi tăng tải động cơ, thì lượng phun nhiên liệu cũng tăng.
• Đo lường và biểu diễn tín hiệu:
Máy hiện sóng và một số đồng hồ VOM cũng có thể đo tín hiệu xung, hệ số tác dụng và tần số. Để có thể đo được một cách chính xác các tín hiệu dao động, cần phải kết nối đúng cách giữa máy hiện sóng hoặc DVOM vào mạch điện cần đo.
Chu kỳ
Hình 2.4: Đo tín hiệu bằng máy hiện sóng 2.1.3. Điện áp AC & DC
Hình 2.5: Điện áp AC & DC
• Điện áp AC:
Dòng điện xoay chiều (AC – Alternating Current) là dòng điện thay đổi chiều liên tục theo thời gian. Đồng hồ VOM phải nằm ở thang đo AC để đo được điện thế AC. Có nhiều phương pháp khác nhau để đo được điện áp dòng điện AC.
• Điện áp DC:
Dòng điện một chiều (DC – Direct Current) là dòng điện đi không đổi chiều theo thời gian. Đồng hồ VOM đặt ở thang đo DC để đo được điện áp DC