3. Điều khiển nhiên liệu trên động cơ Toyota 5S-FE
3.6 Điều khiển cầm chừng và kiểm soát khí thải
3.6.1. Tổng quan về hệ thống điều khiển cầm chừng.
Hệ thống ISC ( Idle Speed Control - điều khiển tốc độ không tải) sử dụng một mạch đi tắt qua bướm ga, và lượng không khí hút từ mạch đi tắt này được điều khiển bởi ISCV (Idle Speed Controlvalve - Van điều chỉnh tốc độ không tải).
Van ISC dùng tín hiệu từ ECU động cơ để điều khiển động cơ ở tốc độ không tải tối ưu tại mọi thời điểm. Hệ thống ISC gồm có van ISCV, ECU động cơ, các cảm biến và công tắc khác nhau.
Hình 3.26. Van ISC sử dụng trên động cơ Toyota 5S-FE
ISCV loại cuộn dây quay dùng trên động cơ 5S-FE nhận được các tín hiệu hiệu dụng từ ECU động cơ và cấp điện vào 2 cuộn dây để thay đổi mức mở của van và điều khiển lượng không khí nạp.
Dây lưỡng kim trong ISCV tương ứng với nhiệt độ của nước làm mát động cơ để duy trì độ mở thích hợp của van đối với động cơ ở trạng thái hâm nóng, đây cũng chính là cơ cấu an toàn dự phòng khi các bộ phân được đều khiển bằng điện của van này bị hỏng.
Một tấm chặn cũng được lắp vào để ngăn chặn van khỏi bị kẹt khi mở hoặc đóng hoàn toàn, ngăn không cho tốc đọ cầm chừng quá thấp hoặc quá cao khi có sự cố về điện nào đó xảy ra.
3.6.2. Các chế độ làm việc. a). Chế độ khởi động
Khi động cơ ngưng hoạt động, tức không có tín hiệu tốc độ động cơ gởi đến ECU thì van điều khiển mở hoàn toàn, giúp động cơ khởi động lại dễ dàng.
b). Chế độ sau khởi động
Nhờ thiết lập trạng thái khởi động ban đầu, việc khởi động dễ dàng và lượng gió phụ vào nhiều hơn. Tuy nhiên, khi động cơ đã nổ (tốc độ tăng) nếu van vẫn mở lớn hoàn toàn thì tốc độ động cơ sẽ tăng quá cao. Vì vậy, khi động cơ đạt được một tốc độ nhất định (phụ thuộc vào nhiệt độ nước làm mát), ECU gởi tín hiệu đến van
điều khiển cầm chừng để đóng từ vị trí mở hoàn toàn đến vị trí được ấn định theo nhiệt độ nước làm mát.
c). Chế độ hâm nóng.
Ở giai đoạn này, để giúp động cơ nhanh chóng đạt được nhiệt độ vận hành, song song với việc ECU điều khiển phun thêm nhiên liệu, van ISC cũng được điều khiển mở rộng cho dòng khí nạp đi qua nhiều hơn, làm cho ga cầm chừng lúc này lớn hơn bìn thường, động cơ sẽ nhanh chóng đạt được nhiệt độ làm việc.
d). Chế độ máy lạnh
Khi động cơ đang hoạt động, nếu ta bật điều hoà nhiệt độ, do tải của máy nén lớn sẽ làm tốc độ cầm chừng động cơ tụt xuống. Nếu sự chênh lệch tốc độ thật sự của động cơ và tốc độ ổn định của bộ nhớ lớn hơn 20 v/p thì ECU sẽ gởi tín hiệu điều khiển đến van ISC để tăng lượng khí nạp nhằm mục đích tăng tốc độ động cơ khoảng 100 v/p. Ở những xe có trang bị ly hợp máy lạnh điều khiển bằng ECU, khi bật công tắc máy lạnh ECU sẽ gởi tín hiệu tới van điều khiển trước để tăng tốc độ cầm chừng sau đó đến ly hợp máy nén để tránh tình trạng động cơ đang chạy bị khựng đột ngột.
e). Theo tải máy phát
Khi bật các phụ tải điện công suất lớn trên xe, tải động cơ sẽ tăng do lực cản của máy phát lớn. Để tốc độ cầm chừng ổn định trong trường hợp này, ECU sẽ bù thêm nếu thấy tải của máy phát tăng.Tình trạng tải được báo về ECU qua chân ELS, chân nay lấy tín hiệu từ công tắc đèn và hệ thống xông kính .
f). Tín hiệu từ hộp số tự động
Khi tay số ở vị trí “R”, “P” hoặc “D”, một tín hiệu điện áp được gửi về ECU để điều khiển mở thêm van ISC cho một lượng khí phụ vào làm tăng tốc độ cầm chừng.