HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ CÁC CẢM BIẾN TRONG HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU DISEL ĐIỆN TỬ SƠ ĐỒ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TRONG HỆ THỐNG DIESEL ĐIỆN TỬ Hình 50 : Sơ đồ hệ thống điều khiển điện tử EFI- Diesel với bơm cao áp Hình 52 : Sơ đồ hệ thống điều khiển điện tử EFI- Diesel ống phân phối +IG 40A Đồng hồtáp lô +IG 30A BATT IGSW STA M_REL MAP Sensor VC PIM +B1 HT xoâng G_REL S_REL IGSW W +IG 80A G_IND TACH G_REL Cảm biến vòtrí bướm ga IDL VTA SPD Relay HT xoâng STA E2 THA E2 VC E2 VRP Điện trởVRP PIM Cảm biến nhiệtđộkhí nạp THW VRT Điện trởVRT THA VTA TCV Van TCV THW IDL SPV Van SPV Relay Cảm biến nhiệtđộnước THF Relay_SPV THF VRP VRT NE- TE2 TE1 NE+ VF Cảm biến nhiệtđộdầu diesel TACH SPD Cảm biến tốc độđộng TDC1 Đồng hồtáp lô GIND W Cảm biến vòtrí trục khuỷu E1 TDC+ SPV S_REL NE+ NE- TDC+ TDC- +B1 VF TE2 Relay SPV Van EGR EGR Van VSV1 VSV1 Giắc chẩn đoán TE1 +B1 VSV2 VSV1 Van VSV2 VSV2 +IG 15A SPV EGR TCV Relay E01 E01 E2 BATT M_REL E02 E02 E1 Hộp ECU Hình 52 :Sơ đồ mạch điều khiển Động ECU 1KZ- TE +IG 40A Đồng hồtáp lô HT xoâng +IG 30A IGS/W STA BATT +B S_REL STA MAP Sensor VC PIM IGSW M_REL +IG 80A W G_REL G_REL Cảm biến vòtrí bướm ga IDL VTA Relay HT xoâng E2 E2 THA PIM VTA E2 THA VC VRT Điện trởVRT THW IDL VRP Điện trởVRP Cảm biến nhiệtđộkhí nạp THF THW Cảm biến nhiệtđộnước TCV Van TCV SPV Van SPV Relay VRP VRT TE2 TE1 Relay_SPV THF VF Cảm biến nhiệtđộdầu diesel NE1 NE+ TACH SPD Cảm biến tốc độđộng TDC1 W Cảm biến vòtrí trục khuỷu Đồng hồtáp lô GIND TDC+ SPV NE+ NE- TDC+ TDC- S_REL +B1 VF TE2 Relay SPV Van EGR EGR VSV2 Van VSV1 VSV1 VSV1 Van VSV2 VSV2 +IG 15A SPV EGR E1 TCV BATT Giắc chẩn đoán TE1 +B1 E01 E02 E01 E02 E2 E1 M_REL Relay Hộp ECU Hình 53 :Sơ đồ mạch điều khiển Động ECU Toyota 2L TE89661 CÁC CẢM BIẾN Hình 53 : Sơ đồ khối cảm biến 2.1 Vị trí cảm biến Hình 54 : Vị trí cảm biến hệ thống nhiên liệu EFI- Diesel với bơm cao áp Cảm biến tốc độ Cảm biến nhiệt độ nước làm mát Cảm biến nhiệt độ nhiên liệu Cảm biến áp suất tuabin Cảm biến vị trí bàn đạp ga Cảm biến vị trí trục khuỷu Cảm biến nhiệt độ khí nạp Hình 55 : Vị trí cảm biến hệ thống nhiên liệu EFI- Diesel ống phân phối Cảm biến nhiệt độ nhiên liệu Cảm biến vị trí trục cam Cảm biến áp suất nhiên liệu Cảm biến nhiệt độ nước Cảm biến lưu lượng khơng khí nạp Cảm biến áp suất tuabin Cảm biến vị trí bàn đạp ga Cảm biến vị trí trục khuỷu Cảm biến nhiệt độ khí nạp 2.2 Cấu tạo hoạt động cảm biến 2.2.1 Cảm biến bàn đạp ga Hình 56 : Cảm biến vị trí bàn đạp ga Có hai kiểu cảm biến bàn đạp ga : - Cảm biến vị trí bàn đạp ga, tạo thành cụm với bàn đạp ga Cảm biến loại có phần tử Hall, phát góc mở bàn bàn đạp ga Một điện áp tương ứng với góc mở bàn đạp ga phát cực tín - Cảm biến vị trí bướm ga, đặt họng khuyếch tán loại sử dụng biến trở Hình 57 : Cảm biến vị trí bướm ga 2.2.2 Cảm biến tốc độ động Hình 58 : Cảm biến tốc độ động Cảm biến tốc độ động lắp bơm cao áp Nó gồm có rơto lắp ép lên trục dẫn động, cảm biến( cuộn dây) Điện trở cuộn dây cảm biến (cuộn dây) phù hợp với quay rôto 200 C 205 – 255  Các tín hiệu điện tạo Hình 59 : Quan hệ quay rơto dạng sóng sinh - ECU đếm số lượng xung để phát tốc độ động - Rôto tạo nửa vòng quay vòng quay động - ECU phát góc tham khảo từ phần sóng bị mất, mà bố trí chu vi rơto 2.2.3 Cảm biến vị trí trục khuỷu Hình 60 : Cảm biến vị trí trục khuỷu Cảm biến vị trí trục khuỷu lắp lên thân máy Nó phát vị trí tham khảo góc trục khuỷu dạng tín hiệu TDC Cảm biến vị trí trục khuỷu kiểu ống phân phối tạo tín hiệu tốc độ động (NE) Nó phát góc trục khuỷu sở tín hiệu NE Hoạt động : Một xung tạo phần nhô lắp trục khuỷu đến gần cảm biến quay trục khuỷu Một xung tạo vòng quay trục khuỷu phát dạng tín hiệu vị trí tham khảo góc trục khuỷu 2.2.4 Cảm biến vị trí trục cam Hình 61: Cảm biến vị trí trục cam Cảm biến vị trí trục cam sử dụng số động thay cho vị trí tham khảo góc quay trục khuỷu phát dạng tín hiệu G Cảm biến vị trí trục cam sử dụng phần từ Hall Trigơ định bánh phối khí phát vị trí trục cam việc phát tín hiệu hai vòng quay trục khuỷu 2.2.5 Cảm biến áp suất tuabin Cảm biến áp suất tăng áp tua-bin nối với đường ống nạp qua ống mềm dẫn khơng khí VSV, phát áp suất đường ống nạp (lượng khơng khí nạp vào) Hình 62 : Cảm biến áp suất tuabin 2.2.6 Cảm biến nhiệt độ Hình 63 : Cảm biến nhiệt độ Có kiểu cảm biến nhiệt độ sử dụng để điều khiển EFI- Diesel: - Cảm biến nhiệt độ nước lắp thân máy để phát nhiệt độ nước làm mát động - Cảm biến nhiệt độ khí nạp lắp lên ống nạp động để phát nhiệt độ khơng khí nạp vào - Cảm biến nhiệt độ nhiên liệu lắp lên bơm phát nhiệt độ nhiên liệu Hình 64 : Cấu tạo đặc tính cảm biến nhiệt độ Mỗi kiểu cảm biến nhiệt độ có nhiệt điện trở lắp bên trong, giá trị điện trở thay đổi theo nhiệt độ đặc tính mô tả biểu đồ 2.2.7 Cảm biến áp suất nhiên liệu Cảm biến áp suất nhiên liệu sử dụng điezen kiểu ống phân phối phát áp suất nhiên liệu ống phân phối Trên sở tín hiệu từ cảm biến áp suất nhiên liệu, ECU điều khiển SCV (van điều khiển hút) để tạo áp suất quy định phù hợp với điều kiện lái xe Hình 65 : Cảm biến áp suất nhiên liệu 2.2.8 Cảm biến lưu lượng khí nạp Hình 66 : Cảm biến lưu lượng khí nạp Một cảm biến lưu lượng khí nạp kiểu dây sấy sử dụng diezen EFI kiểu ống phân phối để phát lượng khơng khí nạp vào 3 BỘ XỬ LÝ TRUNG TÂM ECU( Electric Control Unit ) 3.1 Khái quát ECU Hình 67 : Khái quát ECU Về mặt điều khiển điện tử, vai trò ECU xác định lượng phun nhiên liệu, định thời điểm phun nhiên liệu lượng khơng khí nạp vào phù hợp với điều kiện lái xe, dựa tín nhận từ cảm biến cơng tắc khác Ngồi ra, ECU chuyển tín hiệu để vận hành chấp hành Đối với hệ thống EFI-diesel thông thường hệ thống EFI-diesel ống phân phối 3.1.1 Đối với hệ thống EFI – Diesel thông thường Hình 68 : Khi động chưa làm việc Hình 69 : ECU tiếp nhận tín hiệu gửi từ cảm biến xử lý để điều khển lượng phun Hình 70 : ECU tiếp nhận tín hiệu gửi từ cảm biến xử lý để điều khiển thời điểm phun 3.1.2 Đối với hệ thống EFI – Diesel ống phân phối Hình 71: Khi động chưa làm việc Hình 72: ECU tiếp nhận tín hiệu gửi từ cảm biến xử lý để điều khển lượng phun Hình 73 : ECU tiếp nhận tín hiệu gửi từ cảm biến xử lý để điều khiển thời điểm phun 3.2 Xác định lượng phun ECU thực ba chức để xác định lượng phun : - Tính tốn lượng phun - Tính tốn lượng phun tối đa - Điều chỉnh lượng phun - So sánh lượng phun lượng phun tối đa 3.2.1 Tính tốn lượng phun Việc tính tốn lượng phun thực sở tín hiệu tốc độ động lực bàn đạp tác động lên bàn đạp ga Hình 74 : ECU tính tốn lượng phun 3.2.2 Tính tốn lượng phun tối đa Hình 75 : ECU tính tốn lượng phun tối đa Việc tính tốn lượng phun tối đa thực sở tín hiệu từ cảm biến tốc độ động ( Cảm biến NE ), cảm biến nhiệt độ nước, cảm biến nhiệt độ khí nạp, cảm biến nhiệt độ nhiên liệu áp suất tua-bin Đối với EFIdiesel kiểu ống phân phối, tín hiệu từ cảm biến áp suất nhiên liệu sử dụng ECU so sánh lượng phun tính tốn lượng phun tối đa xác định lượng nhỏ làm lượng phun 3.2.3 Điều chỉnh lượng phun Hình 76: ECU điều chỉnh áp suất nhiệt độ khí nạp Điều chỉnh áp suất khơng khí nạp vào: Lượng phun điều chỉnh phù hợp với áp suất không khí nạp vào (lưu lượng) Điều chỉnh nhiệt độ khơng khí nạp vào Tỉ trọng khơng khí nạp vào (lượng khơng khí) thay đổi phù hợp với nhiệt độ khơng khí nạp vào (Nhiệt độ khơng khí nạp vào thấp → điều chỉnh tăng lượng phun) Điều chỉnh nhiệt độ nhiên liệu: Nhiệt độ nhiên liệu cao → điều chỉnh tăng lượng phun Điều chỉnh động lạnh: Nhiệt độ nước làm mát thấp → điều chỉnh tăng lượng phun Điều chỉnh áp suất nhiên liệu : Trong diezen kiểu ống phân phối thay đổi áp suất nhiên liệu ống phân phối phát sở tín hiệu từ cảm biến áp suất nhiên liệu Nếu áp suất nhiên liệu thấp áp suất dự định thời gian mở vòi phun kéo dài Hình 77: ECU hiệu chỉnh nhiệt độ nhiên liệu 3.2.4 So sánh lượng phun lượng phun tối đa Hình 78 : ECU so sánh lượng phun lượng phun tối đa So sánh lượng phun lượng phun tối đa : Sự khác biệt lượng phun thực tế diezen EFI thông thường tạo không ăn khớp khí xảy bơm, điều chỉnh Xác định thời điểm phun ECU thực chức sau để xác định thời điểm phun: Đối với EFI – Diesel thông thường: - Xác định thời điểm phun mong muốn - Xác định thời điểm phun thực tế - So sánh thời điểm phun mong muốn thời điểm phun thực tế Đối với EFI – Diesel ống phân phối: - So sánh thời điểm phun mong muốn thời điểm phun thực tế 3.2.5 Xác định thời điểm phun mong muốn ( EFI – Diesel thông thường ) Thời điểm phun mong muốn xác định cách tính thời điểm phun thơng qua tốc độ động góc mở bàn đạp ga cách thêm giá trị điều chỉnh sở nhiệt độ nước, áp suất không khí nạp nhiệt độ khơng khí nạp vào Hình 79 : ECU xác định thời điểm phun mong muốn Thời điểm phun mong muốn xác định cách tính thời điểm phun thơng qua tốc độ động góc mở bàn đạp ga cách thêm giá trị điều chỉnh sở nhiệt độ nước, áp suất khơng khí nạp nhiệt độ khơng khí nạp vào 3.2.6 Xác định thời điểm phun thực tế ( EFI – Diesel thông thường ) Việc phát thời điểm phun thực tế thực thơng qua tính tốn sở tín hiêụ tốc độ động vị trí trục khuỷu Đối với việc điều khiển lượng phun, không khớp suất điều khiển thời điểm phun bơm điều chỉnh thông qua sử dụng điện trở hiệu chỉnh ROM hiệu chỉnh Hình 80: ECU phát thời điểm phun Đĩa cam rơto (tạo tín hiệu NE cảm biến tốc độ động cơ) quay với Do đó, ECU phát thời điểm pittơng chuyển động phun thực tế xảy vị trí tín hiệu NE Về khơng khớp pha xảy thời điểm phun thực tế tín hiệu NE sai sót riêng bơm người ta sử dụng điện trở điều chỉnh để hiệu chỉnh nhận biết vị trí chuẩn So sánh tín hiệu NE tín hiệu TDC biến cảm góc quay trục khuỷu tính tốn thời điểm phun liên quan đến góc trục khuỷu động thời điểm phun thực tế 3.2.7 So sánh thời điểm phun mong muốn thời điểm phun thực tế ( EFI – Diesel thông thường ) Hình 81: ECU so sánh thời điểm phun ECU so sánh thời điểm phun mong muốn thời điểm phun thực tế chuyển tín hiệu thời điểm phun sớm thời điểm phun muộn tới van điều khiển thời điểm phun cho thời điểm phun thực tế thời điểm phun mong muốn khớp với 3.2.8 So sánh thời điểm phun mong muốn thời điểm phun thực tế ( EFI – Diesel ống phân phối ) Hình 82 : ECU so sánh thời điểm phun Như EFI- diezen thông thường, thời điểm phun phun EFI-diesel kiểu ống phân phối xác định thông qua tốc độ động góc mở bàn đạp ga cách thêm giá trị điều chỉnh dựa sở nhiệt độ nước áp suất khơng khí nạp (lưu lượng) ECU gửi tín hiệu phun tới EDU làm sớm làm muộn thời điểm phun để điều chỉnh thời điểm bắt đầu phun 3.3 Điều khiển lượng phun khởi động Lượng phun khởi động xác định việc điều chỉnh lượng phun phù hợp với tín hiệu ON máy khởi động (thời gian ON) tín hiệu cảm biến nhiệt độ nước làm mát Khi động nguội, nhiệt độ nước làm mát thấp lượng phun lớn Để xác định thời điểm bắt đầu phun điều chỉnh phù hợp với tín hiệu máy khởi động, nhiệt độ nước tốc độ động Khi nhiệt độ nước thấp, tốc độ động cao điều chỉnh thời điểm phun sớm lên Hình 83: Điều chỉnh lượng phun 3.4 Điều khiển gián đoạn phun 3.4.1 Phun ngắt quãng Hình 84 : ECU điều khiển phun ngắt quãng Một bơm pittơng hướng kích thực việc phun ngắt qng (phun hai lần) khởi động, động nhiệt độ thấp (dưới -100) để cải thiện khả khởi động giảm sinh khói đen khói trắng 3.4.2 Phun trước ( phun mồi ) Hình 85 : ECU điều khiển phun trước EFI-diesel kiểu ống phân phối có sử dụng phun trước Trong hệ thống phun trước lượng nhỏ nhiên liệu phun trước việc phun thực Khi việc phun bắt đầu lượng nhiên liệu bắt lửa làm cho nhiên liệu q trình phun đốt êm 3.5 Điều khiển tốc độ khơng tải Hình 86 : ECU điều khiển tốc độ khơng tải Dựa tín hiệu từ cảm biến, ECU tính tốc độ mong muốn phù hợp với tình trạng lái xe Sau đó, ECU so sánh gía trị mong muốn với tín hiệu (tốc độ động cơ) từ cảm biến tốc độ động điều khiển chấp hành (SPV/ vòi phun) để điều khiển lượng phun nhằm điều chỉnh tốc độ không tải ECU thực điều khiển chạy không tải (để cải thiện hoạt động làm ấm động cơ) q trình chạy khơng tải nhanh động lạnh, trình hoạt động điều hoà nhiệt độ/ gia nhiệt Ngoài ra, để ngăn ngừa giao động tốc độ không tải sinh giảm tải động công tắc A/C tắt, lượng phun tự động điều chỉnh trước tốc độ động dao động EDU EDU thiết bị phát điện cao áp Được lắp ECU chấp hành, EDU khuếch đại điện áp ắc quy sở tín hiệu từ ECU kích hoạt SPV kiểu tác động trực tiếp EFI-diesel thơng thường, phun hệ thống kiểu EFI-diesel có ống phân phối Hình 87 : Tổng quan EDU Hoạt động EDU : - ECU → (Tín hiệu) → mạch điều khiển EDU - Mạch điều khiển EDU → (tín hiệu) → mạch tạo cao áp (khuếch đại) - Mạch tạo cao áp (khuếch đại) → (Điện áp cao) → SPV → EDU → Tiếp mát - SPV → (tín hiệu kiểm tra) → ECU Hình 88 : Hoạt động ECU A Mạch tạo điện áp cao B Mạch điều khiển .. . điều khiển Động ECU Toyota 2L TE89661 CÁC CẢM BIẾN Hình 53 : Sơ đồ khối cảm biến 2.1 Vị trí cảm biến Hình 54 : Vị trí cảm biến hệ thống nhiên liệu EFI- Diesel với bơm cao áp Cảm biến tốc độ Cảm .. . thống nhiên liệu EFI- Diesel ống phân phối Cảm biến nhiệt độ nhiên liệu Cảm biến vị trí trục cam Cảm biến áp suất nhiên liệu Cảm biến nhiệt độ nước Cảm biến lưu lượng khơng khí nạp Cảm biến áp .. . Cảm biến nhiệt độ nước làm mát Cảm biến nhiệt độ nhiên liệu Cảm biến áp suất tuabin Cảm biến vị trí bàn đạp ga Cảm biến vị trí trục khuỷu Cảm biến nhiệt độ khí nạp Hình 55 : Vị trí cảm biến hệ thống