BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MƠ HÌNH HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ TOYOTA YARIS S K C 0 9 MÃ SỐ: T2011- 43 S KC 0 3 6 Tp Hồ Chí Minh, 2011 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MƠ HÌNH HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ TOYOTA YARIS Mã số: T2009 - 18 Chủ nhiệm đề tài: ThS Nguyễn Văn Long Giang TP HCM, 2010 Nghiên cứu, thiết kế, chế ta ̣o mơ hình hệ thống điều khiển động Toyota Yaris T2009 -18 Lời nói đầu Mục tiêu nghiên cứu, đầu tư cải tiến thiết bị dạy học, đổi phương pháp dạy học thực hành, góp phần nâng cao chất lượng đào tạo theo chương trình cơng nghệ nay, nhiệm vụ quan trọng người làm cơng tác giảng dạy Nhiều năm qua, khoa Cơ khí Động lực có nhiều sáng kiến, đề tài chế tạo đồ dùng thiết bị dạy học, phục vụ đắc lực cho cơng tác giảng dạy thực hành ngành cơng nghệ ơtơ Khoa trường bạn Điều chứng tỏ định hướng đúng, phát huy mạnh vai trò đầu tàu Khoa Nhà trường hệ thống sư phạm kỹ thuật nước Hệ thống điều khiển động điện tử sử dụng rộng rãi loại xe xu hướng phát triển mạnh thời gian tới, nhu cầu học tập sửa chữa lớn Việc hướng dẫn cho người học nắm vững cấu tạo, hoạt động qui trình kiểm tra, hệ thống điều khiển động Toyota số cách xác, khoa học cần thiết Với ý nghĩa trên, tập thể cán giảng dạy Bộ mơn Động cơ, khoa Cơ khí Động lực thực đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường “Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo mơ hình hệ thống điều khiển động Toyota Yaris”, phục vụ cho cơng tác giảng dạy thực hành Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 02/ 2010 Chủ nhiệm đề tài ThS Nguyễn Văn Long Giang Nghiên cứu, thiết kế, chế ta ̣o mơ hình hệ thống điều khiển động Toyota Yaris T2009 -18 MỤC LỤC: Trang: Lời nói đầu TỔNG QUAN I Tổng quan đề tài II Mục tiêu nghiên cứu III Phương pháp nghiên cứu IV Các bước nghiên cứu NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Chương 1: Giới thiệu mơ hình hệ thống điều khiển động Toyota Yaris I Mơ hình hệ thống điện điều khiển động Toyota 1SZ – FE II Sơ đồ chân ECU điều khiển động Toyota Yaris III Hướng dẫn sử dụng mơ hình hệ thống điều khiển động Toyota Yaris Chương 2: Hệ thống điều khiển động Toyota Yaris 11 I Các cảm biến 11 II Các cấu chấp hành 18 PHẦN KẾT LUẬN 33 Tài liệu tham khảo 34 Nghiên cứu, thiết kế, chế ta ̣o mơ hình hệ thống điều khiển động Toyota Yaris T2009 -18 TỔNG QUAN I Tổng quan đề tài Ngày nay, đất nước ta q trình cơng nghiệp hố, đại hố, hội nhập phát triển Cùng với phát triển khơng ngừng ngành khoa học tiên tiến giới, ngành khoa học nước ta năm gần có bước phát triển vượt bậc, gặt hái nhiều thành tựu to lớn, có nhiều cơng trình khoa học giới biết đến Đội ngũ nhà khoa học khơng ngừng phát triển số lượng chất lượng, nhiều cơng trình nghiên cứu họ áp dụng vào sản suất thực tế góp phần khơng nhỏ vào phát triển kinh tế nước nhà Do q trình phát triển hội nhập với giới, suốt gần hai thập niên trở lại đây, thành tựu khoa học tiến giới liên tục du nhập vào Việt Nam Thêm vào đó, gia tăng đầu tư tập đồn kinh tế giới vào nước ta đem theo nhiều thành tựu kỹ thuật mới, giúp sản xuất nước nhà khơng ngừng nâng cao mở rộng Trước đây, người ta chế tạo ơtơ sử dụng hệ thống nhiện liệu hệ thống đánh lửa điều khiển độc lập với nên phối hợp điều khiển hệ thống điều khiển động Do q trình cháy khơng triệt để, tiêu hao nhiên liệu nhiều đặc biệt gây nhiễm mơi trường Với việc ứng dụng thành tựu khoa học kỹ thuật lĩnh vực điện tử vào điều khiển động ơtơ đáng lưu ý việc chế tạo thành cơng hệ thống điều khiển động điều khiển từ xử lý trung tâm ECU Hệ thống ECU điều khiển hệ thống nhiên liệu hệ thống đánh lửa, hệ thống ISC,… để tăng cơng suất, tiết kiệm nhiên liệu giảm nhiễm cho mơi trường Hầu hết xe ơtơ đại ứng dụng hệ thống nên nhiều cố hệ thống điều khiển điều khó tránh khỏi Việc chẩn đốn khắc phục hư hỏng hệ thống điều quan trọng mang lại thoả mãn cho khách hàng người sửa chữa Chỉ dẫn cho sinh viên ngành ơtơ làm tốt cơng việc nhiệm vụ trọng tâm đặt cho giáo viên giảng dạy ơtơ Việc tìm hiểu, nắm vững ngun lý hoạt động chế tạo thành cơng hệ thống đánh lửa trực tiếp phục vụ học tập, giảng dạy nghiên cứu giáo viên giảng dạy chun ngành ơtơ vơ quan trọng Xuất phát từ nhu cầu thực tế nhóm người nghiên cứu định thực đề tài với mong muốn tạo sản phẩm áp dụng vào giảng dạy Mơ hình giúp cho sinh viên cách nhìn trực quan, hiểu rõ ngun lý hoạt động hệ thống điều khiển động 1SZ – FE, hết từ việc nắm vững kiến thức chun mơn, người học tự chẩn đốn, sữa chữa hư hỏng liên quan đến hệ thống Nghiên cứu, thiết kế, chế ta ̣o mơ hình hệ thống điều khiển động Toyota Yaris T2009 -18 II Mục tiêu đề tài Nghiên cứu, chế tạo mơ hình điều khiển động 1SZ - FE, tạo điều kiện cho sinh viên quan sát, khảo nghiệm thơng số hệ thống điều khiển động với mơ hình cách trực quan, biết hình dạng vị trí chi tiết lắp đặt hệ thống phun xăng Giúp sinh viên kiểm tra tín hiệu đầu vào thơng số đầu hệ thống phun xăng động thơng qua mơ hình III Phƣơng pháp nghiên cứu Nghiên cứu lý thuyết hệ thống điều khiển động Hãng Toyota Tham khảo mơ hình giảng dạy có Khoa Cơ khí Động lực để cải tiến mơ hình cho phù hợp Nghiên cứu sơ đồ mạch điện xe Toyota Yaris Thực nghiệm mơ hình phục vụ cho giảng dạy IV Các bƣớc thực nghiên cứu:        Tham khảo tài liệu Thiết kế chế tạo khung mơ hình lắp đặt thiết bị mơ hình Thiết kế chế tạo sa bàn cách bố trí chi tiết sa bàn Thiết kế chế tạo mạch điện điều khiển cách bố trí đường dây Thiết kế chế tạo chi tiết phụ Tiến hành đo đạc, kiểm tra, thu thập thơng số Viết báo cáo Nghiên cứu, thiết kế, chế ta ̣o mơ hình hệ thống điều khiển động Toyota Yaris T2009 -18 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CHƢƠNG I: GIỚI THIỆU MƠ HÌNH HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ TOYOTA YARIS I Mơ hình hệ thống điện điều khiển động Toyota 1SZ - FE Hình 2.1: Sơ đồ tổng qt mơ hình điều khiển động Toyota 1SZ-FE Mơ hình thiết kế để giúp cho người học nhận biết rõ bố trí chi tiết hệ thống điều khiển động Toyota Yaris với ba phận chính: Hình 2.2: Sơ đồ khối hệ thống điều khiển động Nghiên cứu, thiết kế, chế ta ̣o mơ hình hệ thống điều khiển động Toyota Yaris T2009 -18 Các cảm biến :  Cảm biến đo gió dây nhiệt  Cảm biết vị trí trục khuỷu  Cảm biến vị trí trục cam  Cảm biến nhiệt độ khí nạp  Cảm biến nhiệt độ nước làm mát  Cảm biến vị trí bướm ga … ECU (Máy tính điều khiển động cơ) Các cấu chấp hành a Các bobine hệ thống đánh lửa trực tiếp Nghiên cứu, thiết kế, chế ta ̣o mơ hình hệ thống điều khiển động Toyota Yaris T2009 -18 b Các kim phun hệ thống phun nhiên liệu c Van điều khiển cầm chừng kiểu motor quay Ngồi mơ hình có phận khác như: Bộ phận truyền đai để tạo phối hợp trục khuỷu trục cam động cơ, bảng đồng hồ, hộp rờ-le cầu chì, mơ-tơ truyền động, cơng tắc điều chỉnh tốc độ mơ-tơ, cơng tắc tạo pan … II Sơ đồ chân điều khiển ECU động Toyota Yaris Ký hiệu #10 #20 #30 #40 +B BATT FC G2 HT IGF Nghĩa tiếng Anh No.10 –for injector No.20 –for injector No.30 –for injector No.40 –for injector Battery Battery Fuel Pumb Control Group No.2 Ignition Failure signal Mơ tả Kim phun Kim phun Kim phun Kim phun (+) Accu qua contact máy Điện áp trực tiếp (+) accu Điều khiển bơm xăng Cảm biến vị trí trục cam Điều khiển sấy cảm biến Ơxy Tín hiệu phản hồi đánh lửa Nghiên cứu, thiết kế, chế ta ̣o mơ hình hệ thống điều khiển động Toyota Yaris T2009 -18 IGT1 IGT2 IGT3 IGT4 KNK NE+ OCV+ OX1 OX2 PSW(PS) RSO SPD STA STP TAC(O) THA THW VC VG VTA MREL ALT IGSW TC RSO E1 E2 E03 E01 NE HT EVG FAN1 FAN2 EVP OCVOIL W Ignition Timing Signal Ignition Timing Signal Ignition Timing Signal Ignition Timing Signal Knock Sensor Crankshaft position signal Oil control valve Oxy sensor no.1 Oxy sensor no.2 Power Steering Switch Vehicle Speed Stater signal Stop lamp switch signal Tachometer Thermo, intake Air Thermo, Water Voltage Constant Voltage, throttle angle Alternator Mass ECU Mass sensors Tín hiệu đánh lửa số Tín hiệu đánh lửa số Tín hiệu đánh lửa số Tín hiệu đánh lửa số Cảm biến kích nổ Cảm biến vị trí trục khuỷu Valve điều khiển dầu trục cam Cảm biến Ơxy số Cảm biến Ơxy số Cảm biến áp suất dầu trợ lực lái Valve điều khiển khơng tải Tín hiệu tốc độ xe Tín hiệu khởi động Cơng tắc đèn phanh Tốc độ động Tín hiệu nhiệt độ khí nạp Tín hiệu nhiệt độ nước làm mát Nguồn ni cảm biến Cảm biến lưu lượng khí Tín hiệu vị trí bướm ga Rờ-le EFI Máy phát Tín hiệu cơng tắc máy Cực chẩn đốn Mở van cuộn dây quay Nối đất No.1 Nối đất No.2 Nối đất No.03 Nối đất No.01 Cực âm tín hiệu số vòng quay Bộ sấy (cho cảm biến oxy) Cơng tắc quạt Cơng tắc quạt Van xăng Van dầu Ap suất dầu “Check Engine” Warning Lamp Đèn “check engine” III Hƣớng dẫn sử dụng mơ hình hệ thống điều khiển động Toyota Yaris   u cầu sử dụng Sinh viên phải học cấu tạo ngun lý hoạt động hệ thống phun xăng động Toyota trước thao tác mơ hình Sinh viên phải nắm cấu tạo tổng quan mơ hình Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo mơ hình hệ thống điều khiển động Toyota Yaris T2009 -18 Hình 3.14: Chế độ làm đậm hâm nóng động Lượng phun nhiên liệu tăng lên bay nhiên liệu động lạnh Khi nhiệt độ nước làm mát thấp, thời gian phun nhiên liệu tăng lên để làm cho hỗn hợp khơng khí - nhiên liệu đậm nhằm đạt khả làm việc thời gian động nguội Việc hiệu chỉnh tối đa dài gấp đơi nhiệt độ bình thường c Hiệu chỉnh phản hồi tỷ lệ khơng khí - nhiên liệu Khi có dao động khơng lớn tải trọng động tốc độ động cơ, chạy khơng tải chạy tốc độ khơng đổi sau hâm nóng, nhiên liệu (hỗn hợp khơng khí-nhiên liệu gần với tỷ lệ khơng khí - nhiên liệu lý thuyết) cung cấp vào lượng khơng khí nạp Các hiệu chỉnh sau thực xe chạy tốc độ khơng đổi sau hâm nóng (1) Điều khiển phản hồi cảm biến oxy (điều khiển phản hồi tỷ lệ khơng khí-nhiên liệu): ECU động xác định thời gian phun để đạt tỷ lệ khơng khí-nhiên liệu lý thuyết Tuy nhiên độ lệch nhỏ tỷ lệ khơng khí-nhiên liệu lý thuyết xảy theo tình trạng thực tế động cơ, thay đổi theo thời gian, điều kiện khác Do đó, cảm biến oxy phát nồng độ oxy khí xả để xác định xem thời gian phun nhiên liệu có phải tỷ lệ khơng khí - nhiên liệu lý thuyết dựa vào lượng khí nạp khơng Hình 3.15: Chế độ hiệu chỉnh phản hồi tỷ lệ khơng khí – nhiên liệu Nếu ECU động xác định từ tín hiệu cảm biến oxy tỷ lệ khơng khí nhiên liệu đậm tỷ lệ khơng khí - nhiên liệu lý thuyết, rút ngắn thời gian phun để làm cho hỗn hợp khơng khí - nhiên liệu nhạt Ngược lại, xác định tỷ lệ khơng khí - nhiên liệu nhạt, kéo dài thời gian phun để làm cho hỗn hợp khơng khí - nhiên liệu đậm Hoạt động việc điều khiển phản hồi nhằm trì tỷ lệ khơng khí - nhiên liệu trung bình tỷ lệ khơng khí - nhiên liệu lý thuyết cách liên 21 Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo mơ hình hệ thống điều khiển động Toyota Yaris T2009 -18 tiếp thực hiệu chỉnh nhỏ (Điều gọi hoạt động "vòng khép kín") Để ngăn chặn việc trung hồ khí xả q nóng để bảo đảm động hoạt động tốt, phản hồi tỷ lệ khơng khí - nhiên liệu khơng xảy điều kiện sau (hoạt động vòng-hở):  Trong khởi động động  Trong làm đậm sau khởi động  Trong làm đậm để tăng cơng suất  Khi nhiệt độ nước làm mát mức xác định  Khi cắt nhiên liệu xảy  Khi tín hiệu nhạt tiếp tục dài thời gian xác định Điểm (a) thay đổi điều chỉnh phản hồi theo thời gian trơi qua Trong trường hợp này, điểm buộc phải quay trung tâm Nếu khơng, làm cho việc phản hồi ngồi phạm vi hiệu chỉnh việc điều khiển phản hồi Điều gọi việc điều chỉnh tỷ lệ khơng khí-nhiên liệu biết hiệu chỉnh nhiên liệu dài hạn d Làm đậm để tăng tốc Khi tỷ lệ khơng khí - nhiên liệu trở nên nhạt, đặc biệt bắt đầu tăng tốc, độ trễ việc cung cấp nhiên liệu thường xảy lúc tăng tốc việc thay đổi nhanh lượng khơng khí nạp đạp bàn đạp ga Vì vậy, thời gian phun kéo dài để tăng khối lượng phun nhiên liệu dựa vào khơng khí nạp để tránh cho hỗn hợp khơng khí - nhiên liệu trở nên nhạt Việc tăng tốc xác định tốc độ thay đổi góc mở bướm ga Việc hiệu chỉnh lúc tăng tốc tăng lên mạnh bắt đầu tăng tốc sau giảm dần việc tăng kết thúc Hình 3.16: Chế độ làm đậm tăng tốc Hơn nữa, việc tăng tốc nhanh lượng phun nhiên liệu lớn 22 Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo mơ hình hệ thống điều khiển động Toyota Yaris T2009 -18 e Cắt nhiên liệu Trong thời gian giảm tốc, hoạt động phun nhiên liệu bị ngắt theo trạng thái giảm tốc để giảm khí xả độc hại tăng hiệu ứng hãm động Sau việc điều khiển cắt nhiên liệu thực để ngừng phun nhiên liệu Trạng thái giảm tốc xác định từ độ mở van tiết lưu tốc độ động Khi van tiết lưu đóng lại tốc độ động cao, điều xác định xe giảm tốc Hình 3.17: Chế độ cắt nhiên liệu Việc điều khiển cắt nhiên liệu làm ngừng phun nhiên liệu tốc độ động cao tốc độ xác định van tiết lưu đóng lại Việc phun nhiên liệu lại tiếp tục tốc độ động giảm xuống đến tốc độ xác định van tiết lưu mở Tốc độ cắt nhiên liệu động tốc độ động để tiếp tục phun nhiên liệu tăng lên nhiệt độ nước làm nguội thấp Ngồi tốc độ cắt nhiên liệu động tốc độ động để tiếp tục phun nhiên liệu tăng lên cơng tắc máy điều hòa bật mở để tránh cho tốc độ động bị giảm chết máy Cũng có số kiểu động cơ, tốc độ động giảm lúc phanh (nghĩa cơng tắc báo dừng bật mở) f Làm đậm để tăng cơng suất Vì có lượng khơng khí nạp lớn ứng với tải trọng lớn, leo đồi dốc, nên khó trộn nhiên liệu phun với khơng khí nạp Và tồn khơng khí nạp khơng sử dụng hết lúc đốt cháy, làm cho khơng khí tồn dư Vì vậy, lượng nhiên liệu nhiều so với tỷ lệ khơng khí - nhiên liệu lý thuyết phun để sử dụng hết khơng khí nạp đốt để tăng cơng suất Các tải trọng lớn xác định độ mở cảm biến vị trí bướm ga, tốc độ động cơ, khối lượng khơng khí nạp (VG PIM) Khối lượng khơng khí nạp (VG PIM) lớn tốc độ động lớn, tỷ lệ lượng tăng lớn ngồi ra, mức tiếp tục tăng góc mở bướm ga đạt đến giá trị lớn Việc hiệu chỉnh mức độ tăng xấp xỉ từ 10% đến 30% 23 Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo mơ hình hệ thống điều khiển động Toyota Yaris T2009 -18 g Hiệu chỉnh điện áp Có mức trễ nhỏ thời gian ECU động truyền tín hiệu bơm đến vòi phun, thời gian vòi phun thực phun nhiên liệu Nếu điện áp ắc quy bị giảm mạnh, độ trễ dài Có nghĩa thời gian vòi phun phun nhiên liệu ngắn thời gian ECU động tính tốn Vì tỷ lệ khơng khí trở nên cao (nói khác nhạt hơn) so với tỷ lệ hỗn hợp mà động u cầu Vì ECU động điều chỉnh tỷ lệ cách làm cho thời gian phun vòi phun dài theo độ sụt điện áp ắc quy Hình 3.18: Chế độ hiệu chỉnh lượng nhiên liệu theo điện áp Accu Hệ thống ESA (Đánh lửa sớm điện tử) Hệ thống ESA phát điều kiện động vào tín hiệu cảm biến khác cung cấp, điều khiển bugi đánh lửa thời điểm thích hợp.Căn vào tốc độ động tải trọng động cơ, ESA điều khiển xác thời điểm đánh lửa để động tăng cơng suất, làm khí xả, ngăn chặn kích nổ cách có hiệu Hệ thống ESA (Đánh lửa sớm điện tử) hệ thống dùng ECU động để xác định thời điểm đánh lửa dựa vào tín hiệu từ cảm biến khác ECU động tính tốn thời điểm đánh lửa từ thời điểm đánh lửa tối ưu lưu nhớ để phù hợp với tình trạng động cơ, sau chuyển tín hiệu đánh lửa đến IC đánh lửa Thời điểm đánh lửa tối ưu xác định tốc độ động lượng khơng khí nạp (áp suất đường ống nạp) ECU động xác định thời điểm đánh lửa dựa vào tín hiệu G, tín hiệu NE tín hiệu từ cảm biến khác Khi xác định thời điểm đánh lửa, ECU động gửi tín hiệu IGT đến IC đánh lửa Trong tín hiệu IGT chuyển đến để bật IC đánh lửa, dòng điện sơ cấp 24 Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo mơ hình hệ thống điều khiển động Toyota Yaris T2009 -18 chạy vào cuộn dây đánh lửa Trong tín hiệu IGT tắt đi, dòng điện sơ cấp đến cuộn dây đánh lửa bị ngắt Hình 3.19: Sơ đồ điều khiển hệ thống đánh lửa trực tiếp Đồng thời, tín hiệu IGF gửi đến ECU động Hiện nay, mạch đánh lửa chủ yếu dùng loại DIS (hệ thống đánh lửa trực tiếp) ECU động phân phối dòng điện cao áp đến xi lanh cách gửi tín hiệu IGT đến IC đánh lửa theo trình tự đánh lửa Điều làm cho tạo việc điều chỉnh thời điểm đánh lửa có độ xác cao a Tín hiệu IGT ECU động tính tốn thời điểm đánh lửa tối ưu theo tín hiệu từ cảm biến khác truyền tín hiệu IGT đến IC đánh lửa Tín hiệu IGT bật ON trước thời điểm đánh lửa vi xử lý ECU động tính tốn, sau tắt Khi tín hiệu IGT bị ngắt, bugi đánh lửa Hình 3.20: Tín hiệu IGT 25 Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo mơ hình hệ thống điều khiển động Toyota Yaris T2009 -18 b Tín hiệu IGF IC đánh lửa gửi tín hiệu IGF đến ECU động cách dùng lực điện động ngược tạo dòng sơ cấp đến cuộn đánh lửa bị ngắt giá trị dòng điện sơ cấp Khi ECU động nhận tín hiệu IGF xác định việc đánh lửa xảy (Tuy nhiên điều khơng có nghĩa thực có đánh lửa) Nếu ECU động khơng nhận tín hiệu IGF, chức chẩn đốn vận hành DTC lưu ECU động chức an tồn hoạt động làm ngừng phun nhiên liệu Hình 3.21: Tín hiệu IGF Việc điều khiển thời điểm đánh lửa gồm có hai việc điều khiển Hình3.22: Sơ đồ hệ thống điều khiển thời điểm đánh lửa 26 Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo mơ hình hệ thống điều khiển động Toyota Yaris T2009 -18 Điều khiển đánh lửa khởi động Điều khiển việc đánh lửa lúc khởi động thực việc tiến hành đánh lửa góc trục khuỷu xác định trước điều kiện làm việc động Góc trục khuỷu gọi "góc thời điểm đánh lửa ban đầu" Hình 3.23: Sơ đồ ngun lý điều khiển góc đánh lửa khởi động Khi khởi động, tốc độ động thấp khối lượng khơng khí nạp chưa ổn định, nên khơng thể sử dụng tín hiệu VG PIM làm tín hiệu điều chỉnh Vì vậy, thời điểm đánh lửa đặt góc thời điểm đánh lửa ban đầu Góc thời điểm đánh lửa ban đầu điều chỉnh IC dự trữ ECU động Ngồi ra, tín hiệu NE dùng để xác định động khởi động, tốc độ động 500 vòng/phút nhỏ cho biết việc khởi động xảy Điều khiển đánh lửa sau khởi động Việc điều chỉnh đánh lửa sau khởi động thực góc thời điểm đánh lửa ban đầu, góc đánh lửa sớm bản, tính tốn theo trọng tải tốc độ động cơ, hiệu chỉnh khác … Điều chỉnh đánh lửa sau khởi động việc điều chỉnh thực động chạy sau khởi động Việc điều chỉnh thực cách tiến hành hiệu chỉnh khác góc thời điểm đánh lửa ban đầu góc đánh lửa sớm Hình 3.24: Sơ đồ ngun lý điều khiển góc đánh lửa sau khởi động Thời điểm đánh lửa = góc thời điểm đánh lửa ban đầu + góc đánh lửa sớm + góc đánh lửa sớm hiệu chỉnh Khi thực việc điều chỉnh đánh lửa sau khởi động, tín hiệu IGT vi xử lý tính tốn truyền qua IC dự trữ 27 Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo mơ hình hệ thống điều khiển động Toyota Yaris T2009 -18 Góc đánh lửa sớm xác định cách dùng tín hiệu NE, tín hiệu VG tín hiệu PIM Tín hiệu NE VG dùng để xác định góc đánh lửa sớm lưu giữ nhớ ECU động Điều khiển góc đánh lửa sớm hiệu chỉnh a Hiệu chỉnh để hâm nóng Hình 3.25: Hiệu chỉnh góc đánh lửa sớm theo nhiệt độ nước Góc đánh lửa sớm sử dụng cho thời điểm đánh lửa nhiệt độ nước làm mát thấp nhằm cải thiện khả làm việc Một số kiểu động tiến hành hiệu chỉnh sớm lên tương ứng với khối lượng khơng khí nạp Góc thời điểm đánh lửa sớm lên xấp xỉ 15° chức hiệu chỉnh suốt thời gian điều kiện lạnh b Hiệu chỉnh q nhiệt độ Hình 3.26: Hiệu chỉnh góc đánh lửa sớm q nhiệt Khi nhiệt độ nước làm nguội q cao, thời điểm đánh lửa làm muộn để tránh tiếng gõ q nóng Góc thời điểm đánh lửa làm muộn tối đa 5° cách hiệu chỉnh c Hiệu chỉnh để tốc độ chạy khơng tải ổn định 28 Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo mơ hình hệ thống điều khiển động Toyota Yaris T2009 -18 Hình 3.27: Hiệu chỉnh góc đánh lửa sớm để chạy khơng tải ổn định Nếu tốc độ động chạy khơng thay đổi từ tốc độ chạy khơng tải mục tiêu, ECU động điều chỉnh thời điểm đánh lửa để làm cho tốc độ động ổn định ECU động liên tục tính tốn tốc độ trung bình động cơ, tốc độ động giảm xuống tốc độ mục tiêu động cơ, ECU động làm thời điểm đánh lửa sớm lên theo góc xác định trước Nếu tốc độ động vượt q tốc độ chạy khơng tải mục tiêu, ECU động làm muộn thời điểm đánh lửa theo góc xác định trước Góc thời điểm đánh lửa thay đổi đến mức tối đa ±5° cách hiệu chỉnh d Hiệu chỉnh tiếng gõ Hình 3.28: Hiệu chỉnh góc đánh lửa sớm theo tín hiệu cảm biến kích nổ Nếu tiếng gõ xảy động cơ, cảm biến tiếng gõ biến đổi độ rung tạo tiếng gõ thành tín hiệu điện áp (tín hiệu KNK) chuyển đến ECU động ECU động xác định xem tiếng gõ mạnh, vừa phải yếu từ độ lớn tín hiệu KNK Sau hiệu chỉnh thời điểm đánh lửa cách làm muộn theo độ lớn tín hiệu KNK Nói khác đi, tiếng gõ mạnh, thời điểm đánh lửa bị muộn nhiều, tiếng gõ yếu, thời điểm đánh lửa bị muộn chút Khi hết tiếng gõ động cơ, ECU động ngừng làm muộn thời điểm đánh lửa làm sớm lên 29 Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo mơ hình hệ thống điều khiển động Toyota Yaris T2009 -18 chút thời điểm xác định trước Việc làm sớm tiến hành tiếng gõ lại xảy ra, sau tiếng gõ xảy ra, việc điều chỉnh lại thực lại cách làm muộn thời điểm đánh lửa Góc thời điểm đánh lửa làm muộn tối đa 10° theo cách hiệu chỉnh e Điều khiển góc đánh lửa sớm lớn nhỏ Khi có cố với thời điểm đánh lửa xác định trước từ thời điểm đánh lửa ban đầu, góc đánh lửa sớm góc đánh lửa sớm hiệu chỉnh, tác động có hại đến hiệu suất động Để ngăn chặn điều này, ECU động điều chỉnh góc đánh lửa thực tế (thời điểm đánh lửa) để làm cho tổng góc đánh lửa sớm góc đánh lửa sớm hiệu chỉnh lớn nhỏ giá trị xác định Hệ thống điều khiển khơng tải: Hệ thống ISC (Điều khiển tốc độ khơng tải) có mạch tắt qua bướm ga, lượng khơng khí hút từ mạch tắt điều khiển ISCV (Van điều chỉnh tốc độ khơng tải) Hình 3.29: Sơ đồ hệ thống điều khiển van cầm chừng ISC Van ISC dùng tín hiệu từ ECU động để điều khiển động tốc độ khơng tải tối ưu thời điểm Hệ thống ISC gồm có van ISCV, ECU động cơ, cảm biến cơng tắc khác a Khi khởi động Mạch tắt mở nhằm cải thiện khả khởi động 30 Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo mơ hình hệ thống điều khiển động Toyota Yaris T2009 -18 Hình 3.30: Chế độ khởi động động b Khi hâm nóng động Khi nhiệt độ nước làm mát thấp, tốc độ chạy khơng tải tăng lên để động chạy êm (chạy khơng tải nhanh) Khi nhiệt độ nước làm mát tăng lên, tốc độ chạy khơng tải bị giảm xuống Hình 3.31: Chế độ khởi hâm nóng động c Điều khiển phản hồi điều khiển dự tính  Khi bật A/C  Khi bật đèn pha  Khi cần chuyển số chuyển từ N đến D từ D đến N dừng xe  Trong trường hợp trên, tăng thay đổi tải trọng, tốc độ chạy khơng tải tăng lên ngăn khơng cho thay đổi 31 Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo mơ hình hệ thống điều khiển động Toyota Yaris T2009 -18 Hình 3.32: Chế độ điều khiển dự tính 32 Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo mơ hình hệ thống điều khiển động Toyota Yaris T2009 -18 PHẦN KẾT LUẬN KẾT QUẢ ĐẠT ĐƢỢC Với nỗ lực tinh thần làm việc nghiêm túc nhóm nghiên cứu, đề tài hồn thành thời gian qui định đạt u cầu, nhiệm vụ đặt thiết kế chế tạo thành cơng mơ hình hệ thống điều khiển động Toyota Yaris phục vụ cho cơng tác giảng dạy thực hành Đề tài đạt số kết định, đem lại nhiều ý nghĩa mặt khoa học thực tiễn Tính sáng tạo: Nội dung đề tài mang tính thiết thực, lĩnh vực quan tâm nay, nghiên cứu cải tiến thiết bị dạy học phục vụ cho cơng tác giảng dạy, giúp cho q trình dạy học thực hành hệ thống điều khiển động cách trực quan sinh động dễ hiểu, góp phần khai thác bảo dưỡng có hiệu Tính khoa học: sản phẩm đề tài mơ hình phục vụ giảng dạy, thể cấu tạo hoạt động hệ thống điện tử điều khiển động Toyota đại điển hình, giúp cho người học thực hành tiếp thu kiến thức cách trực quan sinh động Đề tài khai thác có hiệu tính ưu việt mơ tính sư phạm, thẩm mỹ, trực quan vào cơng tác dạy học, cải tiến nâng cao chất lượng đào tạo theo chương trình cơng nghệ KHẢ NĂNG TRIỂN KHAI VÀ ỨNG DỤNG THỰC TẾ Đề tài tiếp cận với phát triển ngành cơng nghệ ơtơ, chuyển tải đến người học phương pháp học tập sinh động, nội dung kiến thức chun mơn cao, giúp cho người học, người làm cơng tác sửa chữa dễ dàng tiếp cận cơng nghệ sửa chữa kỹ thuật cao Mơ hình đạt u cầu tính kỹ thuật, sư phạm thẩm mỹ, có tính ứng dụng thực tế cao, đối tượng phục vụ rộng lớn, chuyển giao cơng nghệ cho trường bạn, cơng ty, xưởng sửa chữa ơtơ để đưa vào giảng dạy tham khảo chun mơn TÍNH HIỆU QUẢ KINH TẾ XÃ HỘI Mơ hình giúp cho cơng tác giảng dạy sinh động dễ hiểu, tiết kiệm thời gian cơng sức cho người dạy người học, nâng cao suất hiệu q trình dạy học Sản phẩm làm có giá thành thấp, đơn giản, dễ sử dụng, có tính thiết thực cao, việc triển khai ứng dụng dễ dàng, đem lại tính hiệu kinh tế cao HƢỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI VÀ CÁC KIẾN NGHỊ Qua thời gian dạy thử nghiệm cho nhiều đối tượng khác nhau, cho thấy tính thiết thực hiệu mơ hình cao, khơng khí học tập sơi hưng phấn hơn, vật tư thực tập bị hư hỏng Điều cho thấy thành cơng đề tài cần nhanh chóng triển khai, đưa vào ứng dụng diện rộng Mơ hình kết hợp với số mơ hình khác hệ thống điều khiển động khác có xưởng thực tập Khoa Cơ khí Động lực, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ chí Minh tạo nên đa dạng hóa loại mơ hình, đa dạng hóa phương pháp, hoạt động dạy học động 33 Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo mơ hình hệ thống điều khiển động Toyota Yaris T2009 -18 TÀI LIỆU THAM KHẢO Giáo trình thực tập động – Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM – Nguyễn Tấn Lộc – Tháng năm 2007 Giáo trình điện tử ơtơ – PGS.TS Đỗ Văn Dũng www.autoshop101.com www.isohunt.com Toyota Computer-Controlled System – Toyota Motor Corporation Technical Teaching Aids – HACO THEPRA educational appliances Teaching and Training Equipment – DEGENER Direct Ignition System – Toyota 10.Manual Repairs 1SZ - FE 34 [...]... 9 Nghiên cứu, thiết kế, chế ta ̣o mô hình hệ thống điều khiển động cơ Toyota Yaris T2009 -18 Sơ đồ mạch điện điều khiển động cơ 1SZ - FE 10 Nghiên cứu, thiết kế, chế ta ̣o mô hình hệ thống điều khiển động cơ Toyota Yaris T2009 -18 CHƢƠNG II HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ TOYOTA YARIS I CÁC CẢM BIẾN (SENSORS) 1 Cảm biến bộ đo gió dây nhiệt Bộ đo gió dây nhiệt kiểm tra khối lượng không khí nạp vào động. .. diện rộng hơn Mô hình này kết hợp với một số mô hình khác về của các hệ thống điều khiển động cơ khác nhau đang có trong xưởng thực tập Khoa Cơ khí Động lực, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ chí Minh tạo nên sự đa dạng hóa các loại mô hình, đa dạng hóa các phương pháp, hoạt động dạy và học về động cơ 33 Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo mô hình hệ thống điều khiển động cơ Toyota Yaris T2009... Toyota Yaris T2009 -18 Hình 3.32: Chế độ điều khiển dự tính 32 Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo mô hình hệ thống điều khiển động cơ Toyota Yaris T2009 -18 PHẦN KẾT LUẬN KẾT QUẢ ĐẠT ĐƢỢC Với sự nỗ lực và tinh thần làm việc nghiêm túc của nhóm nghiên cứu, đề tài đã hoàn thành đúng thời gian qui định và đạt được các yêu cầu, nhiệm vụ đặt ra là thiết kế và chế tạo thành công một mô hình hệ thống điều khiển động. .. ECU động cơ không nhận được tín hiệu IGF, chức năng chẩn đoán sẽ vận hành và một DTC được lưu trong ECU động cơ và chức năng an toàn sẽ hoạt động và làm ngừng phun nhiên liệu Hình 3.21: Tín hiệu IGF Việc điều khiển thời điểm đánh lửa gồm có hai việc điều khiển cơ bản Hình3 .22: Sơ đồ hệ thống điều khiển thời điểm đánh lửa 26 Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo mô hình hệ thống điều khiển động cơ Toyota Yaris. .. tốc độ của động cơ đột ngột giảm xuống dưới 400 vòng/phút do tải trọng đặt lên động cơ đột ngột tăng lên, tính trễ sẽ được sử dụng để ngăn không cho ECU động cơ xác định rằng động cơ đã nổ máy đang được khởi động lại, trừ khi tốc độ động cơ hạ xuống dưới 200 vòng/phút b Làm đậm để hâm nóng 20 Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo mô hình hệ thống điều khiển động cơ Toyota Yaris T2009 -18 Hình 3.14: Chế độ làm... ISC gồm có van ISCV, ECU động cơ, các cảm biến và công tắc khác nhau a Khi khởi động Mạch đi tắt được mở ra nhằm cải thiện khả năng khởi động 30 Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo mô hình hệ thống điều khiển động cơ Toyota Yaris T2009 -18 Hình 3.30: Chế độ khi khởi động động cơ b Khi hâm nóng động cơ Khi nhiệt độ nước làm mát thấp, tốc độ chạy không tải được tăng lên để động cơ chạy được êm (chạy không.. .Nghiên cứu, thiết kế, chế ta ̣o mô hình hệ thống điều khiển động cơ Toyota Yaris T2009 -18   2    Điện áp sử dụng cho mô hình là 12V, chú ý khi lắp accu vào động cơ phải đúng cọc Đặc biệt quan tâm đến vấn đề chống cháy nổ và an toàn lao động khi sử dụng mô hình Các thao tác khi sử dụng mô hình Bật công tắc máy Khi công tắc ở vị trí IG thì đèn check engine phải sáng Sau khi động cơ hoạt động. .. định 28 Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo mô hình hệ thống điều khiển động cơ Toyota Yaris T2009 -18 Hình 3.27: Hiệu chỉnh góc đánh lửa sớm để chạy không tải ổn định Nếu tốc độ của động cơ khi chạy không thay đổi từ tốc độ chạy không tải mục tiêu, ECU động cơ sẽ điều chỉnh thời điểm đánh lửa để làm cho tốc độ của động cơ được ổn định ECU động cơ liên tục tính toán tốc độ trung bình của động cơ, nếu tốc... 3 Hệ thống điều khiển không tải: Hệ thống ISC (Điều khiển tốc độ không tải) có một mạch đi tắt qua bướm ga, và lượng không khí hút từ mạch đi tắt này được điều khiển bởi ISCV (Van điều chỉnh tốc độ không tải) Hình 3.29: Sơ đồ hệ thống điều khiển van cầm chừng ISC 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. .. cấp 24 Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo mô hình hệ thống điều khiển động cơ Toyota Yaris T2009 -18 chạy vào cuộn dây đánh lửa này Trong khi tín hiệu IGT tắt đi, dòng điện sơ cấp đến cuộn dây đánh lửa sẽ bị ngắt Hình 3.19: Sơ đồ điều khiển hệ thống đánh lửa trực tiếp Đồng thời, tín hiệu IGF được gửi đến ECU động cơ Hiện nay, mạch đánh lửa chủ yếu dùng loại DIS (hệ thống đánh lửa trực tiếp) ECU động cơ phân