ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
KHOA CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐẠI HỌC
NGÀNH: CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ
CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ
ĐỀ TÀI:

NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ THIẾT BỊ GIẢ LẬP
TÍN HIỆU KIỂM TRA HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN
ĐỘNG CƠ Ô TÔ

Người hướng dẫn:
Sinh viên thực hiện:

ThS Đỗ Phú Ngưu

Trần Quang Tuyến
Nguyễn Bảo Long
Nguyễn Thái Bảo Khang

1811504210149
1811504210427
1811504210312

Đà Nẵng, 6 /2022

18DL1
18DL4

18DL3


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
KHOA CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐẠI HỌC
NGÀNH: CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ
CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ
ĐỀ TÀI:

NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ THIẾT BỊ GIẢ LẬP
TÍN HIỆU KIỂM TRA HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN
ĐỘNG CƠ Ô TÔ
Người hướng dẫn:
Sinh viên thực hiện:

ThS Đỗ Phú Ngưu

Trần Quang Tuyến
Nguyễn Bảo Long
Nguyễn Thái Bảo Khang

1811504210149
1811504210427
1811504210312

Đà Nẵng, 6/2022


18DL1
18DL4
18DL3


NHẬN XÉT CỦA NGƯỜI HƯỚNG DẪN
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………


NHẬN XÉT CỦA DOANH NGHIỆP
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………


NHẬN XÉT CỦA NGƯỜI PHẢN BIỆN
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………


TÓM TẮT
Tên đề tài: Nghiên cứu, thiết kế thiết bị giả lập tín hiệu kiểm tra hệ thống điều khiển
động cơ ơ tơ
Nhóm sinh viên thực hiện:
1. Trần Quang Tuyến

2. Nguyễn Bảo Long
3. Nguyễn Thái Bảo Khang

Mã sinh viên:
1811504210149
1811504210427
1811504210312

Lớp:
18DL1
18DL4
18DL3

Lớp học phần: Đồ án tốt nghiệp động lực (221DTNDL04)
Bài báo cáo này trình bày về quá trình thực hiện và kết quả Nghiên cứu, thiết kế
thiết bị giả lập tín hiệu kiểm tra hệ thống điều khiển động cơ trên ô tô. Kết cấu và một
số hệ thống của thiết bị nguyên bản được nhóm thiết kế dùng Ardiuno Mega 2560 xuất
ra tín hiệu các chân analog, digital trùng hợp với tín hiệu của ECU đưa ra giúp ECU có
thể hiểu và đọc được. Từ đó thơng qua biến trở có thể điều chỉnh tăng giảm tín hiệu để
giả lập hoạt động cho từng loại hệ thống điều khiển động cơ trên ô tô. Kết quả đưa ra
cho thấy khi sử dụng thiết bị giả lập tín hiệu kiểm tra hệ thống điều khiển động cơ trên
ơ tơ cho thấy có nhiều ưu điểm như: Có thể nhận biết tình trạng như hỏng của cảm biến
một cách nhanh chóng và đưa ra hướng sửa chữa nhanh, ít tốn thời gian nhất.
Kết quả dự kiến đạt được là thiết bị giả lập tín hiệu kiểm tra hệ thống điều khiển
động cơ ơ tơ. Tín hiệu thiết bị tạo ra tương ứng với tín hiệu từ cảm biến trên ơ tơ cấp
đến ECU, qua đó giúp ECU xử lí và đưa ra tín hiệu điều khiển đến các bộ chấp hành
như phun xăng hay đánh lửa… và qua thiết bị giả lập thì chúng em cũng có thể đưa ra
kết luận về tình trạng hoạt động tốt hay hư hỏng của cảm biến hoặc ECU.

i



TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
KHOA CƠ KHÍ

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Giảng viên hướng dẫn:
Sinh viên thực hiện:

ThS Đỗ Phú Ngưu
Nguyễn Thái Bảo Khang

1811504210312

Nguyễn Bảo Long

1811504210427

Trần Quang Tuyến

1811504210149

1. Tên đề tài: “Nghiên cứu, thiết kế thiết bị giả lập tín hiệu kiểm tra hệ thống điều khiển
động cơ trên ô tô”
2. Các thông số, tài liệu ban đầu.
3. Nội dung chính của đồ án:
- Tìm hiểu về hệ thống điều khiển điện tử động cơ ô tô
- Nghiên cứu cơ sở lý thuyết
- Thiết kế, chế tạo thiết bị giả lập tín hiệu

- Kiểm tra, chạy thử nghiệm
- Đánh giá kết quả thực hiện
4. Các sản phẩm dự kiến:
Một thiết bị giả lập chính xác tín hiệu cảm biến trên động cơ ơ tô, báo cáo đồ án
tốt nghiệp.
5. Ngày nhận đồ án: 14/2/2022
6. Ngày nộp đồ án: 21/6/2022
7. Kết quả dự kiến đạt được
- 01 thiết bị giả lập tín hiệu kiểm tra hệ thống điều khiển động cơ ô tô.
- 01 Báo cáo đồ án tốt nghiệp khoản 80 trang, 01 bộ đĩa CD ghi chép báo cáo, đề
cương.

Trưởng bộ môn

Đà Nẵng, ngày 21 tháng 6 năm 2022
Người hướng dẫn

Đỗ Phú Ngưu

ii


LỜI NĨI ĐẦU
1. Đánh dấu lịch sử hình thành và phát triển của ngành ô tô [1]
Năm 1889 đã đánh dấu một bước ngoặt trong lịch sử ngành ô tô khi chiếc xe do
Gottlied Daimler và Wilhelm Maybach phát minh được sản xuất tại Đức. Chiếc xe này
được trang bị động cơ xăng 1,5 sức ngựa, hai xi lanh hộp số 4 tốc độ, và tốc độ tối đa
10 dặm một giờ. Cùng năm này Karl Benz (người Đức) cũng phát minh ra động cơ chạy
bằng xăng. Ơ tơ với động cơ xăng do mới được sản xuất với số lượng rất ít tại Châu Âu
và Châu Mỹ.

Tuy khơng phải là đất nước phát minh ra ô tô nhưng Mỹ lại là miền đất cho sự phát
triển mạnh mẽ của ngành công nghiệp ô tô khi mà ở những năm cuối của thế kỷ 19 đầu
thế kỷ 20 đã có đến 30 hãng sản xuất ô tô ở đất nước này, với nhiều thương hiệu nổi
tiếng như: Ford, Chevrolet, Chresler, Cadillac, Dogde, …
Cùng với châu Âu và châu Mỹ, tại châu Á cũng có một đất nước nổi lên là Nhật
Bản. Chiếc xe đầu tiên của Nhật Bản có tên Takakuri, do Uchiyama Komanosuke, kỹ
sư ô tô đầu tiên của xứ sở mặt trời mọc sản xuất vào năm 1907. Tuy nhiên, số lượng ít,
giá thành cao khiến xe Nhật không thể cạnh tranh được với xe nhập từ Mỹ.
Từ năm 1952, sự phát triển mới bắt đầu trở lại. Nhật Bản vươn lên mạnh mẽ với
các hãng xe hàng đầu thế giới như: Toyota, Honda, Nissan xuất khẩu. Sở dĩ xe Nhật
được ưa chuộng rộng khắp bởi nhỏ gọn, ít tốn nhiên liệu, giá cả hợp lý và đặc biệt bền
bỉ, ít trục trặc.
Năm 2010, Châu Á vẫn là nơi sản xuất nhiều ô tô trên thế giới nhất với sự nổi lên
của Hàn Quốc, Trung Quốc, Đài Loan... Và xu hướng thời điểm này, ngoài vấn đề tiết
kiệm, chất lượng tốt thì người tiêu dùng cịn hướng tới yếu tố thiết kế ấn tượng và tính
tiện dụng cao. Vì thế sự cạnh tranh về mức giá dần mất ý nghĩa, thay vào đó là thỏa mãn
và gợi mở nhu cầu khách hàng. Ngành công nghiệp ô tô đã có những bước tiến đáng kể
và chuẩn bị những điều kiện để hội nhập kinh tế quốc tế.
Năm 2017 tại Việt Nam, nhà máy sản xuất ô tô VinFast đầu tiên ra đời nhằm cung
cấp đến với người dùng những chiếc xế cưng bắt mắt, không kém phần chất lượng, an
tồn và tiện nghi. Từ đó, cho thấy ngành cơng nghệ ô tô nước ta ngày càng phát triển
vượt bậc. Ngành công nghệ ô tô nước nhà đã và đang đóng góp một phần khơng nhỏ
vào nguồn thu nhập GDP của đất nước. Để đáp ứng nhu cầu phát triển của ngành cơng
nghệ ơ tơ, địi hỏi trình độ chun môn của đội ngũ cán bộ, công nhân ngày càng cao.
Từ đó đưa ngành cơng nghệ chế tạo và sửa chữa ô tô Việt Nam ngang bằng, sánh vai
với thế giới. Đó cũng là điều mong mỏi của tất cả chúng ta.
iii


2. Nhận thức sự phát triển của ngành ô tô

Là một trong những sinh viên trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật – Đại học Đà
Nẵng, nhận thức được tầm quan trọng của việc học và song song với nghề nghiệp sau
này. Cùng với sự giúp đỡ của quý thầy cô và bạn bè trong thời gian theo học 4 năm vừa
qua, nhóm sinh viên chúng em càng hiểu sâu sắc hơn về thế mạnh của ngành ô tô đang
theo học.
Trên cơ sở, khung chương trình đào tạo của nhà trường đã mở ra môn học “ đồ án
tốt nghiệp động lực ” dành riêng cho sinh viên công nghệ kỹ thuật ơ tơ. Ngồi những
kiến thức nền tảng được học ở trường, cộng với thời gian thực tập tốt nghiệp 3 tháng
vừa qua tại doanh nghiệp, nhóm chúng em đã được thực hành trực tiếp với những máy
móc và công nghệ hiện đại trên ô tô. Dựa trên nền tảng kiến thức được học và trực tiếp
tham gia vào hoạt động sửa chữa. Ngồi ra, nhóm chúng em cịn có tìm hiểu thêm hàng
loạt cơng nghệ mới trên ơ tơ như: Hệ thống phanh chống bó cứng ABS, hệ thống điều
khiển bướm ga điện tử ETCS-i, hệ thống hỗ trợ người lái ngủ gật, … Dựa vào lợi thế
ngành theo học, nhóm chúng em càng nhận ra rằng cách thức điều khiển và vận hành
một chiếc xe đảm bảo các tiêu chí cần và đủ để đảm bảo an tồn khơng hề đơn giản.
Nhóm sinh viên chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Trường Đại Học Sư
Phạm Kỹ Thuật – Đại học Đà Nẵng đã đưa môn học “ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỘNG
LỰC” vào khung chương trình giảng dạy. Cảm ơn nhà trường đã tạo điều kiện về cơ sở
vật chất và môi trường học năng động để sinh viên theo học. Đây chắc chắn sẽ là lần
trải nghiệm nghiên cứu, thiết kế chế tạo mô hình có thể áp dụng vào đời sống thực tế.
Đồng thời, đây cũng là những kiến thức quý báu, là hành trang để nhóm sinh viên chúng
em vững bước trong nghề nghiệp sau này.
Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến giảng viên hướng dẫn – ThS Đỗ Phú
Ngưu đã hướng dẫn nhóm sinh viên chúng em thực hiện đồ án tốt nghiệp. Nhờ thầy
truyền đạt những kiến thức và kinh nghiệm nghiên cứu, chế tạo, tận tình hướng dẫn, hết
lịng giúp đỡ và giải đáp mọi thắc mắc, vạch ra phương hướng cho chúng em đã hoàn
thành đồ án tốt nghiệp đúng thời hạn quy định của nhà trường.
Do thời gian và trình độ có hạn chế nên khơng thể tránh khỏi nhưng sai sót trong
q trình thiết kế mong các thầy, các cơ trong bộ mơn góp ý và chỉ bảo thêm. Nhân đây
cho chúng em xin chân thành cảm ơn các thầy các cô giáo trong khoa cơ khí đã tận tình

chỉ dẫn trong q trình học tập tại trường.
Nhóm chúng em xin trân trọng cảm ơn!

iv


LỜI CAM ĐOAN
Nhóm sinh viên thực hiện “ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC” xin cam đoan: Đề
tài “NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ THIẾT BỊ GIẢ LẬP TÍN HIỆU KIỂM TRA HỆ
THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ Ô TÔ”, dựa trên sự cố gắng, nỗ lực của cả nhóm,
giúp đỡ từ phía nhà trường và dưới sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy ThS Đỗ Phú Ngưu.
Mọi thông số kỹ thuật, số liệu phân tích, viết báo cáo, xây dựng thiết bị đều do
nhóm sinh viên chúng em tự tìm hiểu, phân tích kỹ càng một cách khách quan, uy tín,
trung thực, có nguồn gốc rõ ràng. Nhóm chúng em xin chịu hồn tồn trách nhiệm nếu
có sự khơng trung thực trong q trình nghiên cứu đề tài này.
Đà Nẵng, ngày 21 tháng 6 năm 2022
Nhóm sinh viên thực hiện
(Chữ ký, họ và tên sinh viên)
Nguyễn Bảo Long
Trần Quang Tuyến
Nguyễn Thái Bảo Khang

v


MỤC LỤC
Nhận xét của người hướng dẫn
Nhận xét của doanh nghiệp
Nhận xét của người phản biện
Tóm tắt…………………………………………………………………………………………………………...i

Nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp……………………………………………………………………………… ii
Lời nói đầu ..................................................................................................................... iii
Lời cam đoan ................................................................................................................... v
Mục lục ........................................................................................................................... vi
Danh sách các bảng, hình vẽ ........................................................................................... x
Danh sách các ký hiệu, chữ viết tắt ............................................................................. xiii
Trang
MỞ ĐẦU .........................................................................................................................1
1. Mục đích thực hiện đề tài ............................................................................................1
2. Mục tiêu nghiên cứu ....................................................................................................1
3. Phạm vi và đối tượng nghiên cứu. ...............................................................................1
4. Phương pháp nghiên cứu .............................................................................................1
5. Bố cục thuyết minh ......................................................................................................2
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN .........................................................................................3
1.1. Xu hướng phát triển ...............................................................................................3
1.2. Quá trình ra đời và phát triển của hệ thống điều khiển động cơ [2] .................4
1.3. Phân loại và ưu điểm ..............................................................................................5
1.3.1. Phân loại ................................................................................................................5
1.3.2. Ưu điểm của hệ thống phun xăng ..........................................................................6
1.3.3. Ưu điểm của hệ thống đánh lửa ESA ....................................................................7
1.4. Hệ thống điều khiển động cơ ô tô ..........................................................................7
1.4.1. Bộ điều khiển động cơ ...........................................................................................8
1.4.2. Bộ xử lí trung tâm ECU .......................................................................................10
1.4.3. Các tín hiệu đầu vào ............................................................................................12
1.4.4. Các tín hiệu đầu ra (các bộ chấp hành)................................................................12
1.5. Giới thiệu hệ thống điều khiển động cơ của hãng Vinfast ...............................13
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT ...........................................................................16
2.1. Cảm biến ................................................................................................................16
2.1.1. Định nghĩa về cảm biến .......................................................................................16
2.1.2. Các loại cảm biến ................................................................................................16

vi


2.1.3. Phân loại cảm biến...............................................................................................17
2.2. Cơ cấu chấp hành của động cơ ............................................................................17
2.2.1. Định nghĩa và khái niệm về cơ cấu chấp hành ....................................................17
2.2.2. Hệ thống chẩn đoán (OBD) .................................................................................18
2.2.3. Hệ thống EFI (Phun nhiên liệu điện tử) ..............................................................19
2.2.4. Hệ thống ESA (Đánh lửa sớm bằng điện tử).......................................................22
2.2.5. Hệ thống ISC (điều khiển tốc độ không tải) ........................................................24
2.2.6. Mô tơ điều khiển bướm ga ..................................................................................25
2.3. Các thông số giá trị của các cảm biến .................................................................25
2.4. Cảm biến vị trí trục khuỷu (NE) .........................................................................26
2.4.1. Chức năng ............................................................................................................26
2.4.2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động: .........................................................................26
2.4.3. Thông số kỹ thuật ................................................................................................27
2.4.4. Vị trí cảm biến .....................................................................................................27
2.4.5. Cách kiểm tra cảm biến .......................................................................................27
2.5. Cảm biến vị trí trục cam (G) ...............................................................................28
2.5.1. Chức năng ............................................................................................................28
2.5.2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động ..........................................................................28
2.5.3. Thông số kỹ thuật ................................................................................................29
2.5.4. Vị trí cảm biến .....................................................................................................29
2.5.5. Cách kiểm tra cảm biến .......................................................................................30
2.6. Cảm biến lưu lượng khí nạp, màng nhiệt (MAF) ..............................................30
2.6.1. Chức năng ............................................................................................................30
2.6.3. Thông số kỹ thuật ................................................................................................31
2.6.4. Các chân của cảm biến ........................................................................................31
2.6.5. Vị trí của cảm biến ..............................................................................................31
2.6.6. Cách kiểm tra cảm biến .......................................................................................31

2.7. Cảm biến chân không (MAP) ..............................................................................31
2.7.1. Chức năng ............................................................................................................31
2.7.2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt đông ..........................................................................32
2.7.3. Thông số kỹ thuật. ...............................................................................................33
2.7.4. Các chân của của biến ........................................................................................33
2.7.5. Vị trí cảm biến .....................................................................................................33
2.7.6. Cách kiểm tra cảm biến .......................................................................................33
2.8. Cảm biến nhiệt độ khơng khí nạp (ATS) ...........................................................34
2.8.1. Chức năng ............................................................................................................34
vii


2.8.2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động ..........................................................................34
2.8.3. Thông số kỹ thuật ................................................................................................35
2.8.4. Các chân cảm biến ...............................................................................................35
2.8.5. Vị trí cảm biến .....................................................................................................35
2.8.6. Cách kiểm tra cảm biến .......................................................................................36
2.9. Cảm biến nhiệt độ nước làm mát (ECT) ............................................................36
2.9.1. Chức năng ............................................................................................................36
2.9.2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động ..........................................................................37
2.9.3. Thông số kỹ thuật ................................................................................................38
2.9.4. Các chân của cảm biến ........................................................................................38
2.9.5. Vị trí của cảm biến ..............................................................................................39
2.9.6. Cách kiểm tra cảm biến .......................................................................................39
2.10. Cảm biến vị trí bướm ga (TPS) .........................................................................39
2.10.1. Chức năng ..........................................................................................................39
2.10.2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động ........................................................................39
2.10.3. Thơng số kỹ thuật ..............................................................................................41
2.10.4 Vị trí cảm biến ....................................................................................................41
2.10.5. Cách kiểm tra cảm biến .....................................................................................42

2.11. Cảm biến vị trí bàn đạp ga (APS) .....................................................................42
2.11.1. Chức năng ..........................................................................................................42
2.11.2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động ........................................................................42
2.11.3. Thông số kỹ thuật ..............................................................................................44
2.11.4. Vị trí cảm biến ...................................................................................................44
2.11.5. Cách kiểm tra cảm biến .....................................................................................45
2.12. Cảm biến oxy (OXY) ..........................................................................................45
2.12.1. Chức năng ..........................................................................................................45
2.12.2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động ........................................................................45
2.12.3. Thơng số kỹ thuật ..............................................................................................48
2.12.4. Vị trí cảm biến ...................................................................................................48
2.12.5. Cách kiểm tra cảm biến .....................................................................................49
2.13. Cảm biến tiếng gõ (KNK) ..................................................................................49
2.13.1. Chức năng ..........................................................................................................49
2.13.2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động ........................................................................49
2.13.3. Thơng số kỹ thuật ..............................................................................................50
2.13.4. Vị trí cảm biến ...................................................................................................50
2.13.5. Cách kiểm tra cảm biến .....................................................................................51
viii


2.14. Cảm biến đo tốc độ xe (VSS) .............................................................................51
2.14.1. Chức năng ..........................................................................................................51
2.14.2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động ........................................................................51
2.14.3. Thơng số kỹ thuật ..............................................................................................54
2.14.4. Vị trí cảm biến ...................................................................................................54
2.14.5. Cách kiểm tra cảm biến .....................................................................................54
CHƯƠNG 3: CHẾ TẠO THIẾT BỊ ..........................................................................55
3.1. Giới thiệu về các thiết bị và linh kiện dùng để chế tạo......................................55
3.1.1. Arduino mega 2560 .............................................................................................55

3.1.2. Mạch LCD 20x4 ..................................................................................................59
3.1.3. Module LCD I2C .................................................................................................60
3.1.4. Module hạ áp Lm2596Hvs ..................................................................................60
3.1.5. Chiết áp ................................................................................................................61
3.1.6. Điện trở ................................................................................................................62
3.1.7. Tụ điện .................................................................................................................63
3.1.8. Jack cắm ..............................................................................................................64
3.2. Thiết kế, mô phỏng mạch điện của thiết bị trên phần mềm Proteus ...............65
3.3. Chế tạo hộp thiết bị giả lập ..................................................................................66
3.3.1. Chọn vật liệu thi công..........................................................................................66
3.3.2. Thiết kế hộp thiết bị .............................................................................................67
3.3.4. Tiến hành gia công vỏ hộp theo đúng thiết kế ....................................................68
3.3.5. Tiến hành lắp ráp các linh kiện............................................................................69
3.4. Giới thiệu mơ hình ................................................................................................78
CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ............................................79
4.1. Kết quả thực hiện đề tài .......................................................................................79
4.2. Ưu điểm và nhược điểm của hệ thống: ...............................................................79
4.2.1. Ưu điểm ...............................................................................................................79
4.2.2. Nhược điểm .........................................................................................................79
KẾT LUẬN...................................................................................................................81
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...........................................................................................82

ix


DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ
Bảng 2.1. Giá trị điện áp của các cảm biến……………………………………………25
Bảng 2.2. Thông số điện áp cảm biến THA…………………………………………..35
Bảng 2.3. Thông số kỹ thuật cảm biến nhiệt độ nước làm mát……………………….37
Bảng 3.1. Thông số kỹ thuật của mạch điều khiển Arduino Mega 2560……………..57

Bảng 3.2. Thông số kỹ thuật mạch Module I2C…………………….………………..59
Bảng 3.3. Thông số kỹ thuật mạch hạ áp 3A……………….……………………..….60

Hình 1.1. Sơ đồ tổng quan về hệ thống điều khiển động cơ…………………………...8
Hình 1.2. Sơ đồ cấu trúc điều khiển động cơ…………………………………….…….9
Hình 1.3. Cấu tạo bộ điều khiển ECU…………………………….……………..…….10
Hình 1.4. Sơ đồ cấu trúc cơ bản của ECU…………………………………………….11
Hình 1.5. Các tín hiệu đầu vào và đầu ra với ECU là bộ xử lí trung tâm………………13
Hình 1.6. Hệ thống điều khiển động cơ ơ tơ Vinfast …………………………………14
Hình 1.7. Bộ điều khiển động cơ ơ tơ Vinfast …………………..…………………….15
Hình 2.1. Cấu tạo của hệ thống OBD……………….…………………….…………...18
Hình 2.2. Hệ thống phun xăng điện tử EFI.……………………………………….…..19
Hình 2.3. Sơ đồ hoạt động của hệ thống phun xăng điện tử…………………………21
Hình 2.4. Cấu tạo hệ thống đánh lửa ESA…………………………..………………...22
Hình 2.5. Mạch đánh lửa ESA.………………………………………………………..23
Hình 2.6. Mạch đánh lửa trực tiếp………………………………..…………………...24
Hình 2.7. Mạch đánh lửa kiểu phân phối………………….…………………………..24
Hình 2.8. Vị trí của mơ tơ điều khiển bướm ga……………………………………….25
Hình 2.9. Sơ đồ mạch điện cảm biến vị trí trục khuỷu………………………………....27
Hình 2.10. Vị trí đặt cảm biến trục khuỷu……………………………………………..27
Hình 2.11. Cấu tạo cảm biến trục cam……………………………….………………..28
Hình 2.12. Sơ đồ mạch điện cảm biến trục cam……………………………………….29
Hình 2.13. Vị trí đặt cảm biến trục cam…………….…………………………..……..29
Hình 2.14. Cấu tạo cảm biến lưu lượng khí nạp……….……………………………...30
Hình 2.15.Vị trí đặt cảm biến MAF……………………………………………………31
Hình 2.16. Cấu tạo của cảm biến……………………………………………………...32
Hình 2.17. Sơ đồ mạch điện cảm biến…………………………………………………32
Hình 2.18. Vị trí đặt cảm biến MAP…………………………………………………..33
Hình 2.19. Cấu tạo của cảm biến THA………………………………………..….…...34
x



Hình 2.20. Sơ đồ mạch điện cảm biến THA..................................................................34
Hình 2.21. Vị trí đặt cảm biến MAP…………………………..………..……………..35
Hình 2.22. Cấu tạo của cảm biến nhiệt độ nước làm mát……………………………..36
Hình 2.23. Sơ đồ mạch điện cảm biến…………………….………………………..…37
Hình 2.24. Vị trí đặt cảm biến………………………………………..………………..38
Hình 2.25. Sơ đồ mạch điện cảm biến………………………………….……………..39
Hình 2.26. Cấu tạo cảm biến vị trí bướm ga loại Hall………………………………...40
Hình 2.27. Sơ đồ mạch điện cảm biến loại Hall…………………….…………...…….40
Hình 2.28. Vị trí đặt cảm biến……………………………….…………………………41
Hình 2.29. Sơ đồ mạch điện cảm biến loại tuyến tính…………………….…………..42
Hình 2.30. Sơ đồ mạch điện của cảm biến loại Hall…………………………………..43
Hình 2.31. Vị trí đặt cảm biến……………………………..…………………..………44
Hình 2.32. Cấu tạo của cảm biến Oxy…………………………..……………………..45
Hình 2.33. Cấu tạo của cảm biến Oxy loại Wedeband (A/F sensor)..……………..….46
Hình 2.34. Sơ đồ mạch điện của cảm biến……………………..……………………...47
Hình 2.35. Cấu tạo cảm biến……………………………..…………………………....48
Hình 2.36. Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa điện áp và tần số………………………49
Hình 2.37. Tín hiệu cảm biến tiếng gõ………………………….……………………..49
Hình 2.38. Vị trí đặt của cảm biến…………………………………….………………50
Hình 2.39. Sơ đồ nguyên lý hoạt động……………………….……………………..…51
Hình 2.40. Cấu tạo của cảm biến loại từ………………………………………..……..51
Hình 2.41. Sơ đồ mạch điện cảm biến..………………………..………………....…...52
Hình 2.42. Cấu tạo của cảm biến loại từ trở……………………………………………52
Hình 2.43. Sơ đồ nguyên lý hoạt động………………………………….……………..53
Hình 3.1. Vi điều khiển trên Aduirno Mega 2560…………………………..………....55
Hình 3.2. Mạch LCD 20x4…………………………..…..………….………………....58
Hình 3.3. Module I2C (phải) và sơ đồ chân (trái) ………………………………..…...59
Hình 3.4. Module hạ áp Lm2596s……………………………..…………..…….……60

Hình 3.5. Chiết áp (trái) và núp chụp (phải) …………………………..………….…..61
Hình 3.6. Cấu tạo của chiết áp 3 chân………………………………………….……...61
Hình 3.7. Các loại điện trở dân dụng…………………………………………..….…..62
Hình 3.8. Các loại tụ điện……………………………………….……………….…….63
Hình 3.9. Kí hiệu tụ điện trong bảng mạch…………………………..………………..63
Hình 3.10. Jack bắp chuối 4mm đực + cái…………………………..………………...64
Hình 3.11. Mơ phỏng hoạt động của máy giả lập tín hiệu…………………………….64
Hình 3.12. Thử vận hành hệ thống trên tấm Breadboard đơn giản…………………….65
xi


Hình 3.13. Nhựa Mica dùng trong quá trình chế tạo………………………..……..…..66
Hình 3.14. Bản vẽ thiết kế vỏ hộp thiết bị qua phần mềm CorelDRAW…………….…67
Hình 3.16. Quá trình lắp ráp các linh kiện trên hệ thống………………………….…..67
Hình 3.17. Mặt trong của hệ thống khi lắp ráp linh kiện……..…………………...…..68
Hình 3.18. Mặt ngồi của hệ thống khi lắp ráp linh kiện………………………….…..69
Hình 3.19. Tiến hành nạp Code cho hệ thống……………………..…………………..69
Hình 3.20. Hình ảnh bản vẽ thiết kế vỏ đựng…………………………….……..…….70
Hình 3.21. Ảnh 3d mơ phỏng hệ thống giả lập…………………………….……..…….70
Hình 3.22. Thiết bị khi kết nối với ECU và IC bobin đánh lửa………………………..75
Hình 4.1. Thiết bị giả lập sau khi hoàn thành…………………………….……..…….80

xii


DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

Tên gọi trong
sách viết tắt


Tên tiếng Anh

Tên phiên dịch

ECU

Electronic Control Unit

Bộ điều khiển điện tử

GDI

Gasoline Direct Injection

Động cơ phun xăng trực tiếp

DIS

Gasoline Direct Injection

Hệ thống đánh lửa trực tiếp

ESA

Electronic Spark Advance

Đánh lửa sớm điện tử

EFI


Electronic Fuel Injection

Hệ thống phun xăng điện tử

ISC

Idle Speed Control

Hệ thống điều khiển tốc độ khơng tải

IGT

Ignition Timing

Tín hiệu đánh lửa do ECU cung cấp
đến IC của hãng TOYOTA

Integrated Circuit

Mạch tích hợp

Central Processing Unit

Bộ xử lí trung tâm

IC
CPU
G

Camshaft position

sensor/CPS

Cảm biến vị trí trục cam

NE

Crankshaft position
sensor/KPS

Cảm biến vị trí trục khuỷu

VSS

Vehicke speed sensor

Cảm biến tốc độ ô tô

TPS

Throttle position sensor

Cảm biến vị trí bướm ga

APS

Acceleration pedal position
sensor

Cảm biến vị trí bàn đạp ga


KNK

Detonation sensor, Knock
sensor

Cảm biến tiếng gõ

ATS

Air temperature sensor

Cảm biến nhiệt độ khí nạp

ECT

Engine Coolant Temperature Cảm biến nhiệt độ nước làm mát

MAF

Mass Air Flow Sensor

Cảm biến lưu lượng khí nạp

MAP

Manifold Absolute Pressure
Sensor

Cảm biến áp suất đường ống nạp


OXY

oxygen sensor

Cảm biến OXY

xiii


Nghiên cứu, thiết kế thiết bị giả lập tín hiệu kiểm tra hệ thống điều khiển động cơ ô tô

MỞ ĐẦU
1. Mục đích thực hiện đề tài
Ngày nay ơ tơ là phương tiện được sử dụng rộng rãi và thông dụng, do nền công
nghiệp đang phát triển mạnh nên các trang thiết bị và hệ thống trên xe cũng được cải
tiến rất nhiều nhằm đảm bảo độ tin cậy đối với người tiêu dùng. Thực tế hiện nay mật
độ ô tô di chuyển trên đường ngày càng cao, các lỗi về điều khiển động cơ ngày càng
cao. Điều này đang trong tình trạng báo động vì thế hiện nay hệ thống điều khiển động
cơ ngày càng cải tiến, tiêu chuẩn về hệ thống điều khiển động cơ được kiểm tra nghiêm
ngặt.
Hệ thống điều khiển động cơ có vai trị quan trọng trong quá trình hoạt động của
động cơ và di chuyển ơ tơ, đảm bảo an tồn cho người sử dụng khi lưu thông trên đường.
Ngày nay hệ thống điều khiển động cơ đang phát triển đa dạng về chủng loại và
cấu tạo, để đáp ứng được yêu cầu sửa chữa tốt thì người kỹ sư phải được đào tạo một
cách khoa học, bài bản có hệ thống để đáp ứng nhu cầu hiện nay. Trong đó việc tham
khảo tài liệu giúp người kỹ sư có cơ sở và thơng số kỹ thuật trong quá trình sửa chữa.
Thực hành thực tế giúp người kỹ sư tự tin khi bước vào nghề do đó nhóm chúng em
quyết định thực hiện đề tài “Nghiên cứu, thiết kế thiết bị giả lập tín hiệu kiểm tra hệ
thống điều khiển động cơ ô tô’’.
2. Mục tiêu nghiên cứu

- Tìm hiểu tổng quát về hệ thống điều khiển động cơ ơ tơ
- Nhóm chúng em có ý tưởng thiết kế một thiết bị có thể chuẩn đốn chính, tiết
kiệm thời gian cho việc bảo dưỡng và sửa chữa ô tô
- Nghiên cứu chế tạo ra thiết bị giả lập tín hiệu kiểm tra hệ thống điều khiển
Dựa vào cơ sở những kiến thức đã được học ở trường, cộng với sự tìm tịi, học hỏi
những kiến thức mới. Nhóm sinh viên chúng em đã nghiên cứu, thiết kế, chế tạo hệ
thống thiết bị giả lập tín hiệu kiểm tra hệ thống điều khiển điện tử ô tô để giúp việc bảo
dưỡng và sửa chữa hệ thống điều khiển ô tô trở nên nhẹ nhàng và nhanh chóng.
3. Phạm vi và đối tượng nghiên cứu.
- Phạm vi nghiên cứu: nghiên cứu, thiết kế, chế tạo mô hình.
- Đối tượng nghiên cứu: lĩnh vực cơng nghệ kĩ thuật ô tô. Việc giao tiếp giữa con
người với ô tơ, nắm bắt tình trạng của động cơ ơ tơ.
4. Phương pháp nghiên cứu
Sinh viên thực hiện: Trần Quang Tuyến
Nguyễn Bảo Long
Nguyễn Thái Bảo Khang

GVHD: ThS Đỗ Phú Ngưu

1


Nghiên cứu, thiết kế thiết bị giả lập tín hiệu kiểm tra hệ thống điều khiển động cơ ô tô

Trong quá trình nghiên cứu thực hiện đề tài, chúng em đã sử dụng một số phương
pháp nghiên cứu sau:
- Phương pháp phân tích và tổng hợp lý thuyết: nghiên cứu tài liệu, thơng tin khác
nhau bằng cách phân tích chúng thành từng bộ phận để tìm hiểu sâu sắc về đối tượng.
Sau đó liên kết từng nội dung đã phân tích tạo ra một hệ thống lý thuyết mới đầy đủ và
chính xác hơn

- Phương pháp phân loại và hệ thống hố lý thuyết: sắp xếp các tài liệu có tính
khoa học theo từng tiêu đề, đề mục có liên quan đến đề tài nghiên cứu
- Tra cứu thông tin trên mạng Internet, các trang Webside. So sánh và chọn lọc để
sử dụng các thơng tin có liên quan, cần thiết và đáng tin cậy.
5. Bố cục thuyết minh
Chương 1. TỔNG QUAN
Chương 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Chương 3. CHẾ TẠO THIẾT BỊ
Chương 4. KẾT QUẢ VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN

Sinh viên thực hiện: Trần Quang Tuyến
Nguyễn Bảo Long
Nguyễn Thái Bảo Khang

GVHD: ThS Đỗ Phú Ngưu

2


Nghiên cứu, thiết kế thiết bị giả lập tín hiệu kiểm tra hệ thống điều khiển động cơ ô tô

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1. Xu hướng phát triển
Trong vòng 20 năm trở lại đây, cơng nghiệp ơ tơ đã có những sự thay đổi lớn lao.
Đặc biệt hệ thống điện và điện tử trên ơ tơ đã có những bước phát triển vượt bậc nhằm
đáp ứng các yêu cầu: tăng công suất động cơ, giảm tiêu hao nhiên liệu, giảm độ độc hại
của khí thải, tăng tính an tồn và tiện nghi của ô tô. Ngày nay chiếc ô tô là một hệ thống
phức tạp bao gồm cơ khí và điện tử. Tuy nhiên có thể dễ dàng thấy rằng các thiết bị điện
tử đang dần thay thế các thiết bị cơ và thuỷ lực trong các thế hệ xe hơi này. Trên hầu hết
các hệ thống điện ô tô đều có mặt các bộ vi xử lí để điều khiển các quá trình của hệ

thống. Các hệ thống mới lần lượt ra đời và được ứng dụng rộng rãi trên các loại xe, từ
các hệ thống điều khiển động cơ và hộp số cho đến các hệ thống an toàn và tiện nghi
trên ơ tơ. Điển hình như hệ thống đánh lửa điện tử đã thay cho hệ thống đánh lửa điều
khiển bằng vít lửa, bộ chế hồ khí đã được thay bằng hệ thống phun xăng điện tử.
Sự phát triển của ngành công nghiệp ô tô gắn liền với sự phát triển của các chíp xử
lý những tiến bộ của ngành công nghiệp cảm biến và những thành tựu trong lĩnh vực
truyền thông.
Trên các ô tô hiện đại ngày nay, để đảm bảo an toàn cũng như tiết kiệm nhiên liệu
cho động cơ thì hầu hết các động cơ đều được điều khiển hoàn toàn bằng một hệ thống
điện tử, hệ thống điều khiển này gọi là hệ thống điều khiển động cơ, trong đó ECU có
nhiệm vụ nhận tín hiệu từ các cảm biến và điều khiển động cơ thông qua các bộ chấp
hành được gắn trên động cơ. Hệ thống này giúp xe vận hành một cách êm ái, tiết kiệm
nhiên liệu và giảm khí thải độc hại gây ô nhiễm môi trường.
Trên thế giới hiện nay, nhiều nước châu Âu hướng đến tiêu chuẩn khí thải (EURO
5, EURO 6) hạn chế gây hại ô nhiễm môi trường. Chính vì lẽ đó, ECU đóng vai trị cực
kỳ quan trọng trong việc làm giảm khí thải, một cách phổ biến nhất hiện nay như là việc
ô tô được trang bị thêm bộ hoá khử (TWC – Three way catalyst), bộ hoá khử này sẽ hoạt
động cao nhất ở tỷ lệ hồ khí lý tưởng, thơng qua cảm biến Oxy xác định phần hồ khí
tức thời trong khí nạp gửi tín hiệu về ECU nhằm điều chỉnh tỷ lệ hồ khí thích hợp ở
từng điều kiện nhất định.
Chúng ta phải tìm hiểu nguyên lý hoạt động của các cảm biến gắn trên động cơ
xem chúng hoạt động thế nào, vị trí cũng như cấu tạo của cảm biến, thơng qua đó sẽ xác
định phương pháp kiểm tra các cảm biến, khắc phục các sự cố do các cảm biến gây ra.

Sinh viên thực hiện: Trần Quang Tuyến
Nguyễn Bảo Long
Nguyễn Thái Bảo Khang

GVHD: ThS Đỗ Phú Ngưu


3


Nghiên cứu, thiết kế thiết bị giả lập tín hiệu kiểm tra hệ thống điều khiển động cơ ô tô

1.2. Quá trình ra đời và phát triển của hệ thống điều khiển động cơ [2]
Vào thế kỷ 19, một kỹ sư người Pháp – ông Stevan đã nghĩ ra cách phun nhiên liệu
cho một máy nén khí. Sau đó một thời gian, một người Đức đã cho phun nhiên liệu vào
buồng cháy nhưng không hiệu quả. Đầu thế kỷ 20, người Đức áp dụng hệ thống phun
nhiên liệu trong động cơ 4 thì tĩnh tại (nhiên liệu dùng trên động cơ này là dầu hoả nên
hay bị kích nổ và hiệu suất rất thấp). Tuy nhiên, sáng kiến này đã được ứng dụng thành
công trong việc chế tạo hệ thống cung cấp nhiên liệu cho máy bay ở Đức. Đến năm
1966, hãng BOSCH đã thành công trong việc chế tạo hệ thống phun xăng kiểu cơ khí.
Trong hệ thống phun xăng này, nhiên liệu được phun liên tục vào trước xupap hút nên
có tên gọi là K – Jetronic (K – Konstant – liên tục, J – Jetronic – phun). K – Jetronic
được đưa vào sản xuất và ứng dụng trên các xe của hãng Mercedes và một số xe khác,
là nền tảng cho việc phát triển các hệ thống phun xăng thế hệ sau như KE – Jetronic,
Mono – Jetronic, L – Jetronic, Jetronic, Motronic…
Tên tiếng Anh của K – Jetronic CIS (Continuous injection system) đặc trưng cho
các hãng xe Châu Âu và có 4 loại cơ bản cho CIS là: K – Jetronic, K – Jetronic với với
các cảm biến oxy và KE – Jetronic (có kết hợp điều khiển bằng điện tử) hoặc KE –
Motronic (kèm điều khiển góc đánh lửa sớm). Do hệ thống phun cơ khí cịn nhiều nhược
điểm nên đầu những năm 80, BOSCH đã cho ra đời hệ thống phun sử dụng kim phun
điều khiển bằng điện. Có hai loại: hệ thống L – Jetronic (lượng nhiên liệu phun được
xác định bằng cảm biến đo lưu lượng khí nạp) và D – Jetronic (lượng nhiên liệu phun
được xác định dựa vào áp suất trên đường ống nạp).
Đến năm 1984, người Nhật (mua bản quyền của BOSCH) đã ứng dụng hệ thống
phun xăng L – Jetronic và D – Jetronic trên các xe hãng TOYOTA (dùng với động cơ
4A – ELU). Đến năm 1987, hãng Nissan dùng L – Jetronic thay cho bộ chế hồ khí của
xe Nissan Sunny.

Song song với sự phát triển của hệ thống phun xăng, hệ thống đánh lửa điều khiển
theo chương trình (ESA – Electronic Spark Advance) cũng được đưa vào sử dụng vào
những năm đầu thập kỷ 80. Sau đó, vào đầu những năm 90, hệ thống đánh lửa trực tiếp
(DIS – Direct Ignitinon System) ra đời, cho phép khơng sử dụng delco và hệ thống này
đã có mặt trên hầu hết các xe thế hệ mới.
Ngày nay, gần như hầu hết tất cả ô tô đều được trang bị hệ thống điều khiển động
cơ, cả động cơ xăng và động cơ Diesel theo chương trình, giúp động cơ đáp ứng được
các yêu cầu gắt gao về khí xả và tính tiết kiệm nhiên liệu. Thêm vào đó công suất động
cơ cũng được cải thiện rõ rệt.

Sinh viên thực hiện: Trần Quang Tuyến
Nguyễn Bảo Long
Nguyễn Thái Bảo Khang

GVHD: ThS Đỗ Phú Ngưu

4


Nghiên cứu, thiết kế thiết bị giả lập tín hiệu kiểm tra hệ thống điều khiển động cơ ô tô

Những năm gần đây, một thế hệ mới của động cơ phun xăng đã ra đời. Đó là động
cơ phun xăng trực tiếp GDI (Gasoline Direct Injection). Trong tương lai gần, chắc chắn
GDI sẽ được sử dụng rộng rãi.
1.3. Phân loại và ưu điểm
1.3.1. Phân loại
Các hệ thống điều tự động trên ô tô ngày nay rất đa dạng, sử dụng nhiều loại cảm
biến và cơ cấu chấp hành khác nhau. Chúng có cấu tạo và nguyên lý làm việc khá phức
tạp, các cảm biến có dạng tín hiệu đa dạng, các cơ cấu chấp hành lại địi hỏi dạng tín
hiệu điều khiển khác nhau

Hệ thống phun nhiên liệu có thể được phân loại theo nhiều kiểu
Nếu phân biệt theo cấu tạo kim phun ta có hai loại:
- Loại CIS (Continuous Injection System):
Đây là kiểu sử dụng kim phun cơ khí, gồm bốn loại cơ bản:
+ Hệ thống K – Jetronic: việc phun nhiên liệu được điều khiển hoàn toàn bằng
cơ khí.
+ Hệ thống K – Jetronic có cảm biến khí thải: có thêm một cảm biến oxy.
+ Hệ thống KE – Jetronic: hệ thống K-Jetronic với mạch điều chỉnh áp lực phun
bằng điện tử.
+ Hệ thống KE – Motronic: kết hợp với việc điều khiển đánh lửa bằng điện tử.
- Loại AFC (Air Flow Controlled Fuel Injection)
Sử dụng kim phun điều khiển bằng điện. Hệ thống phun xăng với kim phun điện có thể
chia làm hai loại chính:
+ D-Jetronic (xuất phát từ chữ Druck trong tiếng Đức là áp suất): với lượng xăng
phun được xác định bởi áp suất sau cánh bướm ga bằng cảm biến MAP (Manifold
absolute pressure sensor).
+ L-Jetronic (xuất phát từ chữ Luft trong tiếng Đức là khơng khí): với lượng xăng
phun được tính tốn dựa vào lưu lượng khí nạp lấy từ cảm biến đo gió loại cánh trượt.
Sau đó có các phiên bản: LH – Jetronic với cảm biến đo gió dây nhiệt, LU – Jetronic
với cảm biến gió kiểu siêu âm…
Nếu phân biệt theo vị trí lắp đặt kim phun, hệ thống phun xăng AFC được chia làm
hai loại:
- Loại TBI (Throttle Body Injection) – phun đơn điểm
Hệ thống này cịn có các tên gọi khác như: SPI (single point injection), CI (central
injection), Mono – Jetronic. Đây là loại phun trung tâm. Kim phun được bố trí phía trên
cánh bướm ga và nhiên liệu được phun bằng một hay hai kim phun. Nhược điểm của hệ
Sinh viên thực hiện: Trần Quang Tuyến
Nguyễn Bảo Long
Nguyễn Thái Bảo Khang


GVHD: ThS Đỗ Phú Ngưu

5


Nghiên cứu, thiết kế thiết bị giả lập tín hiệu kiểm tra hệ thống điều khiển động cơ ô tô

thống này là tốc độ dịch chuyển của hịa khí tương đối thấp do nhiên liệu được phun ở
vị trí xa xupap hút và khả năng thất thoát trên đường ống nạp. Loại MPI (Multi Point
Fuel Injection) - phun đa điểm. Đây là hệ thống phun nhiên liệu đa điểm, với mỗi kim
phun cho từng xylanh được bố trí gần supap hút (cách khoảng 10 – 15 mm). Ống góp
hút được thiết kế sao cho đường đi của khơng khí từ bướm ga đến xylanh khá dài, nhờ
vậy, nhiên liệu phun ra được hịa trộn tốt với khơng khí nhờ xốy lốc. Nhiên liệu cũng
khơng cịn thất thốt trên đường ống nạp. Hệ thống phun xăng đa điểm ra đời đã khắc
phục được các nhược điểm cơ bản của hệ thống phun xăng đơn điểm. Tùy theo cách
điều khiển kim phun, hệ thống này có thể chia làm ba loại chính:
- Phun độc lập hay phun từng kim (Independent injection)
- Phun nhóm (Group injection)
- Phun đồng loạt (Simultaneous injection)
Nếu căn cứ vào đối tượng điều khiển theo chương trình, người ta chia hệ thống
điều khiển động cơ ra ba loại chính: chỉ điều khiển phun xăng (EFI – electronic fuel
injection theo tiếng Anh hoặc Jetronic theo tiếng Đức), chỉ điều khiển đánh lửa (ESA –
electronic spark advance) và loại tích hợp tức điều khiển cả phun xăng và đánh lửa (hệ
thống này có nhiều tên gọi khác nhau: Bosch đặt tên là Motronic, Toyota có tên (TCCS–
Toyota Computer Control System), Nissan gọi tên là (ECCS – Electronic Concentrated
Control System…) Nhờ tốc độ xử lý của CPU khá cao, các hộp điều khiển động cơ đốt
trong ngày nay thường gồm cả chức năng điều khiển hộp số tự động và quạt làm mát
động cơ.
Nếu phân biệt theo kỹ thuật điều khiển ta có thể chia hệ thống điều khiển động cơ
làm hai loại: Analog và Digital

Ở những thế hệ đầu tiên xuất hiện từ 1979 đến 1986, kỹ thuật điều khiển chủ yếu
dựa trên các mạch tương tự (Analog). Ở các hệ thống này, tín hiệu đánh lửa lấy từ âm
bobine được đưa về hộp điều khiển để, từ đó, hình thành xung điều khiển kim phun. Sau
đó, đa số các hệ thống điều khiển động cơ đều được thiết kế, chế tạo trên nền tảng của
các bộ vi xử lý (digital).
1.3.2. Ưu điểm của hệ thống phun xăng
Hệ thống phun xăng điện tử được trang bị các cảm biến để nhận biết chế độ hoạt
động của động cơ (các Sensors) và bộ điều khiển trung tâm (Computer) để điều khiển
chế độ hoạt động của động cơ ở điều kiện tối ưu nhất. Vì vậy Hệ thống phun xăng có
nhiều ưu điểm hơn bộ chế hịa khí là:
- Dùng áp suất làm tới xăng thành những hạt bụi sương hết sức nhỏ

Sinh viên thực hiện: Trần Quang Tuyến
Nguyễn Bảo Long
Nguyễn Thái Bảo Khang

GVHD: ThS Đỗ Phú Ngưu

6


Nghiên cứu, thiết kế thiết bị giả lập tín hiệu kiểm tra hệ thống điều khiển động cơ ô tô

- Phân phối hơi xăng đồng đều đến từng xylanh một và giảm thiểu xu hướng kích
nổ bởi hồ khí lỗng hơn
- Động cơ chạy không tải êm dịu hơn
- Tiết kiệm nhiên liệu nhờ điều khiển được lượng xăng chính xác, bốc hơi tốt, phân
phối xăng đồng đều
- Giảm được các khí thải độc hại nhờ hồ khí lỗng
- Mơmen xoắn của động cơ phát ra lớn hơn, khởi động nhanh hơn, sấy nóng máy

nhanh và động cơ làm việc ổn định hơn
- Tạo ra công suất lớn hơn, khả năng tăng tốc tốt hơn do khơng có họng khuếch
tán gây cản trở động cơ như bộ chế hồ khí
- Hệ thống đơn giản hơn bộ chế hồ khí điện tử vì khơng cần đến cánh bướm gió
khởi động, khơng cần các vít hiệu chỉnh
- Gia tốc nhanh hơn nhờ xăng bốc hơi tốt hơn lại được phun vào xylanh tận nơi
- Đạt được tỉ lệ hồ khí dễ dàng
- Duy trì được hoạt động lý tưởng trên phạm vi rộng trong các điều kiện vận hành
- Giảm lượng khí thải gây ô nhiễm môi trường
1.3.3. Ưu điểm của hệ thống đánh lửa ESA
- Góc ngậm điện ln được điều chỉnh theo tốc độ động cơ và hiệu điện thế Accu,
đảm bảo hiệu điện thế thứ cấp có giá trị cao ở mọi thời điểm
- Động cơ khởi động dễ dàng, cầm chừng êm dịu, tiết kiệm nhiên liệu và giảm sự
độc hại của khí thải
- Góc đánh lửa sớm được điều chỉnh tối ưu cho từng chế độ hoạt động của động
cơ
- Cơng suất và đặc tính động học của động cơ được cải thiện rõ rệt
- Có khả năng điều khiển chống kích nổ cho động cơ
- Ít bị hư hỏng, có tuổi thọ cao và khơng cần bảo dưỡng
1.4. Hệ thống điều khiển động cơ ô tô
Hệ thống điều khiển bao gồm: ngõ vào (Input) với chủ yếu là các cảm biến; Bộ
điều khiển trng tâm ECU là bộ não của hệ thống; Ngõ ra (Output) bao gồm các cơ cấu
chấp hành (Actuators) như: kim phun, đánh lửa…
Cảm biến liên tục kiểm sốt tình trạng của động cơ và báo về cho bộ điều khiển
ECU biết. Từ đó ECU sẽ tính tốn, xử lý tín hiệu và đưa ra tín hiệu điều khiển đến các
cơ cấu chấp hành.
Chương trình điều khiển động cơ được nhà chế tạo viết và cài đặt sẵn trong bộ nhớ
của ECU. Tuỳ thuộc vào từng chế đọ làm việc hay tình trạng của động cơ mà ECU sẽ
Sinh viên thực hiện: Trần Quang Tuyến
Nguyễn Bảo Long

Nguyễn Thái Bảo Khang

GVHD: ThS Đỗ Phú Ngưu

7