MỤC LỤC


Chương 1: Khái quát hệ thống điều khiển động cơ trên ô tô

Trang[2]

CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN
ĐỘNG CƠ TRÊN Ô TÔ
1.1 Đặt vấn đề
Hiện nay ngành công nghệ ô tô đã có những bước phát triển vượt bậc, trên xe ô
tô hiện đại đã xuất hiện những hệ thống như: Hệ thống điều khiển động cơ bằng điện
tử, hệ thống chống bó cứng phanh (ABS), bộ phận phân bố lực phanh điện tử (EBD)…
và đặc biệt đó là hệ thống điều khiển động cơ.
Để giúp chúng em tiếp cận những công nghệ điện tử mới đã được ứng dụng trên
xe ô tô, Thầy đã đưa vào hướng dẫn chúng em làm đồ án tốt nghiệp. Cuốn đồ án viết
về chuyên đề động cơ 1NZ-FE của xe TOYOTA VIOS 2004.
1.2 Giới hạn đề tài
Đề tài chỉ giới hạn ở việc giới thiệu về động cơ 1NZ-FE được sử dụng trên xe
VIOS 2004, các cơ cấu cơ khí và hệ thống điều khiển động cơ. Đồng thời trình bày quá
trình chẩn đoán, khắc phục hư hỏng của các cơ cấu chính cũng như các cảm biến trên
động cơ 1NZ-FE.
1.3 Lý do chọn đề tài
Ngành công nghiệp ô tô Việt Nam tuy mới phát triển nhưng cũng đã đạt được
những thành tựu đáng kể. Trên thị trường Việt Nam hiện nay có rất nhiều loại ô tô sự
đa dạng về chủng loại đặc biệt là tính hiện đại về kết cấu mức độ tự động hóa của hệ
thống trang bị điện trên ôtô hiện đại đang là nhu cầu tìm hiểu của nhiều người. Đối với
sinh viên việc học tập tìm hiểu và thực hành thực tế để nâng cao hiểu biết về hệ thống
điện trên xe ô tô vẫn còn có hạn chế gây khó khăn ảnh hưởng đến quá trình phát triển
bản thân.
Xuất phát từ những nhu cầu thực tế quan trọng đó, chúng em được giao nhiệm vụ

nghiên cứu và làm Đồ án tốt ngiệp với đề tài: “Lắp đặt và bảo dưỡng hệ thống điều
khiển động cơ trên xe Toyota Vios 2004”. Đây là một đề tài bổ ích mang tính
thiết thực giúp em hoàn thiện hơn trong việc kết hợp lý thuyết và thực hành. Hy vọng
dưới sự chỉ dạy của thầy giáo hướng dẫn giúp nhóm em nắm vững về hệ thống.


Chương 1: Khái quát hệ thống điều khiển động cơ trên ô tô

Trang[3]

1.4 Hướng nghiên cứu
Trong quá trình thực hiện đề tài chúng em có sử dụng một số phương pháp sau:
− Tra cứu trong các tài liệu, giáo trình kỹ thuật.
− Đặc biệt trong phần mềm sửa chữa của Toyota.
− Nghiên cứu tìm kiếm thông tin trên mạng Internet, các website trong và ngoài
nước, so sánh và chắt lọc sử dụng những thông tin cần thiết và đáng tin cậy.
− Phân tích và tổng hợp các nguồn dữ liệu thu thập được.
1.5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn đề tài
Tối ưu hóa quá trình cung cấp nhiên liệu, giảm thiểu ô nhiễm môi trường và các
vấn đề liên quan đến hệ thống điều khiển động cơ.
Có thể kết hợp với một số hệ thống khác và tích hợp thêm một số cảm biến trên ô
tô nhằm tăng độ chính xác và an toàn cho người điều khiển xe.
1.6 Các bước thực hiện
− Tham khảo tài liệu.
− Thu thập thông tin liên quan.
− Nghiên cứu chương trình học môn thực hành động cơ 1,2.
− Viết báo cáo.


Chương 2: Tổng quan về lý thuyết cơ sở


Trang[4]

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ LÝ THUYẾT CƠ SỞ
2.1 Giới thiệu hệ thống điều khiển động cơ
Hệ thống điều khiển động cơ bao gồm tín hiệu vào (Input) chủ yếu là tín hiệu của
các cảm biến, bộ điều khiển trung tâm ECM (Engine Control Module) là bộ não của hệ
thống, tín hiệu ra (Output) bao gồm các cơ cấu chấp hành (Actuators): kim phun, van
cầm chừng,…Cảm biến kiểm soát liên tục tình trạng hoạt động của động cơ và báo về
bộ điều khiển ECM, từ đó ECM xử lý tín hiệu và đưa ra tín hiệu điều khiển đến các cơ
cấu chấp hành.

Áp suất ống nạp

Bộ đánh lửa

Vị trí trục cam

Các kim phun

Vị trí trục khuỷu
Bơm nhiên liệu
Tốc độ xe

Nhiệt độ khí nạp

Lưu lượng khí nạp

E
C


Điều khiển cầm

Rơ le chính

Cảm biến oxy
Đèn báo lỗi
Nhiệt độ nước làm mát
Nhiệt độ khí nạp

Giắc dữ liệu

Hình 2.1 Sơ đồ khối hệ thống điều khiển động cơ cơ bản


Chương 2: Tổng quan về lý thuyết cơ sở

Trang[5]

2.2 Các bộ phận chính của hệ thống điều khiển động cơ
2.2.1 Hệ thống điều khiển trung tâm ECM
Hộp điều khiển ECM và được tập hợp của nhiều modul khác nhau, tất cả được
tập hợp trong một bo mạch cứng qua đó tín hiệu được truyền cho nhau với tốc độ
nhanh hơn, tiết kiệm năng lượng và ổn định hơn.

Hình 2.2 Hộp ECM

2.2.2 Hệ thống các cảm biến
Các cảm biến được sử dụng để chuyển các điều kiện hoạt động của động cơ như
cảm biến nhiệt độ nước, cảm biến trục cam, … và các thông số khác thành tín hiệu

điện áp để ECM xử lý và gửi tín hiệu đến bộ chấp hành.
− Cảm biến nhiệt độ nước làm mát: Cảm biến nhiệt độ nước làm mát phát hiện
nhiệt độ nước làm mát với một điện trở bên trong nó mà điện trở này thay đổi
theo nhiệt độ nước làm mát, tín hiệu này được đưa tới ECM động cơ như một
tín hiệu điều khiển.

Hình 2.3 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát


Chương 2: Tổng quan về lý thuyết cơ sở

Trang[6]

− Cảm biến vị trí trục cam: Dùng để xác định thời điểm phun nhiên liệu và thời
điểm đánh lửa so với điểm chết trên ở cuối kì nén.

Hình 2.4 Cảm biến vị trí trục cam
− Cảm biến vị trí trục khuỷu: Dùng để xác định số vòng quay của trục khuỷu, tín
hiệu cảm biến này kết hợp với bộ đo gió để xác định lượng phun nhiên liệu cơ
bản và góc đánh lửa sớm cơ bản.

Hình 2.5 Cảm biến vị trí trục khuỷu
− Cảm biến vị trí bướm ga: Cảm biến vị trí bướm ga phát hiện góc mở của bướm
ga và đưa tín hiệu về ECM

Hình 2.6 Cảm biến vị trí bướm ga


Chương 2: Tổng quan về lý thuyết cơ sở


Trang[7]

− Cảm biến áp suất đường ống nạp: Có nhiệm vụ cung cấp tín hiệu áp suất chân
không dưới dạng điện áp hoặc tần số về bộ xử lý trung tâm để tính toán lượng
nhiên liệu cần cung cấp cho động cơ. Khi xe ở chế độ không tải hoặc nhả ga,
áp suất chân không giảm. Ngược lại, khi tăng tốc hoặc tải nặng, áp suất chân
không tăng lên.

Hình 2.7 Cảm biến áp suất đường ống nạp
2.2.3

Bộ chấp hành

2.2.3.1 Điều khiển đánh lửa
Hệ thống này là một hệ thống dùng ECM động cơ để xác định thời điểm đánh lửa
dựa vào các tín hiệu từ các cảm biến khác nhau. ECM động cơ tính toán thời điểm
đánh lửa từ thời điểm đánh lửa tối ưu được lưu trong bộ nhớ để phù hợp với tình trạng
của động cơ.

Hình 2.8 Bobine đánh lửa


Chương 2: Tổng quan về lý thuyết cơ sở

Trang[8]

2.2.3.2 Điều khiển kim phun
Các kim phun xăng được cung cấp nhiên liệu dưới áp suất không đổi nhờ bơm

xăng điện và bộ điều áp xăng. ECM liên tục tiếp nhận thông tin từ các bộ cảm biến và

xử lý các thông tin bằng cách so sánh với các dữ liệu đã được cài đặt trong bộ nhớ vi
xử lý. Sau đó quyết định thời điểm và lượng phun xăng.
Hình 2.9 Vị trí kim phun trên động cơ
2.2.3.3 Điều khiển cầm chừng
Điều khiển tốc độ không tải sao cho nó luôn luôn thích hợp ở các điều kiện thay
đổi ( hâm nóng, phụ tải điện, v.v) để giảm mức tiêu thụ nhiên liệu và tiếng ồn, một
động cơ phải hoạt động ở tốc độ càng thấp càng tốt trong khi vẫn duy trì một chế độ
chạy không tải ổn định.


Chương 3: Hộp điều khiển trung tâm ECM

Trang[9]

CHƯƠNG 3: HỘP ĐIỀU KHIỂN TRUNG TÂM ECM
3.1 Tổng quan về ECM
Bộ điều khiển trung tâm ECM là một vi mạch tổ hợp cở lớn dùng để nhận biết tín
hiệu, tính toán, lưu trữ thông tin, quyết định chức năng hoạt động và gửi các tín hiệu
điều khiển thích hợp đến các cơ cấu chấp hành.
Cơ cấu chấp hành luôn bảo đảm thừa lệnh ECM và đáp ứng các tín hiệu phản hồi
từ các cảm biến. Hoạt động của hệ thống điều khiển động cơ đem lại sự chính xác và
thích ứng cần thiết, để giảm tối đa chất độc hại trong khí thải cũng như lượng tiêu hao
nhiên liệu của động cơ. ECM cũng đảm bảo công suất tối ưu ở các chế độ hoạt động
của động cơ, giúp chuẩn đoán động cơ một cách hệ thống khi có sự cố xảy ra.
Bộ điều khiển, máy tính, ECM hay hộp đen là những tên gọi khác nhau của mạch
điều khiển điện tử. Nhìn chung, đó là bộ tổ hợp vi mạch và bộ phận phụ dùng để nhận
biết tín hiệu, trữ thông tin, tính toán, quyết định chức năng hoạt động và gửi đi các tín
hiệu thích hợp.
3.1.1


Cấu tạo của bộ điều khiển điện tử

3.1.1.1 Bộ nhớ: Bộ nhớ trong ECM chia làm 4 loại
− ROM (Read Only Memory): Dùng trữ thông tin thường trực. Bộ nhớ này chỉ
đọc thông tin từ đó ra chứ không thể ghi vào được. Thông tin của nó đã được
cài đặt sẵn, ROM cung cấp thông tin cho bộ vi xử lý.
− RAM (Random Access Memory): Bộ nhớ truy xuất ngẫu nhiên, dùng để lưu trữ
thông tin mới được ghi trong bộ nhớ và xác định bởi vi xử lý. RAM có thể đọc
và ghi các số liệu theo địa chỉ bất kỳ. RAM có hai loại: Loại RAM xóa được:
Bộ nhớ sẽ mất khi mất dòng điện cung cấp. Loại RAM không xóa được:
Vẫn giữ duy trì bộ nhớ cho dù khi tháo nguồn cung cấp. RAM lưu trữ những
thông tin về hoạt động của các cảm biến dùng cho hệ thống tự chuẩn đoán.
− PROM (Programmable Read Only Memory): Cấu trúc cơ bản giống như ROM
nhưng cho phép lập trình (nạp dữ liệu) ở nơi sử dụng chứ không phải nơi sản
xuất như ROM. PROM cho phép sữa đổi chương trình điều khiển theo những
đòi hỏi khác nhau.


Chương 3: Hộp điều khiển trung tâm ECM

Trang[10]

− KAM (Keep Alive Memory): KAM dùng để lưu trữ những thông tin mới
(những thông tin tạm thời) cung cấp đến bộ vi xử lý. KAM vẫn duy trì bộ nhớ
cho dù động cơ ngưng hoạt động hoặc tắt công tắc máy. Tuy nhiên, nếu tháo
nguồn cung cấp từ acquy đến máy tính thì bộ nhớ KAM sẽ bị mất.
3.1.1.2 Bộ vi xử lý (Microprocessor)
Bộ vi xử lý có chức năng tính toán và ra quyết định. Nó là “bộ não” của ECM.

Hình 3.1 Sơ đồ khối của các hệ thống trong ECM với bộ vi xử lý

Ở những thế hệ đầu tiên, máy tính điều khiển động cơ dùng loại 4, 8, hoặc 16 bit
phổ biến nhất là loại 4 và 8 bit. Máy tính 4 bit chứa rất nhiều lệnh vì nó thực hiện các
lệnh logic tốt hơn. Tuy nhiên, máy tính 8 bit làm việc tốt hơn với các phép đại số, và
chính xác hơn 16 lần so với loại 4 bit. Vì vậy, hiện nay để điều khiển các hệ thống
khác nhau trên ôtô với tốc độ thực hiện nhanh và chính xác cao, người ta sử dụng máy
tính 8 bit, 16 bit hoặc 32 bit.

Hình 3.2 Cấu trúc bộ điều khiển điện tử


Chương 3: Hộp điều khiển trung tâm ECM

Trang[11]

3.1.2 Cấu trúc bộ điều khiển điện tử
Bộ phận chủ yếu của nó là bộ vi xử lý (Microprocessor) hay còn gọi là CPU
(Control Processing Unit), CPU lựa chọn các lệnh và xử lý số liệu từ bộ nhớ ROM và
RAM, chứa các chương trình và dữ liệu đã xử lý đến các cơ cấu thực hiện. Sơ đồ cấu
trúc của CPU trên hình 3. Nó bao gồm cơ cấu đại số logic để tính toán dữ liệu, các bộ
ghi nhận lưu trữ tạm thời dữ liệu và bộ điều khiển các chức năng khác nhau. Ở các
CPU thế hệ mới, người ta thường chế tạo CPU, ROM, RAM trong một IC, gọi là bộ vi
điều khiển (Microcontroller).

Hình 3.3 Cấu trúc CPU
Bộ điều khiển ECM hoạt động trên cơ sở tín hiệu số nhị phân với điện áp cao
biểu hiện cho số 1, điện áp thấp biểu hiện cho số 0.
Mỗi một số hạng 0 hoặc 1 gọi là bit. Mỗi dãy 8 bit sẽ tương đương 1 byte hoặc 1
từ (Word). Byte này được dùng để biểu hiện cho một lệnh hoặc 1 mẫu thông tin.

Hình 3.4 Chuỗi tín hiệu nhị phân



Chương 3: Hộp điều khiển trung tâm ECM

Trang[12]

3.1.3 Mạch giao tiếp vào/ra (I/O)
3.1.3.1 Bộ chuyển đổi A/D (Analog to Digital Converter)
Dùng để chuyển các tín hiệu tương tự từ đầu vào, với sự thay đổi điện áp trên các
cảm biến nhiệt độ, cảm biến bướm ga,…thành các tín hiệu số để bộ vi xử lý hiểu được.

Hình 3.5 Mạch điện của bộ chuyển đổi A/D
3.1.3.2 Bộ đếm (Counter)
Dùng để đếm xung, ví dụ như từ cảm biến vị trí piston rồi gửi lượng đếm về bộ
vi xử lý.

Hình 3.6 Mạch điện của bộ đếm
3.1.3.3 Bộ nhớ trung gian (Buffer)
Chuyển tín hiệu xoay chiều thành tín hiệu sóng vuông dạng số, nó không giữ
lượng đếm như trong bộ đếm. Bộ phận chính là một transistor sẽ đóng mở theo cực
tính của tín hiệu xoay chiều.

Hình 3.7 Mạch điện của bộ nhớ trung gian


Chương 3: Hộp điều khiển trung tâm ECM

Trang[13]

3.1.3.4 Bộ khuếch đại (Amplifier)

Một số cảm biến có tín hiệu rất nhỏ nên trong ECM có thêm bộ khuếch đại tín
hiệu.

Hình 3.8 Mạch điện của bộ khuếch đại
3.1.3.5 Bộ ổn áp (Voltage regulator)
Trong ECU thường có hai bộ ổn áp 5V và 12V.

Hình 3.9 Mạch điện của bộ ổn áp
3.1.3.6 Mạch giao tiếp ngõ ra
Tín hiệu điều khiển từ bộ vi xử lý sẽ đưa đến các transistor công suất điều khiển
relay, solenoid, motor,…Các transistor này có thể được bố trí bên trong hoặc bên ngoài
ECU.

Hình 3.10 Mạch điện giao tiếp ngõ ra


Chương 3: Hộp điều khiển trung tâm ECM

Trang[14]

3.2 Chức năng của ECM
3.2.1 Khái quát
ECM có hai chức năng chính: điều khiển thời điểm phun và điều khiển lượng
phun. Chức năng điều khiển thời điểm phun quyết định khi nào thì từng vòi phun sẽ
phun nhiên liệu vào trong xylanh. Điều đó được quyết định bằng tín hiệu đánh lửa sơ
cấp (IG).
Chức nắng điều khiển lượng phun quyết định bao nhiêu nhiên liệu sẽ được phun
vào trong xylanh, điều đó được xác định bằng:
− Tín hiệu phun cơ bản, nó lần lượt được xác định bằng tín hiệu tốc
độ động cơ và tín hiệu lượng khí nạp.

− Các tín hiệu hiệu chỉnh lượng phun. Ngoài ra còn có một mạch
khuếch đại để kích hoạt các vòi phun.
3.2.2 Điều khiển thời điểm phun
− Việc phun nhiên liệu vào trong từng xylanh diễn ra 2 lần trong mỗi một chu kỳ
của động cơ. Do đó, mỗi vòng quay của trục khuỷu có 1 lần phun.
− Việc phun nhiên liệu được sắp xếp để diễn ra cùng với việc đánh lửa. Ở động cơ
4 xylanh, có 1 lần phun diễn ra trong mỗi 2 lần đánh lửa và 1 lần phun cho mỗi
3 lần đánh lửa ở động cơ 6 xylanh.
− Tín hiệu đánh lửa sơ cấp (IG) cũng được sử dụng để xác định thời điểm phun.
ECM sẽ nhận biết tín hiệu đánh lửa sơ cấp (IG) và biến đổi nó thành một xung.
Ở động cơ 4 xylanh, có một tín hiệu phun cho mỗi 2 lần tín hiệu đánh lửa. Ở
động cơ 6 xylanh, có một tín hiệu phun cho mỗi 3 lần tín hiệu đánh lửa.


Chương 3: Hộp điều khiển trung tâm ECM

Trang[15]

Hình 3.11 Tín hiệu đánh lửa sơ cấp IG
3.2.3 Điều khiển lượng phun
ECM tạo ra một tín hiệu tốc độ động cơ (vòng/phút) bằng tín hiệu sơ cấp (IG) từ
cực sơ cấp của cuộn dây đánh lửa. Tùy theo tín hiệu này và các tín hiệu từ cảm biến
lưu lượng khí nạp (tín hiệu lượng khí nạp), ECM sẽ tạo ra tín hiệu phun cơ bản. Sau
đó, bằng các mạch hiệu chỉnh phun khác nhau, nó hiệu chỉnh tín hiệu phun cơ bản phụ
thuộc vào các tín hiệu từ từng cảm biến, do đó xác định lượng phun thực tế. Tín hiệu
phun này sau đó được khuếch đại để kích hoạt các vòi phun.


Chương 3: Hộp điều khiển trung tâm ECM


Hình 3.12 Sơ đồ ECM nhận tín hiệu để điều chỉnh lượng phun

Trang[16]


Chương 3: Hộp điều khiển trung tâm ECM

3.3 Sơ đồ mạch cấp nguồn ECM

Hình 3.13 Mạch cấp nguồn ECM

Trang[17]


Chương 3: Hộp điều khiển trung tâm ECM

Trang[18]

3.4 Các tín hiệu đầu vào của ECM
3.4.1 Danh sách các tín hiệu đầu vào
STT

KÝ HIỆU

Ý NGHĨA

1
2

IG

T_MAP sensor

Tín hiệu công tắc máy
Cảm biến bộ đo gió

3

TPS sensor

Cảm biến vị trí bướm ga

4

ECT sensor

Cảm biến nhiệt độ động cơ

5

CKP sensor

Cảm biến trục khuỷa

6

CMP sensor

Cảm biến trục cam

3.4.2 Cảm biến lưu lượng khí nạp

Cảm biến MAF có chức năng đo khối lượng khí nạp qua cửa hút và truyền tín
hiệu về ECU để điều chỉnh lượng nhiên liệu phun đạt tỉ lệ chuẩn và điều chỉnh góc
đánh lửa phù hợp.
Khi cảm biến lưu lượng khí nạp gặp vấn đề động cơ sẽ chạy không êm, không
đều hoặc không chạy được, công suất động cơ kém, xe chạy tốn nhiên liệu hơn, chết
máy,…

Hình 3.14 Vị trí cảm biến áp suất MAF trên động cơ


Chương 3: Hộp điều khiển trung tâm ECM

Trang[19]

3.4.3 Cảm biến vị trí bướm ga
Cảm biến này lắp trên cổ họng gió nạp của động cơ, nó dùng phát hiện góc mở
của bướm ga (cánh van cắt cửa nạp) và gửi tín hiệu về ECM bằng tín hiệu điện áp.
Cảm biến này sử dụng loại điện áp không đổi 5V ( điện áp VC ) ở chân số 32 bên
trong bộ vi xử lý ECM động cơ. Điện áp không đổi này làm nguồn điện cho cảm biến.
Sau đó thay đổi góc mở bướm ga hoặc áp suất đường ống nạp, tín hiệu điện áp ra thay
đổi 0 ~ 5V.

Hình 3.15 Vị trí cảm biến vị trí bướm ga trên động cơ
3.4.4 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát động cơ
Cảm biến nhiệt độ động cơ thì được đặt tại đường nước ra ở trên nắp quy láp. Nó
đo nhiệt độ động cơ và gửi tín hiệu này tới ECM. Cảm biến nhiệt độ động cơ sử dụng
loại nhiệt điện trở có hệ số nhiệt âm,khi nhiệt độ nước làm mát tăng, giá trị điện trở
cảm biến giảm và ngược lại. Toyota Vios 2004 được trang bị đèn báo nhiệt độ động cơ
thay cho bảng đồng hồ thông thường trước đó.


Hình 3.16 Vị trí cảm biến ECT


Chương 3: Hộp điều khiển trung tâm ECM

Trang[20]

3.4.5 Cảm biến vị trí trục khuỷu
Cảm biến loại này có công dụng báo cho ECU của xe biết chính
xác vị trí của cốt máy ở những vị trí tương ứng với cuối thì nổ để ECU
điều chỉnh các thời điểm phun nhiên liệu và đánh lửa thích hợp cho
các xy lanh của động cơ.
Cảm biến vị trí trục khuỷu là một trong những cảm biến quan
trọng góp phần trong việc vận hành động cơ. Nếu thiếu cảm biến
này, động cơ có thể không khởi động được, tốc độ cầm chừng không
đều. Máy rung vì đánh lửa sai, hao xăng và tăng tốc không ổn định.
Cảm biến vị trí trục khuỷu được cấu tạo từ một nam châm vĩnh
cửu, vì thế luôn có một từ trường ổng định được sinh ra. Khi trục
khuỷu quay, các chân thép được xoay trong từ trường. Điều này dẫn
đến dao động trong từ trường. Và tạo ra một tín hiệu dòng xoay
chiều (AC), mà bộ phận điều khiển động cơ (EMU) sử dụng để tính

tốc độ quay. Dao động từ rất hữu ích trong việc xác định tốc độ và vị
trí của trục cam.


Chương 3: Hộp điều khiển trung tâm ECM

Hình 3.17 Vị trí cảm biến trục khuỷu


Trang[21]


Chương 3: Hộp điều khiển trung tâm ECM

Trang[22]

3.4.6 Cảm biến vị trí trục cam
Cảm biến vị trí trục cam cũng sử dụng loại cảm biến Hall và được cấp nguồn
12V, nó được đặt bên cạnh cuộn đánh lửa. khi động cơ quay dẫn theo trục cam quay và
phát tín hiệu. Các tín hiệu này được đưa về chân (26) ECM. Từ đó ECM sẽ phân biệt
máy số 1 và số 4 bằng sự so sánh giữa 2 tín hiệu trục cam và trục khuỷa. Do đó ECM
sẽ điều chỉnh thời điểm phun và đánh lửa thích hợp cho mỗi xy lanh

Hình 3.18 Vị trí cảm biến trục cam C1 trên động cơ
3.5 Các tín hiệu đầu ra của ECM
3.5.1 Danh sách các tín hiệu đầu ra
STT

KÝ HIỆU CHÂN SỐ

Ý NGHĨA

1

(11), ( 10 ), ( 9 ), ( 8 )
( 23 )

Tín hiệu điều khiển đánh lửa máy
1 & 4,

2&3

2

( 1 ), ( 2 ), ( 3), ( 4 )

Tín hiệu điều khiển kim phun #1,
#2, #3,

(5)

#4
Tín hiệu điều khiển van cầm
chừng ISA

3


Chương 3: Hộp điều khiển trung tâm ECM

Trang[23]

3.5.1 Tín hiệu đánh lửa
Động cơ Toyota Vios 2004 được trang bị hệ thống đánh lửa hiện đại, đánh lửa
trực tiếp.
Hệ thống này là một hệ thống dùng ECU động cơ để xác định thời điểm đánh lửa
dựa vào các tín hiệu từ các cảm biến khác nhau. ECU động cơ tính toán thời điểm
đánh lửa từ thời điểm đánh lửa tối ưu được lưu trong bộ nhớ để phù hợp với tình trạng
của động cơ, và sau đó chuyển các tín hiệu đánh lửa đến Transistor công suất nằm
trong hộp ECU. Thời điểm đánh lửa tối ưu cơ bản được xác định bằng tốc độ của động

cơ và lượng không khí nạp (áp suất đường ống nạp).

Hình 3.19 Bobine đánh lửa
3.5.2 Tín hiệu điều khiển phun nhiên liệu
Động cơ Toyota Vios 2004 được trang bị hệ thống phun nhiên liệu độc lập cho
từng xi lanh. Nhiên liệu được phun độc lập cho từng xi lanh mỗi lần sau 2 vòng quay
của trục khuỷu.
Điều chỉnh thời gian phun nhiên liệu
ECM động cơ làm thay đổi lượng phun nhiên liệu bằng cách thay đổi thời gian
phun của kim phun. Thời gian phun nhiên liệu cơ bản được xác định bằng lượng khí
nạp và tốc độ động cơ.


Chương 3: Hộp điều khiển trung tâm ECM

Trang[24]

Các thời gian phun hiệu chỉnh khác nhau được xác định bằng các cảm biến khác
nhau. Thời gian phun mà ECM cuối cùng truyền vào kim phun được bổ sung các hiệu
chỉnh thời gian phun cơ bản. Có các hiệu chỉnh sau:
−
−
−
−
−
−

Làm đậm để khởi động
Làm đậm để hâm nóng
Hiệu chỉnh phản hồi tỷ lệ không khí - nhiên liệu (chỉ có ở một số kiểu xe)

Làm đậm để tăng tốc
Cắt nhiên liệu
Làm đậm để tăng công suất
3.5.3 Tín hiệu điều khiển tốc độ cầm chừng ISC
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 ISC (Van điều chỉnh tốc độ
không tải). Van ISC dùng tín hiệu từ ECM động cơ để điều khiển động cơ ở tốc độ
không tải tối ưu tại mọi thời điểm. Hệ thống ISC gồm có van ISC, ECM động cơ các
cảm biến và công tắc khác nhau.
− Khi khởi động
+ Mạch đi tắt được mở ra nhằm cải thiện khả năng khởi động.
− 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 tải nhanh). Khi nhiệt độ nước làm mát tăng lên,
tốc độ chạy không tải bị giảm xuống.
− Điều khiển phản hồi và điều khiển dự tính
+ Khi bật A/C
+ Khi các bật đèn pha
+ Khi cần chuyển số được chuyển từ N đến D hoặc từ D đến
N trong khi dừng xe. Trong các trường hợp trên, nếu tăng
hoặc thay đổi tải trọng, tốc độ chạy không tải sẽ tăng lên
hoặc ngăn không cho thay đổi.


Chương 3: Hộp điều khiển trung tâm ECM

Trang[25]

+ ISC loại cuộn dây quay nhận được các tín hiệu hiệu dụng từ

ECM động cơ và cấp điện vào 2 cuộn dây để thay đổi mức
mở của van và điều khiển lượng không khí nạp. Dây lưỡng
kim trong ISC tương ứng với nhiệt độ của nước làm mát
động cơ để duy trì độ mở thích hợp của van đối với động cơ
ở trạng thái hâm nóng. Một tấm chặn cũng được lắp vào để
ngăn chặn van khỏi bị kẹt khi mở hoặc đóng hoàn toàn khi
có sự cố về điện nào đó xảy ra.
− Hoạt động Mở van
Khi điện được truyền đến cuộn dây A (5) trong một thời gian dài, van này bị dịch
chuyển theo hướng mở.
− Đóng van
Khi điện được truyền đến cuộn dây (6) trong một thời gian dài, van này bị dịch
chuyển theo hướng đóng.
3.6 Các hư hỏng thường gặp của ECM và cách kiểm tra
Khi gặp sự cố hỏng hóc có thể làm cho động cơ, hộp số, hệ thống túi khí, hoặc
bất kì hệ thống nào đó trên xe không thể đáp ứng được chức năng làm việc bình
thường.
Trong hầu hết mọi trường hợp, các sự cố hỏng hóc hay sự làm việc không bình
thường của hệ thống khi chưa được khoanh vùng hay xác định một cách rõ ràng dẫn
đến hư hỏng hoặc lỗi hộp chúng ta thường tiến hành thay thế hộ ECM. Tuy nhiên việc
này không thể khắc phục triệt để, đôi lúc hộp mới thay vào có thể hư hỏng ngay sau
đó. Việc thay thế, sửa chữa hộp là một công đoạn khá tốn kém và phức tạp.
− Nguyên nhân gây hư hỏng ECM có khá nhiều nguyên nhân:
+ Do quá điện áp ( thường là ngắn mạch solenoid hoặc ngắn mạch bộ chấp hành).
+ Do tai nạn va chạm,nước vào do rửa xe (với một số dòng xe có ecu nằm trong
khoang động cơ).
+ Do chập cháy dây điện hoặc do thời gian v.v...
Bởi vì chi phí thay hộp khá đắt, nên phương pháp sửa chữa và làm mới cũng
được nhiều người lựa chọn, một số trường hợp có thể sửa chữa lại nhưng đòi hỏi phải
có hiều biết rõ về điện tử