z
 Đồ án tốt nghiệp: HỆ THỐNG PHUN
XĂNG ĐIỆN TỬ EFI /TCCS MỤC LỤC

Nội dung Trang
PHẦN I

HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ EFI /TCCS
2.1. KHÁI QUÁT HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ EFI/TCCS. 7
2.1.1. Ưu điểm của hệ thống phun xăng điện tử. 7
2.2. PHÂN LOẠI HỆ THỐNG PHUN XĂNG. 8
2.1.1. Phân loại theo điểm phun. 8
2.2.2. Phân loại theo phương pháp điều khiển kim phun. 8
2.2.3. Phân loại theo thời điểm phun xăng . 8
2.2.4. Phân loại theo mối quan hệ giữa các kim phun 8
2.3. KẾT CẤU CỦA HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ LOẠI D 9
2.4. HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ EFI/TCCS TRÊN ĐỘNG CƠ
5A FE. 11
2.4.1. Hệ thống TCCS. 11
2.4.2. Khối tín hiệu. 12
2.5. KHỐI XỬ LÝ (ECU). 21
2.5.1. Bộ ổn áp. 21
2.5.2. Bộ chuyển đổi Analog/Digital (A/D). 21
2
.5.3. Vi đi
ều

3.2.1. S dng cc VF giỏm sỏt chu trỡnh: 53
3.2.2. S dng cc VF xỏc nh t l khụng /khớ nhiờn liu. 54
3.3. KIM TRA CHN ON BNG THIT B 55
3.3.1. Cỏch thc kt ni v cỏch s dng Diagnostics Tester: Là thiết bị
do hãng Toyota chế tạo . 55
3.3.2. c thụng tin trờn mn hỡnh ca thit b. 57
3.3.3. Cỏc loi cng kt ni. 58
3.3.4. c mó chn oỏn OBD 2. 59
3.4. PHNG N KT NI VI THIT B HIN TH M LI. 63
3.4.1. C s lý thuyt ch to thit b. 63
3.4.2. Phung ỏn ch to thit b. 64
4.2.2. Kim Tra: Error! Bookmark not defined.
KT LUN Error! Bookmark not defined.
TI LIU CHIA S TRấN DIN N WWW.OTO-HUI.COM

PHẦN I
HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ EFI /TCCS

2.1. KHÁI QUÁT HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ EFI/TCCS.
2.1.1. Ưu điểm của hệ thống phun xăng điện tử.
Hệ thống phun xăng có nhiều ưu điểm hơn bộ chế hòa khí là:
1) Dùng áp suất làm tơi xăng thành những hạt bụi sương hết sức
nhỏ.
2) Phân phối hơi xăng đồng đều đến từng xylanh một và giảm thiểu
xu hướng kích nổ bởi hòa khí loãng hơn.
3) Động cơ chạy không tải êm dịu hơn.
4) Tiết kiệm nhiên liệu nhờ điều khiển được lượng xăng chính xác,
bốc hơi tốt, phân phối xăng đồng đều.
5) Giảm được các khí thải độc hại nhờ hòa khí loãng.
6) Mômen xoắn của động cơ phát ra lớn hơn, khởi động nhanh hơn,

điều tốc để kiểm soát số lượng nhiên liệu phun vào động cơ.
2.2.3. Phân loại theo thời điểm phun xăng .
a. Hệ thống phun xăng gián đoạn: Đóng mở kim phun một cách độc
lập, không phụ thuộc vào xupáp. Loại này phun xăng vào động cơ
khi các xupáp mở ra hay đóng lại. Hệ thống phun xăng gián đoạn
còn có tên là hệ thống phun xăng biến điệu.
b. Hệ thống phun xăng đồng loạt: Là phun xăng vào động cơ ngay
trước khi xupáp nạp mở ra hoặc khi xupáp nạp mở ra. Áp dụng cho
hệ thống phun dầu.
c. Hệ thống phun xăng liên tục: Là phun xăng vào ống góp hút mọi
lúc. Bất kì lúc nào động cơ đang chạy đều có một số xăng được
phun ra khỏi kim phun vào động cơ. Tỉ lệ hòa khí được điều khiển
bằng sự gia giảm áp suất nhiên liệu taị các kim phun. Do đó lưu
lượng nhiên liệu phun ra cũng được gia giảm theo.
2.2.4. Phân loại theo mối quan hệ giữa các kim phun.
TÀI LIỆU CHIA SẺ TRÊN DIỄN ĐÀN WWW.OTO-HUI.COM
a. Phun theo nhóm đơn: Hệ thống này, các kim phun được chia thành
2 nhóm bằng nhau và phun luân phiên. Mỗi nhóm phun một lần vào
một vòng quay cốt máy.
b. Phun theo nhóm đôi: Hệ thống này, các kim phun cũng được chia
thành 2 nhóm bằng nhau và phun luân phiên.
c. Phun đồng loạt: Hệ thống này, các kim phun đều phun đồng loạt
vào mỗi vòng quay cốt máy. Các kim được nối song song với nhau
nên ECU chỉ cần ra một mệnh lệnh là các kim phun đều đóng mở
cùng lúc.
d. Phun theo thứ tự : Hệ thống này, mỗi kim phun một lần, cái này
phun xong tới cái kế tiếp.

2.3. KẾT CẤU CỦA HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ LOẠI D
(không có cảm biến lưu lương gió).

cung c
ấp
bao nhiêu nhiên li
ệu
c
ần
th i
ết
cho động
cơ thông qua các tín hiệu phát ra từ các cảm biến .
• E
CU c
ấp
t
ín
hi
ệu
đi
ều
khi
ển
kim p hun chí
nh
xá
c
theo thờ
i
gian : X
á
c

Vi công nghệ

my t
í nh
đi
ều
khi
ển
trên động cơ ôtô , h
ệ
thống EFI đi t
vi
ệc
đơn gi
ả
n ch l
à
điêù khi
ển
phun xăng đế
n
vi
ệc
t
íc
h hp thêm c c bộ phn
đi
ều
khi
ển

iu khin tc đ không ti (ISC): EFI/TCCS đi
ều
chỉ
nh
t
ố
c độ không
t
ải
b
ở
i ECU. ECU ki
ểm
tra đi
ều
ki
ện
hoạ
t
động c
ủ
a động cơ để

đưa ra
phương thứ
c
đi
ều
khi
ển

ều
khi
ển ứng
dụng trên thông qua m
ộ
t van khóa chân
không đặt trên ống nạp , cung cấp thông tin cho ECU để có quyết định
m
ở
van hồi lưu khí

xả

hay không .

2.4. HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ EFI/TCCS TRÊN ĐỘNG CƠ
5A FE.
2.4.1. Hệ thống TCCS.
Là hệ th ống điều khiển điện tử theo chuẩn TCCS của hãng Toyota.
TCCS được viết tắt: (Toyota computer control system) hiểu là hệ thống điều
khiển động cơ tổng hợp bằng máy tính trên xe Toyota.
TÀI LIỆU CHIA SẺ TRÊN DIỄN ĐÀN WWW.OTO-HUI.COM

Hình 2.2. S¬ ®å tæng qu¸t khèi ®iÒu khiÓn.
2.4.2. Khối tín hiệu.
Khèi nµy bao gåm c¸c c¶m biÕn cã nhiÖm vô cung cÊp th«ng tin vÒ t×nh
tr¹ng cña ®éng c¬ cho ECU. Sử dụng cảm biến để thu nhận các biến đổi về
nhiệt độ, sự chuyển dịch vị trí của các chi tiết, độ chân không…Chuyển đổi
thành các dạng tín hiệu điện mà có thể lưu t rữ trong bộ nhớ, truyền đi, so
sánh.

n
ày

nhậ
n
thấ
y
khi IDL đóng m
ạc
h vớ
i
E 2 th
ì b
ướm ga h
é mở
m
ột
g
óc
nh
ỏ 1,5º
v
à

khi PSW đóng mạch với E2 thì góc mở bướm ga là 70º. Nhận thấy khi bướm
ga trong kho
ản
g gi
ữ
a hai c

i
dự
a
và
o
m
ộ
t c
ảm
bi
ế n c
hân không và cảm biến nhiệt độ khí nạp để

xá
c

đị
nh
lưu lư
ợng
không khí

đưa và
o
họng hút.
ECU sử dụng thông tin t

cực IDL, PSW để biết::
a. Chế độ động cơ: Chế độ không tải (bưm ga đóng). Chế độ toàn
tải (bư

Khi ng c khi ng lnh cỏc chi tit chuyn ng ma sỏt vi nhau
trong ng c khụng gión n u, bm du cng cha kp chuyn du n cỏc
b phn ú lm tng ma sỏt. ng c rt khú khi ng lm thoỏt ra khụng
khớ mt lng khớ thi c hi, do vy phi lm m c nhiờn liu trong hn
hp chỏy giỳp ng c d khi ng. Ngc li khi ng c quỏ núng cng
lm h hng v bú cng cỏc chi tit. Nhit thớch hp ng c hot ng
82C Hỡnh 2.7. Kt ni cm bin nc lm mỏt

ECU sử dụng tín hiệu từ cảm biến nhiệt nớc làm mát để đa ra các
quyết định:
a. Bật/tắt quạt làm mát.
b. Làm đậm/loảng nhiên liệu.
c. Sử dụng hồi lu khí xả.

TI LIU CHIA S TRấN DIN N WWW.OTO-HUI.COM
3. Cảm biến tốc độ động cơ. Hình 2.9. Cấu tạo và vị trí của cảm biến vận tốc trục cam.

Hình 2.10. Kết nối và tín hiệu của cảm biến vận tốc trục cam.
Cảm biến tốc độ động cơ (Ne) được đặt trong bộ đánh lửa, là loại cảm
biến điện từ, rôto có 24 răng đưa ra tín hiệu điện áp xoay chiều. Nhận thấy tùy
theo tốc độ của động cơ mà tín hiệu đưa ra thay đổi về tần số và biên độ của

khi
ển
g
óc
đ
án
h l
ử
a v
à t
h
ờ
i gian tia l
ử
a.
b. T
ăng gi
ả
m độ rộng xung đi
ều
khi
ển
kim phun.
c. C
ông t
ắc
van không t
ải
nhanh.
d. Số tự động.

hoạ
t
động gi
ố
ng như c
ảm
bi
ến
nh
iệt độ nước làm mát. Việc xác định nhiệt độ khí nạp là cần thiết vì thay đổi
nhi
ệt
độ sẽ

dn đế
n
s
ự
thay đổi
áp
xuấ
t
và

m
ật
độ c
ủ
a không khí
. Vì không

m đ
ậ
m/loả
ng
nhiên li
ệu.
b. Kết hợp với cảm biến chân không xác định lưu lượng khí nạp.
c. Van hồi lưu khí thải.
TÀI LIỆU CHIA SẺ TRÊN DIỄN ĐÀN WWW.OTO-HUI.COM

Hình 2.12. Đặc tính của tín hiệu cảm biến nhiệt độ khí nạp.
5. Cảm biến áp suất đường nạp .
Cảm biến chân không đ ược gắn thông với đường ống nạp . Sự thay đổi
áp
xu
ất
l
àm
thay đ
ổi
đi
ện
á
p
gi
ữ
a hai c
ự
c PIM v
à E2.

ng
c
ơ qua đó:

TÀI LIỆU CHIA SẺ TRÊN DIỄN ĐÀN WWW.OTO-HUI.COM
a. Điều khiển kim phun.

b. Kết hợp với cảm biến nhiệt độ khí nạp xác định lưu lượng khí nạp.
Do khác với động cơ loại L có cảm biến xác định lưu lượng khí nạp. Động cơ
5A-FE không sử dụng cảm biến lưu lượng khí nạp mà thay vào đó là cả m
biến chân không và cảm biến nhiệt độ khí nạp: Thông tin từ hai cảm biến này
đủ để xác định được lượng không khí nạp vào theo một công thức gần đúng
sau :

Xét tại thời điểm tức thì coi như khối khí trong đường ống không chuyển
động.
P.V = R.T.m/µ trong đó :V – thể tích của đường ống nạp.
R – hằng số của chất khí. M – lượng khí. µ - khối lượng mol chất khí.
T – nhiệt độ chất khí. P – áp suất (P < 1atm).
=> m = P.V.µ/R.T

Nhn thấy khối lưng khí trong đường ống nạp ch phụ thuộc vào p
suất P và nhiệt độ T. C
c
đại lư
ng
khc đều là hằng số. Hình 2.14. Đặc tính của tín hiệu cảm biến chân không.


c
ủ
a
nó thay đổi. T
ín
hi
ệu
đi
ện áp
đó gi
ú
p ECU bi
ết
đư
ợc
trong khí

xả

c
ó
dư nhi
ều
ha
y í
t
oxy. Bi
ết
rằ

hi
ệu
t
ừ
c
ảm
bi
ến
oxy
để điều chỉnh tỉ lệ không khí /nhiên liệu. H
ình 2.16. Cấu tạo cảm biến oxy.
TÀI LIỆU CHIA SẺ TRÊN DIỄN ĐÀN WWW.OTO-HUI.COM
2.5. KHỐI XỬ LÝ (ECU).
Khèi xö lý ECU là sự tập hợp của nhiều modul khác nhau : ổn áp,
mạch khuyếch đại, chuyển đổi Analog sang Digital và ngược lại, vi điều
khiển, thạch anh tạo dao động, mạch tách tín hiệu…Tất cả được tích hợp trên
một bo mạch cứng qua đó tín hiệu được truyền cho nhau với tốc độ nhanh
hơn tiết kiệm năng lượng hơn và ổn định .

t
động c
ủ
a động cơ thư
ờng
rấ
t
nhanh , do vậ
y
t
ín
hi
ệu
đi
ều
khi
ển từ ECU truyền đi cũng phải tương ứng. Do vậy giải pháp truyền tín hiệu
trong hệ

thống l
à
truyề
n
song song. C
ác
c
ảm
bi
ến
liên t

ệt
độ nư
ớc
l
àm

mát, nhiệt dộ khí nạp , cảm biến oxy , vận tốc trục cam đều là tín hiệu dạng
tương tự… sẽ

đư
ợc
chuyể
n
đổi sang t
ín
hi
ệu
dạ
ng
số
. C
hí
p
vi đi
ều
khi
ển
s
ử
d

ừ 0 - 5V

ứng
vớ
i
nhi
ệt
độ thay đổi t
ừ 176º
F đế
n
0ºF
s
ẽ có 256 mứ
c t
ín
hi
ệu, mỗi
m
ứ
c tương ứng v
ớ
i 5/256 = 0,0195Vol.

TÀI LIỆU CHIA SẺ TRÊN DIỄN ĐÀN WWW.OTO-HUI.COM
2.5.3. Vi điều khiển.
Có
rất nhiều họ vi điều khiển và do nhiều hãng chế tạo được sử dụng
trong ECU: General Instrument, Motorola, Dallas… Nhưng đều có nhiệm
vụ chung là xử lý tín hiệu gửi đến từ cảm biến và đưa ra cơ cấu chấp hành

no s phc v chc nng ú.
To tr: tựy theo h

vi iu khin m cú c

c cụng c to tr hay b
n
h
thi khc nhau. Nhng v bn cht l vic cho vi iu khin lp i lp li mt
s hn nh lnh no ú, mi lnh vi iu khin s x lý mt

giõy. T ú xc

nh
s ln lp cú thi gian tr h
p
lý nht .
2
.5.5. í ngha cỏc cc ca ECU.

26 P 16 P
E01

#10 Sta Ox G - G1 Igf Igt Tha Pim Thw


No10
Tín hiệu điều khiển vòi phun nhiên liệu
tha
Tín hiệu cảm biến
nhiệt độ khí nạp
No20
Tín hiệu điều khiển vòi phun nhiên liệu
vcc
Nguồn nuôi cảm
biến chân không
sta
Tín hiệu khởi động
egr
Van khoá tuần
hoàn khí xả
igt
Tín hiệu thời điểm đánh lửa
idl
Tín hiệu cảm biến
vị trí bớm ga
đóng
E1
Mát động cơ
Thw
Tín hiệu cảm biến
nhiệt độ nớc làm
mát
TI LIU CHIA S TRấN DIN N WWW.OTO-HUI.COM
ox

batt
Nguồn + B cho
ECU
E21
Cực âm (-)
W
Tín hiệu cho đèn
kiểm tra
G1
Tín hiệu từ cảm biến đánh lửa (điện từ
4cạnh)
+b1
Nguồn + B cho
ECU
Ne
Tín hiệu cảm biến vận tốc trục cam đặt
trong bộ chia điện.(điện từ 24 cạnh)
+b
Nguồn + B cho
ECU
igf
Tín hiệu xác nhận đánh lửa
els
Đèn pha
thg
Cảm biến nhiệt độ tuần hoàn khí xả
Egw
Đèn báo nhiệt độ
của chất xúc tác
chuyển đổi. Hình 2.19. Sơ đồ khối điều khiển cơ cấu chấp hành.
Hệ thống mạch điện .
• Điều khiển kim phun nhiên liệu.
• Điều khiển đánh lửa.
• Điều khiển cơ cấu không tải.
• Các mạch điện của hệ thống cảm biến : nứơc làm mát, vị trí
bướm ga, cảm biến nhiệt khí nạp, cảm biến chân không, công
tắc nước làm mát
• Hệ thống cung cấp nhiên liệu. TÀI LIỆU CHIA SẺ TRÊN DIỄN ĐÀN WWW.OTO-HUI.COM
1. Điều khiển kim phun nhiên liệu.
Động cơ 5A-FE sử dụng kiểu phun nhiên liệu kiểu phun đồng thời. Khóa điện
Kim phun điện
trở cao

Hình 2.20. Mạch điện điều khiển kim phun.
Các kim phun mắc song song với nhau. Do vậy chỉ cần cung cấp một
xung điều khiển thì tất cả các kim phun sẽ đồng loạt được kích hoạt. Cuộn
điện từ trong kim phun là loại kim phun điện trở cao (high resistance injector)
do vậy không cần sử dụng thêm điện trở kéo bên ngoài. Đo bằng đồng hồ vạn
năng xác định được điện trở của các kim phun là 23Ω.

2. Điều khiển đánh lửa.

Động cơ 5A-FE sử dụng hệ thống đánh lửa tích hợp trong bộ chia
điện : bao gồm bộ chia điện (sử dụng con quay chia điện), cảm biến vị trí tử
điển (G), cảm biến vận tốc trục cam, bôpin cao áp các bộ phận điều khiển bán
d

n khác, cùng với sự điều khiển của ECU. Các tín hiệu đánh lửa sớm do
ECU quyết định, do vậy không sử dụng điều khiển góc đánh lửa sớm bằng
chân không.

Hình 2.32. Mạch điều khiển đánh lửa.

TÀI LIỆU CHIA SẺ TRÊN DIỄN ĐÀN WWW.OTO-HUI.COM
Tại bộ chia điện có 7 đầu dây ra, bao gồm :
1) IGF (xác nhn đnh lửa): Sức điện động đảo chiều tạo ra khi dòng
điện trong cuộn sơ cấp bị ngắt sẽ làm cho mạch điện này gửi một
tín hiệu IGF đến ECU, nó sẽ biết được việc đánh lửa có thực sự
diễn ra hay không nhờ tín hiệu này.
2) I
GT (thời điểm đánh lửa): ECU động cơ gửi một tín hiệu IGT đến
IC đánh lửa dựa trên tín hiệu từ cảm biến sao cho đạt được thời
điểm đánh lửa tối ưu.Tín hiệu IGT này phát ra chỉ ngay trước thời
điểm đánh lửa được tính toán bởi bộ vi xử lý, sau đó tắt ngay.
Bugi sẽ phát tia lửa điện khi tín hiệu này tắt đi.
3) NE: Tín hiệu NE được ECU động cơ sử dụng để nhận biết tốc độ
động cơ. Tín hiệu NE được sinh ra trong cuộn dây nhận tín hiệu
nhờ roto. Roto tín hiệu NE có 24 răng. Nó kích hoạt cuộn dây
nhận tín hiệu NE 24 lần trong một vòng quay của bộ chia điện.
4) G-: Dây trung hòa của c ảm biến vận tốc trục cam và cảm biến tử