Nghiên cứu thiết kế chế tạo bộ giao tiếp giữa máy tính và ecu điều khiển động cơ
Mục tiêu của chủ đề này là thiết kế, chế tạo bộ giao tiếp giữa máy tính và ECU
điều khiển động cơ và giao diện giao tiếp bằng phần mềm Matlab. KS. Huỳnh Quốc Việt
Học viên cao học khoá: 2003 - 2005
Khoa Cơ khí Động lực
Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh
email: [email protected]
Tóm tắt
Mục tiêu của chủ đề này là thiết kế, chế tạo bộ giao tiếp giữa máy tính và ECU
điều khiển động cơ và giao diện giao tiếp bằng phần mềm Matlab. Từ đó, đưa ra
giao thức truyền dữ liệu giữa động cơ và máy tính thông qua cổng nối tiếp RS-
232, sao cho, trên giao diện người sử dụng có thể quan sát sự thay các thông số
động cơ. Mặt khác, họ có thể thay đổi các thông số đầu vào để thấy được các đáp
ứng của các tín hiệu điều khiển cơ cấu chấp hành. Ngoài ra, người sử dụng cũng
có thể điều khiển nguồn cung cấp cho động cơ, khởi động động cơ và truy xuất mã
lỗi bằng máy tính.
Abstract
The purpose of this topic is to design the interface communicator between
computer and ECU by mean of matlab software. Thenceforth, it could lay out the
protocol of data transferring between the engine and computer through the serial
port RS-232, so that the user could observe the change of the engine parameters
from the interface. One the other hand, the user could also change one of those
input parameters to see the response of actuators. Besides, the user could also use
computer to turn off/turn on, to start or access code of the engine.
Giới thiệu
Thiết kế và chế tạo mạch giao tiếp hai chiều giữa máy tính và ECU điều khiển
động cơ nhằm hiển thị các thông số hoạt động của động cơ, đồng thời, điều khiển
động cơ từ máy tính. Việc tính toán mô phỏng và điều khiển động cơ được thực

đó, để ECU nhận và xử lý được các tín hiệu này, ta phải chuyển tín hiệu số này
sang tín hiệu tương tự bằng IC chuyển đổi DAC M62358.
Ngoài ra, trên mạch còn sử dụng IC khuếch đại tín hiệu điều khiển từ LM324, IC
7805 chuyển đổi nguồn điện áp 5V cho bộ giao tiếp từ nguồn điện ắc quy 12V, IC
74HC14 tạo dao động cung cấp xung clock cho ADC0809, các transistor, .

Hình 1. Sơ đồ nguyên lý mạch giao tiếp
Thiết kế phần mềm bộ giao tiếp.
Giao thức truyền dữ liệu giữa máy tính và vi điều khiển được thực hiện theo kiểu
hỏi đáp. Nghĩa là nếu máy tính muốn gởi dữ liệu thì đầu tiên máy tính sẽ gởi một
tín hiệu (254), khi vi điều khiển nhận được tín hiệu này (254) thì gởi lại tín hiệu
(253) báo cho máy tính, máy tính sẽ gởi tiếp dữ liệu. Nếu vì lý do nào đó vi điều
khiển không nhận được, máy tính chờ hết thời gian xác định mà không nhận được
tín hiệu (253) báo thì máy tính sẽ gởi lại tín hiệu đó. Hướng truyền dữ liệu từ vi
điều khiển đến máy tính cũng tương tự.
Lưu đồ chương trình chính của bộ giao tiếp trong đó gồm các chương trình con
sau:
- Call ADC: Chương trình con chuyển đổi tín hiệu tương tự - số
- Call DAC: Chương trình con chuyển đổi tín hiệu số - tương tự
- Call Load: Chương trình con chuyển dữ liệu nhận từ mày tính đưa đến chuyển
đổi DAC
- Call RPM: Chương trình con đo tốc độ động cơ
- Call TGP: Chương trình con đo thời gian phun nhiên liệu
- Call TGN: Chương trình con đo thời gian ngậm điện

Hình 2. Lưu đồ chương trình chính bộ giao tiếp.
Trong khi đang thực hiện chương trình chính nếu có xảy ra hiện tượng ngắt thì
chương trình chính tạm thời ngừng hoạt động để thực hiện các chương trình ngắt.
Sau khi thực hiện các chương trình ngắt xong, vi điều khiển sẽ quay về chương
trình chính tại vị trí ngừng lần trước.

động cơ sẽ hoạt động theo dữ liệu nhập vào, sự ảnh hưởng của các tín hiệu đầu
vào cũng được hiển thị trên giao diện nhờ vào sự thay đổi các đáp ứng đầu ra.
Đọc mã lỗi
Để đọc mã lỗi từ động cơ ta nhấn nút ĐỌC MÃ LỖI, các lỗi động cơ (nếu có) sẽ
được hiển thị trên giao diện máy tính. Khi đọc mã lỗi, máy tính sẽ đọc liên tục,
quá trình đọc chỉ dừng lại khi ta nhấn nút XÓA MÃ LỖI hoặc nút TRANG CHỦ
để thoát khỏi trang M-LOI trở về trang chủ. Giao diện M_LOI hiển thị mã lỗi
động cơ như hình 5.

Hình 5. Mã lỗi động cơ hiển thị trên giao diện máy tính
Trong quá trình thực nghiệm, so sánh kết quả dữ liệu hiển thị trên giao diện máy
tính và máy chẩn đoán DCN-PRO của công ty HANATECH Hàn Quốc ta thấy dữ
liệu trên hiển thị trên máy tính và máy chẩn đoán hầu như sai khác nhau rất nhỏ.
Ứng dụng.
Sau khi tiến hành thí nghiệm để xác định độ ổn định và mức độ chính xác của bộ
giao tiếp, người nghiên cứu thực hiện thực nghiệm, ứng dụng bộ giao tiếp xác định
sự ảnh hưởng của nhiệt độ động cơ với thời gian phun nhiên liệu trong điều kiện
nhất định.
Anh hưởng nhiệt độ động cơ đến thời gian phun.
Điều kiện thí nghiệm: Cánh bướm ga đóng hoàn toàn, tốc độ động cơ 1000
vòng/phút, nhiệt độ khí nạp 350C, áp suất khí nạp 30 kPa. Thực hiện thay đổi dữ
liệu nhập vào ô nhiệt độ động cơ liên tục trong giải từ -20 đến 1000C, các ô còn lại
giữ nguyên giá trị. Từ các số liệu nhận được, dùng chương trình Matlab biểu diễn
sự ảnh hưởng của nhiệt độ động cơ đến thời gian phun nhiên liệu bằng đồ thị (hình
6).

Hình 6. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của thời gian phun vào nhiệt độ động cơ
Tương tự, chúng ta cũng có thể sử dụng bộ giao tiếp thực hiện các thực nghiệm về
sự ảnh hưởng của các thông số đầu vào khác đến thời gian phun nhiên liệu, thời
gian ngậm điện và tốc độ động cơ.