MỤC LỤC

*****

Chưng 1: DẪN NHẬP
1.1. Lý do chọn đề tài 1
1.2. Mục đích nghiên cứu
1.3. Đối tượng nghiên cứu và giới hạn của đề tài 2
1.4. Phương pháp nghiên cứu
Chưng 2 : TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH
CHO ĐỘNG C XĂNG
2.1. Khái quát 3
2.1.1. Lịch sử phát triển.
2.1.2. Phân loại và ưu nhược điểm 4
2.2.Cấu trúc hệ thống điều khiển lập trình và thuật toán điều khiển 5
2.2.1. Sơ đồ cấu trúc và các khối chức năng 5
2.2.2. Thuật toán điều khiển lập trình 7
2.3. Các loại cảm biến tín hiệu ngõ vào 10
2.3.1. Cảm biến đo lưu lượng khí nạp.
a. Cảm biến đo gió kiểu cánh trượt.
b. Cảm biến đo gió dạng xoáy lốc (KARMAN) 12
c. Cảm biến đo gió kiểu dây nhiệt 14
d. Cảm biến áp suất tuyệt đối đường ống nạp (MAP) 15
2.3.2. Cảm biến tốc độ và vị trí piston 16
a. Loại dùng cảm biến điện từ 17
b. Loại dùng cảm biến quang 18
c, Loại dùng cảm biến Hall 19
2.3.3. Cảm biến vị trí bướm ga 21
a. Loại công tắc
b. Loại dùng biến trở 22
c. Một số loại cảm biến bướm ga có thêm giắc phụ 23

b. Loại tách rời 62
c. Thực nghiệm xác định dạng tín hiệu NE, G 66
3.1.3 Khảo sát các tín hiệu vào cơ bản trên các động cơ xe Honda 67
3.1.4. Điều khiển phun xăng, đánh lửa
3.2. Hệ thống điều khiển phun xăng và đánh lửa trên xe Nissan 68
3.2.1. Sơ đồ hệ thống.
3.2.2. Cảm biến tín hiệu ngõ vào cơ bản 69
a. Cấu tạo cảm biến phát tín hiệu G và NE trên các xe Nissan
b. Dạng xung của cảm biến quang 4-360 trên động cơ 4 xy lanh 70
c. Cảm biến quang 6-360 trên các động cơ 6 xy lanh
d. Cảm biến quang 4d-360 trên động cơ 4 xy lanh
e. Cảm biến Hall 10-34. 71
3.2.3 Điều khiển phun xăng và đánh lửa 72
3.3. Hệ thống điều khiển phun xăng và đánh lửa trên xe Mitsubishi
3.3.1. Sơ đồ hệ thống 74
3.3.2. Cảm biến tín hiệu ngõ vào cơ bản 75
a. Cảm biến quang và cảm biến Hall 1-4
b. Cảm biến Hall và cảm biến quang 2-4 77
3.3.3. Điều khiển phun xăng, đánh lửa
3.4. Hệ thống điều khiển phun xăng và đánh lửa trên xe Ford 78
3.4.1. Sơ đồ hệ thống.
3.4.2. Cảm biến tín hiệu ngõ vào cơ bản 79
a. Cảm biến Hall (kiểu Gear tooth sensor)
b. Cảm biến vị trí trục cam (CMP-Camshaft Position sensor)
c. Cảm biến vị trí trục khuỷu (CKP-Crankshaft Position sensor) 80
d. Xác định dạng xung
3.4.3. Điều khiển phun xăng, đánh lửa 81
3.5. So sánh các dạng xung tín hiệu và điều khiển.
Chưng 4 : CHẾ TẠO MÁY CHẨN ĐOÁN ECU BẰNG VI ĐIỀU KHIỂN
4.1. Tổng quan về vi điều khiển, lập trình vi điều khiển và LCD 82

5.2.3 Đánh giá kết quả thực nghiệm 134
5.3 Thực nghiệm chẩn đoán ECU của xe Mitsubishi 135
5.3.1 Chẩn đoán ECU của Mitsubishi Galant, Huyndai Elantra.
a. Sơ đồ đấu dây
b. Vận hành 136
c. Đánh giá kết quả thực nghiệm.
5.3.2 Chẩn đoán ECU của Mitsubishi Lancer 138
a. Sơ đồ đấu dây
b. Vận hành 139
c. Đánh giá kết quả thực nghiệm
5.4 Thực nghiệm chẩn đoán ECU của xe Ford 141
5.4.1 Sơ đồ đấu dây
5.4.2 Vận hành 142
5.4.3 Đánh giá kết quả thực nghiệm
5.5 Thực nghiệm chẩn đoán ECU của xe Toyota 143
5.5.1 Sơ đồ đấu dây
5.5.2 Vận hành
5.5.3 Đánh giá kết quả thực nghiệm
Chưng 6: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
6.1 Kết luận 145
6.2 Đề nghị.
6.3 Hướng phát triển của đề tài 146
Tài liệu tham khảo. 147 “Nghiên cứu chế tạo máy chẩn ơoán các loại ECU ơiều khiển ơộng c”
HVTH: Hồ Hữu Chấn GVHD: PGS.TS Đỗ Văn Dũng
1
Chương 1: DẪN NHẬP
1.1. Lý do chọn đề tài

Toyota, Nissan, Mitsubishi và Ford. Thực nghiệm xác định thông số và dạng xung tín hiệu
của các cảm biến cơ bản như cảm biến vị trí trục khuỷu (CKP) hay còn gọi là tín hiệu NE và
cảm biến vị trí trục cam (CMP) còn gọi là tín hiệu G trên các động cơ xe Toyota, Nissan,
Mitsubishi, Ford. Thông qua các thông số thực nghiệm của các cảm biến này để nghiên cứu
chế tạo mạch tạo các xung tín hiệu giả cho các xe đã khảo sát bằng vi điều khiển.
Tùy thuộc vào từng đời xe, lựa chọn loại cảm biến để phát các xung tín hiệu giả thích
hợp truyền vào bộ điều khiển điện tử (ECU), từ đó xác định các tín hiệu ra điều khiển phun
xăng, đánh lửa của ECU thông qua sự hiển thị của các đèn LED và màn hình LCD. Từ các kết
quả hiển thị này xác định được chức năng điều khiển của ECU và đánh giá kết quả kiểm tra
ECU điều khiển động cơ, được thể hiện như sơ đồ sau:

“Nghiên cứu chế tạo máy chẩn ơoán các loại ECU ơiều khiển ơộng c”
HVTH: Hồ Hữu Chấn GVHD: PGS.TS Đỗ Văn Dũng
2

1.4. Phương pháp nghiên cứu
Để thực hiện đề tài, người nghiên cứu đã sử dụng các phương pháp nghiên cứu sau:
• Phương pháp nghiên cứu tài liệu.
• Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm.
• Phương pháp lập trình vi điều khiển.
• Phương pháp thiết kế chế tạo mạch.
Trên cơ sở các phương pháp nghiên cứu nêu trên, đề tài sẽ tập trung vào các lãnh vực
nghiên cứu:
• Lý thuyết về hệ thống điều khiển có lập trình cho động cơ xăng, các cảm biến tín hiệu
ngõ vào, bộ điều khiển điện tử ECU, hoạt động điều khiển phun xăng và đánh lửa của
ECU.
• Nghiên cứu sơ đồ thực tế về hệ thống điều khiển phun xăng và đánh lửa trên các xe
Toyota, Nissan, Mitsubishi và Ford, thực nghiệm xác định các dạng xung tín hiệu số
vòng quay động cơ NE, tín hiệu vị trí của piston G và tín hiệu điều khiển phun xăng,
đánh lửa, so sánh các dạng xung tín hiệu.

BOSCH đã cho ra đi hệ thng phun sử dụng kim phun điều khiển bằng điện. Có hai loại: hệ
thng L-Jetronic (lượng nhiên liệu được xác định nh cảm biến đo lưu lượng khí nạp) và D-
Jetronic (lượng nhiên liệu được xác định dựa vào áp suất trên đưng ng nạp).
Đến năm 1984 ngưi Nht (mua bản quyền của BOSCH) đã ứng dụng hệ thng phun
xăng L-Jetronic và D-Jetronic trên các xe của hãng Toyota ( dùng với động cơ 4A – ELU).
Đến năm 1987 hãng Nissan dùng L – Jetronic thay cho bộ chế hoà khí của xe Nissan Sunny.
Song song với sự phát triển của hệ thng phun xăng, hệ thng điều khiển đánh lửa theo
chương trình (ESA – Electronic Spark Advance) cũng được đưa vào sử dụng vào những năm
đầu thp kỷ 80. Sau đó vào đầu những năm 90, hệ thng đánh lửa trực tiếp (DIS – Direct
Ignition System) ra đi, cho phép không sử dụng bộ chia điện (delco) và hệ thng này đã có
mặt trên hầu hết các xe thế hệ mới.
Ngày nay, gần như tất cả các ô tô đều được trang bị hệ thng điều khiển động cơ cả
xăng và diesel theo chương trình, giúp động cơ đáp ứng được các yêu cầu gt gao về khí xả và
tính tiết kiệm nhiên liệu. Thêm vào đó, công suất động cơ cũng được cải thiện rõ rệt.
2.1.2. Phân loại và u nhợc đim
Phân loại:
Hệ thng phun nhiên liệu có thể được phân loại theo nhiều kiểu. Nếu phân biệt theo cấu
tạo kim phun ta có 02 loại:
Loại CIS - Continuous Injection System: là kiểu sử dụng kim phun cơ khí, gm 4 loại cơ bản:
- Hệ thng K – Jetronic: việc phun nhiên liệu hoàn toàn điều khiển bằng cơ khí.
- Hệ thng K – Jetronic có cảm biến khí thải: có thêm một cảm biến oxy.
- Hệ thng KE – Jetronic: Hệ thng K-Jetronic với mạch điều chỉnh áp lực phun bằng
điện tử.
- Hệ thng KE – Motronic: kết hợp với việc điều khiển đánh lửa bằng điện tử.
Các hệ thng vừa nêu sử dụng trên các xe châu Âu model trước 1987.
Loại AFC- Air Flow Controlled Fuel Injection: sử dụng kim phun điều khiển bằng điện. Hệ
thng 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
“Nghiên cứu chế tạo máy chẩn ơoán các loại ECU ơiều khiển ơộng c”
HVTH : Hồ Hữu Chấn GVHD: PGS.TS Đỗ Văn Dũng

khiển động cơ ra 3 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 thng 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, … Nh tc độ xử
lý của CPU khá cao, các hộp điều khiển động cơ đt trong ngày nay thưng gm cả chức
năng điều khiển hộp s tự động và quạt làm mát động cơ.
Nếu phân biệt theo kỹ thut điều khiển ta có thể chia hệ thng điều khiển động cơ làm 2
loại: Analog và Digital.  những thế hệ đầu tiên xuất hiện từ 1979 đến 1986, kỹ thut điều
khiển chủ yếu dựa trên các mạch tương tự (Analog).  các hệ thng này, tín hiệu đánh lửa lấy
từ âm bôbin được đưa về hộp điều khiển để từ đó hình thành xung điều khiển kim phun. Sau
đó, đa s các hệ thng điều khiển động cơ đều được thiết kế, chế tạo trên nền tảng của các bộ
vi xử lý (Digital).
u nhợc đim của h thng phun xăng:
• Có thể cấp hỗn hợp khí nhiên liệu đng đều đến từng xi lanh.
• Có thể đạt được tỷ lệ khí nhiên liệu chính xác với tất cả các chế độ làm việc của động
cơ.
• Đáp ứng kịp thi với sự thay đi góc m bướm ga.
• Khả năng hiệu chỉnh hỗn hợp khí nhiên liệu dễ dàng:có thể làm đm hỗn hợp khi nhiệt
độ thấp hoặc ct nhiên liệu khi giảm tc.
• Hiệu suất nạp hỗn hợp không khí – nhiên liệu cao.
2.2. Cu trúc h thng điu khin lp trình và thut toán điu khin
2.2.1. S đồ cu trúc và các khi chức năng
Sơ đ cấu trúc và các khi chức năng của hệ thng điều khiển động cơ theo chương
trình được mô tả trên hình 2.1 và 2.1. Hệ thng điều khiển bao gm; ngõ vào (inputs) với chủ
yếu là các cảm biến; hộp ECU – Electronic Control Unit là bộ não của hệ thng có thể có
hoặc không có bộ vi xử lý; ngõ ra(outputs) là các cơ cấu chấp hành (actuators) như kim phun,
bôbin, van điều khiển cầm chừng…

Hình 2.2 Sơ đồ các khối chức năng của hệ thống điều khiển phun xăng

Vòi phun #3
Vòi phun #4
ESA Cuộn dây và IC đánh lửa
ISC Cuộn dây quay
Điều khiển ct điều hòa, bộ
khuếch đại AC
Điều khiển quạt làm mát, rơle
quạt làmmát
Điều khiển bơm xăng, rơle
m mạch
Điều khiển rơle EFI
Đèn báo kiểm tra động cơ
TÍN HIU ĐU VÀO TÍN HIU ĐU RA
Hình 2.4 Sơ đồ nguyên lý điều khiển động cơ theo kiểu hồi tiếp
Thông s điều khiển xuất hiện  đầu ra (động cơ đt trong) được ký hiệu
ξ
(t). Tín hiệu
so r(t) đã được định sẵn. Cảm biến sẽ đưa ra tín hiệu V
ξ
(t) tỉ lệ thun với
ξ
(t), tức là:
V
ξ
(t) = ks.
ξ
(t)
Khi đó sẽ xuất hiện sự chênh lệch điện thế giữa tín hiệu thực và tín hiệu so Ve(t):
Ve(t) = r(t) - V
ξ
(t)
Nếu hệ thng làm việc lý tưng thì giá trị Ve(t) trong một khoảng thi gian nào đó (ví
dụ  chế độ động cơ đã n định) phải bằng 0. Trên thực tế, giữa 2 tín hiệu nêu trên luôn có sự
chênh lệch và mạch điều khiển điện tử sẽ dựa vào sự chênh lệch này để hình thành xung V
A
(t)
điều khiển cơ cấu chấp hành (chẳng hạn kim phun). Việc thay đi này sẽ tác động đến thông
s đầu vào U(t) của động cơ (ví dụ tỉ lệ hòa khí).
Ngày nay, có rất nhiều phương pháp điều khiển động cơ dựa trên cơ s sử dụng máy
tính để xử lý tín hiệu. Thông thưng các máy tính này giải bài toán ti ưu có điều kiện biên để
điều khiển động cơ. Mục tiêu của bài toán ti ưu là điều khiển động cơ đạt công suất lớn nhất
với mức tiêu hao nhiên liệu nh nhất trong các điều kiện giới hạn về độ độc hại của khí thải.
Như vy, ta có thể biểu diễn hệ thng điều khiển ô tô ti ưu trong mi quan hệ của 3 vectơ

1
(x(t), u(t)) - tc độ tiêu hao nhiên liệu.
y
2
(x(t), u(t)) - tc độ phát sinh HC.
y
3
(x(t), u(t)) - tc độ phát sinh CO.
y
4
(x(t), u(t))- tc độ phát sinh NO
x

Vectơ x(t) mô tả tình trạng của động cơ tức điều kiện hoạt động, phụ thuộc vào các
thông s:
x
1
- áp suất trên đưng ng nạp.
x
2
- tc độ quay của trục khuỷu.
x
3
- tc độ xe.
Vectơ u(t) mô tả các thông s được hiệu chỉnh bi hệ thng điện tử, bao gm các thành
phần:
u
1
- tỉ lệ khí – nhiên liệu trong hòa khí (AFR – air fuel ratio).
u

- tỉ s truyền của hộp s.
Để giải bài toán ti ưu nêu trên với các điều kiện biên, ngưi ta xác định mục tiêu ti ưu
là lượng tiêu hao nhiên liệu F theo chu trình thử EPA – Environmental Protection Agency:
() ()()
∫
=
T
dttu,txyF
0
1

Trong đó:
x
3
(t): Là tc độ xe qui định khi thử nghiệm xác định thành phần khí thải theo chu trình
EPA, T là thi gian thử nghiệm. Như vy, động cơ đt trong sẽ được điều khiển sao cho F
luôn đạt giá trị nh nhất với các điều kiện biên là qui định của các nước về nng độ các chất
độc hại trong khí thải.
() ()()
∫
〈
T
Gdttu,txy
0
22

() ()()
∫
〈
T
“Nghiên cứu chế tạo máy chẩn ơoán các loại ECU ơiều khiển ơộng c”
HVTH : Hồ Hữu Chấn GVHD: PGS.TS Đỗ Văn Dũng
9Hình 2.5 Thuật toán điều khiển động cơ
False True
Nhp tín hiệu tc độ động
cơ và vị trí xylanh
Khởi động
Động
cơ chưa
hoạt động

 chế độ khi động
Tính góc ngm điện cơ
bản  chế độ khi động
Tính góc đánh lửa sớm cơ
bản  chế độ khi động
Hiệu chỉnh thi gian
phun theo t
o
độ động cơ
True False
False True
True False
Tìm thi gian m kim
Tìm góc đánh lửa sớm
Hiệu chỉnh lượng phun
và đánh lửa sớm theo
nhiệt độ động cơ
Xuất tín hiệu điều khiển
kim phun và bobine
False

“Nghiên cứu chế tạo máy chẩn ơoán các loại ECU ơiều khiển ơộng c”
HVTH : Hồ Hữu Chấn GVHD: PGS.TS Đỗ Văn Dũng
10
2.3. Các loại cảm bin tín hiu ngõ vào
2.3.1. Cảm bin đo lu lợng khí nạp
Cảm biến đo lưu lượng khí được dùng trên động cơ phun xăng loại L-jectronic để đo
lượng khí nạp đi vào xylanh động cơ. Đây là một trong những cảm biến quan trọng nhất của
động cơ loại này. Tín hiệu lưu lượng khí nạp được sử dụng để tính toán lượng xăng phun cơ
bản và góc đánh lửa sớm cơ bản.

hoạt động dù công tc máy đang  vị trí ON. Các loại xe khác không mc công tc điều khiển
bơm trên bộ đo gió loại cánh trượt.
• Vít điu chỉnh hn hợp không tải (vít chỉnh CO)
“Nghiên cứu chế tạo máy chẩn ơoán các loại ECU ơiều khiển ơộng c”
HVTH : Hồ Hữu Chấn GVHD: PGS.TS Đỗ Văn Dũng
11
Bộ đo gió có hai mạch gió: mạch gió chính đi qua cánh đo gió và mạch gió rẽ đi qua vít
chỉnh CO. Lượng gió qua mạch rẽ tăng sẽ làm giảm lượng gió qua cánh đo gió vì thế, góc m
của cánh đo gió sẽ nh lại và ngược lại.
Vì lượng xăng phun cơ bản phụ thuộc vào góc m cánh đo gió, nên tỷ lệ xăng gió có thể
thay đi bằng cách điều chỉnh lượng gió qua mạch rẽ. Nh chỉnh tỷ lệ hỗn hợp  mức cầm
chừng thông qua vít CO nên thành phần % CO trong khí thải sẽ được điều chỉnh. Tuy nhiên,
điều này chỉ thực hiện được  tc độ cầm chừng vì khi cánh đo gió đã m lớn, lượng gió qua
mạch rẽ ảnh hưng rất ít đến lượng gió qua mạch chính. Trên thực tế, ngưi ta còn có thể điều
chỉnh hỗn hợp bằng cách thay đi sức căng của lò xo.

Hình 2.7 Vít điều chỉnh hỗn hợp cầm chừng
• Mạch đin
Có hai loại cảm biến đo gió cánh trượt chỉ khác nhau về bản chất mạch điện.
Loại 1: Điện áp VS tăng khi lượng khí nạp tăng chủ yếu dùng cho L-Jetronic đi cũ.
Loại này được cung cấp điện áp accu 12V tại đầu VB. VC có điện áp không đi nhưng nh
hơn. Điện áp  đầu VS tăng theo góc m của cánh đo gió. Hình 2.8 Mạch điện và đường đặc tuyến cảm biến đo gió loại điện áp tăng
ECU so sánh điện áp accu (VB) với độ chênh điện áp giữa VC và VS để xác định lượng
gió nạp theo công thức:
SC
EB
VV

.
=

Trong hiệu ứng Karman nêu trên, s Struhall không đi trong dải rộng của các s
Reinolds nên vn tc dòng chảy hay lưu lượng khí đi qua tỉ lệ thun với tần s xoáy lc f và
có thể xác định V bằng cách đo f.
S
d.f
V =

Lý thuyết về sự xoáy lc khi dòng khi đi ngang qua vt cản đã được đưa ra bi Struhall
từ năm 1878. Nhưng mãi đến năm 1934 dụng cụ đo đầu tiên dựa trên lý thuyết này mới được
chế tạo.
Ngày nay có rất nhiều sáng chế trong lĩnh vực này được ứng dụng để đo lưu lượng khí
nạp trong hệ thng điều khiển phun xăng. Có hai loại chính là: Loại Karman quang và loại
Karman siêu âm.
• Karman kiu quang
Là loại cảm biến đo lưu lượng gió kiểu quang đo trực tiếp thể tích khí nạp. So với kiểu
trượt, nó có ưu điểm là nh gọn và nhẹ hơn. Ngoài ra, cấu trúc đưng ng đơn giản sẽ giảm
tr lực trên đưng ng nạp.
Cu tạo và nguyên lý hoạt đng
Cảm biến Karman quang có cấu tạo như trình bày trên hình 2.10, bao gm một trụ đứng
đóng vai trò của bộ tạo dòng xoáy, được đặt  giữa dòng khí nạp. Khi dòng khí đi qua, sự
xoáy lc sẽ được hình thành phía sau bộ tạo xoáy còn gọi là các dòng xoáy Karman.
Các dòng xoáy Karman đi theo rãnh hướng làm rung một gương mng được phủ nhôm
làm thay đi hướng phản chiếu từ đèn LED đến phototransistor. Như vy, tần s đóng m của
transistor này sẽ thay đi theo lưu lượng khí nạp. Tần s f được xác định theo công thức sau:
“Nghiên cứu chế tạo máy chẩn ơoán các loại ECU ơiều khiển ơộng c”
HVTH : Hồ Hữu Chấn GVHD: PGS.TS Đỗ Văn Dũng
13

độ khí nạp
“Nghiên cứu chế tạo máy chẩn ơoán các loại ECU ơiều khiển ơộng c”
HVTH : Hồ Hữu Chấn GVHD: PGS.TS Đỗ Văn Dũng
14
c. Cảm bin đo gió kiu dây nhit (trong LH-Jetronic)
Nguyên lý của bộ đo gió kiểu nhiệt dưạ trên sự phụ thuộc của năng lượng nhiệt W thoát
ra từ một linh kiện được nung nóng bằng điện (phần tử nhiệt) như : dây nhiệt, màng nhiệt
hoặc điện tr nhiệt (thermistor) được đặt trong dòng khí nạp vào khi lượng gió G đi qua và
được tính theo công thức
sau:
n
GtKW ∆=
Trong đó:
K: hằng s tỷ lệ
∆t: chênh lệch nhiệt độ giữa
phần tử nhiệt và dòng khí.
n: hệ s phụ thuộc vào đặc
tính trao đi nhiệt giữa phần
tử nhiệt và môi trưng.
Sơ đ cảm biến đo gió
loại dây nhiệt không đi
được trình bày trên hình
2.13.
Điện tr R
H
(platinum
hot wire) và điện tr bù nhiệt
R
K
(thermistor) được mc vào hai nhánh của cầu Wheatstone. Cả hai điện tr này đều được

Việc xác lp khoảng chênh lệch nhiệt độ ∆t giữa phần tử nhiệt R
H
và nhiệt độ dòng khí
được điều chỉnh bi R
P
. Nếu ∆t càng lớn thì độ nhạy của cảm biến càng tăng.
Khi nhiệt độ không khí nạp thay đi sẽ dẫn tới sự thay đi ∆t. Vì vy, vấn đề cân bằng nhiệt
được thực hiện bi RK mc 
một nhánh khác của cầu
Wheatstone. Thông thưng
trong các mạch tỷ lệ R
H
: R
K

=1:10.
Trong quá trình làm việc,
mạch điện tử luôn giữ cho sự
chênh lệch nhiệt độ ∆t giữa dây
nhiệt và dòng không khí vào
khoảng 150
o
C (air mass sensor
BOSCH).
Để làm sạch điện tr nhiệt
(bị dơ vì bị bám bụi, dầu…),
trong một s ECU dùng cho
động cơ có phân khi lớn, với
s xylanh Z ≥ 6 còn có mạch nung dây nhiệt trong vòng một giây, đưa nhiệt độ từ 150
o

H
R
K
R
P
R
1
R
2
R
3
R
4
R
7
R
6
R
5
A
2
U
ou
t

A
B
+

+

ần s xoáy lc. Tần s này tỷ lệ thun với lượng không khí và được đưa về ECU
xử lý để tính lượng xăng tương ứng.
Cảm biến kiểu nhiệt thưng gặp trên các động cơ phun xăng có tăng áp (Turbo charger),
vì áp lực lớn trên đưng ng nạp nên không thể sử dụng MAP sensor hoặc cảm biến đo gió
loại cánh trượt.
Nh có quán tính thấp, kết cấu gọn, nh
ẹ, không có phần tử di động và ít cản gió, nên
cảm biến đo gió kiểu nhiệt đã được ứng dụng rộng rãi trong hệ thng điều khiển phun xăng
hiện nay.
d. Cảm bin áp sut tuyt đi đng ng nạp (MAP-Manifold Absolute Pressure sensor)
Cảm biến này được sử dụng trên hệ thng phun xăng loại D-Jetronic, dùng để đo áp suất
tuyệt đi trên đưng ng nạp. Đây là một trong những cảm biến quan trọng nhất của loại phun
xăng vừa nêu. Khi tải thay đi, áp suất tuyệt đi trong đưng ng nạp sẽ thay đi và chuyển
thành tín hiệu điện thế (chân PIM) báo về ECU để tính ra lượng không khí đi vào xylanh. Sau
đó, dự
a vào giá trị này ECU sẽ điều khiển thi gian m kim phun và thi điểm đánh lửa.
• Cu tạo và nguyên lý hoạt đng Hình 2.15 Cấu tạo cảm biến áp suất đường ống nạp
Loại cảm biến này dựa trên nguyên lý cầu Wheatstone. Mạch cầu Wheatstone được sử
dụng trong thiết bị nhằm tạo ra một điện thế phù hợp với sự thay đi điện tr
“Nghiên cứu chế tạo máy chẩn ơoán các loại ECU ơiều khiển ơộng c”
HVTH : Hồ Hữu Chấn GVHD: PGS.TS Đỗ Văn Dũng
16
Cảm biến bao gm một tấm silicon nh (hay gọi là màng ngăn) dày hơn  hai mép
ngoài (khoảng 0,25 mm) và mng  giữa (khoảng 0,025 mm). Hai mép được làm kín cùng với
mặt trong của tấm silicon tạo thành bung chân không trong cảm biến. Mặt ngoài tấm silicon
tiếp xúc với áp suất đưng ng nạp. Hai mặt của
tấm silicon được phủ thạch anh để tạo thành điện

ECU, còn vị trí các xy lanh còn lại sẽ được tính toán. Công dụng của cảm biến này là để ECU
xác định thi điểm đánh lửa và cả thi đi
ểm phun. Vì vy, trong nhiều hệ thng điều khiển
động cơ, s xung phát ra từ cảm biến phụ thuộc vào kiểu phun (độc lp, nhóm hay đng loạt)
và thưng bằng s lần phun trong một chu kỳ Trên một s xe, tín hiệu vị trí piston xylanh s
01 còn dùng làm xung reset để ECU tính toán và nhp giá trị mới trên RAM sau mỗi chu kỳ
(2 vòng quay trục khuỷu).

Hình 2.16 Sơ đồ nguyên lý cảm biến
áp suất đường ống nạp
R1
R2
R3
R4
Khuếch đại
ECU

VC
PIM
E2
E1
“Nghiên cứu chế tạo máy chẩn ơoán các loại ECU ơiều khiển ơộng c”
HVTH : Hồ Hữu Chấn GVHD: PGS.TS Đỗ Văn Dũng
17
Cảm bin tc đ đng c (Engine speed sensor; crankshaft angle sensor, hay còn gọi là
tín hiệu NE)
Cảm biến này dùng để báo tc độ động cơ để tính toán hoặc tìm góc đánh lửa ti ưu và
lượng nhiên liệu sẽ phun cho từng xylanh. Cảm biến này cũng được dùng vào mục đích điều
khiển tc độ cầm chừng hoặc ct nhiên liệu  chế độ cầm chừng cưỡng bức.
Có nhiều cách b trí cảm biến G và NE trên động c

Cuộn cảm nhn tín hiệu G, gn trên thân của bộ chia điện. Rôto tín hiệu G có 4 răng sẽ
phát 4 xung dạng sin trong mỗi vòng quay của trục cam. (Hình 2.18 )
• Tín hiu NE
Rôto tín hiu G
(4 răng)
Cun dây tín hiu
NE
Cun dây phát
tín hiu G
Rôto tín hiu
NE (24 răng)
Hình 2.18 Cấu tạo của cảm biến điện từ
“Nghiên cứu chế tạo máy chẩn ơoán các loại ECU ơiều khiển ơộng c”
HVTH : Hồ Hữu Chấn GVHD: PGS.TS Đỗ Văn Dũng
18
Tín hiệu NE được tạo ra trong cuộn cảm cùng nguyên lý như tín hiệu G. Điều khác nhau
duy nhất là rôto của tín hiệu NE có 24 răng. Cuộn dây cảm biến sẽ phát 24 xung trong mỗi
vòng quay của trục delco.

Hình 2.19 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của cảm biến điện từ
1- Rôto; 2- Cuộn dây cảm biến và nam châm vĩnh cửu
• Mạch đin và dạng xung

b. Loại dùng cảm bin quang
Cảm biến quang bao gm hai loại, khác nhau chủ yếu  phần tử cảm quang:
- Loại sử dụng một cặp LED - Photo transistor.
- Loại sử dụng một cặp LED - Photo diode.

Hình 2.21 Cấu tạo của cảm biến quang
Phần tử phát quang (LED-Lighting Emision Diode) và phần tử cảm quang (photo

), một đầu dây tín hiệu (V
out
) và một đầu dây mass.
Khi đĩa cảm biến chn ánh sáng từ LED qua photo diode D2, D2 không dẫn, điện áp tại ngõ
vào (+) sẽ thấp hơn điện áp so sánh U
s
tại ngõ vào (-) trên Op-Amp A nên ngõ ra của Op-
Amp A  mức thấp, do đó transistor T ngt, tức V
out
đang  mức cao.
Khi có ánh sáng chiếu vào D2, D2 dẫn, điện áp tại ngõ vào (+) sẽ lớn hơn điện áp so
sánh U
s
tại ngõ vào (-) trên Op-Amp A nên ngõ ra của Op-Amp A  mức cao, do đó transistor
T dẫn, V
out
lp tức chuyển sang mức thấp. Xung điện áp tạo ra tại V
out
có dạng xung vuông
có giá trị cao nhất là 5V và thấp nhất là 0V được gửi đến ECU để điều khiển đánh lửa và phun
xăng. Hình 2.22 Mạch điện và dạng tín hiệu của cảm biến quang trên xe Mitsubishi
c. Loại dùng cảm bin Hall
• Hiu ứng Hall
Một tấm bán dẫn loại P (hoặc N) có kích thước như hình vẽ được đặt trong từ trưng
đều B sao cho vectơ cưng độ từ trưng vuông góc với bề mặt của tấm bán dẫn (hình 2.23).
Khi cho dòng điện Iv đi qua tấm bán dẫn có chiều từ trái sang phải, các hạt điện tử đang dịch
chuyển với vn tc

Culông Fc.
Hình 2.23 Hiệu ứng Hall
d
I
v
I
H
A
1
A
2
“Nghiên cứu chế tạo máy chẩn ơoán các loại ECU ơiều khiển ơộng c”
HVTH : Hồ Hữu Chấn GVHD: PGS.TS Đỗ Văn Dũng
20
Fc = q . E
Khi đạt trạng thái cân bằng giữa hai bề mặt A
1
và A
2
của tấm bán dẫn, sẽ xuất hiện một điện
thế n định UH .
Khi cân bằng:
FL = FC

⇒
q. E = q.B.v

⇒
E = B.v


dq
IB
U
H

.
ρ
=
Điện thế U
H
chỉ vào khoảng vài trăm mV. Nếu dòng điện Iv được giữ không đi thì khi
thay đi từ trưng B, điện thế U
H
sẽ thay đi. Sự thay đi từ trưng làm thay đi điện thế U
H

tạo ra các xung điện áp được ứng dụng trong cảm biến Hall. Hiện tượng vừa trình bày trên
được gọi là hiệu ứng Hall (là tên của ngưi đã khám phá ra hiện tượng này).
Cảm bin Hall
Do điện áp U
H
rất nh nên trong thực tế, để điều khiển đánh lửa ngưi ta phải khuếch
đại và xử lý tín hiệu trước khi đưa đến Igniter hoặc ECU. Hình 2.25 là sơ đ khi của một
cảm biến Hall. Cảm biến Hall được đặt trong delco, gm một rôto bằng thép có các cánh chn
và các cửa s cách đều nhau gn trên trục của delco. S cánh chn sẽ tương ứng với s xylanh
củ
a động cơ. Khi rôto quay, các cánh chn sẽ lần lượt xen vào khe h giữa nam châm và IC
Hall.

Hình 2.24 Nguyên lý làm việc của cảm biến Hall

Có nhiều loại cảm biến vị trí cánh bướm ga, tùy theo yêu cầu và thiết kế trên các đi xe
ta th
ưng có các loại:
a. Cảm bin vị trí bớm ga loại tip đim
Cu tạo (hình 2.26)
Gm có:
- Một cần xoay đng trục với
cánh bướm ga.
- Cam dẫn hướng xoay theo cần.
- Tiếp điểm di động di chuyển
dọc theo rãnh của cam dẫn
hướng
- Tiếp điểm cầm chừng (IDL)
- Tiếp điểm toàn tải (PSW)
Hoạt đng
•  ch đ cm chừng:
Khi cánh bướm ga đóng (góc m
< 5
0
) thì tiếp điểm di động sẽ tiếp xúc
với tiếp điểm cầm chừng và gi tín hiệu
Hình 2.26 Cảm biến bướm ga loại tiếp điểm
“Nghiên cứu chế tạo máy chẩn ơoán các loại ECU ơiều khiển ơộng c”
HVTH : Hồ Hữu Chấn GVHD: PGS.TS Đỗ Văn Dũng
22
điện thế thông báo cho ECU biết động cơ đang hoạt động  mức cầm chừng.
Tín hiệu này cũng dùng để ct nhiên liệu khi động cơ giảm tc đột ngột (chế độ cầm
chừng cưỡng bức). Ví dụ, khi xe đang chạy  tc độ cao ta mun giảm tc độ, ta nhả chân bàn
đạp ga thì tiếp điểm cầm chừng trong công tc cánh bướm ga đ
óng, báo cho ECU biết động

Cảm biến
+B or 5V
E
+B or 5V
E CU
Cảm biến
IDL
PSW
TL
a) Loại âm ch a) Loại dương ch