BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

BÁO CÁO TỔNG KẾT
ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG

THIẾT KẾ, THI CÔNG MÔ HÌNH HỆ THỐNG
ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ MITSUBISHI
S

K

C

0

0

3

9
3

5
9

9
7

MÃ SỐ: T2011 - 10TĐ

Tóm tắt nội dung đề tài ......................................................................................... 7
Chƣơng 1: Mở đầu ................................................................................................. 8
Chƣơng 2: Thiết kế khung mô hình .................................................................... 10
2.1. Phần khung ............................................................................................... 10
2.2. Phần sa bàn ............................................................................................... 12
2.3. Giới thiệu mô hình ................................................................................... 14
Chƣơng 3: Hệ thống điện điều khiển động cơ ..................................................... 15
3.1. Khái quát .................................................................................................. 15
3.2. ECU và các tín hiệu điều khiển động cơ .................................................. 21
3.2.1. Kí hiệu các chân ECU ........................................................................... 21
3.2.2. Các tín hiệu đầu vào ............................................................................. 26
3.2.2.1 Cảm biến khí nạp Karman ................................................................... 26
3.2.2.2.Cảm biến nhiệt độ khí nạp................................................................... 31
3.2.2.3 Cảm biến vị trí bướm ga ..................................................................... 33
3.2.2.4.Cảm biến nhiệt độ nước ...................................................................... 37
3.2.2.5 Cảm biến NE,G (HALL) ..................................................................... 40
3.2.2.6.Cảm biến Oxy...................................................................................... 44
3.2.3 Các tín hiệu đầu ra .................................................................................. 47
3.2.3.1 Hệ thống đánh lửa ............................................................................... 47
3.2.3.2 Hệ thống nhiên liệu ............................................................................. 52
3.2.3.3 Điều khiển tốc độ không tải ................................................................ 61
Chƣơng 4; Tài liệu các bài thực hành trên mô hình ......................................... 64
Chƣơng 5: Kết luận và kiến nghị ...................................................................... 75
Phụ lục..................................................................................................................... 76
Tài liệu tham khảo ................................................................................................. 83

Thiết kế, thi công mô hình hệ thống điều khiển động cơ Mitsubishi

Trang: 1


Tín hiệu từ bơm nhiên liệu.

BPS

Cảm biến áp suất khí trời

TPS

Tín hiệu cảm biến vị trí bươm ga

THW

Tín hiệu nhiệt độ nước làm mát động cơ. .

CRANK

Cảm biến góc quay trục khuỷu.

TDC

Tín hiệu cảm biến vị trí piston.

Vc

Điện áp 5V từ ECU

E2

Mass cảm biến.


ISC1

Tín hiệu điều khiển van ISC cuộn dây thứ 1.

ISC2

Tín hiệu điều khiển van ISC cuộn dây thứ 2.

#30

Tín hiệu điều khiển kim phun từ ECU.

#40

Tín hiệu điều khiển kim phun từ ECU.

M-REL

Tín hiệu điều khiển rơle chính.

M-REL

Tín hiệu điều khiển rơle chính.

ISC3

Tín hiệu điều khiển van ISC cuộn dây thứ 3.

ISC4




Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường trọng điểm (T2010-11TĐ)
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

TT

SỐ HIỆU

TÊN GỌI

TRANG

1

3.1

Tên gọi các vị trí thiết bị trên mô hình

19

2

3.16

Biểu đồ biến thiên R và V của CB nhiệt độ khí nạp

31

3

Tên đề tài: Thiết kế, thi công mô hình hệ thống điều khiển động cơ Mitsubishi
Mã số: T2011-10TĐ
Chủ nhiệm đề tài: ThS. Nguyễn Kim
Đơn vị: Bộ môn Động Cơ, khoa cơ Khí Động Lực, ĐHSPKT TP.HCM
Tel: 0919377870
E-mail:
Cơ quan chủ trì đề tài: Trường đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM.
Cơ quan và cá nhân phối hợp thực hiện:
Thời gian thực hiện: 31/12/2010 đến 31/12/2011
1. Mục tiêu:
-

-

Thiết kế gia công mới mô hình hệ thống điều khiển động cơ loại đánh lửa trực tiếp
CB HALL, chủ yếu các thiết bị của hãng Mitsubishi bổ sung nguồn thiết bị mới
trong đào tạo
Biên soạn tài liệu hướng dẫn theo phương pháp mới để người học phát huy sự chủ
động, tích cực sáng tạo trong học tập, nghiên cứu

2. Nội dung chính:
-

Thiết kế và gia công mới khung giá mô hình theo phương án tối ưu nhất

-

Mô hình gồm các thiết bị điều khiển động cơ gồm: các tín hiện vào (cảm biến), bộ
xử lý trung tâm (ECU), các cơ cấu chấp hành: hệ thống nhiên liệu, hệ thống đánh
lửa, hệ thống điều khiển tốc độ không tải


Hệ thống các Pan giúp người học tự kiểm tra, chẩn đoán những hư hỏng trên hệ

thống điện điều khiển và tự tìm ra nguyên nhân hư hỏng qua đó nâng cao tư duy sáng
tạo của sinh viên.
5. Địa chỉ ứng dụng:
- Các xưởng giảng dạy thực hành tại các trường đại học, cao đẳng nghề, THCN, các
trường dạy nghề nhằm nâng cao chất lượng dạy của giáo viên và thực hành nghiên cứu
của các sinh viên học sinh ngành ôtô.
- Các cơ sở đào tạo nhân lực tại chổ của các công ty, xí nghiệp dịch vụ sửa chữa
ôtô, các công ty thiết bị trường học.

Thiết kế, thi công mô hình hệ thống điều khiển động cơ Mitsubishi

Trang: 6


Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường trọng điểm (T2010-11TĐ)

TÓM TẮT NỘI DUNG ĐỀ TÀI

Mô hình hệ thống đánh lửa trực tiếp động cơ Mitsubishi Galant được chế tạo dựa trên
một động cơ thực tế, nó có tác dụng lớn trong công tác đào tạo, giúp cho người dạy rút
ngắn được thời gian và người học nắm vững về cấu trúc nguyên lý của hệ thống phun
xăng, phương pháp kiểm tra chẩn đoán tìm pan trên động cơ, khảo nghiệm góc đánh lửa
sớm và lượng phun nhiên liệu khi tín hiệu đầu vào của các cảm biến thay đổi.
Direct ignition system training model of Mitsubishi Galant is manufactured based
on a real engine. It has large effect on training ativities, at the same time, it helps the
teaches to save teaching time and the learners in details to study the principles and
construction of direct ignition and fuel injection systems, testing and diagnosing

tương tự của các hãng ôtô khác
1.3 Mục tiêu
Với tính trực quan của mô hình giúp người học nhanh chóng tiếp thu được công nghệ
và các kỹ năng kiểm tra chẩn đoán
Thiết kế gia công mới mô hình giàn trải hệ thống điều khiển động cơ loại đánh lửa CB
HALL, chủ yếu các thiết bị của hãng Mitsubishi bổ sung nguồn thiết bị mới trong đào tạo
Biên soạn tài liệu hướng dẫn theo phương pháp mới để người học phát huy sự chủ
động, tích cực sáng tạo trong học tập, nghiên cứu
1.4 Cách tiếp cận
- Tìm hiểu những tính năng ưu việt của phương tiện dạy học
- Xét nhu cầu thực tế của người học thông qua các mô hình thiết bị được sản xuất
trong và ngoài nước
- Tập hợp nghiên cứu tài liệu về công nghệ động cơ ôtô
- Tìm hiểu các hiệu ứng tích cực trong hoạt động học tập để biên soạn tài liệu phù
hợp mục tiêu đề ra
Thiết kế, thi công mô hình hệ thống điều khiển động cơ Mitsubishi

Trang: 8


Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường trọng điểm (T2010-11TĐ)

1.5 Phƣơng pháp nghiên cứu
- Khai thác nghiên cứu lý thuyết về mô hình phương tiện dạy để đưa ra phương pháp
tốt nhất, hiệu quả nhất
- Dựa vào những mô hình thiết bị sẵn có để nghiên cứu bố trí lắp đặt thiết bị hiệu quả,
mô phỏng giả lập một số tín hiệu để mang lại tính trực quan sinh động cao
- Nghiên cứu lý thuyết về phát triển chương trình đào tạo lấy người học làm trung
tâm, từ đó biên soạn bộ tài liệu hướng dẫn tạo cho người học tính tích cực, chủ động,
sáng tạo

Ngang: 0m70
Dài: 1m80
Kích thước mặt lắp thiết bị: Dài: 1m80; Rộng : 0m90

Hình 2.1 Hình chiếu đứng của khung

Thiết kế, thi công mô hình hệ thống điều khiển động cơ Mitsubishi

Trang: 10


Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường trọng điểm (T2010-11TĐ)

Hình 2.2 Hình chiếu cạnh của khung

Hình 2.3: Hình chiếu bằng của khung
Thiết kế, thi công mô hình hệ thống điều khiển động cơ Mitsubishi

Trang: 11


Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường trọng điểm (T2010-11TĐ)

2.2 Phần sa bàn.
2.2.1 Phương án bố trí các cụm chính trên sa bàn.

Hình 2.4 Cách bố trí các cụm chính

Thiết kế, thi công mô hình hệ thống điều khiển động cơ Mitsubishi


Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường trọng điểm (T2010-11TĐ)

2.3 Giới thiệu mô hình.

Hình 2.5: Mô hình hệ thống điều khiển động cơ.

2.4 Vật liệu khung lắp mô hình.
Khung lắp mô hình có dạng hình chữ nhật với kích thước (1800*900*1800).
Được hàn lại với nhau từ hai loại thép hộp, hai loại đều có tiết diện mặt cắt ngang là hình
chữ nhật.Chân đế có dạng hình chữ T (hàn từ thép hộp 50*100) được nối với nhau bởi 2
thanh giằng ngang có tiết diện bé hơn (40*80).Phía trên khung bản được hàn từ các thanh
thép hộp có tiết diện 20*40 và đặt tấm bẳng gỗ ép có khổ 1m*1.9m với bề dày là 20. Phía
dưới chân đế lắp 4 bánh xe cao su để di chuyển mô hình.

Thiết kế, thi công mô hình hệ thống điều khiển động cơ Mitsubishi

Trang: 14


Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường trọng điểm (T2010-11TĐ)

CHƢƠNG 3: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ
3.1 Khái quát về hệ thống điều khiển động cơ bằng điện tử.
3.1.1 Mô tả.
Các chức năng của hệ thống điều khiển động cơ bao gồm hệ thống điều khiển
phun nhiên liệu điện tử (EFI), điều khiển tốc độ không tải (ISC) và một số điều khiển
khác. Ngoài ra còn có hệ thống chẩn đoán, rất hữu ích khi kiểm tra và khắc phục những
hư hỏng.
3.1.2 Các chức năng của hệ thống điều khiển động cơ.
3.1.2.1 Điều khiển phun nhiên liệu điện tử (EFI).

Khi có hư hỏng, ECU nhận biết hư hỏng xảy ra ở một trong các mạch tín hiệu từ các
cảm biến nối với ECU, đèn sẽ sáng để cảnh báo cho người lái xe biết rằng hệ thống điều
khiển động cơ có vấn đề. Để từ đó có biện pháp khắc phục và sửa chữa.
 Chức năng báo mã chẩn đoán.
Nếu cực DIAG (1, 2) được nối với cực mass (sau khi khóa điện bật ON), mã chẩn
đoán được phát ra theo thứ tự từ mã nhỏ đến mã lớn với số lần nháy đèn ''check engine''
bằng với số của mã lỗi.
 Thứ tự các bƣớc kiểm tra.
 Kiểm tra đèn báo ''check engine''.
- Điện áp accu trên 11 V.
- Đèn báo ''check engine'' sẽ sáng lên khi khóa điện bật ON với động cơ chưa
hoạt động.
- Khi khởi động động cơ, đèn ''check engine'' sẽ tắt. Nếu đèn tiếp tuc sáng, hệ
thống chẩn đoán đã phát hiện ra có trục trặc hay không bình thường trong hệ thống.
 Phát các mã chẩn đoán.
Để lấy các mã chẩn đoán ra, làm theo quy trình như sau:
Khi công tắc máy ở vị trí off,xác định vị trí của giác chuẩn đoán,kết nối với
đồng hồ VOM.
Bật công tắc sang vị trí ON và quan sát kim đồng hồ đo,nó sẽ hiển thị mã lỗi
bằng sự quét của kim,đếm số lần quét và viết lỗi đã được chuẩn đoán để kiểm tra,tham
khảo.
Xung dài (chớp 1,5s) đại diện cho hàng chục,xung ngắn (chớp 0,5s) đại diện
cho hàng đơn vị.Nếu một xung dài và một xung ngắn sẽ là mã DTC 11,sự lập lại các
xung ngắn (0,5s) tiếp theo biểu thị hệ thống không lưu trữ mã lỗi,hệ thống bình
thường.Các model 1994 & 1995 được chuẩn đoán bằng đồng hồ đo như Precis, Mirage,
Eclipse, and pickup models. Dòng Montero có thể được chuẩn đoán bằng đồng hồ đo
hoặc nối dây trực tiếp trong hộp chuẩn đoán với việc biểu thị đèn chớp thay vì sóng vôn.
Các model chỉ được chuẩn đoán thông qua đèn chớp MIL như :Galant,
Diamante, and 3000GT.
Chú ý: Các đời xe 1995 được trang bị hệ thống chuẩn đoán OBD II,là thiết bị


Thiết kế, thi công mô hình hệ thống điều khiển động cơ Mitsubishi

Trang: 17


Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường trọng điểm (T2010-11TĐ)

3.1.3 Vị trí các chi tiết của hệ thống điều khiển .

Hình 3.1: Vị trí các chi tiết điều khiển động cơ.

Thiết kế, thi công mô hình hệ thống điều khiển động cơ Mitsubishi

Trang: 18


Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường trọng điểm (T2010-11TĐ)

STT
1

Tên gọi các vị trí
Bộ tích hợp các cảm biến.

STT

Tên gọi các vị trí

9


-Cảm biến ôxy

5

-Cảm biến vị trí trục cam.

13

-Kim phun nhiên liệu.

6

-Cảm biến nhiệt độ nước làm
mát động cơ.

14

-Công tắc A/C

7

-Bơm nhiên liệu

15

-Công tắc máy

8


khác.
3.2.1.1 Hình dạng của ECU.

Hình 3.3: Hình dạng của ECU.

3.2.1.2 Chức năng của ECU.
ECU là trung tâm điều khiển, là bộ não của hệ thông điều khiển động cơ. Vì vậy,
ECU đảm nhận tất cả những chức năng của hệ thống điều khiển động cơ bằng điện tử.
3.2.1.3 Bảng ký hiệu các cực và tín hiệu của ECU. (Xem phụ lục 1 trang 80)

Hình 3.4: Ký hiệu các chân của ECU nhìn từ phía sau ECU.
3.2.1.4 Sơ đồ mạch cấp nguồn.
3.2.1.4.1 Mạch nguồn ECU.
 Mô tả.
Sơ đồ dưới đây là loại mà rơle chính được kích hoạt bằng ECU động cơ. Đối với
động cơ có van ISC loại motor bước, do điều khiển đặt vị trí ban đầu được thực hiện khi
khóa điện tắt, để thực hiện việc này nguồn cấp đến ECU động cơ trong khoảng 2 giây sau
khi khóa điện tắt.
Khi khóa điện bật ON, điện áp accu được cấp đến ECU động cơ qua cực IGSW.

Thiết kế, thi công mô hình hệ thống điều khiển động cơ Mitsubishi

Trang: 21


Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường trọng điểm (T2010-11TĐ)
Việc đóng mở rơle chính được điều khiển bên trong ECU qua cực M-REL của
ECU động cơ.
Khi ECU điều khiển đóng rơle chính, làm cho dòng điện chạy trong cuôn dây, đóng
tiếp điểm rơle chính và cấp nguồn cho cực +B, +B1 của ECU động cơ.

3.2.1.3.2 Mạch VC.
 Mô tả.
Từ điện áp accu cấp cho cực +B, ECU động cơ trích ra một điện áp không đổi 5V
để cấp nguồn cho bộ vi sử lý. ECU động cơ cấp nguồn 5V này dùng để:
- Cấp nguồn cho bộ vi xử lý.
- Cấp nguồn 5V cho cảm biến vị trí bướm ga.
Thiết kế, thi công mô hình hệ thống điều khiển động cơ Mitsubishi

Trang: 23