MỞ ĐẦU 1. TÍN HIỆU VÀ TẦN SỐ (SIGNAL AND FREQUENCY) Hiệu quả của việc kiểm tra và chẩn đoán phụ thuộc vào sự hiểu biết cấu trúc và chức năng của thành phần cấu thành hệ thống. Tín hiệu đầu vào (input signals): Trong quá trình làm việc, các cảm biến tạo ra các tín hiệu tương tự (analog) hoặc các tín hiệu số (digital). ECU (Electronic control unit) sẽ dựa vào các tín hiệu này để xác định điện áp, cường độ dòng điện hoặc tần số của các tín hiệu trên.
• Tín hiệu tương tự (analog): Tín hiệu analog là tín hiệu có biên độ, pha hoặc tần số thay đổi liên tục theo thời gian, các thông tin về điện áp và tần số dạng analog thường được sử dụng trong các phép đo. Các cảm biến sau: cảm biến MAF, cảm biến oxy, cảm biến số vòng quay động cơ, cảm biến vị trí bướm ga,… thường tạo ra các tín hiệu có dạng analog. • Tín hiệu số (digital): Hình 1.1a: Tín hiệu tương tự Hình 1.1b: Tín hiệu số Tín hiệu digital là tín hiệu chỉ có hai trạng thái cao hoặc thấp. Tín hiệu digital thường được sử dụng giá trị điện áp hoặc tần số.
Một tín hiệu digital chỉ ở mức cao hoặc thấp trong một khoảng thời gian, nên thường được gọi là một tín hiệu rời rạc. Tín hiệu số thường được sử dụng theo dạng ON/OFF, Yes/No, High/Low hoặc tần số. Tín hiệu digital thường được tạo ra trên các cảm biến như cảm biến tốc độ MRE, cảm biến Hall, cảm biến quang,… và trong các mạch sử 11 dụng công tắc điều khiển như tín hiệu đèn phanh (Stop Lamp Signal), tín hiệu chuyển số P/N (Park/Neutral Switch Signal),… 1. Biên độ, tần số và chu kỳ (amplitude, frequency, period) Chu kỳ Hình 1.2: Biên độ và tần số • Biên độ (amplitude) Là một đại lượng đặc trưng cho cường độ, chẳng hạn như điện áp.
Biên độ có thể được đo từ đỉnh đến đỉnh hoặc từ một điểm tham chiếu. • Tần số (frequency) Một số tín hiệu được đo bằng tần số. Tần số được định nghĩa là số dao động trên mỗi giây. Mỗi dao động là một chu trình lặp lại từ điểm bắt đầu.
Đơn vị đo tần số là Hz (Hertz). Không nên nhầm lẫn giữa tần số với chu kỳ. Chu kỳ chính là khoảng thời gian để tín hiệu lặp lại và được biểu diễn dưới dạng thời gian. Tín hiệu 1 Hz có chu kỳ 1 giây.
Tín hiệu 2 Hz có chu kỳ 0. Tín hiệu đầu ra và hệ số tác dụng (output control signals & duty ratio) Các tín hiệu điều khiển đầu ra (Output Control Signals) như các bộ chấp hành: kim phun nhiên liệu, van EVAP, van EGR, VSV, van xoay,… cần phải được điều khiển để đạt các giá trị mong muốn. Sự thay đổi của các tín hiệu điều khiển được sử dụng để điều chỉnh các thiết bị nói trên. 12 Thông thường, tín hiệu điều khiển thay đổi thời gian ON/OFF.
Loại tín hiệu này thường được gọi là tín hiệu được điều chế độ rộng xung PWM (Pulse Width Modulation), thời gian ON được gọi là độ rộng xung. Chu kỳ Hình 1.3: Hệ số tác dụng (duty ratio) • Hệ số tác dụng (duty ratio): Chu kỳ làm việc (duty cycle) là khoảng thời gian để hoàn thành các trình tự ON/OFF. Nó được biểu diễn dưới dạng đơn vị thời gian hoặc tần số. Hệ số tác dụng so sánh thời gian mạch ON và thời gian mạch OFF trong một chu kỳ.
Tỉ lệ này thường được biểu thị bằng phần trăm (%) hoặc tính bằng mili giây (ms). − Hệ số tác dụng với tần số không đổi (fixed duty cycle) Loại tín hiệu đầu ra này được xác định bằng một chu kỳ làm việc cố định (tần số) với một hệ số tác dụng thay đổi. Loại tín hiệu này chỉ có tỉ lệ giữa thời gian ON và OFF thay đổi. Tỉ lệ thời gian ON/OFF này điều chỉnh tín hiệu đầu ra.
− Hệ số tác dụng với tần số thay đổi (variable duty cycle) Loại tín hiệu này thay đổi tần số của chu kỳ làm việc và cả hệ số tác dụng. Ví dụ rõ nhất của loại tín hiệu này là sự kiểm soát việc phun nhiên liệu vào buồng đốt: khi tốc độ động cơ tăng lên thì lượng phun nhiên liệu tăng theo hoặc khi tăng tải động cơ, thì lượng phun nhiên liệu cũng tăng. 13 • Đo lường và biểu diễn tín hiệu: Máy hiện sóng và một số đồng hồ VOM cũng có thể đo tín hiệu xung, hệ số tác dụng và tần số. Để có thể đo được một cách chính xác các tín hiệu dao động, cần phải kết nối đúng cách giữa máy hiện sóng hoặc DVOM vào mạch điện cần đo.4: Đo tín hiệu bằng máy hiện sóng 1.
Điện áp AC & DC Hình 1.5: Điện áp AC & DC • Điện áp AC: Dòng điện xoay chiều (AC – alternating current) là dòng điện thay đổi chiều liên tục theo thời gian. Đồng hồ VOM phải nằm ở thang đo AC để đo được điện thế AC. Có nhiều phương pháp khác nhau để đo được điện áp dòng điện AC. 14 • Điện áp DC: Dòng điện một chiều (DC – direct current) là dòng điện không đổi chiều theo thời gian.
Đồng hồ VOM đặt ở thang đo DC để đo được điện áp DC. CÁC DẠNG MẠCH ĐIỆN TRÊN Ô TÔ Để giải thích chính xác về một tín hiệu và đọc giá trị trên đồng hồ VOM, cần phải biết được loại mạch điện và cách kết nối thiết bị kiểm tra với từng loại mạch điện. Mạch âm chờ (feed side control) Mạch âm chờ là mạch có công tắc (transistor) nằm giữa nguồn dương và thiết bị. Khi công tắc ở trạng thái ON (transistor dẫn), dòng điện đi đến thiết bị và ngược lại.6: Mạch âm chờ Dùng máy hiện sóng hoặc đồng hồ VOM để kiểm tra.
Điện áp đo được là giá trị nguồn điện cung cấp (+B) khi mạch ON và bằng 0V khi mạch OFF. Khoảng thời gian ON (tín hiệu xung cao) là thời gian nguồn điện cung cấp cho thiết bị, nếu không có dòng điện khi kiểm tra, có thể có hư hỏng xảy ra với nguồn điện cung cấp hoặc công tắc (transistor) điều khiển.7: Kiểm tra mạch âm chờ Một vài ví dụ điển hình về mạch âm chờ: công tắc đèn phanh, công tắc máy, công tắc chuyển số P/ N,… như ở trường hợp công tắc đèn phanh. Khi đạp phanh, công tắc đóng, điện áp từ nguồn điện gửi đến ECU, điều này giúp cho ECU biết rằng tài xế đang đạp phanh.8: Công tắc đèn thắng (stop lamp) 1. Mạch dương chờ (ground side control) Mạch dương chờ là mạch có công tắc (transistor) nằm giữa thiết bị và mass.
Khi công tắc ở trạng thái ON, mạch điện được nối mass và có dòng điện trong mạch, thiết bị hoạt động. Khi công tắc OFF, dòng điện bị ngắt. Lưu ý, với kiểu mạch này luôn có điện áp dương trước công tắc (transistor).9: Mạch dương chờ Dùng máy hiện sóng hoặc đồng hồ VOM để kiểm tra. Điện áp đo được là giá trị nguồn điện cung cấp (+B) khi mạch OFF và gần bằng 0V khi mạch ON.
Khoảng thời gian ON (tín hiệu xung thấp) là thời gian ở 0V. Nếu kết quả không phải gần bằng 0V, có thể hư hỏng xảy ra với thiết bị ngắt mạch (transistor) hoặc vị trí nối mass.11: Kiểm tra mạch dương chờ. Một số thiết bị sử dụng loại mạch này: công tắc số O/D, công tắc áp suất dầu trợ lực lái,… 17 Hình 1.12: Công tắc vị trí số O/D 1. VAN ĐIỆN TỪ (solenoid valve) 1.
Mô tả Van solenoid là một loại van được điều khiển bằng dòng điện đi qua cuộn dây dẫn điện quấn theo dạng hình trụ. Van solenoid được thiết kế với hai cổng hoặc ba cổng trở lên, có nhiệm vụ đóng hoặc mở van, qua đó phân phối chất lỏng hoặc chất khí và chuyển đổi dòng chảy giữa hai vị trí khác nhau. Van solenoid được phân loại theo trạng thái làm việc: • Solenoid thường đóng (NC – normally closed): Là loại van đóng khi cuộn dây không có điện và mở khi có dòng điện đi qua. • Solenoid thường mở (NO – normally open): Là loại van có cơ chế hoạt động ngược với van thường đóng.13: Solenoid thường đóng/thường mở 18 1.
Van chân không (VSV - vacuum switching valve) VSV được sử dụng phố biến trên nhiều hệ thống khác nhau trên ôtô. Ví dụ: Hệ thống tăng áp, Hệ thống thay đổi tiết diện đường ống nạp trên động cơ…. • VSV hai ngã (2-way): Thường được sử dụng trong nhiều hệ thống khác nhau và có hai dạng thường đóng hoặc thường mở. Cả hai loại VSV thường đóng và thường mở được kiểm tra bằng cách dùng đồng hồ đo điện trở (Ohmmeter).
− VSV thường đóng: Áp thấp được cấp vào một đầu đường ống trên van. Khi không cấp điện, VSV đóng, đường dẫn bị chặn lại. Khi VSV được cấp nguồn điện, đường dẫn mở tối đa. Nếu dòng khí không đi qua VSV có thể van bị nghẹt đường ống hoặc hư hỏng.
− VSV thường mở: Áp thấp được cấp vào một đầu đường ống trên van. Khi không cấp điện, đường dẫn mở tối đa. Khi cấp điện, VSV đóng và đường dẫn bị chặn lại, không khí không đi qua van. Nếu vẫn có không khí đi qua VSV có thể van bị rò rỉ hoặc hư hỏng.
• VSV 3 ngã (3-way VSV): Là một VSV có ba đường dẫn. Khi OFF, hai đường mở và một đường đóng lại. Khi ON, một đường đang mở sẽ đóng lại và hai đường còn lại mở ra.14: VSV 2 ngã và VSV 3 ngã 19 CÂU HỎI ÔN TẬP Câu 1: Các dạng tín hiệu trên ô tô? Nêu sự khác biệt giữa chúng. Câu 2: Các dạng mạch điện trên ô tô và cách kết nối thiết bị kiểm tra với từng loại mạch điện? Câu 3: Nêu sự khác biệt của van VSV hai ngã loại thường đóng và thường mở.
TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Toyota Technical Training, Engine Control System I - Course 852. 20 CHƯƠNG 2 CÁC DỤNG CỤ CHẨN ĐOÁN ĐIỆN 2. GIỚI THIỆU CHUNG Sau khi xem xét mạch điện có hư hỏng trên sơ đồ mạch điện, người sửa chữa sẽ cần xác định xem các thiết bị, các giắc nối hoặc dây điện khác có hư hỏng hay không bằng cách kiểm tra trực tiếp trên xe.
Kiểm tra trực quan hoặc sử dụng các dụng cụ cơ bản sau trong chẩn đoán hệ thống điện ô tô: • Dây nối tắt • Đồng hồ DVOM • Máy hiện sóng. KIỂM TRA TRỰC QUAN Kiểm tra trực quan là một phần quan trọng của bất kỳ quy trình chẩn đoán nào. Việc kiểm tra bằng mắt thường có thể nhanh chóng phát hiện ra các sự cố đơn giản có thể liên quan đến lời phàn nàn của người sử dụng.