Tham luận

Hộp điều khiển điện tử trên ô tô và tên gọi chức năng các chân giắc cơ bản

   Trong xu thế phát triển của những năm 70 của thế kỷ XX, linh kiện điện tử, linh kiện bán dẫn ra đời, kéo theo đó là sự xuất hiện kỹ thuật phun xăng điện tử cơ bản lần đầu tiên ứng dụng trên ô tô, các vi mạch của hộp điều khiển ô tô lúc này dùng kỹ thuật tương tự analog để điều khiển phun xăng. Sau một thời gian thì kỹ thuật digital lại được ứng dụng trên hộp điều khiển điện tử, vì kỹ thuật digital có nhiều ưu điểm vượt trội hơn kỹ thuật tương tự analog. Việc ứng dụng hộp điều khiển này có các lợi ích như: lượng phun xăng phù hợp với chế độ hoạt động của động cơ, động cơ ít hao xăng, ít ô nhiễm môi trường và lượng phun chính xác, linh hoạt, đáp ứng mọi chế độ. Hộp điều khiển trên ô tô có nhiều loại tương ứng với từng hệ thống, có loại thì điều khiển động cơ (ECU – Electronic Control Unit, ECM – Electronic Control Module), có loại điều khiển cả động cơ và hộp số (PCM – Powertrain Control Module). Ngày nay, với sự phát triển như vũ bão của lĩnh vực điện – điện tử nên các  hệ thống điện trên ô tô đều được có các hộp điện tử điều khiển cho từng hệ thống, cụ thể như hệ thống lái, hệ thống gạt mưa rửa kính, hệ thống đèn, hệ thống cân bằng điện tử, hệ thống phanh ABS,… các hệ thống khác nhau thì tương ứng với nó là có 1 hộp điều khiển khác nhau. Trên xe hạng sang hiện nay có khoảng 60 hộp điều khiển điện tử khác nhau để điều khiển từng hệ thống.

  Thật sự, bạn có thể nghĩ rằng ECU (hay còn gọi là hộp đen - Black Box) chính là “bộ não” điều khiển chi phối tất cả mọi hoạt động của động cơ thông qua việc tiếp nhận dữ liệu các cảm biến trên động cơ hoặc ô tô, sau đó được truyền về ECU xử lý tín hiệu và đưa ra “mệnh lệnh” buộc các cơ cấu chấp hành phải thực hiện như việc điều khiển nhiên liệu, góc đánh lửa, góc phối cam, ga tự động, lực phanh ở mỗi bánh...

Mặc khác, cơ cấu chấp hành phải luôn bảo đảm thừa lệnh ECU và đáp ứng các tín hiệu phản hồi từ các cảm biến nhằm đem lại sự chính xác và thích ứng cần thiết. Bên cạnh đó, nhằm giảm tối đa chất độc hại trong khí thải và cải thiện lượng tiêu hao nhiên liệu, đảm bảo công suất tối ưu ở các chế độ hoạt động của động cơ. Hơn hết, ECU can thiệp và xử lý nhanh những tính huống mất kiểm soát của người khi gặp tình huống nguy hiểm và điều đặc biệt giúp việc chuẩn đoán “bệnh” của động cơ một cách nhanh chóng.

Tóm lại, ECU ngày nay trên những mẫu ô tô hiện đại có thể hiểu đó là bộ tổ hợp vi mạch và bộ phận phụ dùng để nhận biết tín hiệu, trữ thông tin, tính toán, gửi đi các tín hiệu thích hợp và quyết định chức năng làm việc của xe sao cho hiệu quả nhất trong các tình huống khác nhau.

Hộp điều khiển ô tô có các loại bộ nhớ sau đây:

Bộ nhớ trong ECU bao gồm 4 thành viên đãm nhiệm chức năng riêng biệt: RAM, ROM, PROM, KAM

– ROM (Read Only Memory): Dùng trữ thông tin thường trực. Bộ nhớ này chỉ đọc thông tin đã được lập trình sẵn, chứ không thể ghi vào được. Do đó, ROM chính là nơi cung cấp thông tin cho bộ vi xử lý.

– RAM (Random Access Memory): Bộ nhớ truy xuất ngẫu nhiên, dùng để lưu trữ thông tin mới được ghi trong bộ nhớ và xác định bởi vi xử lý. RAM có thể đọc và ghi các số liệu theo địa chỉ bất kỳ.

– PROM (Programmable Read Only Memory): Cấu trúc cơ bản giống như ROM nhưng cho phép lập trình (nạp dữ liệu) ở nơi sử dụng chứ không phải nơi sản xuất như ROM. PROM cho phép sửa đổi chương trình điều khiển theo những đòi hỏi khác nhau.

– KAM (Keep Alive Memory): KAM dùng để lưu trữ những thông tin mới (những thông tin tạm thời) cung cấp đến bộ vi xử lý. KAM vẫn duy trì bộ nhớ cho dù động cơ ngưng hoạt động hoặc tắt công tắc máy. Tuy nhiên, nếu tháo nguồn cung cấp từ acquy đến máy tính thì bộ nhớ KAM sẽ bị mất.

 Bộ vi xử lý (Microprocessor)

Từ việc tiếp nhận thông tin tín hiệu ở các cảm biến trên động cơ thông qua các bộ nhớ trong ECU, tín hiệu lập tức gửi đến Bộ vi xử lý, lúc này nó có chức năng tính toán và đưa ra mệnh lệnh cho bộ phận chấp hành thích hợp. Có thể nói, đây là bộ phận quan trọng nhất.

Đường truyền (Bus)      

Đường truyền Bus có thể dùng các số liệu và các lệnh từ cảm biến đến bộ xử lý và từ bộ xử lý đến cơ cấu chấp hành (bướm ga, kim phun,…). Máy tính dùng 6 bit 8 bit hoặc 16 bit để truyền. Hiện nay để điều khiển các hệ thống khác nhau trên ôtô với tốc độ thực hiện nhanh và chính xác cao, người ta sử dụng máy tính 8 bit, 16 bit hoặc 32 bit.

Hộp Điều Khiển động cơ (ECU)

Hình 1: Hộp điều khiển ô tô, các cảm biến và cơ cấu chấp hành

Dưới đây, tác giả xin được liệt kê một số chân (giắc ra) tại hộp điều khiển của hộp điều khiển trên xe TOYOTA. Chú ý đây chỉ là các chân cơ bản, thực tế còn có rất nhiều chân:

Ký hiệu CƠ BẢN của ECU.

ABS: Hệ thống chống bó cứng phanh
Cực ACC1: Tín hiệu tăng tốc No1(Từ cảm biến vị trí bướm ga)
Cực ACC2: Tín hiệu tăng tốc No1(Từ cảm biến vị trí bướm ga)
Cực A/C: Điều hòa không khí
Cực ACMG: Khớp tự của điều hòa không khí
Cực Al: Phun khí
Cực AS: Hút khí
Cực A/D: Hệ thống điều khiển chân ga tự động
Cực +B: Cực dương Ắc quy
Cực +B1: Ắc quy No1
Cực BATT: Ắc quy
Cực BF: Khắc phục hư hỏng ắc quy
Cực DFG: Bộ sấy kính
Cực E01: Nối mát No.01
Cực E02: Nối mát No.01
Cực E1: Nối mát No.1
Cực E2: Nối mát No.2
Cực ECT: Hệ thống điều khiển hộp số tự động
Cực ELS: Tín hiệu phụ tải điện
Cực EGR: Hệ thống luân hồi khí xả
Cực FC: Điều khiển bơm nhiên liệu
Cực FP: Rơ le điều khiển bơm nhiên liệu
Cực FPU: Tăng áp suất nhiên liệu
Cực FS: Rơ le chức năng an toàn
Cực G: Nối đất (tín hiệu góc trục khuỷu)
Cực G1: Nối đất No.1 (tín hiệu góc trục khuỷu)
Cực G2: Nối đất No.2(tín hiệu góc trục khuỷu)
Cực G-: Nối đất âm
Cực HAC: Bộ bù độ cao
Cực HF: Bộ sấy cho cảm biến oxy hay cảm biến hỗn hợp nhạt
Cực IDL: Tín hiệu ko tải 
Cực IGDA: Tín hiệu phân phối đánh lửa A
Cực IGDB: Tín hiệu phân phối đánh lửa B
Cực IGF: Tín hiệu xác nhận đánh lửa
Cực IGSW: Khóa điện
Cực IGT: Tín hiệu thời điểm đánh lửa
Cực ISC1: Tín hiệu điều khiển tốc độ không tải No.1
Cực ISC2: Tín hiệu điều khiển tốc độ không tải No.2
Cực ISC3: Tín hiệu điều khiển tốc độ không tải No.3
Cực ISC4: Tín hiệu điều khiển tốc độ không tải No.4
Cực ISCC, Cực ISCO: tín hiệu điều khiển tốc độ không tải.
Cực KD: Xuống số thấp.
Cực KNK: tín hiệu cảm biến tiếng gõ.
Cực VTA: Tín hiệu độ mở bướm ga.
Cực LP: Đèn.
Cực LS: Cảm biến hỗn hợp nhạt.
Cực LSW: Công tắc cháy sạch.
Cực M-REL: Rơ le EFI chính.
Cực N/C: Công tắc khởi động trung gian.
Cực NE: Tín hiệu số vòng quay động cơ.
Cực NE-: Cực âm tín hiệu số vòng quay động cơ.
Cực NEO: Điện áp tín hiệu số vòng quay động cơ.
Cực No.10: Vòi phun #10.
Cực No.20: Vòi phun #20.
Cực NSW: Công tắc khởi động trung gian.
Cực OX: tín hiệu cảm biến oxy.
Cực OX(+): Cực dương cảm biến oxy.
Cực OIL: Áp suất dầu.
Cực OD: Số truyền tăng.
Cực PS: Trợ lực lái.
Cực PSW: Công tắc trợ tải(trong cảm biến vị trí bướm ga).
Cực PIM: tín hiệu áp suất đường ống nạp.
Cực R-P: Tín hiệu xăng tốt hay thường.
Cực RSC: Đóng van cuộn dây quay.
Cực RSO: Mở van cuộn dây quay.
Cực SCV: Van điều khiển xoáy.
Cực SP2: Tốc độ xe No.2.
Cực SP2-: Cực âm tốc độ xe No.2.
Cực STA: Tín hiệu máy khởi động.
Cực STJ: Vòi phun khởi động lạnh.
Cực SPT: Công tắc đèn phanh.
Cực T: Cực kiểm tra.
Cực TE1: Cực kiểm tra động cơ No.1.
Cực TE2: Cực kiểm tra động cơ No.2.
Cực THA: Tín hiệu nhiệt độ khí nạp.
Cực THG: Tín hiệu nhiệt độ khí xả.
Cực THW: Tín hiệu nhiệt độ nước làm mát.
Cực TR: Điều khiển chống trượt.
Cực T-VIS: Hệ thống nạp thay đổi toyota.
Cực TSW: Công tắc nhiệt độ nước làm mát.
Cực VAF: Điện áp điều khiển tỷ lệ không khí – nhiên liệu.
Cực VB: Điện áp ắc quy.
Cực VC: Điện áp không đổi.
Cực VF: Điện áp phản hồi.
Cực VG: Điện áp khối lượng không khí.
Cực V-ISC: Điều khiển tốc độ không tải kiểu VSV.
Cực VS: Điện áp tiếp điểm trượt.
Cực VSH: Điện áp góc mở bướm ga phụ.
Cực VTH: Điện áp góc mở bướm ga.
Cực W: Đèn báo kiểm tra động cơ.
Cực WIN: Đèn báo bộ làm mát trung gian.

 

Đỗ Tấn Thích
Lạc Hồng, 28/09/2018 - 08:19:15