Hệ thống điều khiển tốc độ không tải trên ô tô ISC – Idle Speed Control là hệ thống quan trọng giúp điều khiển tốc độ không tải của động cơ một cách tối ưu nhất ở những điều kiện khác nhau.
Vậy, nguyên lý hoạt động của chúng theo từng chế độ như thế nào? Kết cấu ra sao? Cách kiểm tra hệ thống điều khiển tốc độ không tải cũng như những các pan bệnh thường gặp trên hệ thống là gì.
Hệ Thống Điều Khiển Tốc Độ Không Tải ISC – Idle Speed Control
Hôm nay, các bạn hãy cùng trường dạy nghề sửa chữa điện ô tô Việt Nam VATC đến với bài viết này qua những kinh nghiệm thực tế để tìm hiểu rõ hơn về chúng.
I. Nhiệm vụ của hệ thống điều khiển tốc độ không tải ISC (Idle Speed Control)
Hệ thống ISC (Idle Speed Control – Điều khiển tốc độ không tải) điều khiển cho một lượng gió đi tắt qua bướm ga khi không đạp ga để điều khiển tốc độ không tải phù hợp với các điều kiện khác nhau của động cơ.
Hệ thống ISC bao gồm van ISCV, ECU động cơ, các cảm biến và công tắc khác nhau.
II. Nguyên lý hoạt động của hệ thống điều khiển tốc độ không tải
Hệ thống bao gồm các tín hiệu đầu vào gửi tới ECU sau đó ECU hiểu được điều kiện làm việc của động cơ hiện tại và đưa ra tín hiệu điều khiển cho cơ cấu chấp hành là van không tải (ISCV) hoặc Bướm ga điện tử để điều khiển lượng gió đi vào động cơ cho phù hợp khi không đạp ga.
Các chế độ hoạt động của hệ thống điều khiển tốc độ không tải:
Hệ thống điều khiển tốc độ không tải có 5 chế độ làm việc như sau:
1. Khi khởi động
Khi ECU động cơ nhận được một tín hiệu khởi động (STA), nó xác định rằng động cơ đang khởi động và điều khiển van ISC hoặc bướm ga mở lớn để động cơ dễ dàng khởi động,
– Tín hiệu đầu vào gửi về ECU gồm có: Cảm biến nhiệt độ nước làm mát, Tín hiệu STA, tín hiệu NE, Tín hiệu IDL từ cảm biến bướm ga.
2. Chế độ hâm nóng động cơ (chạy không tải nhanh)
Khi động cơ nguội, tốc độ chạy không tải không ổn định do những yếu tố như độ nhớt của dầu động cơ cao và độ tơi nhiên liệu kém. Vì vậy phải làm cho tốc độ chạy không tải cao hơn bình thường để làm cho nó ổn định. Điều này được gọi là chạy không tải nhanh
Sau khi mới khởi động động cơ, nếu cảm biến nhiệt độ nước báo về là nhiệt động động cơ còn thấp, ECU sẽ điều khiển mở lớn van ISCV hay bướm ga ra nhằm cho động cơ nhanh chóng đạt tới nhiệt độ vận hành để đạt hiệu suất tốt nhất (khoảng 80-90 độ C), khi nhiệt độ tăng lên tốc độ không tải sẽ dần giảm xuống.
– Các tín hiệu đầu vào gồm có: Cảm biến ETC, NE, IDL.
3. Chế độ điều khiển phản hồi
Để điều khiển phản hồi, tốc độ không tải chuẩn(600-800v/p) được lưu trong ECU động cơ so sánh với tốc độ không tải thực. Sau đó ISCV được điều khiển để hiệu chỉnh tốc độ chạy không tải thực đến tốc độ chạy không tải chuẩn.
(Khi tốc độ chạy không tải thực thấp hơn tốc độ chạy không tải chuẩn: ISCV được mở ra để hiệu chỉnh tốc độ chạy không tải này đến tốc độ chạy không tải chuẩn. Khi tốc độ chạy không tải thực cao hơn tốc độ chạy không tải chuẩn: ISCV này đóng lại để hiệu chỉnh tốc độ chạy không tải đến tốc độ chạy không tải chuẩn).
4. Chế độ điều khiển dự tính.
Điều khiển dự tính sự thay đổi tốc độ của động cơ sẽ dự tính sự thay đổi tốc độ không tải tương từ tải trọng của động cơ và điều khiển van ISC tương ứng.
Khi cần sang số được thay đổi (P-R-N-D), hoặc khi có một thay đổi về tải trọng của động cơ khi một bộ phận điện hoạt động (bật đèn, xông kính, đánh lái, bật điều hòa…) tốc độ chạy không tải sẽ tăng lên hoặc giảm xuống, Vì vậy, khi ECU động cơ nhận được một tín hiệu về tải trọng của động cơ , ISCV này được điều khiển để giảm mức thay đổi của tốc độ chạy không tải.
– Tín hiệu đầu vào: Tín hiệu NE, NSW, A/C, PS, ELS…
5. Chế độ điều khiển khác:
ECU động cơ mở van ISC khi tiếp điểm IDL của cảm biến vị trí bướm ga đóng lại (khi nhả bàn đạp ga) để ngăn không cho tốc độ của động cơ giảm đột ngột.
III. Van điều khiển tốc độ không tải – ISCV
ISCV là một cơ cấu điều khiển lượng không khí nạp trong thời gian chạy không tải bằng tín hiệu từ ECU động cơ và điều khiển tốc độ chạy không tải.
Có 2 loại ISCV chính như sau:
1. Loại đi tắt qua bướm ga và điều khiển lượng khí nạp (Kiểu van Xoay, Motor bước, Solenoid điều khiển hiệu dụng, Solenoid ON-OFF):
Vì bướm ga đóng hoàn toàn trong thời gian chạy không tải, ISCV cho lượng không khí cần thiết chạy qua trong lúc chạy không tải.
2. Loại điều khiển lượng không khí nạp bằng bướm ga (Sử dụng Motor bướm ga):
Với loại này, bướm ga điều khiển thích hợp lượng không khí nạp trong thời gian chạy không tải. Hệ thống này được gọi là ETCS-i (Hệ thống điều khiển bướm ga điện tử- thông minh), và thực hiện các chức năng điều khiển khác ngoài việc điều chỉnh lượng không khí nạp trong khi chạy không tải.
*Loại cuộn dây quay
ISCV loại cuộn dây quay gồm có một cuộn dây, IC, nam châm vĩnh cửu, van, và được gắn vào cổ họng gió. IC này dùng tín hiệu hiệu dụng từ ECU động cơ để điều khiển chiều và giá trị của dòng điện chạy trong cuộn dây và điều chỉnh lượng không khí đi tắt qua bướm ga, làm quay van này.
Hoạt động: Khi tỷ lệ hiệu dụng cao, IC này làm dịch chuyển van theo chiều mở, và khi tỷ lệ làm việc thấp, IC làm dịch chuyển van này về phía đóng. Van ISC thực hiện việc đóng mở theo cách này.
Khi tắt chìa khóa điện, van ISCV được mở lớn ra để dễ dàng cho việc khởi động động cơ lần sau. Khi động cơ đã nổ máy, van này đóng lại từ vị trí mở hoàn toàn đến vị trí mở được xác định đối với tốc độ của động cơ và nhiệt độ nước làm mát, và sau đó van này từ từ đóng lại khi nhiệt độ nước làm mát tăng lên.
GỢI Ý: Nếu có sự cố, ví dụ như hở mạch, sẽ làm cho điện ngừng chạy vào van ISC, van này được mở ra ở một vị trí đặt trước bằng lực của nam châm vĩnh cửu. Việc này sẽ duy trì một tốc độ chạy không tải xấp xỉ 1000 đến 1200 vòng/phút.
Van ISCV có cuộn dây quay kiểu cũ (dùng 2 cuộn dây như hình trên)
ISCV loại cuộn dây quay kiểu cũ nhận được các tín hiệu hiệu dụng từ ECU động cơ và cấp điện vào 2 cuộn dây để thay đổi mức mở của van và điều khiển lượng không khí nạp. Dây lưỡng kim trong ISCV tương ứng với nhiệt độ của nước làm mát động cơ để duy trì độ mở thích hợp của van đối với động cơ ở trạng thái hâm nóng.
Một tấm chặn cũng được lắp vào để ngăn chặn van khỏi bị kẹt khi mở hoặc đóng hoàn toàn khi có sự cố về điện nào đó xảy ra.
Mở Van: Khi điện được truyền đến cuộn dây A (RSO) trong một thời gian dài, van này bị dịch chuyển theo chiều mở.
Đóng Van: Khi điện được truyền đến cuộn dây B (RSC) trong một thời gian dài, van này bị dịch chuyển về chiều đóng.
** Cách kiểm tra ISCV Loại cuộn dây quay:
Kiểu mô tơ bước
ISCV kiểu mô tơ bước được gắn vào cụm bướm ga. Van lắp ở đầu của rôto đi vào hoặc ra theo vòng quay của rôto để điều khiển lượng không khí đi qua mạch đi tắt này.
Hoạt động:
- Môtơ bước sử dụng nguyên lý kéo và đẩy của nam châm vĩnh cửu (rôto) khi từ trường được tạo ra bởi dòng điện chạy vào cuộn dây.
Như được thể hiện trong hình minh họa phía dưới, dòng điện chạy ở C1 làm cho nam châm bị kéo. - Khi dòng điện đến C1 bị cắt trong cùng một lúc, dòng điện phải chạy vào C2, và nam châm bị kéo đến C2.
- Việc chuyển mạch sau đó của dòng điện lần lượt đến C3 và C4 theo cùng cách thức được sử dụng để làm quay nam châm này.
– Nam châm cũng có thể quay theo chiều ngược lại bằng cách chuyển mạch điện theo chiều từ C4 đến C3, C2 và C1.
– Sự bố trí này được sử dụng để dịch chuyển nam châm đến các vị trí được xác định trước. Một môtơ bước thực tế sử dụng bốn cuộn dây để tạo ra 32 bước trong một vòng quay của nam châm (rôto). Một số môtơ có 24 bước trong một vòng quay). - ECU động cơ điều khiển van ISCV vào vị trí mở hoàn toàn khi động cơ ngừng (khi ECU động cơ không nhận được tín hiệu NE) để tăng khả năng khởi động của lần khởi động động cơ tiếp theo.
Sơ đồ mạch điện của ISCV loại mô tơ bước:
* Loại ACV điều khiển hiệu dụng
ISCV loại ACV điều khiển hiệu dụng điều khiển lượng không khí nạp chạy vào mạch đi tắt bằng tín hiệu hiệu dụng của ECU động cơ làm cho dòng điện chạy vào cuộn dây điện từ để mở van này. Tỷ lệ hiệu dụng của điện chạy vào cuộn điện từ càng lớn, van này mở càng nhiều.
* Loại VSV điều khiển bật ”ON”- tắt “OFF”
ISCV kiểu VSV điều khiển Bật-Tắt lượng không khí nạp chạy qua mạch đi tắt bằng tín hiệu ON/OFF từ ECU động cơ làm cho dòng điện chạy vào cuộn điện từ để mở van này. Khi dòng điện chạy vào cuộn điện từ, tốc độ chạy không tải sẽ tăng lên theo các nấc xấp xỉ 100 vòng/phút.
IV: KIỂM TRA HỆ THỐNG ISC
Đo nguồn + cấp cho ISCV, và đo tín hiệu xung điều khiển ra van ISCV, nếu có xung điều khiển ra ISCV mà ISCV không hoạt động là hư van, nếu không có xung điều khiển ra kiểm tra lại các tín hiệu đầu vào tại từng chế độ và ECU.
Xung điều khiển ISCV:
V: CÁC TRIỆU CHỨNG HƯ HỎNG THƯỜNG GẶP
- Òa ga, Ga không đều
- Không có bù ga khi máy nguội.
- Không có bù ga khi bật điều hòa,
- Không có bù ga khi có tải (bật đèn pha, đánh lái, đi số…)
Một số nguyên nhân thường mắc phải:
- Cảm biến bướm ga hay chỉnh cao quá làm ECU hiểu là đang đạp ga nên không có tín hiệu bù ga.
- Van ISCV bị kẹt.
- Mất các tín hiệu đầu vào tới hộp ECU.
VI: CHIA SẺ KINH NGHIỆM THỰC TẾ
- Khi chỉnh cảm biến bướm ga mở cao quá là bị mất tín hiệu bù ga không tải vì ECU hiểu mình đang đạp ga lớn.
- Mất các tín hiệu đầu vào về ECU nên không có bù ga. (Mất tín hiệu A/C, mất tín hiệu trợ lực lái…).
- Dòng xe Daewoo rất hay bị òa ga do lỗi lập trình từ nhà sản xuất, khi bị òa ga phải dùng máy reset lại hoặc thay thế Van ISCV, Cảm biến bướm ga rồi Reset lại.
Lời kết: Hệ thống điều khiển tốc độ không tải là một hệ thống khác phức tạp, với bài viết chi tiết này, VATC hy vọng các bạn sẽ có đầy đủ các thông tin về hệ thống và có thể tìm hiểu sâu hơn nữa về chúng. Chúc bạn học tập hiệu quả!
>>> Xem các bài viết kỹ thuật tương tự tại đây
Thông tin chi tiết xin vui lòng liên hệ!
Trung Tâm Huấn Luyện Kỹ Thuật Ô Tô Việt Nam VATC
Địa chỉ: số 50 đường 12, P.Tam Bình, Q.Thủ Đức, TP.HCM
Điện thoại: 0945.71.17.17
Email: info@oto.edu.vn
