Hệ thống điều khiển ECU – Cấu tạo , Vai trò và Nguyên lý hoạt động

Chuyên đề: Công nghệ thuật ngữ ô tô
Chỉnh sửa lúc: 19/05/2017

Vai trò của ECU điều khiển

Thật sự, bạn có thể nghĩ rằng ECU (hay còn gọi là hộp đen) 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.

Cấu tạo của ECU

ECU cấu thành từ 3 bộ phận chính: bộ nhớ trong ECU, bộ vi xử lý (bộ não của ECU) và đường truyền – BUS.

a) 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 sữa 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.

b) 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 của ECU

c) Đường truyền – BUS: Dùng để chuyển các lệnh và số liệu trong ECU.

Có thể hiểu nôm na rằng để thông tin có thể truyền từ bộ vi xử lý gửi đến các cơ cấu chấp hành nhanh nhất có thể, đường truyền đóng một vai trò không nhỏ. Trước đây, máy tính điều khiển động cơ dùng loại 4, 8, hoặc 16 bit phổ biến nhất là loại 4 và 8 bit. Máy tính 4 bit chứa rất nhiều lệnh vì nó thực hiện các lệnh logic tốt hơn. Tuy nhiên, máy tính 8 bit làm việc tốt hơn với các phép đại số, và chính xác hơn 16 lần so với loại 4 bit. Vì vậy, 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.

Nguyên lý hoạt động

Nhờ vào cảm biến tốc độ động cơ và vị trí piston – công dụng của cảm biến này sẽ giúp ECU xác định thời điểm đánh lửa và thời điểm phun xăng tối ưu nhằm cải thiện hiệu suất và khả năng tiêu thụ nhiên liệu. Ngoài ra với những cảm biến khác như vị trí bướm ga xác định lưu lượng không khí nạp, gửi đến ECU tính toán lượng nhiên liệu phun thích hợp với từng chế độ tải, song song đó với các dữ liệu về tốc độ động cơ, tải, nhiệt độ… nhờ các cảm biến mã hoá tín hiệu đưa vào ECU xử lý và tính toán để đưa ra góc đánh lửa sớm tối ưu theo từng chế độ hoạt động của động cơ. Với những ưu điểm nổi bật, ngày nay hệ thống đánh lửa với cơ cấu điều khiển góc đánh lửa sớm bằng điện tử kết hợp với phun xăng đã thay thế hoàn toàn hệ thống đánh lửa bán dẫn thông thường.

Trên thế giới hiện nay, nhiều nước châu Âu hướng đến tiêu chuẩn khí thải (EURO 5, EURO 6) hạn chế gây hại ô nhiễm môi trường. Chính vì lẽ đó, ECU đóng vai trò cực kỳ quan trọng trong việc làm giảm khí thải, một cách phổ biến nhất hiện nay như là việc ô tô được trang bị thêm bộ hoá khử (TWC – Three way catalyst), bộ hoá khử này sẽ hoạt động cao nhất ở tỷ lệ hoà khí lý tưởng, thông qua cảm biến Oxy xác định phần hoà khí tức thời trong khí nạp gửi tín hiệu về ECU nhằm điều chỉnh tỷ lệ hoà khí thích hợp ở từng điều kiện nhất định.

Ngoài ra, ECU còn can thiệp sâu vào các hệ thống an toàn trên ô tô có thể kể đến như: hệ thống cân bằng ESP, hỗ trợ phanh khẩn cấp BA, hệ thống phân bổ lực phanh EBD… thông qua việc cảm biến chịu trách nhiệm liên tục ghi lại và truyền tín hiệu về ECU, nhiệm vụ của ECU sẽ so sánh dữ liệu với những chương trình đã tính toán trước. Do đó, khi gặp những sự cố nguy hiểm, người lái có khuynh hướng phản xạ đột ngột như đánh lái gấp, lực phanh tăng nhanh, hiện tượng trượt bánh khi phanh… lập tức ECU sẽ nhận tín hiệu, buộc xe phải hoạt động theo những chương trình lập trình sẵn như điều chỉnh góc xoay, kiểm soát tốc độ từng bánh xe, lực phanh mỗi bánh nhằm chế tối đa sự mất kiểm soát của người lái.

Bạn cảm thấy bài viết hữu ích?

Bài viết nổi bật

Loading...

Bài viết mới nhất

  • Tri Cao

    Bài viết: 49

    Tìm hiểu hệ thống hỗ trợ lực phanh khẩn cấp BA

    12:08 PM 14/05/2017
    2159
    Trong thực tế, khi di chuyển trên đường chúng ta hoàn toàn không thể tránh khỏi những tình huống giảm tốc đột ngột để tránh tai nạn có thể xảy đến. Và để đảm bảo an toàn cho hành khách ở mức cao nhất, hệ thống phanh khẩn cấp BA - Brake Assist đã được ra đời. Vậy BA (hay BAS) là gì?, hãy cùng Danhgiaxe tìm hiểu tính năng an toàn này nhé.
  • Tri Cao

    Bài viết: 49

    Tại sao lại có nút ESP OFF trên ô tô?

    10:15 AM 09/05/2017
    5703
    Ngày nay, hệ thống cân bằng điện tử ESP (Electronic Stability Program) không còn chỉ xuất hiện trên những mẫu xe hạng sang, mà chúng dần trở thành một trong những tính năng an toàn “không thể thiếu” cho hầu hết các mẫu xe phổ thông...
  • Hoàng Tuấn

    0933566080

    Bài viết: 314

    Tìm hiểu động cơ tăng áp turbocharge cùng Honda Civic 2017

    15:11 PM 08/04/2017
    5206
    Ngoài ưu điểm về khả năng vận hành mạnh mẽ thì động cơ turbocharge còn mang đến những ưu, nhược điểm nào khác? Hãy cùng danhgiaXe tìm hiểu vấn đề này cùng Honda Civic 2017 nhé.
  • Tuan Nguyen

    0933566080

    Bài viết: 43

    Tìm hiểu cấu tạo vi sai trên các mẫu xe bán tải

    23:38 PM 15/01/2017
    15954
    Tìm hiểu cấu tạo, công dụng, ưu - nhược điểm của hệ thống vi sai đang trang bị trên các dòng xe bán tải như Mitsubishi Triton, Ford Ranger và Chevrolet Colorado.
  • Hải Đăng

    Bài viết: 44

    Công nghệ tiết kiệm nhiên liệu trên động cơ Suzuki

    23:51 PM 12/01/2017
    3971
    Với bề dày lịch sử hơn 100 năm hình thành và phát triển, hai yếu tố luôn được bàn luận khi nhắc đến hãng xe Suzuki tại thị trường Việt Nam đó là giá cả phải chăng và động cơ bền bỉ đồng thồi rất tiết kiệm nhiên liệu.
  • Hải Đăng

    Bài viết: 44

    Những trang bị an toàn cơ bản cho xe sedan phổ thông

    23:56 PM 28/12/2016
    6253
    Với những sedan phổ thông như Suzuki Ciaz, Toyota Vios, Honda City,... thì đâu là những trang bị an toàn cần thiết để việc đi lại an toàn hơn?
  • Hoàng Tuấn

    0933566080

    Bài viết: 314

    [Infographic] Xe Subaru an toàn đến đâu?

    10:49 AM 05/11/2016
    5213
    Bên cạnh hiệu suất và khả năng vận hành, an toàn luôn là một trong những ưu điểm vượt trội của ...
  • ToanKoC

    0933 9966 45

    Bài viết: 127

    Tìm hiểu động cơ MIVEC của Mitsubishi

    14:30 PM 26/12/2016
    4219
    Mitsubishi Innovative Valve Timing Electronic Control-System, hay còn được gọi là Hệ thống Điều khiển điện tử van biến thiên - MIVEC, đây là cơ chế điều khiển hệ thống phân phối khí được phát triển bởi Mitsubishi Motors và hiện đang được trang bị trên những thế hệ động cơ tiên tiến của nhà sản xuất Nhật Bản.
  • ToanKoC

    0933 9966 45

    Bài viết: 127

    15:33 PM 03/12/2016
    11403
    Hiện nay việc sỡ hữu một chiếc xe hơi không còn quá khó khăn, khi đã có trong tay ...