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

  • Hữu Đô Nguyễn

    0945979600

    Bài viết: 226

    Phủ nano cho kính xe hơi - ưu và nhược điểm cần lưu ý

    11:08 AM 20/06/2018
    39808
    Ngày nay xe hơi ngày càng trở nên thông dụng hơn, các dịch vụ bảo dưỡng, chăm sóc và làm đẹp xe ô tô cũng ngày càng được mở rộng, trong đó có dịch vụ phủ nano cho kính xe ô tô cũng đang rất được ưa chuộng.
  • Tri Cao

    Bài viết: 48

    Tại sao lại có nút ESP OFF trên ô tô?

    09:52 AM 18/06/2018
    14860
    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. Thế nhưng trên xe còn có nút ESP OFF? Nút này hoạt động ra sao và trong những trường hợp nào? Bài viết sẽ cung cấp cho bạn thông tin.
  • nbaocong

    Bài viết: 20

    Tìm hiểu về hệ thống điện trên xe ô tô

    08:58 AM 17/06/2018
    64260
    Hệ thống điện thực sự cần thiết cho hầu hết các hoạt động của xe. Hệ thống này gồm nhiều chi tiết kết nối chặt chẽ với nhau. Bài viết sẽ giúp bạn hiểu rõ cấu trúc và cơ chế hoạt động của hệ thống điện trên xe.
  • Hoàng Tuấn

    0933665808

    Bài viết: 411

    Tổng quan các hệ thống trợ lực lái hiện nay

    19:32 PM 16/06/2018
    17822
    Ngày nay, các mẫu xe mới đa số đều có được hệ thống trợ lực tay lái do xu hướng bố trí dồn trọng lượng thân xe về phía cầu trước dẫn hướng. Tính năng này đặc biệt phát huy tác dụng khi phương tiện đứng yên hoặc di chuyển chậm, giúp tay lái trợ lực cho khả năng vận hành linh hoạt và ổn định hơn khi gặp địa hình xấu.
  • Hữu Đô Nguyễn

    0945979600

    Bài viết: 226

    Ưu điểm và nhược điểm của công nghệ đèn Halogen, Xenon, LED và Laser

    09:53 AM 14/06/2018
    78894
    Hiện nay đang có 4 công nghệ chiếu sáng chính trên xe hơi là đèn halogen, xenon, LED và laser. Mỗi loại công nghệ đều có ưu nhược điểm riêng. DanhgiaXe sẽ phân tích để giúp bạn chọn lựa chiếc đèn ưng ý cho xe của mình.
  • Thanh Trường

    0938 38 7345

    Bài viết: 88

    Ý nghĩa các đèn cảnh báo trên bảng táp lô

    10:26 AM 05/06/2018
    302774
    Các đèn cảnh báo trên bảng táp lô là dấu hiệu cảnh báo cho các bác tài biết chiếc xe đang ở trong tình trạng như thế nào. Hãng cứu hộ của Anh, Britania đã tổng hợp 64 ký hiệu đèn cảnh báo phổ biến nhất trên bảng táp lô của các hãng xe hơi. Trong đó chỉ có 12 ký hiệu đèn là thường xuyên xuất hiện ở tất cả các mẫu xe. Bài viết dưới đây sẽ chỉ cho bạn biết các dấu hiệu đó.
  • ToanKoC

    0933 9966 45

    Bài viết: 127

    Hệ thống Hỗ trợ khởi hành ngang dốc và Hỗ trợ đổ đèo

    09:09 AM 02/06/2018
    17210
    Từ những lúc đầu làm quen với vô-lăng đến khi có thể tự tin đánh lái trên đường phố, chắc hẳn bạn đã trải qua việc dừng, khởi hành xe khi đang ở giữa lưng chừng dốc. Đó là một tình huống nguy hiểm nếu xe bị tuột dốc trước khi bạn có thể làm chủ được chân phanh và chân ga. DanhgiaXe sẽ giúp bạn tìm hiểu cách bạn khởi hành ngang dốc và hỗ trợ đỗ đèo.
  • shelbygt

    Bài viết: 43

    Hộp số ly hợp kép hoạt động như thế nào?

    20:52 PM 01/06/2018
    7625
    Bộ truyền động ly hợp kép đang là trào lưu của các dòng xe hạng sang như Porsche, Audi. Còn Ford có cách đi khác khi biến hộp số ly hợp kép này trở nên tiết kiệm nhiên liệu hơn.
  • awesombie

    Bài viết: 186

    Lưới tản nhiệt đồng hồ cát - biểu tượng của một Lexus táo bạo & trẻ trung hơn

    10:43 AM 29/05/2018
    6283
    Mỗi thương hiệu xe đều hướng tới một phong cách thiết kế riêng, cá tính và nổi bật. Trong đó, lưới tản nhiêt là một trong những chi tiết dễ nhận diện nhất và cũng tạo nên thương hiệu "để đời" của một hãng xe. Kỳ này hãy cùng DanhgiaXe tìm hiểu về lưới tản nhiệt hình đồng hồ cát độc đáo của Lexus.
  • ToanKoC

    0933 9966 45

    Bài viết: 127

    Hệ thống làm mát trên xe hơi ngày nay

    20:56 PM 23/05/2018
    12268
    Hệ thống làm mát là một trong những hệ thống quan trọng trên các mẫu xe hơi hiện nay. Nó giúp giải nhiệt động cơ và giữ cho động cơ làm việc ở nhiệt độ ổn định.