Cảm biến vị trí bướm ga ô tô là gì? Chức năng, cấu tạo & công dụng

Cảm biến vị trí cánh bướm ga là gì?

Loại cảm biến này là một trong những cảm biến quan trọng trong xe ô tô. Cảm biến vị trí cánh bướm là một dạng biến trở thay đổi theo vị trí bướm ga, ngoài ra có nhiệm vụ gửi thông tin vị trí về máy tính để xử lý thông tin nhằm tối ưu lượng nhiên liệu được phun ra. 

Ở những dòng xe sử dụng hộp số tuần tự, vị trí bướm ga cùng là một thông số nhằm kiểm soát quá trình chuyển số. Sau khi thông tin được chuyển về máy tính, ECU sẽ sử dụng thông tin để tính toán mức độ tải của động cơ nhằm điều chỉnh thời gian phun nhiên liệu, điều khiển góc đánh lửa sớm và điều chỉnh bù ga cầm chừng. 

Công dụng cảm biến vị trí bướm ga

Cảm biến vị trí bướm ga có nhiệm vụ chính để đo độ mở vị trí của cánh bướm ga để báo về hộp ECU. Từ đây, ECU sẽ sử dụng thông tin tín hiệu mà cảm biến vị trí bướm ga gửi về để tính toán mức độ tải của động cơ giúp hiệu chỉnh thời gian phun,  cắt nhiên liệu hoặc điều khiển đánh lửa sớm, điều chỉnh bù ga cầm chừng và điều khiển chuyển số. 

Trường hợp đạp gấp ga trong chế độ toàn tải, ECM sẽ tự động ngắt A/C, ECU chuyển sang chế độ ‘ Open loop’ để điều khiển phun nhiên liệu, bỏ qua tín hiệu từ cảm biến oxy.

 Cấu tạo của cảm biến vị trí bướm ga

Cấu tạo của bộ phận cảm biến vị trí bướm ga rất đơn giản, có thể phân biệt chúng theo từng đời xe theo những dấu hiệu sau đây:

Cảm biến bướm ga động cơ đời thấp sử dụng 2 tiếp điểm IDL và PSW.

Đối với thế hệ cao hơn 1 chút sử dụng một mạch tuyến tính ( bằng trở than) và vẫn có tiếp điểm IDL

Loại cảm biến sau này chỉ còn dùng 1 mạch tuyến tính, không sử dụng tiếp điểm IDL nữa, với loại không có công tắc thì ECM sẽ chuyển tự động sang chế độ không tải khi điện áp tín hiệu báo về ECM xuống thấp.

Ở thế hệ động cơ đời mới được trang bị bướm ga điện tử có 2 tín hiệu cảm biến bướm ga nhằm tăng độ tin cậy, đồng thời cảm biến bướm ga cũng không sử dụng loại mạch tuyến tính trở than nữa mà chuyển sang dùng loại hiệu ứng Hall để tăng độ bền. 

Nguyên lý hoạt động

Tín hiệu khi truyền về ECM của cảm biến vị trí bướm ga ở dạng điện áp, điện áp lúc này sẽ thay đổi theo độ mở của bướm ga. Tùy vào thiết kế mà TPS có một hoặc hai tín hiệu gửi về ECM

Thông số kỹ thuật của cảm biến vị trí bướm ga

Tín hiệu khi truyền về ECM của cảm biến vị trí bướm ga ở dạng điện áp và sẽ thay đổi theo độ mở của bướm ga. Tùy vào thiết kế mà TPS sẽ có 1 hoặc 2 tín hiệu gửi về ECM và có hoặc không có công tắc báo chế độ không tải

Điện áp chân tín hiệu ở không tải là 0,5-0,8V, đồng thời khi đạp ga điện áp sẽ tăng dần lên tới 4.5V

Sơ đồ mạch điện của cảm biến vị trí bướm ga

Ở vị trí cảm biến bướm ga điện tử thường có thêm motor điều khiển bướm ga ( 2 dây)

Vị trí của cảm biến vị trí bướm ga

Nằm ở vị trí trên cụm bướm ga: 

Cách kiểm tra và khắc phục khi cảm biến vị trí bướm ga bị hỏng

• Cảm biến hỏng do mòn mạch trở than hoặc hư hoeng IC Hall
• Có thể do đứt dây
• Dây tín hiệu chạm dương, chạm mát
• Lỏng giắc cắm
• Hư hộp ECU nên báo lỗi đến cảm biến bướm ga

Trường hợp tín hiệu từ TPS có dấu hiệu bất thường, động cơ có thể xuất hiện các hiện tượng sau: tốc độ không tải không được ổn định, gia tốc kém, tiêu tốn nhiên liệu hơn mức bình thường, nồng độ CO và HC trong khí xả cao. 

Một số kinh nghiệm kiểm tra cảm biến vị trí bướm ga như: 

• Loại tiếp điểm (đời cũ): Hỏng hóc thường gặp ở loại này là hoạt động không đúng. Ví dụ như khi ga tiếp điểm IDLE không ngắt khỏi E2 nên lên ga sẽ bị hụt
• Những dòng xe sử dụng bướm ga điện tử khi mất tín hiệu cảm biến vị trí bướm ga thường khó lên ga được, nếu lên được sẽ bị giới hạn vòng tua.
• Ở một số dòng xe đời thấp, cảm biến bướm ga chỉ có thể xoay điều chỉnh được 1 góc nhỏ thông qua rãng xể bắt vít, tuyệt đối không nên chỉnh tín hiệu cảm biến vị trí bướm ga quá cao hoặc quá thấp sẽ ảnh hưởng tới việc điều khiển tốc độ cầm chừng.

Ngoài ra có thể kiểm tra cảm biến bướm ga thông qua máy chẩn đoán bằng cách sử dụng chức năng Data Analysis ) Data List để kiểm tra tín hiệu của cảm biến bướm ga xem tình trạng có tốt hay không

On chìa khóa cùng bàn đạp chân ga theo dõi tín hiệu cảm biến bướm ga bằng đồ thị

Điện trở trên hình vẽ trên được bố trí trong ECM có chỉ số rất cao, được dùng để ECM tự chẩn đoán và để lấy tín hiệu điện áp mặc định trong chế độ FAIL SAFE khi mạch TPS bị hở. Nếu điều kiện hoạt động bình thường, điện trở này không ảnh hưởng gì đến chế độ điều khiển của ECM.