Mục tiêu của đề tài
Bài viết này tập trung vào lý thuyết điện ô tô, dựa trên sơ đồ mạch điện từ tài liệu của Toyota, nhằm nghiên cứu nguyên lý hoạt động và cấu tạo của hệ thống Đồng thời, bài viết cũng chỉ ra các đặc điểm cần thiết cho hệ thống và so sánh sự khác biệt giữa hệ thống Smartkey thế hệ cũ và thế hệ mới.
Nhóm thực hiện đề tài này nhằm nâng cao hiểu biết về các hệ thống cơ bản và thiết yếu trên ô tô, đồng thời giúp sinh viên tiếp cận hệ thống Smartkey Chúng tôi cũng mong nhận được sự đóng góp từ quý thầy và các bạn đọc để hoàn thiện đồ án một cách tốt nhất.
Phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu, tìm hiểu thông qua mạng internet, các video về lý thuyết cơ bản về hệ thống
Sử dụng phần mềm để tìm kiếm tài liệu như Toyota TIS, AllData
Tham khảo các nguồn, tài liệu học tập nghiên cứu khác nhau để tối ưu các chức năng của đồ án.
Bố cục của đề tài
Chương 1: Tổng quan đề tài
Chương 2: Cơ sở lý thuyết
Chương 3: Thiết kế, thi công và thử nghiệm hệ thống
Chương 4: Các bài thực hành trên mô hình
Chương 5: Kết luận và hướng phát triển
Các kết quả đạt được của đề tài
Phân tích, nghiên cứ được hệ thống Smartkey
Một cuốn đề tài về nghiên cứu hệ thống Smartkey
Một mô hình ứng dụng về hệ thống Smartkey
Tổng quan về Smartkey
Hệ thống Smartkey là chìa khóa thông minh cho phép mở cửa mà không cần sử dụng chìa khóa truyền thống Được phát triển lần đầu bởi Siemens GA vào năm 1995, hệ thống này được giới thiệu bởi Mercedes-Benz trên dòng xe sang S-Class W220 vào năm 1998 với tên gọi Keyless-Go, và tên gọi này vẫn được sử dụng cho đến nay.
Hệ thống Smartkey trên Toyota Camry 2007 là công nghệ tiên tiến với nhiều tính năng tiện ích, thường thấy trên các mẫu xe hạng sang của Toyota Hệ thống này sử dụng chìa khóa thông minh được mã hóa, cho phép tài xế dễ dàng mở cửa, mở khoang hành lý, khởi động xe và nhận cảnh báo chống trộm.
Hệ thống sử dụng tín hiệu sóng từ các anten trong và ngoài xe kết hợp với chìa khóa Smartkey để thu phát tín hiệu Ngoài ra, hệ thống còn bao gồm các bộ phận thực hiện chức năng bảo mật, chống trộm, nhằm nâng cao an toàn và tiện ích cho xe.
Các tên gọi khác nhau của hệ thống Smart Key:
- Aston Martin: Keyless Entry and Push Button Start
- BMW: Comfort Access or Display Key
- Cadillac: Adaptive Remote Start & Keyless Access
- Fiat Chrysler: Keyless Enter-N-Go
- Ford: Intelligent Access with Push-button Start
- General Motors: Passive Entry Passive Start (PEPS)
- Hyundai: Proximity Key and Smart Entry Key
- Infiniti: Infiniti Intelligent Key with Push-button Ignition
- Jaguar Cars: Smart Key System
- Kia Motors: Smart Key System
- Mazda: Advanced Keyless Entry & Start System
- Mercedes-Benz: Keyless-Go integrated into Smart Key
Hệ thống bao gồm các bộ phận:
- Door Control Receiver: Bộ nhận tín hiệu sóng từ Smartkey
- Certification ECU (Smarkey module): Hộp Smartkey
- Steering Lock Actuator Assembly: Bộ khóa vô lăng
- Engine Switch (Start/stop button): Bộ nút nhấn khởi động
- Electrical Key Antenna Assembly: Các Antenna phát tín hiệu bên trong xe
- Front Door Outside Handle Assembly: Tay nắm cửa phía ngoài
- Main Body ECU: Hộp điều khiển điện thân xe
- Engine ECU: Hộp điều khiển động cơ
Hình 2.1: Tổng quan về sơ đồ hệ thống Smartkey
Các thành phần chính trong hệ thống
Antenna
Trên chiếc Toyota Camry được trang bị tổng cộng 6 Antenna xung quanh trong và ngoài xe với bố trí bao gồm:
- 2 Antenna được tích hợp trên tay nắm cửa ở phía bên tài xế và ghế phụ
- 1 Antenna được gắn ở phía bên trong xe, ở khoang trên của tài xế và ghế phụ
- 1 Antenna được gắn ở phía bên trong xe, ở khoang dưới của hành khách
- 1 Atntenna được gắn bên trong khoang hành lý
- 1 Antenna được gắn bên ngoài khoang hành lý
Hình 2.2: Vị trí của các Antenna được bố trí trên xe
Antenna bên trong xe có nhiệm vụ tìm kiếm tín hiệu từ chìa khóa Smartkey để xác định việc khởi động động cơ Khi Antenna nhận được tín hiệu, thông tin sẽ được gửi về hộp Certification ECU để xác nhận tính hợp lệ của chìa khóa Nếu thông tin chính xác, xe sẽ được phép khởi động.
Hình 2.3: Antenna nằm ở phía trước bên trong xe
Hình 2.4: Antenna nằm ở phía sau bên trong xe
Antenna bên ngoài xe, bao gồm Antenna ở tay nắm cửa và phía sau khoang hành lý, đóng vai trò quan trọng trong việc tìm kiếm chìa khóa Smartkey Khi Smartkey module quét xung quanh, Antenna phát tín hiệu tới chìa khóa, dữ liệu được gửi về Certification ECU Sau khi xác nhận hợp lệ, ECU cho phép kích hoạt hệ thống mở cửa và khoang hành lý từ xa, giúp tài xế mở cửa mà không cần chìa khóa cơ khí Ngoài ra, một Antenna bên trong khoang hành lý giúp cảnh báo khi tài xế để quên chìa khóa bên trong.
Hình 2.5: Antenna nằm bên trong khoang hành lý
Hình 2.6: Antenna nằm bên ngoài khoang hành lý
Hình 2.7: Hình ảnh thực tế Antenna
Hình 2.8: Dắc cắm của Antenna
Khóa cột lái điện
Khóa cột lái điện sẽ được mở khóa khi các điều kiện được xác định phù hợp thông qua việc xác nhận mã chìa được truyền tới Smartkey module
Khóa cột lái điện được kích hoạt theo yêu cầu từ module Smartley và sẽ cung cấp các trạng thái của khóa Cơ cấu này hoạt động thông qua mô tơ điện bên trong.
Hình 2.9: Sơ đồ khối hệ thống khóa cột lái
Hình 2.10: Dắc cắm của khóa côt lái điện
Hệ thống khóa cột lái bao gồm 7 chân:
- Chân B: nguồn cấp dương cho hệ thống khóa cột lái
- Chân IG2: nguồn cấp dương cho mô tơ khóa cột lái
- Chân LIN: mạng giao tiếp giữa Certification ECU và khóa cột lái
- Chân IGE: chân tiếp nhận tín hiệu khóa hoặc mở cột lái từ Certification ECU
- Chân SLP1: chân tín hiệu trả về Certification ECU thông báo trạng thái khóa hoặc mở
- Chân GND, SGND: nối với nguồn âm của hệ thống
Hình 2.11: Hình ảnh thực tế của khóa cột lái điện
Door Control Receiver (bộ tiếp nhận tín hiệu sóng từ Smartkey)
Bộ tiếp nhận tín hiệu sóng từ Smartkey có chức năng thu nhận tín hiệu RF và chuyển đổi thành tín hiệu điện gửi đến Certification ECU để xác thực tính hợp lệ của tín hiệu Vị trí lắp đặt bộ tiếp nhận nằm ở phía sau bên phải trong khoang hành khách.
Hình 2.12: Vị trí của bộ tiếp nhận tín hiệu sóng trên xe
Hình 2.13: Sơ đồ chân giữa Door Control Receiver và Certification ECU
Hình 2.14: Dắc cắm của Door Control Receiver
Door Control Receiver bao gồm các chân:
- 5+: chân nguồn dương cấp cho Door Control Receiver
- GND: chân nguồn âm của Door Control Receiver
- Chân ASEL: tín hiệu sử dụng cho mạch giao tiếp giữa Door Control Receiver và Certification ECU
- Chân DATA: tín hiệu truyền dữ liệu thông tin về mã chìa được gửi từ chìa khóa cho Certificartion ECU
- ANT: tín hiệu từ Antenna
- RSSI: chân nhận biết cường độ sóng
Hình 2.15: Hình ảnh thực tế Door Control Receiver
Certification ECU
Certification ECU (Smartkey Module) là thiết bị lưu trữ thông tin mã xác thực của xe, đồng thời điều khiển và truyền tải dữ liệu đến các hộp điều khiển khác và các bộ phận thực hiện chức năng của hệ thống.
On the Smartkey system, the Certification ECU communicates with the Main Body ECU via the CAN network and interacts with the Steering Lock Actuator Assembly through LIN communication to transmit information and data.
13 Hình 2.16: Vị trí của Certification ECU
Hình 2.17: Hình ảnh thực tế Certification ECU
Hình 2.18: Dắc nối trên Certification ECU
Main Body ECU
Main Body ECU là bộ điều khiển trung tâm cho hầu hết các hệ thống điện trên xe, bao gồm khóa cửa, nâng hạ kính và mở khoang hành lý Trong hệ thống Smartkey, Main Body ECU nhận tín hiệu từ Certification ECU và các thiết bị khác, từ đó điều khiển các chức năng mở cửa của xe.
Hình 2.19: Vị trí của hộp Main Body ECU
15 Hình 2.20: Hình ảnh thực tế của Main Body ECU
Hình 2.21: Sơ đồ chân trên Body ECU
Hình 2.22: Dắc cắm E6 trên Body ECU
Hình 2.23: Dắc cắm E7 trên Body ECU
Hình 2.24: Dắc cắm E8 trên Body ECU
17 Hình 2.25: Dắc cắm E9 trên Body ECU
18 Hình 2.26: Sơ đồ dây trên BCM
Hình 2.27: Sơ đồ mạch nguồn của BCM
Để Body ECU hoạt động hiệu quả, cần ba nguồn đầu vào: AM1, AM2 và IG2D AM1 và AM2 là nguồn thường trực, trong khi IG2D yêu cầu dòng điện qua relay IG2, được kích hoạt bởi công tắc chìa khóa tại chân IG2.
Bảng 2.1: Bảng tên, vị trí và chức năng các dắc sử dụng trên BCM
Tên Vị trí Chức năng
BECU ID 10, IA 1 Cung cấp nguồn cho BCM
ALTB ID 16 Cung cấp nguồn cho BCM
L1 IJ 3 Tín hiệu khóa cửa truyền đến BCM
UL1 IJ 4 Tín hiệu mở cửa truyền đến BCM
ACT+ IP 6 Tín hiệu BCM thực hiện mở cửa
ACT- IP 11 Tín hiệu BCM thực hiện khóa cửa
IG IG 12 Nguồn cấp cho Taplo
Front Door Outside Handle Assembly
Tay nắm cửa phía bên tài xế được trang bị cảm biến chạm, cho phép mở khóa tự động khi tài xế mang theo chìa khóa Smartkey Khi chìa khóa phát sóng, ECU sẽ xác thực tính hợp lệ của chìa khóa Sau khi xác nhận, tài xế chỉ cần chạm vào tay nắm cửa để mở khóa xe một cách tiện lợi.
Bên ngoài tay nắm cửa có một cảm biến chạm, cho phép tài xế khóa cửa xe và gập gương chỉ bằng cách vuốt nhẹ theo chiều dọc tay nắm khi mang theo chìa khóa Smartkey.
Hình 2.28: Sơ đồ chân của tay nắm cửa
Hình 2.28: Dắc cắm của tay nắm cửa phía bên tài xế
Bảng 2.2: Vị trí, tên và chức năng chân của tay nắm cửa
Vị trí Tên chân Chức năng
1 TRG+ Chân tín hiệu nhận biết người dùng đang mở cửa
2 ANT2 Chân phát tín hiệu sóng cho Smartkey
3 TRG- Chân kết nối với Antenna
5 ANT1 Chân phát tín hiệu sóng cho Smartkey
6 SGT2 Chân kết nối với Antenna
Hình 2.29: Hình ảnh thực tế trên tay nắm cửa
Engine ECU
Hộp điều khiển động cơ có chức năng điều khiển hệ thống động cơ và giao tiếp với ECU chứng nhận qua mạng CAN Sau khi xác thực chìa khóa hợp lệ, cùng với các tín hiệu đầu vào như tín hiệu từ bàn đạp phanh, hộp số và công tắc động cơ, ECU động cơ sẽ cho phép khởi động động cơ.
ECM không chỉ lưu trữ mã lỗi mà còn cung cấp thông tin về tình trạng của động cơ Khi xảy ra sự cố, ECM ghi lại các mã lỗi và tình trạng động cơ, giúp người sửa chữa dễ dàng xác định nguyên nhân và thực hiện sửa chữa hiệu quả.
Hình 2.30: Hình ảnh thực tế hộp điều khiển động cơ
Hình 2.31: Sơ đồ giắc của Engine ECU
Trên ECM bao gồm 2 giắc C24 gồm 126 chân và A24 gồm 60 chân
Bảng 2.3: Kí hiệu và mô tả các chân của Engine ECU
Kí hiệu – số thứ tự của chân trên sơ đồ chân
Mô tả Mức điện áp (V)
Cấp nguồn để duy trì mã lỗi và mã chẩn đoán và nuôi bộ nhớ 9 - 14
+BM (A24 – 3) và E1 Nguồn của bướm ga 9 – 14
IGSW (A24 – 28) và E1 Công tắc đánh lửa 9 – 14
Van dầu điều khiển trực
MREL (A24– 44) và E1 Điều khiển EFI relay 9 - 14
E2G (C24 – 116) Đo lưu lượng không khí nạp 0.5 – 3.0
ETHA (C24 – 88) Nhiệt độ không khí nạp 0.5 – 3.4
Nhiệt độ nước làm mát động cơ 0.2 – 1
Nguồn cấp cho cảm biến vị trí bướm ga 4.5 – 5
Cảm biến vị trí bướm ga (cho điều khiển động cơ) Đóng kín: 0.5 – 1.1
Mở hết nất: 3.3 – 4.9 VTA2 (C24 – 114) và
Cảm biến vị trí bướm ga Đóng kín: 2.1 – 3.1
Cảm biến vị trí bàn đạp ga Chưa đạp: 0.5 –
1.1 Đạp hết nất: 2.6 – 4.5 VPA2 (A24 – 56) và
Cảm biến vị trí bàn đạp ga Chưa đạp: 1.2 – 2 Đạp hết nất: 3.4 – 5 VCPA (A24 – 57) và
Nguồn cho cảm biến vị trí bướm ga
Nguồn cho cảm biến vị trí bướm ga
Bộ sấy nóng cảm biến A/F Chế độ idling: dưới 3.0
Công tắc đánh lửa bật ON: 9 – 14
Bộ sấy nóng trong cảm biến oxy
Idling: dưới 3.0 Khi bật khóa điện:9 - 14
Kim phun Tín hiệu điều khiển kim phun là dạng xung
Cảm biến kích nổ Xung điện áp xoay chiều
Cảm biến vị trí trục cam Xung điện áp xoay chiều NE+(C24 –122) và
Cảm biến vị trí trục khuỷu Xung điện áp xoay chiều IGT1 (C24 – 85) IGT2
Cuộn dây đánh lửa Xung điện áp xoay chiều
IGF1 (C24 - 81) – E1 Tín hiệu phản hồi đánh lửa Công tắc bật ON: 4.5 –
5V Idling: xung điện áp xoay chiều
Tín hiệu tốc độ từ taplo Xung điện áp xoay chiều STA (A24 – 48) và E1
Tín hiệu khởi động Trên 5.5
NSW (C24 – 52) và E1 Điều khiển starter relay Khóa điện bật ON: dưới 1.5 Cranking: trên 5.5
STP (A24 – 36) và E1 Công tắc đèn dừng Đạp thắng: 7.5 – 14
ST1 (A24 – 35) và E1 Công tắc đèn dừng Đạp thắng: dưới 1.5
Bướm ga Xung điện áp
M- (C24 – 41) và ME01 Bướm ga Xung điện áp
FC (A24 – 7) và E1 Điều khiển bơm xăng Khi công tắc bật ON: 9
Tốc độ của động cơ
TC (A24 – 27) và E1 Terminal TC của DLC3 9 -14
CANH (A24 – 41) và E1 Đường dây giao tiếp CAN Điện áp dạng xung
(thường là 2.5) CANL (A24 – 49) và E1 Đường dây giao tiếp CAN Điện áp dạng xung
Hình 2.32: Sơ đồ mạch nguồn của Engine ECU
Khi bật công tắc khóa ON, điện áp từ ắc quy được cung cấp cho chân IGSW của ECM Tín hiệu điện từ chân MREL vào cuộn dây của rơ le chính EFI, đóng tiếp điểm và cấp nguồn cho chân +B Đồng thời, điện áp từ ắc quy cũng được duy trì cho chân BATT để bảo đảm mã lỗi chẩn đoán và nuôi bộ nhớ.
Cực E1 này là cực tiếp mass của ECU động cơ
Các cực như E2 và E21 là các cực tiếp mát của cảm biến, va chúng được nối với cực E1 của động cơ
Các cực như E01 và E02 là các cực tiếp mát cho bộ chấp hành.
Đồng hồ hiển thị thông tin (Combination Meter)
Đồng hồ hiển thị trên ô tô là bộ phận thiết yếu, cung cấp thông tin quan trọng cho người lái như tốc độ động cơ, tốc độ xe và lượng nhiên liệu Bên cạnh đó, các tín hiệu cảnh báo từ đèn báo giúp người lái nhận diện lỗi xảy ra trên xe, đảm bảo an toàn trong quá trình vận hành.
Hình 2.33: Đồng hồ hiển thị thông tin Bảng 3 1: Bảng chức năng của đồng hồ
1 Đồng hồ báo nhiệt độ nước làm mát
3 Đồng hồ báo tốc độ động cơ
4 Đèn báo vị trí hộp số
5 Đồng hồ báo tốc độ xe
6 Đồng hồ báo nhiên liệu
7 Chỉnh đèn đồng hồ và đặt lại hành trình
8 Màn hình hiển thị nhiệt độ ngoài, ODO
Chìa khóa Smartkey
Bộ chìa Smartkey hoạt động bằng cách thu nhận sóng LF từ các anten bên trong và bên ngoài xe, sau đó phát tín hiệu sóng RF chứa dữ liệu xác thực để gửi đến bộ nhận tín hiệu, nhằm xác nhận tính hợp lệ.
Hình 2.34: Cấu tạo bên trong Smartkey
Smartkey được trang bị một Antenna thu phát, giúp duy trì kết nối ngay cả khi pin yếu Khi Smartkey được đưa gần Engine Switch, Antenna sẽ tự động phát tín hiệu sóng để xác nhận, với khoảng cách thu phát tín hiệu lên đến 10 mm.
Hình 2.35: Khoảng cách chìa đối với Engine Switch để khởi động
Bên trong cấu tạo của xe còn được trang bị một chìa khóa cơ khí, giúp tài xế có thể mở cửa xe trong trường hợp chìa Smartkey không còn chức năng mở cửa thông minh.
Hình 2.36: Chìa khóa cơ khí được cất bên trong Smartkey
Hình 2.37: Hình ảnh thực tế của chìa FOB
Nút nhấn Start/Stop (Engine Switch)
Nút nhấn Start/Stop gửi tín hiệu đến Certification ECU để khởi động xe và điều khiển các chế độ phụ tải Bên trong nút có Antenna thu giúp khởi động xe ngay cả khi chìa khóa hết pin Ngoài ra, nút còn tích hợp đèn hiển thị trạng thái xe, hỗ trợ tài xế nhận diện tình hình hoạt động của phương tiện.
Hình 2.38: Sơ đồ mạch điện bên trong của nút nhấn
Hình 2.39: Dắc cắm của nút nhấn trên xe
Bảng 2.4: Vị trí, tên và chức năng chân dắc của Start/Stop
Vị trí Tên chân Chức năng
2 SS1 Hai chân tín hiệu gửi về Body ECU khi tài tài xế bấm nút nhấn
Nguồn âm cấp cho Engine Switch
9 TXCT Tín hiệu từ Certification ECU truyền đến Engine switch, sau đó đoạn mã sẽ được mã hóa dưới dạng sóng radio
Tín hiệu vào Certification ECU được gửi qua chìa khóa nhằm nhận diện thông tin và xác thực chìa khóa.
11 SWIL Tín hiệu hiển thị cho Engine Switch
12 INDS Tín hiệu truyền từ Body ECU đến Engine Switch khi bàn đạp phanh được sử dụng và tay số được cài ở số P hoặc N
13 INDW Tín hiệu truyền từ Body ECU đến Engine Switch khi bàn đạp phanh được nhả và tay số được cài ở số P hoặc N
14 VC5 Nguồn dương cấp cho Engine Switch
Hình 2.40: Hình ảnh thực tế nút nhấn trên xe
Id Code ECU
Hộp Id Code được thiết kế để lưu trữ mã chìa khóa, tương đương với mã trên chìa khóa vật lý Chức năng này giúp đảm bảo an toàn và bảo mật cho hệ thống, đồng thời ngăn chặn việc mã hóa và truy cập trái phép.
Hình 2.41: Hình ảnh thực tế hộp Id Code
Hình 2.42: Dắc cắm trên hộp Id Code
Bảng 2.5: Vị trí, tên và công dụng chân dắc của hộp ID Code
Vị trí Tên chân Công dụng
1 B+ Cấp nguồn dương cho hộp
3 Lin1 Giao tiếp mạng lin
5 EFII Đầu vào giao tiếp EFI với ECM
6 EFIO Đầu ra giao tiếp EFI với ECM
8 GND Cấp nguồn âm cho hộp
Đèn xynhan, còi
Đèn xi-nhan là thiết bị báo tín hiệu rẽ được gắn trên kính hoặc gương chiếu hậu của ô tô, hoạt động nhờ bóng đèn và hệ thống vi mạch điện tử Khi công tắc xi-nhan được bật, các IC sẽ nhận điện từ bình ắc quy và bắt đầu nhấp nháy Ngoài ra, một số loại ô tô còn phát âm thanh từ loa khi bật xi-nhan, nhằm thông báo cho các phương tiện xung quanh Đèn xi-nhan giúp phát tín hiệu rẽ rõ ràng, hỗ trợ các xe bên cạnh nhận biết và xử lý kịp thời, đảm bảo an toàn giao thông.
Công tắc Neutral/Park
Công tắc trung tính (neutral switch) là thiết bị tích hợp với hộp số trên xe, có chức năng truyền tín hiệu điện tương ứng với từng tay số Khi công tắc được gạt ở các vị trí khác nhau, các dắc cắm sẽ kết nối và truyền tín hiệu điện dương đến hộp số Mục đích chính của công tắc này là nâng cao an toàn khi vận hành xe; nếu xe không ở vị trí số Park hoặc Neutral, hệ thống sẽ ngăn chặn việc khởi động động cơ.
Hình 2.44: Hình ảnh thực tế của công tắc gài số
Hình 2.45: Công tắc gài số được tích hợp với cần gạt số
Bàn đạp phanh
Bàn đạp phanh là một bộ phận thiết yếu trên xe, được kết nối với hệ thống phanh để tạo ra lực từ người lái Khi người lái nhấn bàn đạp, lực này được truyền vào hệ thống phanh, áp dụng lên bánh xe và giúp xe dừng lại an toàn.
Khi bàn đạp phanh ở vị trí tự do, công tắc phanh sẽ không gửi tín hiệu đến các cơ cấu phanh Khi người lái đạp phanh, tín hiệu sẽ được truyền đến các cơ cấu phanh và hộp điều khiển để thực hiện chức năng phanh Trên xe số tự động, để khởi động động cơ, người lái cần đạp phanh để hệ thống nhận biết và cho phép khởi động xe, nhằm đảm bảo an toàn khi vận hành.
Công tắc phanh
Khi ECU nhận diện vị trí bàn đạp chân phanh thông qua một công tắc thường mở kết nối với cực dương của ắc quy và ECU pin, công tắc sẽ đóng lại mỗi khi bàn đạp chân phanh được đạp, cho phép điện áp từ ắc quy truyền vào ECU pin.
Tín hiệu công tắc phanh đóng vai trò quan trọng trong việc phát hiện xem phanh đã được kích hoạt hay chưa Chẳng hạn, tín hiệu này giúp hủy hoạt động của hệ thống điều khiển hành trình khi phanh được đạp Công tắc phanh có cấu trúc kép: khi nhả bàn đạp phanh, công tắc 1 vẫn mở trong khi công tắc 2 đóng Ngược lại, khi đạp phanh, công tắc phanh 1 sẽ đóng và công tắc phanh 2 sẽ mở.
Chuột cửa
Chuột cửa đóng vai trò quan trọng trong việc mở và khóa cửa, đồng thời có khả năng tích hợp với nhiều hệ thống an ninh khác như tự động đóng cửa và cảnh báo cửa chưa được đóng Thiết bị này sử dụng một mô tơ cho phép dòng điện đi qua theo hai chiều, đảm bảo hoạt động hiệu quả và an toàn.
Relay và cầu chì
Relay là thiết bị điện tử hoạt động như một công tắc, cho phép đóng và ngắt dòng điện khi có dòng điện nhỏ chạy qua cuộn dây Có nhiều loại relay như relay 5v, 12v, và các loại relay thường đóng hoặc thường mở Trong mô hình của nhóm, relay 12v được sử dụng, loại 4 chân và thường mở, khi có dòng điện chạy qua, tiếp điểm relay sẽ đóng, cho phép dòng điện lưu thông Để bảo vệ thiết bị khỏi dòng quá tải, nhóm đã lắp đặt cầu chì 10A.
Hình 2.49: Relay và cầu chì
Máy khởi động
Máy khởi động là bộ phận thiết yếu giúp khởi động động cơ xe, hoạt động dựa trên tín hiệu từ hộp khởi động và các yếu tố khác như vị trí tay số và bàn đạp phanh Các thông số kỹ thuật của máy khởi động nhóm cũng rất quan trọng để đảm bảo hiệu suất hoạt động của xe.
Bảng 2.6: Bảng thông số của máy khởi động
Công suất 1.7KW Điện áp sử dụng 12V
Số răng trên bánh răng 13
Hình 2.50: Hình Máy khởi động
So sánh với mô hình thực tế
Hộp điều khiển Smartkey
Hộp Smartkey là một module nâng cấp thay thế cho chìa khóa truyền thống trên xe, mang lại nhiều tiện ích cho người sử dụng Hệ thống Smartkey tích hợp các chức năng như mở và khóa cửa từ xa, khởi động bằng nút bấm và từ xa, tự động khóa cửa, và tìm vị trí xe, giúp tối ưu hóa sự tiện lợi trong việc sử dụng.
Hộp được trang bị hai bộ dây lớn, bao gồm bộ dây nguồn và bộ dây tín hiệu, cùng với các thiết bị đi kèm như anten và nút nhấn Start/Stop Bộ dây nguồn bao gồm dây nguồn, dây tín hiệu khởi động, và dây tín hiệu cho các chức năng ACC và IG Trong khi đó, bộ dây tín hiệu bao gồm dây điều khiển tín hiệu khóa cửa, dây tín hiệu đèn xi nhan, và dây tín hiệu còi báo hiệu.
Bảng 2.7: Bảng màu dây và chức năng của bộ dây nguồn
Bảng màu và chức năng của bộ dây nguồn
Dây màu đỏ (2 dây) kết nối với nguồn dương của bình ắc quy, cung cấp nguồn cho hộp Smartkey, trong khi dây cam được sử dụng làm dây tín hiệu cho chức năng ACC.
Xám Dây tín hiệu sử dụng cho chức năng ON
Vàng Dây tín hiệu khởi động xuất ra từ hộp
Bảng 2.8: Màu dây và chức năng của bộ dây tín hiệu
Bảng màu và chức năng của bộ dây tín hiệu
Màu dây Chức năng Đen (2 dây) Dây nối với nguồn âm của bình ắc quy
Cam Dây tín hiệu bàn đạp phanh gửi về hộp, khi có nguồn điện 12v đi qua, hộp sẽ nhận biết được tài xế đang đạp bàn đạp phanh
Nâu (2 dây) Dây tín hiệu xuất ra từ hộp dùng để điều khiển đèn báo rẽ và còi
Dây vàng (2 dây) thường được sử dụng để kết nối tín hiệu cho việc khóa hoặc mở cửa, với chức năng có thể là thường đóng hoặc thường mở Trong khi đó, dây trắng sọc đen đảm nhận vai trò là dây tín hiệu điều khiển mở cửa.
Trắng Dây tín hiệu điều khiển khóa cửa
Antenna
Trên hệ thống trên xe sử dụng 6 Antenna thì ở module sử dụng 3 Antenna gồm
2 Antenna định vị chìa khóa ở trong xe và 1 Antenna ở ngoài xe
Antenna tần số cao được lắp đặt bên ngoài xe, có chức năng thu nhận tần số cao từ chìa khóa Smartkey Thiết bị này giúp nhận các tín hiệu từ chìa khóa và gửi về hộp điều khiển, từ đó kích hoạt các tính năng theo lệnh từ chìa khóa.
Antenna tần số thấp bao gồm hai antenna được lắp đặt trong xe, với chiều dài khác nhau: một antenna dài 2.5m ở khoang phía trước và một antenna dài 2.8m ở khoang phía sau Chức năng chính của antenna tần số thấp là cải thiện khả năng thu phát tín hiệu, đảm bảo kết nối ổn định cho các thiết bị trong xe.
Các số thấp 40 được sử dụng để phát tín hiệu tần số dò tìm chìa khóa, nhằm xác nhận chìa khóa nằm trong phạm vi hoạt động Khi không nhận được tín hiệu từ chìa khóa, các Antenna sẽ gửi thông báo về hộp Smartkey, cho biết tài xế không nằm trong vùng hoạt động của xe Hộp Smartkey sẽ thực hiện chức năng khóa cửa và ngăn chặn việc khởi động động cơ.
- Đối với Antenna tần số thấp sử dụng 2 dây gửi về hộp bao gồm:
• Dây màu trắng: dây nguồn 12v được hộp xuất ra để cấp nguồn cho Antenna
• Dây màu đen: dây tín hiệu hộp xuất ra cho Antenna dưới dạng các xung
Hình 2.52: Antenna gắn phía trong xe
Hình 2.53: Antenna gắn phía ngoài xe
Nút nhấn Start/Stop
Nút nhấn Start/Stop trong module có chức năng cơ bản tương tự như nút nhấn trên hệ thống xe Tuy nhiên, nút nhấn trong module chỉ sử dụng 4 chân dây.
Bảng 2.9:Bảng màu dây và chức năng của nút nhấn
Nâu Dây được cấp nguồn dương cho nút nhấn
Cam Dây tín hiệu khi nút nhấn được nhấn, khi đó dây màu nâu và dây màu sẽ được nối với nhau
Khi xe được mở khóa, nút nhấn sẽ có viền xanh lam và nhấp nháy liên tục kết hợp với bàn đạp phanh Sau khi khởi động hoàn tất, nút nhấn sẽ hiển thị đèn báo màu hổ phách, cho biết xe đã được nổ máy.
Keypass
Keypass là một thành phần thiết yếu trong hệ thống khóa thông minh ô tô, đóng vai trò là thiết bị điện tử xác định và xác minh người sử dụng Nó cho phép người dùng truy cập và điều khiển xe một cách an toàn và thuận tiện Bên trong Keypass, có một chip được lập trình để lưu trữ thông tin quan trọng như mã xác thực và mã định danh cá nhân Khi người sử dụng tiếp cận xe, hệ thống PKE sẽ nhận diện tín hiệu từ Keypass và xác minh tính hợp lệ của nó.
Hình 2.54: Keypass trên hệ thống
Nguyên lý hoạt động và sơ đồ mạch điện trên xe Camry 2007
Sơ đồ mạch điện sử dụng trong hệ thống Smartkey trên xe Camry 2007
55 Hình 2.55: Sơ đồ mạch điện hệ thống Smartkey trên xe Camry 2007
Nguyên lý hoạt động
Hệ thống Smartkey hoạt động bằng cách sử dụng chìa khóa FOB để gửi tín hiệu sóng đến hệ thống thông qua bộ thu Door Control Receiver Chìa khóa FOB phát ra tín hiệu tần số cao khoảng 433 MHz, và ăng-ten trong bộ thu sẽ tiếp nhận tín hiệu này Sau đó, tín hiệu được truyền vào Certification ECU qua chân tín hiệu DATA.
Khi tín hiệu được gửi đến Certification ECU qua mạng LIN dưới dạng dữ liệu, Certification ECU sẽ chuyển tiếp dữ liệu này đến Id Code Box để kiểm tra tính tương thích với mã đã có trong hộp Nếu mã trùng khớp, Id Code Box sẽ gửi tín hiệu qua mạng LIN đến các bộ phận khác, bao gồm Main Body ECU và Steering Lock ECU, đồng thời sử dụng hai chân tín hiệu EFIO và EFII để giao tiếp với hộp Engine ECU.
Bên trong xe, các Antenna tần số thấp khoảng 133KHz hoạt động để quét và dò tìm chìa khóa FOB khi tài xế bước vào Khi chìa FOB nằm trong phạm vi, Antenna gửi tín hiệu về Certification ECU Khi tài xế nhấn nút mà không đạp phanh, Main Body ECU nhận tín hiệu từ nút nhấn và xác nhận trạng thái khóa thông qua vị trí khóa lái Sau khi nhận được tín hiệu xác thực từ Id Code Box qua mạng LIN, Body ECU truyền tín hiệu mở khóa xuống bộ phận khóa lái, khiến mô tơ mở khóa lái quay.
Chức năng của hệ thống
Chức năng mở và khóa cửa từ xa
Hệ thống Smartkey thay thế chìa khóa truyền thống và các chức năng của chìa khóa truyền thống được áp dụng, trong đó bao gồm chức năng mở cửa
Khi tài xế sử dụng chìa khóa để mở hoặc khóa cửa, chìa khóa gửi tín hiệu sóng đến bộ nhận tín hiệu cửa (Door Control Receiver) để xác thực mã chìa Sau khi mã chìa được xác thực thành công, Body ECU nhận tín hiệu qua mạng LIN từ Id Code Box và từ mạng CAN của Certification ECU để nhận tín hiệu mở cửa Cuối cùng, Body ECU phát tín hiệu điện ra chân ACT+ qua mô tơ cửa, thực hiện quá trình mở khóa, và tín hiệu điện từ ACT- về ACT+ sẽ thực hiện khóa cửa.
Chức năng mở cửa thông qua tay nắm cửa
Khi tài xế cầm chìa khóa, ăng-ten trên tay nắm cửa sẽ dò tìm tín hiệu của chìa khóa Nếu chìa khóa hợp lệ, tay nắm cửa sẽ gửi tín hiệu mã hóa đến ECU để so sánh mã chìa Khi tài xế chạm vào tay nắm, cảm biến bên trong sẽ truyền tín hiệu qua chân TRG+.
Khi tài xế mở cửa, tín hiệu từ chân TSW1 sẽ thông báo cho Certification ECU và yêu cầu mở cửa cho Body ECU qua mạng CAN Khi tài xế nhấn nút, tín hiệu SEN1 sẽ được gửi đi để thực hiện việc khóa cửa.
Chế độ mở khoang hành lý
Khi tài xế nhấn nút ở khoang hành lý, quá trình xác thực mã chìa giữa Certification ECU và Id Code Box sẽ bắt đầu Tín hiệu TSW5 sẽ tiếp nhận mass khi công tắc được đóng, và tín hiệu TR+ sẽ được gửi đến mô tơ khoang hành lý để mở nó.
Chế độ khởi động bằng nút nhấn
Hệ thống Smartkey cho phép khởi động xe chỉ bằng một nút nhấn, với cơ cấu nút nhấn chứa các chân tín hiệu Khi Antenna phát hiện chìa khóa trong phạm vi hoạt động, bộ Transponder trong nút nhấn nhận tín hiệu từ chìa khóa và truyền tới Certification ECU qua tín hiệu CODE Sau khi xác thực chìa khóa, nút nhấn sẽ sáng đèn nhờ điện áp từ tín hiệu SWIL, đồng thời các tín hiệu INDW và INDS từ Body ECU sẽ cho biết trạng thái nhả phanh và đạp phanh, giúp tài xế nắm rõ tình trạng phanh.
Engine Switch có các chế độ bao gồm OFF, ACC, IG ON, START, các chế độ này phụ thuộc vào vị trí tay số và bàn đạp phanh
- Chế độ OFF: Khi xe đã tắt máy và tắt hết toàn bộ phụ tải
- Chế độ ACC: Chế độ này sẽ bật một số phụ tải như radio, hệ thống đèn, còi…
- Chế độ IG ON: Chế độ này sẽ bật toàn bộ phụ tải như màn hình taplo, hệ thống điều hòa, hệ thống giải trí …
- Chế độ START: cho phép khởi động động cơ
Hình 2.56: Sơ đồ các chế độ trong nút nhấn Để biết được các chế độ, cần dựa vào các yếu tố khác
Khi xe đã gài số P và không đạp bàn đạp phanh:
- Khi đang ở chế độ OFF thì bấm nút sẽ sang chế độ ACC, bấm tiếp sẽ sang chế độ IG ON
- Khi xe đã ở chế độ IG ON bấm nút sẽ sang chế độ OFF
- Trong trường hợp xe đang ở chế độ start, bấm nút xe sẽ về chế độ OFF Khi xe đã gài số P và đạp bàn đạp phanh
- Khi xe đang ở chế độ OFF, ACC và IG ON thì khi bấm nút xe sẽ lập tức vào chế độ Start và xe sẽ được khởi động máy
Khi xe đang ở chế độ Start, nhấn nút sẽ chuyển xe về chế độ OFF Nếu tài xế không sử dụng chìa khóa trong vòng 1 tiếng, hệ thống sẽ tự động tắt các phụ tải để tiết kiệm điện năng.
Khi xe không gài số P và không đạp bàn đạp phanh:
- Khi đang ở chế độ off bấm nút sẽ chuyển sang chế độ ACC
- Khi đang chế độ ACC sẽ chuyển sang chế độ IG ON và từ IG ON sẽ về lại chế độ ACC
- Trong trường hợp xe đang nổ máy thì khi bấm nút sẽ chuyển về chế độ ACC
Khi xe không gài số P và đạp bàn đạp phanh
- Khi xe đang ở chế độ OFF, bấm nút xe sẽ chuyển sang chế độ IG ON
- Khi xe đang ở chế độ ACC, bấm nút xe sẽ chuyển sang chế độ IG ON
- Khi xe đang nổ máy ở chế độ START, bấm nút xe sẽ chuyển sang chế độ ACC
Khi khởi động, tài xế đạp phanh và nhấn nút, gửi tín hiệu SW1 và SW2 đến Body ECU Body ECU kiểm tra tín hiệu bàn đạp phanh STP và tín hiệu vị trí tay số STR Khi các tín hiệu này được xác nhận, Body ECU gửi tín hiệu khởi động STSW đến Engine ECU, kích hoạt IG2D và relay Tín hiệu STR2 được phát ra đến chân STAR, làm tăng điện áp khi khởi động Body ECU nhận biết số đã được gài đúng vị trí qua chân STR, và tín hiệu từ STR2 đi vào chân STA của Engine ECU Cuối cùng, Engine ECU nhận tín hiệu khởi động và kích hoạt máy khởi động.
Chức năng nhắc bỏ quên chìa khóa
Khi nút nhấn ở chế độ OFF và tài xế khóa cửa trên tay nắm, Certification sẽ yêu cầu các Antenna trong xe phát tín hiệu để tìm chìa khóa Smartkey Nếu xác nhận có chìa khóa Smartkey bên trong, Certification ECU sẽ truyền tín hiệu tới Body ECU để mở cửa và bật còi cảnh báo.
Phân tích
Khi không có sự hiện diện của Smartkey, tín hiệu từ các Antenna phát LF và Antenna thu RF dao động trong khoảng từ 0.182 đến 4.182 với chu kỳ 0.25 giây, trong khi các xung của bộ nhận tín hiệu và truyền dữ liệu vẫn giữ nguyên.
Hình 2.57: Xung được đo theo mức độ điện áp của Antenna và door control receiver
Khi chìa khóa Smartkey vào vùng hoạt động của Antenna, tín hiệu sóng LF được gửi và đạt mức 4.185V trong 0.25 giây Antenna thu sóng RF có xung giảm về 0.182 khi nhận diện Smartkey Tuner lắng nghe tín hiệu từ sóng RF và truyền dữ liệu đến Certification ECU Tín hiệu cấp nguồn cho Door Control Receiver được biểu thị dưới dạng xung vuông (màu xanh lá) trong vài giây, trong khi tín hiệu gửi về Certification ECU cũng được biến đổi (màu vàng).
Hình 2.58: Xung được đo khi nhận diện được chìa khóa Smartkey
Khi tài xế chạm vào tay nắm cửa, tín hiệu từ tay nắm cửa sẽ chuyển từ HIGH sang LOW Hộp Certification ECU sẽ nhận diện sự thay đổi này và truyền tín hiệu cho Body ECU qua mạng CAN để thực hiện việc mở khóa Đồng thời, hệ thống cũng sẽ mở khóa vô lăng cho tài xế.
Hình 2.59: Xung khi khóa cột lái được khóa hoặc mở
Hình 2.60: Xung của tay nắm cửa khi phát hiện yêu cầu khóa hoặc mở cửa
Nguyên lý hoạt động và sơ đồ mạch điện trên mô hình thực tế
Sơ đồ mạch điện
Hình 2.61: Sơ đồ mạch trên mô hình thực tế
Nguyên lý hoạt động
Mô hình Smartkey được thiết kế để nâng cấp và thay thế các xe sử dụng chìa khóa truyền thống Trên hộp, các chân tín hiệu đầu ra tương ứng với các hệ thống của mô hình giúp dễ dàng kết nối và điều khiển.
Khi nhấn nút mở hoặc khóa cửa, ăng-ten ngoài xe thu tín hiệu từ chìa khóa và gửi về hộp điều khiển Tại đây, keypass sẽ xác thực mã chìa khóa để đảm bảo an toàn cho xe.
Khi mã chìa khóa hợp lệ được gửi đến, hộp sẽ phát tín hiệu UL1 hoặc L1 tới chân IJ4 hoặc IJ3 Tín hiệu IJ4 và IJ3 tương ứng với yêu cầu mở và khóa cửa Khi hai tín hiệu này được nối với mass, Body ECU sẽ cấp tín hiệu dương vào chân ACT+ và âm vào chân ACT- để mở khóa, hoặc âm vào ACT+ và dương vào ACT- để khóa Đồng thời, tín hiệu đèn xi nhan và còi sẽ được xuất ra từ hộp tới các cơ cấu tương ứng.
Khi người dùng bấm nút định vị xe trên chìa khóa, hộp sẽ gửi tín hiệu đến bộ phận đèn xi nhan, kích hoạt đèn nháy 3 lần để cảnh báo và thông báo cho người sử dụng.
Khi đạp phanh, dòng điện từ bình ắc quy đi qua công tắc phanh, dẫn đến chân tín hiệu STP trên hộp, giúp hộp nhận biết cơ cấu phanh đang hoạt động và hiển thị thông qua nút nhấn nhấp nháy đèn viền Khi nhấn nút này, hộp phát tín hiệu ST đến công tắc phanh và tín hiệu NSW Nếu công tắc phanh ở vị trí Park hoặc Neutral, dòng điện sẽ đi qua công tắc phanh đến cuộn dây relay khởi động và vào chân STA trên hộp ECM, thông báo rằng xe đang được khởi động Khi cuộn dây relay có dòng điện, tiếp điểm relay sẽ đóng, cho phép dòng điện chạy từ bình qua cầu chì và relay đến cực.
Khi khởi động máy, tín hiệu nguồn từ ACC và IG ON sẽ được xuất ra, gửi đến chân IG12 trên BCM để điều khiển bật taplo Nếu khởi động từ xa khi xe mở cửa, nhấn nút tìm kiếm xe trong 3 giây, hộp sẽ nhận tín hiệu và khởi động khi cần số ở vị trí Park/Neutral Ngược lại, nếu xe đang khóa cửa, hộp sẽ kích hoạt khả năng khởi động, đồng thời gửi tín hiệu mở cửa đến BCM, kèm theo tín hiệu còi và đèn để cảnh báo người dùng về việc khởi động không chủ đích.
THIẾT KẾ, THI CÔNG VÀ THỬ NGHIỆM HỆ
Ý tưởng thiết kế
Sau thời gian nghiên cứu, nhóm đã phát triển ý tưởng thiết kế mô hình hệ thống Smartkey, sử dụng các module bán lẻ có sẵn trên thị trường Mục tiêu là cải tiến và nâng cấp các dòng xe sử dụng chìa khóa cơ học truyền thống thành hệ thống Smartkey tiện lợi và dễ sử dụng hơn Hệ thống này vẫn dựa trên các cơ sở lý thuyết hoạt động cơ bản với các nút chính.
Nút hộp điều khiển động cơ bao gồm các thành phần như hộp điều khiển điện tử ECM, công tắc số, công tắc phanh, máy khởi động và relay đề Nút này có chức năng truyền tín hiệu từ công tắc số và công tắc phanh lên hệ thống điều khiển.
Nút hộp điều khiển thân xe bao gồm hộp điều khiển điện thân xe BCM, các công tắc cửa và cụm công tắc đèn Nút này có chức năng gửi tín hiệu báo hiệu cửa mở và các chế độ đèn đến hệ thống.
- Nút đồng hồ hiển thị thông tin có chức năng điều khiển hiển thị các đèn báo và đồng hồ báo
Nút hộp điều khiển Smartkey bao gồm các thành phần như hộp Smartkey, hộp mã chìa, chìa khóa, nút start/stop và Antenna Chức năng chính của nút này là cho phép khởi động xe bằng nút nhấn, mở cửa tự động, khởi động xe từ xa và mở khóa bằng mật khẩu.
Sơ đồ khối hệ thống
Hình 3.1: Sơ đồ khối hệ thống
Dựa trên ý tưởng thiết kế và mục tiêu hoạt động, mô hình nhóm đã lập sơ đồ khối làm nền tảng cho việc thiết kế và thi công Hệ thống ECU sẽ nhận tín hiệu từ công tắc, từ đó gửi thông tin lên đồng hồ để hiển thị các đèn báo và đồng hồ báo hiệu.
Thiết kế mô hình
Sau khi lên ý tưởng và xác định hướng đi cho mô hình, nhóm đã sử dụng phần mềm Solidworks để phác thảo bố trí các thành phần của mô hình, nhằm hoàn thiện cấu trúc và sắp xếp các yếu tố trong thực tế.
Hình 3.2: Bản vẽ bố trí mô hình
Hình 3.3: Bản vẽ bố trí khung tên
Thiết kế khung đỡ mô hình
Để đỡ khung mô hình và các thành phần của mô hình nhóm thực hiện tính toán khung đỡ cho mô hình
Hình 3.4: Bản vẽ khung đỡ mô hình
Thi công mô hình
Sau khi đã hoàn thành các bước thiết kế, nhóm đã tiến hành thi công mô hình
Nhóm đã sử dụng Mica 5mm để làm mặt trước mô hình dựa trên bản vẽ, áp dụng công nghệ cắt khắc laser và phun sơn để khắc chữ trên bảng kích thước 60x60cm và 10x60cm.
Với khung để đỡ tấm tấm Mica cùng các thành phần mô hình, nhóm sử dụng nhôm định hình 20x20 cm
Nhóm sử dụng khung nhôm đỡ mô hình để đảm bảo an toàn, kết hợp với dắc bắp chuối đực và cái nối các bộ phận Dây 1 chấm được dùng làm dây nguồn cho các hộp và dây tín hiệu, trong khi dây 2 chấm 5 và 6 chấm được sử dụng cho máy khởi động.
Hình 3.7: Lỗ cắm gắn trên khung và dắc cắm nối với dây
Hình 3.8: Dây điện 1 và dây điện 2.5
Hình 3.10: Mô hình sau khi đã được gắn và đi dây
Hình 3.11: Mô hình hoàn thiện
Thử nghiệm hoạt động và đánh giá mô hình
Đánh giá mô hình
Sau khi thực hiện thử nghiệm mô hình, nhóm đã đạt được kết quả tích cực, cho thấy các chức năng cơ bản của hệ thống Smartkey trên xe Toyota Camry 2007 đã được hoàn thành thành công.
- Thực hiện thành công chức năng mở cửa, khóa cửa thông qua nút bấm trên chìa khóa FOB
- Thực hiện được chức năng tự động khóa cửa và mở cửa khi ở ngoài và ở trong phạm vi hoạt động của hệ thống
- Thực hiện được chức năng đề nổ bằng nút nhấn Start/Stop và chức năng đề từ xa, tìm kiếm từ xa
Hộp mô hình không hoàn toàn tương thích với hệ thống ban đầu trên xe, dẫn đến việc không thể giao tiếp với các hệ thống khác qua mạng CAN Do đó, một số tính năng vẫn chưa thể hoạt động giống như hệ thống gốc trên xe.
- Chưa hiển thị được các tay số tương ứng trên màn hình hiển thị
- Mô hình chỉ là một phần nhỏ trong hệ thống trên ô tô nên chưa thể phản ánh được tổng thể về hệ thống
- Chưa có nhiều PAN lỗi để giảng dạy, học tập
- Tính thẩm mỹ mô hình chưa cao
CÁC BÀI THỰC HÀNH TRÊN MÔ HÌNH
4.1 Bài thực hành đo kiểm hệ thống
KIỂM TRA VẬN HÀNH ĐO KIỂM HỆ THỐNG
Bắt đầu : Kết thúc: Điểm Nhận xét của giảng viên
Nhận diện các thiết bị trong hệ thống chiếu sáng
Vận hành hệ thống, đo kiểm và tìm hiểu nguyên lý hoạt động
Liệt kê các hư hỏng có thể xảy ra, nguyên nhân và cách khắc phục
Giúp sinh viên hiểu nguyên lý hoạt động cơ bản của hệ thống chiếu sáng và nắm vững cách sử dụng đồng hồ đo VOM, đo các chân công tắc, cũng như đọc hiểu sơ đồ mạch điện.
Chuẩn bị mô hình Đồng hồ đo VOM Ắc quy
Kiểm tra trước khi cấp nguồn, cấp đúng cực
Không thực hiện bất kì thao tác cấp nguồn, đấu nối nào khác trên mô hình
Bước 1: Tiếp nhận mô hình từ giảng viên
Bước 2: Nhận diện các các thiết bị, kiểm tra bất thường (nếu có)
Bước 3: Kiểm tra điện áp ắc quy (12V) và cấp nguồn cho mô hình
Bước 4: Vận hành hệ thống, đo kiểm (điện áp) và xác nhận nguyên lý hoạt động
Hệ thống Điều kiện đo Vị trí đo Kết quả Ghi chú
Nhấn, nhả bàn đạp phanh
Cần số gạt đúng vị trí Đèn xy nhan Bấm chìa khóa
Chuột cửa Bấm chìa khóa
Máy khởi động Đạp phanh, gài số
Bước 5: Liệt kê các hư hỏng có thể xảy ra trên hệ thống chiếu sáng và các nguyên nhân có thể có:
Bước 6: Đánh giá, kết luận, kiến luận (nếu có):
4.2 Bài thực hành khảo sát xung điện áp của hộp
Mục đích: kiểm tra, khảo sát xung tín hiệu trên dây Antenna ở các trường hợp
- Máy tính và phần mềm Hantek C1008
- Cấp nguồn đúng cực bình
- Kết nối đúng chân của máy đo xung
Bước 1: khởi động mô hình
Bước 2: Kết nối các bộ phận với nhau thông qua dây điện và dắc có sẵn
Kết nối chân đo tín hiệu của máy đo xung vào chân cần đo, sau đó kết nối chân mass của máy với mass của mô hình Cuối cùng, kết nối máy đo với máy tính để hoàn tất quá trình thiết lập.
Hình 4.1: Kết nối máy đo xung với máy tính và chân tín hiệu
Bước 4: Mở phần mềm Hantek và tiến hành đo kết quả
Hình 4.2: Phần mềm Hantek C1008 Để thuận tiện cho việc đo đạc, nhóm chia thành nhiều trường hợp
4.2.1 Chìa khóa nằm ở ngoài và ở trong phạm vi hoạt động
Hình 4.3: Xung đo được khi chìa khóa nằm ngoài phạm vi hoạt động
Hình 4 4: Xung đo được khi chìa khóa nằm trong phạm vi hoạt động
Khi chìa khóa ra ngoài phạm vi hoạt động, hộp Smartkey sẽ phát ra các xung cao để tìm kiếm chìa khóa Nếu chìa khóa được phát hiện, điều này có nghĩa là nó đã nằm trong phạm vi hoạt động, và xung đo từ Antenna sẽ giảm xuống gần mức 0.
4.2.2 Thực hiện bấm khóa và mở khóa cửa trên chìa FOB
Hình 4.5: Xung đo được khi mở khóa trên FOB
Khi bấm nút mở khóa trên chìa FOB, tín hiệu điện tại chân Antenna tăng lên cao, cho thấy tín hiệu đã được gửi đến BCM Sau đó, tín hiệu giảm xuống và lại tăng lên một lần nữa, chứng tỏ hộp gửi tín hiệu khóa cửa cho BCM hai lần.
Hình 4.6: Xung đo được khi khóa cửa trên FOB
Khi nhấn nút khóa cửa trên chìa FOB, tín hiệu được nâng lên mức cao rồi giảm xuống, cho phép hộp Smartkey gửi tín hiệu đến BCM để thực hiện chức năng khóa cửa Tín hiệu này chỉ được nâng lên mức cao một lần, do đó BCM sẽ thực hiện hành động khóa cửa một lần duy nhất.
4.2.3 Thực hiện việc tìm xe trên chìa FOB
Hình 4.7: Xung đo được khi tìm kiếm xe
Khi kích hoạt tín hiệu tìm xe từ chìa khóa, chân Antenna sẽ ghi nhận ba xung vuông tương ứng với ba lần nháy đèn xi nhan và còi Sau đó, đoạn xung được hạ thấp để thông báo cho hộp điều khiển rằng chu trình tìm xe đã kết thúc và sẵn sàng cho các tín hiệu hoạt động khác.
4.2.4 Thực hiện bật chế độ ACC và IG bằng nút nhấn
Hình 4.8: Xung đo được khi bật chế độ ACC và IG
Khi chìa khóa được kích hoạt, nút nhấn sẽ bật chế độ ACC, làm xung đo tăng lên khoảng 1 volt và duy trì ở mức điện áp ổn định Tiếp theo, khi nhấn thêm lần nữa, chế độ IG sẽ được kích hoạt, với xung đo đạt khoảng 1.25 volt và giữ nguyên mức này Khi tắt cả hai chế độ, xung đo sẽ giảm về 0, báo hiệu kết thúc chu trình.
4.2.5 Thực hiện khởi động từ xa
Hình 4.9: Xung đo được khi thực hiện khởi động từ xa ở tình trạng khóa cửa
Hình 4.10: Xung đo được khi thực hiện khởi động từ xa ở tình trạng mở khóa cửa
Khi bấm nút khởi động từ xa, hộp nhận tín hiệu và xung đầu tiên nhảy lên mức cao, mở cửa xe Sau đó, xung được nâng lên cao hơn để phát tín hiệu mở chế độ IG và bật màn hình hiển thị Tiếp theo, xung tín hiệu tiếp tục tăng, kích hoạt quá trình khởi động máy Khi xung giảm xuống mức thấp, quá trình khởi động kết thúc Sau đó, xung lại được nâng lên để thực hiện cảnh báo bằng đèn và còi Đối với xe khởi động từ xa khi mở cửa, quy trình tương tự nhưng không có chu trình cảnh báo, vì xe nhận biết rằng người lái đã biết xe đang mở khóa.
So với hệ thống trên xe Toyota Camry, chìa khóa ngoài phạm vi hoạt động cho thấy mức xung cao và đều, trong khi mô hình nâng cấp thực tế có mức xung cao và thấp xen kẽ Khi chìa khóa nằm trong phạm vi hoạt động, mức xung đo được tại Antenna trên xe sẽ dài hơn và giảm xuống mức 0, trong khi mô hình nâng cấp thực tế lại có mức xung cao xen kẽ với mức 0.
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
Sau thời gian nghiên cứu lý thuyết và thi công mô hình, nhóm chúng em đã hoàn thành đề tài “Thiết kế, xây dựng và nâng cấp mô hình hệ thống Start/Stop trên xe Toyota Camry 2007” Mô hình sử dụng hộp module nâng cấp Smartkey, cho phép thực hiện các chức năng như khóa, mở cửa từ xa và khởi động một chạm Điều này giúp mô hình phục vụ công tác giảng dạy về hệ thống Smartkey trên ô tô, đồng thời củng cố kiến thức về nối dây, sơ đồ mạch điện và cấu tạo hệ thống, từ đó nâng cao khả năng ứng dụng trong việc nâng cấp xe ô tô.
Mô hình hiện tại vẫn tồn tại một số khuyết điểm, bao gồm việc chưa thiết lập được hệ thống giao tiếp với các hệ thống khác và chưa hiển thị được các tay số trên màn hình Thêm vào đó, tính thẩm mỹ của mô hình chưa được đánh giá cao và chưa có nhiều PAN lỗi để mô phỏng các tình huống sự cố.
Nhóm chúng em đã sử dụng tài liệu từ hãng và các nguồn liên quan để hoàn thiện mô hình thuyết minh đề tài Mặc dù kiến thức và kinh nghiệm của chúng em còn hạn chế, có thể vẫn tồn tại một số sai sót, nhưng mô hình này vẫn có thể được áp dụng hiệu quả trong giảng dạy.
5.2 Hướng phát triển của mô hình
Hệ thống Smartkey là trang bị thiết yếu cho nhiều loại ô tô hiện nay Để giúp người học hiểu rõ hơn về hệ thống này, chúng tôi đã tạo ra một mô hình trực quan, nhằm hỗ trợ giảng dạy và tiếp cận thông tin một cách dễ dàng hơn.
Bài thực hành khảo sát xung điện áp của hộp
Chìa khóa nằm ở ngoài và ở trong phạm vi hoạt động
Hình 4.3: Xung đo được khi chìa khóa nằm ngoài phạm vi hoạt động
Hình 4 4: Xung đo được khi chìa khóa nằm trong phạm vi hoạt động
Khi chìa khóa ra khỏi phạm vi hoạt động, hộp Smartkey sẽ phát ra các xung mạnh để tìm kiếm chìa khóa Nếu chìa khóa được phát hiện, điều này có nghĩa là nó đã quay lại trong phạm vi hoạt động, và cường độ xung từ Antenna sẽ giảm xuống gần như chạm mass.
4.2.2 Thực hiện bấm khóa và mở khóa cửa trên chìa FOB
Hình 4.5: Xung đo được khi mở khóa trên FOB
Khi bấm nút mở khóa trên chìa FOB, tín hiệu điện tại chân Antenna tăng cao, cho thấy tín hiệu đã được gửi đến BCM Sau đó, tín hiệu hạ xuống và lại được nâng lên một lần nữa, điều này có nghĩa là hộp sẽ gửi tín hiệu khóa cửa cho BCM hai lần.
Hình 4.6: Xung đo được khi khóa cửa trên FOB
Khi nhấn nút khóa cửa trên chìa FOB, tín hiệu được nâng lên mức cao rồi hạ xuống, gửi đến BCM để thực hiện chức năng khóa cửa Tín hiệu này chỉ được nâng lên một lần, do đó BCM sẽ thực hiện hành động khóa cửa một lần.
4.2.3 Thực hiện việc tìm xe trên chìa FOB
Hình 4.7: Xung đo được khi tìm kiếm xe
Khi kích hoạt tín hiệu tìm xe từ chìa khóa, chân Antenna sẽ nhận được 3 xung vuông, tương ứng với 3 lần nháy đèn xi nhan và còi Đoạn xung này được hạ thấp để thông báo cho hộp điều khiển rằng chu trình tìm xe đã kết thúc và sẵn sàng cho tín hiệu làm việc khác.
4.2.4 Thực hiện bật chế độ ACC và IG bằng nút nhấn
Hình 4.8: Xung đo được khi bật chế độ ACC và IG
Khi chìa khóa ở trong phạm vi hoạt động, nút nhấn sẽ kích hoạt chế độ ACC với điện áp đo được tăng lên khoảng 1 volt Tiếp theo, khi bấm nút lần nữa, chế độ IG sẽ được kích hoạt, với điện áp đo được tăng lên khoảng 1.25 volt và giữ nguyên Khi tắt cả hai chế độ, điện áp sẽ giảm về 0, cho thấy quá trình đã hoàn tất.
4.2.5 Thực hiện khởi động từ xa
Hình 4.9: Xung đo được khi thực hiện khởi động từ xa ở tình trạng khóa cửa
Hình 4.10: Xung đo được khi thực hiện khởi động từ xa ở tình trạng mở khóa cửa
Khi bấm nút khởi động từ xa, hộp nhận tín hiệu và xung đầu tiên nhảy lên mức cao, mở cửa xe Sau đó, xung được nâng lên mức cao hơn để kích hoạt chế độ IG và bật màn hình hiển thị Tiếp theo, xung tín hiệu lại tăng lên, phát ra tín hiệu khởi động để máy khởi động quay Khi xung giảm xuống mức thấp, quá trình khởi động kết thúc Sau đó, xung lại được nâng lên để thực hiện cảnh báo, làm đèn và còi phát tín hiệu Đối với xe khởi động từ xa khi mở cửa, quy trình tương tự nhưng không có chu trình cảnh báo bằng còi và xi nhan, vì xe nhận biết rằng người lái đã biết xe đang mở khóa.
So với hệ thống trên xe Toyota Camry, khi chìa khóa không nằm trong phạm vi hoạt động, mức xung đo được có tính chất cao và đều Trong khi đó, mô hình nâng cấp thực tế cho thấy mức xung cao và thấp xen kẽ nhau Khi chìa khóa nằm trong phạm vi hoạt động, mức xung tại Antenna trên xe sẽ có độ rộng xung dài hơn và hạ xuống mức 0, trong khi mô hình nâng cấp thực tế lại có mức xung cao xen kẽ với mức 0.
Thực hiện khởi động từ xa
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
Hướng phát triển của mô hình
Hệ thống Smartkey là trang bị thiết yếu trên nhiều loại ô tô hiện nay Để hiểu rõ hơn về hệ thống này, chúng tôi đã tạo mô hình giúp hình dung và tiếp cận dễ dàng hơn trong việc giảng dạy.
Đề tài này có tiềm năng phát triển và ứng dụng trên các mẫu xe thực tế, cho phép tích hợp các tính năng của mô hình vào xe Bên cạnh đó, nó có thể nâng cao một số tính năng an toàn và tiện nghi, như khả năng kết nối với điện thoại, hiển thị thông số và trạng thái xe, mang lại sự bảo mật và tiện lợi cho người sử dụng.
[1] Đỗ Văn Dũng (2021), “Giáo trình Điện Động Cơ Và Điều Khiển Động Cơ”, Nhà xuất bản Đại học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh, Tp Hồ Chí Minh, 495 trang
[2] Đỗ Văn Dũng (2007), “Giáo trình Hệ Thống Điện Thân xe & Điều Khiển Tự Động Trên Ô Tô”, Trường Đại học Sư phạm Kĩ thuật Thành phố Hồ Chí Minh, Tp
Giáo trình "Trang Bị Điện Và Điện Tử Trên Ô Tô Hiện Đại – Hệ Thống Điều Khiển Động Cơ" của Đỗ Văn Dũng (2021) cung cấp kiến thức chuyên sâu về hệ thống điện và điện tử trong ô tô, nhấn mạnh vai trò quan trọng của các hệ thống điều khiển động cơ Xuất bản bởi Nhà xuất bản Đại Học Quốc TP Hồ Chí Minh, tài liệu này là nguồn tham khảo quý giá cho sinh viên và chuyên gia trong lĩnh vực ô tô.
Minh, Tp Hồ Chí Minh, 374 trang
[4] Sơn Đặng (2023), “ Học hệ thống Smartkey – Học điện ô tô”, Hoc hệ thống Smart Key – Học điện Ôtô (hocdienoto.com)
[5] Sơn Đặng (2023), “Học tra cứu phần mềm, phần mềm Toyota TIS – Học điện ô tô”, Học phần mềm Toyota TIS – Học điện Ôtô (hocdienoto.com)
[6] Sơn Đặng (2023), “Học tra cứu phần mềm, phần mềm Alldata – Học điện ô tô”,
Thông tin chung alldata – Học điện Ôtô (hocdienoto.com)
[7] Sơn Đặng (2023), “Học điện thân xe, học các hệ thống điện phụ, taplo – Học điện ô tô”, Táp lô – Học điện Ôtô (hocdienoto.com)
[8] Seripcopper (2023) “Workshop & Wiring Diagram to 2016”, Tài Liệu - TOYOTA TIS 2016 | Diễn đàn kỹ thuật xe ô tô (axeoto.com)
[9] “Camry_2007_wiring_diagrams.”, Camry_2007_wiring_diagrams.pdf
Smartkey trên ô tô là một công nghệ tiên tiến giúp người dùng mở cửa và khởi động xe mà không cần sử dụng chìa khóa truyền thống Tính năng này hoạt động thông qua sóng radio, cho phép xe nhận diện và xác thực người sử dụng Để sử dụng smartkey, người dùng chỉ cần giữ thiết bị gần xe, giúp tăng tính tiện lợi và an toàn Ngoài ra, smartkey còn tích hợp nhiều chức năng thông minh khác, như khóa cửa tự động và hệ thống chống trộm, mang lại trải nghiệm lái xe hiện đại và an toàn hơn.
[11] Trang Web tìm kiếm mã phụ tùng Toyota, Genuine OEM Toyota Parts and Accessories Online - Toyota Parts Deal
[12] Terminal Of ECM 2AZ-FE, 005001-10006_S001E_72P6L_T002W.fm (qclt.com)
[13] News.Oto-hui (2021), “ Hệ thống chìa khóa thông minh Smartkey làm được những gì?”, Hệ thống chìa khóa thông minh Smart Key làm được những gì? (oto-hui.com)