Hệ thống tự chẩn đoán trên ô tô là một hệ thống với một công nghệ tiên tiến trong ngành công nghệ ô tô và không thể thiếu trên những chiếc xe hiện đại ngày nay. Hệ thống giúp cho kỹ thuật viện có thể phát hiện nhanh chóng và thuận lợi cho quá trình sửa chửa và tăng khả năng an toàn cho người điều khiển phương tiện. Luận văn tốt nghiệp tập vào khai thác hệ thống tự chẩn đoán trên ô tô, quy trình và cách sử dụng thiết bị GDS VCI để chẩn đoán hư hỏng trên ô tô Hyundai Accent. Bố cục luận văn gồm 3 chương.
Trang 1TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP HỒ CHÍ MINH
Chuyên ngành: Cơ khí ô tô
Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Thành Sa Sinh viên thực hiện: Võ Văn Trường MSSV: 17H1080066 Lớp: CO17CLCB
TP Hồ Chí Minh, 2022
Trang 2TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP HỒ CHÍ MINH
Chuyên ngành: Cơ khí ô tô
Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Thành Sa Sinh viên thực hiện : Võ Văn Trường
MSSV: 17H1080066 Lớp: CO17CLCB
TP Hồ Chí Minh, 2022
Trang 3LỜI CẢM ƠN
Thời gian làm luận văn tốt nghiệp là thời điểm quan trọng nhất của một người sinh
viên để hoàn thành quá trình học tập, rèn luyện và tổng hợp kiến thức Luận văn tốt
nghiệp là tiền đề để mỗi sinh viên có thể vững bước ra trường, làm việc và thể hiện khả
năng của bản thân về sự nghiên cứu, phân tích, tổng hợp và tích lũy những kiến thức
quý báu phục vụ công việc sau này
Trước hết em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến ban giám hiệu và hội đồng của
trường Đại Học Giao Thông Vận Tải TP Hồ Chí Minh nơi đã định hướng tương lai của
em đối với nghề Em xin cảm ơn quý thầy cô trong Viện Cơ Khí và đặc biệt em xin gửi
lời biết ơn sâu sắc đến quý thầy, cô bộ môn Cơ Khí Ô Tô đã tạo điều kiện và tận tình
giảng dạy em những kiến thức quan trọng trong suốt thời gian em còn ngồi trên ghế nhà
trường Nhờ những kiến thức đó mà hôm nay em có thể hoàn thành luận văn này
Em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Thành Sa đã tận tình hướng dẫn em hoàn
thành luận văn này Thầy đã hướng dẫn em những phương pháp, những hướng đi và bài
học về cách nghiên cứu, suy nghĩ độc lập trong công việc và trình bày luận văn một cách
khoa học
Em xin chân thành cảm ơn!
Trang 4TÓM TẮT LUẬN VĂN
Hệ thống tự chẩn đoán trên ô tô là một hệ thống với một công nghệ tiên tiến trong ngành công nghệ ô tô và không thể thiếu trên những chiếc xe hiện đại ngày nay Hệ thống giúp cho kỹ thuật viện có thể phát hiện nhanh chóng và thuận lợi cho quá trình sửa chửa và tăng khả năng an toàn cho người điều khiển phương tiện Luận văn tốt nghiệp tập vào khai thác hệ thống tự chẩn đoán trên ô tô, quy trình và cách sử dụng thiết
bị GDS VCI để chẩn đoán hư hỏng trên ô tô Hyundai Accent Bố cục luận văn gồm 3 chương
Mục đích và ý nghĩa đề tài
Chương 1: Giới thiệu hệ thống tự chẩn đoán trên ô tô
Chương 2: Gác tính năng của hệ thống tự chẩn đoán
Chương 3: Quy trình chẩn đoán hư hỏng trên xe ô tô Hyundai Accent sử dụng thiết
bị chẩn đoán GDS VCI
Kết luận: Giúp ta hiểu thêm về hệ thống tự chẩn đoán OBD I và OBD II, tìm hiểu
và cách sự dụng máy chẩn đoán GDS VCI
Trang 5MỤC LỤC
MỤC ĐÍCH, Ý NGHĨA CHỌN ĐỀ TÀI 1
Chương 1: GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG TỰ CHẨN ĐOÁN 2
1.1 Tự chẩn đoán là gì? 2
1.1.1 Khái niệm về hệ thống tự chẩn đoán 2
1.1.2 Nguyên lý làm việc của hệ thống tự chẩn đoán 2
1.1.3 Một số sơ đồ nguyên lý hệ thống tự động điều khiển có tự chẩn đoán 4
1.1.4 Các hình thức giao tiếp người – xe 6
1.2 Mạng CAN 8
1.2.1 Tổng quan mạng CAN 8
1.2.2 Phân loại mạng giao tiếp CAN 9
1.2.3 Cách gửi – nhận dữ liệu trên hệ thống mạng giao tiếp CAN 9
1.2.4 Truy cập bus 10
1.2.5 Bảo toàn dữ liệu 11
1.2.6 Mã hóa bít 12
1.2.7 Ứng dụng mạng CAN trên hệ thống điện ô tô 13
1.2.8 Ưu điểm mạng CAN 14
1.3 Hệ thống OBD 16
1.3.1 Hệ thống chẩn đoán OBD I 16
1.3.2 Hệ thống chẩn đoán OBD II 17
1.3.3 So sánh sự khác nhau giữa OBD I và OBD II 19
Chương 2: CÁC TÍNH NĂNG CỦA HỆ THỐNG TỰ CHẨN ĐOÁN 20
2.1 Tính năng của hệ thống chẩn đoán 20
2.1.1 Đèn báo sự cố (MIL) 20
2.1.2 Mã chẩn đoán hư hỏng (DTC) 20
Trang 62.1.3 Dữ liệu dạng chuỗi 20
2.2 Tính năng của hệ thống chẩn đoán OBD II 21
2.2.1 Hệ thống giám sát nhiên liệu 21
2.2.2 Giám sát chất xúc tác 22
2.2.3 Hệ thống giám sát EGR 23
2.2.4 Hệ thống giám sát bay hơi 23
2.2.5 Hệ thống giám sát không khí phụ 23
2.2.6 Báo lỗi bằng đèn chỉ thị sự cố 23
2.3.7 Kiểm tra sẵn sàng hoạt động 23
2.2.8 Đóng băng hệ thống dữ liệu động cơ 24
2.3 Cách đọc lỗi trên OBD I và OBD II 24
2.3.1 Cách đọc lỗi trên cổng OBD-I các dòng xe phổ biến ở Việt Nam hiện nay 24
2.3.2 Cách đọc lỗi trên cổng OBD-II 31
Chương 3: QUY TRÌNH CHẨN ĐOÁN HƯ HỎNG TRÊN XE Ô TÔ HYUNDAI ACCENT SỬ DỤNG THIẾT BỊ CHẨN ĐOÁN GDS VCI 35
3.1 Giới thiệu về xe Hyundai accent 35
3.2 Giới thiệu hệ thống điện động cơ trên xe Hyundai Accent 37
3.2.1 Hệ thống đánh lửa 37
3.2.1.1 Yêu cầu 37
3.2.1.2 Phân loại hệ thống đánh lửa 38
3.2.2 Hệ thống phun xăng 42
3.3.2.1 cấu trúc hệ thống 42
3.3.2.2 Phân biệt hệ thống phun xăng trực tiếp và gián tiếp: 45
3.2.3 Một số loại cảm biến dung trên xe Hyundai Accent 46
3.2.3.1 Cảm biến trục khuỷu-(CKP) 46
Trang 73.2.3.2 Cảm biến trục cam-(CMP) 47
3.2.3.3 Cảm biến đo gió – Mass Air Flow Sensor (MAF) 47
3.2.3.4 Cảm biến nhiệt động cơ – (ECTS) 48
3.2.3.5 Cảm biến áp suất khí nạp Manifold Absolute Pressure Sensor (MAP) 48
3.2.3.6 Cảm biến Ô-xy – Oxygen sensor (HO2S) 49
3.2.3.7 Cảm biến tiếng gõ – Knock sensor 49
3.2.3.8 Cảm biến vị trí bướm ga – Throttle Position Sensor 50
3.2.4 Một số loại actuator dùng trên xe HYUNDAI 50
3.2.4.1 Vòi phun nhiên liệu – Injector 50
3.2.4.2 Van chân không – Solenoid valve 51
3.2.4.3 Bướm ga điện tử – ETC 51
3.2.4.4 Bộ điều khiển điện turbo – e-VGT 52
3.2.4.5 Van tuần hoàn khí xả - Exhaust Gas Recycle (EGR) 52
3.2.4.6 Van điều áp hệ thống CRDI – (FPCV) 53
3.3 Giới thiệu về máy chẩn đoán đa năng 53
3.3.1 Máy chẩn đoán đa năng là gì? 53
3.3.2 Những chức năng của máy chẩn đoán đa năng 54
3.4 Giới thiệu thiết bị GDS VCI 55
3.4.1 cách sử dụng GDS 57
3.4.2 Quy trình chẩn đoán hư hỏng trên xe Hyundai accent bằng máy GDS VCI 61
3.4.3 xây dựng một số bài thực hành trên thiết bị 64
3.4.3.1 bài thực hành số 1: vô hiệu hoá cảm biến oxy 64
3.4.3.2: Bài thực hành số 2: vô hiệu hóa cảm biến vị trí bướm ga để chẩn đoán 68
3.4.3.3 bài thực hành số 3: vô hiệu hoá OCV (Oil Control Valve hay Oil-flow Control Valve) hiểu là Van điều khiển đường dầu 69
Trang 83.4.4 Hệ thống các mã lỗi chẩn đoán trên động cơ Hyundai Accent 70
3.5 Các loại máy chẩn đoán 85
KẾT LUẬN 89
TÀI LIỆU THAM KHẢO 90
Trang 9Danh mục các từ viết tắt
TỪ VIẾT
TẮT TÊN TIẾNG ANH NGHĨA VIỆT HÓA
OBD On-board Diagnostics Hệ thông có chức năng đọc thông số trên xe
MIL Malfunction Indicator
DTC Diagnostic Trouble
ECM Engine Control
Recirculation Công nghệ tuần hoàn khí thải
TCM Transmission Control
CPU Central Processing
CAN Control Area Network Mạng điều khiển cục bộ
MCU Multipoint control unit Hộp điều khiển đa điểm
PCM Powertrain Control
Module Hộp điều khiển hệ thống truyền động
ETC
Electronically Controlled Transmission
Hộp số tự động
OCV Oil Control Valve Van điều khiển đường dầu
Trang 10Danh mục hình ảnh
Hình 1.1: Hệ thống điều khiển tự động 3
Hình 1.2: Hệ thống điều khiển tự động có chuẩn đoán 3
Hình 1.3: Sơ đồ khối hệ thống điện của EAT 5
Hình 1.4: Sơ đồ khối hệ thông ABS 6
Hình 1.5: Các ví dụ về mã chẩn đoán 7
Hình 1.6: Phạm vi định nghĩa của CAN trong mô hình OSI 8
Hình 1.7: Minh hoạ hoạt động của CAN 11
Hình 1.8: Minh họa sự liên kết về mặt điện học của các trạm trong mạng 13
Hình 1.9: Sơ đồ kết nối các nút trong mạng CAN 13
Hình 1.10: Dây CAN trên xe tải nhỏ MB 14
Hình 1.11: Cấu tạo hệ thống OBD 16
Hình 1.12: Các kiểu hệ thống chẩn đoán của một số hãng xe 17
Hình 2.1 Xác định động cơ bỏ máy dựa vào tín hiệu tốc độ trục khuỷu………… 21
Hình 2.2 Hệ thống giám sát chất súc tác trên xe 22
Hình 2.3: Vị trí giắc chẩn đoán OBD I trên dòng xe Honda 26
Hình 2.4: Vị trí và giắc chẩn đoán OBD I trên dòng xe MITSUBISHI 29
Hình 2.5: Cổng OBD II 31
Hình 3.1: Xe Hyundai Accent………35
Hình 3.2: Phiên bản năng cấp Hyundai Accent 2012 35
Hình 3.3: Hệ thống đánh lửa má vít 38
Hình 3.4: Hệ thống đánh lửa bằng IC 39
Hình 3.5: Hệ thống đánh lửa trực tiếp có bộ chia điện 39
Hình 3.6: Hệ thống đánh lửa trực tiếp không có bộ chia điện 40
Hình 3.7: Dạng xung điều khiển IGT và xung IGF 41
Trang 11Hình 3.8: Hệ thống đánh lửa của hãng FORD, HUYNDAI 42
Hình 3.9: Cấu tạo hệ thống phun xăng điện tử 43
Hình 3.10: Sơ đồ tổng quan về hệ thống phun xăng trực tiếp 44
Hình 3.11: Hệ thống phun xăng trực tiếp 45
Hình 3.12: Cảm biến trục khuỷu 46
Hình 3.13: Cảm biến trục cam 47
Hình 3.14: Cảm biến MAF 47
Hình 3.15: Cảm biến nhiệt độ động cơ 48
Hình 3.16: Cảm biến áp suất khí nạp 48
Hình 3.17: Cảm biến oxy 49
Hình 3 18: Cảm biến tiếng gõ 49
Hình 3.19: Cảm biến vị trí bướm ga 50
Hình 3.20: Vòi phun nhiên liệu 50
Hình 3.21: Van chân không 51
Hình 3.22: Họng hút chạy điện 51
Hình 3.23: Bộ điều khiển bơm turbo 52
Hình 3.24: Van tuần hoàn khí thải 52
Hình 3.25: Van điều áp trên bơm 53
Hình 3.26 Máy chẩn đoán đa năng đến từ nhà sản xuất Autel MS906 54
Hình 3.27: Bộ thiết bị GDS VCI 56
Hình 3.28: Giao diện cơ bản GDS VCI 57
Hình 3.29: Giao diện chẩn đoán 61
Hình 3.30: Màn hình taplo trên Hyundai accent 61
Hình 3.31: Vị trí cổng DLC trên xe 62
Hình 3.32: Quá trình vô hiệu hoá cảm biến oxy 64
Trang 12Hình 3.33: Mô tả vị trí cảm biến oxy và giắc cắm trên xe 65
Hình 3.34: Sơ đồ mạch điện cảm biến oxy 66
Hình 3.35: Giao diện hiện mã lỗi 67
Hình 3.36: Sau khi khắc phục và xoá thành công mã lỗi 67
Hình 3.37: Vô hiệu hoá cảm biến vị trí bướm ga 68
Hình 3.38: Mô tả hiện thị lỗi vị trí bướm ga 68
Hình 3.39: Vô hiệu hoá OCV 69
Hình 3.40: Mô tả vị trí MAP 70
Hình 3.41: Mô tả vị trí bướm ga 71
Hình 3.42: Mô tả vị trí cảm biến oxy 73
Hình 3.43: Mô tả vị trí cảm biến oxy 76
Hình 3.44: Mô tả vị trí đánh bôbin đánh lửa 78
Hình 3.45: Mô tả vị trí cảm biến trục khuỷu 80
Hình 3.46: Mô tả vị trí cảm biên trục cam 81
Hình 3.47: Vị trí bộ lọc chất xúc tác 81
Hình 3.48: Vị trí cảm biến tốc độ bánh xe 84
Hình 3.49: Máy chẩn đoán Intellingent 85
Hình 3.50: Máy chẩn đoán Launch X431 87
Hình 3.51: Thiết bị chẩn đoán thông minh FORD 88
Danh mục bảng Bảng 2.1: Bảng mã lỗi xe Toyota trên cổng OBD I 26
Bảng 2.2: Cách đọc lỗi xe Honda trên cổng OBD I 28
Bảng 2.3: Cách đọc lỗi xe Misubishi trên cổng OBD I 30
Trang 13MỤC ĐÍCH, Ý NGHĨA CHỌN ĐỀ TÀI
Kinh tế nước ta từ khi mở cửa hội nhập và đi theo nền kinh tế thị trường đã có những bước phát triển mạnh mẽ Và cơ hội phát triển kinh tế càng được mở ra khi nước ta đã gia nhập WTO Khi nền kinh tế nước ta phát triển thì đòi hỏi ngành giao thông cũng phải phát triển mạnh mẽ để đáp ứng nhu cầu vận chuyển hàng hoá và hành khách ngày càng tăng cao
Vì vậy ta có các loại hình vận chuyển như: đường bộ, hàng không, đường biển… Trong các loại hình vận chuyển đó thì vận chuyện đường bộ là phát triển mạnh mẽ nhất và nó đáp ứng phần lớn nhu cầu vận chuyển của nền kinh tế Trong đó, phương tiện hoạt động vận chuyển trên đường bộ là các loại ô tô Chính vì vậy trong thời gian gần đây số lượng và chủng loại
ô tô nước ta tăng một cách đáng kể
Trước đây, khi ô tô đơn thuần chỉ là một hệ thống cơ khí thì công tác bảo dưỡng sửa chữa phụ thuộc rất nhiều vào trình độ của người thợ sửa chữa và công tác bảo dưỡng sửa chữa tốn rất nhiều thời gian Nhưng từ những năm 80 của thế kỷ trước các loại vi mạch điện tử đã được con người sử dụng trên ô tô Đồng thời với nó con người cũng đã sáng tạo
ra cách ứng dụng vi mạch điện tử để giám sát các trạng thái và thông báo tình trạng hỏng hóc của ô tô Theo thời gian khi mà điều khiển điện tử tham gia sâu vào quá trình điều khiển
ô tô thì phương pháp chẩn đoán điện tử càng tỏ ra hữu hiệu Đầu tiên là hệ thống tự động chẩn đoán OBD I nhưng cho hạn chế về kỹ thuật mà hệ thống OBD đã được loại bỏ vào sản xuất vào năm 1988 Và một sự đột phá về kỹ thuật đã xảy ra tạo nên 1 thế hệ mới cho OBD I đó là OBD II và ngày càng được cải tiến thêm Cho đến nay các xe sản xuất bắt buộc phải có hệ thống tự chẩn đoán mã lỗi tiêu chuẩn đó là hệ thống mã lỗi tiêu chuẩn OBD – II (on-board diagnostic II)
Trong quá trình học tập của mình em luôn mong muốn tìm tòi và áp dụng các kỹ thuật tiên tiến vào trong công tác bảo dưỡng sửa chữa để công tác bảo dưỡng sửa chữa được
chính xác và tiết kiệm Do đó em đã tìm hiểu và nghiên cứu về “Khai thác hệ thống tự
chẩn đoán trên ô tô Hyundai Ứng dụng thiết bị GDS VCI chẩn đoán hư hỏng xe Hyundai Accent”
Trang 14Chương 1: GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG TỰ CHẨN ĐOÁN
1.1 Tự chẩn đoán là gì?
1.1.1 Khái niệm về hệ thống tự chẩn đoán
Tự chẩn đoán là một công nghệ hoàn toàn mới trong ngành chế tạo và sản xuất ô tô Khi các hệ thống và cơ cấu hoạt động thông qua hệ thống ECU thì hệ thống tự chẩn đoán
sẽ diễn ra một cách nhanh chóng và thuận lợi Người sử dụng và ô tô có thể giao tiếp với nhau qua các thông tin từ hệ thống tự chẩn đoán qua các hệ thống thông báo Vì vậy các hệ thống trên xe có hiện tượng hư hỏng sẽ được thông báo kịp thời để khắc phục sửa chữa nhanh chóng không cần phải chờ đến đợt kiểm tra chẩn đoán định kỳ tăng sự an toàn cho người sử dụng
Như vậy mục đích của tự chẩn đoán là để ngăn ngừa các sự cố xảy ra trên ô tô Hiện nay trên ô tô chúng ta có thể gặp các hệ thống tự chẩn đoán trên các hệ thống như: hệ thống đánh lửa, hệ thống cung cấp nhiên liệu, động cơ, hộp số tự động, hệ thống phanh, hệ thống treo, hệ thống điều hòa nhiệt độ…
1.1.2 Nguyên lý làm việc của hệ thống tự chẩn đoán
Hệ thống tự chẩn đoán được hình thành dựa trên cơ sở của các hệ thống điều khiển tự động Trên hệ thống điều khiển tự động phải đảm bảo có các thành phần cơ bản sau: cảm biến đo tín hiệu, bộ điều khiển trung tâm, cơ cấu chấp hành Các bộ phận này làm việc theo nguyên lý điều khiển mạch kín (liên tục)
Các yêu cầu cơ bản và tất yếu trên thiết bị tự chẩn đoán bao gồm: cảm biến đo các giá trị thông số chẩn đoán tức thời, bộ xử lý và lưu trữ thông tin, bộ phát tín hiệu thông báo
Để hệ thống tự chẩn đoán và hệ thống điều khiển tự động có thể xử lý các thông tin
ta có thể liên kết phần cảm biến và bộ xử lý thông tin thông qua ECU như sơ đồ
Trang 15Hình 1.1: Hệ thống điều khiển tự động
Hình 1.2: Hệ thống điều khiển tự động có chuẩn đoán
Những ưu việt của hệ thống tự chẩn đoán trên ô tô là:
Nhờ việc sử dụng các tín hiệu từ các cảm biến của hệ thống điều khiển tự động trên
xe nên các thông tin thường xuyên được cập nhật và xử lý, bởi vậy chúng dễ dàng phát hiện ngay các sự cố và thông báo kịp thời ngay cả khi xe còn đang hoạt động
Việc sử dụng các bộ phận kết hợp như trên tạo khả năng hoạt động của hệ thống chẩn đoán rộng hơn thiết bị chẩn đoán độc lập Nó có khả năng báo hư hỏng, hủy bỏ các chức năng của hệ thống trên xe, thậm chí có thể hủy bỏ khả năng làm việc của ô tô nhằm hạn chế tối đa hư hỏng tiếp sau, đảm bảo an toàn chuyển động Thiết bị cũng không cồng kềnh đảm bảo tính kinh tế
Hệ thống tự chẩn đoán phát triển kéo theo sự phát triển của các máy chẩn đoán chuyên dùng và nó đã được quy chuẩn quốc tế về các mã lỗi tiêu chuẩn (OBD-II) để tiện cho việc chẩn đoán, bảo dưỡng và sửa chữa
Tự chẩn đoán là một biện pháp phòng ngừa tích cực mà không cần chờ tới chẩn đoán định kỳ Ngăn chặn kịp thời các hư hỏng, sự cố hoặc khả năng mất an toàn chuyển động đến tối đa
Trang 161.1.3 Một số sơ đồ nguyên lý hệ thống tự động điều khiển có tự chẩn đoán
Việc sử dụng nhiều hệ thống tự động điều khiển trên ô tô tạo nên nhiều khó khăn trong chẩn đoán và có thể làm giảm độ tin cậy của hệ thống Những thói quen và kinh nghiệm không thể phù hợp việc sử dụng thiết bị chẩn đoán chuyên dụng hay tổng hợp cũng không đảm bảo độ chính xác và tính thích ứng không cao, vì vậy hệ thống có tự chẩn đoán ngày càng mở rộng
Tùy thuộc vào mức độ sử dụng các bộ phận tự điều chỉnh mà có các thông tin tự chẩn đoán khác nhau Các hệ thống tự động điều khiển thường tổ hợp kết cấu và cũng dùng chung nhiều cảm biến, khối ECU có nhiều mảnh ghép tạo nên những hộp điều khiển điện tử phức tạp
Phân tích các cụm tổ hợp này có thể thấy được các sơ đồ nguyên lý của hệ thống tự động điều khiển có tự chẩn đoán như ở phần dưới đây:
- Sơ đồ điển hình của hệ thống điều khiển tự động chuyển số (EAT)
EAT được hình thành trên cơ sở của bộ biến mô men thủy lực (BMM), hộp số hành tinh, hệ thống điều khiển thủy lực điện tử Trong trường hợp này hệ thống tự chẩn đoán có hiệu quả rõ nét về độ chính xác của thông tin
Ngoài các thông tin báo sự cố trên màn hình còn có các thông số chuyển đổi đã cài sẵn tại chế độ đang hoạt động, nhờ các phần mềm chuyển đổi
Trang 17Hình 1.3: Sơ đồ khối hệ thống điện của EAT
- Sơ đồ điển hình của hệ thống điện điều khiển ABS
Sơ đồ điển hình của hệ thống điện điều khiển ABS Các bộ điều khiển ABS thường
có độ tin cậy cao, do vậy cảm biến bánh xe có thể còn có thêm cuộn dây dự phòng Khi cảm biến bị hư hỏng, đèn báo trên tablo sáng, sau đó tự tắt, hay giảm độ sáng nhằm thông báo cho người sử dụng biết sự cố đã xảy ra và hệ thống đã chuyển sang chế độ làm việc
dự phòng, muốn tìm hiểu kỹ hơn cần thiết phải xác định qua mã ánh sáng báo lỗi
Trang 18Hình 1.4: Sơ đồ khối hệ thông ABS 1.1.4 Các hình thức giao tiếp người – xe
- Bằng tín hiệu đèn, âm thanh (chuông hay còi)
Dạng đơn giản nhất trong giao tiếp là sử dụng đèn, tín hiệu âm thanh, hoặc cả hai Thông thường các bộ phận báo hiệu để tại vị trí dễ thấy, dễ nghe như trên bảng tablo, màu đèn có màu đỏ là báo nguy hiểm, còn màu xanh vàng là báo an toàn Khi các giá trị đo từ cảm biến còn nằm trong ngưỡng sử dụng thì đèn báo an toàn (không sáng) Khi tín hiệu vượt ngưỡng đèn báo sáng (nguy hiểm)
Dạng báo hiệu bằng âm thanh xuất hiện chỉ khi có sự cố, âm thanh ở vùng nghe thấy có tần số cao liên tục hay đứt quãng
Cách giao tiếp như trên chỉ thông báo ở dạng tốt, xấu, mà không cho biết dạng sự
cố, cụm có sự cố
- Báo bằng mã ánh sáng
Từ thập kỷ 90 lại đây, các thông số báo dạng mã ánh sáng được dùng phổ biến hơn Các dạng báo này được gọi là “mã chẩn đoán” và được tạo nên trên cơ sở ngôn ngữ ASSEMBLY Nhịp đèn sáng tương ứng như hoạt động của mạch có hai ngưỡng “ON”,
“OFF” và làm việc kéo dài 0,15 giây một nhịp, liên tục hay đứt quãng tùy theo mã lỗi cần thông báo Đèn thông báo thường dùng loại đèn LED màu xanh chói hay màu đở dễ thấy, đặt ngay trên ECU, hay ở bảng tablo
Trang 19
Hình 1.5: Các ví dụ về mã chẩn đoán
Thông thường các thông tin giao tiếp dạng này chỉ xuất hiện khi thực hiện đóng mạch báo chẩn đoán Trong trạng thái khởi động xe (chìa khóa điện ở vị trí ON), các hệ thống cần thiết được kiểm tra ( đèn báo trên tablo sáng), sau đó đèn báo tắt, toàn bộ hệ thống sẵn sàng làm việc, nếu còn đèn nào sáng, chứng tỏ phần hệ thống đó có sự cố cần tiến hành kiểm tra sâu hơn
Sau khi đã sửa chữa sự cố cần tiến hành xóa mã trong bộ nhớ của ECU Bằng cách báo mã như trên số lượng thông tin tăng lên đáng kể (có thể tới vài chục mã khác nhau) Việc đọc mã cần phải theo các tài liệu chuyên môn của các hãng sản xuất xe
- Giao tiếp nhờ màn hình
Giao diện nhờ màn hình là một ứng dụng tiên tiến trong công nghệ chẩn đoán trên
xe Màn hình thường ở dạng tinh thể lỏng mỏng, nhỏ gọn Khi cần thiết kiểm tra, màn hình được nối với hệ thống nhờ bộ đầu nối chờ, còn lại được bảo quản chu đáo trong vỏ bảo vệ
Có hai loại màn hình với các phương pháp điều khiển khác nhau:
- Loại thực hiện điều khiển bằng phím ấn như bàn phím máy tính thông thường
- Loại thực hiện điều khiển bằng phím ấn, có các phần tự chọn bằng cảm ứng nhiệt trực tiếp trên màn hình tinh thể lỏng
Cả hai loại này đều cho các MENU tùy chọn Mọi trình tự, thủ tục ra vào đều được các nhà sản xuất cài đặt sẵn, rất tiện lợi cho người sử dụng khi cần biết về trạng thái kỹ thuật của chúng
Nhờ màn hình giao tiếp, các sự cố nhanh chóng được chỉ rõ và công tác chẩn đoán không còn khó khăn và tốn kém nhiều công sức
Trang 201.2 Mạng CAN
1.2.1 Tổng quan mạng CAN
Hình 1.6: Phạm vi định nghĩa của CAN trong mô hình OSI
CAN (Controller Area Network) xuất phát là một phát triển chung của hai hãng Bosch
và Intel phục vụ cho việc nối mạng trong các phương tiện giao thông cơ giới để thay thế cách nối điểm cổ điển sau đó được chuẩn hóa quốc tế trong ISO 11898
Mạng CAN là mạng điều khiển cục bộ Là một hệ thống truyền tải dữ liệu nối tiếp ứng dụng thời gian thực Nó là một hệ thống thông tin phức hợp có tốc độ truyền rất cao và đặc biệt là khả năng phát hiện ra hư hỏng Bằng cách kết hợp dây đường truyền CANH và CANL, CAN thực hiện việc liên lạc dựa trên sự chênh lệch điện áp ECU hoặc các cảm biến lắp trên xe hoạt động bằng cách chia sẻ thông tin và liên lạc với nhau CAN có 2 điện trở 120Ω, dùng để thông tin liên lạc với đường truyền chính
CAN cho phép các module khác nhau và các máy tính trên xe ô tô nói chuyện với nhau Nó như một nhóm các đường dẫn với tốc độ rất cao cho phép các dữ liệu và các lệnh được nén qua lại từ một module khác nhau Điều này cho phép các hệ thống như hệ thống điều khiển điện tử của hệ thống động cơ ECU, hệ thống phanh chống bó cứng ABS, hệ thống kiểm soát độ bám đường, hệ thống kiểm soát tay lái, hệ thống cân bằng điện tử, hệ
Trang 21thống treo điện tử, hệ thống kiểm soát làm lạnh tự động, module điều khiển ánh sáng và hàng chục, hàng trăm hệ thống khác… tất cả được kết nối với nhau bằng điện tử
1.2.2 Phân loại mạng giao tiếp CAN
Có 2 loại đường truyền CAN khác nhau thường được sử dụng được phân loại dựa trên tốc độ truyền tín hiệu điển hình
- Đường truyền HS-CAN là đường truyền tốc độ cao được sử dụng để liên lạc giữa các hệ thống truyền lực, gầm và một số hệ thống điện thân xe Đường truyền HS-CAN được dùng để gọi “Đường truyền CAN No.1” và “Đường truyền CAN No.2”
Nó hoạt động ở tốc độ khoảng 500 kbps Các điện trở cực cho đường truyền CAN No.1 được đặt ở trong ECU trung tâm và CAN No.2 J/C Điện trở của đường truyền CAN No.2 không thể đo được từ giắc DLC3
- Đường truyền MS-CAN là đường truyền tốc độ trung bình được sử dụng để liên lạc giữa các hệ thống điện thân xe Đường truyền MS-CAN được gọi là “Đường truyền CAN MS” Nó hoạt động ở tốc độ khoảng 250 kbps Các điện trở cực cho đường truyền MS-CAN được đặt ở trong ECU thân xe chính và ECU chứng nhận Điện trở của đường truyền CAN MS không thể đo được từ giắc DLC3
1.2.3 Cách gửi – nhận dữ liệu trên hệ thống mạng giao tiếp CAN
Trong mạng CAN, các thành phần nối với mạng có quyền ngang nhau trong việc truyền và nhận thông tin (multi master), và bất kỳ các thành phần đó đều có thể truyền cũng như nhận thông tin mà chúng cần từ các thành phần khác Tuy nhiên, về thứ tự truyền thì tùy thuộc vào độ ưu tiên của thông tin mà chúng muốn truyền (cái này được quy định trong cấu trúc của tập tin được truyền đi), cái này là để chống quá tải khi có nhiều thành phần cùng truyền và nhận
Mỗi module được gắn vào một mạng lưới dữ liệu có khả năng gửi và nhận tín hiệu và chúng đều có địa chỉ của mình trên mạng lưới cho phép các module nhận được các thông tin đầu vào và các dữ liệu cần thiết để hoạt động Khi module truyền thông tin qua mạng lưới, các thông tin này sẽ được mã hóa để tất cả các module khác nhận ra nó đến từ đâu và gửi thông tin gì
Trang 22Dữ liệu được gửi là một loạt các bit kỹ thuật số bao gồm “0” và “1 “ Thông số điện
áp thấp tương ứng với giá trị “0”, giá trị đo điện áp cao tương ứng với “1” Thông thường điện áp thực tế tại đây sẽ được hoạt động trong phạm vi 5-7 volt
Thông thường các module điều khiển hoặc cụm mô đun trên xe được giao nhiệm vụ quản lý lưu lượng mạng Khi các module thấy một thông điệp tới, nó sẽ nhìn vào bit đầu tiên trong dòng dữ liệu Nếu bit là một “0”, nó sẽ được ưu tiên hơn các thông điệp khác, được gọi là một “trội tin nhắn” Nếu bit đầu tiên là một “1” được cho một ưu tiên thấp hơn được gọi là một “lặn tin nhắn”
Như vậy, thông điệp ưu tiên cao nhất luôn được thông qua đến các địa điểm dự định của nó và những thông điệp ưu tiên thấp sẽ có thể tạm thời bị chặn cho đến khi “giao thông trên đường truyền giảm tốc”
1.2.4 Truy cập bus
CAN sử dụng phương pháp truy nhập môi trường CSMA/CA, tức điều khiển phân kênh theo từng bít Phương pháp phân mức ưu tiên truy nhập bus dựa theo tính cấp thiết của nội dung thông báo Mức ưu tiên này phải được đặt cố định, trước khi hệ thống đi vào vận hành Thực tế, mã căn cước không những mang ý nghĩa của dữ liệu trong thông báo,
mà còn đồng thời được sử dụng là mức ưu tiên
Bất cứ một trạm nào trong mạng cũng có thể bắt đầu gửi thông báo, mỗi khi đường truyền rỗi Mỗi bức điện đều bắt đầu bằng một bít khởi điểm và mã căn cước, vì thế nếu hai hoặc nhiều trạm cùng đồng thời bắt đầu gửi thông báo, việc xung đột trên đường truyền
sẽ được phân xử dựa theo từng bít của mã căn cước Mỗi bộ thu phát đều phải so sánh mức tín hiệu của mỗi bít gửi đi với mức tín hiệu quan sát được trên bus Nếu hai mức tín hiệu
có trạng thái logic giống nhau thì trạm có quyền phát bit tiếp theo, trường hợp ngược lại sẽ phải dừng ngay lập tức Trong trường hợp thực hiện bít giá trị 0 ứng với mức trội và bít giá trị 1 ứng với mức lặn, bít 0 sẽ lấn át Vì vậy, một thông báo có mã căn cước nhỏ nhất sẽ được tiếp tục phát hay nói cách khác, thông báo nào có mã căn cước càng bé thì mức ưu tiên càng cao Trong trường hợp xảy ra va chạm giữa một thông báo mang dữ liệu (DATA FRAME) và một thông báo yêu cầu gửi dữ liệu (REMOTE FRAME) với cùng mã căn cước,
Trang 23thông báo mang dữ liệu sẽ được ưu tiên Phương thức phân xử này không những đảm bảo thông tin không bị mất Mát, mà còn nâng cao hiệu quả sử dụng đường truyền
Hình 1.7: Minh hoạ hoạt động của CAN 1.2.5 Bảo toàn dữ liệu
Nhằm đảm bảo mức an toàn tối đa trong truyền dẫn dữ liệu, mỗi trạm CAN đều sử dụng kết hợp nhiều biện pháp để tự kiểm tra, phát hiện và báo hiệu lỗi Các biện pháp kiểm soát lỗi sau đây được áp dụng:
- Theo dõi mức tín hiệu của mỗi bít truyền đi, so sánh với tín hiệu nhận được trên bus
- Kiểm soát qua mã CRC
- Thực hiện nhồi bít (nhồi một bít nghịch đảo sau năm bít giống nhau)
- Kiểm soát khung thông báo
Với các biện pháp trên, thì hiệu quả phát hiện lỗi:
- Phát hiện được tất cả các lỗi toàn cục
- Phát hiện được tất cả các lỗi cục bộ tại bộ phát
- Phát hiện được tới năm bít lỗi phân bố ngẫu nhiên trong một bức điện
Trang 24- Phát hiện được các lỗi đột ngột có chiều dài nhỏ hơn 15 bít trong một thông báo
- Phát hiện được các lỗi có số bít lỗi là chẵn
- Tỷ lệ lỗi còn lại (xác suất một thông báo còn bị lỗi không phát hiện) nhỏ hơn 4.7*10−11 Tất cả các trạm nhận thông báo phải kiểm tra sự nguyên vẹn của thông tin và xác nhận thông báo Khi phát hiện ra sự sai lệnh trong một thông báo, các trạm đều có trách nhiệm truyền khung lỗi Các thông báo bị lỗi đó sẽ bị dừng và được tự động phát lại Thời gian hồi phục từ khi phát hiện lỗi đến khi bắt đầu gửi thông báo tiếp theo tối đa là 31 thời gian bít, nếu như không có lỗi nào xảy ra tiếp Các trạm CAN có khả năng phân biệt giữa nhiễu tức thời với lỗi kéo dài
Ví dụ lỗi khi một trạm có sự cố Các trạm bị hỏng sẽ được tự động tách ra khỏi mạng
Trang 25Hình 1.8: Minh họa sự liên kết về mặt điện học của các trạm trong mạng
Hình 1.9: Sơ đồ kết nối các nút trong mạng CAN 1.2.7 Ứng dụng mạng CAN trên hệ thống điện ô tô
Mạng truyền thông đa chiều (Mutiplex) sử dụng trên xe ô tô được SAE định nghĩa bao gồm ba lớp (class): lớp A, lớp B, lớp C Trong đó:
Lớp A (class A): Mục đích làm giảm dây dẫn tín hiệu truyền nhận giữa các nút bằng cách các tín hiệu trao đổi giữa các nút được truyền trên một đường bus chung Thay vì sử dụng các đường dây riêng rẽ để liên kết các nút như trước đây
Lớp B (class B): Được sử dụng ở những nơi mà dữ liệu được truyền giữa các nút để loại bỏ sự lặp lại các cảm biến hoặc các thành phần khác của hệ thống Các nút (node) này
Trang 26của hệ thống thông tin đa chiều tồn tại ở dạng các modul chuẩn trong quy định của điện thân xe
Lớp C (class C): Được sử dụng ở những nơi mà tín tốc độ đường truyền cao, đặc biệt liên quan tới hệ thống điều khiển thời gian thực (real-time control system) Như điều khiển động cơ và phanh ABS Dữ liệu được gửi trên bus tín hiệu nhằm tập trung quá trình điều khiển và giảm dây dẫn
Chú ý: Quy đinh, lớp A là lớp con của lớp B, lớp B là lớp con của lớp C
Quy định cho 3 lớp của điện ô tô Các bức điện trong mạng điện ô tô là ngắn (3 đến
12 byte) bao gồm ba phần: Header, Data (thông tin được gửi đi) và Error Detection (phương pháp kiểm lỗi)
Hình 1.10: Dây CAN trên xe tải nhỏ MB 1.2.8 Ưu điểm mạng CAN
Đơn giản, chi phí thấp: bus CAN chỉ có 2 dây giúp kết nối các module điều khiển với nhau dễ dàng hơn khi so sánh với cách làm truyền thống Kèm theo đó là nhiều lợi ích về việc dễ lắp đặt và dễ sửa chữa, bảo trì khi có sự cố
Tạo ra một giao thức chung để nhiều nhà cung cấp khác nhau có thể phát triển các module điều khiển tương thích với nhau
Tính ưu tiên của thông điệp (Prioritization of messages): mỗi thông điệp được truyền
ra từ một nút (node) hay trạm (station) trên bus CAN đều có mức ưu tiên Khi nhiều thông điệp được truyền ra bus cùng lúc thì thông điệp có mức ưu tiên cao nhất sẽ được truyền Các thông điệp có mức ưu tiên thấp hơn sẽ tạm dừng và được truyền lại khi bus rảnh Việc
Trang 27xác định mức ưu tiên của thông điệp dựa trên cấu tạo (cấu trúc) thông điệp và cơ chế phân
xử quy định trong chuẩn chuẩn CAN
Cấu hình linh hoạt: cho phép thiết lập cấu hình thời gian bit, thời gian đồng bộ, độ dài
dữ liệu truyền, dữ liệu nhận…
Nhận dữ liệu đa điểm với sự đồng bộ thời gian: một thông điệp có thể được nhận bởi nhiều node khác nhau trong bus cùng lúc Tất cả các node trên bus đều có thể thấy thông điệp đang truyền trên bus, tùy vào cấu hình ở mỗi node mà node sẽ quyết định có chấp nhận thông điệp này hay không
Phát hiện và báo hiệu lỗi: Mỗi thông điệp có kèm theo mã CRC (Cyclic Redundancy Code) để thực hiện kiểm tra lỗi Nếu lỗi xuất hiện, node nhận sẽ bỏ qua thông điệp lỗi và truyền khung báo lỗi (error frame) lên bus CAN Mỗi node trong bus có bộ đếm quản lý lỗi truyền nhận riêng để xác định trạng thái lỗi của chính nó Nếu lỗi xuất hiện quá nhiều, một node có thể tự động ngắt khỏi bus Ngoài ra còn một số dạng lỗi khác có thể được phát hiện với chuẩn CAN
Tự động truyền lại các thông điệp bị lỗi khi bus rảnh: Một thông điệp được truyền ra bus nếu bị lỗi thì sẽ không mất đi mà node truyền thông điệp này sẽ giữ nó lại và tự động phát lại thông điệp này khi bus CAN rảnh cho đến khi thành công Điều này giúp đảm bảo tính toàn vẹn dữ liệu trong bus
Quy trình xử lý lỗi trong CAN
- Lỗi được phát hiện bởi bộ điều khiển CAN (bộ phát hoặc bộ thu)
- Một Error Frame được truyền ngay lập tức
- Thông điệp bị hủy ở tất cả các nút (tồn tại ngoại lệ)
- Trạng thái của bộ điều khiển CAN được cập nhật
- Thông điệp được truyền lại Nếu một số bộ điều khiển cùng gửi thông điệp, trường xác định quyền ưu tiên sẽ được sử dụng như bình thường
Trang 281.3 Hệ thống OBD
OBD là một chức năng tự chẩn đoán của xe được cung cấp bởi ECU.Dựa vào các tín hiệu nhận được từ các cảm biến mà phát hiện ra tình trạng của xe, ECU truyền các tín hiệu đến các bộ phận chấp hành một cách tối ưu cho tình trạng hiện tại.ECU nhận các tín hiệu
từ các cảm biến ở dạng điện áp Sau đó ECU có thể xác định các tình trạng của hệ thống bằng cách phát hiện những thay đổi điện áp của tín hiệu, đã được phát ra từ cảm biến
Vì vậy, ECU thường xuyên kiểm tra các tín hiệu (điện áp) đầu vào, rồi so sánh chúng với các giá trị chẩn đoán đã được lưu giữ trong bộ nhớ của ECU, và xác định ra bất cứ tình trạng bất thường.Hiện nay, có rất nhiều dạng OBD, nhưng thông thường gặp có 2 dạng cơ bản: OBD I và OBD II
Hình 1.11: Cấu tạo hệ thống OBD 1.3.1 Hệ thống chẩn đoán OBD I
OBD (On-Board Diagnostic, hệ thống chẩn đoán thế hệ 1)
Vào tháng 4 năm 1985, Ban tài nguyên không khí California (CARB) đã cải cách quy định về hệ thống On-Board Diagnostic (OBD) Quy định này, áp dụng cho hầu hết các năm
1988 ở xe mới và xe tải nhẹ trên thị trường trong tiểu bang California, yêu cầu hộp điều khiển động cơ (ECM) giám sát các thành phần liên quan đến khí thải quan trọng cho hoạt động của động cơ và thắp sáng một bóng đèn chỉ thị sự cố (MIL) trên bảng điều khiển khi một sự cố được phát hiện Hệ thống OBD cũng cung cấp một hệ thống mã sự cố chẩn đoán (DTC) và cô lập lỗi trong biểu đồ logic hướng dẫn sửa chữa, hỗ trợ kỹ thuật viên trong việc
Trang 29xác định khả năng, nguyên nhân trục trặc của động cơ và trục trặc hệ thống khí thải Các mục tiêu cơ bản của hệ thống OBD:
- Để cải thiện trong việc sử dụng phù hợp khí thải bằng cách cảnh báo người điều khiển xe khi một sự cố tồn tại
- Để hỗ trợ cho các kỹ thuật viên sửa chữa ô tô trong việc xác định và sửa chữa trục trặc mạch trong hệ thống kiểm soát khí thải
Tự chẩn đoán OBD áp dụng đối với các hệ thống được coi là có nhiều khả năng gây
ra một sự gia tăng đáng kể lượng khí thải nếu một sự cố xảy ra
Đáng chú ý nhất, điều này bao gồm: Tất cả các cảm biến động cơ chính, hệ thống kiểm soát nhiên liệu, chức năng tuần hoàn khí thải (EGR)
Chức năng OBD I: Đèn chỉ thị sự cố (MIL), mã Chẩn đoán hư hỏng (DLC), chẩn đoán màn hình, cảm biến đầu vào chính, kiếm soát nhiện liệu, chức năng hệ thống EGR, theo dõi
hở mạch và ngắn mạch
Hình 1.12: Các kiểu hệ thống chẩn đoán của một số hãng xe 1.3.2 Hệ thống chẩn đoán OBD II
Mặc dù OBD cung cấp thông tin giá trị về một số lượng khí thải quan trọng hệ thống
và các thành phần liên quan, có một số hạng mục quan trọng không được đưa vào tiêu chuẩn OBD do hạn chế kỹ thuật tại thời điểm mà hệ thống đã loại bỏ vào sản xuất (trong model
Trang 30năm 1988) Từ sự ra đời của OBD, một số đột phá kỹ thuật đã xảy ra Ví dụ, các công nghệ theo dõi động cơ bỏ máy và hiệu quả chất xúc tác đã được phát triển và triển khai trên các phương tiện sản xuất
Khi kết quả của những đột phá kỹ thuật và các chương trình I / M (Kiểm tra và bảo dưỡng) hiện có đã được chứng minh là ít hiệu quả hơn mong muốn trong việc kiểm soát phát hiện lượng khí thải và các lỗi hệ thống quan trọng xảy ra trong quá trình hoạt động bình thường, hệ thống OBD toàn diện hơn được phát triển dưới sự hướng dẫn của CARB
Từ năm 1996 các hãng xản suất ôtô cho ra đời hệ thống OBD II OBD II mang tính thống nhất về tiêu chuẩn chẩn đoán và xác định hư hỏng giữa các loại động cơ do các hãng khác nhau chế tạo
Được thống nhất và áp dụng đầu tiên tại Mỹ Với tính năng nhằm phát hiện các chất
có hại trong khí xả thải, hệ thống OBD cho phép ECU động cơ phát hiện bất kỳ hư hỏng nào của động cơ và hệ thống kiểm soát khí xả cũng như báo cho lái xe các trạng thái này
qua đèn “check engine” Một chức năng của ECU động cơ để lưu các dữ liệu điều khiển
quan trọng vào bộ nhớ trong khi phát hiện thấy hư hỏng Đặc điểm chính của OBD II là tính thống nhất của mã chẩn đoán và sử dụng một dụng kiểm tra đặc biệt Kết quả là, phương thức thông tin giữa dụng cụ thử và DLC (giắc nối liên kết dữ liệu) và ECU động cơ được tiêu chuẩn hóa Hơn nữa, trong trường hợp OBD II đo tốc độ động cơ và kiểm tra chức năng của ECU động cơ không thể thực hiện được mà không có dụng cụ kiểm tra đặc biệt Mục đích của OBD-II là cung cấp cho chiếc xe với một hệ thống chẩn đoán trên mạch
có khả năng liên tục theo dõi hiệu quả của hệ thống kiểm soát khí thải, và để nâng cao hiệu quả chẩn đoán và sửa chữa hư hỏng hệ thống khi xảy ra
Chức năng của OBD II:
- Chức năng giám sát và kiểm tra
- Tăng khả năng chẩn đoán cảm biến oxy
- Nâng cao chẩn đoán hệ thông nhiên liệu
- Phát hiện động cơ bỏ máy
- Giám sát bộ trung hoà khí thải
- Giám sát hồi lưu khí thải
Trang 31- Xác định hướng nhiên liệu bay hơi
- Giám sát không khi phụ (lexus)
- Nguyên tắc đèn báo kiểu mới
- Mã chẩn đoán
- Dữ liệu nối tiếp
- Dụng cụ kiểm tra
1.3.3 So sánh sự khác nhau giữa OBD I và OBD II
Thế hệ đầu tiên của hệ thống OBD - được gọi là "OBD I" - đã được giới thiệu vào năm 1981 Bởi vì mỗi nhà sản xuất xe phát triển hệ thống riêng của mình, nên không có tiêu chuẩn hoá giữa các thế hệ công nghệ này
Kết quả là, các nhà sản xuất hệ thống OBD I yêu cầu cụ thể hóa một loạt các phần mềm chẩn đoán và phần cứng Nói chung OBD I đã được xây dựng thông qua mô hình năm
1995
Để tìm kiếm một giải pháp tốt hơn, Cơ quan Bảo vệ Môi trường (EPA) sau đó đã thiết lập các tiêu chuẩn để cải thiện chẩn đoán xe Các tiêu chuẩn kết quả được gọi là "OBD II", là một phần trong một hệ thống mà Hội Kỹ sư Ôtô (SAE) đã phát triển để điều chỉnh chẩn đoán ô tô điện tử OBD II là cần thiết cho tất cả các xe (nhập khẩu và trong nước) được bán tại Mỹ bắt đầu vào năm 1996 được sử dụng một đầu nối liên kết chẩn đoán chung
và phần mềm cho nhiên liệu và các hệ thống giám sát khí thải Kỹ thuật viên có thể sử dụng cùng một công cụ để kiểm tra bất kỳ chiếc xe nào phù hợp với OBD II mà không cần bộ điều hợp đặc biệt hoặc các công cụ sản xuất cụ thể cần thiết cho xe sử dụng OBD I Điều này cho phép một công cụ thiết kế như Actron PocketScan Code Reader CP9125, OBD II AutoScanner CP9135 hoặc SUPER AutoScanner CP9145 có thể kết nối với bất kỳ chiếc
xe chở khách được bán ở Mỹ vào năm 1996 hoặc mới hơn, qua đó đảm bảo sự tiện lợi và chi phí thấp hơn cho các nhà sản xuất công cụ, kỹ thuật và DIYers
Hệ thống OBD II có nhiều phức tạp hơn OBD I, nó tìm ra các vấn đề về tiềm ẩn hư hỏng sớm hơn và cảnh báo cho người lái xe về những vấn đề này thông qua các đèn báo
"Check Engine" hoặc đèn báo trục trặc (MIL) Bằng cách cảnh báo chủ xe các trục trặc khi chúng xảy ra, việc sửa chữa có thể được tìm kiếm nhanh chóng hơn
Trang 32Chương 2: CÁC TÍNH NĂNG CỦA HỆ THỐNG TỰ CHẨN ĐOÁN
2.1 Tính năng của hệ thống chẩn đoán
2.1.1 Đèn báo sự cố (MIL)
Khi một sự cố xảy ra, đèn báo sự cố (MIL) vẫn chiếu sáng nhưng miễn là các lỗi được phát hiện và sẽ tắt tình trạng này một khi xe bình thường trở lại, và một sự cố sẽ được lưu lại với mã chẩn đoán (DTC) được lưu trữ trong các bộ nhớ ECM
Những sự cố đèn báo (MIL) cũng là một mục kiểm tra quan trong nhất trong chương trình kiểm tra lượng khí thải và bảo trì (U / M), cho phép các kỹ thuật viên kiểm tra khí thải
có thể để đưa ra quyết định nhanh chóng để động cơ / hệ thống khí thải được hoạt động bình thường
2.1.2 Mã chẩn đoán hư hỏng (DTC)
Mã chẩn đoán hư hỏng (DTC) là các mã được tạo ra và lưu trữ bởi hệ thống tự chẩn đoán trên xe, giúp cho kỹ thuật viên biết được một phần hoặc một bộ phận nào đó trên xe gặp vấn đề
Mã chẩn đoán (DTC) xác định vấn đề ở một khu vực cụ thể Kỹ thuật viên có thể sử dụng các mã để chẩn đoán bệnh bằng việc làm cho OBD xuất ra lỗi
2.1.3 Dữ liệu dạng chuỗi
Tuy không theo yêu cầu về quy định của OBD, việc sử dụng các dữ liệu nối truy cập bằng các công cụ scan đặc biệt, đã được giới thiệu bởi một số nhà sản xuất Dữ liệu nối tiếp thông tin điện tử về cảm biến, cơ cấu truyền động, và ECM nhiên liệu / hệ thống đánh lữa, được truy cập từ một dây duy nhất đến từ ECM Thuật ngữ dữ liệu nối tiếp nghĩa là các thông tin được mã hóa dạng số và truyền trong một loạt các dữ liệu Các từ dữ liệu được giải mã và hiển thị bởi một công cụ scan
Trang 332.2 Tính năng của hệ thống chẩn đoán OBD II
2.2.1 Hệ thống giám sát nhiên liệu
Khi các sự cố xảy ra làm cho hệ thống nhiên liệu hoạt động sai lệch với các thông số thiết kế của nó Ví dụ, tín hiệu lưu lựợng không khí bị nhiễu lưu lượng đo, áp suất nhiên liệu không chính xác, hoặc các vấn đề kỹ thuật khác, hệ thống OBD-II được thiết kế để phát hiện tình trạng này hoạt động bất thường Nếu tình trạng này xảy ra trong thời gian dài hơn
so với một số quy định về thời gian, một mã DTC sẽ được lưu trữ Khi mã DTC lưu trữ, tốc độ động cơ, tải, và tình trạng khởi động sẽ được lưu lại trong một dữ liệu nối tiếp Giám sát động cơ bỏ máy: Bằng việc sử dụng tín hiệu tần số cao ở vị trí trục khuỷu, ECU giám sát được vận tốc của trục khuỷu ngay cả khi ở thì sinh công Khi một máy sinh công tốc độ của nó tại thời điểm đó tăng lên
Khi phát hiện được bất kỳ máy nào mà không nổ, thì mã DTC (mã chẩn đoán hư hỏng) được lưu trữ và tốc độ động cơ, tải trọng và tình trạng nóng máy tại thời điểm động cơ bỏ máy sẽ được lưu lại Ngoài ra, người điều khiển xe sẽ được cảnh báo về tình trạng của một đèn MIL nhấp nháy nhanh chóng trong thời gian khi động cơ bỏ máy đang diễn ra
Hình 2.1 Xác định động cơ bỏ máy dựa vào tín hiệu tốc độ trục khuỷu
ECM giám sát tốc độ và vị trí trục khuỷu thông qua đầu vào Ne và G Bởi vì tốc độ trục khuỷu thường tang lên trong kì sinh công (kì nổ) ECM có thể theo dõi sự thay đổi này
Trang 34từ một chu trình sinh công tiếp theo để giám sát cho sự hiện diện và mức đồ bỏ máy Khi phát hiện động cơ bỏ máy, thì tỉ lệ tăng lên của tốc độ trục khuỷu giảm Nếu động cơ không
nổ xảy ra hoàn toàn thì toàn bộ tốc độ quay sẽ không tăng lên
2.2.2 Giám sát chất xúc tác
Một cảm biến phụ oxy (S2) được đặt ở phía cuối đường ống xả, dùng để theo dõi sự
chuyển đổi đột ngột và so sánh với sự chuyển đổi lượng oxy của cảm biến chính (S1), đặt phía trên đường ống xả Hiệu quả quá trình oxy hóa của chất xúc tác có thể được xác định bằng cách so sánh tần số chuyển đổi của hai cảm biến này Nếu chất xúc tác chuyển đổi giảm hiệu quả, tần số chuyển đổi của bộ cảm biến 2 tăng lên ngang với cảm biến 1 Ngoài việc được sử dụng để phân tích, cảm biến 2 cũng hỗ trợ trong việc duy trì kiểm soát nhiên liệu tối ưu khi chất xúc tác bắt đầu suy giảm
Hình 2.2 Hệ thống giám sát chất súc tác trên xe
Trang 352.2.3 Hệ thống giám sát EGR
Giám sát việc mở van hồi lưu khí thải, để đưa một phần khí thải quay trở lại buồng đốt nhằm mục đích giảm lượng khí thải độc hại NOx Khi nhiệt độ buồng đốt cao, bộ EGR
sẽ nạp một mẫu nhỏ khí thải vào hỗn hợp với không khí và nhiên liệu Phương pháp thực
hiện điều này chỉ đơn giản là theo dõi sự thay đổi nhiệt độ trên phía bên lỗ thông hơi của đoạn EGR Phương pháp khác là đo mức độ điều chỉnh phong phú cho hệ thống cung cấp nhiên liệu khi EGR cản trở dòng chảy tạm thời
2.2.4 Hệ thống giám sát bay hơi
Bằng cách giám sát các cảm biến oxy và độ dao động phun, ECM có thể phát hiện việc giảm lượng oxy và lượng khí thải tương ứng trong độ dao động phun để khắc phục cho tình trạng này trở lại bình thường Theo cách này, các ECM có thể phát hiện một lỗi trong
hệ thống kiểm soát nhiên liệu và mã DTC sẽ lưu trữ lại để cảnh báo người điều khiển xe về
2.3.7 Kiểm tra sẵn sàng hoạt động
Hệ thống chẩn đoán OBD II liên tục giám sát động cơ bỏ máy và sai hỏng của hệ thống nhiên liệu Nó cũng thi hành chức năng kiểm tra trung hòa khí thải, hệ thống lưu hồi khí thải, và các cảm biến oxy trong một hay mọi chu kỳ Tất nhiên, khi tiến hành kiểm tra động cơ phải ở trạng thái hoạt động bình thường: nhiệt độ động cơ phải đúng quy định, góc bướm ga mở theo quy định, động cơ phải chịu tải theo quy định
Trang 36Kiểm tra sẵn sàng hoạt động là có một tín hiệu được sử dụng trong quá trình I / M (Kiểm tra và bảo dưỡng) để cho biết rằng trung tâm hệ thống chẩn đoán không thể cung cấp thông tin cần thiết trong quá trình kiểm tra Trong trường hợp này, chiếc xe phải được vận hành cho đến khi tất cả các điều kiện thử nghiệm sự sẵn sàng đã được hài lòng
2.2.8 Đóng băng hệ thống dữ liệu động cơ
Nhờ vào việc phát hiện ra các sai hỏng, hệ thống OBD II sẽ lưu trữ tất cả các dữ liệu vào thời điểm mà DTC thiết lập Đóng băng khung dữ liệu động cơ có thể lấy lại được các thông số bằng thiết bị bên ngoài
Scan tool: ECU của OBD II cho phép ghép nối với các thiết bị (máy tính) bên ngoài Hoặc các thiết bị cầm tay phục vụ việc ghi nhận các thông số gửi ra từ ECU của động cơ
2.3 Cách đọc lỗi trên OBD I và OBD II
2.3.1 Cách đọc lỗi trên cổng OBD-I các dòng xe phổ biến ở Việt Nam hiện nay
- Cách đọc lỗi cổng OBD-I trên dòng Toyota:
Bước 1: Xác định vị trí giắc chẩn đoán của cổng OBD-I, thường và đa phần được nằm dưới nắp CAPO, bình ắc quy
Bước 2: Nối tắt 2 đầu chân TE1 và E1 của giắc chẩn đoán tùy theo đời xe và model xe mà
sẽ có những giắc chẩn đoán kèm theo khác nhau
Bước 3: Bật chìa khóa ON/OFF và theo dõi sự nháy của đèn check Tra bảng mã lỗi dưới đây để biết them chi tiết và xác định lỗi cho xe
Bước 4: Sau khi sửa chữa mã lỗi hoàn tất, tắt OFF chìa khóa Rút dây nối ra và tiến hành xóa lỗi bằng cách rút cầu chì EF1 15A trong khoảng 30 giây hoặc cũng có thể xóa lỗi bằng cách khác như sau, chúng ta rút dây nối âm với ắc quy khoảng 20 giây sau mã lỗi cũng sẽ được tự động xóa
Trang 37Mã
lỗi Diễn giải
Mã lỗi Diễn giải
1 Xe bình thường 26 Không khí-nhiên liệu Tỷ lệ giàu
2 Tín hiệu lưu lượng không khí 27 Tín hiệu cảm biến oxy dưới
3 Tín hiệu đánh lửa 28 Tín hiệu cảm biến oxy số 2
4 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát
Tín hiệu cảm biến lưu lượng không khí (tín hiệu cảm biến chân không) Tín hiệu cảm biến lưu lượng không
khí
5 Cảm biến oxy 32 Tín hiệu cảm biến lưu lượng không
khí
6 Tín hiệu RPM (tín hiệu từ cảm
biến trục cam) 34 Tín hiệu áp suất turbo tăng áp
7 Tín hiệu cảm biến vị trí bướm ga 35 Tín hiệu cảm biến áp suất turbo tăng
áp
8 Cảm biến nhiệt độ không khí nạp 35 Tín hiệu cảm biến HAC (cảm biến bù
tải)
9 Tín hiệu cảm biến tốc độ 41 Tín hiệu cảm biến vị trí bướm ga
12 Tín hiệu cảm biến điều khiển
kích nổ 52 Tín hiệu gõ (cảm biến kích nổ)
Trang 3813 CPU Điều khiển kích nổ (ECM) 54 Tín hiệu ECM
14 Turbo tăng áp áp 72 Tín hiệu van điện từ ngắt nhiên liệu
14 Tín hiệu đánh lửa 78 Tín hiệu điều khiển bơm nhiên liệu
22 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát
23 Cảm biến nhiệt độ không khí
24 Cảm biến nhiệt độ không khí
25 Tỷ lệ không khí-nhiên liệu nghèo
Bảng 2.1: Bảng mã lỗi xe Toyota trên cổng OBD I
- Cách đọc lỗi cổng OBD-I trên dòng HONDA
Hình 2.3: Vị trí giắc chẩn đoán OBD I trên dòng xe Honda
Trang 39Bước 1: Xác định vị trí giắc chẩn đoán, đa phần là dưới nắp táp lô phía bên ghế phụ ở trước Bước 2: Thực kiện kết nối như hình vẽ dưới đây
Bước 3: Bật chìa khóa On và theo dõi đèn Check nháy Tham khảo và tra bảng mã lỗi bên dưới
Bước 4: Sau khi kiểm tra và sửa chữa xong, rút cọc âm ác quy tầm 5 phút để xóa lỗi
Mã lỗi Diễn giải lỗi mắc phải
Code 0 &11 Lỗi mạch bộ điều khiển động cơ
Code 3 &5 Lỗi áp suất tuyệt đối cổ nút
Code 9 Lỗi cảm biến vị trí xi lanh số 1
Code 14 Van điều khiển khí không hoạt động hoặc
bộ điều khiển trung tâm hoạt động kém Code 15 Tín hiệu đầu ra đánh lửa không hoạt động
Code 19 Lỗi điều kiển van khóa điện từ hộp số tự động
Trang 40Code 30 Lỗi tín hiệu B hốp số A/T
Code 61 Lỗi cảm biến oxy có mạch sấy trước
Code 67 Hệ thống chuyển đổi chất xúc tác(trên ống bô)
Code 92 Hệ thống kiểm soát hơi nhiên liệu
Bảng 2.2: Cách đọc lỗi xe Honda trên cổng OBD I
- Cách đọc lỗi cổng OBD-I trên dòng MITSUBISHI
Bước 1: Xác định vị trí giắc chẩn đoán, thường nằm dưới táplô phía bên người lái
Bước 2: Thực hiện kết nối như hình bên dưới, có thể dùng bóng đèn hoặc vôn kế đều được, đầu âm cắm vào chân số 12 và đầu dương cắm vào chân số 1