Nghiên cứu và thi công mô hình hệ thống immobilizer cho dòng xe kia morning 2016

1.3 Đối tượng nghiên cứu • Cơ sở lý thuyết của hệ thống Immobilizer • Hệ thống Immobilizer trên xe Kia Morning 2016 • Lập trình cơ bản Arduino hộ trợ giả lập tín hiệu 1.4 Phạm vi nghiên

TỔNG QUAN

Đặt vấn đề

Nghiên cứu và phát triển các công nghệ an ninh trong ngành công nghiệp ô tô là một phần quan trọng của việc đảm bảo an toàn và bảo mật cho người dùng và tài sản của họ

Hệ thống Immobilizer đã trở thành một công nghệ quan trọng trong việc ngăn chặn việc trộm cắp xe hơi

Hệ thống Immobilizer (hệ thống mã hóa khóa động cơ) hay còn gọi là IMMO là một hệ thống có thể ngăn chặn động cơ ô tô khởi động bằng chìa khóa tự chế đến từ kẻ trộm Khi mã

ID truyền từ chìa khóa không tương thích với mã ID đã được đăng ký trước trong ICM (Immobilizer Control Module) Hệ thống này sẽ có nhiệm vụ cố định khối nguồn của động cơ Thiết bị sẽ ngắt mạch điện trong các hệ thống đánh lửa điện tử và các bộ phận khác của bộ nguồn như máy tính Nhờ đó, xe sẽ bị vô hiệu hóa và không thể khởi động được khi có xâm nhập trái phép Tình trạng trộm cắp xe sẽ được giảm thiểu đáng kể nếu chủ xe trang bị thêm hệ thống này bên cạnh một số cảnh báo chống trộm bằng còi, đèn

Việc tạo ra một mô hình hệ thống Immobilizer để phục vụ cho quá trình giảng dạy là một ý tưởng tuyệt vời Bằng cách này, sinh viên có thể hiểu rõ hơn về cách hoạt động của hệ thống này và áp dụng kiến thức lý thuyết vào thực tế một cách trực tiếp

Tuy nhiên, việc nghiên cứu và phát triển một mô hình Immobilizer cũng đòi hỏi sự chuyên môn cao và tài nguyên kỹ thuật Việc cung cấp tài liệu và cơ sở vật chất cần thiết là một bước quan trọng để đảm bảo rằng dự án có thể được triển khai thành công

Vì tài liệu về hệ thống Immobilizer ở Việt Nam vẫn còn hạn chế, có thể cân nhắc tìm kiếm hỗ trợ từ các tổ chức hoặc doanh nghiệp trong ngành công nghiệp ô tô, hoặc thậm chí là hợp tác với các trường đại học hoặc viện nghiên cứu để chia sẻ kiến thức và tài nguyên Đáp ứng nhu cầu cấp thiết đó, nhóm đã lựa chọn đề tài “ Nghiên cứu, thi công mô hình hệ thống Immobilizer phục vụ giảng dạy”, để sinh viên tiếp cận và nghiên cứu mô hình dựa vào cơ sở lý thuyết đã được giảng dạy tại trường

Tóm lại, việc nghiên cứu và phát triển một mô hình hệ thống Immobilizer là một bước quan trọng để cung cấp cho sinh viên cơ hội tiếp cận kiến thức thực tiễn và phát triển kỹ năng thực hành trong lĩnh vực an ninh ô tô.

Mục tiêu đề tài

• Nghiên cứu, tìm hiểu về lý thuyết hệ thống Immobilizer

• Tính toán, thực hiện mô hình hệ thống Immobilizer phục vụ giảng dạy

• Tiến hành vận hành mô hình để đánh giá quá trình hoạt động của hệ thống Qua đó xây dựng các bài thực hành của hệ thống để quá trình học tập giúp sinh viên hiểu rõ hơn.

Đối tượng nghiên cứu

• Cơ sở lý thuyết của hệ thống Immobilizer

• Hệ thống Immobilizer trên xe Kia Morning 2016

• Lập trình cơ bản Arduino hộ trợ giả lập tín hiệu

Phạm vi nghiên cứu

• Tìm hiểu về cấu tạo, chức năng, phương pháp điều khiển của hệ thống Immobilizer

• Tìm hiểu hệ thống Immobilizer ở xe Kia Morning 2016 và một số xe khác

• Vận dụng cơ sở lý thuyết và thực tế để thiết kế xây dựng mô hình dựa trên các thiết bị có sẳn trên thị trường

• Qua quá trình vận hành xây dựng thêm một số bài thực hành

Phương pháp nghiên cứu

• Nghiên cứu tài liệu, giáo trình, kinh nghiệm giảng viên, bạn bè

• Thông tin từ tài liệu hãng xe, tài liệu tham khảo tin cậy, sách

• Tổng hợp lý thuyết trong các tài liệu và thực tế trên các hãng xe để phân tích, tính toán, thực hiện mô hình

• Vận hành mô hình qua đó xây dựng các bài thực hành và mô phỏng

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

Hệ thống Immobilizer là một phần quan trọng của hệ thống an ninh trên xe hơi, nhằm ngăn chặn việc khởi động xe bởi những người không có quyền truy cập Thông qua việc sử dụng một mã xác thực đặc biệt, hệ thống này ngăn chặn việc khởi động bằng cách cắt

3 điện đến hệ thống đánh lửa hoặc bơm nhiên liệu Một mô hình mô phỏng hệ thống Immobilizer có thể giúp sinh viên hiểu rõ hơn về cách hoạt động của nó

Kết quả thực hiện đề tài

➢ Tìm hiểu cơ sở lý thuyết của hệ thống Immobilizer:

- Nghiên cứu nguyên lý hoạt động, cấu tạo và các thành phần chính của hệ thống Immobilizer

- Hiểu rõ vai trò và chức năng của từng bộ phận trong hệ thống, bao gồm ICM, ECM, cuộn dây thu phát, và chìa khóa có mã chip

➢ Thực hiện mô hình hệ thống Immobilizer của xe Kia Morning 2016:

- Dựng mô hình hệ thống Immobilizer dựa trên cấu trúc và hoạt động thực tế của hệ thống trên xe Kia Morning 2016

- Đảm bảo mô hình bao gồm đầy đủ các thành phần và chức năng như hệ thống thực tế

- Xây dựng bài thực hành để sinh viên hiểu rõ hơn về hệ thống

➢ Mô hình hoàn chỉnh hệ thống Immobilizer:

- Tính năng đánh lửa và phun xăng: Cho phép động cơ đánh lửa và phun xăng khi tín hiệu từ chip chìa khóa và cuộn dây trùng khớp với nhau

- Tín hiệu cảnh báo: Đưa ra tín hiệu cảnh báo nếu tín hiệu từ chìa khóa và cuộn dây không trùng khớp, ngăn chặn việc khởi động động cơ

- Thiết kế và thi công mạch:Tối ưu hóa thiết kế và thi công các mạch thu phát tín hiệu, khuếch đại tín hiệu và xử lý tín hiệu để đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định và chính xác

➢ Hoàn thiện công trình nghiên cứu với khả năng ứng dụng cao:

- Đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định, chính xác và có khả năng ứng dụng cao trong thực tế

- Tích hợp các cải tiến kỹ thuật để nâng cao hiệu suất và độ tin cậy của hệ thống

• Sinh viên sẽ nắm vững kiến thức lý thuyết về hệ thống Immobilizer và có khả năng áp dụng vào thực tế

• Mô hình hệ thống Immobilizer của xe Kia Morning 2016 sẽ hoạt động chính xác theo các tiêu chuẩn kỹ thuật, cung cấp cơ sở thực tế cho việc giảng dạy và nghiên cứu

• Hệ thống sẽ có khả năng cảnh báo khi phát hiện tín hiệu không trùng khớp, đảm bảo tính an toàn và bảo mật cho xe

• Công trình nghiên cứu sẽ hoàn thiện với khả năng ứng dụng cao, đáp ứng các yêu cầu về sự ổn định và độ tin cậy trong hoạt động

CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Khái quát chung hệ thống Immobilizer

Hệ thống Immobilizer là một công nghệ an ninh hiện đại được tích hợp trong nhiều xe hơi ngày nay nhằm ngăn chặn việc bị đánh cắp Hệ thống này hoạt động bằng cách sử dụng chìa khóa điện tử (transponder key) chứa mã nhận diện duy nhất, và chỉ cho phép động cơ khởi động khi mã từ chìa khóa khớp với mã trong hệ thống điều khiển điện tử của xe Nếu mã không khớp, ECU động cơ sẽ ngăn chặn động cơ khởi động (quá trình phun xăng và đánh lửa không hoạt động), làm cho việc đánh cắp xe trở nên khó khăn hơn nhiều Với khả năng bảo mật cao và tính tiện lợi, hệ thống Immobilizer đã trở thành một phần quan trọng trong công nghệ an ninh ô tô hiện đại

Hình 2.1: Sơ đồ hệ thống Immobilizer

2.1.2 Tầm quan trọng của hệ thống Immobilizer trong an ninh ô tô

Hệ thống Immobilizer (hay hệ thống chống khởi động) đóng một vai trò quan trọng trong an ninh ô tô, đặc biệt trong việc ngăn chặn trộm cắp xe Dưới đây là một số điểm quan trọng về tầm quan trọng của hệ thống này:

Hệ thống Immobilizer hoạt động bằng cách ngăn chặn động cơ khởi động trừ khi chìa khóa chính xác (hoặc thiết bị điện tử phù hợp) được sử dụng Điều này khiến việc trộm cắp xe trở nên khó khăn hơn nhiều, ngay cả khi kẻ trộm có thể bẻ khóa hoặc phá cửa xe

• Tăng cường an ninh cá nhân

Khi xe của bạn được bảo vệ bởi hệ thống Immobilizer, nguy cơ bị mất xe giảm đi đáng kể Điều này không chỉ bảo vệ tài sản của bạn mà còn tạo cảm giác yên tâm hơn cho chủ xe

• Giảm chi phí bảo hiểm

Nhiều công ty bảo hiểm cung cấp mức phí bảo hiểm thấp hơn cho các xe được trang bị hệ thống an ninh hiện đại như Immobilizer Điều này là do xác suất bị trộm cắp giảm, dẫn đến rủi ro cho công ty bảo hiểm cũng giảm theo

• Dễ dàng trong việc kiểm soát và quản lý xe

Hệ thống Immobilizer thường đi kèm với các công nghệ khác như hệ thống định vị GPS và các ứng dụng quản lý xe, giúp chủ xe dễ dàng theo dõi và quản lý xe của mình

• Bảo vệ giá trị xe

Việc trang bị hệ thống an ninh cao cấp như Immobilizer có thể giúp bảo vệ giá trị của xe khi bạn muốn bán lại Xe có hệ thống an ninh tốt thường được coi là đáng tin cậy hơn và có thể bán được giá cao hơn

Hệ thống Immobilizer thường sử dụng các công nghệ tiên tiến như mã hóa điện tử, nhận diện tần số vô tuyến (RFID), và khóa mã hóa động (rolling code) Những công nghệ này làm tăng độ khó cho việc hack hệ thống hoặc sao chép chìa khóa, từ đó tăng cường mức độ bảo mật

Tóm lại, hệ thống Immobilizer là một phần quan trọng của an ninh ô tô hiện đại Nó không chỉ giúp ngăn chặn trộm cắp mà còn mang lại nhiều lợi ích khác như giảm chi phí bảo hiểm, tăng cường an ninh cá nhân, và bảo vệ giá trị xe Việc đầu tư vào một hệ thống Immobilizer là một cách hiệu quả để bảo vệ tài sản và tăng cường an ninh cho chiếc xe của bạn

2.1.3 Quá trình hình thành và phát triển hệ thống

Hệ thống Immobilizer đã trải qua một quá trình phát triển dài và phức tạp, với những bước tiến đáng kể qua các thập kỷ Dưới đây là cái nhìn chi tiết hơn về lịch sử phát triển của hệ thống này: a Trước năm 1980

• Khái niệm ban đầu: Trước những năm 1980, các biện pháp an ninh cho xe hơi chủ yếu là cơ học, như khóa cửa và khóa vô lăng Tuy nhiên, các vụ trộm xe vẫn xảy ra phổ biến, đòi hỏi một giải pháp an ninh hiệu quả hơn b Những năm 1980

• Khởi đầu công nghệ: Trong thập niên 1980, các nhà sản xuất ô tô bắt đầu nghiên cứu các hệ thống điện tử để cải thiện an ninh xe Ban đầu, các hệ thống này chủ yếu sử dụng mã khóa đơn giản và các biện pháp ngăn chặn cơ học kết hợp với điện tử

• Giới thiệu hệ thống Immobilizer điện tử: o 1992: Hệ thống Immobilizer đầu tiên được giới thiệu bởi Mercedes-Benz trên mẫu S-Class của họ Hệ thống này sử dụng một chip transponder trong chìa khóa, phát ra tín hiệu mã hóa khi được đưa vào ổ khóa o 1993: Ford cũng giới thiệu hệ thống Immobilizer trên các mẫu xe châu Âu của họ, với sự ra mắt của công nghệ PATS (Passive Anti-Theft System)

• Tiêu chuẩn hóa: Các quốc gia châu Âu bắt đầu áp dụng các tiêu chuẩn an ninh bắt buộc, yêu cầu các xe mới phải trang bị hệ thống Immobilizer Điều này thúc đẩy sự phát triển và phổ biến của công nghệ này d Những năm 2000

• Phổ biến rộng rãi: o Đến đầu những năm 2000, hệ thống Immobilizer trở nên phổ biến và là tiêu chuẩn trên hầu hết các xe hơi mới sản xuất Tại một số quốc gia như Đức và Anh, luật pháp yêu cầu tất cả các xe mới phải được trang bị hệ thống này o 2005: Ở nhiều quốc gia châu Âu, việc trang bị hệ thống Immobilizer trở thành bắt buộc theo quy định an toàn xe cơ giới

Cấu tạo của hệ thống Immobilizer

Hệ thống Immobilizer là một hệ thống bảo mật phức tạp với các thành phần làm việc chặt chẽ với nhau để ngăn chặn việc khởi động động cơ bởi những người không có chìa khóa hợp lệ Các thành phần chính bao gồm chìa khóa với transponder, vòng ăng-ten, bộ điều khiển động cơ (ECU), bộ nhận tín hiệu, hệ thống dây dẫn và đôi khi là đèn báo hiệu

Hình 2.2: Sơ đồ Immobilizer hệ thống

• Chìa khóa cơ học: Chìa khóa truyền thống có răng cưa phù hợp với ổ khóa

• Transponder (Bộ phát tín hiệu): Một vi mạch nhỏ nằm trong chìa khóa, không thể nhìn thấy bằng mắt thường Transponder này chứa mã điện tử duy nhất để giao tiếp với xe

Một vòng anten được đặt xung quanh ổ khóa hoặc gần khu vực chìa khóa Khi chìa khóa được đưa vào ổ khóa, vòng anten này sẽ phát tín hiệu để kích hoạt transponder trong chìa khóa

2.2.3 Bộ điều khiển động cơ (ECU - Engine Control Unit)

ECU là một máy tính nhỏ điều khiển các chức năng của động cơ Trong hệ thống Immobilizer, ECU chứa thông tin về mã hóa của chìa khóa hợp lệ ECU sẽ không cho phép động cơ khởi động nếu không nhận được mã chính xác từ transponder

Hình 2.5: ECU điều khiển động cơ

2.2.4 Bộ nhận tín hiệu (Immobilizer Control Unit) Đây là bộ phận nhận tín hiệu từ vòng ăng-ten và chuyển tiếp thông tin đến ECU Nó kiểm tra mã từ transponder trong chìa khóa và so sánh với mã lưu trữ trong bộ nhớ của ECU

2.2.5 Đèn báo hiệu (Indicator Light)

Một số hệ thống Immobilizer có đèn báo hiệu trên bảng điều khiển để thông báo trạng thái của hệ thống, ví dụ như khi hệ thống đang kích hoạt hoặc khi chìa khóa không hợp lệ

Hình 2.7: Đèn hiện thị trên màn hình hiển thị thông tin hệ thống Immobilizer 1: Đèn báo an ninh 2: Màn hình hiển thi thông tin

Hoạt động của hệ thống Immobilizer

Khi chìa khóa được đưa vào ổ khóa và xoay:

• Vòng anten sẽ phát ra một tín hiệu từ trường để kích hoạt transponder trong chìa khóa

• Transponder nhận tín hiệu này và gửi lại một mã điện tử duy nhất

Bộ nhận tín hiệu (Immobilizer Control Unit):

• Nhận mã từ transponder và gửi mã này đến ECU

Bộ điều khiển động cơ (ECU):

• So sánh mã nhận được từ bộ nhận tín hiệu với mã lưu trữ trong bộ nhớ của nó

• Nếu mã hợp lệ, ECU sẽ cho phép động cơ khởi động

• Nếu mã không hợp lệ, ECU sẽ ngắt nguồn cung cấp nhiên liệu hoặc điện đến động cơ, ngăn chặn việc khởi động.

Phân loại hệ thống Immobilizer

Phân loại hệ thống Immobilizer có thể được dựa trên nhiều tiêu chí khác nhau như công nghệ sử dụng, phương pháp xác thực, cách thức hoạt động, mức độ bảo mật, và nhà sản xuất Dưới đây là một cái nhìn chi tiết về các phân loại này:

➢ Phân loại theo công nghệ sử dụng a Immobilizer cơ bản (Basic Immobilizer)

Mã cố định (Fixed Code): Sử dụng mã điện tử cố định trong chìa khóa Mã này dễ bị sao chép và không an toàn bằng các công nghệ tiên tiến hơn b Immobilizer tiên tiến (Advanced Immobilizer)

• Mã thay đổi (Rolling Code): Mã thay đổi mỗi lần chìa khóa được sử dụng Điều này tăng cường bảo mật vì mã không thể bị sao chép hoặc sử dụng lại

• Mã hóa động (Dynamic Encryption): Sử dụng các thuật toán mã hóa phức tạp, mã hóa thay đổi liên tục, tăng cường độ bảo mật

➢ Phân loại theo phương pháp xác thực a Xác thực bằng chìa khóa vật lý (Physical Key Authentication)

Chìa khóa transponder: Chìa khóa vật lý chứa chip transponder phát tín hiệu mã hóa khi được đưa vào ổ khóa b Xác thực không chìa khóa (Keyless Authentication)

Khóa thông minh (Smart Key): Sử dụng sóng vô tuyến để truyền tín hiệu mã hóa, không cần chìa khóa vật lý Người dùng chỉ cần mang theo thiết bị khóa thông minh

➢ Phân loại theo cách thức hoạt động a Immobilizer thụ động (Passive Immobilizer)

Công nghệ RFID: Chìa khóa không cần pin, sử dụng công nghệ RFID để truyền tín hiệu mã hóa đến ECU khi chìa khóa được đưa vào ổ khóa b Immobilizer chủ động (Active Immobilizer)

Chìa khóa có pin: Chìa khóa có pin để cung cấp năng lượng cho các chức năng bảo mật nâng cao, như tín hiệu mã hóa mạnh hơn và phạm vi truyền tín hiệu rộng hơn

➢ Phân loại theo mức độ bảo mật a Immobilizer một lớp (Single-Layer Immobilizer)

Bảo mật cơ bản: Chỉ ngăn chặn khởi động động cơ nếu mã chìa khóa không khớp b Immobilizer đa lớp (Multi-Layer Immobilizer)

Bảo mật nâng cao: Kết hợp với các hệ thống an ninh khác như báo động, GPS, và khóa động cơ điện tử, tạo ra nhiều lớp bảo vệ chống trộm

➢ Phân loại theo tính năng bổ sung a Immobilizer tích hợp báo động (Alarm-Integrated Immobilizer)

Hệ thống báo động: Kết hợp với hệ thống báo động để cảnh báo người dùng khi có nỗ lực xâm nhập trái phép b Immobilizer với giám sát từ xa (Remote Monitoring Immobilizer)

Kết nối di động hoặc IoT: Cho phép người dùng giám sát và điều khiển hệ thống từ xa qua ứng dụng di động hoặc các thiết bị kết nối Internet khác

➢ Phân loại theo nhà sản xuất và công nghệ độc quyền a Hệ thống Immobilizer OEM (Original Equipment Manufacturer)

Công nghệ độc quyền của nhà sản xuất xe: Hệ thống được phát triển và tích hợp sẵn trên xe từ khi xuất xưởng, thường có mức độ bảo mật cao và tương thích tốt với các hệ thống khác của xe b Hệ thống Immobilizer hậu mãi (Aftermarket Immobilizer)

Thiết bị bổ sung: Các hệ thống được lắp thêm vào xe sau khi mua, cung cấp lựa chọn nâng cấp bảo mật cho các xe không có sẵn Immobilizer hoặc có hệ thống Immobilizer cũ.

Tìm hiểu hệ thống Immobilizer trên xe KIA morning

Kia Morning 2016 là một lựa chọn tuyệt vời cho những ai cần một chiếc xe nhỏ gọn, tiết kiệm và đáng tin cậy để di chuyển trong thành phố Thiết kế đẹp mắt, nội thất tiện nghi cùng với các tính năng an toàn và hiệu suất tốt khiến Kia Morning 2016 trở thành một trong những mẫu xe hatchback phổ biến trong phân khúc của nó

Kia Morning 2016 được trang bị các tùy chọn động cơ xăng nhỏ gọn, phù hợp cho việc di chuyển trong đô thị và mang lại hiệu suất tiết kiệm nhiên liệu Dưới đây là thông số chi tiết về các loại động cơ mà Kia Morning 2016 cung cấp:

• Loại động cơ: Kappa, 3 xi-lanh thẳng hàng, MPI (Multi-Point Injection)

• Dung tích xy-lanh: 998 cc

• Công suất cực đại: Khoảng 66 mã lực tại 5.500 vòng/phút

• Mô-men xoắn cực đại: Khoảng 95 Nm tại 3.500 vòng/phút

• Hệ thống phun nhiên liệu: Phun nhiên liệu đa điểm

• Tiêu chuẩn khí thải: Euro 4 hoặc Euro 5 tùy theo thị trường

• Tiêu thụ nhiên liệu: Trung bình khoảng 4.5 - 5.0 l/100km (tùy thuộc vào điều kiện lái xe và thị trường)

Hệ thống Immobilizer trên xe Kia morning thuộc kiểu Shinchang do Huyndai Motor Company sản xuất và được hãng xe KIA sử dụng

Hình 2.8: Sơ đồ hệ thống Immobilizer kiểu Shinchang

Là một thiết bị chống trộm, được thiết kế để ngăn chặn và ngăn chặn hành vi trộm cắp ô tô Nếu mã ID được truyền từ chìa khóa không khớp với mã đã đăng ký trước trong Mô-đun điều khiển bộ cố định (ICM), ECM động cơ sẽ không thực hiện phun và đánh lửa, động cơ sẽ bị vô hiệu hóa Do đó, mỗi chiếc xe đều có một bộ chìa khóa chứa mã ID duy

17 nhất được đăng ký trên ICM Vì vậy, ngoài những hệ thống chống trộm hiện có như báo động ô tô, hệ thống cố định xe nhằm mục đích giảm đáng kể tỷ lệ trộm ô tô Tín hiệu này được thu bởi ăng-ten cuộn dây nằm ở phần phía trước của khóa tay lái và truyền đến mô- đun điều khiển bộ cố định (ICM)

Tóm lại, hệ thống Immobilizer trong các xe KIA dựa trên một quy trình xác minh tín hiệu phức tạp bao gồm ICM và ECM Đối với hệ thống MELCO, ICM trực tiếp ủy quyền cho ECM để cho phép khởi động động cơ nếu tín hiệu được xác minh Đối với hệ thống SIEMENS, cần có quy trình xác minh kép, trong đó cả ICM và ECM đều phải xác minh tín hiệu Giao tiếp giữa các mô-đun này, cũng như với các công cụ chẩn đoán, được thực hiện qua K-line, với một rơ-le trong ICM quản lý việc chuyển mạch truyền thông Điều này đảm bảo mức độ an ninh cao và ngăn chặn việc khởi động động cơ trái phép

❖ Vị trí các bộ phận nằm trên xe

Hình 2.9: Sơ đồ bố trí hệ thống trên xe

2.5.2 Cấu tạo hệ thống trên xe KIA morning 2016

Hình 2.10: Sơ đồ hệ Immobilizer trên xe KIA morning 2016

Một bộ phát đáp được tích hợp ở phần đầu của chìa Cuộn dây ăng-ten cung cấp năng lượng cho bộ phát đáp Bộ phát đáp tích lũy năng lượng trong tụ điện Khi nguồn cung cấp năng lượng từ cuộn dây đã dừng, sử dụng năng lượng được lưu trữ trong bình ngưng, bộ phát đáp sẽ truyền Mã ID (được lưu trữ trong ASIC)

Key ID - Phải được sử dụng trước tiên để đăng ký Mã ID duy nhất trong ICM Mã

ID này sau đó được ghi vào khóa chính và khóa phụ Hai bên chìa khóa có logo hãng nhưng chưa xác định màu sắc

Mater Key - Sau khi Mã ID được ghi vào

Chìa khóa chính, chìa khóa này được sử dụng chung Một bên chìa khóa có logo

Huyndai và một bên có ký hiệu chữ “M”

Màu sắc của phím là ĐEN

Sub Key - Tương tự như Master key nhưng không phải có thể vận hành cốp xe và hộp găng tay Một bên chìa khóa có logo

Huyndai và một bên có ký hiệu chữ “S”

Màu sắc của phím là ĐEN

➢ Cuộn dây anten Ăng-ten cuộn dây có các chức năng sau o cung cấp năng lượng cho bộ phát đáp o nhận tín hiệu từ bộ phát đáp o gửi tín hiệu phát đáp tới ICM

Nó nằm ngay phía trước ổ khóa tay lái

➢ Modul điều khiển Immobilizer (ICM) o cấp nguồn cho ăng-ten cuộn dây o nhận và phân tích tín hiệu từ anten cuộn dây o truyền tín hiệu tới ECM động cơ o lưu trữ số VIN bao gồm mã ID và mật khẩu

Nếu xe trang bị lối vào không cần chìa khóa ICM nhận tín hiệu từ máy phát và gửi tín hiệu đến ETACS để vận hành khóa cửa

Hình 2.13: Modul điều khiển Immobilizer

➢ Modul điều khiển động cơ (ECM) Ở vị trí Đánh lửa BẬT, ECM động cơ nhận thông tin từ ICM và cho phép phun và đánh lửa diễn ra

Hình 2.14: ECU điều khiển động cơ

2.5.3 Nguyên lí hoạt động hệ thống

2.5.2.1 Nguyên lý hoạt động hệ thống

Kích hoạt hộp Immobilizer: Khi hộp Immobilizer nhận đủ tín hiệu nguồn và tín hiệu mát và tín hiệu của ECM, nó sẽ cấp nguồn cho bộ tiếp mã chìa khóa

Nhận dạng chìa khóa: Khi chìa khóa được đưa vào ổ khóa bật “ON”, cuộn dây tiếp sóng sẽ kích hoạt và truyền tín hiệu mã từ chip transponder trong chìa khóa ICM

Xử lý tín hiệu: Tín hiệu từ cuộn dây tiếp sóng được bộ khuếch đại nhận và gửi tới các microcontroller và CPU trong hộp Immobilizer để xử lý và xác thực mã

Gửi tín hiệu đến ECM: Sau khi mã được xác thực, ICM phát tín hiệu đến ECM dưới dạng tín hiệu xung

Khởi động động cơ: Nếu ECM nhận tín hiệu đúng từ ICM, nó sẽ điều khiển hệ thống phun xăng và đánh lửa để khởi động động cơ Đèn kiểm tra Immobilizer: Đèn kiểm tra Immobilizer trên màn hình hiển thị thông tin sẽ hiển thị tình trạng làm việc của hệ thống:

- Sáng đèn: Cho biết hệ thống đang hoạt động và nhận dạng chìa khóa thành công

- Nhấp nháy hoặc không sáng: Có thể báo hiệu lỗi hoặc không nhận dạng được chìa khóa

Biện Pháp Ngăn Chặn khi Mã không Khớp:

- Khóa động cơ: Nếu mã không khớp, ECM sẽ không nhận tín hiệu điều khiển từ ICM, ngăn chặn động cơ khởi động

- Cảnh báo trên đèn kiểm tra: Đèn kiểm tra Immobilizer sẽ không sáng hoặc nhấp nháy, báo hiệu cho người dùng rằng hệ thống không hoạt động đúng

2.5.2.2 Sơ đồ mạch điện hệ thống

Hình 2.15: Sơ đồ mạch hệ thống Immobilizer

Hình 2.16: Sơ đồ mạch ECM (1)

Hình 2.17: Sơ đồ mạch ECM (2)

Hình 2.18: Sơ đồ giắc cắm của ECM

Hình 2.19: Sơ đồ giắc chuẩn đoán DCL3

Đăng kí chìa khóa và sự cố phụ tùng

Hình 2.20: Các loại chìa khóa của hệ thống Immobilier kiểu shinchang

Trong hệ thống Immobilizer kiểu Shinchang, có các loại chìa khóa chính như ID key, master key và sub key Mỗi loại chìa khóa có chức năng và vai trò cụ thể trong việc bảo mật và điều khiển xe

• Cấu tạo: Chìa khóa này chứa một mã ID duy nhất được lập trình và lưu trữ trong chip RFID bên trong chìa khóa và có quyền truy cập đặc biệt

• Chức năng: Key ID là chìa khóa chính có quyền đăng ký, xóa hoặc lập trình các chìa khóa khác trong hệ thống Immobilizer Nó thường được sử dụng khi cần thêm hoặc xóa sub key

• Hoạt động: Key ID được sử dụng để truy cập vào chế độ lập trình của hệ thống Immobilizer Khi được nhận diện, nó cho phép thực hiện các thay đổi trong hệ thống chìa khóa, như đăng ký thêm sub key hoặc thay thế chìa khóa đã mất

• Cấu tạo: Giống với Key ID, master key cũng có chip RFID

• Chức năng: Chìa khóa ID là chìa khóa cơ bản dùng để khởi động xe Khi được đưa vào ổ khóa, hệ thống Immobilizer sẽ đọc mã ID từ chìa khóa để xác thực

• Hoạt động: Nếu mã ID khớp với mã đã đăng ký trong hệ thống, ECU sẽ cho phép xe khởi động Nếu không, hệ thống sẽ ngăn chặn việc khởi động động cơ

• Cấu tạo: Chìa khóa phụ cũng chứa chip RFID với mã ID riêng biệt

• Chức năng: Sub key được sử dụng như chìa khóa dự phòng hoặc chìa khóa cho người dùng khác (ví dụ: thành viên gia đình, bạn bè) Sub key có thể khởi động xe nhưng không có quyền thay đổi cấu hình hệ thống như master key

• Hoạt động: Sub key được lập trình vào hệ thống Immobilizer bởi master key Khi sub key được đưa vào ổ khóa, hệ thống sẽ kiểm tra mã ID và cho phép khởi động xe nếu mã hợp lệ

2.6.1.1 Quy trình đăng kí chìa khóa mới

Chỉnh sửa Mater Key - Trong trường hợp cần tạo một bộ khóa Master mới, nó có thể làm bằng cách sử dụng hai phương pháp:

➢ Sử dụng chìa khóa ID

Hình 2.21: Quy trình đổi mã chìa bằng chìa khóa ID

➢ Đăng ký key với Hi-scan Pro

Hình 2.22: Quy trình xóa mã chìa trên Hi-scan Pro

❖ Thao tác trên máy chẩn đoán

Hình 2.23 : Quy trình thay đổi mã trên máy chẩn đoán

Hình 2.24: Quy trình xóa mã chìa trên máy chẩn đoán

2.6.2 Các lỗi và sự cố gặp thường gặp

Mã sự cố Kiểm tra các mục

Bộ truyền tín hiệu Lỗi

Chìa khóa, cuộn dây ăng-ten, Dây dẫn (Cuộn dây ăng-ten –ICM) Truyền thông tin đến ECM

(ECM communication link mal.) Đấu dây (ICM-ECM), ICM

(ETACS RF comm Error) ICM: vào không cần chìa khóa

Giao tiếp ( Mã lưu trữ - ICM): vào không cần chìa khóa Giao tiếp EEPROM

(ECM Request signal error) ECM, đường dây (ICM-ECM)

Một số tín hiệu điều khiển liên quan

Hệ thống điều khiển động cơ trên ô tô hiện đại sử dụng các cảm biến và bộ chấp hành được điều khiển bởi ECU để đảm bảo ba yếu tố chính: hỗn hợp hòa khí tốt, nén tốt và đánh lửa tốt Trước năm 1981, hệ thống điều khiển chủ yếu là EFI, nhưng ngày nay đã có thêm nhiều hệ thống điều khiển khác như ESA và ISC Các cảm biến cung cấp thông tin đầu vào, ECU xử lý và tính toán, sau đó gửi lệnh đến các bộ chấp hành để điều khiển toàn bộ hệ thống, đảm bảo động cơ hoạt động hiệu quả và ổn định

Hình 2.25: Sơ đồ tín hiệu của ECU

Hình minh họa dưới đây mô tả mạch nguồn trong đó hoạt động của rơle chính EFI được điều khiển bởi ECU động cơ Loại mạch này yêu cầu cung cấp điện cho ECU động cơ trong vài giây sau khi tắt khóa điện OFF Do đó, việc đóng hoặc ngắt rơle chính EFI được điều khiển trực tiếp bởi ECU động cơ

Khi Bật Khóa Điện ON Điện áp từ ắc quy được cấp đến cực IGSW của ECU động cơ

Mạch điều khiển rơle chính EFI trong ECU động cơ truyền một tín hiệu đến cực M-REL của ECU động cơ, kích hoạt rơle chính EFI Tín hiệu này làm cho dòng điện chạy vào cuộn dây, đóng tiếp điểm của rơle chính EFI và cấp điện cho cực +B của ECU động cơ

Cung Cấp Điện Luôn Luôn Điện áp từ ắc quy luôn luôn được cung cấp cho cực BATT để đảm bảo rằng ECU động cơ có thể duy trì hoạt động cần thiết, tránh cho các mã chẩn đoán và các dữ liệu khác trong bộ nhớ của nó không bị xóa ngay cả khi khóa điện ở vị trí OFF

Hệ Thống Khóa Động Cơ Trên các kiểu xe mà ECU động cơ điều khiển hệ thống khóa động cơ, rơle chính EFI cũng được điều khiển bởi tín hiệu từ công tắc báo mở khóa

Hình 2.26: Sơ đồ mạch nguồn ECU động cơ

2.7.2 Mạch nối mass của ECU

ECU động cơ có ba mạch nối mát cơ bản, mỗi mạch có một vai trò riêng biệt trong việc điều khiển và duy trì hoạt động ổn định của hệ thống động cơ a Nối Mát Để Điều Khiển ECU Động Cơ (E1)

Cực E1 là cực tiếp mát chính của ECU động cơ

Cực này thường được nối với buồng nạp khí của động cơ để đảm bảo rằng ECU động cơ có một đường tiếp mát ổn định và đáng tin cậy b Nối Mát Cho Cảm Biến (E2, E21)

Cực E2 và E21 là các cực tiếp mát dành riêng cho các cảm biến

Các cực này được nối với cực E1 trong ECU động cơ

Mục đích của việc này là để tránh cho các cảm biến không bị phát hiện các trị số điện áp lỗi bằng cách duy trì điện thế tiếp mát của cảm biến và điện thế tiếp mát của ECU động cơ ở cùng một mức c Nối Mát Để Điều Khiển Bộ Chấp Hành (E01, E02)

Cực E01 và E02 là các cực tiếp mát dành cho các bộ chấp hành

Các bộ chấp hành này bao gồm các bộ phận như van ISC (Idle Speed Control) và bộ sấy cảm biến tỷ lệ không khí-nhiên liệu

Giống như cực E1, E01 và E02 cũng được nối gần buồng nạp khí của động cơ để đảm bảo tiếp mát ổn định cho các bộ chấp hành

Hình 2.27: Sơ đồ mạch nối mass ECU động cơ

Hình 2.28: Sơ đồ chân VCC của ECU động cơ Nguồn 5V cung cấp cho bộ vi xử lý, các cảm biến, qua điện trở đến các cảm biến, cho các tín hiệu điều khiển

Mỗi loại nguồn 5V có vai trò và yêu cầu riêng, nhưng tất cả đều đòi hỏi sự ổn định và độ chính xác cao để đảm bảo hệ thống động cơ hoạt động hiệu quả và chính xác Việc cung cấp nguồn điện qua điện trở giúp bảo vệ các cảm biến và tăng cường độ an toàn cho hệ thống

Tín hiệu G và NE là hai tín hiệu quan trọng được tạo ra bởi cuộn nhận tín hiệu, gồm cảm biến vị trí trục cam hoặc cảm biến vị trí trục khuỷu, và đĩa tín hiệu hoặc rotor tín hiệu Các thông tin này được ECU động cơ sử dụng để phát hiện góc của trục khuỷu và tốc độ động cơ Chúng không chỉ quan trọng đối với hệ thống EFI (Phun nhiên liệu bằng điện tử) mà còn đối với hệ thống ESA (Đánh lửa sớm bằng điện tử)

Hình 2.29: Tín hiệu dạng xung cảm biến G và NE

➢ Cảm Biến Vị Trí Trục Cam (Bộ Tạo Tín Hiệu G)

Nguồn gốc: Tín hiệu G được tạo ra từ cảm biến vị trí trục cam

Chức năng: Tín hiệu G cung cấp thông tin về góc chuẩn của trục khuỷu đến ECU động cơ

Cơ chế hoạt động: Khi trục cam quay, cảm biến vị trí trục cam phát ra các xung điện tương ứng với vị trí của trục cam

Vai trò: Tín hiệu G được kết hợp với tín hiệu NE từ cảm biến vị trí trục khuỷu để xác định điểm chết trên (TDC) của kỳ nén mỗi xi lanh Điều này giúp ECU động cơ xác định thời gian phun nhiên liệu và thời điểm đánh lửa chính xác

➢ Cảm Biến Vị Trí Trục Khuỷu (Bộ Tạo Tín Hiệu NE)

Nguồn gốc: Tín hiệu NE được tạo ra từ cảm biến vị trí trục khuỷu

Chức năng: Tín hiệu NE cung cấp thông tin về góc quay của trục khuỷu và tốc độ động cơ đến ECU động cơ

Cơ chế hoạt động: Khi trục khuỷu quay, cảm biến vị trí trục khuỷu phát ra các xung điện tương ứng với góc quay và tốc độ của trục khuỷu

Vai trò: Tín hiệu NE được sử dụng để phát hiện góc quay của trục khuỷu và tốc độ động cơ ECU động cơ sử dụng tín hiệu NE cùng với tín hiệu G để tính toán thời gian phun nhiên liệu cơ bản và góc đánh lửa sớm cơ bản.

Màn hình hiện thị thông tin

Màn hình hiển thị thông tin trên ô tô là một thiết bị quan trọng cung cấp cho người lái các dữ liệu và cảnh báo liên quan đến tình trạng và hoạt động của xe Dưới đây là các chức năng chính và lợi ích của màn hình hiển thị thông tin của xe KIA morning 2016:

• Đèn Báo Kiểm Tra Động Cơ: Thông báo về vấn đề liên quan đến hệ thống động cơ của xe

• Đèn báo hệ thống chống trộm: Khi hệ thống Immobilizer hoạt động

• Đèn Báo Áp Suất Lốp: Cảnh báo khi áp suất lốp không ổn định

• Đèn Báo Hệ Thống Phanh: Cảnh báo về vấn đề liên quan đến hệ thống phanh

• Đèn Báo ABS: Thông báo khi có vấn đề với hệ thống phanh chống bó cứng

• Đèn Báo Túi Khí: Cảnh báo khi có sự cố hoặc vấn đề với hệ thống túi khí

• Đèn Báo Dầu Động Cơ: Thông báo về mức dầu động cơ

• Đèn Báo Nhiệt Độ Nước Làm Mát: Cảnh báo khi nhiệt độ của nước làm mát động cơ quá cao

• Đèn Báo Nhiên Liệu Thấp: Cảnh báo khi mức nhiên liệu còn lại trong bình quá thấp

• Đồng Hồ Tốc Độ: Hiển thị tốc độ di chuyển của xe

• Đồng Hồ Vòng tua Máy: Hiển thị số vòng quay của động cơ mỗi phút

• Đồng Hồ Nhiên Liệu: Hiển thị mức nhiên liệu còn lại trong bình

• Đồng Hồ Nhiệt Độ Nước Làm Mát: Hiển thị nhiệt độ của nước làm mát động cơ

• Đồng Hồ Quãng Đường Đã Đi: Ghi lại tổng số km đã đi được bởi xe Đây chỉ là một số chỉ báo và đồng hồ phổ biến trên xe KIA Morning 2016, và có thể có sự khác biệt nhỏ tùy thuộc vào phiên bản cụ thể của xe

Hình 2.30: Màn hình hiển thị thông tin

Dựa vào sơ đồ chân giắc cắm và mạch điện, từ đó làm ra những tín hiệu giả lập để hiển thị trên màn hình giúp nắm bắt và hiểu rõ hệ thống nói chung và màn hình thông tin nói riêng Các tín hiệu giả lập của đồng hồ hiển thị thì ta dùng biến trở, còn đối với các tín hiệu đèn báo ta sử dụng công tắt

Bảng sơ đồ chân của màn hình hiển thị KIA morning 2016

Hình 2.31: Sơ đồ mạch điện màn hình hiển thị (1)

THIẾT KẾ, THỰC HIỆN MÔ HÌNH

Các thành phần thực hiện mô hình

3.1.1 Modul điều khiển động cơ (ECM)

ECM trong hệ thống Immobilizer không chỉ đóng vai trò điều khiển các chức năng cơ bản của động cơ mà còn tham gia vào quá trình xác thực bảo mật Nó xác minh mã ID của chìa khóa để kiểm tra, và chỉ khi mã được xác thực đúng, ECM mới cho phép hệ thống phun xăng và đánh lửa hoạt động, đảm bảo rằng chỉ có chìa khóa hợp lệ mới khởi động được động cơ

3.1.2 Modul điều khiển Immobilizer (ICM)

ICM liên lạc với bộ phát đáp (transponder) trong chìa khóa điện qua tần số vô tuyến RF Nhận tín hiệu RF từ bộ phát đáp qua cuộn dây ăng-ten Thiết bị này không kiểm tra tính hợp lệ hay tính toán mã hóa mà chỉ chuyển đổi luồng dữ liệu RF thành giao tiếp với ECM

3.1.3 Bộ khuếch đại chìa thu phát - ổ khóa điện Ổ khóa điện cung cấp nguồn điện cho các hệ thống của xe trong các chế độ OFF, ACC, IG, và START Bộ khuếch đại chìa thu phát tạo từ trường quanh ổ khóa để nhận mã

ID từ chìa khóa và truyền mã này đến ICM để xác thực, cho phép hoặc ngăn chặn việc khởi động động cơ

Chìa khóa điện của hệ thống Immobilizer có các thành phần điện tử như chip mã chìa, cuộn dây và tụ điện Khi bật chìa khóa khởi động, cuộn dây trong chìa khóa cảm ứng

43 từ trường từ cuộn thu phát trong ổ khóa, nạp năng lượng cho tụ điện Tụ điện cung cấp năng lượng để kích hoạt chip mã chìa, phát và truyền mã chìa khóa được đăng ký trước Điều này giúp nâng cao an ninh của xe bằng cách đảm bảo chỉ chìa khóa đúng mã mới có thể khởi động động cơ

Kim phun trong hệ thống Immobilizer là một bộ phận quan trọng trong việc cung cấp nhiên liệu cho động cơ Hệ thống Immobilizer tăng cường an ninh bằng cách ngăn chặn kim phun hoạt động nếu mã chìa khóa không hợp lệ Sau khi mã chìa khóa được xác thực, Immobilizer ECU sẽ cho phép ECU động cơ điều khiển kim phun, đảm bảo rằng chỉ có những chìa khóa hợp lệ mới có thể khởi động và vận hành động cơ

Bôbin đánh lửa trong hệ thống Immobilizer đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra tia lửa điện cần thiết để đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu và không khí trong buồng đốt Hệ

44 thống Immobilizer tăng cường an ninh bằng cách kiểm soát hoạt động của bôbin đánh lửa Chỉ khi mã chìa khóa được xác thực là hợp lệ, Immobilizer ECU mới cho phép ECU động cơ điều khiển bôbin đánh lửa Điều này đảm bảo rằng chỉ có những chìa khóa hợp lệ mới có thể khởi động động cơ, giúp ngăn chặn việc khởi động trái phép

3.1.7 Màn hình hiển thị thông tin hiện thị

Màn hình táp-lô trong hệ thống Immobilizer có vai trò quan trọng trong việc cung cấp thông tin và cảnh báo cho người lái về trạng thái của hệ thống Đèn báo Immobilizer trên bảng táp-lô hiển thị trạng thái xác thực của mã chìa khóa và các lỗi liên quan Khi mã

45 chìa khóa được xác thực đúng, đèn báo tắt và cho phép khởi động động cơ Nếu có sự cố, đèn báo sẽ sáng, giúp người lái nhận biết và kịp thời kiểm tra, sửa chữa hệ thống

Hình 3.7: Màn hình hiển thị thông tin

Tín hiệu G và NE trong hệ thống Immobilizer không chỉ quan trọng trong việc xác định vị trí của động cơ mà còn đóng vai trò quan trọng trong việc điều khiển quá trình phun nhiên liệu và đánh lửa, đảm bảo hoạt động hiệu quả và an toàn của động cơ

Hình 3.8: Tín hiệu giả lập

Hình 3.9: Relay của mô hình

Hình 3.10: Cầu chì của hệ thống

Giắc chẩn đoán DLC3 trong hệ thống Immobilizer là một công cụ quan trọng để truy cập dữ liệu chẩn đoán, kiểm tra, và cập nhật phần mềm cho hệ thống Sử dụng giắc này, có thể đọc và xóa mã lỗi, giám sát các thông số hoạt động, và thực hiện các kiểm tra cần thiết để đảm bảo hệ thống Immobilizer hoạt động chính xác và an toàn

Thiết kế và thực hiện

3.2.1 Thiết kế Pan tạo lỗi

Mô hình thiết kế Pan tạo lỗi để phục vụ cho việc thực hành chẩn đoán lỗi thông qua các công tắc:

➢ Pan 1: Lỗi giao tiếp ECM và ICM

Hình 3.12: Sơ đồ mạch điện tạo lỗi Pan 1

➢ Pan 2: Lỗi mất cấp mass cuộn dây relay Starter

➢ Pan 3: Mất tín hiệu Immobilizer trên màn hình hiển thị

➢ Pan 4: Lỗi mất nguồn cấp cho kim phun

➢ Pan 5: Lỗi đứt cuộn dây

➢ Pan 6: Lỗi mất tín hiệu cảm biến trục khuỷu

3.2.2 Thiết kế tín hiệu giả lập

3.2.2.1 Giả lập tín hiệu G, NE

Giả lập tín hiệu G và NE trong hệ thống Immobilizer yêu cầu sử dụng thiết bị phù hợp để tạo ra các xung tín hiệu mô phỏng từ cảm biến vị trí trục cam và trục khuỷu Các bước thực hiện bao gồm chuẩn bị và cấu hình thiết bị, kết nối với ECU, kiểm tra và điều chỉnh tín hiệu, và cuối cùng là phân tích kết quả để đảm bảo hệ thống hoạt động chính xác Chính vì điều đó nhóm chúng em sử ESP32 phù hợp để giả lập 2 tín hiệu này Động cơ dùng trên xe KIA morning 2016 Kappa, 3 xi-lanh thẳng hàng, MPI (Multi- Point Injection) Từ đó, chúng em đã tìm hiểu tài liệu tin cậy của hãng tìm được số răng của 2 trục khuỷu và cam để việc giả lập chính xác nhất

Hình 3.18: Hình ảnh bánh răng trục khuỷu

Hình 3.19: Hình ảnh bánh răng trục cam

Sử dụng phần mềm protues để thiết kế và mô phổng mạch giả lập, từ đó vẽ mạch PCB để tối yêu hóa và thuận tiện thao tác trên mô hình

Hình 3.20: Sơ đồ mạch mô phỏng giả lập tín hiệu cảm biến G, NE

Hình 3.21: Sơ đồ mạch PCB

3.2.2.2 Giả lập tín hiệu hiển thị trên màn hình hiển thị thông tin

Sự dụng công tắt để giả lập tín hiệu hiển thị đèn báo, các biến trở, ESP32 để giả lập tín hiệu đồng hồ

Hình 3.22: Sơ đồ mạch hiển thị báo thiếu áp suất dầu

Hình 3.23: Sơ đồ mạch hiển thị nạp acquy

Hình 3.24 Sơ đồ mạch hiển thị tình trạng nhiên liệu

Hình 3.25: Sơ đồ mạch giả lập cảm biến nhiệt độ nước làm mát

Trong quá trình thực hiện đề tài, chúng tôi đã lựa chọn phần mềm AutoCAD để phục vụ cho giai đoạn thiết kế khung giá đỡ cho mô hình của đề tài này Khung giá đỡ mô hình dùng để lắp đặt các chi tiết của mô hình được chế tạo từ sắt Trong quá trình thiết kế, chúng tôi phải đảm bảo được các yêu cầu sau: Đảm bảo tính gia công chế tạo, không phức tạp: Khung giá đỡ cần được thiết kế sao cho dễ dàng gia công và lắp ráp, tránh các chi tiết phức tạp gây khó khăn

Kết cấu phải vững chắc an toàn khi lắp thiết bị lên: Khung phải có kết cấu đủ chắc chắn để chịu được trọng lượng và đảm bảo an toàn khi các thiết bị được lắp đặt lên

Có độ bền cao phù hợp với hướng nhìn khi sinh viên thực tập mô hình: Khung cần có độ bền cao và được thiết kế sao cho phù hợp với tầm nhìn của sinh viên trong quá trình thực tập, đảm bảo học viên có thể dễ dàng quan sát và thao tác

Dễ dàng cho công việc bảo dưỡng sửa chữa hệ thống cũng như trong quá trình di chuyển: Thiết kế cần cho phép dễ dàng bảo dưỡng và sửa chữa các bộ phận của hệ thống, cũng như thuận tiện trong việc di chuyển khung khi cần thiết

Kết cấu nhỏ gọn đảm bảo tính kinh tế khi gia công, chế tạo: Khung giá đỡ cần có kết cấu nhỏ gọn để giảm chi phí gia công và chế tạo, tối ưu hóa tài nguyên Đảm bảo tính thẩm mỹ giúp người học lôi cuốn hơn trong các bài thực hành: Khung giá đỡ cần có thiết kế thẩm mỹ, tạo sự thu hút và hứng thú cho sinh viên trong quá trình thực hành

53 Để gia công chế tạo khung giá đỡ này, cần phải có những bản vẽ thiết kế chi tiết hơn với đầy đủ kích thước và các yêu cầu kỹ thuật cần thiết Để đáp ứng yêu cầu này, chúng tôi đã sử dụng phần mềm AutoCAD để thiết kế các bản vẽ chi tiết Mô hình sẽ được gia công bằng phương pháp hàn các thanh sắt vuông theo bản vẽ đã được thiết kế trước Sau đây là bản vẽ tổng thể kích thước (mm) khung giá đỡ cho mô hình:

Hình 3.26: Khung mô hình Việc sử dụng AutoCAD giúp chúng tôi tạo ra các bản vẽ chính xác và chi tiết, đảm bảo quá trình gia công và lắp ráp diễn ra suôn sẻ và hiệu quả Bản vẽ tổng thể sẽ bao gồm tất cả các kích thước và chi tiết kỹ thuật cần thiết để tạo nên khung giá đỡ hoàn chỉnh, đáp ứng mọi yêu cầu đặt ra trong quá trình thiết kế và sử dụng

3.2.4 Bố trí các bộ phận lên mô hình

Quy trình thiết kế và đo kiểm khung giá đỡ bao gồm nhiều bước từ việc sử dụng phần mềm AutoCAD để thiết kế, đo kiểm kích thước các chi tiết, phân tích và bố trí, đến việc triển khai gia công thực hiện mô hình Tấm mica độ dày 5mm với các lỗ theo bản vẽ thiết kế và các chi tiết được gắn decal tên để đảm bảo tính chính xác và thẩm mỹ Sau khi có đầy đủ các bản vẽ thiết kế, tiến hành gia công và lắp ráp để hoàn thiện mô hình

Sự tỉ mỉ trong từng bước đảm bảo rằng mô hình sẽ đạt được các yêu cầu về độ chính xác, tính thẩm mỹ và khả năng ứng dụng cao trong quá trình thực tập của sinh viên

Hình 3.27: Sơ đồ bố trí các bộ phận của hệ thống

Hoàn thiện mô hình

Hình 3.28: Mặt trước mô hình

Hình 3.29: Mặt sau mô hình

Hình 3.30: Mặt trái mô hình

Hình 3.31: Mặt phải mô hình

HƯỚNG DẪN SỬ VÀ THỰC HÀNH TRÊN MÔ HÌNH

Hướng dẫn sử dụng mô hình

• Đấu nguồn (+): Sử dụng dây màu đỏ để kết nối với nguồn dương của hệ thống điện trên xe

• Đấu mass (-): Sử dụng dây màu đen để kết nối với mass (âm) của hệ thống điện trên xe

• Lưu ý quan trọng: Đảm bảo đấu đúng dây đỏ vào nguồn dương (+) và dây đen vào mass

(-) Đấu ngược có thể gây hư hỏng hệ thống

➢ Kiểm Tra Đèn Cảnh Báo Hệ Thống Immobilizer

Xem đèn cảnh báo hệ thống Immobilizer trên màn hình hiển thị thông tin Nếu đèn cảnh báo sáng (27s) rồi tắt, hệ thống Immobilizer đã hoạt động

➢ Đưa Chìa Khóa Có Mã ID Vào Ổ Khóa

• Nhận tín hiệu mã ID: Khi đưa chìa khóa có chứa mã ID vào ổ khóa, cuộn dây chìa thu phát gắn trên ổ khóa sẽ nhận tín hiệu mã ID từ chìa khóa

• Khuếch đại tín hiệu: Cuộn dây khuếch đại tín hiệu và đưa mã chìa khóa đến hộp

➢ Kiểm Tra Đèn Cảnh Báo Sau Khi Nhận Mã ID

• Đèn cảnh báo tắt: Sau khi mã ID đã được nhận, đèn cảnh báo hệ thống Immobilizer sẽ tắt

• Tín hiệu đến ECU động cơ: Hệ thống gửi tín hiệu đến ECU động cơ cùng với tín hiệu G và NE ECU động cơ sẽ điều khiển phun xăng và đánh lửa

• Quan sát tín hiệu điều khiển: Quan sát tín hiệu điều khiển (vặn chỉnh biến trở để quan sát thêm ) trên chân đánh lửa (IGT1, IGT2, IGT3, IGT4) và phun xăng (#10, #20, #30,

#40) trên mạch, cùng với chân bơm xăng (FC)

Sử dụng máy chẩn đoán cho mô hình

Máy chẩn đoán G-SCAN 3 là thiết bị chuyên về chẩn đoán cho các dòng xe hiện đại ngày nay Thiết bị được kết nối với xe thông qua giắc chẩn đoán DLC3 cho phép công việc chẩn đoán, cài đặt các hệ thống trên xe được chính xác và hiệu quả

Tiến hành kết nối cáp của máy chẩn đoán với giắc chẩn đoán DLC3 trên mô hình, sau đó thức hiện các thao tác trên máy chẩn đoán như sau:

Hình 4.1: Giao diện phần mềm G-scan (Chọn "Chẩn đoán")

Hình 4.2: Chọn dòng xe cần kiểm tra

Hình 4.3: Màn hình các danh mục của máy

62 Đây là màn hình chính của máy chẩn đoán G-scan, một công cụ dùng để kiểm tra và phân tích hệ thống điện tử trên ô tô Dưới đây là giải thích chi tiết các mục trên màn hình:

Mục này cho phép kiểm soát và kiểm tra các chức năng hệ thống của xe, bao gồm các hệ thống điện tử và điều khiển trên xe

2 DTC Analysis (Diagnostic Trouble Code Analysis):

Phân tích mã lỗi chẩn đoán Mục này giúp xác định và giải mã các mã lỗi (DTC) được lưu trữ trong hệ thống điều khiển của xe, cung cấp thông tin chi tiết về các sự cố đã xảy ra

Phân tích dữ liệu Mục này cho phép xem và phân tích các dữ liệu thời gian thực từ các cảm biến và hệ thống điện tử trên xe, giúp chẩn đoán các vấn đề cụ thể

Phân tích dữ liệu đa dạng Mục này tương tự như Data Analysis nhưng cho phép so sánh và phân tích nhiều luồng dữ liệu cùng lúc để tìm ra các mối tương quan và nguyên nhân gốc rễ của sự cố

Kiểm tra kích hoạt Mục này cho phép kích hoạt thủ công các thành phần và hệ thống khác nhau trên xe (như van, mô tơ, đèn, v.v.) để kiểm tra hoạt động của chúng và xác định các lỗi có thể có

Nhận diện hệ thống Mục này giúp nhận diện các hệ thống và module điện tử được lắp đặt trên xe, cung cấp thông tin về phiên bản phần mềm, phần cứng và các cấu hình hệ thống

Quản lý phần mềm Mục này cho phép cập nhật và quản lý phần mềm của các hệ thống và module điện tử trên xe, bao gồm việc nạp lại phần mềm hoặc nâng cấp phiên bản mới.

Sử dụng máy đo xung cho mô hình

Sử dụng máy đo xung hantek, và app được cài trên laptop hantek

Hình 4.4: Máy đo xung hantek

Hình 4.5: Ứng dụng Hantek 1008 trên máy tính

Hình 4.6: Hình ảnh xung điện tạo từ trường biến thiên và tín hiệu RF

Hình 4.7: Hình ảnh xung xung điện tạo từ trường biến thiên và tín hiệu RF

Hình 4.8: Hình ảnh xung giao tiếp ICM – ECM

Hình 4.9: Hình ảnh được phóng to giao tiếp xung của ICM – ECM

Hình 4.10: Hình ảnh tín hiệu xung của cảm biến trục cam

Hình 4.11: Hình ảnh tín hiệu xung của cảm biến trục khuỷu

Nội dung các bài thực hành

- Vận hành mô hình, tiến hành kiểm tra, đo kiểm các chi tiết chính trên mô hình.

- Nhận Biết Mã Lỗi Hệ Thống: Sinh viên sẽ được hướng dẫn cách xác định và hiểu các mã lỗi xuất hiện trong hệ thống Immobilizer

- Sử Dụng Dụng Cụ Đo Lường: Sinh viên sẽ học cách sử dụng các thiết bị đo lường như máy chẩn đoán, đồng hồ đo VOM và máy đo xung để thực hành trên mô hình hệ thống

- Đo Kiểm và Xác Định Sửa Chữa: Sinh viên sẽ nắm vững các phương pháp đo kiểm và tìm hiểu các hư hỏng được thiết kế trong hệ thống Qua đó, sinh viên sẽ biết cách xác định và đề xuất phương án sửa chữa, giúp họ hiểu sâu hơn về hệ thống và ứng dụng kiến thức vào công việc sau khi ra trường

- Chuẩn bị máy chẩn đoán

➢ Kiểm Tra Hệ Thống Trước Khi Cấp Nguồn:

• Đảm bảo tất cả các kết nối và dây dẫn được kiểm tra kỹ lưỡng trước khi cấp nguồn cho hệ thống

• Luôn đảm bảo dây đỏ (dương) được kết nối vào cực dương của nguồn và dây đen (âm) được kết nối vào cực âm của nguồn

• Việc đấu sai có thể dẫn đến hư hỏng hệ thống

➢ Đọc Kỹ Hướng Dẫn Sử Dụng Máy Chẩn Đoán:

• Trước khi sử dụng máy chẩn đoán, hãy đọc kỹ hướng dẫn sử dụng để đảm bảo bạn hiểu rõ các chức năng và cách thức hoạt động của máy

• Điều này giúp bạn sử dụng máy hiệu quả và tránh những sai sót trong quá trình chẩn đoán

➢ Đọc Kỹ Hướng Dẫn Đo Kiểm:

• Trước khi tiến hành đo kiểm các thành phần trong hệ thống, hãy đọc kỹ hướng dẫn để nắm vững quy trình và các thông số cần thiết

• Điều này giúp đảm bảo các phép đo được thực hiện chính xác và an toàn

➢ Ngắt Nguồn Khi Đo Điện Trở:

• Khi tiến hành đo điện trở, luôn ngắt nguồn điện để tránh làm hỏng thiết bị đo và đảm bảo an toàn cho người thực hiện

• Việc đo điện trở khi nguồn điện còn kết nối có thể dẫn đến các kết quả sai lệch và gây hư hỏng cho hệ thống

－ Cấp nguồn cho mô hình

－ Tiến hành vận hành các chức năng của hệ thống Immobilizer trên mô hình

－ Dùng dụng cụ để đo kiểm các chi tiết của hệ thống

Tên chi tiết Chân cực Giá trị

Bật khóa ON Bật start

Tên chi tiết Mô tả Chân cực

Ignition Coil #1 Control 28 Engine Control Relay 30

MAP/APT/CKP (ISG) Power 42 5V

Fuel Pump Relay Control GND 52 START 0V

7 Đánh giá kết luận kiến nghị (nếu có)

8 Mẫu phiếu báo cáo thực hành

Hệ thống: Khởi động dùng Smartkey Bài thực hành số:

Thời gian thực hiện: … Phút Thời gian bắt đầu:………

Thời gian kết thúc:……… Điểm Nhận xét của giảng viên

1 Nội dung: Thực hành vận hành mô hình, tiến hành đo kiểm các chi tiết chính của hệ thống Immobilizer

- Giúp cho sinh viên nắm rõ hệ thống và cách vận hành hệ thống

- Tăng khả năng suy luận

- Làm quen với công việc xử lý, chẩn đoán hư hỏng

- Mô hình hệ thống Smartkey

- Làm việc nghiêm túc, không cẩu thả

- Tuyệt đối không được tự ý nối bất kỳ cặp giắc nào lại với nhau

- Cấp nguồn đúng chân âm, dương

Cấp nguồn, vận hành chức năng chính của hệ thống và điền vào bảng bên dưới trạng thái hoạt động của hệ thống

Tên chi tiết Chân cực Giá trị

Bật khóa ON Bật start

Tên chi tiết Mô tả Chân cực

Ignition Coil #2 Control 27 Ignition Coil #1 Control 28 Engine Control Relay 30

MAP/APT/CKP (ISG) Power 42

Fuel Pump Relay Control GND 52

- Bật Pan 1 vận hành mô hình, tiến hành kiểm tra, đo kiểm các chi tiết chính trên mô hình.

- Cấp nguồn cho mô hình

- Bật công tắc Pan 1 tiến hành vận hành các chức năng của hệ thống Immobilizer trên mô hình

- Dùng dụng cụ để đo kiểm các chi tiết của hệ thống, xác định vị trí trục trặc

- Sử dụng lại máy chẩn đoán kiểm tra và kết luận

➢ Hiện tượng: Không hiển thị đèn immo trên màn hình hiển thị thông tin, không cho phun xăng đánh lửa (phun xăng đánh lửa trong 1s rồi tắt)

- Kiểm tra đường dây ECM – ICM

- Kiểm tra đường dây ICM – Coil annten

Giắc nối Chân giắc Đo thông mạch Đánh giá

ECM – ICM 9 (ICM) – 80 (ECM) Không Bất thường

ICM – Coil annten 1 (ICM) – 6 (ICM) Thông mạch Bình thường

- ECM không giao tiếp được ICM (đứt dây 9-80)

- Dùng Gscan kiểm tra lại với mã lỗi P1678: EMS không có yêu cầu

1 Nội dung: Xử lý trục trặc trên Pan số 1 trên mô hình hệ thống Immobilizer trên xe

- Sơ đồ bố trí các chi tiết

Bước 1: Cấp nguồn, vận hành thử các chức năng của hệ thống khi chưa bật Pan

Bước 2: Bật công tắc Pan số 1

Bước 3: Xác nhận hiện tượng

Bước 4: Tham khảo mạch điện, liệt kê các chi tiết vị trí có thể xảy ra sự cố

Bước 5: Tiến hành kiểm tra

❖ Sử dụng đồng hồ VOM, kiểm tra các thông số điện áp, điện trở ở vị trí nghi vấn

❖ Chỉ được đo điện áp, không được phép cấp nguồn trực tiếp vào các chi tiết cần kiểm tra

❖ Không được nối thêm bất cứ cặp giắc nối nào trong lúc kiểm tra

❖ Điền các thông số đo được vào bảng ở cuối phiếu

Bước 6: Xác định nguyên nhân hư hỏng

Bước 7: Xử lý trục trặc (Bật lại công tắc Pan số 1)

Lưu ý: Nhằm bảo vệ tài sản cho các nhóm sau, khóa sau Không được xử lý bằng cách nối các cặp giắc lại với nhau, làm như thế có thể gây hư hỏng mô hình

Bước 8: Kiểm tra lại các chức năng

Bước 9: Đưa ra kết luận, nhận xét (Nếu có)

Bước 10: Hoàn thành phiếu thực hành và nộp lại cho giảng viên

❖ Bảng thông số điện áp, thông mạch đo được trong quá trình thực hành

Vị trí đo thông mạch Kết quả đo Kết luận

- Bật Pan 2 vận hành mô hình, tiến hành kiểm tra, đo kiểm các chi tiết chính trên mô hình

－ Bật công tắc Pan 2 tiến hành vận hành các chức năng của hệ thống Immobilizer trên mô hình

－ Dùng dụng cụ để đo kiểm các chi tiết của hệ thống, xác định vị trí trục trặc

－ Sử dụng lại máy chẩn đoán kiểm tra và kết luận

Hiện tượng: Không thấy tín hiệu khởi động

- Tín hiệu đầu vào cho ECM ( tín hiệu G, NE) Đo kiểm tra

- Kiểm tra cụm chìa khóa

- Kiểm tra tín hiệu G, NE

Relay Starter Cuộn dây Không Bất thường

－ Bật công tắc Pan 3 tiến hành vận hành các chức năng của hệ thống Immobilizer trên mô hình

－ Dùng dụng cụ để đo kiểm các chi tiết của hệ thống, xác định vị trí trục trặc

－ Sử dụng lại máy chẩn đoán kiểm tra và kết luận

➢ Hiện tượng: Không hiện thị đèn Immo

- Màn hình hiển thị thông tin

- Kiểm tra dây dẫn của đèn Immo đến màn hình hiển thị thông tin

ICM – Màn hình hiển thị thông tin

3(ICM) – 3(Màn hình hiển thị thông tin)

- Đứt dây dẫn của Immo đến màn hình hiển thị thông tin

Tiêu đề	Nghiên Cứu Và Thi Công Mô Hình Hệ Thống Immobilizer Cho Dòng Xe Kia Morning 2016
Tác giả	Tạ Văn Khải, Nguyễn Cao Khoa
Người hướng dẫn	Th.S. Trần Hữu Quy
Trường học	Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
Chuyên ngành	Công Nghệ Kỹ Thuật Ô Tô
Thể loại	Đồ Án Tốt Nghiệp
Năm xuất bản	2024
Thành phố	Tp. Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	133
Dung lượng	13,59 MB