Nghiên cứu phần mềm chẩn đoán OBD 2_ Nguyễn Qúy Phong_ CKO3_Th.s Nguyễn Đức Trung

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN NĂM HỌC 2020-2021 NGHIÊN CỨU PHẦN MỀM CHẨN ĐOÁN OBD Sinh viên thực Đoàn Quốc Doanh Lớp: CKO Khoa: Cơ khí Nguyễn Văn Hưng Lớp: CKO Khoa: Cơ khí Nguyễn Qúy Phong Lớp: CKO Khoa: Cơ khí Người hướng dẫn: Th.s Nguyễn Đức Trung HÀ NÔI 2021 TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN NĂM 2020 NGHIÊN CỨU PHẦN MỀM CHẨN ĐOÁN OBD Sinh viên thực Đoàn Quốc Doanh Nam, Nữ: Nam Lớp: CKO Khoa: Cơ khí Dân tộc: Kinh Năm thứ: Ngành học: Cơ khí tơ Nguyễn Văn Hưng Nam, Nữ: Nam Lớp: CKO Khoa: Cơ khí Dân tộc: Kinh Năm thứ: Ngành học: Cơ khí tơ Nguyễn Qúy Phong Nam, Nữ: Nam Lớp: CKO Khoa: Cơ khí Dân tộc: Kinh Năm thứ: Ngành học: Cơ khí tơ Người hướng dẫn: Th.s Nguyễn Đức Trung HÀ NÔI 2021 MỤC LỤC MỞ ĐẦU TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI “XÂY DỰNG PHẦN MỀM CHẨN ĐỐN OBD (ON-BOARD DIAGNOSTIC) CHẨN ĐỐN LỖI ĐỘNG CƠ Ơ TÔ” LÝ DO LỰA CHỌN ĐỀ TÀI MỤC TIÊU, NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CỦA CƠNG TRÌNH ĐỀ TÀI ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU CHƯƠNG HỆ THỐNG CHẨN ĐOÁN OBD 1.1 Lịch sử phát triển hệ thống chẩn đoán OBD 1.2 Giao thức hệ thống chẩn đoán OBD2 a) Giao thức tín hiệu OBD II – SAE J1850 VPW b) Giao thức SAE J1850 PWM c) Giao thức ISO 9141-2 d) Giao thức tín hiệu OBD II – ISO 15765 CAN (250 500 kbit/s) e) Giao thức ISO 14230 KWP2000 1.3 Chế độ chẩn đoán OBD 12 1.4 Máy chẩn đoán OBD 13 1.4.1 Các dòng máy chuyên hãng cụ thể như: 13 a) Thiết Bị Chẩn Đoán Chuyên Hãng Ford VCM II Basic 13 b) Phần mềm chẩn đoán cho Ford 14 c) Thiết Bị Chẩn Đoán Chuyên Hãng Hyundai – Kia GDS Basic 15 1.4.2 Máy Chẩn Đốn Ơ Tơ Đa Năng 15 Autel Maxidas Ds808 15 Phần mềm chẩn đoán EOBD Facile 16 CHƯƠNG : XÂY DỰNG PHẦN MỀM CHẨN ĐOÁN OBD 18 2.1 Đặc tính điện chip STN1170 18 2.2 Tập lệnh ST chip STN1170 21 2.3 Sơ đồ trình tự khai thác phần mềm 24 CHƯƠNG 3: HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG PHẦN MỀM 30 3.1 Hướng dẫn sử dụng phần mềm 30 3.2 Kết thực nghiệm 35 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 37 TÀI LIỆU THAM KHẢO 39 Mở đầu Ngày ô tô sử dụng rộng rãi phương tiện lại thông dụng, trang thiết bị phận tơ ngày hồn thiện đại đóng vai trị quan trọng việc đảm bảo độ tin cậy, an toàn cho người vận hành chuyển động tơ Vì mà việc chẩn đốn bảo dưỡng sửa chữa tơ điều vô cần thiết Là sinh viên đào tạo trường ĐH Giao Thông Vận Tải chúng em thầy cô trang bị cho kiến thức chun mơn Để đóng góp phần vào cơng chẩn đốn bảo dưỡng tơ Nhóm chúng em nghin cứu xây dựng phần mềm chẩn đốn động chíp STL 1170 Nhóm chúng em mong đề tài chúng em sau hồn thành đóng góp phần nhỏ vào cơng tác giảng dạy việc chẩn đốn tơ sau Trong q trình thực , trình độ hiểu biết hạn chế Nhưng bảo thầy khoa đặc biệt thầy hướng dẫn Nguyễn Đức Trung , đề tài chúng em hoàn thành thời hạn Tuy đề tài cịn nhiều thiếu sót , kính mong thầy (cơ ) đóng góp ý kiến để đề tài chúng em hoàn thiện Tổng quan nghiên cứu đề tài “Xây dựng phần mềm chẩn đốn OBD (Onboard diagnostic) chẩn đốn lỗi động tô” Hiện đề tài việc xây dựng phần mềm chẩn đoán OBD (On-board diagnostic) chẩn đoán lỗi động ô tô lĩnh vực mẻ chúng ta, giai đoạn phát triển ô tô dần trở nên thịnh hành phổ biến Vậy nên, với đam mê tìm tịi khám phá, sinh viên chúng em muốn học hỏi tiếp cận với tiến bộ, đặc biệt khả tiếp thu cách linh hoạt sáng tạo tri thức để từ vận dụng tạo phần mềm chẩn đốn có tính ứng dụng cao thực tiễn Trong trình nghiên cứu có nhiều đề tài thuộc lĩnh vực mà chúng em thực Để chẩn đoán hệ thống điều khiển điện tử ô tô bắt buộc phải sử dụng máy chẩn đoán truy cập vào hệ thống điều khiển ô tô, công nghệ ô tô ngày cải tiến phát triển Phần mềm chẩn đốn tơ hầu hết phần mềm chẩn đoán thương mại, phần mềm chẩn đoán phát triển máy chẩn đốn cụ thể Trong kể đến phần mềm chẩn đoán hãng xe Mercedes Xentry cho máy chẩn đoán Sd connect C4 Mercedes [1], BMW ISTA+ cho máy chẩn đoán BMW Icom hãng BMW, phần mềm chẩn đoán chung cho máy chẩn đốn Launch X431 cơng ty Launch Tech Tất trường hợp có đặc điểm phần mềm chẩn đoán phát triển sở hệ thống phần cứng (máy chẩn đoán) hãng chấp nhận Các phần mềm hoàn toàn phần mềm đóng, khơng thể bổ sung tính người phát triển phần mềm khác Các phần mềm đóng gói sẵn, mã lập trình cho phần mềm khơng cơng bố sản phẩm quyền hãng Để cung cấp giải pháp chế tạo máy chẩn đoán, phát triển phần mềm chẩn đoán giá thành rẻ, có số cơng ty chun nghiên cứu chế tạo phát triển chíp chẩn đốn Trên sở đặc tính kỹ thuật chíp cung cấp nhà phát triển hệ thống chẩn đoán tùy ý thiết kế phần cứng phần mềm chẩn đoán theo ý muốn Hai số nhà sản xuất chíp chẩn đốn giá rẻ kể đến công ty OBD Solutions với họ chíp chẩn đốn STN [2], cơng ty ELM Eletronics với họ chíp ELM [3] Về nước ta hạn chế mặt công nghệ, việc sản xuất máy chẩn đoán, phát triển máy chẩn đoán đầu tư tốn kém, nên sản xuất máy chẩn đoán phát triển phần mềm chẩn đoán nước hạn chế Hiện chủ yếu dạng nhập máy chẩn đốn, phần mềm chẩn đốn có sẵn nước ngoài, tiến hành chuyển đổi giao diện thành tiếng Việt Tuy nhiên, hướng nghiên bắt đầu quan tâm, [3] tác giả xây dựng chương trình để đọc tín hiệu hệ thống điều khiển động sử dụng đầu dọc liệu Labjack U3-HV Các liệu sử dụng để đánh giá trình trạng kỹ thuật động thông qua việc phân tích liệu Đã có nhiều cơng trình nghiên cứu có liên quan đến đề tài chúng em, nguồn tài liệu tham khảo hữu ích, cung cấp tri thức quan trọng để giúp chúng em thực hồn thiện nghiên cứu đề tài chẩn đốn OBD Tiêu biểu kể đến: “SDConnect Hardware | MB SD Connect.” http://www.mb-sd-connect.com/sd- connect/sdconnect-hardware/ (accessed Jul 24, 2020), OBD Solutions STN1170 Multiprotocol OBD to UART Interpreter Datasheet, ELM Electronics ELM327 OBD to RS232 Interpreter, Nguyễn Đức Trung, Xây dựng chương trình đọc tín hiệu hệ thống điều khiển động cho đầu đọc liệu Labjack U3-HV, Tạp chí Giao thơng Vận tải, Số tháng năm 2019, Tracy Martin ( 2007) How to use Automotive Diagnostic Scanners, Motorbooks Workshop cịn nhiều cơng trình có liên quan khác nữa,… Lý lựa chọn đề tài Theo số liệu thống kê ô tô đại ngày nay, tỷ lệ thành phần điện tử ngày chiếm tỷ trọng lớn Để chẩn đoán sửa chữa hệ thống điện xe yêu cầu sử dụng máy chẩn đoán phần mềm chẩn đoán để giao tiếp với hệ thống tự động chẩn đoán xe cách nhanh xác Trên giới có nhiều công ty nghiên cứu chế tạo máy chẩn đoán, phát triển phần mềm chẩn đoán cho dòng xe Các sản phẩm họ chế tạo phát triển sau bán tồn giới để phục vụ cơng việc chẩn đốn tô xưởng sửa chữa Các sản phẩm thương mại có giá thành cao, phần mềm phát triển đóng gói, bảo vệ để bảo vệ quyền trí tuệ Phần mềm chẩn đốn phần lớn hỗ trợ ngôn ngữ tiếng Anh, số ngôn ngữ số nước có ngành cơng nghiệp tô phát triển Đây hạn chế lớn phần mềm nước ta đa phần kỹ thuật viên sửa chữa ô tô không thành thạo tiếng Anh, tiếng Anh chuyên ngành ô tô Tại Việt Nam chưa có nghiên cứu thiết kế chế tạo máy chẩn đoán, phát triển phần mềm chẩn đốn tơ Các máy chẩn đốn phần mềm dạng đóng gói khơng can thiệp vào mã code, tùy biến người dùng hay sử dụng liệu để phân tích nghiên cứu Từ vấn đề trên, việc nghiên cứu phát triển phần mềm chẩn đốn có ý nghĩa, giảm chi phí đáng kể cho đầu tư máy chẩn đoán Giá thành giảm cần mua chíp chẩn đốn giá thành rẻ tự phát triển phần mềm chẩn đoán theo nhu cầu Phần mềm chẩn đốn tùy biến người phát triển, cho phù hợp với mục đích sử dụng Phần mềm dễ dàng chỉnh sửa giao diện, nâng cấp chức theo ý muốn Cơ sở liệu chẩn đoán dễ dàng cập nhật hàng năm có dịng xe Phần mềm chẩn đốn phát triển thiết kế với ngôn ngữ tiếng Việt, thân thiện hỗ trợ đáng kể số lượng lớn kỹ thuật viên sửa chữa ô tô Việt Nam khả tiếng Anh không tốt Việc nghiên cứu phát triển phần mềm chẩn đốn kết nối thơng qua cổng ODB II để lấy thơng tin chẩn đốn thơng số hoặt động động giúp phân tích đánh giá tình trạng kỹ thuật động Dữ liệu thu (ở dạng mã) chuyển sang ngơn ngữ chẩn đốn, Tiếng Việt hóa ngơn ngữ chẩn đốn tùy biến sử dụng liệu cho nghiên cứu Mặt khác, kết nghiên cứu sử dụng để phát triển máy chẩn đoán với giá thành rẻ nhiều so với máy nhập Trên sở phân tích tổng quan, khuôn khổ đề tài muốn xây dựng phần mềm chẩn đốn có tính thực tiễn cao chúng em chọn giắc chẩn đoán chế tạo sẵn có chíp chẩn đốn STN1170, từ phát triển mềm chẩn đoán sở giắc chẩn đoán Phần mềm chạy Windows, giao tiếp với động ô tô thông qua giắc chẩn đoán kết nối với cổng OBD II Mục tiêu, nội dung, phương pháp nghiên cứu cơng trình đề tài Mục tiêu đề tài xây dựng phần mềm chẩn đốn có khả giao tiếp với hệ thống tự chẩn đoán xe hệ thống điều khiển động cơ, điều khiển hộp số Phần mềm có giao diện Tiếng Việt thân thiện, hỗ trợ nhiều chức chẩn đoán giúp cho người thợ người dùng sử dụng cách dễ dàng hỗ trợ cho số lượng lớn kỹ thuật viên sử chữ ô tô Việt Nam với khả tiếng Anh không tốt Nội dung nghiên cứu chia làm phần: - Hệ thống chẩn đoán OBD Xây dựng phần mềm chẩn đoán OBD Hướng dẫn sử dụng phần mềm thử nghiệm Tại phần tìm hiểu lịch sử phá triển hệ thống chẩn đoán OBD, giao tiếp hệ thống chẩn đoán, chế độ chẩn đoán máy chẩn đoán OBD Chương sâu vào việc xây dựng phần mềm chẩn đốn tìm hiểu đặc tính chip STN1170 tập lệnh có chip xây dựng thuật tốn chương trình chẩn đốn Chương hướng dẫn sử dụng phần mềm chẩn đốn nên lên ví dụ việc sử dụng thử nghiệm phần mềm chẩn đốn ngồi thực tế xe đời đưa kết luận Phương pháp nghiên cứu đề tài theo thức tự dựa sở lý thuyết từ nghiên cứu, tìm hiểu thiết kế phần mềm chẩn đoán cuối thử nghiệm phần mền chẩn đốn ngồi thực tiễn xe hành để từ kiểm tra đánh giá khả ứng dụng phần mềm Dựa phương pháp nghiên cứu đề tài, thực nghiên cứu hệ thống chẩn đoán ODB II, cách thức giao tiếp với chíp chẩn đốn Trên sở viết phần mềm máy tính thu thập thơng tin từ cổng ODB II, thực xử lý phân tích lỗi hiển thị lên hình chẩn đoán Thực thử nghiệm hệ thống điều khiển động ô tô cụ thể, so sánh kết chẩn đoán sử dụng phần mềm tự phát triển với kết chẩn đoán thực máy chẩn đoán thương mại Đối tượng phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu đề tài hệ thống chẩn đốn OBD tơ Phạm vi nghiên cứu đề tài nghiên cứu xây dựng phần mềm chẩn đốn OBD chạy mơi trường Windows sử dụng giắc kết nối chip STN1170, hỗ trợ chức chẩn đoán loại xe cụ thể Chương Hệ thống chẩn đoán OBD 1.1 Lịch sử phát triển hệ thống chẩn đoán OBD Hệ thống chẩn đoán OBD (là viết tắt thuật ngữ On-Board Diagnostic) chương trình hộp điều khiển xe dùng để chẩn đoán hư hỏng hệ thống Theo nghĩa biên dịch hệ thống chẩn đoán mạch Hệ thống chẩn đoán OBD ban đầu phát triển với mục đích chẩn đốn vấn đề liên quan đến khí xả- cháy khơng hồn thiện động tơ Hiện hệ thống chẩn đoán OBD phát triển qua hệ OBD I OBD II Hệ thống OBD I: Hệ thống OBD I phát triển phê duyệt tổ chức CARB, EPA, SAE, đến năm 1988 yêu cầu bắt buộc phải có xe bán California Hệ thống chẩn đốn OBD I khơng tiêu chuẩn hóa hình dạng giắc chẩn đoán Bởi giắc chẩn đoán OBD I có nhiều hình dạng khác tùy nhà sản xuất, năm mẫu xe Hệ thống chẩn đoán OBD I khơng tiêu chẩn hóa vị trí đặt giắc chẩn đốn Vị trí giắc bố trí đâu khoang xe, khoang động cơ… tùy nhà sản suất Hình 1.1 Bố trí giắc chẩn đoán OBD Hệ thống chẩn đoán OBD II: phát triển kết hợp tổ chức CARB, SAE, ISO EPA Từ năm 1996 yêu cầu bắt buộc xe bán thị trường Mỹ Đối với hệ thống chẩn đốn OBDII, hình dạng giắc chẩn đốn OBD quy chuẩn, dạng hình thang, có 16 chân Vị trí giắc chẩn đốn quy chuẩn, giắc chẩn đoán bắt buộc phải nằm khoang xe, phạm vi xung quanh cột lái, vành tay lái Hình 1.2 Mối liên hệ với giắc chẩn đoán OBD 1.2 Giao thức hệ thống chẩn đốn OBD2 Có giao thức truyền thơng hệ thống chẩn đoán OBD II là: ISO 9141-2, SAE J-1850 PWM, SAE J-1850 VPM, Keyword 2000, CAN a) Giao thức tín hiệu OBD II – SAE J1850 VPW Hình 1.3 Giao thức tín hiệu SAE J1850 VPW ... Nội dung nghiên cứu chia làm phần: - Hệ thống chẩn đoán OBD Xây dựng phần mềm chẩn đoán OBD Hướng dẫn sử dụng phần mềm thử nghiệm Tại phần tìm hiểu lịch sử phá triển hệ thống chẩn đoán OBD, giao... kết chẩn đốn sử dụng phần mềm tự phát triển với kết chẩn đoán thực máy chẩn đoán thương mại Đối tượng phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu đề tài hệ thống chẩn đoán OBD ô tô Phạm vi nghiên cứu. .. sản xuất máy chẩn đoán, phát triển máy chẩn đoán đầu tư tốn kém, nên sản xuất máy chẩn đoán phát triển phần mềm chẩn đoán nước hạn chế Hiện chủ yếu dạng nhập máy chẩn đoán, phần mềm chẩn đốn có