3.2.1. Tổng quan
Các thành phần được sử dụng cho hệ thống mã hóa được mô tả như sau: • Cuộn dây chìa thu phát.
• Bộ khuyếch đại chìa thu phát.
• Công tắc cảnh báo mở khóa bằng chìa. • ECU động cơ.
• ECU khóa động cơ. • Chìa khóa điện.
3.2.2. Bộ khuyếch đại chìa thu phát
Nhận tín hiệu từ ECU (Electronic Control Unit) khoá động cơ, bộ khuyếch đại chìa thu phát cho phép dòng điện đi vào cuộn dây chìa thu phát và tạo ra từ trường. Bộ khuyếch đại chìa thu phát nhận mã ID của chìa khóa, được thu bởi cuộn dây chìa thu phát. Sau đó bộ khuyếch đại chìa thu phát gửi mã ID đến ECU khoá động cơ.
3.2.3. Cuộn dây chìa thu phát
Cuộn dây chìa thu phát tạo ra từ trường xung quanh ổ khóa điện cấp nguồn cho bộ thu phát trên chìa khóa. Nó truyền, nhận tín hiệu dữ liệu giữa mô đun điều khiển mã hóa và chìa thu phát bằng tần số vô tuyến.
Cuộn dây chìa thu phát bao gồm một cuộn dây đồng quấn quanh ổ khóa. Hoạt động của chìa thu phát được bắt đầu khi tra chìa khóa vào ổ khóa được nhận biết thông qua công tắc cảnh báo mở khóa.
3.2.4. Công tắc cảnh báo mở khóa
Công tắc này nhận biết chìa khóa có được đưa vào ổ khóa điện hay chưa và gửi tín hiệu gửi về ECU khóa động cơ.
3.2.5. ECU động cơ
Nhận tín hiệu từ ECU khóa động cơ, từ đó có cho phép động cơ hoạt động hay không. ECU động cơ điều khiển việc kích hoạt phun nhiên liệu, đánh lửa và khởi động cho động cơ theo tín hiệu khóa hoặc mở từ hệ thống mã hóa.
ECU động cơ hoạt động khác nhau trong hệ thống mã hóa: • ECU động cơ được tích hợp mô đun điều khiển mã hóa.
• ECU động cơ hoạt động riêng biệt (so với mô đun điều khiển mã hóa). Mô đun mã hóa như một thành phần xác minh bổ sung cho số ID và từ mã.
3.2.6. Chìa khóa
Ngoài chìa khóa cơ, trên chìa khóa còn được tích hợp thêm một bộ thu nhận tín hiệu, nó bao gồm:
• Một vi mạch chứa mã ID duy nhất. Khi có tín hiệu yêu cầu mã ID từ mô đun điều khiển mã hóa. Mã ID trên chìa khóa sẽ được gửi tới mô đun điều khiển.
• Một cuộn dây chuyển và nhận tất cả các tín hiệu dữ liệu đến mô đun điều khiển mã hóa thông qua các ăng ten cuộn dây thu phát.
• Một tụ điện được tích hợp bên trong bộ thu phát và được sạc khi nằm trong từ trường của cuộn dây thu phát.
Bộ thu phát hoạt động dựa trên nguyên lý của công nghệ RFID (Radio Frequency Identification) để mã hóa động cơ.
Công nghệ RFID (Radio Frequency Identification) là công nghệ nhận dạng đối tượng bằng sóng vô tuyến. Công nghệ này cho phép nhận biết các đối tượng thông qua hệ thống thu phát sóng radio, từ đó có thể giám sát, quản lý hoặc lưu trữ thông tin từng đối tượng. Đây là một phương pháp nhận dạng tự động dựa trên việc lưu trữ dữ liệu từ xa, sử dụng thiết bị thẻ RFID và một đầu đọc RFID.
3.2.7. Đèn chỉ báo an ninh
Đèn bảo mật được sử dụng để báo hiệu khi kích hoạt hệ thống mã hóa cũng như trục trặc.
Được điều khiển bằng ECU khóa động cơ, khi được kích hoạt thì đèn sáng và nháy liên tục, khi gặp trục tặc thì đèn sẽ sáng và nhấp nháy cụ thể.
3.2.8. ECU khóa động cơ
Nhận mã ID của chìa khóa từ bộ khuyếch đại chìa thu phát, sau đó sẽ so sánh với mã ID
đã được đăng kí trước đó. Sau đó ECU khóa động cơ sẽ gửi tín hiệu tới ECU động cơ để
ECU điều khiển mã hóa kết nối với: • Cuộn dây chìa thu phát.
• ECU động cơ.
• Đèn báo an ninh.
• Công tắc cảnh báo. • Mạch khởi động.
• Công tắc Ignition, +B, Ground.
Hình 3.1 Mô đun điều khiển mã hóa (Mazda)
1. Đèn báo an ninh.
2. ECU khóa động cơ.
3. Công tắc Ignition (vị trí Start). 4. Rờ le Starter.
5. Công tắc TR (ATX). 6. Starter.
7. ECU động cơ. 8. Cuộn dây thu phát.
9. Công tắc cảnh báo mở khóa.
3.3. Nguyên lý hoạt động
Để khởi động xe ta cần tra chìa khóa vào ổ khóa. Khi đó ECU mã hóa phát hiện ra rằng công tắc cảnh báo mở khóa bật ở vị trí ON. Lúc này ECU lập tức cấp nguồn điện đến cuộn dây chìa thu phát và tạo ra một sóng điện. Một con chíp thu phát nằm trong cán chìa nhận được sóng điện, chíp thu phát sẽ phát ra tín hiệu mã ID của chìa này. Cuộn dây chìa thu phát nhận được mã tín hiệu này, sau đó tín hiệu mã ID được khuyếch đại và được truyền đến ECU khóa động cơ.
ECU khóa động cơ sẽ kiểm tra mã ID chìa khóa với mã ID của xe đã được đăng ký ban đầu có trùng khớp với nhau hay không và thông báo kết quả tới ECU động cơ.
Sau khi kết quả nhận dạng cho thấy rằng mã ID của chìa khóa trùng khớp với mã ID của xe và ECU khóa động cơ đã xác nhận sự trùng khớp của chúng:
• Hệ thống mã hóa khóa động cơ cho phép động cơ hoạt động và điều khiển khởi động động cơ (điều khiển phun nhiên liệu và đánh lửa) chuyển sang chế độ sẵn sàng. • ECU khóa động cơ truyền một tín hiệu tới đèn báo an ninh mang thông tin "đèn báo
3.4. Sơđồ mạch điện hệ thống mã hóa khóa động cơ
3.4.1. Sơđồ mạch điện hệ thống mã hóa Toyota Camry / ACV40 GSV40 (2006)
Các chân trên sơđồ:
• Chân GND (Ground): Nối mass với thân xe. • Chân +B (Battery): Nối ắc qui có dòng 12 V.
• Chân VC5 (Voltage Constant): Nguồn (khi không có chìa khóa trong ổ khóa điện (dưới 1 V), cắm chìa khóa vào trong ổ khóa điện (4.6 đến 5.4 V)).
• Chân IG (Ignition): Tín hiệu khóa điện (khóa điện OFF hay ON). • Chân KWS (Unlock Warning Switch): Tín hiệu công tắc mở khóa. • Chân AGND (Amplifier Ground): Nối mass với thân xe.
• Chân TXCT: Tín hiệu liên lạc của bộ khuyếch đại chìa thu phát • Chân CODE: Tín hiệu liên lạc của bộ khuyếch đại chìa thu phát.
• Chân EFIO (ECM communication output signal): Tín hiệu ra ECM (ECU động cơ). • Chân EFII (ECM communication input signal): Tín hiệu vào ECM (ECU động cơ). • Chân D: Liên lạc với máy chuẩn đoán.
• Chân CTY (Door Courtesy Switch): Tín hiệu công tắc cửa. • Chân IND (Security Indicator Lamp): Tín hiệu đèn báo an ninh. • Chân IMI: Tín hiệu vào ECU chìa thu phát.
• Chân IMO: Tín hiệu phát ra ECU chìa thu phát.
Các cụm chi tiết:
• E10 DLC3 (Data Link Connector 3): Nối với máy chuẩn đoán. • F3 Clock: Đèn báo an ninh trên bảng ắc qui.
• N6 Door Courtesy SW (Front RH): Cụm công tắc cửa trước (phía người lái). • A24 Egine ECU: ECU động cơ.
• A4, A42 Junction connector: Giắc nối từ ắc qui. • A49 Junction connector: Giắc nối mass.
• E25 Transponder Key Amplifier: Bộ khuyếch đại chìa thu phát. • E15 Transponder Key ECU: Cụm ECU chìa thu phát.
• E22 Unlock Warning SW: Cụm công tắc cảnh báo mở khóa.
Nguyên lý hoạt động:
Khi đưa chìa khóa vào trong ổ khóa, công tắc cảnh báo mở khóa bằng chìa đóng lại (ON), điện áp cực KSW giảm xuống 0 V. ECU chìa thu phát cung cấp dòng điện tới bộ khuyếch đại chìa thu phát qua chân VC5 (4.6 V đến 5.4 V).
Cùng lúc đó ECU chìa thu phát gửi tín hiệu thông qua chân TXCT (tín hiệu liên lạc của bộ khuyếch đại chìa thu phát) tới bộ khuyếch đại chìa thu phát . Kết quả là dòng điện đi vào cuộn dây chìa thu phát và tạo ra từ trường xung quanh ổ khóa điện.
Khi từ trường được tạo ra xung quanh ổ khóa điện, tín hiệu mã ID của con chíp được đặt bên trong chìa khóa sẽ gửi tín hiệu tới cuộn dây chìa thu phát, bộ khuyếch đại sẽ khuyếch đại tín hiệu này và gửi về ECU chìa thu phát qua chân CODE.
ECU chìa thu phát sẽ so ánh mã ID của chìa khóa và mã ID đã được đăng kí. Nếu hai mã trùng nhau thì ECU chìa thu phát sẽ gửi tín hiệu về cho ECM qua chân EFIO và ECM trả tín hiệu về chân EFII. Từ đó, ECM cho phép động cơ hoạt động (cho phun xăng và đánh lửa).
3.4.2. Sơđồ mạch điện hệ thống mã hóa Toyota Yaris/ NCP90, 91, 92, 93(2008)
Các chân trên sơđồ:
• Chân GND (Ground): Nối mass với thân xe. • Chân +B (Battery): Nối Ắc qui có dòng 12 V.
• Chân VC5 (Voltage Constant): Nguồn (khi không có chìa khóa trong ổ khóa điện (dưới 1 V), cắm chìa khóa vào trong ổ khóa điện (4.6 đến 5.4 V)).
• Chân IG (Ignition): Tín hiệu khóa điện (khóa điện OFF hay ON). • Chân KWS (Unlock Warning Switch): Tín hiệu công tắc mở khóa. • Chân AGND (Amplifier Ground): Nối mass với thân xe.
• Chân TXCT: Tín hiệu liên lạc của bộ khuyếch đại chìa thu phát. • Chân CODE: Tín hiệu liên lạc của bộ khuyếch đại chìa thu phát.
• Chân EFIO (ECM communication ouput signal): Tín hiệu ra ECM (ECU động cơ). • Chân EFII (ECM communication ouput signal): Tín hiệu vào ECM (ECU động cơ). • Chân D: Liên lạc với máy chuẩn đoán.
• Chân CTY (Door Courtesy Switch): Tín hiệu công tắc cửa. • Chân IND (Security Indicator Lamp): Tín hiệu đèn báo an ninh. • Chân IMI: Tín hiệu vào ECU chìa thu phát.
• Chân IMO: Tín hiệu phát ra ECU chìa thu phát.
Các cụm chi tiết sơđồ:
• Cụm D15 DLC3 (Data Link Connector): Giắc nối với máy chuẩn đoán.
• Cụm J1 Door Courtesy SW (Front RH): Cụm công tắc cửa trước (tay lái nghịch). • Cụm J2 Door Courtesy SW (Front RH): Cụm công tắc cửa trước (tay lái thuận). • Cụm A21 Egine ECU: ECU động cơ.
• Cụm D37, D38 Junction Connector: Giắc kết nối với ắc qui. • Cụm D35 Junction Connector: Giắc nối với đèn báo an ninh taplo. • Cụm D40 Junction Connector: Giắc nối với mass.
• Cụm D25 Security Indicator Lamp: Cụm đèn báo an ninh.
• Cụm D23 Transponder Key ECU: Cụm ECU chìa thu phát.
• Cụm D19 Unlock Warning SW: Cụm công tắc cảnh báo mở khóa.
Nguyên lý hoạt động:
Khi tra chìa khóa vào ổ khóa, công tắc cảnh báo chìa khóa (Unlock Warning SW) ở vị trí ON dữ liệu được truyền thông qua chân KSW của ECU chìa thu phát.
ECU chìa thu phát cung cấp dòng điện tới bộ khuyếch đại chìa thu phát qua chân VC5, cùng lúc đó ECU chìa thu phát gửi tín hiệu qua chân TXCT tới bộ khuyếch đại chìa thu phát .Tạo ra dòng điện đi vào cuộn dây chìa thu phát và tạo ra từ trường xung quanh ổ khóa điện, một tín hiệu mã ID của con chíp được đặt bên trong chìa khóa sẽ gửi tín hiệu tới cuộn dây chìa thu phát, bộ khuyếch đại sẽ khuyếch đại tín hiệu này và gửi về ECU khóa động cơ qua chân CODE.
ECU chìa thu phát sẽ so ánh mã ID của chìa khóa và mã ID đã được đăng kí. Nếu hai mã trùng nhau thì ECU chìa thu phát sẽ gửi tín hiệu về cho ECM qua chân EFIO và ECM trả tín hiệu về chân EFII. Từ đó, ECM cho phép động cơ hoạt động (cho phun xăng và đánh lửa).
3.5. Các công nghệ trong hệ thống mã hóa khóa động cơ
3.5.1. Hệ thống mã hóa khóa động cơ sử dụng smart key Giới thiệu về hệ thống mã hóa động cơ sử dụng smart key Giới thiệu về hệ thống mã hóa động cơ sử dụng smart key
Những chiếc xe hiện đại ngày nay được trang bị những hệ thống điện tử phức tạp để cải thiện sự an toàn và tiện lợi cho người lái. Trên những ô tô đời cũ, để vào được xe và khởi động xe phải sử dụng chìa khóa để có thể khởi động xe. Tuy nhiên,, hệ thống này đã được tăng cường bằng cách điều khiển từ xa, người dùng có thể mở xe từ xa bằng cách nhấn nút trên chìa khóa của họ. Các chìa khóa này được gắn chíp mã hóa để ngăn chặn việc sao chép chìa khóa.
Ngày nay các nhà sản xuất xe hơi đã cho ra đời hệ thống PKES (passive keyless entry and start), cho phép người dùng mở cửa và khởi động xe của họ mà không cần phải dùng đến chìa khóa. Tuy nhiên, hệ thống vẫn được trang bị một chìa khóa vật lý để đề phòng trường hợp có sự cố sảy ra.
Các bộ phận chính:
• Công tắc động cơ: Khởi động xe khi nhận được tín hiệu chìa khóa bên trong xe. • Bộ khuyếch đại, cuộn dây chìa thu phát: Nằm bên trong công tắc động cơ, có nhiệm
vụ nhận mã ID của chìa khóa, khuyếch đại mã ID và phát đến ECU xác nhận. • Bộ tạo sóng điện tử trong cửa: Truyền tín hiệu phát hiện có chìa khóa ở bên trong
xe khi nhận được tín hiệu yêu cầu từ ECU xác nhận. Tín hiệu yêu cầu từ ECU xác nhận được gửi khi chìa khóa được đưa vào bên trong xe và công tắc động cơ được ấn.
• Bộ nhận tín hiệu điều khiển khoá cửa: Nhận mã ID từ chìa khóa trong vùng phủ sóng và truyền nó đến ECU xác nhận.
• Đèn báo an ninh: Sáng hay bắt đầu nháy (việc chiếu sáng được điều khiển bằng
• ECU xác nhận:
- Kích hoạt ăng ten để tìm kiếm chìa khóa bên ngoài hay bên trong xe sử dụng sóng RF (sóng tần số thấp).
- Tiếp nhận thông tin chìa khóa thông minh từ ăng ten bên ngoài.
- So sánh với mã ID chìa khóa với hộp mã ID để điều khiển ECM (mô đun điều khiển động cơ).
- Cho phép ECU chính thân xe điều khiển các rơle (ACC, IGN1, IGN2, STATER). - Cảnh báo lỗi hệ thống chìa khóa thông minh: Phát ra âm thanh và hiển thị trên đồng hồ
taplo.
• ECU chính thân xe: Nhận tín hiệu nhận dạng mã chìa khóa và gửi tới ECU xác nhận. • ECU khóa tay lái: Nhận tín hiệu từ hộp mã ID và thực hiện hoạt động khóa/mở vô lăng
bằng mô tơ điện.
• ECM: cho phép phun nhiên liệu và đánh lửa khi nhận được tín hiệu từ hộp mã ID.
Nguyên lý hoạt động:
• Khi có chìa khóa trong xe người lái có thể nhấn công tắc động cơ cùng với bàn đạp phanh để khởi động xe. ECU chính thân xe (hộp nối bảng ắc qui) sẽ xác nhận thao tác khởi động và gửi tín hiệu xác nhận đến ECU chứng nhận.
• Sau khi nhận được tín hiệu, ECU chứng nhận gửi một tín hiệu đến bộ phát sóng chìa khóa trong xe. Bộ phát sóng chìa khóa trong xe gửi tín hiệu dưới dạng sóng RF để phát hiện xem chìa khóa có ở trong xe không.
• Khi chìa khóa nhận được tín hiệu của bộ phát song điện tử, chìa khóa sẽ gửi mã ID của nó đến ăng ten của bộ nhận tín hiệu điều khiển cửa. Sau đó bộ nhận tín hiệu điều khiển cửa sẽ gữi mã ID này về cho ECU xác nhận để phân tích.
• Nếu mã trùng khớp, ECU xác nhận gửi tín hiệu cho ECU chính thân xe (hộp nối bảng ắc qui) để điều khiển rơ le (ACC, IG1, IG2, khởi động).
• Sau đó ECU xác nhận kiểm tra nguồn khởi động đã được thay đổi và gửi tín hiệu ra lệnh mở khóa vô lăng đến ECU chính thân xe (Hộp nối bảng ắc qui).
• Sau khi nhận được tín hiệu này, ECU chính thân xe cấp nguồn đến bộ chấp hành vô lăng (mô tơ khóa vô lăng vẫn chưa hoạt động).
• Sau đó ECU xác nhận lại gửi tín hiệu yêu cầu mở khóa vô lăng đến ECU khóa vô lăng. • Lúc này ECU khóa vô lăng mới tiến hành mở khóa vô lăng.
• Sau khi mở khóa vô lăng, một tín hiệu hoàn tất mở khóa từ ECU khóa vô lăng được gửi đến ECU xác nhận.
• Khi nhận được tín hiệu này, ECU xác nhận truyền tín hiệu đến hộp mã ID, hộp mã ID nhận được tín hiệu và gửi một tín hiệu đến ECM cho phép động cơ phun nhiên liệu và đánh lửa.
• Sau đó gửi tín hiệu tắt đèn báo bảo vệ đến ECU chứng nhận.
3.5.2. Hệ thống mã hóa hai tầng
Mã hóa động cơ là một hệ thống chống trộm được xây dựng trong ECU động cơ. Nó ngăn không cho động cơ khởi động khi dùng chìa khóa không chính chủ của xe. ECU không kích hoạt hệ thống nhiên liệu và mạch đánh lửa nếu mã trong chìa khóa và mã được lưu trữ trong