Nghiên cứu và thử nghiệm máy chẩn đoán cơ bản
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (6.79 MB, 85 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGÀNH CNKT Ô TÔ
NGHIÊN CỨU VÀ THỬ NGHIỆM MÁY CHẨN ĐOÁN CƠ BẢN
GVHD :
SVTH :
ThS. LÊ QUANG VŨ
NGUYỄN TẤN THIỆN
16145607
SKL007873
Tp. Hồ Chí Minh, tháng 08/2020
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGHIÊN CỨU VÀ THỬ NGHIỆM
MÁY CHẨN ĐOÁN CƠ BẢN
SVTH:
NGUYỄN TẤN THIỆN
MSSV:
16145607
GVHD:
THS. LÊ QUANG VŨ
Tp. Hồ Chí Minh, tháng 8 năm 2020
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Chuyên ngành: Cơng Nghệ Kỹ Thuật Ơ tơ
Tên đề tài
NGHIÊN CỨU VÀ THỬ NGHIỆM
MÁY CHẨN ĐOÁN CƠ BẢN
SVTH:
NGUYỄN TẤN THIỆN
MSSV:
16145607
GVHD:
THS. LÊ QUANG VŨ
Tp. Hồ Chí Minh, tháng 8 năm 2020
TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT
TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc
TP. Hồ Chí Minh, ngày
tháng 8 năm 2020
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ tên sinh viên: 1. NGUYỄN TẤN THIỆN
MSSV: 16145607
(E-mail: Điện thoại: 0396890790 )
Chun ngành: Cơng nghệ Kỹ thuật Ơ tơ
Mã ngành đào tạo: 52510205
Hệ đào tạo: Đại học Chính quy
Mã hệ đào tạo: K16145
Khóa: 2016 – 2020
Lớp: 161451
1. Tên đề tài
“NGHIÊN CỨU VÀ THỬ NGHIỆM MÁY CHUẨN ĐOÁN CƠ BẢN”
2. Nhiệm vụ đề tài
1/ Tìm hiểu chức năng của giắc OBD-II
2/ Tìm hiểu lý thuyết về giao tiếp mạng CAN và các chuẩn truyền trên ơ tơ
3/ Tìm hiểu các chức năng cơ bản của máy chuẩn đoán thong dụng
4/ Chế tạo thử nghiệm máy chuẩn đoán cơ bản
5/ Thực nghiệm trên một số xe và mơ hình động cơ thơng dụng
3. Sản phẩm của đề tài: MÁY CHUẨN ĐOÁN CƠ BẢN
4. Ngày giao nhiệm vụ đề tài:
5. Ngày hoàn thành nhiệm vụ:
TRƯỞNG BỘ MÔN
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
ThS Lê Quang Vũ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM
CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
Độc lập - Tự do – Hạnh phúc
Bộ môn ……………………………..
PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
(Dành cho giảng viên hướng dẫn)
Họ và tên sinh viên : NGUYỄN TẤN THIỆN
MSSV: 16145607
Hội đồng:………...
Tên đề tài: XÂY DỰNG VÀ THỬ NGHIỆM MÁY CHẨN ĐOÁN CƠ BẢN
Ngành đào tạo: Cơng nghệ Kỹ thuật Ơ tơ
Họ và tên GV hướng dẫn: ThS. Lê Quang Vũ
Ý KIẾN NHẬN XÉT
1. Nhận xét về tinh thần, thái độ làm việc của sinh viên
...................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................
2. Nhận xét về kết quả thực hiện của ĐATN
2.1. Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN:
...................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................
2.2. Nội dung đồ án:
(Cơ sở lý luận, tính thực tiễn và khả năng ứng dụng của đồ án, các hướng nghiên cứu có thể tiếp tục phát triển)
...................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................
2.3. Kết quả đạt được:
...................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................
2.4.Những tồn tại (nếu có):
...................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................
3. Đánh giá:
1.
2.
Điểm tối
đa
Mục đánh giá
TT
Hình thức và kết cấu ĐATN
Điểm đạt
được
30
Đúng format với đầy đủ cả hình thức và nội dung của các mục
10
Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan của đề tài
10
Tính cấp thiết của đề tài
10
Nội dung ĐATN
50
Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học và kỹ thuật, khoa
học xã hội…
5
Khả năng thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá
10
Khả năng thiết kế chế tạo một hệ thống, thành phần, hoặc quy trình
đáp ứng yêu cầu đưa ra với những ràng buộc thực tế.
15
Khả năng cải tiến và phát triển
15
Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên ngành…
5
3.
Đánh giá về khả năng ứng dụng của đề tài
10
4.
Sản phẩm cụ thể của ĐATN
10
Tổng điểm
100
4. Kết luận:
Được phép bảo vệ
Không được phép bảo vệ
TP.HCM, ngày
tháng 8 năm 2020
Giảng viên hướng dẫn
((Ký, ghi rõ họ tên)
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM
CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
Độc lập - Tự do – Hạnh phúc
Bộ môn ……………………………..
PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
(Dành cho giảng viên phản biện)
Họ và tên sinh viên : NGUYỄN TẤN THIỆN
MSSV: 16145607
Hội đồng:………...
Tên đề tài: NGHIÊN CỨU VÀ THỬ NGHIỆM MÁY CHẨN ĐOÁN CƠ BẢN
Ngành đào tạo: Cơng nghệ Kỹ thuật Ơ tơ
Họ và tên GV phản biện: (Mã GV) ..................................................................................................
Ý KIẾN NHẬN XÉT
1. Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN:
...................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................
2. Nội dung đồ án:
(Cơ sở lý luận, tính thực tiễn và khả năng ứng dụng của đồ án, các hướng nghiên cứu có thể tiếp tục phát triển)
...................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................
3. Kết quả đạt được:
...................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................
4. Những thiếu sót và tồn tại của ĐATN:
...................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................
5. Câu hỏi:
.................................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................................
6. Đánh giá:
1.
2.
Điểm tối đa
Mục đánh giá
TT
Hình thức và kết cấu ĐATN
Điểm đạt
được
30
Đúng format với đầy đủ cả hình thức và nội dung của các mục
10
Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan của đề tài
10
Tính cấp thiết của đề tài
10
Nội dung ĐATN
50
Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học và kỹ thuật,
khoa học xã hội…
5
Khả năng thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá
10
Khả năng thiết kế, chế tạo một hệ thống, thành phần, hoặc quy
trình đáp ứng yêu cầu đưa ra với những ràng buộc thực tế.
15
Khả năng cải tiến và phát triển
15
Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên
ngành…
5
3.
Đánh giá về khả năng ứng dụng của đề tài
10
4.
Sản phẩm cụ thể của ĐATN
10
Tổng điểm
100
7. Kết luận:
Được phép bảo vệ
Không được phép bảo vệ
TP.HCM, ngày
tháng 8 năm 2020
Giảng viên phản biện
((Ký, ghi rõ họ tên)
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
XÁC NHẬN HỒN THÀNH ĐỒ ÁN
Tên đề tài: “NGHIÊN CỨU VÀ THỬ NGHIỆM MÁY CHẨN ĐOÁN CƠ BẢN”
Họ và tên Sinh viên:
NGUYỄN TẤN THIỆN
MSSV: 16145607
Ngành: Công nghệ Kỹ thuật ô tô
Sau khi tiếp thu và điều chỉnh theo góp ý của Giảng viên hướng dẫn, Giảng viên phản
biện và các thành viên trong Hội đồng bảo về. Đồ án tốt nghiệp đã được hoàn chỉnh đúng
theo yêu cầu về nội dung và hình thức.
Chủ tịch Hội đồng:
Giảng viên hướng dẫn:
Giảng viên phản biện:
Tp. Hồ Chí Minh, ngày
tháng 8 năm 2020
LỜI CẢM ƠN
Trong q trình thực hiện đề tài cịn nhiều bỡ ngỡ, hạn chế và gặp khơng ít khó
khăn nhưng với sự quan tâm, đốc thúc của thầy ThS. Lê Quang Vũ cùng với sự nổ lực của
nhóm, đề tài “NGHIÊN CỨU VÀ THỬ NGHIỆM MÁY CHẨN ĐOÁN CƠ BẢN” đã được
hồn thành.
Một lần nữa, với tình cảm sâu sắc và chân thành, cho phép chúng em được bày tỏ
lòng biết ơn sâu sắc đến Thầy cùng tất cả q thầy cơ Khoa Cơ khí Động lực – Trường
Đại học Sư phạm Kỹ Thuật Thành phố Hồ Chí Minh, bạn bè và gia đình đã tạo mọi điều
kiện thuận lợi, hỗ trợ chúng em trong quá trình thực hiên và hoàn thiện đề tài.
Dù đã rất cố gắng và nỗ lực để thực hiện đề tài này, nhưng do kiến thức và thời
gian có hạn nên khơng tránh khỏi những thiếu sót và hạn chế, vì vậy chúng em rất mong
nhận được những ý kiến đóng góp của quý thầy cô cùng các bạn.
Chúng em xin chân thành cảm ơn!
i
TĨM TẮT
Ngành Cơng nghiệp ơ tơ là một ngành đang phát triển mạnh mẽ ở nước ta, biểu
hiện của việc này là số lượng ô tô ở các tỉnh đang ngày càng gia tăng đáng kế, doanh số
các xe bán được cũng tăng lên mức đỉnh điểm. Nhưng ngành Công nghiệp ơ tơ ở nước ta
cịn khá non trẻ so với các nước khác trên thế giới, đặc biệt ở phần kỹ thuật – thiết chẩn
đoán. Việc các máy chẩn đốn trên ơ tơ phát triển cũng cho thấy một chiếc ơ tơ đang
ngày càng hồn thiện ở tất cả các mặt hiệu suất làm việc, mức độ an toàn, thơng tin giải
trí và cả mặt chẩn đốn sửa chửa nhanh chóng.
Nắm bắt được tình hình đó, nhóm chúng em được đồng ý đã quyết định chọn đề
tài “NGHIÊN CỨU VÀ THỬ NGHIỆM MÁY CHẨN ĐOÁN CƠ BẢN” với sự hướng dẫn
của Thầy Lê Quang Vũ nhầm tạo ra một mơ hình nhỏ của máy chẩn đốn với các chức
năng cơ bản như đọc dữ liệu xe, đọc mã lỗi, xóa lỗi dựa trên lập trình đơn giản từ
Arduino. Bao gồm gửi yêu cầu bằng giao thức CAN qua cổng OBD-II trên xe, giải mã tin
nhắn CAN và hiển thị lên màn hình cảm ứng LCD TFT, tích hợp chức năng cảm ứng.
Thử nghiệm đọc dữ liệu, đọc lỗi trên mơ hình, trên xe và đồng thời, phát triển một máy
chẩn đoán cầm tay với các chức năng trên.
ii
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ......................................................................................................................i
TÓM TẮT .......................................................................................................................... ii
MỤC LỤC......................................................................................................................... iii
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU ................................................... vii
DANH MỤC CÁC HÌNH .................................................................................................ix
DANH MỤC CÁC BẢNG ............................................................................................. xiii
Chương 1. TỔNG QUAN ..................................................................................................1
1.1. Lý do chọn đề tài......................................................................................................1
1.2. Mục tiêu của đề tài ..................................................................................................2
1.3. Mục đích của đề tài..................................................................................................2
1.4. Phương pháp nghiên cứu ........................................................................................ 2
1.5. Hạn chế của đề tài....................................................................................................2
CHƯƠNG 2. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN OBD – TÌM HIỂU VỀ OBD-II ......................3
2.1. Lịch sử phát triển OBD ........................................................................................... 3
2.2. Các giao diện chuẩn trên ô tô .................................................................................4
2.2.1. ALDL ..................................................................................................................4
2.2.2. OBD-I .................................................................................................................5
2.2.3. OBD 1.5 ..............................................................................................................6
2.2.4. OBD-II ................................................................................................................7
2.2.5. EOBD ..................................................................................................................8
2.2.6. EOBD-II .............................................................................................................9
2.2.7. JOBD ..................................................................................................................9
2.2.8. ADR 79/01 & 79/02 (Australian OBD Standard) .............................................9
2.3. Khái quát về OBD – Các giao thức tín hiệu OBD-II tiêu chuẩn ....................... 10
2.3.1. Khái niệm OBD ................................................................................................ 10
iii
2.3.2. Các bộ phận của một hệ thống OBD............................................................... 10
2.3.3. Các giao thức tín hiệu của OBD – II .............................................................. 11
2.3.4. Dữ liệu chẩn đoán của OBD-II .......................................................................13
2.3.5. Phương thức hoạt động ...................................................................................13
2.3.6. Ứng dụng của OBD-II ..................................................................................... 15
Chương 3. CHẨN ĐOÁN – CHỨC NĂNG CỦA MÁY CHẨN ĐOÁN CƠ BẢN .....18
3.1. Kỹ thuật Chẩn đốn ơ tơ ....................................................................................... 18
3.1.1. Định nghĩa ........................................................................................................18
3.1.2. Mục đích của chẩn đốn..................................................................................18
3.1.3. Cơng cụ chẩn đốn ơ tơ ...................................................................................19
3.2. Các chức năng của máy chẩn đốn ......................................................................20
3.2.1. Đọc mã lỗi .........................................................................................................20
3.2.2. Xóa mã lỗi .........................................................................................................20
3.2.3. Dữ liệu động .....................................................................................................21
3.2.4. Trạng thái của trình giám sát ..........................................................................21
3.2.5. Thông tin xe, hộp điều khiển ...........................................................................22
Chương 4. LÝ THUYẾT VỀ MẠNG CAN ...................................................................23
4.1. Nguyên nhân và lịch sử phát triển .......................................................................23
4.1.1. Định nghĩa CAN Bus ....................................................................................... 23
4.1.2. Nguyên nhân ra đời của CAN Bus..................................................................23
4.1.3. Lịch sử về mạng CAN ...................................................................................... 24
4.2. Thuộc tính, ưu điểm và ứng dụng của CAN Bus ................................................25
4.2.1. Thuộc tính và ưu điểm của CAN Bus ............................................................. 25
4.2.2. Phạm vi ứng dụng của CAN Bus ....................................................................26
4.3. Cấu trúc của CAN Bus .......................................................................................... 27
4.3.1. Cấu trúc phân lớp của giao thức CAN............................................................ 27
4.3.2. Các thành phần cơ bản của mạng CAN ......................................................... 28
iv
4.3.3. Trạng thái tín hiệu và các chuẩn truyền trên mạng CAN ............................. 28
4.4. Các loại khung truyền của giao thức CAN ......................................................... 30
4.4.1. Khung dữ liệu (Data Frame) ...........................................................................31
4.4.2. Khung yêu cầu (Remote Frame) .....................................................................35
4.4.3. Khung báo lỗi (Error Frame) ..........................................................................36
4.4.4. Khung báo quá tải (Overload frame) .............................................................. 38
4.5. Khoảng liên khung ................................................................................................ 39
4.5.1. Vai trò và cấu trúc ............................................................................................ 39
4.5.2 Cấu tạo các vùng ............................................................................................... 40
4.6. Quy luật nhồi bit (Bit Stuffing) ............................................................................40
Chương 5. XÂY DỰNG MƠ HÌNH MÁY CHẨN ĐỐN CƠ BẢN .......................... 42
5.1. Thơng tin phần cứng ............................................................................................. 42
5.1.1. Arduino Nano ATmega328p ............................................................................42
5.1.2. Module CAN Bus MCP2515 ............................................................................43
5.1.3. Màn hình LCD TFT 2.4 inch ..........................................................................45
5.1.4. Module hạ áp LM2596 ..................................................................................... 46
5.1.5. Dây cáp DB9 - OBD-II ....................................................................................46
5.2. Phần mềm ...............................................................................................................47
5.2.1. Phần mềm lập trình – Arduino IDE................................................................ 47
5.2.2. Cài đặt thư viện trên Arduino IDE..................................................................48
5.2.3. Xây dựng giao diện hiển thị trên LCD ............................................................ 49
5.2.4. Xây dựng thuật tốn gửi và nhận tín hiệu CAN.............................................50
5.2.6. Kết nối các thuật toán ...................................................................................... 55
5.3. Thử nghiệm Module Arduino Uno – CAN Bus Shield – LCD trên xe Vios.....55
5.3.1. Thu thập dữ liệu trên xe Vios qua Arduino IDE ............................................56
5.3.2. Thu thập dữ liệu qua hiển thị LCD .................................................................56
5.4. Xây dựng mơ hình thiết bị chẩn đốn cơ bản ..................................................... 58
v
5.4.1. Vỏ thiết bị chẩn đoán ....................................................................................... 58
5.4.2. Thiết kế board mạch thiết bị chẩn đoán .......................................................... 58
Chương 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ......................................................................61
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................62
vi
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU
ABS
Anti-lock Brake System
ALDL
Assembly Line Diagnostic Link
CAL
CAN Application Layer
CALID
Calibration Identification
CAN
Controller Area Network
CAN FD
CAN flexible data-rate
CEL
Check Engine Light
CiA
CAN in Automation
CLCC
Closed Loop Carburetor Control
DRCS
Distributed Realtime Control System
DTCs
Diagnostics Trouble Codes
ECM
Electronic Control Module
ECU
Electronic Control Unit
EGR
Exhaust Gas Recirculation
EOBD
European On-Board Diagnostics
GM
General Motor
HDOBD
Heavy truck On-Board Diagnostics
iOBD
Intelligent On-Board Diagnostics
JOBD
Japan On-Board diagnostics
OBD
On-Board Diagnostics
OBD-II PIDs
On-Board Diagnostics Parameter Identification Numbers
OSI
Open Systems Interconnection
MIL
Malfunction Indicator Light
SAE
Society of Automotive Engineers
SES
Service Engine Soon
PCM
Powertrain Control Module
vii
PWM
Pulse-width modulation
TCM
Transmission Control Module
UART
Universal Asynchronous Receiver / Transmitter
VIN
Vehicle Identification Number
VPW
Variable pulse width
VVT
Variable Valve Timming
viii
DANH MỤC CÁC HÌNH
Trang
Hình 2.1. Các giắc nối trên ALDL .................................................................................15
Hình 2.2. Hình dạng các giắc OBD-I các hãng xe......................................................... 16
Hình 2.3. Các chân trên giắc OBD-I của hãng Toyota ..................................................16
Hình 2.4. Các chân giắc ALDL được dùng trong OBD-1.5 ...........................................17
Hình 2.5. Các chân ra của giắc OBD-II theo chuẩn SAE J1962 ...................................18
Hình 2.6. Ý nghĩa các kí tự trong mã lỗi chuẩn đốn ....................................................20
Hình 2.7. Các bộ phận của một hệ thống ECU .............................................................. 21
Hình 2.8. Các chân ra của giắc OBD-II theo chuẩn J1850 PWM .................................22
Hình 2.9. Các chân ra của giắc OBD-II theo chuẩn J1850 VWM .................................22
Hình 2.10. Các chân ra của giắc OBD-II theo chuẩn ISO 9141-2 và KWP2000 ..........23
Hình 2.11. Các chân ra của giắc OBD-II theo chuẩn ISO 15765 CAN......................... 24
Hình 2.12. Máy chuẩn đốn cầm tay với kết nối OBD-II...............................................26
Hình 2.13. Thiết bị chuẩn đốn qua điện thoại Smartphone - iOBD-II ......................... 27
Hình 2.14. Một phần mềm chuẩn đốn OBD qua máy tính – OBDAutoDoctor ............27
Hình 2.15. Thiết bị kiểm tra khí thải AutoLink AL529 tiêu chuẩn EOBD ..................... 28
Hình 3.1. Chuẩn đốn ơ tơ thơng qua máy chuẩn đốn .................................................30
Hình 3.2. Chuẩn đốn ơ tơ theo phương pháp truyền thống..........................................30
Hình 3.3. Hiển thị mã lỗi trên máy chuẩn đốn ............................................................. 31
Hình 3.4. Chức năng xóa lỗi trên máy chuẩn đốn ....................................................... 31
Hình 3.5. Chức năng hiển thị dữ liệu động trên máy chuẩn đốn .................................32
Hình 3.6. Hiển thị trạng thái của trình giám sát ............................................................ 32
Hình 3.7. Thơng tin của xe và bộ điều khiển ..................................................................33
Hình 4.1. Minh họa kết nối các ECU trên ô tô khi chưa sử dụng CAN Bus ..................34
Hình 4.2. Minh họa kết nối các ECU trên ơ tơ sử dụng CAN Bus .................................35
Hình 4.3. Mạng lưới đường truyền tín hiệu trên ơ tơ ..................................................... 38
ix
Hình 4.4a. Cấu trúc phân lớp của mạng CAN theo mơ hình OSI ..................................38
Hình 4.4b. Cấu trúc phân lớp của mạng CAN theo mơ hình OSI ..................................39
Hình 4.5. Các thành phần cơ bản của mạng CAN ......................................................... 39
Hình 4.6. Minh họa mạng CAN tốc độ cao ISO 11898-2 ...............................................40
Hình 4.7. Tín hiệu CAN tốc độ cao ISO 11898-2 ........................................................... 40
Hình 4.8. Minh họa mạng CAN tốc độ thấp ISO 11898-3 .............................................41
Hình 4.9. Tín hiệu CAN tốc độ thấp ISO 11898-3 ......................................................... 41
Hình 4.10. Định dạng khung tiêu chuẩn ........................................................................42
Hình 4.11. Định dạng khung mở rộng ............................................................................42
Hình 4.12. Các phân lớp bit của vùng phân xử.............................................................. 44
Hình 4.13. Giá trị của các bit DLC ................................................................................44
Hình 4.14. Độ dài tối thiểu và tối đa của vùng dữ liệu ..................................................45
Hình 4.15. Các phần của vùng CRC ..............................................................................45
Hình 4.16. Các phần của vùng ACK ..............................................................................46
Hình 4.17. Khung yêu cầu dạng chuẩn ..........................................................................47
Hình 4.18. Các phần của khung báo lỗi .........................................................................47
Hình 4.19. Cờ lỗi chủ động và bị động ..........................................................................48
Hình 4.20. Các phần của khung quá tải .........................................................................49
Hình 4.21. Cấu trúc 1 của khoảng liên khung................................................................ 50
Hình 4.22. Cấu trúc 2 của khoảng liên khung................................................................ 50
Hình 4.23. Phương pháp nhồi bit ...................................................................................51
Hình 5.1. Module Arduino Nano ....................................................................................53
Hình 5.2. Các chân trên Module Arduino Nano ............................................................ 53
Hình 5.3. Module CAN Bus MCP2515 ...........................................................................54
Hình 5.4. Các chân chức năng và Chip xử lí của module MCP2515 ............................ 55
Hình 5.5. Màn hình LCD TFT 2.4 inch ..........................................................................56
Hình 5.6. Module giảm áp .............................................................................................. 57
x
Hình 5.7. Dây cáp DB9 – OBD-II ..................................................................................58
Hình 5.8. Kết nối giữa 2 đầu cáp DB9 – OBD-II ........................................................... 58
Hình 5.9. Giao diện của Arduino IDE............................................................................59
Hình 5.10. Giao diện màn hình chính và màn hình đọc dữ liệu hiện tại ....................... 60
Hình 5.11. Giao diện màn đọc mã lỗi chẩn đốn và màn hình xóa lỗi .......................... 61
Hình 5.12. Cấu trúc ID vùng dữ liệu trong tin nhắn CAN theo tiêu chuẩn OBD-II ......61
Hình 5.13. ID và vùng dữ liệu của tin yêu cầu và tin phản hồi......................................61
Hình 5.14. PID và cơng thức tính của Tốc độ xe và Tua máy (Engine RPM) ...............62
Hình 5.15. Đường dẫn Code OBD-II mẫu theo thư viện CAN.......................................63
Hình 5.16. Cấu trúc vùng dữ liệu trong tin nhắn CAN yêu cầu .....................................63
Hình 5.17. Vùng dữ liệu trong tin nhắn CAN phẩn hồi tốc độ xe ..................................63
Hình 5.18. Một vài thơng số từ ECU trong chế độ đọc dữ liệu hiện tại chuẩn OBD-II 64
Hình 5.19. Chương trình gửi tin nhắn CAN cho các chế độ của OBD-II ...................... 64
Hình 5.20. Vùng dữ liệu tin nhắn CAN phản hồi ........................................................... 64
Hình 5.21. Chuyển đổi hai kí tự đầu trong mã lỗi chẩn đốn OBD-II .......................... 65
Hình 5.22. Chuyển đổi kí tự 3-4-5 trong mã lỗi chẩn đốn OBD-II .............................. 65
Hình 5.23. Sơ đồ khối tổng qt thuật tốn của thiết bị chẩn đốn............................... 66
Hình 5.24. Module thử nghiệm thiết bị chẩn đốn ......................................................... 66
Hình 5.25. Dữ liệu thu thập được từ arduino khi khi thử nghiệm module trên xe .........67
Hình 5.26. Dữ liệu đọc được từ xe .................................................................................67
Hình 5.27. Thơng số hiển thị trên bảng Taplo xe khi đọc dữ liệu ..................................67
Hình 5.28. Tạo lỗi tại giắc của cảm biến lưu lượng khí nạp .........................................68
Hình 5.29. Mã lỗi thu được sau khi tạo ban và đọc lỗi ..................................................68
Hình 5.30. Tra cứu mã lỗi thu thập được .......................................................................68
Hình 5.31. Xóa lỗi và kiểm tra lỗi lại .............................................................................69
Hình 5.32. Vỏ thiết bị chẩn đốn ....................................................................................69
Hình 5.33. Sơ đồ kết nối các module ..............................................................................70
xi
Hình 5.34. Mạch ngun lý của thiết bị chẩn đốn ........................................................ 70
Hình 5.35. Bản vẽ mạch điện tử của thiết bị chẩn đoán ................................................71
xii
DANH MỤC CÁC BẢNG
Trang
Bảng 4.1. Liên hệ giữa tốc độ truyền dữ liệu và chiều dài mạng...................................37
Bảng 5.1. Các thông số cơ bản của Arduino Nano ........................................................ 54
Bảng 5.2. Các thông số cơ bản của Module MCP2515 .................................................55
Bảng 5.3. Các thông số cơ bản của LCD .......................................................................56
Bảng 5.4. Các thông số cơ bản của Module hạ áp LM2596 ..........................................57
Bảng 5.5. Các chế độ chẩn đoán của OBD-II ................................................................ 62
xiii
Chương 1. TỔNG QUAN
1.1. Lý do chọn đề tài
Kinh tế nước ta từ khi mở cửa hội nhập và đi theo nền kinh tế thị trường theo định
hướng xã hôi chủ nghĩa đã có những bước phát triễn mạnh mẽ. Khi nền kinh tế phát triển
thì địi hỏi ngành giao thông cũng phải phát triển mạnh mẽ để đáp ứng nhu cầu vận
chuyển hàng hóa và hành khách ngày càng gia tăng. Để đáp ứng nhu cầu vận chuyển đó
có các loại hình vận chuyển như: đường bộ, đường hàng khơng, đường biển,… Nhưng
trong đó vận chuyển đường bộ là phát triển mạnh mẽ nhất và đáp ứng phần lớn nhu cầu
vận chuyển của nền kinh tế. Chính vì vậy trong thời gian gần đây số lượng và chủng loại
ô tô nước ta tăng một cách đáng kể. Cùng với q trình vận hành theo thời gian ơ tơ sẽ
xảy ra những hiện tượng hư hỏng ảnh hưởng đến khả năng vận chuyển của các loai ô tô.
Để đảm bảo năng suất cũng như kéo dài thời gian sử dụng các loại phương tiện, trong
quá trình hoạt động phải thường xuyên thực hiện công tác kiểm tra, bảo dưỡng, sửa chữa.
Chính vì vậy nhu cầu về cơng tác bảo dưỡng sửa chữa các loại ơ tơ càng địi hỏi cấp thiết.
Trước đây khi ô tô đơn thuần chỉ là một hệ thống cơ khí thì cơng tác bảo dưỡng
sửa chữa phụ thuộc nhiều vào trình độ của người thợ và công tác sửa chữa tốn rất nhiều
thời gian. Từ những năm 80 của thế kỉ trước các loại vi mạch điện tử đã được con người
bắt đầu sử dụng trên ô tô. Theo thời gian điều khiển điện tử tham gia sâu vào q trình
điều khiển ơ tơ thì phương pháp chuẩn đoán điện tử càng xuất hiện nhiều để dễ dàng
giám sát các trạng thái và thơng báo tình trạng hỏng hóc của ơ tơ. Cho đến hiện tại các xe
sản xuất buộc phải có hệ thống tự chuẩn đốn mã lỗi tiêu chuẩn đó là hệ thống mã lỗi tiêu
chuẩn OBD-II (On-Board Diagnostic II) với giao thức CAN.
Trong q trình học tập của mình, chúng em ln mong muốn tìm tịi và áp dụng
các kỹ thuật tiên tiến vào công tác bảo dưỡng sửa chữa để công tác bảo dưỡng sủa chữa
được chính xác và tiết kiệm. Do đó chúng em đã nghiên cứu về ứng dụng máy chuẩn
đốn kỹ thuật trong cơng tác bảo dưỡng xe ơ tơ. Hiện nay trên thị trường có rất nhiều loại
máy chuẩn đoán cho nhiều chủng loại xe của rất nhiều hãng khác nhau, chúng em rất
mong muốn có thể tìm hiểu về tất cả loại máy này. Do khối lượng và thời gian hồn
thành đồ án tốt nghiệp có hạn nên em chỉ xin đi tìm hiểu và xây dựng một máy chuẩn
đốn đọc các thơng tin cơ bản.
1
1.2. Mục tiêu của đề tài
Nhằm phục vụ cho công tác giảng dạy và tạo điều kiện thuận lợi cho giáo viên
hướng dẫn sinh viên trong quá trình học tập, giúp sinh viên ứng dụng được ngay bài học
lý thuyết vào thực hành.
1.3. Mục đích của đề tài
Trong q trình nghiên cứu thực hiện đề tài này, bản thân em nhận thấy đây là cơ
hội để cũng cố lại kiến thức mà mình đã được học. Ngồi ra em cịn tìm hiểu được những
kiếm thức thực tế mà ở trường chưa được học. Đó là sự bổ ích cho ems au này ra trường.
Thực hiện tiểu luận tốt nghiệp cũng là dịp để chúng em nâng cao các kỹ năng nghề
nghiệp, khả năng nghiên cứu và phương pháp giải quyết các vấn đề.
Cuối cùng việc hoàn thành tiểu luận tốt nghiệp sẽ giúp sinh viên tinh thần trách
nhiệm, lòng say mê học hỏi, sáng tạo. Và quan trọng là lòng yêu nghề.
1.4. Phương pháp nghiên cứu
Trong quá trình thực hiện đề tài chúng em có sử dụng một số phương pháp nghiên
cứu sau:
• Sử dụng kiến thức đã học trong nhà trường và quá trình trải nghiệm của bản
thân, nghiên cứu tài liệu về chuẩn đốn bệnh ơ tơ.
• Tìm kiếm các thông tin trên internet, các website trong và ngồi nước sau
đó so sánh và sàng lọc để sử dụng thơng tin cần thiết và đáng tin cậy.
• Tham khảo ý kiến của giảng viên, các bạn sinh viên trong khoa cơng nghệ ơ
tơ, …
• Tổng hợp và phân tích các nguồn dữ liệu thu thập được, từ đó đưa ra những
đánh giá và nhận xét của bản thân.
1.5. Hạn chế của đề tài
Do thời gian và kiến thức có hạn nên khơng thể, nghiên cứu nhiều hơn xây dựng
một mơ hình hồn thiện cũng như khơng tránh khỏi những sai sót. Vì vậy chúng em rất
mong được sự đóng góp chỉ bảo của các thầy cơ để đề tài được hồn thiện hơn và đó là
những kinh nghiệm giúp em sau này ra trường.
2
CHƯƠNG 2. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN OBD – TÌM HIỂU VỀ OBD-II
2.1. Lịch sử phát triển OBD
Năm 1968, Volkswagen giới thiệu hệ thống tự chẩn đoán trên xe đầu tiên với khả
năng quét hệ thống phun nhiên liệu trên xe Volkswagen Type 3.
Năm 1978, hệ thống tự chẩn đoán bắt đầu được sử dụng trên các dòng xe như
Nissan Datsun 280Z, phần lớn được thúc đẩy bởi nhu cầu điều chỉnh hệ thống phun nhiên
liệu theo thời gian thực. Lúc này, Hộp điều khiển điện tử ECU đã phát triển mạnh mẽ và
trở nên phổ biến. Hệ thống OBD đơn giản xuất hiện, dù khơng có sự tiêu chuẩn hóa trong
việc giám sát và mỗi xe lại có một giắc chẩn đoán khác nhau.
Năm 1980, General Motors bổ sung một giao diện và giao thức độc quyền để thử
nghiệm Mô-đun điều khiển động cơ (ECM) trên dây chuyền lắp ghép xe. Các “Bộ đường
truyền liên kết chẩn đoán” (ALDL) giao thức truyền tải với 160bit/s thi hành trên các xe
ở California cho mẫu xe năm 1980, và phần còn lại của Hoa Kỳ năm 1981. Hầu hết các
chủ xe đều có thể đọc mã DTC (Diagnostic Trouble Code) của hệ thống ECM (Mô-đun
điều khiển động cơ) thông qua kiểu nhấp nháy của CEL (Check Engine Light) hoặc MIL
(Malfunction Indicator Light).
Năm 1986, một phiên bản nâng cấp của giao thức ALDL xuất hiện, phiên bản này
truyền tải với 8192 bit/s với tín hiệu UART một chiều. Giao thức này được định nghĩa
trong GM XDE-5024B.
Năm 1988, Hiệp hội các kỹ sư ô tơ (SAE) giới thiệu một đầu nối chẩn đốn tiêu
chuẩn và bộ tín hiệu đo kiểm.
Năm 1991, Ban Tài Nguyên & Môi Trường của California yêu cầu tất cả các xe
mới đã bán ở California năm 1991 và các xe mới hơn phải được trang bị hệ thống tự chẩn
đoán OBD cơ bản. Với tên gọi tắt là “OBD-I’’, mặc dù tên này không được ứng dụng cho
đến khi OBD-II được giới thiệu. Đầu kết nối dữ liệu và vị trí của nó khơng được tiêu
chuẩn hóa, cũng khơng phải là giao thức dữ liệu.
Năm 1994, Với mong muốn có một chương trình thử nghiệm khí thải trên tồn
tiểu bang, CARB đưa ra tiêu chuẩn OBD-II và yêu cầu áp dụng tiêu chuẩn này cho các
mẫu xe được bán tại California bắt đầu từ năm 1996. Các DTCs và đầu kết nối được đề
xuất bởi SAE được kết hợp chặt chẽ trong các đặc điểm kỹ thuật này.
3
