Đồ án: Chẩn đoán động cơ Toyota bằng phần mềm Techstream (HCMUTE)

Hướng dẫn chẩn đoán động cơ Toyota bằng Techstream. Chi tiết các bước đọc lỗi, phân tích dữ liệu và sửa chữa chính xác, chuyên nghiệp.

• Tác giả: Vũ Bình Chánh
• Người hướng dẫn: Đỗ Quốc Ấm, PhD
• Trường học: Ho Chi Minh City University of Technology and Education
• Chuyên ngành: Automotive Engineering
• Đề tài: Using Techstream Software To Diagnose Toyota Engine Operation
• Loại tài liệu: graduation project
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Ho Chi Minh City

Mục lục chi tiết

• Acknowledgements
• Abstract
• 1. CHAPTER 1: INTRODUCTION
• 1.1. The Reason to Choose a Project
• 1.2. Objective of Project
• 2. CHAPTER 2: LITERATURE REVIEW & TECHSTREAM SOFTWARE
• 2.1. Theoretical Basis of On-Board Diagnostics
• 2.1.1. Introduction
• 2.1.2. OBD
• 2.1.3. OBD II
• 2.2. Diagnostic Steps and Procedures
• 2.2.1. The 6-Step Diagnostic
• 2.2.2. DTC Check Operation Flow
• 2.2.3. DTC Information
• 2.3. What is TECHSTREAM Software?
• 2.4. What Car Models Are Supported by TECHSTREAM Software?
• 2.5. The Advantages Of TECHSTREAM Software
• 2.6. The Functions of TECHSTREAM Software
• 2.7. Trouble Codes Type 1
• 2.8. Trouble Codes Type 2 and Type 3
• 2.9. Freeze Frame Data Display
• 2.9.1. Single Freeze Frame Data
• 2.9.2. Multi Freeze Frame Data
• 2.10. Active Test Selection
• 2.11. Active Test Control
• 2.12. Select Customize Function
• 2.13. Customize Parameter Select
• 3. CHAPTER 3 ENGINE CONTROL SYSTEM THEORY
• 3.1. Introduction of Engine Control System
• 3.2. Oxygen Sensor and Air/Fuel Sensor Theory
• 3.2.1. Oxygen Sensor Operation and Oxygen Sensor Heater
• 3.2.2. Oxygen Sensor Operation
• 3.2.3. Oxygen Sensor Heater
• 3.2.4. Air/Fuel Sensor Operation and Air/Fuel Sensor Heater
• 3.2.5. Air/Fuel Sensor Operation
• 3.2.6. Air/Fuel Sensor Heater
• 3.3. Mass Air Flow Sensor Theory
• 3.3.1. Mass Air Flow Theory Operation
• 3.3.2. Mass Air Flow Circuit
• 3.4. Throttle Position Sensor Theory
• 3.4.1. Dual Output Contact Type TPS Operation
• 3.4.2. Dual Output Non-Contact Type TPS Operation
• 3.5. Engine Coolant Temperature Theory
• 3.6. Fuel System Diagnosis
• 3.6.1. Fuel System Overview
• 3.6.2. Review of Injection Duration Theory
• 3.6.3. Oxygen Feedback Correction
• 3.6.4. Fuel Trim Impact on Injection Duration
• 3.6.5. How Short Fuel Trim Works
• 3.6.6. How Long Fuel Trim Works
• 3.7. Closed Loop Systems
• 3.7.1. Closed Loop Fuel Control
• 3.7.2. Closed Loop Operation
• 3.7.3. Close Loop Control Quick Check
• 3.7.4. Effects of Incorrect Closed Loop Control
• 3.8. Open Loop System
• 3.9. Engine Misfire Diagnosis
• 3.9.1. Misfire Monitor Types A and B
• 3.9.2. Misfire Monitor Type A
• 3.9.3. Misfire Monitor Type B
• 3.9.4. 1998 and Earlier Models
• 3.9.5. 1999 and Later Models
• 3.9.6. Misfire Data List
• 3.9.7. Multiple Cylinder Misfire Diagnosis
• 4. CHAPTER 4: EXPERIMENT RESULTS
• 4.1. Observing The Change in Output Values Using Data List
• 4.1.1. Data List of 2AR-FE Gasoline Engine
• 4.1.2. When Engine Is Idling
• 4.1.3. When Engine Operate at 2000 RPM
• 4.1.4. Data List of 2KD-FTV Diesel Engine
• 4.1.5. When Ignition ON
• 4.1.6. When Engine Is Idling
• 4.2. Using Active Test to Check Actuators of 2AR-FE Engine
• 4.2.1. Active Test with Fuel Pump
• 4.2.2. Active Test with Control the Select Cylinder Fuel Cut.1 Control The 2AR-FE Gasoline Engine's Select Cylinder Fuel Cut
• 4.2.3. Control The 2KD-FTV Diesel Engine's Select Cylinder Fuel Cut
• 4.2.4. Control The 2AR-FE Gasoline Engine's All Cylinder Fuel Cut
• 4.2.5. Active Test with Control VVT Linear
• 4.2.6. Active Test with Control the Injection Volume for A/F Sensor
• 4.2.6.1. Outputs Value When the Injection Volume Is 0%
• 4.2.6.2. Outputs Value When the Injection Volume Is -12
• 4.2.6.3. Outputs Value When the Injection Volume Is +12
• 4.3. Fault Simulation in Internal Combustion Engine Control System
• 4.3.1. Checking The Operation of the Oxygen Sensor
• 4.3.1.1. Oxygen Sensor Feedback When Normal Operating Condition
• 4.3.1.2. Oxygen Sensor Feedback When Rich Mixture
• 4.3.1.3. Oxygen Sensor Feedback When Lean Mixture
• 4.3.1.4. A Situation Rich Fuel Involve the Brake System
• 4.3.2. Checking The Operation of Throttle Position Sensor
• 4.3.2.1. Throttle Position Sensor When Normal Operating Condition
• 4.3.2.2. Throttle Position Sensor When Is Disconnected
• 4.3.3. Checking The Operation of the Engine Coolant Temperature Sensor
• 4.3.3.1. Engine Coolant Temperature When Normal Operating Condition
• 4.3.3.2. Engine Coolant Temperature When Is Disconnected
• 4.3.4. Checking The Operation of the Mass Air Flow Sensor
• 4.3.4.1. Mass Air Flow Sensor When Normal Operating Condition
• 4.3.4.2. Mass Air Flow Sensor When Is Disconnected
• 4.3.5. The Simulation Misfire Operation
• 4.3.5.1. Data List of the Engine When It Has Misfire
• 4.3.5.2. Monitor Screen of Misfire
• List of Figures
• List of Tables

Tóm tắt

I. Đồ án HCMUTE Tổng quan chẩn đoán động cơ Toyota với Techstream

Đồ án tốt nghiệp tại HCMUTE tập trung vào việc ứng dụng phần mềm Techstream để chẩn đoán hoạt động động cơ Toyota. Mục tiêu là giúp sinh viên nắm vững các tính năng chính của Techstream như Active Test, Data List, và Trouble Codes, từ đó hiểu rõ hơn về cách phần mềm tương tác với xe và ảnh hưởng của nó đến hiệu suất xe. Kiến thức này, kết hợp với nền tảng về hệ thống điều khiển động cơ, sẽ giúp sinh viên thành thạo quy trình chẩn đoán hệ thống điều khiển động cơ. Theo tài liệu, "Chúng tôi tập trung vào việc hiểu các tính năng chính của TECHSTREAM hỗ trợ chẩn đoán động cơ, chẳng hạn như Active Test, Data List và Trouble Codes."

1.1. Giới thiệu phần mềm Techstream trong chẩn đoán Toyota

Techstream là một phần mềm chẩn đoán chuyên dụng được phát triển bởi Toyota để chẩn đoán và sửa chữa các xe Toyota, Lexus và Scion. Phần mềm này cung cấp một loạt các chức năng, bao gồm đọc mã lỗi (mã lỗi Toyota), xem dữ liệu trực tiếp (data list Toyota), thực hiện các bài kiểm tra kích hoạt (active test Toyota), và tùy chỉnh cài đặt (customization Toyota Techstream). Techstream giúp kỹ thuật viên nhanh chóng xác định và khắc phục các sự cố động cơ. Tài liệu gốc mô tả Techstream như "phần mềm sửa chữa các xe thế hệ tiếp theo một cách nhanh chóng và hiệu quả".

1.2. Ưu điểm nổi bật của phần mềm Techstream cho kỹ thuật viên

Techstream có giao diện trực quan, dễ sử dụng, cho phép kỹ thuật viên nắm bắt nhanh chóng các thao tác. Phần mềm cung cấp các chức năng chuyên biệt và chính xác, giúp điều chỉnh, kiểm tra hệ thống, đặt lại góc lái hoặc bướm ga. Đồng thời, Techstream kiểm soát dữ liệu hiện tại và các thông số xe thông qua hệ thống động cơ một cách chính xác hơn. Quan trọng hơn, Techstream có chi phí hợp lý, phù hợp với nhiều xưởng dịch vụ và kỹ thuật viên độc lập. "Nhiều khách hàng sử dụng TECHSTREAM software đánh giá nó đơn giản để sử dụng, đặc biệt là khả năng chủ động nắm vững tất cả các hoạt động công nghệ ô tô".

II. Vấn đề thách thức Chẩn đoán động cơ Toyota hiệu quả

Trong quá trình sử dụng, xe ô tô không tránh khỏi các vấn đề, đặc biệt là các lỗi hệ thống. Việc có một công cụ để kiểm tra và sửa lỗi là vô cùng quan trọng. Phần mềm Techstream ra đời để giải quyết các vấn đề này. Tuy nhiên, việc sử dụng hiệu quả Techstream đòi hỏi kỹ thuật viên phải có kiến thức chuyên sâu về hệ thống điều khiển động cơ và khả năng phân tích dữ liệu. Ngoài ra, sự đa dạng của các dòng xe Toyota và các phiên bản phần mềm Techstream cũng tạo ra những thách thức trong việc chẩn đoán và sửa chữa. Việc cập nhật kiến thức và kỹ năng thường xuyên là điều cần thiết để làm chủ công cụ này.

2.1. Các lỗi thường gặp trong hệ thống động cơ Toyota

Hệ thống động cơ Toyota, mặc dù nổi tiếng về độ bền bỉ, vẫn có thể gặp phải một số lỗi phổ biến như: lỗi cảm biến (ví dụ, cảm biến oxy, cảm biến lưu lượng khí nạp), lỗi hệ thống phun nhiên liệu, lỗi hệ thống đánh lửa, lỗi hệ thống kiểm soát khí thải. Việc xác định chính xác nguyên nhân gây ra lỗi đòi hỏi kỹ thuật viên phải sử dụng Techstream để đọc mã lỗi và phân tích data list. Các thông tin này giúp khoanh vùng khu vực bị lỗi và tiến hành kiểm tra chi tiết hơn. "Kiểm tra DTC data có thể giúp chỉ ra nguyên nhân gây ra vấn đề".

2.2. Khó khăn khi sử dụng phần mềm Techstream cho người mới

Mặc dù giao diện Techstream khá thân thiện, nhưng người mới sử dụng có thể gặp khó khăn trong việc điều hướng các chức năng, hiểu các thông số kỹ thuật, và phân tích dữ liệu. Việc thiếu kinh nghiệm thực tế và kiến thức nền tảng về hệ thống điều khiển động cơ cũng là một trở ngại lớn. Ngoài ra, việc cấu hình và cập nhật phần mềm Techstream, cũng như lựa chọn các công cụ hỗ trợ (ví dụ, cáp kết nối) phù hợp, cũng có thể gây ra khó khăn ban đầu. Việc đọc và hiểu tài liệu hướng dẫn sử dụng Techstream là rất quan trọng.

III. Phương pháp Chẩn đoán bằng Techstream Data List Active Test

Có hai phương pháp chính để chẩn đoán động cơ Toyota bằng Techstream: sử dụng Data List và Active Test. Data List cho phép kỹ thuật viên theo dõi các thông số hoạt động của động cơ theo thời gian thực, giúp phát hiện các bất thường. Active Test cho phép kích hoạt các bộ phận chấp hành của động cơ để kiểm tra chức năng. Kết hợp hai phương pháp này, kỹ thuật viên có thể xác định chính xác nguyên nhân gây ra lỗi và đưa ra giải pháp sửa chữa phù hợp. Techstream trang bị đầy đủ các tính năng cần thiết cho việc chẩn đoán.

3.1. Phân tích Data List Theo dõi thông số động cơ trực tiếp

Data List trong Techstream hiển thị các thông số hoạt động của động cơ như tốc độ động cơ (RPM), nhiệt độ nước làm mát, áp suất nhiên liệu, góc mở bướm ga, và điện áp cảm biến. Kỹ thuật viên có thể theo dõi các thông số này theo thời gian thực và so sánh chúng với các giá trị tiêu chuẩn để phát hiện các bất thường. Ví dụ, nếu nhiệt độ nước làm mát quá cao, có thể có vấn đề với hệ thống làm mát. Việc ghi lại Data List trong quá trình hoạt động của xe cũng giúp kỹ thuật viên phân tích các lỗi không liên tục. "Dữ liệu máy tính xe (ECU) cũng có thể được theo dõi bằng số hoặc ở dạng đồ thị".

3.2. Thực hiện Active Test Kiểm tra chức năng bộ phận chấp hành

Active Test trong Techstream cho phép kỹ thuật viên kích hoạt các bộ phận chấp hành của động cơ như bơm nhiên liệu, van không tải, van biến thiên thời gian đóng mở van (VVT). Việc này giúp kiểm tra xem các bộ phận này có hoạt động đúng chức năng hay không. Ví dụ, kích hoạt bơm nhiên liệu và theo dõi áp suất nhiên liệu giúp xác định xem bơm có hoạt động hiệu quả hay không. Active Test là công cụ mạnh mẽ để xác định các lỗi liên quan đến bộ phận chấp hành. "Thử nghiệm chủ động là một chức năng để điều khiển cưỡng bức rơle, bộ truyền động, van điện từ, v.v.".

IV. Ứng dụng Chẩn đoán sửa chữa lỗi động cơ thực tế với Techstream

Đồ án HCMUTE tập trung vào ứng dụng thực tế của Techstream trong việc chẩn đoán và sửa chữa các lỗi động cơ Toyota thường gặp. Sinh viên được thực hành trên các xe Toyota thực tế, sử dụng Techstream để đọc mã lỗi, phân tích data list, và thực hiện active test. Qua đó, sinh viên có thể áp dụng kiến thức đã học để giải quyết các vấn đề thực tế và nâng cao kỹ năng chẩn đoán và sửa chữa. Các ví dụ cụ thể về chẩn đoán lỗi cảm biến, hệ thống phun nhiên liệu, và hệ thống đánh lửa được trình bày trong đồ án.

4.1. Ví dụ Chẩn đoán lỗi cảm biến oxy O2 sensor với Techstream

Sử dụng Techstream, kỹ thuật viên có thể theo dõi điện áp đầu ra của cảm biến oxy (O2 sensor) trong Data List. Nếu điện áp không thay đổi hoặc nằm ngoài phạm vi cho phép, có thể cảm biến oxy bị lỗi. Active Test cũng có thể được sử dụng để kiểm tra chức năng của bộ sưởi cảm biến oxy. Nếu bộ sưởi không hoạt động, cảm biến oxy sẽ không đạt được nhiệt độ hoạt động và sẽ không cung cấp dữ liệu chính xác. Việc thay thế cảm biến oxy bị lỗi có thể cải thiện hiệu suất động cơ và giảm lượng khí thải. "Các xe OBD II yêu cầu hai cảm biến khí thải: một trước và một sau bộ chuyển đổi xúc tác."

4.2. Ví dụ Kiểm tra hệ thống phun nhiên liệu với Techstream

Sử dụng Techstream, kỹ thuật viên có thể theo dõi áp suất nhiên liệu, thời gian phun nhiên liệu và các thông số liên quan đến hệ thống phun nhiên liệu trong Data List. Nếu áp suất nhiên liệu quá thấp hoặc thời gian phun nhiên liệu quá ngắn, có thể có vấn đề với bơm nhiên liệu, kim phun hoặc bộ điều chỉnh áp suất nhiên liệu. Active Test có thể được sử dụng để kích hoạt bơm nhiên liệu và kiểm tra áp suất nhiên liệu. Việc làm sạch hoặc thay thế các kim phun bị tắc nghẽn có thể cải thiện hiệu suất động cơ và giảm lượng khí thải.

V. Kết luận Tầm quan trọng của Techstream hướng phát triển

Đồ án HCMUTE đã chứng minh tầm quan trọng của phần mềm Techstream trong việc chẩn đoán hoạt động động cơ Toyota. Techstream là công cụ mạnh mẽ giúp kỹ thuật viên nhanh chóng xác định và khắc phục các sự cố động cơ, tiết kiệm thời gian và chi phí sửa chữa. Trong tương lai, Techstream sẽ tiếp tục được phát triển và cải tiến để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của ngành công nghiệp ô tô. Việc làm chủ Techstream là yếu tố quan trọng để trở thành một kỹ thuật viên ô tô chuyên nghiệp.

5.1. Xu hướng phát triển của phần mềm chẩn đoán ô tô Techstream

Các nhà phát triển Techstream sẽ tiếp tục tích hợp các tính năng mới, cải thiện giao diện người dùng, và tăng cường khả năng kết nối với các hệ thống xe khác. Sự phát triển của trí tuệ nhân tạo (AI) và học máy (Machine Learning) cũng có thể được ứng dụng để tự động hóa quy trình chẩn đoán và cung cấp các giải pháp sửa chữa tối ưu. Việc kết hợp Techstream với các công cụ chẩn đoán từ xa cũng là một xu hướng tiềm năng.

5.2. Đề xuất cho đào tạo sử dụng Techstream tại HCMUTE

Chương trình đào tạo sử dụng Techstream tại HCMUTE nên tập trung vào thực hành, cung cấp cho sinh viên cơ hội làm việc với các xe Toyota thực tế và giải quyết các vấn đề thực tế. Việc cập nhật chương trình đào tạo thường xuyên để theo kịp với các phiên bản mới nhất của Techstream và các công nghệ ô tô mới cũng là rất quan trọng. Ngoài ra, việc hợp tác với các xưởng dịch vụ ô tô để cung cấp các cơ hội thực tập cho sinh viên cũng sẽ giúp nâng cao chất lượng đào tạo.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong bối cảnh hội nhập kinh tế và sự gia tăng nhu cầu vận chuyển hàng hóa, hành khách tại Việt Nam, ngành giao thông vận tải đường bộ có sự phát triển vượt bậc. Sự gia tăng nhanh chóng về số lượng và chủng loại ô tô lưu hành kéo theo nhu cầu cấp thiết về công tác kiểm tra, bảo dưỡng và sửa chữa phương tiện. Tại thị trường Việt Nam, thương hiệu Toyota chiếm thị phần lớn (trên 50% số lượng xe bán ra và nhu cầu dịch vụ kỹ thuật).

Cùng với sự phát triển của công nghệ ô tô, hệ thống điều khiển điện tử ngày càng can thiệp sâu vào quá trình vận hành của động cơ và toàn bộ phương tiện. Điều này đòi hỏi các phương pháp chẩn đoán kỹ thuật phải chuyển đổi từ phương pháp cơ - điện truyền thống sang ứng dụng các thiết bị chẩn đoán chuyên dụng và phần mềm chuyên hãng. Tiêu chuẩn tự chẩn đoán OBD-II (On-Board Diagnostic II) được chuẩn hóa trên các dòng xe thương mại nhằm kiểm soát khí thải và hỗ trợ khoanh vùng sự cố. Nhằm đáp ứng yêu cầu sửa chữa các thế hệ xe hiện đại, hãng Toyota đã phát triển phần mềm chẩn đoán chuyên dụng Techstream.

Đề tài "Using TECHSTREAM software to diagnose Toyota engine operation" (Sử dụng phần mềm Techstream để chẩn đoán hoạt động động cơ Toyota) được nhóm tác giả Vũ Bình Chánh và Lê Hồng Hiệu thực hiện dưới sự hướng dẫn của TS. Đỗ Quốc Ấm tại Khoa Đào tạo Chất lượng cao, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM (hoàn thành tháng 12/2022, mã số lưu trữ SKL010464).

Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài bao gồm:

1. Nghiên cứu cơ sở lý thuyết hệ thống tự chẩn đoán OBD, OBD-II và các tiêu chuẩn giám sát trên động cơ ô tô.
2. Tìm hiểu cấu trúc, tính năng và phương thức tương tác của phần mềm chuyên hãng Toyota Techstream (Trouble Codes, Freeze Frame Data, Data List, Active Test, Monitor, Customize, Health Check).
3. Hệ thống hóa lý thuyết hệ thống điều khiển động cơ: cảm biến lưu lượng khí nạp (MAF), cảm biến vị trí bướm ga (TPS), cảm biến nhiệt độ nước làm mát (ECT), cảm biến Oxy (O2 Sensor), cảm biến tỷ lệ không khí/nhiên liệu (A/F Sensor), hệ thống điều khiển phun nhiên liệu (Fuel Trim, Closed Loop, Open Loop) và chẩn đoán hiện tượng bỏ lửa (Misfire).
4. Thực nghiệm thu thập dữ liệu vận hành, thực hiện các phép thử kích hoạt và mô phỏng các trạng thái hư hỏng trên động cơ xăng Toyota 2AR-FE và động cơ diesel Toyota 2KD-FTV nhằm xây dựng tài liệu và mô hình phục vụ giảng dạy, thực tập tại xưởng trường.

Phạm vi nghiên cứu:

• Đối tượng nghiên cứu: Phần mềm Toyota Techstream kết hợp thiết bị chuyển đổi chuẩn giao tiếp chẩn đoán; các cảm biến và cơ cấu chấp hành trên hệ thống điều khiển động cơ đốt trong Toyota.
• Không gian và thời gian: Thực hiện tại xưởng thực hành Bộ môn Động cơ Ô tô, Khoa Cơ khí Động lực (Faculty of Vehicle and Energy Engineering) - Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM; hoàn thành vào tháng 12 năm 2022.

---

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết và tiêu chuẩn chẩn đoán

Đồ án xây dựng dựa trên các tiêu chuẩn và nguyên lý chẩn đoán kỹ thuật ô tô chuẩn hóa:

• Hệ thống OBD và OBD-II: Tiêu chuẩn OBD do Ban Tài nguyên Không khí California (CARB) phê duyệt năm 1988 nhằm giám sát các bộ phận phát thải và bật đèn báo lỗi MIL (Malfunction Indicator Lamp). Tiêu chuẩn OBD-II (áp dụng giai đoạn 1994–1996) bổ sung tính năng giám sát hiệu suất bộ chuyển đổi xúc tác, phát hiện bỏ lửa (misfire), hệ thống thu hồi hơi xăng (canister purge), hệ thống tuần hoàn khí xả (EGR) và giám sát dòng dữ liệu nối tiếp chuẩn (gồm 20 thông số cơ bản và hơn 60 thông số mở rộng của Toyota) thông qua giắc chẩn đoán chuẩn DLC3 (16 chân) bố trí dưới bảng táp-lô bên người lái theo tiêu chuẩn của Hiệp hội Kỹ sư Ô tô (SAE).
• Quy trình chẩn đoán 6 bước (The 6-Step Diagnostic Process): Xác định triệu chứng, kiểm tra mã lỗi DTC (DTC Check Flow), tra cứu tài liệu sửa chữa (Repair Manual - RM: phần mô tả hệ thống, điều kiện kích hoạt Typical Enabling Conditions, ngưỡng phát hiện lỗi Typical Malfunction Thresholds, sơ đồ mạch Wiring Diagram và quy trình kiểm tra Inspection Procedure), tái hiện và kiểm tra triệu chứng, sửa chữa/thay thế, và kiểm tra xác nhận lại sau sửa chữa.
• Hệ thống điều khiển động cơ (ECM/ECU): Đọc tín hiệu từ mạng lưới cảm biến, tra cứu bảng dữ liệu đa chiều (lookup tables) và điều khiển cơ cấu chấp hành (kim phun, cuộn đánh lửa, van VVT, rơ-le, van điện từ).

Phương pháp nghiên cứu thực tế

Nhóm tác giả kết hợp các phương pháp nghiên cứu:

• Phương pháp phân tích - tổng hợp tài liệu: Thu thập và chuẩn hóa dữ liệu từ tài liệu sửa chữa chính hãng của Toyota (Toyota Service Information System - TIS, Repair Manuals), tài liệu hướng dẫn kỹ thuật của phần mềm Techstream.
• Phương pháp thực nghiệm chẩn đoán: Kết nối phần mềm Techstream Lite với cổng DLC3 của động cơ thông qua thiết bị phần cứng (dongle chuẩn J2534 / Mongoose) trên máy tính xách tay; khảo sát dòng dữ liệu động (Data List) ở các chế độ: bật khóa điện (Ignition ON), chạy không tải (Idling), chạy có tải/tăng ga (2000 RPM).
• Phương pháp mô phỏng sự cố (Fault Simulation): Tiến hành ngắt kết nối giắc cắm cảm biến (TPS, ECT, MAF), tạo giả lập hòa khí giàu/nghèo (thay đổi tiết diện đường nạp, ngắt van thông gió hộp trục khuỷu PCV, rò rỉ chân không bầu trợ lực phanh), ngắt kim phun để mô phỏng bỏ lửa xi-lanh nhằm phân tích sự biến đổi của điện áp tín hiệu, mã lỗi xuất hiện và dữ liệu đóng băng (Freeze Frame Data).

---

Thiết kế và triển khai thực nghiệm

Cấu hình thiết bị và phần mềm

Hệ thống chẩn đoán thực nghiệm được triển khai với các thành phần:

• Phần mềm chẩn đoán: Toyota Techstream (hỗ trợ các dòng xe Toyota, Lexus, Scion từ năm 1996 đến nay qua cổng DLC3).
• Thiết bị phần cứng giao tiếp: Dongle chuyển đổi tín hiệu chuẩn J2534 / Mongoose kết nối cổng USB máy tính với giắc DLC3 của xe.
• Đối tượng thử nghiệm:
  • Mô hình động cơ xăng Toyota 2AR-FE (dung tích 2.5L, trang bị hệ thống phun xăng điện tử và van biến thiên VVT-i kép).
  • Mô hình động cơ diesel Toyota 2KD-FTV (dung tích 2.5L, trang bị hệ thống phun nhiên liệu điện tử đường dẫn chung Common Rail D-4D).
  • Khảo sát thực tế hệ thống trợ lực phanh chân không trên xe Toyota Camry 2015.

[Máy tính cài Techstream] <---> [Cáp J2534 / Mongoose] <---> [Cổng DLC3 (OBD-II)] <---> [Hộp điều khiển động cơ ECM]

Quy trình triển khai

1. Khởi tạo và kết nối: Bật khóa điện, khởi động Techstream, nhận diện xe tự động hoặc thủ công, quét kiểm tra tổng thể xe thông qua chức năng Health Check.
2. Khảo sát dữ liệu tĩnh và động: Sử dụng Data List để trích xuất các thông số nhiệt độ nước làm mát, tốc độ động cơ (RPM), lưu lượng khí nạp (MAF), điện áp cảm biến O2 / A/F, thời gian mở kim phun, hệ số hiệu chỉnh nhiên liệu (STFT, LTFT).
3. Thực thi điều khiển cưỡng bức (Active Test): Kích hoạt cưỡng bức rơ-le bơm nhiên liệu, ngắt kim phun từng xi-lanh hoặc toàn bộ xi-lanh, xoay góc mở van điều khiển VVT tuyến tính (10%, 30%), thay đổi lượng phun kiểm tra cảm biến A/F (0%, -12.5%, +12.5%).
4. Mô phỏng lỗi và ghi nhận phản hồi của ECM: Tạo lỗi hở mạch cảm biến, rò rỉ khí nạp, bỏ lửa; kiểm tra mã lỗi DTC tương ứng, đọc màn hình Freeze Frame Data và theo dõi phản hồi chuyển mạch Closed Loop / Open Loop.

---

Nội dung chính theo từng chương

Chapter 1: Introduction (Tổng quan và giới thiệu đề tài)

Chương 1 trình bày bối cảnh kinh tế - xã hội dẫn đến sự phát triển của ngành công nghệ ô tô tại Việt Nam, lý do lựa chọn nghiên cứu phần mềm chẩn đoán Techstream cho dòng xe Toyota, mục tiêu ứng dụng kỹ thuật chẩn đoán hiện đại vào bảo dưỡng - sửa chữa và xây dựng mô hình thực tập cho sinh viên chuyên ngành Kỹ thuật Ô tô tại Khoa Đào tạo Chất lượng cao - HCMUTE.

Chapter 2: Literature Review & TECHSTREAM Software (Cơ sở lý thuyết và phần mềm Techstream)

Chương 2 phân tích chuyên sâu về hệ thống chẩn đoán trên xe và các tính năng của phần mềm Techstream:

• Tiêu chuẩn OBD và OBD-II: Nêu rõ các thế hệ công cụ chẩn đoán của Toyota từ MasterTech, Techstream 1.0 (chuẩn DLC1-2) đến Techstream Lite (dongle Mongoose/J2534 + Laptop), Techstream 2.0 (sử dụng từ cuối 2013 đến giữa 2019) và Techstream ADVI kết nối trực tuyến hệ thống TIS.
• Trouble Codes (Mã lỗi chẩn đoán): Phân chia 3 dạng hiển thị màn hình mã lỗi (Type 1 cho ECU không hỗ trợ đầy đủ; Type 2 và Type 3 hiển thị theo tab Enhanced và Generic, kèm trạng thái Permanent DTC). Biểu tượng bông tuyết (Snow Flake) hiển thị khi có dữ liệu đóng băng FFD đi kèm.
• Freeze Frame Data (Dữ liệu đóng băng): Gồm Single Freeze Frame Data (ghi lại thông số ECU tại thời điểm phát sinh mã lỗi) và Multi Freeze Frame Data (ghi lại thông số trước, trong và sau khi xuất hiện lỗi; hiển thị thông số Information Code tại cột 0, làm nổi bật thông số biến thiên bằng màu vàng nâu/xám nhạt).
• Data List (Danh sách dữ liệu thời gian thực): Cho phép xem dữ liệu dạng số hoặc đồ thị, hỗ trợ tạo nhóm thông số Custom List để tăng tốc độ làm mới dữ liệu (refresh rate), chức năng Snapshot ghi dữ liệu thủ công tối đa 30 giây (kích hoạt bằng phím Space).
• Active Test (Thử nghiệm kích hoạt): Kiểm tra mạch điều khiển từ ECM đến cơ cấu chấp hành qua 3 kiểu giao diện điều khiển: ON/OFF Type Control (dạng bật/tắt), Slide Type Control (dạng thanh trượt theo dải), Stepped Type Control (dạng phân cấp từng bước).
• Monitor, Customize và Health Check: Giám sát trạng thái chu trình kiểm tra (Monitor Status); tùy chỉnh các tính năng thân xe (khóa cửa, chống trộm, cửa sổ); kiểm tra tổng quát toàn bộ hộp điều khiển trên xe (Health Check) tích hợp tra cứu Technical Guidance Data (TGD), Bản tin kỹ thuật (Service Bulletin - SB), Lệnh sửa chữa (Repair Order Booster - ROB), mã hiệu chuẩn ECU Calibration ID và chiến dịch dịch vụ đặc biệt (SSC / Campaign Status).

Chapter 3: Engine Control System Theory (Lý thuyết hệ thống điều khiển động cơ)

Chương 3 đi sâu vào nguyên lý vật lý và cấu trúc mạch điện của các cảm biến và chiến lược điều khiển của ECM:

• Cảm biến Oxy (O2 Sensor - Zirconia): Gồm loại Cup type và Planar type. Cảm biến so sánh nồng độ oxy trong khí xả với oxy khí quyển; điện áp dao động từ 100 mV đến 900 mV (0.1V - 0.9V). Điện áp thấp khi hòa khí nghèo (oxy cao), điện áp cao khi hòa khí giàu (oxy thấp). Bộ nung nóng (Heater) sử dụng dòng điện xấp xỉ 2A để đưa cảm biến đạt nhiệt độ hoạt động tối thiểu 400°C (750°F).
• Cảm biến Tỷ lệ không khí/nhiên liệu (A/F Sensor): Xuất tín hiệu dòng điện (amperage) thay vì điện áp. Mạch phát hiện trong ECM chuyển đổi dòng điện thành điện áp tương đương: ở tỷ lệ hòa khí lý thuyết (stoichiometric), dòng điện bằng 0 và điện áp mạch là 3.3V; khi hòa khí nghèo, điện áp xuất ra > 3.3V; khi hòa khí giàu, điện áp xuất ra < 3.3V. Cảm biến A/F không thể kiểm tra bằng đồng hồ vạn năng DVOM thông thường mà phải đọc qua thông số Data List của Techstream.
• Cảm biến MAF, TPS và ECT: Cảm biến đo gió dây sấy (MAF); cảm biến vị trí bướm ga (TPS) loại tiếp điểm kép và không tiếp điểm (Hall effect) xuất 2 tín hiệu VTA1 và VTA2 đối chứng; cảm biến nhiệt độ nước làm mát (ECT) sử dụng điện trở nhiệt nhiệt độ âm (NTC thermistor).
• Hệ thống điều khiển hòa khí (Fuel System Control): Nguyên lý tính toán thời gian phun cơ bản và hiệu chỉnh phản hồi oxy (Oxygen Feedback Correction). Hoạt động của hệ số hiệu chỉnh nhiên liệu ngắn hạn (Short Term Fuel Trim - STFT) và dài hạn (Long Term Fuel Trim - LTFT). Trạng thái vòng lặp kín (Closed Loop) khi ECM duy trì tỷ lệ hòa khí tối ưu dựa trên cảm biến O2/AF và vòng lặp hở (Open Loop) khi động cơ khởi động lạnh, tăng tốc toàn tải hoặc phát hiện lỗi cảm biến.
• Chẩn đoán bỏ lửa (Misfire Diagnosis): Giám sát gia tốc trục khuỷu. Hai kiểu giám sát: Type A (giám sát trong 200 vòng quay động cơ để phát hiện bỏ lửa gây hỏng bộ xúc tác, nhấp nháy đèn MIL) và Type B (giám sát trong 1000 vòng quay động cơ để phát hiện bỏ lửa vượt ngưỡng tiêu chuẩn khí thải).

Chapter 4: Experiment Results (Kết quả thực nghiệm và phân tích hư hỏng)

Chương 4 ghi nhận dữ liệu thực nghiệm trên hai động cơ 2AR-FE, 2KD-FTV và các kịch bản mô phỏng lỗi:

• Trích xuất bảng dữ liệu Data List của động cơ xăng 2AR-FE khi không tải và ở tốc độ 2000 RPM; động cơ diesel 2KD-FTV khi bật khóa điện ON và khi nổ không tải.
• Kết quả thực nghiệm Active Test: Kích hoạt bơm xăng; ngắt phun từng xi-lanh trên 2AR-FE và 2KD-FTV; ngắt phun toàn bộ xi-lanh; điều khiển van VVT ở mức 10% và 30%; điều khiển thể tích phun cho cảm biến A/F ở các mức 0%, -12.5% và +12.5%.
• Mô phỏng lỗi cảm biến: Khảo sát phản hồi cảm biến O2 ở trạng thái bình thường (điện áp dao động 0.1–0.9V), trạng thái giàu xăng (khi bóp hẹp đường nạp, O2 giữ mức cao >0.8V, STFT giảm âm), trạng thái nghèo xăng (khi tháo van PCV gây lọt khí, O2 tụt xuống <0.2V, STFT tăng dương).
• Khảo sát sự cố thực tế xe Camry 2015: Rách màng bầu trợ lực phanh chân không (Vacuum Brake Booster) làm không khí lọt trực tiếp vào cổ hút gần xi-lanh số 1, gây sai lệch nghiêm trọng giá trị Fuel Trim; khắc phục triệt để sau khi thay mới bầu trợ lực phanh.
• Giả lập ngắt kết nối giắc cắm: Cảm biến TPS, ECT, MAF; phân tích mã lỗi báo về, tín hiệu điện áp fail-safe của ECM và dữ liệu Freeze Frame Data.
• Mô phỏng bỏ lửa: Phân tích màn hình Monitor Misfire và bảng dữ liệu Data List khi động cơ bị bỏ lửa ở điều kiện không tải và có tải.

---

Kết quả và đóng góp

Bảng tổng hợp kết quả phân tích và thực nghiệm

Hạng mục thử nghiệm	Đối tượng thực hiện	Thao tác trên Techstream / Kỹ thuật	Hiện tượng và thông số đo lường ghi nhận
Data List động cơ xăng	Động cơ Toyota 2AR-FE	Đọc thông số ở chế độ Idling và 2000 RPM	Tốc độ động cơ, góc đánh lửa, lưu lượng khí nạp MAF, thời gian phun, điện áp A/F Sensor (xấp xỉ 3.3V)
Data List động cơ diesel	Động cơ Toyota 2KD-FTV	Đọc thông số ở chế độ Ignition ON và Idling	Áp suất đường ống phân phối (Fuel Rail Pressure), thời gian điều khiển kim phun (Injection Volume)
Active Test ngắt xi-lanh	Động cơ 2AR-FE & 2KD-FTV	Lựa chọn Select Cylinder Fuel Cut	Tốc độ động cơ giảm đột ngột, tiếng nổ rung giật khi xi-lanh chỉ định bị ngắt phun nhiên liệu
Active Test cảm biến A/F	Động cơ 2AR-FE	Thay đổi Injection Volume: 0%, -12.5%, +12.5%	Ở -12.5% điện áp A/F > 3.3V (hòa khí nghèo); ở +12.5% điện áp A/F < 3.3V (hòa khí giàu)
Active Test điều khiển VVT	Động cơ 2AR-FE	Kích hoạt Control VVT Linear (10%, 30%)	Góc mở trục cam nạp thay đổi tương ứng giá trị điều khiển cưỡng bức
Mô phỏng hòa khí giàu	Động cơ 2AR-FE	Thu hẹp tiết diện đường ống nạp	O2 Sensor giữ mức áp cao (0.8–0.9V), STFT giảm sâu về giá trị âm để cắt giảm lượng nhiên liệu
Mô phỏng hòa khí nghèo	Động cơ 2AR-FE	Rút ống van PCV trên cổ hút nạp	Không khí lọt ngoài MAF, O2 Sensor tụt xuống <0.2V, STFT tăng cao về giá trị dương
Khảo sát rò rỉ trợ lực phanh	Toyota Camry 2015	Kiểm tra bầu trợ lực phanh chân không rách màng	Gây lọt khí cục bộ làm bỏ lửa và lệch Fuel Trim; trở lại bình thường sau khi thay thế cụm trợ lực
Ngắt giắc cảm biến MAF	Động cơ 2AR-FE	Tháo giắc nối cảm biến MAF / IAT	ECM báo mã lỗi mạch MAF/IAT, chuyển sang chế độ fail-safe, hiển thị biểu tượng FFD trên mã lỗi
Ngắt giắc cảm biến TPS/ECT	Động cơ 2AR-FE	Tháo giắc cảm biến vị trí bướm ga và nhiệt độ nước	Báo lỗi DTC mạch hở, tín hiệu điện áp chuyển về giá trị mặc định an toàn của nhà sản xuất
Chẩn đoán Misfire	Động cơ 2AR-FE	Tạo bỏ lửa cưỡng bức xi-lanh	Techstream ghi nhận số lần bỏ lửa trên màn hình Monitor Misfire; phân biệt rõ theo Misfire Monitor Type A/B

Đóng góp của đề tài

• Về mặt kỹ thuật: Làm sáng tỏ nguyên lý vận hành, sự tương tác giữa phần mềm Techstream và ECM trên các thế hệ xe Toyota; chuẩn hóa các thao tác khai thác chức năng nâng cao như Freeze Frame Data (Single/Multi), Custom Data List, Active Test và Health Check.
• Về mặt ứng dụng đào tạo: Xây dựng hệ thống bài tập thực nghiệm, quy trình chẩn đoán lỗi điển hình (hệ thống hòa khí, cảm biến MAF, TPS, ECT, hệ thống đánh lửa bỏ lửa) trên hai mô hình động cơ thực tế 2AR-FE và 2KD-FTV, làm tài liệu trực quan phục vụ sinh viên chuyên ngành Công nghệ Kỹ thuật Ô tô tại Khoa Đào tạo Chất lượng cao - HCMUTE.

---

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

• Hạn chế:
  • Phạm vi thực nghiệm chủ yếu thực hiện trên các sa-bô, mô hình tĩnh tại xưởng thực hành của Bộ môn Động cơ Ô tô; chưa thực hiện đo đạc dữ liệu động liên tục trong điều kiện xe vận hành thực tế trên đường có tải trọng biến thiên phức tạp.
  • Đề tài tập trung chủ yếu vào hệ thống điều khiển động cơ đốt trong truyền thống (động cơ xăng 2AR-FE và động cơ diesel Common Rail 2KD-FTV), chưa mở rộng sang các hệ thống truyền lực Hybrid (Toyota Hybrid System - THS) hay các hộp điều khiển điện tử khác trên xe.
• Hướng nghiên cứu tiếp:
  • Mở rộng ứng dụng Techstream để chẩn đoán hệ thống điều khiển trên các dòng xe Toyota Hybrid (kiểm tra pin cao áp, biến tần Inverter, động cơ điện MG1/MG2).
  • Nghiên cứu sâu chức năng nạp lại phần mềm hộp điều khiển (ECU Calibration / Reprogramming / Reflashing) thông qua cổng chẩn đoán TIS.
  • Mở rộng chẩn đoán các hệ thống an toàn và thân xe như ABS/VSC, túi khí SRS, mạng giao tiếp CAN/LIN bus bằng Techstream ADVI.

---

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu tham khảo chuyên môn cho:

• Sinh viên ngành Công nghệ Kỹ thuật Ô tô: Sử dụng làm tài liệu học tập cho các học phần Chẩn đoán kỹ thuật ô tô, Hệ thống điều khiển động cơ, Thực tập chẩn đoán ô tô.
• Giảng viên và kỹ thuật viên xưởng: Tham khảo quy trình thiết lập các bài thí nghiệm mô phỏng lỗi cảm biến, hướng dẫn sinh viên thao tác chuẩn xác trên phần mềm Techstream và thiết bị J2534.
• Kỹ thuật viên sửa chữa ô tô tại các garage: Nắm vững phương pháp phân tích sâu các thông số Data List, hệ số hiệu chỉnh nhiên liệu (Fuel Trim), tín hiệu cảm biến A/F và phương pháp khoanh vùng sự cố bằng Active Test.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Phần mềm Toyota Techstream hỗ trợ những dòng xe nào và kết nối qua các chuẩn phần cứng nào?

Techstream hỗ trợ chẩn đoán cho toàn bộ các dòng xe thuộc tập đoàn Toyota gồm TOYOTA, LEXUS và SCION từ năm 1996 đến nay có trang bị cổng chẩn đoán DLC3 (chuẩn 16 chân OBD-II). Phần mềm có thể triển khai qua các cấu hình phần cứng: MasterTech / Techstream 1.0 (cho các xe đời cũ DLC1-2), Techstream Lite (sử dụng máy tính cá nhân kết nối cáp Mongoose hoặc thiết bị chuẩn J2534 passthru), Techstream 2.0 và Techstream ADVI (thiết bị chẩn đoán tích hợp không dây chuyên dụng cao cấp nhất).

2. Sự khác biệt về nguyên lý phát tín hiệu giữa Cảm biến Oxy (O2 Sensor) và Cảm biến Tỷ lệ Không khí/Nhiên liệu (A/F Sensor) là gì?

• Cảm biến O2 (Narrow range): Tạo ra tín hiệu điện áp biến thiên trực tiếp từ 0.1V (100 mV - hòa khí nghèo) đến 0.9V (900 mV - hòa khí giàu).
• Cảm biến A/F (Wide range): Xuất tín hiệu dòng điện (amperage) thay đổi theo nồng độ oxy. Mạch phát hiện trong ECM sẽ chuyển đổi dòng điện này thành điện áp: đạt mức chuẩn 3.3V ở tỷ lệ hòa khí lý thuyết (stoichiometric); lớn hơn 3.3V khi hòa khí nghèo và nhỏ hơn 3.3V khi hòa khí giàu. Tín hiệu cảm biến A/F không đo được trực tiếp bằng đồng hồ vạn năng DVOM mà bắt buộc phải đọc qua Data List trên Techstream.

3. Trong chức năng Data List của Techstream, việc tạo nhóm thông số "Custom List" mang lại lợi ích gì?

Khi hiển thị toàn bộ danh sách dữ liệu của ECU, lượng thông số lớn sẽ làm giảm tốc độ truyền và làm mới dữ liệu (refresh rate). Chức năng tạo "Custom List" (New List) cho phép người dùng chỉ lọc và chọn các thông số cần thiết cho việc chẩn đoán pan bệnh cụ thể, giúp tăng tốc độ làm mới dữ liệu hiển thị trên màn hình và lưu cấu hình này cho các lần chẩn đoán tiếp theo của ECU đó.

4. Hai kiểu giám sát bỏ lửa Misfire Monitor Type A và Type B trên xe Toyota khác nhau như thế nào?

• Type A: Giám sát hiện tượng bỏ lửa trong khoảng 200 vòng quay động cơ. Mức độ bỏ lửa này đủ nghiêm trọng để có thể làm hỏng bộ chuyển đổi xúc tác (catalytic converter), ECM sẽ lập tức nhấp nháy đèn cảnh báo lỗi MIL.
• Type B: Giám sát hiện tượng bỏ lửa trong khoảng 1000 vòng quay động cơ. Mức độ bỏ lửa này vượt quá ngưỡng giới hạn phát thải cho phép, ECM sẽ làm sáng đèn báo lỗi MIL (sáng liên tục).

5. Biểu tượng bông tuyết ("Snow Flake") trên màn hình Trouble Codes của Techstream mang ý nghĩa gì?

Biểu tượng bông tuyết xuất hiện ở cột ngoài cùng bên trái của danh sách mã lỗi chỉ thị rằng mã lỗi DTC đó có lưu kèm dữ liệu đóng băng (Freeze Frame Data - FFD hoặc Pending FFD). Khi nhấn vào nút FF Data tương ứng, kỹ thuật viên có thể xem lại toàn bộ các thông số hoạt động của động cơ tại thời điểm xảy ra lỗi (hoặc chuỗi dữ liệu trước/sau lỗi đối với Multi FFD).

---

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp của nhóm tác giả Vũ Bình Chánh và Lê Hồng Hiệu đã hoàn thành mục tiêu nghiên cứu và chuẩn hóa phương pháp sử dụng phần mềm chẩn đoán chuyên hãng Toyota Techstream trong phân tích hệ thống điều khiển động cơ. Thông qua việc kết hợp cơ sở lý thuyết chuẩn OBD-II và các bài thực nghiệm chuyên sâu trên động cơ xăng 2AR-FE và động cơ diesel 2KD-FTV, đề tài đã chứng minh hiệu quả của các tính năng Data List, Active Test và Freeze Frame Data trong việc phát hiện và xử lý sự cố. Kết quả của công trình là tài liệu kỹ thuật có giá trị thực tiễn cao, đóng góp thiết thực cho công tác giảng dạy, học tập và nghiên cứu thực hành tại Khoa Đào tạo Chất lượng cao, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MINISTRY OF EDUCATION AND TRAINING HO CHI MINH CITY UNIVERSITY OF TECHNOLOGY AND EDUCATION FACULTY FOR HIGH QUALITY TRAINING GRADUATION PROJECT AUTOMOTIVE ENGINEERING USING TECHSTREAM SOFTWARE TO DIAGNOSE TOYOTA ENGINE OPERATION LECTURER: PH. DO QUOC AM STUDENT: VU BINH CHANH LE HONG HIEU SKL010464 Ho Chi Minh City, December 2022 HO CHI MINH CITY UNIVERSITY OF TECHNOLOGY AND EDUCATION FACULTY FOR HIGH QUALITY TRAINING GRADUATION PROJECT USING TECHSTREAM SOFTWARE TO DIAGNOSE TOYOTA ENGINE OPERATION Vu Binh Chanh Student ID: 18145004 Le Hong Hieu Student ID: 18145017 Major: AUTOMOTIVE ENGINEERING Advisor: ĐỖ QUỐC ẤM, PhD. Ho Chi Minh City, December 2022 HO CHI MINH CITY UNIVERSITY OF TECHNOLOGY AND EDUCATION FACULTY FOR HIGH QUALITY TRAINING GRADUATION PROJECT USING TECHSTREAM SOFTWARE TO DIAGNOSE TOYOTA ENGINE OPERATION Vu Binh Chanh Student ID: 18145004 Le Hong Hieu Student ID: 18145017 Major: AUTOMOTIVE ENGINEERING Advisor: ĐỖ QUỐC ẤM, PhD. Ho Chi Minh City, December 2022 THE SOCIALIST REPUBLIC OF VIETNAM Independence – Freedom– Happiness -------- Ho Chi Minh City, December 24, 2022 GRADUATION PROJECT ASSIGNMENT Students: Vu Binh Chanh Student ID: 18145004 Le Hong Hieu Student ID: 18145017 Major: Automotive Engineering Class: 18145CLA Advisor: Ph.D Do Quoc Am Faculty: Faculty high quality 1.

Project title: Using Techstream software to diagnose Toyota engine operation 2. Content: Using Techstream software to diagnose Toyota engine operation 3. Products of project: 4. Final product: CHAIR OF THE PROGRAM ADVISOR (Sign with full name) (Sign with full name) THE SOCIALIST REPUBLIC OF VIETNAM Independence – Freedom– Happiness -------- Ho Chi Minh City, December 24, 2022 ADVISOR’S EVALUATION SHEET Students: Vu Binh Chanh MSSV: 18145004 Le Hong Hieu MSSV: 18145017 Major: Automotive Engineering Project title: Using Techstream software to diagnose Toyota engine operation Advisor: Ph.D Do Quoc Am EVALUATION 1.

Content of the project:. Approval for oral defense? (Approved or denied) .) Ho Chi Minh City, December 24, 2022 ADVISOR (Sign with full name) THE SOCIALIST REPUBLIC OF VIETNAM Independence – Freedom– Happiness -------- Ho Chi Minh City, December 24, 2022 PRE-DEFENSE EVALUATION SHEET Students: Vu Binh Chanh MSSV: 18145004 Le Hong Hieu MSSV: 18145017 Major: Automotive Engineering Project title: Using Techstream software to diagnose Toyota engine operation Name of Reviewer:. Content and workload of the project. Approval for oral defense? (Approved or denied) .) Ho Chi Minh City, December 24, 2022 REVIEWER (Sign with full name) THE SOCIALIST REPUBLIC OF VIETNAM Independence – Freedom– Happiness -------- Ho Chi Minh City, December 24, 2022 EVALUATION SHEET OF DEFENSE COMMITTEE MEMBER Students: Vu Binh Chanh MSSV: 18145004 Le Hong Hieu MSSV: 18145017 Major: Automotive Engineering Project title: Using Techstream software to diagnose Toyota engine operation Name of Defense Committee……………………………………………………………………: EVALUATION 1.

Content and workload of the project .) Ho Chi Minh City, December 24, 2022 COMMITTEE MEMBER (Sign with full name) Disclaimer I hereby declare that this graduation project with the title " Using TECHSTREAM Software to Diagnose Toyota Engine Operation" is my own independent research. At the same time, the data provided from the report is all from the school, which is a completely honest research result, not copied from any other research work. All sources cited have been cited. I would like to take full responsibility before the school if any errors or copying problems are discovered in this topic.

Acknowledgements During the process of implementing the project, although the team of the topic met many difficulties but with the enthusiastic and sincere help from our teachers, friends and family the project has been completed well. Sincerely thank Mr.Do Quoc Am for his enthusiasm guide and help us in the process of doing the project. Thank you to the Department of Automotive Engine create conditions for us to have the workshop and necessary equipment and machines to be able to complete the design of the project on schedule, as well as help and care about us a lot. Thank you to the teachers in the Faculty of Vehicle and Energy Engineering, for your interest help and contribute ideas in the implementation of the topic.

Thank you to friends for helping the group throughout the process implementation of the topic. Table of Contents CHAPTER 1: INTRODUCTION. The Reason to Choose a Project. Objective of Project.

1 CHAPTER 2: LITERATURE REVIEW &. Theoretical Basis of On-Board Diagnostics. Diagnostic Steps and Procedures. The 6-Step Diagnostic.

DTC Check Operation Flow. What is TECHSTREAM Software?. What Car Models Are Supported by TECHSTREAM Software? .2 The Advantages Of TECHSTREAM Software. The Functions of TECHSTREAM Software.

Trouble Codes Type 1. Trouble Codes Type 2 and Type 3. Freeze Frame Data Display. Single Freeze Frame Data.

Multi Freeze Frame Data. Active Test Selection. Active Test Control. Select Customize Function.

Customize Parameter Select. 22 CHAPTER 3 ENGINE CONTROL SYSTEM THEORY. Introduction of Engine Control System. Oxygen Sensor and Air/Fuel Sensor Theory.

Oxygen Sensor Operation and Oxygen Sensor Heater. Oxygen Sensor Operation. Oxygen Sensor Heater. Air/Fuel Sensor Operation and Air/Fuel Sensor Heater.

Air/Fuel Sensor Operation. Air/Fuel Sensor Heater. Mass Air Flow Sensor Theory. Mass Air Flow Theory Operation.

Mass Air Flow Circuit. Throttle Position Sensor Theory. Dual Output Contact Type TPS Operation. Dual Output Non-Contact Type TPS Operation.

Engine Coolant Temperature Theory. Fuel System Diagnosis. Fuel System Overview. Review of Injection Duration Theory.

Oxygen Feedback Correction. Fuel Trim Impact on Injection Duration. How Short Fuel Trim Works. How Long Fuel Trim Works.

Closed Loop Systems. Closed Loop Fuel Control. Closed Loop Operation. Close Loop Control Quick Check.

Effects of Incorrect Closed Loop Control. Open Loop System. Engine Misfire Diagnosis. Misfire Monitor Types A and B.

Misfire Monitor Type A. Misfire Monitor Type B. 1998 and Earlier Models. 1999 and Later Models.

Misfire Data List. Multiple Cylinder Misfire Diagnosis. 51 CHAPTER 4: EXPERIMENT RESULTS. Observing The Change in Output Values Using Data List.

Data List of 2AR-FE Gasoline Engine. When Engine Is Idling. When Engine Operate at 2000 RPM. Data List of 2KD-FTV Diesel Engine.

When Ignition ON. When Engine Is Idling. Using Active Test to Check Actuators of 2AR-FE Engine. Active Test with Fuel Pump.

Active Test with Control the Select Cylinder Fuel Cut.1 Control The 2AR-FE Gasoline Engine's Select Cylinder Fuel Cut. Control The 2KD-FTV Diesel Engine's Select Cylinder Fuel Cut. Control The 2AR-FE Gasoline Engine's All Cylinder Fuel Cut. Active Test with Control VVT Linear.

Active Test with Control the Injection Volume for A/F Sensor. Outputs Value When the Injection Volume Is 0%. Outputs Value When the Injection Volume Is -12. Outputs Value When the Injection Volume Is +12.

Fault Simulation in Internal Combustion Engine Control System. Checking The Operation of the Oxygen Sensor. Oxygen Sensor Feedback When Normal Operating Condition. Oxygen Sensor Feedback When Rich Mixture.

Oxygen Sensor Feedback When Lean Mixture. A Situation Rich Fuel Involve the Brake System. Checking The Operation of Throttle Position Sensor. Throttle Position Sensor When Normal Operating Condition.

Throttle Position Sensor When Is Disconnected. Checking The Operation of the Engine Coolant Temperature Sensor. Engine Coolant Temperature When Normal Operating Condition .2 Engine Coolant Temperature When Is Disconnected. Checking The Operation of the Mass Air Flow Sensor.

Mass Air Flow Sensor When Normal Operating Condition. Mass Air Flow Sensor When Is Disconnected. The Simulation Misfire Operation. Data List of the Engine When It Has Misfire.

Monitor Screen of Misfire. 108 List of Figures Figure 2. The 6 Steps Diagnostic Process. DTC Check Flow.

Diagnosis Screen Trouble Code Type 1. Diagnosis Screen Trouble Code Type 2. Diagnosis Screen Trouble Code Type 3. Active Test Selection Dialog.

Active Test Control (ON/OFF Type Control). Active Test Control (Slide Type Control). Active Test Control (Stepped Type Control). Engine Control System.

Oxygen Sensor and Air/Fuel Sensor Positions. Oxygen Sensor Construction and Output Voltage. Oxygen Sensor Heater. Air/Fuel Sensor Construction and Sensor Voltage.

A/F Sensor Operation When Air/Fuel is at Stoichiometric. A/F Sensor Operation When Air/Fuel is Lean. A/F Sensor Operation When Air/Fuel is Rich. Air/Fuel Sensor Heater Operation.

Mass Air Flow Sensor. Mass Air Flow Circuit. Contact Type Throttle Position Sensor Operation. Non-Contact Type Throttle Position Sensor Operation.

Engine Coolant Temperature Sensor Operation. Injection Duration Calculation. Oxygen Sensor Feedback Correction. Closed Loop Operation.

Open Loop Operation. Multiple Cylinder Misfire Diagnosis. Data List When Idling. Data List at 2000 RPM.

Data List When Ignition ON. Data List When Idling. Active Test Fuel Pump. Before and After Active Fuel Pump.

Active Test with Control the Select Cylinder Fuel Cut. Before Active Test. After Active Test. Active Test Select Cylinder Fuel Cut.

Before and After Active Test. Active Test the All Cylinder Fuel Cut. Active Test the VVT Linear with 10% and 30%. When Injection Volume 0%.

When Injection Volume Is -12. When Injection Volume Is +12. When Normal Operating Condition. Reducing The Cross-Section of the Intake Pipe.

Output Signals When Rich Mixture. Disconnecting the PCV Valve On the Intake Manifold. Output Signals When Lean Mixture. Data List of Camry 2015 When Has Trouble.

Vacuum Brake Booster. Vacuum Brake Booster Operation. The Problem of Vacuum Brake Booster. After Replace Vacuum Brake Booster.

Throttle Position Sensor When Normal Operating Condition. Diagnostic Codes and Output Signals When Is Disconnected. Throttle Position Sensor Wiring Diagram. Throttle Position Sensor Circuit.

Engine Coolant Temperature When Normal Operating Condition. Diagnostic Codes and Output Signal When Is Disconnected. Engine Coolant Temperature Sensor Wiring Diagram. Engine Coolant Temperature Circuit.

Mass Air Flow Sensor When Normal Operating Condition. Diagnostic Codes and Output Signals When Is Disconnected. Mass Air Flow Sensor Wiring Diagram. Mass Air Flow Sensor Circuit.

IAT Output Signal When Is Disconnected. Data List When the Engine Has Misfire (The Condition Without Load). Data List When RPM Goes Up (The Condition With Load). Monitor Misfire Test Table 1.

Monitor Misfire Test Table 2 and 3. 105 List of Tables Table 1 Content and display information of items in Data list……………………………….…53 Table 2 The Function Of Active Test………………………………………………………….63 Abstract In this topic, we concentrate on understanding the key TECHSTREAM features that support engine diagnostics, such as Active Test, Data List, and Trouble Codes services. From there, it aids in our research into how the software interacts with the vehicle and how its capabilities may influence the vehicle. We can then combine this information with our fundamental understanding of the engine control system to master diagnostic procedures for the engine control system.

The Reason to Choose a Project Since opening up for integration and adopting a socialist-oriented market economy, our country's economy has achieved significant strides. And now that our nation has joined the WTO, there are additional chances for economic progress. As our country's economy grows, so must the transportation industry in order to satisfy the growing need for carrying commodities and passengers. There are several modes of transportation available to accommodate that need, including road, air, and sea travel.

Among these modes of transportation, road transport is the most developed and serves the majority of demand. The economy's transportation demand Cars are the mode of transportation on the road. As a result, the quantity and variety of automobiles in our nation have expanded dramatically in recent years. There will be damage phenomena that impact the transportation capacity of automobiles when cars operate over time.

To combat this, inspection, maintenance, and repair work must be performed on vehicles during normal operation.