Nghiên cứu và thi công mô hình hệ thống Immobilizer, hệ thống thông tin và hệ thống chống trộm cho dòng xe Kia Morning 2016

Đồ án thi công mô hình hệ thống immobilizer và chống trộm xe Kia Morning 2016

• Tác giả: Lê Ngọc Bình
• Người hướng dẫn: ThS. Trần Hữu Quy
• Trường học: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô
• Đề tài: Nghiên cứu và thi công mô hình hệ thống Immobilizer, hệ thống thông tin và hệ thống chống trộm cho dòng xe Kia Morning 2016
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2025
• Địa điểm: Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Tổng quan hệ thống immobilizer và chống trộm xe Kia Morning 2016

Hệ thống immobilizer và chống trộm xe Kia Morning 2016 giữ vai trò bảo vệ phương tiện trước nguy cơ mất cắp. Thiết kế xe đô thị cỡ nhỏ đòi hỏi phương án an ninh tin cậy nhưng tối ưu chi phí. Cơ chế bảo vệ kết hợp giữa phần cứng cơ điện và thuật toán điện tử điều khiển. Bộ mã hóa khóa động cơ ICM giao tiếp trực tiếp với chìa khóa qua sóng vô tuyến tần số thấp. Thiết bị xác thực mã nhận dạng ID trước khi cho phép cấp nguồn đánh lửa và phun nhiên liệu. Hộp điều khiển thân xe BCM phụ trách theo dõi trạng thái khóa cửa, nắp ca-pô và cửa cốp sau. Khi phát hiện hành vi cạy cửa cưỡng bức, mạch báo động lập tức kích hoạt còi xe và đèn cảnh báo. Mô hình học cụ tái lập chuẩn xác toàn bộ sơ đồ đấu nối nguyên bản của dòng xe này. Sinh viên kỹ thuật quan sát trực tiếp chu trình trao đổi dữ liệu an ninh trong điều kiện xưởng thực hành. Sự tích hợp này tạo nền tảng vững chắc cho hoạt động giảng dạy và chẩn đoán mã lỗi điện tử hiện đại. Mọi module đều vận hành đồng bộ trên mạng giao tiếp của ô tô.

1.1. Khái niệm và vai trò hệ thống an ninh ô tô

Hệ thống an ninh trên ô tô hiện đại bao gồm hai tầng phòng vệ độc lập. Tầng thứ nhất là hệ thống chống trộm ngoại vi nhằm cảnh báo xâm nhập thân vỏ trái phép. Tầng thứ hai là hệ thống mã hóa khóa động cơ immobilizer nhằm khóa động cơ. Xe Kia Morning 2016 sử dụng cả hai tầng phòng vệ này để bảo vệ phương tiện toàn diện. Chống trộm bảo vệ không gian cabin và tài sản bên trong xe. Immobilizer ngăn chặn kẻ gian sử dụng chìa khóa cơ tự chế để nổ máy tẩu thoát. Sự kết hợp này triệt tiêu nguy cơ trộm cắp ô tô tại các khu vực công cộng thiếu người trông giữ. Mô hình đào tạo giúp người học nắm bắt cơ chế đa tầng này một cách trực quan và hệ thống.

1.2. Mục tiêu nghiên cứu chế tạo mô hình thực nghiệm

Mục tiêu chế tạo mô hình là chuẩn hóa công tác giảng dạy chuyên ngành công nghệ ô tô. Thiết bị giải quyết triệt để sự thiếu hụt trang thiết bị trực quan trong các phòng thí nghiệm đại học. Mô hình tái hiện cấu trúc nguyên bản của hệ thống immobilizer cùng mạng điều khiển thân xe Kia Morning 2016. Sinh viên có cơ hội đo kiểm trực tiếp tín hiệu xung điện, dạng sóng và điện áp thực tế. Các thao tác cài đặt chìa khóa mới và lập trình module diễn ra an toàn ngay trên bàn thực hành. Thiết bị loại bỏ rủi ro chập cháy hoặc hỏng hóc thiết bị đắt tiền trên xe thực tế. Nghiên cứu mang lại giải pháp công nghệ đào tạo thực hành chi phí thấp và đạt hiệu quả sư phạm cao.

II. Phân tích hệ thống immobilizer và chống trộm xe Kia Morning 2016

Hệ thống an ninh nguyên bản trên Kia Morning 2016 bao gồm nhiều thành phần điều khiển phức tạp. Hộp ICM đảm nhận xử lý tín hiệu nhận diện từ cuộn ăng-ten vòng ổ khóa. Chìa khóa chứa chip transponder thụ động truyền chuỗi mã định danh khi nằm trong vùng từ trường. Nếu mã khóa không trùng khớp với bộ nhớ ECM, hệ thống lập tức khóa vòi phun và bobin đánh lửa. Bên cạnh đó, hộp BCM quản lý mạng an ninh thân xe thông qua các công tắc báo mở cửa. Kẻ trộm thường tìm cách can thiệp ổ khóa cơ hoặc ngắt dây dẫn tín hiệu còi báo động. Khi không có mô hình thực nghiệm, kỹ thuật viên rất khó tiếp cận các bó dây nằm sâu dưới táp-lô. Việc tra cứu sơ đồ mạch tĩnh không phản ánh đầy đủ dạng tín hiệu mạng CAN và LIN khi phát sinh sự cố. Sự thiếu hụt công cụ giả lập lỗi khiến quá trình chẩn đoán pan bệnh mất nhiều thời gian. Phân tích chi tiết từng khối chức năng giúp xác định rõ cơ chế truyền thông giữa các ECU an ninh.

2.1. Cấu trúc phần cứng hộp điều khiển ICM và BCM

Hộp điều khiển ICM và BCM cấu thành trục xương sống an ninh trên xe Kia Morning 2016. Hộp ICM kết nối trực tiếp với ăng-ten vòng đặt bao quanh ổ khóa đánh lửa. Cuộn dây cảm ứng phát tần số kích hoạt chip transponder bên trong chìa khóa phát mã phản hồi. Trong khi đó, hộp BCM tiếp nhận tín hiệu từ các công tắc giám sát cửa xe, nắp ca-pô và cốp. BCM điều khiển trực tiếp cụm rơ-le khóa mở cửa cùng hệ thống còi cảnh động. Hai hộp điều khiển liên tục đối soát trạng thái logic an toàn trước khi gửi lệnh cho phép nổ máy. Sự phối hợp ăn khớp này ngăn ngừa triệt để các hành vi câu tắt dây điện khởi động.

2.2. Khó khăn thực tế trong chẩn đoán lỗi an ninh

Chẩn đoán lỗi an ninh trên xe ô tô thực tế gặp nhiều rào cản kỹ thuật phức tạp. Các module điều khiển thường nằm ẩn sâu bên trong bảng táp-lô và khung gầm xe. Việc tiếp cận chân giắc cắm đo kiểm đòi hỏi tháo dỡ nhiều chi tiết nội thất cồng kềnh. Thao tác đo chập chạm trực tiếp trên xe thật dễ dẫn tới nguy cơ làm cháy hỏng ECU đắt tiền. Ngoài ra, việc tái lập các pan bệnh chập chờn của mạng giao tiếp CAN gặp nhiều trở ngại. Kỹ thuật viên thiếu môi trường an toàn để thực hành quy trình cài đặt chìa khóa hoặc xóa mã lỗi. Những khó khăn này làm chậm tiến độ sửa chữa và tăng rủi ro kỹ thuật cho xưởng dịch vụ.

III. Giải pháp mô hình immobilizer và chống trộm Kia Morning 2016

Giải pháp thi công mô hình tập trung vào việc mô đun hóa các cụm chi tiết thực tế. Khung giá đỡ gia công bằng thép hộp định hình chịu lực cao. Bề mặt gá lắp bảng panel sử dụng tấm alu cách điện và chống trầy xước. Toàn bộ linh kiện gồm hộp ICM, BCM, cụm khóa điện và còi xe được bố trí khoa học. Sơ đồ mạch điện in màu sắc nét trên nền mặt bảng điều khiển. Các giắc cắm đo kiểm bố trí lộ thiên tại từng chân tín hiệu ECU. Thiết kế này tạo điều kiện thuận lợi cho việc kết nối đồng hồ VOM hoặc máy hiện sóng. Hộp tạo lỗi tích hợp hệ thống công tắc ngắt mạch độc lập. Giảng viên dễ dàng mô phỏng các sự cố đứt dây, chạm mass hoặc mất nguồn nuôi. Mô hình còn tích hợp giắc chẩn đoán OBD-II tiêu chuẩn quốc tế. Máy quét mã lỗi cầm tay dễ dàng kết nối để đọc dữ liệu động. Hệ thống cấp nguồn 12V chuyển đổi từ dòng xoay chiều đảm bảo an toàn tuyệt đối khi vận hành liên tục.

3.1. Thiết kế cơ khí và bố trí thiết bị trên sa bàn

Thiết kế cơ khí ưu tiên tính cơ động và độ bền kết cấu sa bàn. Khung gá thép hộp trang bị bốn bánh xe xoay chịu lực có khóa hãm. Mặt bàn nghiêng một góc 30 độ tạo tầm nhìn quan sát tối ưu cho nhóm học viên. Bảng điều khiển phủ nhôm composite sơn tĩnh điện chống phóng điện bề mặt. Các linh kiện an ninh như ổ khóa điện, cụm công tắc và còi xe cố định chắc chắn bằng bu-lông. Mạch dây điện sau bảng điều khiển bọc ống gen bảo vệ gọn gàng. Các điểm nối dây trang bị cầu chì trung gian để ngăn chặn nguy cơ ngắn mạch. Kết cấu vững chắc bảo đảm thiết bị hoạt động bền bỉ trong môi trường giảng đường.

3.2. Tích hợp hộp tạo pan lỗi giả lập phục vụ đào tạo

Hộp tạo pan là điểm nhấn kỹ thuật quan trọng của mô hình đào tạo. Cụm công tắc cơ khí bí mật cho phép ngắt rời các đường truyền tín hiệu chính yếu. Các kịch bản lỗi giả lập gồm mất kết nối cuộn thu phát tín hiệu transponder, đứt đường truyền CAN-bus và mất nguồn hộp BCM. Khi mở công tắc lỗi, hệ thống lập tức xuất hiện triệu chứng xe không thể nổ máy hoặc còi hú liên tục. Người học phải vận dụng sơ đồ mạch điện và đồng hồ vạn năng để đo kiểm điện áp từng chân giắc. Quá trình tra tìm lỗi rèn luyện tư duy phân tích logic và thao tác chẩn đoán thực tế. Giải pháp này nâng cao kỹ năng xử lý tình huống chuyên nghiệp cho kỹ thuật viên ô tô tương lai.

IV. Ứng dụng mô hình hệ thống immobilizer và chống trộm xe Kia Morning

Mô hình hệ thống immobilizer và chống trộm xe Kia Morning 2016 đem lại giá trị ứng dụng to lớn trong đào tạo kỹ thuật. Thiết bị thu hẹp khoảng cách giữa lý thuyết an ninh mạng trên ô tô và kỹ năng sửa chữa thực tiễn. Sinh viên ngành công nghệ ô tô được rèn luyện trực tiếp trên thiết bị đạt chuẩn xưởng dịch vụ. Mô hình cung cấp môi trường thực hành trực quan cho các bài học cài đặt chìa khóa cơ điện tử và phân tích mã lỗi OBD-II. Cơ sở đào tạo tiết kiệm đáng kể kinh phí đầu tư phương tiện nguyên chiếc đắt đỏ. Khả năng giả lập sự cố linh hoạt giúp phát triển tư duy chẩn đoán điện thân xe chuyên sâu. Thiết bị cũng mở ra tiềm năng ứng dụng tại các trung tâm sát hạch nghề và trạm dịch vụ ủy quyền. Việc mở rộng nghiên cứu sang các dòng xe đời mới sẽ tiếp tục nâng cao tính hiện đại của học cụ. Đây là công cụ giảng dạy thiết yếu cho nền giáo dục kỹ thuật ô tô thời đại số.

4.1. Hiệu quả giảng dạy thực hành tại các trường đại học

Mô hình nâng cao rõ rệt chất lượng đào tạo môn học Điện - Điện tử ô tô. Người học được tương tác trực quan với các cơ cấu chấp hành và cảm biến thực tế. Sinh viên hiểu sâu sắc quy trình đối soát mã bảo mật giữa chip chìa khóa và ECU. Việc thao tác trực tiếp trên bảng sa bàn giúp ghi nhớ kiến thức lý thuyết bền vững hơn. Giảng viên dễ dàng kiểm tra, đánh giá năng lực xử lý sự cố của từng học viên qua hộp tạo pan. Mức độ tiếp thu bài giảng tăng cao nhờ phương pháp giảng dạy kết hợp giữa trực quan và thực nghiệm. Mô hình tạo bước đệm kỹ thuật vững chắc trước khi sinh viên bước vào môi trường làm việc thực tế.

4.2. Hướng phát triển tích hợp công nghệ chẩn đoán mới

Hướng nghiên cứu tiếp theo sẽ mở rộng tích hợp công nghệ giao tiếp không dây thông minh. Thiết bị có thể kết nối với máy tính bảng qua module Bluetooth để hiển thị thông số an ninh thời gian thực. Hệ thống tạo lỗi có thể điều khiển tự động bằng phần mềm lập trình trên máy tính. Các dữ liệu về điện áp, xung truyền thông CAN và trạng thái rơ-le sẽ được số hóa thành biểu đồ trực quan. Hướng phát triển này tương thích hoàn toàn với xu thế chuyển đổi số trong giáo dục kỹ thuật hiện đại. Ngoài ra, việc nghiên cứu mở rộng sang hệ thống Smartkey khởi động bằng nút bấm Start/Stop sẽ gia tăng giá trị ứng dụng thực tiễn của đề tài trong tương lai.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong bối cảnh phương tiện giao thông cá nhân ngày càng gia tăng, tình trạng trộm cắp xe ô tô và tài sản bên trong xe diễn ra với nhiều thủ đoạn ngày càng phức tạp. Đa phần các sự cố mất cắp bắt nguồn từ sự sơ hở, mất cảnh giác của chủ phương tiện khi đỗ xe vào ban đêm tại các khu vực công cộng hoặc trước cửa nhà mà không có người trông coi. Nhiều phương tiện chưa được trang bị hệ thống báo động hoàn chỉnh hoặc thiếu các cơ chế an ninh chủ động, tạo điều kiện cho kẻ gian cạy phá khóa cửa cơ học để đột nhập và chiếm đoạt tài sản. Trước thực tế đó, các công nghệ bảo mật như hệ thống mã hóa khóa động cơ (Immobilizer) và hệ thống cảnh báo chống trộm điều khiển bằng điện tử đã trở thành tiêu chuẩn kỹ thuật thiết yếu nhằm ngăn chặn các hành vi khởi động trái phép bằng chìa khóa tự chế hoặc xâm nhập cưỡng bức.

Tại Khoa Cơ khí Động lực thuộc Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh, việc trang bị mô hình thực hành trực quan phục vụ công tác giảng dạy môn học Thực tập hệ thống điện thân xe là nhu cầu cấp thiết. Đề tài "Nghiên cứu và thi công mô hình hệ thống Immobilizer, hệ thống thông tin và hệ thống chống trộm cho dòng xe Kia Morning 2016" được thực hiện nhằm giải quyết các mục tiêu cụ thể sau:

1. Nghiên cứu tổng quan về kết cấu, chức năng và nguyên lý làm việc của ba hệ thống: hệ thống Immobilizer, hệ thống thông tin hiển thị và hệ thống chống trộm.
2. Phân tích phương thức giao tiếp mạng và thuật toán điều khiển của hộp điều khiển động cơ (ECU/ECM) kết hợp với hộp điều khiển điện thân xe (BCM) trong việc kích hoạt các cơ chế bảo mật và hiển thị thông số.
3. Xác định phương án thiết kế kết cấu cơ khí và mạng điện mô hình tối ưu, đảm bảo độ bền, tính an toàn và tính thẩm mỹ trong môi trường giáo dục kỹ thuật.
4. Tích hợp các điểm đo kiểm kỹ thuật và thiết kế các dạng hư hỏng giả định (PAN bệnh) phục vụ quy trình chẩn đoán, sửa chữa của sinh viên.
5. Biên soạn bộ tài liệu khoa học đồng bộ gồm cơ sở lý thuyết, hướng dẫn vận hành, quy trình cài đặt chìa khóa và hệ thống bài thực hành chuyên ngành.

Đối tượng nghiên cứu của đồ án bao gồm cơ sở lý thuyết của hệ thống Immobilizer, hệ thống thông tin hiển thị táp-lô và hệ thống chống trộm; sơ đồ mạch điện thực tế trên dòng xe Kia Morning 2016 (phiên bản trang bị động cơ Kappa 1.0L, 3 xi-lanh thẳng hàng, phun xăng đa điểm MPI); vi điều khiển ESP32 dùng để lập trình giả lập tín hiệu cảm biến vị trí trục khuỷu (NE), cảm biến vị trí trục cam (G); và thiết bị lập trình chìa khóa Autel KM100 dùng để cài đặt chìa khóa điều khiển từ xa (Keyless Entry) cho hộp BCM.

Phạm vi nghiên cứu về không gian được triển khai tại phòng F1-G05, xưởng thực tập Bộ môn Điện tử ô tô, Khoa Cơ khí Động lực, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh. Thời gian thực hiện đồ án diễn ra từ ngày 11/01/2025 đến ngày 19/05/2025. Về mặt kỹ thuật, đề tài giới hạn phạm vi nghiên cứu trên cấu trúc mạng điện và hệ thống an ninh nguyên bản của mẫu xe Kia Morning Picanto 2016 số sàn 5 cấp, không mở rộng sang các dòng xe trang bị hệ thống khởi động thông minh bằng nút bấm (Smart Key / Push Start Button).

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Đồ án xây dựng khung cơ sở lý thuyết dựa trên các nguyên lý kỹ thuật điều khiển điện tử ô tô hiện đại, phân loại cụ thể theo ba phân hệ chức năng:

• Hệ thống mã hóa khóa động cơ (Immobilizer): Hoạt động dựa trên nguyên lý xác thực điện tử thông qua giao tiếp trường điện từ không dây giữa vòng ăng-ten (Antenna Coil) bố trí tại ổ khóa điện và chíp định danh vô tuyến (Transponder) gắn liền trong chìa khóa cơ. Dữ liệu mã ID từ chìa khóa được gửi tới mô-đun điều khiển Immobilizer (ICM). Đồng thời, hộp điều khiển động cơ (ECM) truyền tín hiệu truy vấn mã code sang ICM. Khi các mã số trùng khớp, ICM phát tín hiệu cấp phép cho ECM điều khiển kích hoạt rơ-le bơm nhiên liệu, mở vòi phun xăng và đóng mạch bobin đánh lửa. Trường hợp mã ID không hợp lệ, hệ thống sẽ thực hiện lại quy trình xác thực tối đa 10 lần (tương đương 1 giây), nếu vẫn thất bại, ECM lập tức cắt tín hiệu phun xăng và đánh lửa, đồng thời kích hoạt đèn báo an ninh nhấp nháy liên tục.
• Hệ thống thông tin hiển thị (Instrument Cluster): Cụm đồng hồ táp-lô tiếp nhận và biểu diễn thông tin trạng thái hoạt động của xe thông qua ba phương thức truyền nhận tín hiệu: giao thức mạng truyền thông vùng bộ điều khiển (CAN bus), đường truyền mạng kết nối cục bộ (LIN bus), và các đường tín hiệu tiếp điểm/điện áp tương tự. Màn hình đồng hồ hiển thị các thông số: vận tốc xe, vòng tua máy, nhiệt độ nước làm mát động cơ, mức nhiên liệu, áp suất dầu bôi trơn và các đèn cảnh báo hệ thống (đèn Check Engine, đèn báo áp suất dầu, đèn rẽ tín hiệu, đèn cảnh báo an ninh).
• Hệ thống chống trộm và khóa cửa điện (Anti-theft & Power Door Lock): Hộp điều khiển điện thân xe (BCM) đóng vai trò trung tâm xử lý dữ liệu nhận được từ chìa khóa sóng vô tuyến Keyless Transmitter (tần số điều khiển từ xa) và mạng lưới các công tắc tiếp điểm bao gồm: công tắc vị trí 4 cánh cửa (Door Switch), công tắc nắp ca-pô (Hood Switch), công tắc khóa cửa (Door Lock Switch). Khi hệ thống được kích hoạt chế độ bảo vệ (Arming), nếu có hành vi cạy cửa, mở nắp ca-pô trái phép mà không thông qua chìa khóa hợp lệ, BCM sẽ kích hoạt cơ cấu còi báo động chống trộm (Burglar Horn) phát xung ngắt quãng liên tục kết hợp điều khiển nháy hệ thống đèn cảnh báo nguy hiểm (Hazard Light).

Phương pháp nghiên cứu thực tế bao gồm sự kết hợp giữa phân tích tài liệu và thực nghiệm kỹ thuật:

• Phương pháp phân tích - tổng hợp: Tra cứu và giải mã sơ đồ mạch điện hệ thống quản lý động cơ EKG-K và sơ đồ điện thân xe từ tài liệu hướng dẫn sửa chữa chính hãng của tập đoàn Kia Motors.
• Phương pháp mô phỏng điện tử: Thiết kế và kiểm chứng thuật toán mô phỏng dạng sóng răng xung trục khuỷu và trục cam trên phần mềm Proteus; sau đó thiết kế mạch in (PCB) để chế tạo bo mạch điều khiển sử dụng vi điều khiển ESP32.
• Phương pháp thiết kế cơ khí và đồ họa: Ứng dụng phần mềm SolidWorks để tính toán kích thước, tải trọng và dựng mô hình khung gá kim loại 3D; sử dụng phần mềm CorelDRAW để thiết kế bố cục đồ họa mặt bảng táp-lô mica, bố trí vị trí các linh kiện, giắc đo và đường dây hiển thị.
• Phương pháp chế tạo, lắp ráp và thực nghiệm: Thi công cơ khí, cắt khắc laser tấm panel mica, lắp ráp các cụm linh kiện bãi chính hãng của dòng xe Kia Morning 2016, hoàn thiện hệ thống dây dẫn theo màu tiêu chuẩn, kiểm tra dạng sóng tín hiệu thực tế bằng máy hiện sóng (Oscilloscope) và thử nghiệm tính năng chẩn đoán qua cổng OBD-II bằng máy quét chuyên dụng.

Thiết kế và triển khai

Hệ thống mô hình thực hành được thiết kế dưới dạng bàn thực nghiệm chuyên dụng, tích hợp đầy đủ các cụm thiết bị thật lấy từ dòng xe Kia Morning 2016 kết hợp với khối vi xử lý giả lập tín hiệu đầu vào.

Thành phần kỹ thuật	Mã hiệu / Quy cách	Chức năng trên mô hình
Hộp điều khiển động cơ (ECM)	Loại EKG-K (cho động cơ Kappa 1.0L)	Điều khiển hệ thống phun xăng, hệ thống đánh lửa, rơ-le bơm xăng; xác thực mã với ICM.
Hộp điều khiển Immobilizer (ICM)	Mã chuẩn Kia Morning 2016	Cấp nguồn nuôi Transponder, nhận mã chìa và giao tiếp xác nhận với hộp ECM.
Ổ khóa điện & Vòng anten	Ổ khóa cơ khí kèm cuộn dây RF	Tạo từ trường kích hoạt Transponder và thu nhận tần số nhận diện từ chíp chìa khóa.
Hộp điều khiển thân xe (BCM)	BCM Kia Picanto / Morning 2016	Quản lý hệ thống chống trộm, nhận tín hiệu remote, điều khiển khóa/mở cửa và còi báo động.
Màn hình hiển thị thông tin	Cụm đồng hồ táp-lô Kia Morning	Hiển thị tốc độ động cơ, tốc độ xe, mức nhiên liệu, nhiệt độ nước làm mát qua mạng CAN.
Mạch vi điều khiển giả lập tín hiệu	Bo mạch tích hợp vi xử lý ESP32	Phát xung tín hiệu trục cam (G) và trục khuỷu (NE) mô phỏng động cơ đang quay.
Cơ cấu chấp hành & cảnh báo	Chuột ngậm cửa, còi báo trộm, bobin, kim phun	Thể hiện trạng thái khóa cửa cơ khí, đánh lửa, phun nhiên liệu và còi báo động chống trộm.
Cụm rơ-le & Cầu chì (Fuse Box)	Cụm cầu chì nguyên bản + chân đo kiểm	Phân phối nguồn điện BATT, IG1, IG2, rơ-le EFI, rơ-le khởi động và bảo vệ quá dòng.
Cổng kết nối chẩn đoán	Cổng tiêu chuẩn OBD-II (16 chân)	Kết nối máy chẩn đoán đa năng và thiết bị lập trình chìa khóa Autel KM100.

Quy trình triển khai kỹ thuật phần cứng và mạch điều khiển:

1. Thi công khung gá và mặt bảng táp-lô: Khung giá đỡ được gia công từ thép hộp định hình, gắn bánh xe chịu lực có khóa hãm giúp thuận tiện di chuyển trong xưởng thực hành. Mặt hiển thị chính sử dụng tấm nhựa mica cách điện, được cắt khoét định vị bằng máy cắt laser CNC theo bản vẽ CorelDRAW. Trên mặt panel bố trí đồng hồ táp-lô tại vị trí trung tâm, bên trái đặt cụm ECM, ICM và ổ khóa điện; bên phải bố trí cụm BCM, cụm cơ cấu chuột cửa và giắc chẩn đoán OBD-II; phía dưới là cụm rơ-le, kim phun, bugi - bobin đánh lửa và các cọc đo kiểm tín hiệu chuyên dụng (banana jacks).
2. Thiết kế mạch phát xung giả lập tín hiệu G và NE: Động cơ Kappa 1.0L 3 xi-lanh sử dụng cơ cấu đĩa răng cảm biến vị trí trục khuỷu và vấu cam nạp/xả đặc thù. Nhóm tác giả sử dụng vi điều khiển ESP32 nạp chương trình tạo xung số chính xác, xuất tín hiệu xung vuông tương thích điện áp và tần số của cảm biến trục khuỷu (NE) và cảm biến trục cam (G). Mạch được bảo vệ bằng các tầng cách ly điện áp, đưa trực tiếp vào chân giắc đầu vào của ECM nhằm đánh lừa hộp điều khiển rằng động cơ đang quay, qua đó kích hoạt chức năng điều khiển kim phun và bobin đánh lửa khi chìa khóa được xác thực hợp lệ.
3. Đấu nối mạch nguồn và mạng điều khiển: Cấp nguồn điện 12V DC từ ắc quy thông qua công tắc máy. Chân số 18 của ECM nhận tín hiệu điện áp sau khóa (IG ON); chân số 30 của ECM xuất tín hiệu kích mass đóng rơ-le chính (Main/EFI Relay) để cấp nguồn nuôi công suất tới chân số 5 và chân số 6 của ECM; chân số 75 của ECM đóng mass điều khiển rơ-le bơm xăng; các chân số 3, 4, 77 được nối mass thân xe. Toàn bộ đường truyền mạng CAN (CAN High, CAN Low) được nối song song giữa ECM, BCM, đồng hồ táp-lô và chân số 6, chân số 14 trên giắc chẩn đoán OBD-II.
4. Tích hợp hộp PAN mô phỏng lỗi: Bố trí các công tắc ngắt mạch/nối mass gián đoạn trên đường dây nguồn nuôi ECM, dây tín hiệu giao tiếp giữa ICM và ECM, dây tín hiệu vòng anten, đường truyền CAN bus, tín hiệu công tắc cửa và mạch điều khiển kim phun nhằm tạo ra các tình huống hỏng hóc thực tế cho sinh viên rèn luyện kỹ năng xử lý sự cố.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan

Chương 1 trình bày tính cấp thiết của đề tài xuất phát từ thực trạng trộm cắp xe ô tô ngày càng gia tăng, đòi hỏi hệ thống bảo mật phương tiện phải liên tục được nâng cấp. Tác giả xác định rõ mục tiêu tổng quát là nghiên cứu cấu tạo, nguyên lý và tự chế tạo một mô hình học cụ hoàn chỉnh tích hợp ba hệ thống: mã hóa khóa động cơ (Immobilizer), thông tin hiển thị và cảnh báo chống trộm của xe Kia Morning 2016. Chương này cũng phân định cụ thể đối tượng, phạm vi nghiên cứu tại phòng F1-G05 xưởng thực tập trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh trong thời gian 4 tháng, đồng thời liệt kê các phương pháp nghiên cứu khoa học kỹ thuật và cấu trúc bố cục gồm 5 chương của đồ án.

Chương 2: Cơ sở lý thuyết

Chương 2 tập trung phân tích sâu về lý thuyết chuyên ngành của từng hệ thống điện tử:

• Hệ thống Immobilizer: Trình bày lịch sử phát triển từ hệ thống an ninh cơ khí thuần túy trước thập niên 1980 đến các hệ thống mã hóa vô tuyến điện tử hiện đại. Phân tích chi tiết 4 thành phần nòng cốt: chìa khóa chứa chip Transponder (gồm tụ điện, cuộn dây vi mạch tích hợp tạo dòng cảm ứng), vòng dây anten tại ổ khóa, hộp điều khiển ICM và hộp điều khiển động cơ ECM. Cung cấp lưu đồ giải thuật xác thực mã ID giữa ICM và ECM với giới hạn nhận diện lặp lại tối đa 10 chu kỳ trong 1 giây.
• Hệ thống điều khiển động cơ Kia Morning 2016: Khảo sát các thông số kỹ thuật của xe Kia Morning Picanto 2016 trang bị động cơ Kappa 3 xi-lanh thẳng hàng, dung tích 998 cm³, công suất cực đại 67 mã lực tại 5.500 vòng/phút, mô-men xoắn 96 Nm tại 3.500 vòng/phút, tốc độ tối đa đạt 161 km/h. Trình bày chi tiết sơ đồ mạch cấp nguồn ECM EKG-K (chân 18 nhận nguồn IG; chân 30 kích rơ-le chính cấp nguồn cho chân 5, 6; chân 75 điều khiển bơm xăng; chân 3, 4, 77 nối mass), mạch điều khiển đánh lửa, mạch phun xăng và mạch khởi động.
• Tín hiệu cảm biến G, NE và giải pháp mô phỏng: Phân tích vai trò của tín hiệu góc quay trục khuỷu NE và vị trí trục cam G trong việc xác định điểm chết trên (TDC) kỳ nén nhằm định thời điểm phun nhiên liệu và đánh lửa. Giới thiệu giải pháp sử dụng vi điều khiển ESP32 lập trình xuất xung giả lập dựa trên biên dạng đĩa răng thực tế của động cơ Kappa 1.0L, được kiểm chứng qua mô phỏng Proteus và mạch PCB.
• Hệ thống thông tin hiển thị: Mô tả cấu trúc giắc cắm và mạch điện của đồng hồ táp-lô, các loại đèn chỉ báo, đồng hồ đo vận tốc, vòng tua, áp suất dầu, nhiệt độ nước và phương thức nhận tín hiệu dữ liệu thông qua mạng CAN/LIN.
• Hệ thống chống trộm và khóa cửa: Trình bày cấu tạo gồm chìa Keyless Transmitter, hộp BCM, cơ cấu chấp hành khóa cửa (Door Lock Actuator), cơ cấu mở cốp sau (Trunk Lid Release Actuator), công tắc nắp ca-pô, công tắc cửa và còi báo động Burglar Horn, kèm theo sơ đồ mạch điện chi tiết của hộp BCM và mạch khóa cửa điện Power Door Lock.

Chương 3: Thiết kế và thi công mô hình

Chương 3 ghi nhận quy trình gia công, lắp đặt chi tiết toàn bộ phần cứng của mô hình:

• Thống kê chi tiết các cụm thiết bị thật được khai thác và kiểm tra chất lượng trước khi lắp ráp: hộp ECM, hộp ICM, hộp BCM, cụm ổ khóa điện kèm cuộn dây ăng-ten thu phát, chìa cơ có chip, chìa điều khiển từ xa Keyless Transmitter, màn hình táp-lô, hộp cầu chì/rơ-le, giắc OBD-II, chuột cửa và bobin đánh lửa.
• Bản vẽ thiết kế kết cấu khung giá đỡ bằng kim loại trên phần mềm SolidWorks và bản vẽ mặt táp-lô mica khắc laser trên phần mềm CorelDRAW.
• Quá trình bố trí các linh kiện lên mặt dựng và khung gá, kỹ thuật đi dây điện theo sơ đồ mạch chuẩn, gắn các cọc cắm đo kiểm và hộp tạo lỗi kỹ thuật (PAN).
• Nghiệm thu dạng sóng tín hiệu thực tế sau khi hoàn thiện: đo kiểm xung giao tiếp mạng CAN, dạng xung điều khiển còi chống trộm của BCM, xung giao tiếp tần số vô tuyến giữa ICM và vòng từ, xung trục cam G và xung trục khuỷu NE do bo mạch ESP32 xuất ra.

Chương 4: Hướng dẫn sử dụng và thực hành trên mô hình

Chương 4 đóng vai trò tài liệu hướng dẫn sư phạm phục vụ đào tạo thực hành:

• Hướng dẫn chi tiết quy trình vận hành mô hình an toàn, các bước cấp nguồn và thao tác bật công tắc máy.
• Quy trình kết nối máy chẩn đoán chuyên dụng qua cổng OBD-II để đọc và xóa mã lỗi DTC, xem dữ liệu động (Data Stream) của động cơ và hệ thống thân xe.
• Quy trình cài đặt mã chìa khóa điều khiển từ xa Keyless Entry cho hộp BCM bằng thiết bị Autel KM100.
• Hướng dẫn sử dụng máy đo xung (Oscilloscope) để kiểm tra tín hiệu điện áp tại các chân giắc và cọc đo kiểm.
• Xây dựng hệ thống 10 bài thực hành chuyên đề bao gồm các bảng đo kiểm thông số kỹ thuật tiêu chuẩn:
  • Bảng 4.1: Đo kiểm rơ-le khởi động (Starter Relay), rơ-le chính (EFI Relay), kim phun và mô-bin.
  • Bảng 4.2: Đo kiểm tín hiệu và điện áp các chân giắc của hộp ICM và ECM.
  • Bảng 4.3: Đo kiểm chân tín hiệu đầu vào/ra của hộp BCM.
  • Bảng 4.4: Đo kiểm hệ thống đồng hồ táp-lô hiển thị.
  • Bảng 4.5: Đo kiểm chuột ngậm cơ cấu khóa cửa.
  • Bảng 4.6 đến Bảng 4.15: Hệ thống các bảng đo kiểm phục vụ chẩn đoán, xử lý 9 sự cố hư hỏng giả lập (từ PAN 1 đến PAN 9/PAN 10) về mất nguồn, đứt đường truyền mạng CAN, lỗi mạch vòng từ ăng-ten, hỏng tín hiệu cảm biến vị trí và lỗi mạch còi báo động.

Chương 5: Kết luận và hướng phát triển

Chương 5 đúc kết các kết quả định lượng và định tính đã hoàn thành trong thời gian thực hiện đề tài; chỉ rõ các ưu điểm về tính ổn định, độ chính xác của tín hiệu mô phỏng và giá trị ứng dụng trong giảng dạy; đồng thời đề xuất các định hướng nâng cấp hệ thống trong tương lai.

Kết quả và đóng góp

Đồ án đã chế tạo thành công một mô hình thực hành kỹ thuật hoàn chỉnh với các kết quả cụ thể:

• Chế tạo phần cứng hoàn chỉnh: Xây dựng hệ thống sa bàn thực nghiệm tích hợp đồng bộ ba hệ thống (Immobilizer, thông tin táp-lô và chống trộm) từ các linh kiện thực tế của dòng xe Kia Morning 2016, đáp ứng đầy đủ các tiêu chuẩn an toàn điện và độ vững chắc cơ học.
• Xây dựng mạch giả lập tín hiệu nhúng: Chế tạo thành công bo mạch vi điều khiển ESP32 có khả năng tạo xung cảm biến trục khuỷu (NE) và cảm biến trục cam (G) đồng bộ với quy luật làm việc của động cơ Kappa 1.0L MPI. Điều này cho phép ECM nhận diện trạng thái động cơ hoạt động, kích hoạt chu trình điều khiển hệ thống đánh lửa và phun nhiên liệu mà không cần phải kéo theo cụm động cơ cơ khí cồng kềnh.
• Tích hợp tính năng chẩn đoán và cài chìa: Hệ thống cổng OBD-II kết nối thành công với máy chẩn đoán để đọc thông số mạng CAN Bus; mô-đun BCM tương thích hoàn toàn với thiết bị Autel KM100, thực hiện cài đặt thành công chìa khóa điều khiển từ xa (Keyless Entry).
• Đóng góp về mặt đào tạo: Biên soạn tài liệu kỹ thuật hoàn chỉnh gồm sơ đồ nguyên lý, hướng dẫn vận hành và hệ sinh thái 10 bài thực hành cùng 15 bảng biểu đo kiểm chi tiết (từ Bảng 4.1 đến Bảng 4.15). Bộ bài tập này giúp sinh viên trực tiếp thao tác đo xung tín hiệu, phân tích mạch điện và chẩn đoán 9 mã lỗi (PAN) phổ biến trên hệ thống điện thân xe.

So với các mô hình đào tạo tĩnh truyền thống chỉ có chức năng hiển thị hoặc đấu nối đơn lẻ từng hệ thống, sản phẩm của đề tài có sự gắn kết logic liên hoàn: chìa khóa cơ xác thực qua ICM để mở khóa phun xăng/đánh lửa tại ECM, trong khi chìa khóa Keyless kích hoạt chế độ an ninh tại BCM và toàn bộ trạng thái hệ thống được hiển thị đồng bộ lên đồng hồ táp-lô qua mạng CAN.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

• Hạn chế của đề tài:
  • Mô hình được thiết kế giới hạn cho cấu trúc mạng điện của một dòng xe cụ thể là Kia Morning Picanto phiên bản 2016 số sàn trang bị động cơ Kappa 1.0L, chưa bao quát được các kiến trúc điều khiển của các hãng xe khác.
  • Tín hiệu vận hành của động cơ vẫn dựa trên phương pháp giả lập xung điện tử từ bo mạch vi điều khiển ESP32, do đó chưa phản ánh được đầy đủ sự thay đổi tải trọng cơ học thực tế, áp suất nhiên liệu hay các phản hồi từ cảm biến oxy và cảm biến lưu lượng khí nạp.
  • Hệ thống chìa khóa trên mô hình mới dừng lại ở dạng chìa cơ tích hợp chip Transponder và remote rời Keyless Entry, chưa tích hợp hệ thống chìa khóa thông minh khởi động bằng nút bấm (Smart Key Start/Stop).
• Hướng nghiên cứu tiếp:
  • Mở rộng nghiên cứu và tích hợp thêm hệ thống khởi động thông minh Smart Key (Keyless Go) sử dụng hộp điều khiển phím bấm thông minh (SMK Unit) và các ăng-ten nhận diện nội/ngoại thất.
  • Tích hợp bổ sung các hệ thống an toàn điện tử khác như hệ thống túi khí bổ trợ (SRS) và hệ thống chống bó cứng phanh (ABS) lên cùng khung giá đỡ để tạo thành tổ hợp sa bàn điện thân xe toàn diện.
  • Phát triển giao diện phần mềm giám sát trên máy tính hoặc ứng dụng di động kết nối không dây với ESP32 để giáo viên có thể kích hoạt các pan lỗi kỹ thuật từ xa trong quá trình kiểm tra, đánh giá kỹ năng của người học.

Giá trị tham khảo

Báo cáo đồ án tốt nghiệp là nguồn tài liệu tham khảo có giá trị ứng dụng thực tiễn cao:

• Đối tượng sử dụng: Giảng viên, trợ giảng và sinh viên thuộc các chuyên ngành Công nghệ Kỹ thuật Ô tô, Kỹ thuật Cơ điện tử, Kỹ thuật Điện - Điện tử Ô tô tại các trường đại học, cao đẳng và trường dạy nghề kỹ thuật; kỹ thuật viên sửa chữa điện ô tô tại các xưởng dịch vụ.
• Nội dung tham khảo trọng tâm:
  • Sơ đồ chân giắc và nguyên lý đấu dây chi tiết của hộp điều khiển động cơ EKG-K, hộp ICM và hộp BCM của dòng xe Kia Morning 2016.
  • Phương pháp thiết kế bo mạch vi điều khiển (ESP32) để lập trình mô phỏng xung răng cảm biến trục khuỷu NE và vấu cam G.
  • Quy trình từng bước sử dụng thiết bị chuyên dụng Autel KM100 để lập trình, cài mã chìa khóa điều khiển từ xa cho hộp BCM.
  • Hệ thống 10 bài thực hành chuẩn hóa kèm theo các bảng thông số đo kiểm điện áp, dạng sóng xung và quy trình tư duy chẩn đoán lỗi (PAN) trên hệ thống điện thân xe.

Câu hỏi thường gặp

1. Hộp ECM nhận biết và xử lý tín hiệu chìa khóa hợp lệ từ hộp ICM thông qua cơ chế nào? Khi công tắc đánh lửa bật sang vị trí "ON", hộp ECM gửi một tín hiệu truy vấn mã code đã được thiết lập trước đó sang hộp ICM. Cùng lúc, ICM kích hoạt vòng anten để đọc mã ID từ chíp Transponder trong chìa khóa. Nếu mã ID chìa khóa khớp với dữ liệu đăng ký trong ICM, đồng thời trùng khớp với yêu cầu từ ECM, ICM sẽ gửi tín hiệu phản hồi cấp phép về ECM. Nhận được tín hiệu này, ECM mới kích hoạt rơ-le bơm nhiên liệu (chân 75), cấp xung điều khiển mở vòi phun xăng và đóng mạch bobin đánh lửa.

2. Đèn báo Immobilizer trên bảng táp-lô hoạt động như thế nào khi cắm đúng chìa khóa và khi cắm sai chìa khóa? Khi cắm đúng chìa khóa đã được cài đặt và bật công tắc điện, đèn báo Immobilizer sẽ sáng lên trong một khoảng thời gian ngắn rồi tắt, báo hiệu hệ thống đã nhận diện được chìa khóa hợp lệ và cho phép khởi động xe. Ngược lại, khi sử dụng chìa khóa không hợp lệ (hoặc chưa cài đặt), đèn báo Immobilizer sẽ nhấp nháy liên tục hoặc sáng liên tục mà không tắt, đồng thời động cơ bị vô hiệu hóa khởi động.

3. Mạch cấp nguồn cho hộp điều khiển động cơ ECM (EKG-K) trên xe Kia Morning 2016 được kết nối qua những chân giắc cụ thể nào? Mạch cấp nguồn của ECM EKG-K gồm các kết nối sau: Chân số 18 nhận điện áp nguồn ắc quy sau công tắc máy (Battery voltage supply after ignition switch). Chân số 30 điều khiển nhịp mass đóng cuộn hút rơ-le chính (Main Relay) để cấp nguồn dương ắc quy vào chân số 5 và chân số 6 của ECM. Chân số 75 điều khiển mass đóng rơ-le bơm nhiên liệu. Các chân số 3, 4 và 77 là các chân nối mass thân xe (Chassis Ground).

4. Thiết bị và phương pháp nào được sử dụng để giả lập tín hiệu cảm biến trục khuỷu (NE) và trục cam (G) trên mô hình? Nhóm nghiên cứu sử dụng vi điều khiển ESP32 để lập trình xuất tín hiệu xung mô phỏng. Dựa trên số răng thực tế của đĩa răng trục khuỷu và bánh răng trục cam của động cơ Kappa 1.0L 3 xi-lanh MPI, thuật toán trên ESP32 được cấu hình để phát các chuỗi xung vuông tương ứng với các góc quay của động cơ. Mạch điện giả lập được thiết kế mô phỏng trên phần mềm Proteus và thi công thành bo mạch in PCB hoàn chỉnh trước khi ghép nối vào đầu vào của ECM.

5. Thiết bị nào được sử dụng để cài đặt chìa khóa điều khiển từ xa (Keyless Entry) vào hộp BCM và quy trình thực hiện ra sao? Thiết bị được sử dụng là máy lập trình chìa khóa chuyên dụng Autel KM100. Kỹ thuật viên kết nối thiết bị này vào cổng chẩn đoán OBD-II trên mô hình, truy cập vào menu điều khiển hệ thống điện thân xe Kia Morning 2016, chọn chức năng cài đặt chìa khóa điều khiển từ xa (Keyless Entry / Remote Learning) và tiến hành nạp mã định danh của chìa Keyless Transmitter vào bộ nhớ lưu trữ của hộp BCM.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Nghiên cứu và thi công mô hình hệ thống Immobilizer, hệ thống thông tin và hệ thống chống trộm cho dòng xe Kia Morning 2016" đã giải quyết trọn vẹn mục tiêu kết hợp lý thuyết an ninh điện tử ô tô với thi công phần cứng giáo dục thực nghiệm. Bằng việc tận dụng các cụm chi tiết bãi chính hãng kết hợp với giải pháp giả lập xung cảm biến trục khuỷu, trục cam bằng vi điều khiển ESP32, mô hình tái hiện chuẩn xác cơ chế làm việc của hệ thống mã hóa khóa động cơ, hệ thống cảnh báo chống trộm BCM và cụm đồng hồ táp-lô giao tiếp CAN bus. Hệ thống 10 bài thực hành và các bảng chẩn đoán lỗi đi kèm mang lại giá trị đào tạo thực tiễn cao, trực tiếp hỗ trợ công tác giảng dạy môn Thực tập hệ thống điện thân xe tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN .2 Mục tiêu đề tài .3 Đối tượng nghiên cứu .4 Phạm vi nghiên cứu.5 Phương pháp nghiên cứu .6 Ý nghĩa và tính thực tiễn .7 Kết quả dự kiến đạt được. 4 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT .1 Hệ thống Immobilizer .2 Lịch sử phát triển của hệ thống .3 Cấu tạo của hệ thống Immobilizer .1 Chìa khóa điện tử .3 Bộ phận tín hiệu (Immobilizer Control Unit).5 Bộ điều khiển động cơ (ECU - Engine Control Unit) .4 Sơ đồ và nguyên lý hoạt động của hệ thống Imobilizer .5 Tìm hiểu hệ thống Immobilizer trên xe KIA morning .1 Vị trí của hệ thống Immobilizer trên xe Kia Morning 2016 .2 Sơ đồ mạch điện hệ thống .6 Một số tín hiệu điều khiển liên quan của xe KIA morning 2016.1 Mạch cấp nguồn cho ECU .4 Tín hiệu G và Ne .5 Giả lập tín hiệu .2 Hệ thống thông tin trên Kia Morning 2016.1 Các thông tin hiển thị trên xe Kia Morning 2016.2 Sơ đồ mạch điện hệ thống thông tin .3 Hệ thống chống trộm trên dòng xe Kia Morning 2016 .1 Cấu tạo hệ thống chống trộm .1 Chìa khóa thông minh (Keyless Transmitter) .2 Cơ cấu chấp hành khóa cửa (Door Lock Actuator) .3 Cơ cấu chấp hành mở cốp sau (Trunk Lid Release Actuator) .4 Công tắc báo mở cửa (Door Switch) .5 Công tắc nắp ca-pô (Hood Switch) .6 Còi báo động chống trộm (Burgar Horn) .7 Bộ điều khiển điện thân xe (Body Control Module) .1 Nguyên lí hoạt động của hệ thống chống trộm .2 Sơ đồ mạch điện hệ thống chống trộm trên KIA morning: .4 Power door lock. 38 CHƯƠNG III: THIẾT KẾ VÀ THỰC HIỆN MÔ HÌNH.1 Các thành phần thực hiện mô hình.1 Module điều khiển động cơ (ECM) .2 Module điều khiển Immobilizer (ICM) .3 Bộ khuếch đại thu phát - ổ khóa điện .4 Chìa khóa điện.5 Chìa khóa keyless entry .7 Bobin đánh lửa .8 Màn hình hiển thị thông tin .9 Tín hiệu signal sets .10 Relay và cầu chì .11 Hộp fuse box & OBD II .13 Module điều khiển hệ thống điện thân xe (BCM) .2 Thiết kế và thực hiện.1 Khung mô hình .2 Bố trí các bộ phận lên mô hình.3 Hoàn thiện mô hình. 52 CHƯƠNG IV: HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG VÀ THỰC HÀNH TRÊN MÔ HÌNH 56 4.1 Hướng dẫn sử dụng mô hình .2 Sử dụng máy chuẩn đoán cho mô hình .3 Cài chìa Keyless Entry bằng máy Autel KM100 .4 Sử dụng máy đo xung cho mô hình .5 Nội dung bài thực hành .1 Bài thực hành số 1 .2 Bài thực hành số 2 .3 Bài thực hành số 3 .4 Bài thực hành số 4 .4 Bài thực hành số 5 .5 Bài thực hành số 6 .6 Bài thực hành số 7 .7 Bài thực hành số 8 .8 Bài thực hành số 9 .9 Bài thực hành số 10.

122 iii CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN .2 Những kết quả đã đạt được .4 Hướng phát triển. 129 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 130 PHỤ LỤC CODE. 131 iii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮC VÀ KÝ HIỆU ECU: Electronic Control Unit BCM: Body Control Module CAN: Controller Area Network GMLAN: General Motors Local Area Network ID: Identification VIN: Vehicle Idetification Number ECM: Electronic Cotrol Unit OBD: On-board diagnostics GND: Ground BATT: Battery vii DANH MỤC BẢNG Bảng 4.1: Đo kiểm các thiết bị starter relay, EFI Relay, kim phun và môbin.2: Đo kiểm các thiết bị ICM và ECM .3: Đo kiểm hộp BCM .4: Đo kiểm đồng hồ .5 Đo kiểm chột ngậm .6: Bảng đo kiểm PAN 1.7: Bảng đo kiểm PAN 2.8: Bảng đo kiểm PAN 3.9: Bảng đo kiểm PAN 4.10: Bảng đo kiểm PAN 5.11: Bảng đo kiểm PAN 6 .12: Bảng đo kiểm PAN 7.13: Bảng đo kiểm PAN 8.14: Bảng đo kiểm PAN 9.15: Bảng đo kiểm PAN 9.

124 viii DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 2.1: Sơ đồ hệ thống Immobilizer .2: Chìa khóa điện .4: Immobilizer Control Module .6: Hộp ECU động cơ .7: Biểu đồ thời gian giao tiếp .8: Sơ đồ nguyên lý hoạt động .9: Mẫu xe KIA Morning 2016 .10: Sơ đồ bố trí hệ thống trên xe .11: Sơ đồ hệ thống Immobilizer trên xe Kia Morning.12: Data Link Details .13: sơ đồ mạch điều khiển động cơ .14: Mạch khởi động của KIA morning .15: Sơ đồ mạch điện hệ thống đánh lửa .16: Sơ đồ mạch điện hệ thống phun xăng .17: Mạch cấp nguồn ECU.18: Xung đo được từ cảm biến trục cam.19: Vị trí cảm biển trục cam nạp.20: Vị trí cảm biến trục cam xả.21: Xung đo được từ cảm biến trục khủyu .22: vị trí của cảm biến trục khủyu .23: Hình ảnh bánh răng trục khuỷu .24 : Hình ảnh bánh răng trục cam .25: Sơ đồ mạch mô phỏng giả lập tín hiệu cảm biến G, NE.27: Đông hồ trên KIA morning .28: Sơ đồ giắc điện của đồng hồ hiển thị .29: Sơ đồ mạch của đồng hồ hiển thị (1) .30:Sơ đồ mạch của đồng hồ hiển thị (2) .31: Các đèn tín hiệu trên ô tô .32: Giao tiếp CAN của hệ thống thông tin .33: Một số tín hiệu xe của hệ thống thông tin (1) .34: Một số tín hiệu xe của hệ thống thông tin (2) .35: Một số tín hiệu xe của hệ thống thông tin (3) .36: Chìa khóa thông minh.37: Cơ cấu chấp hành khóa cửa .38: Cơ cấu chấp hành mở cốp sau .39: Công tắc báo mở cửa .40: Công tắc nắp ca-pô .41: Còi báo động chống trộm .42: Bộ điều khiển điện thân xe .43: Sơ đồ mạch điện của hộp BCM trên dòng xe KIA morning 2016(1) .44: Sơ đồ mạch điện của hộp BCM trên dòng xe KIA morning 2016(2) .45: Sơ đồ mạch điện của hộp BCM trên dòng xe KIA morning 2016(3) .46: Vị trí của hộp BCM trên xe KIA morning 2016 .47: Vị trí của hệ thống chống trộm trên xe Kia Morning 2016.48: Tín hiệu điều khiển của hệ thống chống trộm.49: Sơ đồ mạch điện chống trộm trên KIA morning(1) .50: Sơ đồ mạch điện chống trộm trên KIA morning(2) .51: Sơ đồ mạch điện chống trộm trên KIA morning(3) .52: Nút nhấn Door Lock Switch .53: Chuột ngậm cửa (Door Lock Actuator) .54: Sơ đồ mạch điện Power Door Lock(1) .55:Sơ đồ mạch điện Power Door Lock (2) .1: Module điều khiển động cơ (ECM) .2: Module điều khiển Immobilizer (ICM) .3: Bộ khuếch đại thu phát - ổ khóa điện .4: Chìa khóa điện .5: Chìa khóa keyless entry .7: Bobin đánh lửa.8: Màn hình hiển thị thông tin .9: Tín hiệu signal sets .10: Relay và đèn hazard.12: Hộp fuse box & OBD II .14: Module điều khiển hệ thống điện thân xe (BCM) .15: Biểu tượng phần mềm SolidWorks .16: Bản vẽ khung của mô hình .17: Biểu tượng phần mềm CorelDRAW .18: Bản vẽ mica của mô hình.19: Mặt phía trước của mô hình.20: Mặt bên trái của mô hình .21: Mặt bên phải của mô hình .20: Giao tiếp CAN .22: Xung điều khiển còi chống trộm .23: H xung giao tiếp của ICM và vòng từ .24: Tín hiệu trục cam .25: Tín hiệu trục khuỷu. 68 xii CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1.1 Đặt vấn đề Hiện nay tình trạng mất xe, trộm cắp đồ trong xe do chủ sở hữu phương tiện sơ hở, mất cảnh giác có xu hướng tăng và ngày càng phức tạp. Vào ban đêm, để xe ở trước cửa nhà, nơi công cộng không có người trông coi, xe ô tô không có hệ thống báo động và thiếu thiết bị an toàn. Các đối tượng thường đi xe ô tô, khi phát hiện thấy xe ô tô không có người trông coi thì dùng công cụ mang sẵn để mở cửa xe, thực hiện hành vi trộm cắp.[1] Thấy được tính thiết thực của đề tài mang lại kiến thức thực tế nên nhóm chúng em quyết tâm thực hiện đề tài để phục vụ cho việc nghiên cứu và giảng dạy.

Hệ thống Immobilizer và các công nghệ chống trộm trên ô tô đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ phương tiện khỏi nguy cơ bị trộm cắp. Trong bối cảnh các thủ đoạn trộm cắp ngày càng tinh vi, việc trang bị một hệ thống an ninh hiệu quả là điều cần thiết để đảm bảo an toàn cho tài sản của chủ xe. Hệ thống Immobilizer (hệ thống mã hóa khóa động cơ) hay còn gọi là IMMO là một hệ thống có thể ngăn chặn động cơ ô tô khởi động bằng chìa khóa tự chế đến từ kẻ trộm. Khi mã ID truyền từ chìa khóa không tương thích với mã ID đã được đăng ký trước trong ICM (Immobilizer Control Module).

Từ đó ngăn chặn động cơ khởi động nếu phát hiện chìa khóa không hợp lệ. Hệ thống chống trộm trên xe ô tô cũng đóng vai trò khá là quang trọng giúp cảnh báo những xâm nhập từ bên ngoài như mở của cưỡng bức từ đó chủ xe phát hiện kịp thời và ngăn chặn tình trạng đột nhập xe trái phép… Hệ thống chống trộm ô tô là một loại thiết bị an ninh giúp thực hiện các biện pháp bảo vệ ô tô khi phát hiện xe có dấu hiệu bị kẻ trộm đột nhập. Hệ thống chống trộm ô tô thường bảo vệ xe bằng cách phát tín hiệu báo động bằng còi và đèn gửi thông báo đến chủ xe… Tóm lại, việc nghiên cứu và phát triển một mô hình hệ thống Immobilizer, hệ thống thông tin và hệ thống chống là một đề tài vừa cung cấp kiến thức cho chúng em và còn mang lại giá trị thực tế lớn giúp cho các bạn sinh viên học tập và tiếp cận thực tế về ngành ô tô hiện nay.2 Mục tiêu đề tài Từ nhiệm vụ chính của đề tài đặt ra là nghiên cứu, thiết kế và thi công mô hình hệ thống Immobilizer, hệ thống thông tin và hệ thống chống trộm. Nội dung nghiên cứu của đề tài được thực hiện với các mục tiêu sau: - Thực hiện nghiên cứu tổng quan, kết cấu, cũng như nguyên lý làm việc của các hệ thống Immobilizer, hệ thống thông tin và hệ thống chống trộm.

- Nghiên cứu hộp ECU, hộp BCM về cách thức giao tiếp và hoạt động của hệ thống Immobilizer và hệ thống chống trộm. - Tìm ra phương án thiết kế mô hình hệ thống hợp lý nhất. - Với mục tiêu mô hình phục vụ cho việc giảng dạy nên ngoài việc mô hình phải được thực hiện một cách chỉnh chu và thiết kế các PAN có thể xảy ra mà còn phải có tính thẩm mỹ. - Biên soạn đề tài một cách có hệ thống và tính khoa học về cơ sở lý thuyết, nguyên tắc điều khiển, cấu tạo và hoạt động của mô hình hệ thống .3 Đối tượng nghiên cứu - Cơ sở lý thuyết của hệ thống Immobilizer , hệ thống thông tin và hệ thống chống trộm.

- Mô hình hệ thống trên xe Kia Morning 2016. - Sử dụng bộ ESP 32 để giả lập tín hiệu các cảm biến như: vị trí trục khuỷu, vị trí trục cam, tốc độ xe. - Cài chìa khóa Keyless cho hộp BCM.