CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1 Lí do chọn đề tài Nền kinh tế nước nhà ngày càng phát triển, mức thu nhập của người dân càng tăng cao, thì ô tô không còn là một điều gì đó quá xa xỉ, nhu cầu sử dụng ô tô cũng từ đó tăng theo và nó đang dần trở thành phương tiện đi lại chủ yếu của nhiều hộ gia đình. Đồng thời nhu cầu nguồn nhân lực ngành ô tô có trình độ ngày càng tăng, yêu cầu họ phải liên tục cập nhật, nghiên cứu tiếp thu thêm kiến thức mới về các công nghệ có trên ô tô hiện đại để có thể bắt kịp với xu hướng, phát triển khoa học, kỹ thuật và công nghệ tiên tiến trên toàn cầu, bắt kịp với sự phát triển của thế giới. Đối với sinh viên Việt Nam nói chụng và đặc biệt là sinh viên Khoa Cơ Khí Động Lực trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh nói riêng, việc tiếp cận với các công nghệ mới trên ô tô là vô cùng quan trọng giúp nâng cao chất lượng đào tạo cho sinh viên và góp phần đóng góp nguồn nhân lực có trình độ cho ngành ô tô Việt Nam. Nhằm đáp ứng yêu cầu của người tiêu dùng, ô tô hiện đại ngày càng có nhiều tiện ích tiện nghi, giúp người lái thuận tiện hơn, trong đó không thể không nhắc đến hệ thống Smart Key, với nhu cầu sử dụng cao và nhiều tiện ích mà Smart Key đem đến cho người dùng, hệ thống này đang ngày càng phát triển hơn trên thế giới, hầu hết các hãng ô tô đều trang bị cho sản phẩm mới của mình, nó đang dần trở thành trang bị tiêu chuẩn của mọi dòng xe.
Cho nên, sinh viên phải được tiếp cận và học hỏi, khai thác thêm kiến thức về hệ thống Smart Key, giúp nâng cao chất lượng đào tạo, trang bị thêm kiến thức nền tảng cho sinh viên. Hiện nay, bộ môn Điện – điện tử ô tô, khoa Cơ khí động lực đã đầu tư, trang bị các trang thiết bị, mô hình phục vụ cho việc dạy học mang tính thực tiễn dành cho sinh viên, thế nhưng mô hình hệ thống Smart Key vẫn còn khá ít, chưa được khai thác nhiều dẫn đến khó khăn trong việc tiếp cận, học tập của sinh viên. Nhận thấy điều đó, nhóm chúng em đã thực hiện nghiên cứu mô hình hệ thống chìa khóa thông minh Smart Key bởi tính quan trọng và tính ứng dụng cao trong thực tế, cụ thể nhóm em đã lựa chọn đề tài “Nghiên cứu và thi công mô hình hệ thống khởi động dùng Smart 1 Key trên xe Kia Cerato 2013” để bản thân thành viên nhóm có cái nhìn khái quát rõ hơn về hệ thống cũng như thiết kế, chế tạo mô hình phục vụ cho việc nâng cao chất lượng giảng dạy của nhà trường và giúp sinh viên được tiếp cận với hệ thống, trang bị thêm được kiến thức mới.2 Mục tiêu nghiên cứu Tìm hiểu khái niệm, lịch sử phát triển, cấu tạo, nguyên lý hoạt động của hệ thống chìa khóa thông minh – Smart Key trên ô tô nói chung và hãng Kia nói riêng. Thiết kế và thi công chế tạo mô hình hoạt động thực tế của hệ thống chìa khóa thông minh Smart Key.
Xây dựng các bài thực hành trên hệ thống để phù hợp với việc giảng dạy. Nâng cao, bổ túc thêm kiến thức về các bộ phận có trên ô tô, về điện ô tô nói chung và hệ thống chìa khóa thông minh – Smart Key nói riêng.3 Đối tượng nghiên cứu Đề tài tập trung nghiên cứu vào hệ thống Smart Key trên model KIA Cerato đời 2013. Nghiên cứu chế tạo mô hình Smart Key dùng cho thực hành thực tế để phù hợp cho quá trình giảng dạy, nghiên cứu, học tập của giảng viên và sinh viên.4 Phương pháp nghiên cứu Đề tài được nghiên cứu bởi hai phương pháp chính: + Nghiên cứu lý thuyết: dựa trên các kiến thức đã học, giáo trình, tài liệu từ thư viện, các thông tin trên mạng Internet cũng như tiếp cận thêm thông tin từ thầy cô, bạn bè, doanh nghiệp hướng dẫn. + Nghiên cứu thực tế: thiết kế, thi công chế tạo một mô hình hệ thống chìa khóa thông minh Smart Key dựa vào cơ sở lý thuyết và nền tảng kiến thức đã nghiên cứu tiếp thu được.
2 CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Smartkey là hệ thống gì ? 2.1 Định nghĩa về hệ thống smartkey Chìa khóa thông minh là một thành phần của công nghệ mở cửa không cần chìa khóa cho phép chủ xe truy cập vào xe của họ mà không cần chìa khóa truyền thống. Là một bản nâng cấp phức tạp hơn từ sự kết hợp giữa chìa khóa ô tô tiêu chuẩn và chìa khóa thông minh, chìa khóa thông minh giúp việc mở và khóa cửa ô tô, khởi động động cơ hoặc mở cốp xe trở nên dễ dàng hơn rất nhiều.1 Hệ thống smartkey được sử dụng rộng rãi trên xe ô tô hiện nay Không giống như chìa khóa điện tử thông thường, người lái xe không cần thực hiện bất kỳ hành động nào hoặc lấy chìa khóa ra khỏi túi để vào xe. Khi chìa khóa thông minh nằm trong phạm vi nhất định, nó sẽ gửi tín hiệu đến bộ thu của ô tô. Điều này làm cho hệ thống của ô tô phản hồi.
Chìa khóa thông minh sau đó sẽ gửi tín hiệu trở lại xe để xác nhận danh tính. Chỉ khi quá trình xác thực này thành công và phản hồi của chìa khóa thông minh được xác minh thì hệ thống của xe mới hoạt động được.2 Smartkey ra đời như thế nào ? Hệ thống smart key được biết tới phổ biến rất nhiều trên những dòng xe châu Á như Hyundai, Kia, Toyota, nhưng vào năm 1995 hệ thống chìa khóa thông minh Smart Key System đầu tiên được phát triển bởi hãng điện khí Siemens AG, hãng điện khí lớn nhất của châu Âu. 3 Vào năm 1998, hãng xe Mercedes-Benz giới thiệu hệ thống chìa khóa thông minh đầu tiên trên dòng S-class W220 sang trọng, lúc bấy giờ hãng không gọi hệ thống của mình là Smart key mà gọi với tên gọi khác là “Key-less Go” và tên gọi này vẫn được sử dụng cho đến nay. 2 Chìa khóa thông minh đầu tiên trên xe Mercedes -Benz 2.3 Tên gọi smartkey trên các hãng xe Tên gọi cụ thể của hệ thống smart key trên từng hãng xe trên thế giới chi tiết như sau: • Hãng Audi là: Advanced Key • Hãng Bugatti là: Keyless Entry Remote • Hãng BMW là: Comfort Access or Display Key • Hãng Mercedes-Benz là: Keyless Go integrated into SmartKeys • Hãng Cadillac là: Adaptive Remote Start & Keyless Access • Hãng Lexus là: Smart Access System • Hãng Nissan là: Nissan Intelligent Key • Hãng Porsche là: Porsche Entry & Drive System • Hãng Toyota là: Smart Key System • Hãng Volkswagen là: Keyless Entry & Keyless Start or KESSY • Hãng Ford là: Intelligent Access with push-button start • Hãng Honda là: Smart Entry System 4 • Hãng Hyundai là: Proximity Key and smart entry key • Hãng Acura là: Keyless Access System • Hãng Mazda là: Advanced Keyless Entry & Start System • Hãng Mini là: Comfort Access • Hãng Aston Martin là: Keyless Entry and Push Button Start • Hãng FIAT-Chrysler là: Keyless Enter-N-Go • Hãng General Motors là: Passive Entry Passive Start (PEPS) • Hãng Infiniti là: Infiniti Intelligent Key with Push-button Ignition • Hãng Isuzu là: Genius Entry • Hãng Jaguar Cars là: Smart Key System • Hãng Kia Motors là: Smart Key System • Hãng Mitsubishi Motors là: FAST Key System • Hãng Renault là: Hands Free Keycard • Hãng Subaru là: Keyless Smart Entry With Push-Button Start • Hãng Suzuki là: SmartPass Keyless entry & starting system • Hãng Tesla là: Model S Key • Hãng Volvo là: Personal Car Communicator “PCC” and Keyless Drive or Keyless Driver 2.4 Ưu điểm và nhược điểm của hệ thống SMK a) Ưu điểm • Thuận tiện : Smart key tạo ra sự thuận tiện lớn cho người lái xe vì họ không cần phải tìm chìa khóa và thực hiện các thao tác mở khóa và khởi động bằng tay • Tiện ích keyless entry : Chức năng mở khóa tự động khi người lái xe đến gần xe giúp tiết kiệm thời gian và tăng cường tính tiện lợi.
• Chống trộm tốt hơn : Một số hệ thống smart key tích hợp các tính năng bảo mật cao cấp như mã hóa tín hiệu và cảm biến, giúp ngăn chặn hành vi trộm cắp. 5 • Chia sẽ dễ dàng: Người lái xe có thể chia sẻ quyền truy cập tạm thời với người khác mà không cần phải chia sẻ chìa khóa vật lý • Khả năng tích hợp với các hệ thống khác: Smart key thường có khả năng tích hợp với các hệ thống khác như cảm biến hình ảnh, cảm biến nhiệt độ, và các tính năng khác để tăng cường trải nghiệm lái xe. b) Nhược điểm • Chi phí sửa chữa cao: Nếu smart key gặp sự cố hoặc hỏng hóc, việc sửa chữa có thể đắt đỏ hơn so với chìa khóa thông thường. • Tăng nguy cơ xâm nhập an ninh mạng : Các hệ thống smart key có thể trở thành mục tiêu của hackers nếu không được bảo vệ chặt chẽ, tăng nguy cơ bị hack và mất an toàn.
• Tiêu tốn năng lượng : Hệ thống smart key thường tiêu tốn năng lượng và cần pin để hoạt động, điều này có thể tạo ra một nguồn cung điện thêm. • Khó sửa chữa : Hệ thống smartkey phức tạp đòi hỏi sữa chữa phải cần chuyên môn cao. • Phụ thuộc vào điện tử : Khi hệ thống điện tử gặp sự cố, người lái xe có thể gặp khó khăn trong việc mở khóa và khởi động xe 6 2.2 Các bộ phận của hệ thống smartkey Hình 2. 3 Các bộ phận của hệ thống smartkey trên xe Smartkey có các bộ phận chính là : • Smart Key: Chìa khóa thông minh • Start stop button: Nút nhấn khởi động • ESCL ( Electrical Steering Column Lock): Khóa vô lăng • Engine ECU: Hộp điều khiển động cơ • Smart Key Unit: Hộp Smart Key • Antenna: Ăng ten trong xe • RF Receiver: Ăng ten RF • Fob Holder: Hộc giữ chìa • PDM ( Power Distribution Module): Bộ chia nguồn • Brake Switch: Công tắc phanh • P/N Switch: Công tắc chuyển số 7 2.1 Chìa khóa thông minh – Smartkey Fob Hình 2.
4 Chìa khóa thông minh của xe Kia Chìa khóa SMK gồm các bộ phận chính như sau: + Chìa khóa cơ, được dùng để mở cửa xe, mở cốp, hộc găng tay… trong trường hợp đặt biệt + Phần phát tín hiệu RF (radio frequentcy – 315; 433; 447MHz) dùng cho việc phát tín hiệu để mở/khóa cửa, cốp… + Phần phát tín hiệu LF (low frequentcy – 125 KHz) phục vụ cho việc định vị và nhận dạng chìa SMK.