Nghiên Cứu Thi Công Mô Hình Hệ Thống Thông Tin Và Điện Thân Xe KIA Morning 2016

Nghiên cứu thi công mô hình hệ thống thông tin và điện cho xe Kia Morning 2016, cung cấp cái nhìn sâu sắc về công nghệ và thiết kế.

• Tác giả: Trần Ngọc Tình
• 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 Thi Công Mô Hình Hệ Thống Thông Tin Và Điện Thân Xe KIA Morning 2016
• Loại tài liệu: Đồ Án Tốt Nghiệp
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Tp. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Lý do chọn đề tài
• 1.2. Mục tiêu
• 1.3. Đối tượng nghiên cứu
• 1.4. Phạm vi nghiên cứu
• 1.5. Phương pháp nghiên cứu
• 1.6. Phạm vi ứng dụng của đề tài
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1. Hệ thống chiếu sáng và tín hiệu
• 2.1.1. Vai trò
• 2.1.2. Chức năng
• 2.1.3. Cấu tạo chung
• 2.1.4. Nguyên lí hoạt động của hệ thống chiếu sáng
• 2.1.5. Nguyên lí hoạt động của đèn sương mù
• 2.1.6. Nguyên lí hoạt động của hệ thống tín hiệu
• 2.2. Hệ thống gạt mưa, rửa kính
• 2.2.1. Vai trò
• 2.2.2. Chức năng
• 2.2.3. Cấu tạo chung
• 2.2.4. Nguyên lí hoạt động của hệ thống gạt mưa, rửa kính
• 2.3. Hệ thống gương điện
• 2.3.1. Vai trò
• 2.3.2. Chức năng
• 2.3.3. Cấu tạo chung
• 2.3.4. Nguyên lí hoạt động của hệ thống gập gương chiếu hậu
• 2.3.5. Sơ đồ mạch điều khiển gương điện
• 3. CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ MÔ HÌNH VÀ CHẨN ĐOÁN LỖI BẰNG MÁY G-SCAN 3
• 3.1. Giới thiệu cổng OBD II và máy chẩn đoán G-Scan 3
• 3.2. Sử dụng máy G-scan 3 để kiểm tra, vận hành, chẩn đoán
• 3.3. Thiết kế Pan tạo lỗi
• 4. CHƯƠNG 4: HƯỚNG DẪN TRÌNH BÀY PHIẾU THỰC HÀNH
• 4.1. Giới thiệu phiếu thực hành
• 4.2. Phiếu thực hành mẫu
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN
• 5.1. Những hạn chế khi thực hiện đồ án
• 5.2. Hướng phát triển đề tài
• DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về Nghiên Cứu Mô Hình Hệ Thống Thông Tin KIA Morning 2016

Nghiên cứu mô hình hệ thống thông tin và điện thân xe KIA Morning 2016 là một đề tài quan trọng trong lĩnh vực công nghệ ô tô. Đề tài này không chỉ giúp sinh viên hiểu rõ hơn về cấu trúc và hoạt động của các hệ thống điện trên xe mà còn cung cấp kiến thức thực tiễn về thiết kế và thi công mô hình. Mô hình này sẽ là công cụ hữu ích cho việc giảng dạy và học tập trong ngành công nghệ kỹ thuật ô tô.

1.1. Mục tiêu và ý nghĩa của nghiên cứu

Mục tiêu của nghiên cứu là tìm hiểu và phân tích cấu tạo, nguyên lý hoạt động của hệ thống điện trên xe KIA Morning 2016. Đề tài này không chỉ giúp sinh viên nắm vững lý thuyết mà còn thực hành thiết kế mô hình, từ đó nâng cao kỹ năng thực tiễn.

1.2. Phạm vi nghiên cứu và ứng dụng

Phạm vi nghiên cứu tập trung vào các hệ thống điện cơ bản và thiết yếu của xe KIA Morning 2016. Mô hình sẽ được sử dụng làm tài liệu giảng dạy cho các thế hệ sinh viên ngành ô tô trong tương lai.

II. Vấn đề và Thách thức trong Nghiên Cứu Hệ Thống Thông Tin Ô Tô

Trong quá trình nghiên cứu mô hình hệ thống thông tin và điện thân xe KIA Morning 2016, nhiều thách thức đã được phát hiện. Các vấn đề này bao gồm việc hiểu rõ cấu trúc phức tạp của hệ thống điện, cũng như việc thiết kế mô hình sao cho chính xác và hiệu quả.

2.1. Khó khăn trong việc thu thập dữ liệu

Việc thu thập dữ liệu về hệ thống điện trên xe KIA Morning 2016 gặp nhiều khó khăn do thiếu tài liệu tham khảo và thông tin chi tiết về các linh kiện điện tử.

2.2. Thách thức trong thiết kế mô hình

Thiết kế mô hình yêu cầu sự chính xác cao trong việc tái hiện các hệ thống điện. Điều này đòi hỏi sinh viên phải có kiến thức vững vàng và kỹ năng thực hành tốt.

III. Phương Pháp Nghiên Cứu và Thi Công Mô Hình Hệ Thống Điện Thân Xe

Phương pháp nghiên cứu bao gồm việc kết hợp lý thuyết và thực hành. Sinh viên sẽ được hướng dẫn cách thiết kế và thi công mô hình hệ thống điện thân xe KIA Morning 2016, từ đó có thể áp dụng kiến thức vào thực tế.

3.1. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết

Nghiên cứu lý thuyết sẽ giúp sinh viên nắm vững nguyên lý hoạt động của các hệ thống điện. Tài liệu tham khảo từ các giáo trình và nghiên cứu trước đó sẽ được sử dụng.

3.2. Phương pháp thực nghiệm

Thực nghiệm sẽ bao gồm việc khảo sát, đo đạc và kiểm tra các linh kiện điện tử. Sinh viên sẽ thực hành trên mô hình để hiểu rõ hơn về cách thức hoạt động của hệ thống.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn và Kết Quả Nghiên Cứu Mô Hình

Mô hình hệ thống thông tin và điện thân xe KIA Morning 2016 không chỉ là một sản phẩm nghiên cứu mà còn là công cụ giảng dạy hiệu quả. Kết quả nghiên cứu sẽ giúp sinh viên có cái nhìn tổng quan về hệ thống điện ô tô và ứng dụng vào thực tiễn.

4.1. Kết quả đạt được từ mô hình

Mô hình đã được thiết kế và thi công thành công, cho phép sinh viên thực hành và kiểm tra các hệ thống điện trên xe một cách trực quan.

4.2. Ứng dụng trong giảng dạy

Mô hình sẽ được sử dụng trong các giờ học thực hành, giúp sinh viên dễ dàng tiếp cận và hiểu rõ hơn về hệ thống điện ô tô.

V. Kết Luận và Tương Lai của Nghiên Cứu Hệ Thống Thông Tin Ô Tô

Nghiên cứu mô hình hệ thống thông tin và điện thân xe KIA Morning 2016 đã mở ra nhiều cơ hội cho sinh viên trong việc học tập và nghiên cứu. Tương lai của đề tài này hứa hẹn sẽ tiếp tục phát triển và ứng dụng rộng rãi trong ngành công nghệ ô tô.

5.1. Đánh giá tổng quan về nghiên cứu

Đề tài đã đạt được nhiều kết quả tích cực, giúp sinh viên nâng cao kiến thức và kỹ năng trong lĩnh vực điện ô tô.

5.2. Hướng phát triển trong tương lai

Nghiên cứu có thể mở rộng sang các dòng xe khác và phát triển thêm các mô hình điện tử phức tạp hơn, từ đó nâng cao chất lượng giảng dạy và học tập.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Ngành công nghiệp ô tô tại Việt Nam đang ghi nhận tốc độ tăng trưởng nhanh chóng với sự xuất hiện của nhiều mẫu mã phương tiện hiện đại. Cùng với sự chuyển dịch đó, hệ thống điện và điện tử trên ô tô ngày càng được trang bị phức tạp và tích hợp mật thiết với các bộ điều khiển điện tử nhằm nâng cao tính tiện nghi và độ an toàn. Đòi hỏi thực tiễn này đặt ra yêu cầu cấp thiết đối với công tác đào tạo kỹ thuật ô tô: sinh viên cần tiếp cận các hệ thống thực tế thông qua các mô hình học cụ trực quan, hỗ trợ đo kiểm và xử lý pan lỗi thay vì chỉ tiếp cận lý thuyết thuần túy hoặc thao tác trên xe hoàn chỉnh vốn có nhiều bất tiện về không gian và độ an toàn.

Xuất phát từ thực tế đó, đề tài đồ án tốt nghiệp "Nghiên cứu thi công mô hình hệ thống thông tin và điện thân xe KIA Morning 2016" được thực hiện bởi hai sinh viên Trần Ngọc Tình (MSSV: 19145481) và Bùi Quốc Toàn (MSSV: 20145252), dưới sự hướng dẫn của ThS. Trần Hữu Quy tại Khoa Cơ khí Động lực, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh (mã số đồ án SKL013138).

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài được xác định cụ thể gồm:

1. Nghiên cứu cấu tạo, nguyên lý vận hành của các hệ thống điện thân xe và hệ thống thông tin trên dòng xe KIA Morning 2016, đồng thời xác định phương pháp chẩn đoán, kiểm tra hư hỏng hệ thống thông tin tích hợp điện thân xe.
2. Phân tích, thiết kế và chế tạo một mô hình vật lý hoàn chỉnh có khả năng mô phỏng chính xác các hệ thống điện cơ bản trên xe thực tế.
3. Soạn thảo tài liệu thuyết minh kỹ thuật, xây dựng các bài tập thực hành và hướng dẫn vận hành nhằm giúp sinh viên làm quen với các thao tác kiểm tra, chẩn đoán, sửa chữa điện ô tô.

Đối tượng nghiên cứu của đồ án bao gồm:

• Cơ sở lý thuyết về hệ thống điện thân xe và hệ thống thông tin ô tô.
• Quy trình thiết kế và thi công mô hình học cụ.
• Hệ thống bài tập thực hành, tài liệu hướng dẫn chẩn đoán và kiểm tra hư hỏng.
• Báo cáo thuyết minh và sản phẩm mô hình thực nghiệm hoàn thiện.

Phạm vi nghiên cứu được giới hạn trong khoảng thời gian từ ngày 27/02/2024 đến ngày 10/06/2024. Về mặt kỹ thuật, do giới hạn về mặt thời gian, kinh nghiệm và điều kiện thiết bị thực tế, nhóm tác giả chọn lọc nghiên cứu các phân hệ thiết yếu nhất trong hệ thống điện thân xe KIA Morning 2016, bao gồm: hệ thống chiếu sáng và tín hiệu, hệ thống gạt mưa - rửa kính, hệ thống gương điện, hệ thống nâng hạ kính, hệ thống khóa cửa (kèm điều khiển từ xa) và hệ thống bảng đồng hồ thông tin táp lô (Instrument Panel).

Phạm vi ứng dụng của đề tài là trở thành thiết bị phục vụ công tác giảng dạy, nghiên cứu thực hành cho giảng viên và sinh viên ngành Công nghệ Kỹ thuật Ô tô tại các xưởng thực hành, tạo nền tảng trực quan để người học đối chiếu giữa sơ đồ mạch điện lý thuyết và mạng dây dẫn thực tế.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết của đồ án dựa trên cấu trúc mạng điện thân xe ô tô điều khiển qua hộp điều khiển điện tử trung tâm BCM (Body Control Module), tiêu chuẩn chẩn đoán trên xe thế hệ thứ hai OBD II (On-Board Diagnostics II), nguyên lý chuyển mạch rơ le, động cơ điện một chiều và mạch cầu phân áp dùng cho cảm biến quang điện tử.

Phương pháp nghiên cứu được nhóm tác giả triển khai kết hợp giữa nghiên cứu lý thuyết và nghiên cứu thực nghiệm:

• Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Khai thác giáo trình chuyên ngành cơ khí động lực, tài liệu đào tạo nội bộ và sổ tay hướng dẫn sửa chữa (Shop Manual) của dòng xe KIA Morning 2016 để trích xuất các sơ đồ nguyên lý mạch điện, bảng định vị chân giắc (pinout) của hộp BCM, bảng đồng hồ táp lô và các công tắc điều khiển.
• Phương pháp thực nghiệm: Tiến hành khảo sát, kiểm tra tình trạng làm việc của từng chi tiết phụ tùng thực tế bằng đồng hồ vạn năng VOM trước khi lắp đặt; tính toán mạch cầu phân áp hai điện trở để thay thế cảm biến ánh sáng tự động (với các giá trị điện trở quang 20 kΩ khi thiếu sáng và 40 kΩ khi có ánh sáng, nguồn cấp $V_{cc} = 5\text{ V}$, điện áp ngõ ra $V_{out}$ dao động quanh ngưỡng 3,5 V); bố trí và đấu nối dây dẫn lên khung giá đỡ; kết nối máy chẩn đoán G-Scan 3 để đọc thông số và kích hoạt cơ cấu chấp hành; thiết lập hệ thống công tắc tạo lỗi (pan lỗi) phục vụ đào tạo.

Nguồn dữ liệu của nghiên cứu gồm tài liệu kỹ thuật nguyên bản của hãng Kia Motors đối với mẫu xe Morning 2016, các thông số kỹ thuật đo đạc trực tiếp từ phụ tùng và dữ liệu quét mã chẩn đoán hư hỏng (DTC) từ máy chẩn đoán G-Scan 3.

Thiết kế và triển khai

Là một đồ án thi công hệ thống kỹ thuật, phần thiết kế và chế tạo mô hình được triển khai theo quy trình kỹ thuật cụ thể từ khâu cơ khí đến hệ thống điện và tích hợp thiết bị chẩn đoán.

Về kết cấu cơ khí, khung mô hình được thiết kế trên phần mềm AutoCAD nhằm đảm bảo kết cấu vững chắc, độ cân bằng và kích thước phù hợp với không gian phòng thí nghiệm. Bề mặt gá lắp sử dụng tấm mica trong suốt được gia công cắt CNC chính xác, cho phép bố trí các công tắc, bảng đồng hồ và cụm đèn ở mặt trước, đồng thời để lộ cụm rơ le, cầu chì và hệ thống dây điện ở mặt sau nhằm phục vụ mục đích quan sát đường truyền tín hiệu.

Bố trí các cụm chi tiết chính trên mô hình bao gồm:

• Hộp điều khiển điện thân xe BCM (Body Control Module) làm trung tâm xử lý tín hiệu.
• Bảng đồng hồ táp lô (Instrument Panel) và mạch giả lập xung tốc độ xe.
• Cụm công tắc điều khiển đèn và tín hiệu, công tắc đèn báo nguy (Hazard), cụm công tắc gạt mưa rửa kính.
• Cụm đèn chiếu sáng phía trước, đèn sương mù, hệ thống đèn báo rẽ (xi nhan) và đèn hậu.
• Motor gạt mưa, bình chứa nước và motor bơm nước rửa kính.
• Cụm gương chiếu hậu chỉnh điện hai bên (trái, phải) có tích hợp chức năng gập/mở điện.
• Cụm công tắc tổng nâng hạ kính phía tài xế, các công tắc phụ và các motor chấp hành nâng hạ kính.
• Cụm motor khóa cửa, công tắc điều khiển khóa cửa, module thu sóng và bộ chìa khóa điều khiển từ xa.
• Hộp cầu chì nguồn, dàn rơ le trung gian và giắc chẩn đoán chuẩn OBD II (DLC).

Hệ thống chẩn đoán và tạo pan lỗi được triển khai qua hai cấu phần:

1. Cổng giao tiếp OBD II (16 chân) được đấu nối chuẩn xác với các đường truyền dữ liệu của hộp BCM, cho phép máy G-Scan 3 giao tiếp trực tiếp để đọc mã lỗi DTC, hiển thị dữ liệu hoạt động của cảm biến và thực hiện lệnh chấp hành (Actuator Test).
2. Hệ thống tạo Pan gồm 10 mạch pan độc lập (từ Pan 1 đến Pan 10) được tích hợp thông qua các công tắc đóng/ngắt giấu kín trên đường dây, mô phỏng các hiện tượng đứt mạch, chạm mass hoặc hỏng tiếp điểm công tắc nhằm huấn luyện sinh viên phương pháp xử lý sự cố.

Nội dung chính theo từng chương

Bố cục của đồ án được triển khai thành 5 chương với nội dung kỹ thuật chi tiết như sau:

Chương 1. Tổng quan

Chương 1 trình bày lý do lựa chọn đề tài nghiên cứu thi công mô hình hệ thống thông tin và điện thân xe KIA Morning 2016; xác định 3 mục tiêu cụ thể; chỉ rõ đối tượng nghiên cứu gồm lý thuyết điện thân xe, thiết kế thi công mô hình và xây dựng tài liệu thực hành; xác định phạm vi nghiên cứu về mặt thời gian (từ 27/02/2024 đến 10/06/2024) cùng giới hạn các hệ thống; nêu rõ hai phương pháp nghiên cứu (lý thuyết và thực nghiệm); khẳng định phạm vi ứng dụng của mô hình làm học cụ đào tạo tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh.

Chương 2. Cơ sở lý thuyết

Chương 2 là chương nội dung kỹ thuật trọng tâm, trình bày vai trò, chức năng, cấu tạo chung và nguyên lý hoạt động chi tiết của 6 phân hệ điện trên xe KIA Morning 2016:

• Hệ thống chiếu sáng và tín hiệu: Phân tích nguyên lý bật đèn cốt (LOW), đèn pha (HIGH), đèn nháy xin đường (PASSING) và chế độ tự động (AUTO). Khi công tắc ở vị trí HEAD, mass được đưa vào chân A19 của hộp BCM. Tín hiệu HIGH gửi về chân B1 của BCM để kích rơ le cấp điện cho bóng đèn HIGH sáng. Chế độ PASSING nối thẳng chân số 8 cụm công tắc về mass để bật đèn HIGH không qua chế độ HEAD. Đèn sương mù hoạt động khi bật công tắc IG ON và công tắc sương mù ON, BCM nhận tín hiệu tại chân A24 và kích rơ le qua chân C05 cấp nguồn cho đèn sương mù và đèn báo taplo. Hệ thống tín hiệu (xi nhan, hazard) sử dụng bộ nháy được cấp điện khi IG ON; khi nhấn công tắc Hazard, nguồn trực tiếp cấp tới mạch nháy và chân C04 của BCM để kích hoạt đồng thời toàn bộ bóng đèn báo rẽ. Trình bày bài toán mạch cầu phân áp thay thế cảm biến ánh sáng với quang trở 20 kΩ và 40 kΩ, điện áp cấp 5 V để đưa ra điện áp quanh mức 3,5 V.
• Hệ thống gạt mưa, rửa kính: Phân tích 5 chế độ hoạt động: MIST (gạt sương mù một lần tốc độ thấp), LOW (tốc độ thấp), HIGH (tốc độ cao), INT (gạt ngắt quãng có thời gian dừng nhờ đĩa cam điều khiển tiếp điểm) và WASH (bơm nước rửa kính đồng thời motor quay chậm).
• Hệ thống gương điện: Phân tích cơ cấu gập/mở gương điện bằng các tiếp điểm FOLD và UNFOLD điều khiển motor gập. Cơ cấu điều chỉnh 4 hướng lòng gương (UP, DOWN, LEFT, RIGHT) thông qua việc phân phối chiều dòng điện từ chân ACC qua các chân VL, HL, C của công tắc đến motor chấp hành.
• Hệ thống nâng hạ kính: Rơ le nguồn cấp điện cho công tắc tổng và công tắc phụ được BCM điều khiển qua chân C24. Motor cửa tài xế có mạch điều khiển AUTO DOWN (tự động hạ kính chỉ với một lần nhấn thông qua chân số 12 nối mass). Cửa hành khách được điều khiển độc lập từ công tắc phụ hoặc điều khiển tập trung từ công tắc tổng.
• Hệ thống khóa cửa và khóa cửa từ xa: BCM nhận tín hiệu công tắc cửa tài xế tại chân A09 (khóa - LOCK) và A10 (mở khóa - UNLOCK), sau đó kích hoạt rơ le tương ứng qua chân C06 (LOCK) và C07 (UNLOCK) để đổi cực cấp điện cho các motor khóa. Khóa cửa từ xa sử dụng module nhận sóng RF và chìa remote; khi bấm LOCK/UNLOCK, module kích rơ le gửi tín hiệu điều khiển qua các cặp dây màu vàng/trắng và vàng đen/trắng đen đến hệ thống khóa trung tâm.
• Hệ thống thông tin (Instruments Panel): Mô tả cấu tạo bảng đồng hồ taplo hiển thị tốc độ, trạng thái khóa cửa, cảnh báo thắt dây an toàn, đèn sương mù, xi nhan và mạch giả lập tín hiệu tốc độ xe để mô phỏng sự chuyển động của ô tô.

Chương 3. Thiết kế mô hình và chẩn đoán lỗi bằng máy G-Scan 3

Chương 3 trình bày các bước chế tạo thực tế: thiết kế khung giá đỡ trên AutoCAD, cắt mặt mica, định vị và bố trí các thiết bị điện, hộp BCM, dàn rơ le và hệ thống dây điện; sơ đồ chân giắc chẩn đoán OBD II (DLC); hướng dẫn quy trình vận hành máy chẩn đoán G-Scan 3 (chọn hãng KIA, chọn năm sản xuất và dòng xe Morning 2016, chọn hệ thống BCM, kiểm tra điện áp cảm biến ánh sáng khi có sáng và thiếu sáng, thực hiện lệnh Actuator Test để bật đèn và kích hoạt khóa cửa); xây dựng sơ đồ mạch điện chi tiết cho 10 Pan tạo lỗi (Pan 1 đến Pan 10).

Chương 4. Hướng dẫn trình bày phiếu thực hành

Chương 4 cung cấp cấu trúc phiếu thực hành chuẩn dành cho sinh viên, bao gồm: tên bài thực hành, mục tiêu rèn luyện kỹ năng, danh mục trang thiết bị dụng cụ cần dùng (đồng hồ VOM, máy chẩn đoán G-Scan 3), bảng quy trình kiểm tra đo đạc từng bước, bảng hướng dẫn kiểm tra và chẩn đoán pan lỗi, cùng biểu mẫu đánh giá kết quả thực hành của người học.

Chương 5. Kết luận

Chương 5 đúc kết quá trình thực hiện đồ án, đánh giá mức độ hoàn thiện của sản phẩm so với mục tiêu ban đầu, đồng thời chỉ rõ các hạn chế kỹ thuật và đề xuất các định hướng phát triển tiếp theo của đề tài.

Bảng tổng hợp các phân hệ kỹ thuật và linh kiện trên mô hình KIA Morning 2016:

Phân hệ điện thân xe	Linh kiện chính trên mô hình	Phương thức điều khiển / Chân tín hiệu BCM	Chức năng hoạt động chính
Chiếu sáng & Tín hiệu	Cụm đèn pha/cốt, đèn sương mù, đèn xi nhan, công tắc tổng hợp, công tắc hazard	Chân BCM: A19 (HEAD), B1 (HIGH), A24 (sương mù vào), C05 (sương mù ra), C04 (hazard)	Chiếu sáng xa/gần, passing, bật đèn sương mù, cảnh báo nguy hiểm, tự động bật đèn theo cảm biến quang
Gạt mưa - Rửa kính	Motor gạt mưa, motor bơm nước, cụm công tắc gạt mưa	Điều khiển công tắc kết hợp đĩa cam dừng	Các chế độ: MIST, LOW, HIGH, ngắt quãng INT và phun nước WASH
Gương chiếu hậu điện	Cụm 2 gương chiếu hậu, công tắc chỉnh gương, motor gập	Đảo chiều cực dòng điện qua chân C, VL, HL; tiếp điểm FOLD/UNFOLD	Chỉnh lòng gương 4 hướng (lên, xuống, trái, phải) và gập/mở gương điện
Nâng hạ kính	Cụm công tắc tổng, công tắc phụ, các motor nâng hạ kính	Rơ le nguồn BCM chân C24; mạch tích hợp AUTO DOWN	Nâng hạ kính cửa tài xế và hành khách; tự động hạ kính một chạm cửa tài xế
Khóa cửa & Khóa từ xa	Các motor khóa cửa, công tắc cửa, module remote, chìa remote	Chân BCM: A09 (LOCK vào), A10 (UNLOCK vào), C06 (LOCK ra), C07 (UNLOCK ra)	Khóa/mở khóa trung tâm bằng công tắc trên cửa hoặc bằng nút bấm trên chìa khóa remote
Thông tin táp lô	Bảng đồng hồ taplo (Instrument Panel), mạch xung tốc độ	Tín hiệu từ các công tắc, hộp BCM và mạch phát xung	Hiển thị tốc độ xe giả lập, các biểu tượng cảnh báo an toàn và trạng thái hệ thống đèn
Chẩn đoán & Tạo Pan	Giắc OBD II 16 chân, máy G-Scan 3, bảng 10 công tắc Pan	Mạng giao tiếp chẩn đoán tiêu chuẩn; công tắc ngắt mạch pan	Đọc/xóa lỗi DTC, xem dữ liệu cảm biến, kích hoạt thử cơ cấu chấp hành và đo kiểm xử lý 10 lỗi pan

Kết quả và đóng góp

Đồ án đã đạt được các kết quả cụ thể theo đúng thuyết minh kỹ thuật:

• Chế tạo thành công mô hình vật lý hệ thống thông tin và điện thân xe KIA Morning 2016 hoạt động ổn định trên khung giá đỡ có bánh xe di chuyển, bề mặt mica trong suốt thể hiện đầy đủ 6 phân hệ điện thân xe cơ bản.
• Kết nối thành công cổng OBD II với thiết bị chẩn đoán chuyên dụng G-Scan 3, cho phép truy cập hộp điều khiển BCM, hiển thị trực quan thông số điện áp cảm biến ánh sáng (khi có ánh sáng và khi thiếu sáng), đồng thời thực hiện thành công các lệnh kiểm tra kích hoạt cơ cấu chấp hành (Actuator Test) như gửi lệnh bật đèn pha/cốt và gửi lệnh đóng/mở khóa cửa.
• Thiết kế hoàn chỉnh 10 sơ đồ mạch Pan tạo lỗi (Pan 1 đến Pan 10) tương ứng với các tình huống sự cố điển hình trong hệ thống điện thân xe, đi kèm bảng hướng dẫn đo kiểm chi tiết bằng đồng hồ VOM và máy G-Scan 3.
• Biên soạn tập tài liệu hướng dẫn và phiếu thực hành mẫu, chuẩn hóa quy trình chẩn đoán từng bước cho sinh viên chuyên ngành.

Về mặt đóng góp, nhóm tác giả tự đánh giá đề tài đã tạo ra một sản phẩm học cụ có tính trực quan cao cho Khoa Cơ khí Động lực, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh. Mô hình giúp người học dễ dàng tiếp cận nguyên lý mạch điện, làm quen với thao tác sử dụng thiết bị chẩn đoán hiện đại G-Scan 3 và rèn luyện kỹ năng tư duy xử lý hư hỏng trong điều kiện an toàn trước khi thao tác trên ô tô thực tế.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Về mặt hạn chế, đồ án tồn tại một số điểm do tác giả tự nêu:

• Thời gian thực hiện đồ án bị giới hạn trong hơn 3 tháng (từ tháng 2 đến tháng 6/2024), cùng với hạn chế về kinh nghiệm thực tế và kinh phí nên mô hình mới chỉ dừng lại ở các hệ thống điện thân xe thiết yếu và cơ bản nhất.
• Chưa tích hợp được toàn bộ các hệ thống điện tiện nghi cao cấp khác của dòng xe hiện đại như hệ thống khởi động thông minh Smartkey nguyên bản, hệ thống điều hòa không khí tự động, hệ thống túi khí an toàn (SRS) hoặc hệ thống âm thanh giải trí đa phương tiện.
• Mạch tín hiệu tốc độ xe mới chỉ dừng lại ở mạch giả lập xung chứ chưa liên kết với hệ thống cảm biến tốc độ bánh xe (ABS) hay cảm biến tốc độ xe (VSS) thực tế trên hệ thống truyền lực.

Về hướng phát triển, đồ án đề xuất:

• Tiếp tục nghiên cứu tích hợp thêm các hệ thống điện tử tiện nghi và an toàn khác như hệ thống chìa khóa thông minh Smartkey, hệ thống an toàn thụ động (túi khí), mạng giao tiếp CAN Bus liên kết giữa BCM với hộp điều khiển động cơ ECM.
• Nâng cấp hệ thống pan tạo lỗi từ dạng công tắc cơ học thủ công sang dạng bảng điều khiển điện tử hoặc điều khiển lỗi từ xa bằng phần mềm máy tính nhằm tăng tính bảo mật và đa dạng hóa bài tập chẩn đoán cho sinh viên.

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu kỹ thuật có giá trị tham khảo thiết thực cho:

• Sinh viên ngành Công nghệ Kỹ thuật Ô tô, Kỹ thuật Cơ điện tử ô tô đang theo học các học phần Điện - Điện tử ô tô, Thực hành Điện thân xe và Chẩn đoán trạng thái kỹ thuật ô tô.
• Sinh viên năm cuối cần tài liệu tham khảo về quy trình thiết kế, lập bản vẽ cơ khí trên AutoCAD và thi công mô hình học cụ dạy học từ các cụm phụ tùng xe bãi/phụ tùng rời.
• Giảng viên chuyên ngành ô tô sử dụng làm tài liệu hướng dẫn xây dựng bài giảng thực hành đo kiểm mạch điện BCM và quy trình hướng dẫn sinh viên thao tác trên máy chẩn đoán G-Scan 3.

Nội dung đáng tham khảo nhất trong công trình là sơ đồ chi tiết chân giắc hộp BCM xe KIA Morning 2016, phương pháp tính toán mạch cầu phân áp thay thế cảm biến ánh sáng và sơ đồ thiết kế 10 bài pan tạo lỗi thực tế kèm bảng hướng dẫn xử lý sự cố.

Câu hỏi thường gặp

1. Máy chẩn đoán G-Scan 3 thực hiện những chức năng cụ thể nào trên mô hình hệ thống điện KIA Morning 2016?
Trên mô hình, máy G-Scan 3 kết nối qua cổng giắc OBD II để thực hiện việc nhận diện model xe KIA Morning 2016, truy cập vào hộp điều khiển điện thân xe BCM, quét và đọc mã chẩn đoán hư hỏng (DTC), theo dõi dữ liệu cảm biến thời gian thực (như mức điện áp cảm biến ánh sáng ở điều kiện có sáng và thiếu sáng) và thực thi các lệnh kích hoạt cơ cấu chấp hành (Actuator Test) để cưỡng bức bật hệ thống đèn và đóng/mở cụm khóa cửa.

2. Mạch cầu phân áp thay thế cảm biến ánh sáng tự động được tính toán dựa trên các thông số kỹ thuật nào?
Mạch sử dụng công thức cầu phân áp hai điện trở với nguồn cấp $V_{cc} = 5\text{ V}$. Giá trị quang trở được xác định là 20 kΩ trong điều kiện thiếu sáng và 40 kΩ trong điều kiện có ánh sáng. Yêu cầu điện áp đầu ra ($V_{out}$) đưa về hộp BCM đạt giá trị trên dưới 3,5 V trong dải từ 0 đến 5 V để hộp nhận biết được sự thay đổi cường độ sáng của môi trường.

3. Hộp điều khiển điện thân xe BCM điều khiển hệ thống chiếu sáng và khóa cửa thông qua các chân giắc nào?
Đối với hệ thống chiếu sáng, BCM nhận tín hiệu mass từ công tắc đèn tại chân A19 (chế độ HEAD), nhận tín hiệu vị trí đèn pha tại chân B1 (chế độ HIGH), nhận tín hiệu công tắc đèn sương mù tại chân A24 và xuất tín hiệu kích rơ le đèn sương mù tại chân C05; tín hiệu đèn báo nguy nhận tại chân C04. Đối với hệ thống khóa cửa, BCM nhận tín hiệu khóa tại chân A09, tín hiệu mở khóa tại chân A10, sau đó xuất tín hiệu kích rơ le motor khóa cửa tại chân C06 và rơ le mở khóa tại chân C07.

4. Chức năng AUTO DOWN của hệ thống nâng hạ kính trên mô hình hoạt động theo nguyên lý nào?
Chế độ AUTO DOWN chỉ được trang bị tại vị trí ghế người lái. Khi nhấn công tắc sang vị trí AUTO DOWN, tiếp điểm công tắc đóng mạch kích hoạt bo mạch điều khiển tự động bên trong cụm công tắc tổng, dòng điện được cấp liên tục cho motor nâng hạ kính cửa tài xế và nối mass qua chân số 12 của công tắc tổng, giúp kính tự động hạ xuống hoàn toàn mà người lái không cần phải giữ nút bấm liên tục.

5. Hệ thống Pan tạo lỗi trên mô hình được thiết kế như thế nào và có bao nhiêu pan?
Đồ án đã thiết kế tổng cộng 10 pan tạo lỗi (từ Pan 1 đến Pan 10) tương ứng với 10 sơ đồ mạch điện bị ngắt kết nối hoặc thay đổi đường dây thông qua hệ thống công tắc gạt ẩn. Hệ thống pan này phục vụ cho các bài thực hành đo kiểm điện áp, đo thông mạch bằng đồng hồ VOM hoặc sử dụng máy G-Scan 3 để rèn luyện kỹ năng khoanh vùng và phát hiện sự cố cho sinh viên.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Nghiên cứu thi công mô hình hệ thống thông tin và điện thân xe KIA Morning 2016" của sinh viên Trần Ngọc Tình và Bùi Quốc Toàn đã hoàn thành việc chế tạo một mô hình học cụ vật lý hoàn chỉnh, mô phỏng chính xác hoạt động của 6 phân hệ điện thân xe cơ bản điều khiển qua hộp BCM. Công trình kết hợp thành công giữa lý thuyết mạch điện nguyên bản với khả năng chẩn đoán thông số thực tế qua cổng OBD II bằng thiết bị G-Scan 3 và xây dựng được 10 bài pan lỗi kỹ thuật sát với thực tế. Đây là học cụ trực quan có giá trị ứng dụng rõ rệt trong công tác giảng dạy, thực hành và nghiên cứu của sinh viên ngành Công nghệ Kỹ thuật Ô tô.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1.1 Lý do chọn đề tài Cùng với sự phát triển kinh tế, ngành công nghiệp ô tô nước ta hiện nay đang không ngừng phát triển và mở rộng không chỉ đa dạng về kiểu xe, mẫu mã với số lượng tăng nhanh mà công nghệ ứng dụng trên ô tô cũng ngày càng hiện đại và tiện nghi. Đặc biệt trong lĩnh vực điện ô tô, ngày càng được trang bị thêm nhiều hệ thống hiện đại và phức tạp. Nhận biết được điều đó, với tư cách là sinh viên được sự cho phép và hướng dẫn của giảng viên hướng dẫn cùng với niềm đam mê tìm tòi học hỏi để phát triển bản thân trong lĩnh vực điện ô tô nhóm đã chọn đề tài “ Nghiên cứu thi công mô hình hệ thống thông tin và điện thân xe KIA Morning 2016” để củng cố những kiến thức vốn có và học hỏi thêm những kiến thức mới về hệ thống điện trên ô tô. Nhóm chúng em cũng hy vọng đây sẽ là một đề tài hữu ích cho các thế hệ sinh viên tiếp theo có thể nghiên cứu và học hỏi.2 Mục tiêu Đề tài nghiên cứu về cấu tạo, cách mà các hệ thống điện trên xe vận hành và phương pháp chẩn đoán kiểm tra hư hỏng hệ thống thông tin tích hợp điện thân xe từ đó phân tích, thiết kế, chế tạo mô hình.

Mục tiêu của đề tài bao gồm một mô hình có thể mô phỏng chính xác các hệ thống điện cơ bản trên xe và soạn thảo tài liệu thuyết minh để hướng dẫn vận hành cũng như một số bài tập đi kèm giúp sinh viên hiểu rõ về hệ thống và làm quen với các thao tác kiểm tra, chẩn đoán, sửa chữa.3 Đối tượng nghiên cứu - Tìm hiểu cơ sở lý thuyết về hệ thống điện thân xe - Thiết kế và thi công mô hình - Thiết kế các bài thực hành, tài liệu hướng dẫn chẩn đoán và kiểm tra hư hỏng - Hoàn thành báo cáo và mô hình 1 1.4 Phạm vi nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu của đề tài bị ảnh hưởng bởi yếu tố thời gian có hạn, kinh nghiệm, kiến thức và điều kiện thực tế trên mô hình. Do đó, nhóm chúng em đã chọn lọc những hệ thống thiết yếu và cơ bản nhất của hệ thống thông tin và điện thân xe để đảm bảo được lượng kiến thức và kinh nghiệm cho sinh viên nghiên cứu mô hình.5 Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: với lợi thế được học tập trong môi trường Sư phạm Kỹ thuật có nhiều nguồn tài liệu chuyên ngành, giáo trình tham khảo tin cậy và thời đại công nghệ số 4.0, chúng em dễ dàng chọn lọc và nghiên cứu những kiến thức lý thuyết qua đó nắm được kết cấu và nguyên lý của các hệ thống điện thân xe để áp dụng vào mô hình. - Phương pháp thực nghiệm: Tiến hành khảo sát, tổng hợp phụ tùng vật tư, qua đó tiến hành kiểm tra đo đạc, thực nghiệm trên từng hệ thống để phân tích, thiết kế mô hình một cách dễ quan sát đánh giá và kiểm tra chẩn đoán.6 Phạm vi ứng dụng của đề tài Đề tài của chúng em sẽ là mô hình phục vụ nghiên cứu học tập của các thế hệ sinh viên ngành ô tô trong tương lai, là một công cụ để giảng viên dễ dàng truyền đạt những bài dạy liên quan đến hệ thống thông tin và điện thân xe một cách trực quan và dễ nắm bắt so với lý thuyết khô khan và sự bất tiện khi thực hành trực tiếp trên xe. Đó cũng là nền tảng để có thể nghiên cứu và phát triển đề tài hơn nữa trong tương lai.

Hệ thống chiếu sáng và tín hiệu 2.