Nghiên cứu thiết kế, chế tạo máy chẩn đoán ô tô thông qua mạng CAN LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Hồ Chí Minh, ngày 24 tháng 08 năm 2013 (Ký tên và ghi rõ họ tên) Nguyễn Văn Ngo ̣c GVHD : PGS_TS ĐỖ VĂN DŨNG ii HVTH : KS NGUYỄN VĂN NGỌC Nghiên cứu thiết kế, chế tạo máy chẩn đoán ô tô thông qua mạng CAN LỜI CẢM ƠN Trải qua 2 năm học cao học tại trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp Hồ Chí Minh, tôi đã tiếp thu được nhiều kiến thức quý báu từ qúy Thầy, Cô để làm cơ sở và nền tảng trong việc nghiên cứu và tiếp cận thêm tài liệu mới, từ đó giúp tôi hoàn thiện thêm trên rất nhiều lĩnh vực nhất là về lĩnh vực chuyên môn. Trong quá trình thực hiện đề tài luận văn thạc sĩ, tôi chân thành cám ơn đến các cá nhân, tập thể đã hết lòng giúp đỡ tôi hoàn thành đề tài luận văn: Về phía Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM, Tôi xin chân thành cám ơn: Xin cảm ơn Ban giám hiệu trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi theo học lớp cao học chuyên ngành Kỹ thuật cơ khí động lực.
Xin cảm ơn đến quý Thầy Cô tham gia giảng dạy lớp cao học ô tô niên khoá B2011-2013 đã trang bị cho tôi nhiều kiến thức nền tảng giúp tôi hoàn thành luận văn tốt nghiệp. Xin cảm ơn thầy PGS.TS Đỗ Văn Dũng đã hướng dẫn chỉ bảo tận tình giúp tôi hoàn thành tập luận văn này. Xin cảm ơn các Thầy phản biện đã đóng góp nhiều ý kiến quý báo giúp tôi hoàn thiện nội dung tập luận văn. Xin cảm ơn công ty điê ̣n tử Thiên Phong đã hỗ trợ kỹ thuật và tạo điều kiê ̣n để tôi được nghiên cứu tại công ty.
Xin cảm ơn các Thầy Cô khoa Cơ khí Động lực Trường ĐHSPKT TP.HCM cùng các bạn học viên đã tận tình giúp đỡ tôi trong thời gian thực hiện luận văn. Về phía trường Cao đẳng nghề kỹ thuật công nghệ thành Tp HCM, tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, Khoa Cơ khí động lực đã tạo điều kiện và giúp đỡ tận tình để tôi tham gia khóa học và hoàn thành tốt luận văn này. TP Hồ Chí Minh, ngày 25 tháng 8 năm 2013 Học viên Nguyễn Văn Ngọc GVHD : PGS_TS ĐỖ VĂN DŨNG iii HVTH : KS NGUYỄN VĂN NGỌC Nghiên cứu thiết kế, chế tạo máy chẩn đoán ô tô thông qua mạng CAN TÓM TẮT Ngày nay, công nghê ̣ ô tô có những phát triể n vươ ̣t bâ ̣c , các hệ thống trên ô tô đươ ̣c trang bi ̣hiê ̣n đa ̣i như hê ̣ thố ng phun xăng điê ̣n tử , hê ̣ thố ng đánh lửa điê ̣n tử , hê ̣ thố ng điề u hòa không khí tự đô ̣ng , hê ̣ thố ng phanh chố ng ham ̃ cứng , hê ̣ thố ng treo điê ̣n tử , hê ̣ thố ng kiể m soát khí thải… .làm cho việc kiểm soát các hệ thống trên ô tô trở nên phức ta ̣p hơn. Do đó, nhu cầu phải có mô ̣t hê ̣ thố ng chung vừa có thể kiể m soát lươ ̣ng khí thải gây ô nhiễm môi trường và vừa có thể giám sát các hệ thống điện tử cũng như cơ khí trên ô tô là một đòi hỏi cấp thiết.
Hê ̣ thố ng ma ̣ng CAN ra đời đáp ứng đầ y đủ các yêu cầ u trên và nhanh chóng trở thành hê ̣ thố ng không thể thiế u trên ô tô hiê ̣n nay. Từ đó, viê ̣c chẩ n đoán lỗi hư hỏng trên ô tô tr ở nên phụ thuộc vào các thiế t bi ̣và phầ n mề m chuyên dùng đắ t tiề n. Chế ta ̣o máy chẩ n đoán ô tô với chi phí thấ p dễ sử du ̣ng trong các tra ̣m sửa chữa ô tô và trong các trường da ̣y nghề là mu ̣c tiêu của đề tài. Nô ̣i dung đề tài “ Nghiên cƣ́u, thiế t kế chế tạo máy chẩn đoá n ô tô thông qua ma ̣ng CAN ”.
Bao gồ m các bước thực hiê ̣n sau: 1. Nghiên cứu lý thuyế t về ma ̣ng CAN và giao tiế p dữ liê ̣u trong hê ̣ thố ng ma ̣ng CAN. Nghiên cứu phương pháp mã hóa dữ liê ̣u chuẩ n OBD -2 và các chuẩn giáo tiế p OBD -2. Sử dụng Microchip PIC 24HJ64GP506A, LCD và các linh kiê ̣n hiê ̣n có trên thị trường Việt Nam thiết kế và chế tạo mạch điện máy chẩn đoán , lâ ̣p trin ̀ h và nạp dữ liệu cho máy.
Tiế n hành thực nghiê ̣m chẩ n đoán trên xe ô tô Honda Civic bằ ng máy chẩ n đoán đươ ̣c chế ta ̣o thực hiê ̣n so sánh kế t quả với máy chẩ n đoán Inova 3133. Kết quả đề tài đã ch ế tạo thành công Máy chẩ n đoán ô tô thông qua ma ̣ng CAN, qua thử nghiệm xác định máy ho ạt động trên xe Honda Civic đúng theo yêu cầu kỹ thuâ ̣t, xuấ t mã lỗi chiń h xác theo tiêu chuẩ n nhà sản xuấ t và Iso , kết cấu đơn giản gọn nhẹ. Đây là cơ sở khoa học ban đầ u cho việc sản xuất thiế t bi ̣chẩ n đoán ô tô trong tương lai. GVHD : PGS_TS ĐỖ VĂN DŨNG iv HVTH : KS NGUYỄN VĂN NGỌC Nghiên cứu thiết kế, chế tạo máy chẩn đoán ô tô thông qua mạng CAN ABSTRACT Today, automotive technology have developed dramatically, Many systems on modern cars are equipped with eletronic control modules such as : electronic fuel injection, electronic ignition, automatical air conditioning, ABS brake, electronic suspension, automatic emission control, etc.
These innovations make automobile control become more and more complicated, so that the demand of a common system which can both control the quality of harmful gases emission as well as monitor all other electronic and mechanical system on automobile is an imperative requirement.CAN system is produced to response the former requirements and soon be an indispensable part in today’s car. Since then, fault and damaged diagnosis on modern cars strongly depend on high-priced dedicated devices and softwares. For manufacturing automotive diagnostic divice via CAN with cheaper cost for using in automotive service stations and vocational schools, the thesis issued following content: 1. Theoretical research on CAN and data communication in the CAN systems.
Research method of the data encryption standards OBD-2 and communication standards OBD -2. Using microchip PIC24HJ64GP506A, LCD and electronic units, which are easy found in Vietnam market to design and produce electronic board of the tester. Programming and Load data for the device. To carry out diagnosis experiments on the Honda Civic series with the manufactured tester and make comparison with the results with Inova 3133 diagnostic equipment.
The thesis result is successfully manufacturing automotive diagnostic divice via CAN system with robust design and simply structure. During test time, the device has operated propertly in Honda Civic as technical requirements; the detected fault codes from the device are completely satisfy manufacturers and ISO standards.The result of the thesis is a scientific foundation for producing automotive diagnostic equipments in the future. GVHD : PGS_TS ĐỖ VĂN DŨNG v HVTH : KS NGUYỄN VĂN NGỌC Nghiên cứu thiết kế, chế tạo máy chẩn đoán ô tô thông qua mạng CAN MỤC LỤC Trang tựa Trang Quyết định giao đề tài Lý lịch cá nhân. i Lời cam đoan.
ii Cảm tạ. iv Mục lục. vi Danh sách các chữ viết tắt. x Danh sách các hình.
xi Danh sách các bảng. xii Chƣơng 1: TỔNG QUAN 1. Tổng quan chung về lĩnh vực nghiên cứu, các kết quả nghiên cứu trong và ngoài nước đã công bố. Tổng quan chung về lĩnh vực nghiên cứu.
Các kết quả nghiên cứu trong và ngoài nước đã công bố. Tình hình nghiên cứu trong nước .2Tình hình nghiên cứu ngoài nước. Mục tiêu của đề tài .Nhiệm vụ của đề tài và giới hạn đề tài .Phương pháp nghiên cứu.Kế hoạch thực hiện. Khái quát về chuẩn giao thức CAN ················································ 10 2.1 Giới thiệu về mạng CAN ·························································· 10 2.2 Khái quát về giao thức CAN ······················································ 11 2.1 Non return zero ······································································ 14 2.2 Bit Stuffing ·········································································· 15 GVHD : PGS_TS ĐỖ VĂN DŨNG vi HVTH : KS NGUYỄN VĂN NGỌC Nghiên cứu thiết kế, chế tạo máy chẩn đoán ô tô thông qua mạng CAN 2.
Độ dài của một Bus ·································································· 16 2. Trạng thái “Dominant” và “Recessive” ··········································· 17 2. Giải quyết tranh chấp trên Bus ····················································· 18 2. Các segment khác nhau ······························································ 25 2.
Khoảng thời gian khác nhau của các Segment và Time Quantum ············· 25 2. Sự đồng bộ xung clock ······························································ 27 2. Cơ chế đồng bộ ···································································· 29 2. Truyền nhận message ······························································ 30 2.
Ứng dụng mạng CAN trên xe ···················································· 32 2. Những hạn chế củađây điện ···················································· 32 2. Đường truyền dữ liệu đa hợp···················································· 34 2. Sơ đồ mạng CAN trên xe Honda Civic ········································ 37 2.
Sơ đồ mạng CAN trên xe Toyota Vios 2007 ································· 39 2. Sơ đồ mạng CAN trên xe Toyota Yaris 2007 ································· 40 Chƣơng 3:CÁC PHƢƠNG PHÁP MÃ HÓA DỮ LIỆU CHẨNĐOÁN OBD-2 VÀ CÁC CHUẨN GIAO TIẾP OBD-2 3. Giới thiệu về OBD -2 PIDs ························································· 41 3. Các chế độ hoạt động ································································ 41 3.Bảng mã PIDs và cách giải mã ···················································· 42 3.
Cách giải mã các PIDs đặc biệt ·················································· 55 3. Chế độ 1 – PID12 ································································ 57 GVHD : PGS_TS ĐỖ VĂN DŨNG vii HVTH : KS NGUYỄN VĂN NGỌC Nghiên cứu thiết kế, chế tạo máy chẩn đoán ô tô thông qua mạng CAN 3. Qúa trình truyền dữ liệu sử dụng CAN 11 bit ···································· 61 3. Qúa trình truyền dữ liệu ·························································· 62 3.Qúa trình nhận dữ liệu······························································ 62 3.
Các chuẩn giao tiếp OBD -2 ······················································· 62 3. Giắc chẩnđoán OBD -2 ···························································· 63 3. Các chuẩn giao tiếp OBD -2 ······················································ 65 3. Giao thức ISO 9141-2 ··························································· 65 3.
Giao thức SAE J1850 VPW ···················································· 67 3.3 Giao thức SAE J1850 PWM ···················································· 67 3.4 Giao thức ISO 14230 KWP2000 ··············································· 69 3.5 Giao thức ISO 15765 CAN ······················································ 70 Chƣơng 4:THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÁY CHẨN ĐOÁN Ô TÔ THÔNG QUA MẠNG CAN 4. Tổng quan về dòng PIC24HJ64GP506A ·········································· 71 4.1 Các đặc điểm chính ································································· 71 4.2 Tóm tắt các dòng PIC24H ························································· 73 4. Module CAN trong PIC24HJ64GP506A ········································· 74 4. Tổng quan module CAN ·························································· 74 4.
Các dạng Frame truyền ···························································· 75 4.3 Các chế độ hoạt động ······························································· 75 4.Chế độ Loopback ································································ 76 GVHD : PGS_TS ĐỖ VĂN DŨNG viii HVTH : KS NGUYỄN VĂN NGỌC Nghiên cứu thiết kế, chế tạo máy chẩn đoán ô tô thông qua mạng CAN 4. Thiết kế các mạch điện cơ bản của máy ·········································· 77 4. Mạch Vehicle interface ··························································· 79 4.