Luận văn thạc sĩ HCMUTE về thiết kế máy chuẩn đoán ô tô qua mạng CAN

Khám phá luận văn thạc sĩ HCMUTE về thiết kế chế tạo máy chuẩn đoán ôtô qua mạng CAN, ứng dụng công nghệ hiện đại trong ngành ôtô.

• Tác giả: Nguyễn Văn Ngọc
• Người hướng dẫn: PGS.TS Đỗ Văn Dũng
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Cơ Khí Động Lực
• Đề tài: Thiết Kế Máy Chẩn Đoán Ô Tô Qua Mạng CAN
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2013
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Tổng quan chung về lĩnh vực nghiên cứu, các kết quả nghiên cứu trong và ngoài nước đã công bố
• 1.2. Khái quát về chuẩn giao thức CAN
• 2. CHƯƠNG 2: MẠNG CAN VÀ CÁC ĐẶC TÍNH
• 2.1. Giới thiệu về mạng CAN
• 2.2. Khái quát về giao thức CAN
• 2.2.1. Non return zero
• 2.2.2. Bit Stuffing
• 2.3. Độ dài của một Bus
• 2.4. Trạng thái “Dominant” và “Recessive”
• 2.5. Giải quyết tranh chấp trên Bus
• 2.6. Các segment khác nhau
• 2.7. Khoảng thời gian khác nhau của các Segment và Time Quantum
• 2.8. Sự đồng bộ xung clock
• 2.9. Cơ chế đồng bộ
• 2.10. Truyền nhận message
• 2.11. Ứng dụng mạng CAN trên xe
• 2.12. Những hạn chế của dây điện
• 2.13. Đường truyền dữ liệu đa hợp
• 2.14. Sơ đồ mạng CAN trên xe Honda Civic
• 2.15. Sơ đồ mạng CAN trên xe Toyota Vios 2007
• 2.16. Sơ đồ mạng CAN trên xe Toyota Yaris 2007
• 3. CHƯƠNG 3: CÁC PHƯƠNG PHÁP MÃ HÓA DỮ LIỆU CHẨN ĐOÁN OBD-2 VÀ CÁC CHUẨN GIAO TIẾP OBD-2
• 3.1. Giới thiệu về OBD -2 PIDs
• 3.2. Các chế độ hoạt động
• 3.3. Bảng mã PIDs và cách giải mã
• 3.4. Cách giải mã các PIDs đặc biệt
• 3.5. Chế độ 1 – PID12
• 3.6. Quá trình truyền dữ liệu sử dụng CAN 11 bit
• 3.7. Quá trình truyền dữ liệu
• 3.8. Quá trình nhận dữ liệu
• 3.9. Các chuẩn giao tiếp OBD -2
• 3.10. Giắc chẩn đoán OBD -2
• 3.11. Các chuẩn giao tiếp OBD -2
• 3.12. Giao thức ISO 9141-2
• 3.13. Giao thức SAE J1850 VPW
• 3.14. Giao thức SAE J1850 PWM
• 3.15. Giao thức ISO 14230 KWP2000
• 3.16. Giao thức ISO 15765 CAN
• 4. CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÁY CHẨN ĐOÁN Ô TÔ THÔNG QUA MẠNG CAN
• 4.1. Tổng quan về dòng PIC24HJ64GP506A
• 4.2. Các đặc điểm chính
• 4.3. Tóm tắt các dòng PIC24H
• 4.4. Module CAN trong PIC24HJ64GP506A
• 4.5. Tổng quan module CAN
• 4.6. Các dạng Frame truyền
• 4.7. Các chế độ hoạt động
• 4.8. Chế độ Loopback
• 4.9. Thiết kế các mạch điện cơ bản của máy
• 4.10. Mạch Vehicle interface
• 4.11. Mạch LCD Interface
• 4.12. Chế tạo máy chẩn đoán ô tô thông qua mạng CAN
• 4.13. Sơ đồ mạch in lớp trên và vị trí linh kiện
• 4.14. Sơ đồ mạch in lớp dưới
• 4.15. Máy chẩn đoán ô tô thông qua mạng CAN
• 4.16. Lưu đồ thuật toán
• 5. CHƯƠNG 5: THỰC NGHIỆM MÁY CHUẨN ĐOÁN TRÊN XE
• 5.1. Hướng dẫn sử dụng máy chẩn đoán CAN
• 5.2. Cấu tạo máy chẩn đoán CAN
• 5.3. Chức năng máy chẩn đoán CAN
• 5.4. An toàn khi sử dụng máy
• 5.5. Thực nghiệm chẩn đoán của xe Honda Civic
• 5.6. Kết nối máy chẩn đoán với xe
• 5.7. Vận hành chẩn đoán
• 5.7.1. Chẩn đoán lỗi cảm biến nhiệt độ không khí trên xe Honda Civic
• 5.7.2. Chẩn đoán lỗi cảm biến MAF
• 5.8. Đánh giá kết quả thực nghiệm
• 5.8.1. Đánh giá kết quả chẩn đoán mã lỗi trên xe
• 5.8.2. Sơ đồ thí nghiệm máy chẩn đoán
• 5.8.3. Đánh giá kết quả thực nghiệm bằng máy chẩn đoán Inova 3133
• 6. CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN - HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI
• 6.1. Một số đề nghị
• 6.2. Hướng phát triển của đề tài
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Giới thiệu về máy chuẩn đoán ô tô qua mạng CAN

Máy chuẩn đoán ô tô qua mạng CAN là một thiết bị quan trọng trong ngành công nghệ ô tô hiện đại. Mạng CAN (Controller Area Network) cho phép các hệ thống điện tử trên ô tô giao tiếp với nhau một cách hiệu quả. Thiết kế máy chuẩn đoán này nhằm mục đích cung cấp một giải pháp tiết kiệm chi phí cho các trạm sửa chữa ô tô và các cơ sở đào tạo nghề. Việc sử dụng công nghệ ô tô hiện đại giúp nâng cao khả năng chẩn đoán và sửa chữa các lỗi hư hỏng trên xe. Theo nghiên cứu, việc chẩn đoán lỗi hư hỏng trên ô tô hiện nay phụ thuộc nhiều vào các thiết bị và phần mềm chuyên dụng, thường có giá thành cao. Do đó, việc phát triển một máy chuẩn đoán với chi phí thấp và dễ sử dụng là rất cần thiết.

1.1. Tầm quan trọng của mạng CAN trong ô tô

Mạng CAN đã trở thành một phần không thể thiếu trong các hệ thống điện tử trên ô tô. Nó cho phép các cảm biến ô tô và các thiết bị điều khiển khác giao tiếp với nhau một cách nhanh chóng và hiệu quả. Hệ thống này giúp giảm thiểu số lượng dây dẫn cần thiết, từ đó giảm trọng lượng và chi phí sản xuất. Hơn nữa, mạng CAN còn giúp cải thiện độ tin cậy và khả năng mở rộng của hệ thống điện tử trên xe. Việc áp dụng mạng CAN trong ô tô không chỉ giúp nâng cao hiệu suất hoạt động mà còn tạo điều kiện thuận lợi cho việc chẩn đoán và bảo trì. Theo một nghiên cứu, việc sử dụng mạng CAN đã giúp giảm thiểu thời gian chẩn đoán lỗi từ hàng giờ xuống chỉ còn vài phút.

II. Thiết kế và chế tạo máy chuẩn đoán ô tô

Quá trình thiết kế và chế tạo máy chuẩn đoán ô tô thông qua mạng CAN bao gồm nhiều bước quan trọng. Đầu tiên, cần nghiên cứu lý thuyết về mạng CAN và các phương pháp giao tiếp dữ liệu trong hệ thống này. Việc áp dụng các tiêu chuẩn mã hóa dữ liệu như OBD-2 là rất cần thiết để đảm bảo tính tương thích và hiệu quả trong việc chẩn đoán. Sử dụng vi điều khiển Microchip PIC 24HJ64GP506A, LCD và các linh kiện điện tử có sẵn trên thị trường Việt Nam là một phần quan trọng trong thiết kế. Sau khi hoàn thành mạch điện, việc lập trình và nạp dữ liệu cho máy cũng cần được thực hiện một cách chính xác để đảm bảo máy hoạt động hiệu quả.

2.1. Các bước thực hiện thiết kế

Các bước thực hiện thiết kế máy chuẩn đoán ô tô bao gồm: nghiên cứu lý thuyết về mạng CAN, thiết kế mạch điện, lập trình vi điều khiển và thực hiện thử nghiệm. Trong giai đoạn nghiên cứu lý thuyết, cần tìm hiểu về các giao thức và tiêu chuẩn liên quan đến mạng CAN, đặc biệt là OBD-2. Sau đó, thiết kế mạch điện cần được thực hiện với sự chú ý đến các yếu tố như độ ổn định và khả năng tương thích. Lập trình vi điều khiển là bước quan trọng để đảm bảo máy có thể giao tiếp hiệu quả với các cảm biến trên xe. Cuối cùng, thực hiện thử nghiệm trên các mẫu xe thực tế như Honda Civic để đánh giá hiệu quả hoạt động của máy.

III. Kết quả và ứng dụng thực tiễn

Kết quả của nghiên cứu cho thấy máy chuẩn đoán ô tô thông qua mạng CAN hoạt động hiệu quả trên xe Honda Civic. Máy có khả năng phát hiện và hiển thị mã lỗi chính xác theo tiêu chuẩn của nhà sản xuất và ISO. Điều này chứng tỏ rằng thiết kế và chế tạo máy đã đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật đề ra. Hơn nữa, máy có cấu trúc đơn giản, gọn nhẹ, dễ sử dụng, phù hợp cho các trạm sửa chữa ô tô và các cơ sở đào tạo nghề. Việc áp dụng máy chuẩn đoán này không chỉ giúp tiết kiệm chi phí cho các cơ sở sửa chữa mà còn nâng cao chất lượng dịch vụ và độ tin cậy trong việc chẩn đoán lỗi.

3.1. Ứng dụng trong ngành công nghiệp ô tô

Máy chuẩn đoán ô tô qua mạng CAN có thể được ứng dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp ô tô. Các trạm sửa chữa có thể sử dụng máy này để nhanh chóng phát hiện lỗi và đưa ra giải pháp sửa chữa kịp thời. Ngoài ra, trong các cơ sở đào tạo nghề, máy cũng có thể được sử dụng để giảng dạy cho sinh viên về công nghệ chẩn đoán ô tô hiện đại. Việc sử dụng máy chuẩn đoán này không chỉ giúp nâng cao kỹ năng cho sinh viên mà còn tạo ra nguồn nhân lực chất lượng cho ngành công nghiệp ô tô trong tương lai.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh ngành công nghiệp ô tô phát triển mạnh mẽ, số lượng ô tô trên toàn cầu đã vượt mốc hơn 1 tỷ xe tính đến đầu năm 2011, với tỷ lệ trung bình 6,75 người sở hữu một chiếc ô tô. Mỹ dẫn đầu với tỷ lệ 1,13 người/xe. Sự gia tăng này kéo theo nhu cầu tiêu thụ nhiên liệu lên đến hơn 1000 tỷ lít mỗi năm, đồng thời là nguyên nhân chính gây ô nhiễm môi trường tại các đô thị lớn. Để kiểm soát vấn đề này, nhiều quốc gia đã ban hành các quy định nghiêm ngặt về khí thải ô tô, thúc đẩy các nhà sản xuất phát triển các thiết bị giám sát và giảm thiểu khí thải.

Song song với đó, các hệ thống điện tử trên ô tô ngày càng phức tạp với các công nghệ như phun xăng điện tử, điều hòa không khí tự động, phanh chống bó cứng (ABS), hệ thống treo điện tử và kiểm soát khí thải. Điều này làm tăng độ khó trong việc chẩn đoán và sửa chữa các lỗi kỹ thuật. Do đó, việc phát triển một hệ thống chẩn đoán chung, có khả năng kiểm soát khí thải và giám sát các hệ thống điện tử, cơ khí trên ô tô là rất cần thiết.

Mạng CAN (Controller Area Network) đã ra đời để đáp ứng các yêu cầu này, trở thành hệ thống không thể thiếu trong các dòng xe hiện đại. Tuy nhiên, các thiết bị chẩn đoán hiện nay thường có chi phí cao, gây khó khăn cho các trạm sửa chữa và cơ sở đào tạo nghề. Luận văn tập trung nghiên cứu, thiết kế và chế tạo máy chẩn đoán ô tô thông qua mạng CAN với chi phí thấp, dễ sử dụng, phục vụ cho công tác sửa chữa và giảng dạy nghề.

Phạm vi nghiên cứu tập trung vào việc ứng dụng mạng CAN và chuẩn giao tiếp OBD-2 trên xe Honda Civic đời 2011 tại Việt Nam, với mục tiêu tạo ra thiết bị chẩn đoán chính xác, đáp ứng tiêu chuẩn kỹ thuật của nhà sản xuất và ISO. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc thúc đẩy nội địa hóa thiết bị chẩn đoán ô tô, giảm chi phí và nâng cao hiệu quả sửa chữa, đồng thời góp phần đào tạo nguồn nhân lực kỹ thuật chất lượng cao.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên hai nền tảng lý thuyết chính: mạng giao tiếp CAN và chuẩn chẩn đoán OBD-2.

1. Mạng CAN (Controller Area Network):

   • Là giao thức truyền thông nối tiếp hỗ trợ hệ thống điều khiển phân tán thời gian thực với độ ổn định và chống nhiễu cao.
   • Được chuẩn hóa theo ISO 11898, mạng CAN sử dụng phương pháp mã hóa NRZ (Non Return to Zero) kết hợp kỹ thuật Bit Stuffing để đảm bảo tính ổn định và đồng bộ dữ liệu.
   • Mạng CAN có khả năng giải quyết tranh chấp trên bus thông qua cơ chế ưu tiên ID của từng thông điệp, đảm bảo truyền dữ liệu nhanh và chính xác.
   • Các loại frame trong CAN gồm Data Frame, Remote Frame, Error Frame và Overload Frame, với cấu trúc chi tiết đảm bảo kiểm tra lỗi và đồng bộ hóa.
   • Ứng dụng rộng rãi trong ô tô, từ điều khiển động cơ, phanh ABS đến hệ thống treo điện tử và kiểm soát khí thải.

2. Chuẩn chẩn đoán OBD-2 (On-Board Diagnostics):

   • Là chuẩn giao tiếp và mã hóa dữ liệu chẩn đoán trên xe ô tô, được áp dụng rộng rãi từ năm 1996 tại Mỹ và sau đó trên toàn cầu.
   • OBD-2 định nghĩa các chế độ hoạt động và bảng mã PID (Parameter IDs) để truy xuất thông tin lỗi và trạng thái các cảm biến, bộ điều khiển trên xe.
   • Chuẩn giao tiếp OBD-2 hỗ trợ nhiều giao thức như ISO 9141-2, SAE J1850 VPW/PWM, ISO 14230 (KWP2000) và ISO 15765 (CAN).
   • Việc giải mã các mã lỗi và dữ liệu cảm biến theo chuẩn OBD-2 giúp kỹ thuật viên nhanh chóng xác định nguyên nhân hư hỏng.

Các khái niệm chuyên ngành quan trọng bao gồm: Bus CAN, Frame CAN, Bit Stuffing, PID OBD-2, CRC (Cyclic Redundancy Code), và các giao thức truyền thông OBD-2.

Phương pháp nghiên cứu

• Nguồn dữ liệu:
  Thu thập dữ liệu thực nghiệm trên xe Honda Civic đời 2011 sử dụng mạng CAN và chuẩn OBD-2. Dữ liệu mã lỗi và thông số cảm biến được ghi nhận bằng máy chẩn đoán Inova 3133 làm chuẩn so sánh.

• Phương pháp phân tích:

  • Nghiên cứu tài liệu chuyên sâu về mạng CAN và chuẩn OBD-2.
  • Thiết kế mạch điện tử sử dụng vi điều khiển Microchip PIC24HJ64GP506A, LCD và các linh kiện phổ biến trên thị trường Việt Nam.
  • Lập trình vi điều khiển để xử lý giao tiếp CAN, giải mã dữ liệu OBD-2 và hiển thị kết quả trên màn hình LCD.
  • Thực nghiệm chẩn đoán trên xe Honda Civic, so sánh kết quả với máy Inova 3133 để đánh giá độ chính xác.

• Timeline nghiên cứu:

  • Tháng 02-03/2013: Thu thập dữ liệu trên xe Honda Civic.
  • Tháng 04/2013: Nghiên cứu lý thuyết vi xử lý và mạng CAN.
  • Tháng 05/2013: Thiết kế board mạch và chế tạo máy chẩn đoán.
  • Tháng 07/2013: Lập trình và nạp dữ liệu cho máy.
  • Tháng 08-09/2013: Thử nghiệm, điều chỉnh và hoàn thiện luận văn.

• Cỡ mẫu:
  Thực nghiệm trên xe Honda Civic đời 2011, sử dụng máy Inova 3133 làm đối chứng.

• Lý do lựa chọn phương pháp:
  Vi điều khiển PIC24HJ64GP506A có tích hợp module CAN, phù hợp với yêu cầu xử lý thời gian thực và chi phí thấp. Việc sử dụng chuẩn OBD-2 giúp thiết bị tương thích với nhiều dòng xe hiện đại.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Chế tạo thành công máy chẩn đoán ô tô qua mạng CAN:

   • Máy hoạt động ổn định trên xe Honda Civic đời 2011, đáp ứng yêu cầu kỹ thuật.
   • Kết cấu máy đơn giản, gọn nhẹ, sử dụng linh kiện phổ biến trong nước, giúp giảm chi phí sản xuất.

2. Độ chính xác trong việc xuất mã lỗi:

   • Máy chẩn đoán phát hiện chính xác các mã lỗi cảm biến nhiệt độ không khí nạp và cảm biến MAF, tương đương với máy Inova 3133.
   • Tỷ lệ phát hiện lỗi chính xác đạt gần 100% so với thiết bị chuẩn.

3. Khả năng hiển thị và xóa mã lỗi:

   • Máy có giao diện LCD hiển thị rõ ràng các mã lỗi và trạng thái xe.
   • Chức năng xóa mã lỗi hoạt động hiệu quả, giúp kỹ thuật viên dễ dàng thao tác trong quá trình sửa chữa.

4. Tính năng lập trình và nạp dữ liệu:

   • Vi điều khiển PIC24HJ64GP506A cho phép lập trình linh hoạt, dễ dàng cập nhật các chuẩn giao tiếp mới.
   • Dữ liệu mã hóa theo chuẩn OBD-2 được xử lý chính xác, đảm bảo tương thích với nhiều dòng xe sử dụng mạng CAN.

Thảo luận kết quả

Kết quả nghiên cứu cho thấy việc ứng dụng mạng CAN và chuẩn OBD-2 trong thiết kế máy chẩn đoán ô tô là hoàn toàn khả thi và hiệu quả. So với các nghiên cứu trước đây sử dụng vi điều khiển AT89S52 hoặc các thiết bị đắt tiền, thiết bị này có ưu điểm về chi phí và tính linh hoạt cao hơn. Việc sử dụng module CAN tích hợp trong PIC24HJ64GP506A giúp giảm thiểu độ phức tạp của mạch và tăng độ ổn định trong truyền nhận dữ liệu.

Dữ liệu thực nghiệm trên xe Honda Civic cho thấy máy chẩn đoán có khả năng phát hiện lỗi chính xác, phù hợp với tiêu chuẩn ISO và yêu cầu của nhà sản xuất. Việc so sánh với máy Inova 3133 – một thiết bị chẩn đoán thương mại phổ biến – càng khẳng định tính khả thi của thiết bị.

Ngoài ra, thiết kế mạch điện và thuật toán xử lý dữ liệu được tối ưu hóa để đảm bảo thời gian thực và độ tin cậy cao. Các biểu đồ và bảng số liệu trong luận văn minh họa rõ ràng quá trình truyền nhận dữ liệu, cấu trúc frame CAN và các bước giải mã mã lỗi OBD-2, giúp người đọc dễ dàng hình dung và áp dụng.

Tuy nhiên, thiết bị hiện tại chỉ tập trung vào chẩn đoán trên mạng CAN và chuẩn OBD-2, chưa mở rộng sang các giao thức khác như ISO 9141-2 hay SAE J1850. Đây là hướng phát triển tiếp theo để tăng tính đa dụng của máy chẩn đoán.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Phát triển thêm các giao thức chẩn đoán khác:

   • Mở rộng hỗ trợ các chuẩn giao tiếp như ISO 9141-2, SAE J1850 để tăng khả năng tương thích với nhiều dòng xe hơn.
   • Thời gian thực hiện: 12-18 tháng.
   • Chủ thể thực hiện: Trung tâm nghiên cứu và phát triển thiết bị ô tô.

2. Tối ưu hóa phần mềm và giao diện người dùng:

   • Cải tiến giao diện LCD, bổ sung màn hình cảm ứng hoặc kết nối với thiết bị di động để nâng cao trải nghiệm người dùng.
   • Thời gian thực hiện: 6-12 tháng.
   • Chủ thể thực hiện: Đội ngũ phát triển phần mềm và kỹ thuật viên.

3. Nâng cao tính năng phân tích và báo cáo:

   • Tích hợp chức năng phân tích dữ liệu lỗi, dự báo bảo trì và báo cáo chi tiết cho kỹ thuật viên.
   • Thời gian thực hiện: 12 tháng.
   • Chủ thể thực hiện: Phòng nghiên cứu và phát triển sản phẩm.

4. Đẩy mạnh nội địa hóa và sản xuất đại trà:

   • Hợp tác với các doanh nghiệp sản xuất linh kiện và thiết bị để giảm giá thành, tăng khả năng tiếp cận thị trường.
   • Thời gian thực hiện: 18-24 tháng.
   • Chủ thể thực hiện: Nhà trường, doanh nghiệp công nghệ và các cơ sở đào tạo nghề.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Kỹ thuật viên sửa chữa ô tô:

   • Nắm bắt kiến thức về mạng CAN và chuẩn OBD-2 để nâng cao hiệu quả chẩn đoán và sửa chữa.
   • Sử dụng máy chẩn đoán tự chế tạo để tiết kiệm chi phí và tăng tính chủ động trong công việc.

2. Giảng viên và sinh viên các trường đào tạo nghề ô tô:

   • Áp dụng làm mô hình giảng dạy thực tế về chẩn đoán ô tô hiện đại.
   • Hiểu rõ cơ sở lý thuyết và thực hành thiết kế thiết bị chẩn đoán.

3. Nhà nghiên cứu và phát triển thiết bị ô tô:

   • Tham khảo phương pháp thiết kế mạch điện, lập trình vi điều khiển và xử lý dữ liệu mạng CAN.
   • Phát triển các sản phẩm chẩn đoán mới phù hợp với thị trường Việt Nam.

4. Doanh nghiệp sản xuất thiết bị chẩn đoán ô tô:

   • Tìm hiểu công nghệ chế tạo máy chẩn đoán chi phí thấp, dễ sản xuất đại trà.
   • Định hướng phát triển sản phẩm phù hợp với nhu cầu trong nước và khu vực.

Câu hỏi thường gặp

1. Mạng CAN là gì và tại sao nó quan trọng trong ô tô?
   Mạng CAN là giao thức truyền thông nối tiếp giúp các bộ điều khiển trên ô tô trao đổi dữ liệu nhanh, ổn định và chống nhiễu tốt. Nó giúp giảm số lượng dây điện, đơn giản hóa hệ thống và tăng tính an toàn.

2. Chuẩn OBD-2 có vai trò gì trong chẩn đoán ô tô?
   OBD-2 là chuẩn giao tiếp và mã hóa dữ liệu lỗi, giúp kỹ thuật viên truy xuất thông tin về trạng thái các cảm biến và bộ điều khiển trên xe, từ đó xác định nguyên nhân hư hỏng chính xác.

3. Máy chẩn đoán tự chế tạo có độ chính xác như thế nào so với máy thương mại?
   Theo kết quả thực nghiệm, máy chẩn đoán qua mạng CAN do luận văn thiết kế có độ chính xác gần như tương đương với máy Inova 3133, đặc biệt trong việc phát hiện các mã lỗi cảm biến quan trọng.

4. Vi điều khiển PIC24HJ64GP506A có ưu điểm gì trong thiết kế máy chẩn đoán?
   PIC24HJ64GP506A tích hợp module CAN, hỗ trợ xử lý thời gian thực, lập trình linh hoạt và chi phí thấp, phù hợp cho các thiết bị chẩn đoán ô tô hiện đại.

5. Làm thế nào để máy chẩn đoán có thể áp dụng cho nhiều dòng xe khác nhau?
   Bằng cách hỗ trợ đa dạng các chuẩn giao tiếp OBD-2 và các giao thức truyền thông phổ biến, đồng thời cập nhật phần mềm giải mã mã lỗi, máy có thể tương thích với nhiều loại xe.

Kết luận

• Đã nghiên cứu và thiết kế thành công máy chẩn đoán ô tô sử dụng mạng CAN với chi phí thấp, cấu trúc đơn giản, phù hợp cho trạm sửa chữa và đào tạo nghề.
• Máy chẩn đoán hoạt động chính xác trên xe Honda Civic đời 2011, phát hiện mã lỗi theo chuẩn OBD-2 tương đương thiết bị thương mại.
• Ứng dụng vi điều khiển PIC24HJ64GP506A giúp tối ưu hóa thiết kế, tăng tính ổn định và khả năng mở rộng.
• Kết quả nghiên cứu là cơ sở khoa học quan trọng cho việc sản xuất thiết bị chẩn đoán ô tô trong nước, góp phần nâng cao năng lực công nghệ và giảm chi phí.
• Đề xuất phát triển thêm các giao thức chẩn đoán, cải tiến giao diện và tính năng để mở rộng ứng dụng trong tương lai.

Khuyến khích các đơn vị nghiên cứu và doanh nghiệp phối hợp phát triển sản phẩm, đồng thời áp dụng trong đào tạo và sửa chữa ô tô để nâng cao hiệu quả và chất lượng dịch vụ.

Trích đoạn nội dung tài liệu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN VĂN NGỌC THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÁY CHẨN ĐOÁN ÔTÔ THÔNG QUA MẠNG CAN NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC - 605246 S KC 0 0 4 0 8 2 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2013 Luan van BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN VĂN NGỌC THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÁY CHẨN ĐOÁN ÔTÔ THÔNG QUA MẠNG CAN NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC - 605246 Hướng dẫn khoa học: PGS.TS ĐỖ VĂN DŨNG Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2013 Luan van Nghiên cứu thiết kế, chế tạo máy chẩn đoán ô tô thông qua mạng CAN LÝ LỊCH KHOA HỌC I. LÝ LỊCH SƠ LƢỢC: Họ & tên: Nguyễn Văn Ngọc Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: / /1975 Nơi sinh: Cầ n Thơ Quê quán: Nhơn Nghiã Phong Điề n Cầ n Thơ Dân tộc: Kinh Chỗ ở riêng hoặc địa chỉ liên lạc: 58/14 đường số 7 phường Linh Trung Quâ ̣n Thủ Đức. Điện thoại cơ quan: 08-7314063 Điện thoại nhà riêng: 0903877573 Fax: E-mail: nguyenvanngoc@hvct.

QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: 1. Trung học chuyên nghiệp: Hệ đào tạo: Thời gian đào tạo từ ……/…… đến ……/ …… Nơi học (trường, thành phố): Ngành học: 2. Đại học: Hệ đào tạo: chính quy Thời gian đào tạo từ 09/1993 đến 07/ 1998 Nơi học (trường, thành phố): Trường đại học sư pha ̣m kỹ thuâ ̣t TP.HCM Ngành học: Cơ Khí Động Lực Tên đồ án, luận án hoặc môn thi tốt nghiệp:Chuyên đề Ly hơ ̣p, hô ̣p số trên ôtô Ngày & nơi bảo vệ đồ án, luận án hoặc thi tốt nghiệp: tháng 7 năm 1998, trường đại học sư pha ̣m kỹ thuâ ̣t TP. Người hướng dẫn: GVC Nguyễn Văn Toàn III.

QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC: Thời gian Nơi công tác Công việc đảm nhiệm Trường da ̣y nghề người 01-11/1998 Giáo viên tàn tật TW2 5/2005 Trường Kỹ Nghệ II Phụ trách khoa cơ khí Trường cao đăng nghề Kỹ Thuật Trưởng khoa cơ khí 6/2007đến nay Công Nghệ TP.HCM đô ̣ng lực GVHD : PGS_TS ĐỖ VĂN DŨNG i HVTH : KS NGUYỄN VĂN NGỌC Luan van 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 Luan van 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 Luan van 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 Luan van 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 Luan van 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 Luan van Nghiên cứu thiết kế, chế tạo máy chẩn đoán ô tô thông qua mạng CAN 2.