Trong thời đại hiện nay xe ôtô đã trở thành một phương tiện đi lại, vận chuyển hàng hóa vô cùng quen thuộc đối với con người. Trải qua hàng trăm năm phát triển và đổi mới, chiếc xe ôtô ngày nay mang trong mình rất nhiều công nghệ, hệ thống hiện đại nhằm phục vụ tốt hơn cho con người. Và hệ thống Smart Key là một trong số đó. Hệ thống này không những giúp chúng ta sử dụng xe thuận tiện mà còn đảm bảo an toàn, hạn chế bị trộm cướp. Dựa vào lý do trên mà em chọn đề tài : “ TÌM HIỂU HỆ THỐNG SMART KEY TRÊN XE TOYOTA FORTUNER”, để làm đề tài tiểu luận tốt nghiệp. 1.2. Mục tiêu nghiên cứu Mục Tiêu của đề tài này là tìm hiểu được nguyên lý hoạt động của hệ thống Smart Key trên xe Toyota Fortuner, tìm hiểu kết cấu nhiệm vụ của các bộ phận của hệ thống Smart Key. Cũng như tìm ra được các nguyên nhân hư hỏng và biện pháp khắc phục hư hỏng đối với hệ thống Smart Ky trên xe. 1.3. Phương pháp nghiên cứu Để hoàn thành đề tài em sử dụng rất nhiều phương pháp để nghiên cứu, thông qua sự hướng dẫn của thầy Nguyễn Trọng Thức và tìm kiếm tài liệu trên mạng, trên các diễn đàn, tìm tài liệu đọc…Từ đó, có cơ sở để tìm ra những ý tưởng mới để hoàn thành đề tài một cách tốt nhất
Trang 2TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
TIỂU LUẬN TỐT NGHIỆP
Chuyên ngành: Công nghệ Kỹ thuật Ô tô
Đề tài:
TÌM HIỂU HỆ THỐNG SMART KEY TRÊN
XE TOYOTA FORTUNER
GVHD: Th.S NGUYỄN TRỌNG THỨC SVTH: NGUYỄN VĂN THIỆP
MSSV: 14145275
Tp Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2019
Trang 4TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
TIỂU LUẬN TỐT NGHIỆP
Chuyên ngành: Công nghệ Kỹ thuật Ô tô
Đề tài:
TÌM HIỂU HỆ THỐNG SMART KEY TRÊN
XE TOYOTA FORTUNER
GVHD: Th.S NGUYỄN TRỌNG THỨC SVTH: NGUYỄN VĂN THIỆP
MSSV: 14145275
Tp Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2019
Trang 5TP Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2019
NHIỆM VỤ TIỂU LUẬN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên: Nguyễn Văn Thiệp MSSV: 14145275
Chuyên ngành: Công nghệ Kỹ thuật Ôtô - Mã ngành đào tạo: 52510205
Tên tiếng Anh: Automotive Engineering Technology
Hệ đào tạo: ĐẠI HỌC CHÍNH QUY
1 Tên đề tài:
TÌM HIỂU HỆ THỐNG SMART KEY TRÊN XE TOYOTA FORTUNER
2 Nhiệm vụ đề tài:
1 Nghiên cứu về hệ thống Smart Key trên xe Toyota Fortuner
2 Nghiên cứu các các linh kiện trong hệ thống Smart Key
3 Tìm hiểu các hư hỏng của hệ thống Smart Key
4 Nêu ra cách khắc phục các hư hỏng của hệ thống
5 Viết ra thuyết minh cho đề tài
3 Sản phẩm đề tài
Thuyết minh đề tài
4 Ngày giao nhiệm vụ đề tài: 20/4/2019
5 Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 22/7/2019
Trang 6TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ
2 Về nội dung (đánh giá chất lượng đề tài, ưu/khuyết điểm và giá trị thực tiễn)
II NHỮNG NỘI DUNG CẦN ĐIỀU CHỈNH, BỔ SUNG
III ĐỀ NGHỊ VÀ ĐÁNH GIÁ
1 Đề nghị (cho phép bảo vệ hay không):
2 Điểm đánh giá (theo thang điểm 10):
Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng 7 năm 2019
Giảng viên hướng dẫn
(Ký & ghi rõ họ tên)
Trang 7TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
Họ và tên sinh viên: Nguyễn Văn Thiệp MSSV: 14145275
Ngành đào tạo: Công nghệ Kỹ thuật Ôtô
I NHẬN XÉT
1 Về hình thức trình bày & tính hợp lý của cấu trúc đề tài:
2 Về nội dung (đánh giá chất lượng đề tài, ưu/khuyết điểm và giá trị thực tiễn)
II NHỮNG NỘI DUNG CẦN ĐIỀU CHỈNH, BỔ SUNG
III ĐỀ NGHỊ VÀ ĐÁNH GIÁ
1 Đề nghị (Cho phép bảo vệ hay không):
2 Điểm đánh giá (theo thang điểm 10):
TP.HCM, ngày tháng 7 năm 2019
Giảng viên phản biện
(Ký, ghi rõ họ tên)
Trang 8LỜI CẢM ƠN
🙞✪🙞
Qua những tháng năm được học tập dưới mái trường em đã nhận được sự dạy bảo,
sự giúp đỡ tận tình của quý thầy cô Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.Hồ Chí Minh,
em tự tin có thể vượt qua được những chặng đường đầy khó khăn và thử thách để đạt được mục đích học tập cuối cùng Với lòng biết ơn chân thành và sâu sắc, em xin được gởi lời cảm ơn đến:
Thầy Th.s Nguyễn Tro ̣ng Thức, thầy đã trực tiếp hướng dẫn đề tài, người tận tình chỉ dẫn, quan tâm theo dõi trong suốt thời gian thực hiện đề tài từ đó em đã tích lũy cho mình những kiến thức bổ ích
Quý thầy trong Khoa Cơ khí Động lực Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố
Hồ Chí Minh đã giúp đỡ, hướng dẫn và chỉ bảo nhiệt tình cho em trong suốt thời gian thực hiện nghiên cứu
Quý thầy cô Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh đã tận tình chỉ dạy, truyền đạt kiến thức cần thiết cũng như tạo điều kiện thuận lợi cho em trong suốt thời gian học tập vừa qua
Các bạn sinh viên các khóa, đã cùng trao đổi kiến thức và giúp đỡ tôi trong suốt thời gian học tập
Chân thành cảm ơn quý thầy cô, nhà trường đã quan tâm và tạo điều kiện cho em hoàn thành tiểu luận tốt nghiệp này
Dù em đã rất cố gắng nhưng chắc hẳn không tránh khỏi sự thiếu sót, rất mong những
ý kiến đóng góp từ quý thầy cô để bài tiểu luận được hoàn thiện hơn Sau cùng, em xin kính chúc sức khỏe quý thầy cô trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh, chúc thầy cô luôn thành công trong công việc và cuộc sống
Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng 7 năm 2019
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Văn Thiệp
Trang 9MỤC LỤC
CHƯƠNG 2 : TỔNG QUAN HỆ THỐNG SMART KEY TRÊN XE TOYOTA
2.2 Giới thiệu chung về hệ thống Smart Key 42.3 Tổng quan hệ thống Smart Key trên xe Toyota Fortuner 52.3.1 Hoạt động cơ bản của hệ thống Smart Key 5
2.3.3 Tính năng chính của hệ thống Smart Key 7
CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH KẾT CẤU, NGUYÊN LÍ HOẠT ĐỘNG VÀ CÁC LỖI
3.1 Sơ đồ vị trí các bộ phận của hệ thống Smart Key 93.2 Mạch điện của hệ thống Smart key 10
3.4.1 Chìa khóa thông minh (Key fob) 36
Trang 103.4.3 Tay nắm cửa bên ngoài (Door Outside Handle ): 383.4.4 Các thiết bị tạo sóng tín hiệu và thiết bị nhận tín hiệu: 383.4.5 Khóa lái điện (SLA: Steering Lock Actuator): 393.4.6 Nút khởi động – SSB (Start Stop Button): 403.5 Chức năng chính của hệ thống Smart Key: 41
3.5.3 Nhắc nhở bỏ quên chìa khóa (Prevention of Key Confinement) 463.5.4 Tiết kiệm điện cho xe (Battery Saving Function) 473.6 Các hư hỏng thường gặp của hệ thống Smart Key 47
Trang 11DANH SÁCH CÁC BẢNG
Trang 12DANH SÁCH CÁC HÌNH
Trang 13CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI
1.1 Lí do chọn đề tài
Trong thời đại hiện nay xe ôtô đã trở thành một phương tiện đi lại, vận chuyển hàng hóa vô cùng quen thuộc đối với con người Trải qua hàng trăm năm phát triển và đổi mới, chiếc xe ôtô ngày nay mang trong mình rất nhiều công nghệ, hệ thống hiện đại nhằm phục
vụ tốt hơn cho con người Và hệ thống Smart Key là một trong số đó Hệ thống này không những giúp chúng ta sử dụng xe thuận tiện mà còn đảm bảo an toàn, hạn chế bị trộm cướp
Dựa vào lý do trên mà em chọn đề tài : “ TÌM HIỂU HỆ THỐNG SMART KEY
TRÊN XE TOYOTA FORTUNER”, để làm đề tài tiểu luận tốt nghiệp
1.2 Mục tiêu nghiên cứu
Mục Tiêu của đề tài này là tìm hiểu được nguyên lý hoạt động của hệ thống Smart Key trên xe Toyota Fortuner, tìm hiểu kết cấu nhiệm vụ của các bộ phận của hệ thống Smart Key Cũng như tìm ra được các nguyên nhân hư hỏng và biện pháp khắc phục hư hỏng đối với hệ thống Smart Ky trên xe
1.3 Phương pháp nghiên cứu
Để hoàn thành đề tài em sử dụng rất nhiều phương pháp để nghiên cứu, thông qua
sự hướng dẫn của thầy Nguyễn Trọng Thức và tìm kiếm tài liệu trên mạng, trên các diễn đàn, tìm tài liệu đọc…Từ đó, có cơ sở để tìm ra những ý tưởng mới để hoàn thành đề tài một cách tốt nhất
1.4 Ý nghĩa thực hiện
Sau khi hoàn thành đề tài em đã nắm được nguyên lý cơ bản của hệ thống Smart Key trên ô tô nói chung cũng như hệ thống Smart Key trên xe Toyota Fortuner nói riêng, qua đó có thể tiếp cận thực tế một cách dễ dàng Theo dõi được những thông số cần thiết
để phát hiện cũng như nhanh chóng tìm ra cách khắc phục các lỗi của hệ thống Smart Key trên xe Toyota Fortuner
1.5 Giới hạn đề tài
Do thời gian thức hiện còn hạn chế nên đề tài chưa đi sau vào phần phân tích, chuẩn đoán và sửa chửa hư hỏng
Trang 14CHƯƠNG 2 : TỔNG QUAN HỆ THỐNG SMART KEY TRÊN XE
TOYOTA FOTUNER
2.1 Tổng quan xe Toyota Fortuner
Toyota Fortuner là xe thuộc dòng xe thể thao đa dụng SUV, được Toyota cho ra mắt lần đầu tiên vào năm 2005 với 4 phiên bản, gồm 2 bản động cơ xăng và 2 bản động cơ dầu diesel Fortuner được Toyota phát triển dựa trên hệ thống khung gầm của Toyota Hilux
Do đó, dòng xe này chú trọng đến 2 yếu tố chính là gầm cao và động cơ mạnh mẽ Fotuner
là chiếc SUV bán chạy nhất trong phân khúc của mình tại thị trường Việt Nam
Hình 2.1 Xe Toyota Fortuner 2019
Trang 15Bảng 2.1 Thông số kỹ thuật xe Toyota Fortuner 2019 (2.7V 42AT)
Khung gầm
Hệ thống treo trước Độc lập, tay đòn kép với thanh cân bằng
Hệ thống treo sau Phụ thuộc, liên kết 4 điểm
Hệ thống phanh (trước / sau) Đĩa tản nhiệt/Đĩa
Cơ cấu lái Bánh răng – thanh răng, trợ lực thủy lực
Hệ thống truyền động Cầu sau
Mâm xe Mâm đúc thép hợp kim(tiêu chuẩn)
Trang 162.2 Giới thiệu chung về hệ thống Smart Key
Hệ thống chìa khóa thông minh Smart Key là hệ thống cho phép chúng ta mở cửa, khởi động xe mà không cần phải dùng chìa khóa Hệ thống đầu tiên được phát triển bởi hãng điện lớn nhất Châu Âu Siemens GA vào năm 1995 và được giới thiệu đầu tiên bởi MERCEDES-BENZ vào năm 1998 trên dòng xe s-class w 220 sang trọng, được đặt tên là Keyless-Go và tên gọi này vẫn được sử dụng cho đến ngày nay Nếu như trước đây hệ thống Smart Key chỉ có trên các xe hạng sang, thì bây giờ hệ thống đã trở nên rất phổ biến
Có thể nói Smart Key là hệ thống tiêu chuẩn trên các xe ngày nay
Các tên gọi khác nhau của hệ thống Smart Key:
Acura: Keyless Access System
Audi: Advanced Key
Aston Martin: Keyless Entry and Push Button Start
BMW: Comfort Access or Display Key
Bugatti: Keyless Entry Remote
Cadillac: Adaptive Remote Start & Keyless Access
Fiat Chrysler: Keyless Enter-N-Go
Ford: Intelligent Access with Push-button Start
General Motors: Passive Entry Passive Start (PEPS)
Honda: Smart Entry System
Hyundai: Proximity Key and Smart Entry Key
Infiniti: Infiniti Intelligent Key with Push-button Ignition
Isuzu: Genius Entry
Jaguar Cars: Smart Key System
Kia Motors: Smart Key System
Lexus: Smart Access System
Lincoln: Intelligent Access System
Mazda: Advanced Keyless Entry & Start System
Mercedes-Benz: Keyless-Go integrated into Smart Key
Toyota:Smart Key System
Trang 172.3 Tổng quan hệ thống Smart Key trên xe Toyota Fortuner
2.3.1 Hoạt động cơ bản của hệ thống Smart Key
Hệ thống Smart Key cho phép người lái giữ bộ điều khiển chìa khóa bỏ túi khi mở khóa, khóa và khởi động xe Chìa khóa được xác định thông qua các ăng ten trong thân xe của chiếc xe và một máy phát xung radio trong bộ điều khiển chìa khóa Tùy thuộc vào hệ thống, chiếc xe sẽ tự động mở khóa khi bấm cảm biến trên tay nắm cửa hoặc bấm nút điều khiển, và việc mở cốp xe cũng tương tự Các phương tiện có hệ thống chìa khóa thông minh có chìa khóa cơ khí dự phòng trường hợp bộ phận điều khiển hết pin
Về việc khởi động xe, ta chỉ cần bấm nút khởi động với điều kiện cần có bộ điều khiển trong xe, hoặc khởi động xe từ xa bằng bộ điều khiển
Khi rời khỏi xe, xe được khóa bằng cách bấm nút trên tay nắm cửa hoặc bấm nút trên bộ điều khiển chìa khóa hoặc chỉ cần đi xa ra khỏi xe khoảng vài mét Ta cũng có thể xác định được vị trí xe trong phạm vi khoảng 500m
2.3.2 RFID trong hệ thống Smart Key
Hệ thống Smart Key làm việc thông qua key fob – một thiết bị phát sóng vô tuyến kết hợp một mạch RFID chủ động và một thẻ RFID thụ động Mạch RFID chủ động hoạt động khi tài xế cần mở cửa, khóa cửa hoặc khởi động xe mà không cần đến chìa khóa cơ khí truyền thống Thẻ RFID thụ động được dùng để khởi động xe khi mà pin của key fob cạn
2.3.2.1 RF ( Radio Frequency )
Radio Frequency là tần số vô tuyến nằm trong khoảng 3 KHz tới 300 GHz, tương ứng với tần số của các sóng vô tuyến sử dụng trong truyền hình, truyền thanh, điện thoại…
2.3.2.2 RFID ( Radio Frequency Identification)
RFID là công nghệ dựa trên sóng vô tuyến nhận dạng đối tượng thông qua hệ thống thu phát sóng RF, từ đó có thể giám sát, quản lý hoặc lưu vết từng đối tượng Là một phương pháp nhận dạng tự động dựa trên việc lưu trữ dữ liệu từ xa, sử dụng thiết bị thẻ RFID và một đầu đọc RFID
● Đặc điểm:
o Sử dụng hệ thống không dây thu phát sóng RF
o Thông tin có thể được truyền qua những khoảng cách khác nhau mà không cần một tiếp xúc vật lý nào
Trang 18o Có thể đọc được thông tin xuyên qua các môi trường, vật liệu như: bê tông, tuyết, sương mù….
Hệ thống RFID hoạt động ở nhiều tần số khác nhau, từ 300KHz (tần số thấp) đến 3GHz (tần số siêu cao), thường được phân thành 2 loại chính là RFID chủ động và RFID thụ động
Nếu một hệ thống RFID hoạt động bằng tần số thấp, nó sẽ có phạm vi đọc ngắn và tốc độ đọc dữ liệu bị hạn chế hơn, nhưng khả năng nhận dạng đối tượng ở phạm vi gần hay đối tượng gắn trên bề mặt là chất liệu là kim loại, chất lỏng thì lại tốt hơn Nếu một hệ thống hoạt động ở tần số cao hơn, nó thường có khả năng truyền dữ liệu nhanh hơn và nhận dạng được dãy số dài hơn, nhưng bước sóng lại nhạy cảm hơn, dễ bị nhiễu do ảnh hưởng bởi vật liệu kim loại hay chất lỏng xuất hiện trong phạm vi đọc
2.3.2.3 Hệ thống RFID chủ động
Trong các hệ thống RFID chủ động, các thẻ điện tử được vận hành bằng pin và tự phát sóng tín hiệu để truyền tải dữ liệu ,thông thường là loại có băng tần số siêu cao và cung cấp một phạm vi quét có thể lên tới 100m
Đối với thẻ từ của hệ thống RFID chủ động chỉ truyền thông tin khi nó nhận được tín hiệu của đầu đọc, do vậy nó giúp duy trì được tuổi thọ pin khi thẻ nằm ngoài vùng phát sóng của đầu đọc
Hi ̀nh 2.2 Cách thức hoạt động của hệ thống RFID chủ động
2.3.2.4 Hệ thống RFID thụ động
Trong hệ thống RFID thụ động thì khác, thẻ từ RFID sẽ tạo năng lượng điện để khởi động thẻ và phản ảnh lại cho đầu đọc khi vào trong vùng phát sóng của đầu đọc, do đó không cần pin để hoạt động
Trang 19Hi ̀nh 2.3 Một vài loại thẻ từ RFID
Hệ thống RFID thụ động có thể hoạt động ở tần số thấp, tần số cao hay thậm chí cả tần số cực cao Vì phạm vi hoạt động của dạng hệ thống thụ động này bị giới hạn bởi khả năng phát các tín hiệu vô tuyến của thẻ từ đến đầu đọc, cho nên
phạm vi đọc của hệ thống thụ động này thường chỉ giới hạn tối đa là 10m
2.3.3 Tính năng chính của hệ thống Smart Key
Hi ̀nh 2.4 Chức năng chính của hệ thống Smart Key
● Khóa/Mở khóa cửa:
o Khi người lái chạm vào cảm biến ở mặt trong trên tay cầm bên ngoài cửa, cửa
Trang 20o Khởi động động cơ bằng việc nhấn nút khởi động, đạp phanh và chỉnh tay số
ở vị trí P hoặc N
o Đặt key fob áp sát nút khởi động trong vòng 5 giây, đạp phanh và chỉnh tay số
ở vị trí P hoặc N
● Khóa cột lái điện (SLA: Steering Lock Actuator)
o Khóa và mở khóa cột lái bằng mô tơ điện nhằm mục đích chống trộm
o SLA được điều khiển tự động bằng hộp Certification ECU mà không phải bằng tay của người lái
Trang 21CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH KẾT CẤU, NGUYÊN LÍ HOẠT ĐỘNG
VÀ CÁC LỖI THƯỜNG GẶP CỦA HỆ THỐNG SMART KEY
3.1 Sơ đồ vị trí các bộ phận của hệ thống Smart Key
Hi ̀nh 3.1 Sơ đồ vị trí các bộ phận trong hệ thống Smart Key
Trang 223.2 Mạch điện của hệ thống Smart key
Sơ đồ mạch điện hệ thống Smart Key của xe Toyota Fortuner 2017:
Các bộ phận chính trong sơ đồ:
● Hộp Certfication ECU:
o Gửi tín hiệu mở/khóa tới Body ECU
o Kích hoạt hoạt động ăng ten yêu cầu nhận dạng chìa khóa thông qua các chân CLG1 – CG1B, CLG2 – CG2B, CLG5 – CG5b, CLG6 – CG6B, CLG7 – CG7B, CLG8 – CG8B
o Nhận tín hiệu mã của chìa khóa thông qua giao tiếp với Smart Door Control Receiver bằng chân RDAS
o Nhận tín hiệu từ nút khởi động qua hai chân SW1, SW2
o Nhận thông tin vị trị khóa tay lái và điều khiển chúng qua giao tiếp LIN
o Cung cấp đường truyền tới máy chẩn đoán
o Tiếp nhận các thông tin cơ sở dữ liệu động cơ qua đường truyền CAN
o Điều khiển hoạt động rơ le ACC, rơ le IG NO.1, rơ le IG2
● Hôp ECM (Electronic Control Module) :
o Nhận tín hiệu của hộp Certification ECU qua CAN
o Điều khiển khởi động (rơ le ST NO.1)
o Xác định vị trí tay số qua chân D, N, R, P
● Hộp Body ECU:
o Nhận tín hiệu của hộp Certification ECU
o Xác đinh trạng thái của các cửa
o Điều khiển hoạt động của các mô tơ khóa cửa
o Quản lí hệ thống đèn trong xe
● Khóa tay lái điện (steering lock actuator ) :
o Nhận tín hiệu điều khiển từ hộp Certification ECU
o Gửi tín hiệu vị trí đến hộp Certification ECU
● Công tắc khởi động ( Engine swicth ):
o Gửi tín hiệu đến hộp Certification ECU
o Đèn báo trạng thái hoạt động
Trang 23o Kết hợp với cuộn antenna, quét mã thẻ RFID và gửi về hộp Certification ECU qua chân CODE và TXCT.
● Cụm ăng ten (Antennas) trong và ngoài xe:
o Nhận tín hiệu yêu cầu từ hộp Certification ECU
● Bảng táp lô (Combination Meter):
o Thông báo trạng thái hoạt động, lỗi của hệ thống
