Kỹ thuật chẩn đoán ôtô cho dòng xe hiện đại

1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Chẩn đoán kỹ thuật Ôtô là một loại hình tác động kỹ thuật vào quá trình khai thác sử dụng Ôtô nhằm đảm bảo cho Ôtô hoạt động có độ tin cậy, an toàn và hiệu quả cao bằng cách phát hiện và dự báo kịp thời các hư hỏng và tình trạng kỹ thuật hiện tại mà không cần phải tháo rời Ôtô hay tổng thành máy của Ôtô [1]. Tuy nhiên, trên các dòng xe hiện đại thì việc ứng dụng các hệ thống điều khiển điện – điện tử ngày càng nhiều, các thông số trong kỹ thuật chẩn đoán đa dạng đã tạo nên tính nhiễu trong chẩn đoán và gây phức tạp trong quá trình chẩn đoán. Với sự phát triển về khoa học chẩn đoán thì các hãng xe hiện nay trên thế giới đã cho ra đời các thiết bị kiểm tra, chẩn đoán ECU có độ chính xác cao như: Maxisys, G-Scan, IT3, VCI GDS,...phù hợp với tiêu chuẩn chung OBD và EOBD. Tại Việt Nam đã có một số cơ sở bước đầu đã nghiên cứu và thiết kế máy chẩn đoán như OBD Việt Nam, Đại học Bách khoa Hà Nội. Tuy nhiên, thiết bị chưa đáp ứng được tính chuyên nghiệp, đa dạng trong chẩn đoán các hệ thống.
Qúa trình chẩn đoán đã sử dụng lý thuyết tập mờ đã có những ưu điểm: Cho phép sử dụng lượng thông tin đa dạng, có khả năng áp dụng máy tính trong tự động hóa chẩn đoán thông qua phần mềm thông minh, tận dụng trí tuệ chuyên gia để tham gia vào công tác chẩn đoán,...[1]. Hiệu quả khi sử dụng thiết bị chẩn đoán đã đánh giá được những hư hỏng xảy ra trong hệ thống điều khiển điện trên dòng xe hiện đại mà theo phương pháp thông thường khó có thể xác định được. Đã rút ngắn được thời gian chẩn đoán và chính xác trong các sự cố khi xảy ra, ngăn ngừa cho các hư hỏng lớn hơn.
Trong phạm vi của bài báo này sẽ trình bày về kỹ thuật chẩn đoán Ôtô bằng thiết bị chuyên dùng mà các hãng hiện nay đang sử dụng rất hiệu quả, nội dung sẽ góp phần nâng cao kiến thức cho kỹ thuật viên và nâng cao hiệu quả giảng dạy, học tập của sinh viên khoa Ôtô Đại học Sao Đỏ.  
2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
2.1. Quy trình khắc phục hư hỏng
Sau một thời gian xe sử dụng có thể xảy ra các hư hỏng làm ảnh hưởng đến hiệu suất, tính an toàn, sự ô nhiễm do khí xả gây ra. Một vấn đề đặt ra chính là phải khắc phục các sự cố trên để thiết lập lại tình trạng hoạt động ban đầu của xe. Để khắc phục được hư hỏng, điều quan trọng phải thực hiện hai yếu tố: Xác định chính xác các triệu chứng của hư hỏng và xác định đúng nguyên nhân. Quy trình để khắc phục hư hỏng cần tuân thủ theo 5 giai đoạn sau [5]:
 Giai đoạn 1: Kiểm tra và tái tạo lại triệu chứng hư hỏng để xác định chính xác hiện tượng trục trặc thực tế khi xảy ra.
 Giai đoạn 2: Xác định xem đó có phải là hư hỏng hay không. Không phải tất cả các triệu chứng đều liên quan đến hư hỏng.   
 Giai đoạn 3: Dự đoán nguyên nhân hư hỏng có hệ thống, căn cứ vào triệu chứng của sự cố.
 Giai đoạn 4: Kiểm tra khu vực có nghi ngờ và phát hiện. Có thể thông qua thiết bị kiểm tra thực tế.
 Giai đoạn 5: Ngăn chặn tái xuất hiện hư hỏng.
2.2. Chẩn đoán theo OBD
OBD là hệ thống chẩn đoán lỗi điện tử tự động thiết kế ngay trong bo mạch chủ của hộp đen điều khiển (ECU) riêng theo từng loại xe. Hệ thống này trang bị hầu hết trên các Ôtô hiện nay.
Từ những năm 1980, các nhà chế tạo Ôtô đã bắt đầu sử dụng các vi mạch điện tử để giám sát và chẩn đoán các vấn đề hư hỏng của động cơ Ôtô. Vì tính ưu việt của nó qua nhiều năm sử dụng, OBD trở thành một tiêu chuẩn bắt buộc trang bị trên các Ôtô hiện đại. Năm 1996, có một chuẩn OBD chung quốc tế mới trong thế giới Ôtô ra đời là OBD thế hệ thứ 2 (OBD-II). OBD II được thiết kế ngoài việc giảm ô nhiễm không khí, một trong những lợi ích quan trọng nhất là sự tiêu chuẩn hóa. Nó làm giảm chi phí và tính phức tạp của quá trình chẩn đoán do có quy trình truyền thông giữa ECM và các thiết bị chẩn đoán [3].
Các chức năng của OBD khác nhau:

Loại OBD	Đọc giữ liệu	Đọc mã DTC	Thử kích hoạt	Xe chọn	Kiểu xe (Thị trường)
OBD	O*1	O	-	O
MOBD	O	O	O	O	Tất cả
CARB OBD-II	O	O	-	-	Bắc Mỹ
EURO OBD	O	O	-	-	Các nước Châu Âu (Tiêu chuẩn Châu Âu)
ENHANCED OBD II	O	O	O	- *2	Bắc Mỹ

*1: Chỉ đọc được các tín hiệu phát ra từ ECU, không thể kết nối được với ECU.
*2: Cần thiết phải chọn loại xe bằng cách chọn “ENH OBD-II HELP“ trong ‘‘SETUP MENU“.
Nguyên lý của OBD:
Dựa vào các tín hiệu nhận được từ các cảm biến mà phát ra tình trạng của xe, ECU truyền các tín hiệu đến các bộ chấp hành một cách tối ưu cho tình trạng hiện tại. ECU nhận các tín hiệu từ cảm biến ở dạng điện áp, sau đó ECU có thể xác định các tình trạng của hệ thống bằng cách phát hiện những thay đổi điện áp của tín hiệu, đã được phát ra từ cảm biến. Vì vậy ECU thường xuyên kiểm tra các tín hiệu đầu vào, rồi so sánh chúng với các giá trị chuẩn đã được lưu giữ trong bộ nhớ của ECU, và xác định ra bất cứ tình trạng bất thường nào. Nếu ECU xác định tín hiệu đầu vào là bất thường, thì ECU sẽ bật sáng đèn báo hư hỏng (MIL) để thông báo cho lái xe biết và lưu lại mã chẩn đoán hư hỏng (DTC) trong bộ nhớ [6]. 
Hình 1. Ví dụ cho nguyên lý của OBD cho cảm biến THW
Cách đọc mã chẩn đoán DTC:
            Các DTC có thể được hiển thị trên màn hình của máy chẩn đoán dưới dạng mã có 5 chữ số bằng cách nối máy chẩn đoán với giắc truyền giữ liệu (giắc chẩn đoán trên xe). Các mã có 2 con số sẽ phát ra qua sự nháy của đèn MIL bằng cách nối tắt các cực TE1 và E1 (hoặc TC và CG cho dòng xe hiện nay) của giắc chẩn đoán

Hình 3. Đọc mã chẩn đoán dưới dạng có 5 chữ số                    Hình 2. Đọc mã chẩn đoán bằng đèn MIL
Ký hiệu chữ cái đầu của mã chẩn đoán:
P - Phần hệ thống điện động cơ
C - Phần hệ thống treo
U - Phần truyền thông giữa các hộp trên xe
            B - Phần thân xe và vỏ xe
2.3. Thiết bị chẩn đoán
            Hiện nay, hầu hết trên các hãng xe đều có thiết bị chẩn đoán. Sau đây là một số thiết bị hiện đang dùng phổ biến tại Việt Nam.
 Thiết bị chẩn đoán hãng Toyota: ITII và IT3
 Thiết bị chẩn đoán Hàn Quốc G-Scan

Hình 4. Thiết bị hãng Toyota IT-II                                                          Hình 5. Thiết bị G-Scan
Thiết bị chẩn đoán Italia (ST8000)
Thiết bị chẩn đoán VCI dùng cho các hãng Hyundai, KIA, Mazda

              Hình 6. Thiết bị  ST8000                                                                  Hình 7. Thiết bị  VCI

                      Hình 8. Thiết bị  Consult 3                                                       Hình 9. Thiết bị  FVDI Commander
CÁC CHỨC NĂNG CƠ BẢN CỦA THIẾT BỊ CHẨN ĐOÁN [5]
 Lưu trữ các dữ liệu
 Đọc xóa mã lỗi chẩn đoán (Lỗi hiện tại, lỗi lịch sử ) – Trouble code
 Kích hoạt để kiểm tra các cơ cấu chấp hành (Active test)
 Đọc dữ liệu hiện hành (Data list)
Chức năng mở rộng (Utility): Kiểm tra các hệ thống và các chức năng khác như đăng ký chìa khóa Immobillizer, lập trình công tơ mét, ....
 Một vài DTCs cung cấp chỉ dẫn chi tiết những nguyên nhân và vấn đề được khắc phục như thế nào.
 Quản lý thời gian bảo dưỡng, thiết lập lại thời gian
 Giải mã và lập trình cho đồng bộ hóa giữa ECU và CAS bằng OBD II
3. KẾT LUẬN
Chẩn đoán kỹ thuật cho các dòng xe hiện đại ngày nay bằng thiết bị chuyên dùng là yêu cầu bắt buộc cho các hãng xe. Chẩn đoán bằng OBD đã cho phép kiểm soát và ngăn chặn một cách có hiệu quả đối với các chất khí gây ô nhiễm trong suốt quá trình sử dụng xe. Sử dụng thiết bị chẩn đoán còn tăng tính hiệu quả về kinh tế, đảm bảo yêu cầu về kỹ thuật và giảm thời gian chẩn đoán.
 
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. PGS.TS. Nguyễn Khắc Trai. Kỹ thuật chẩn đoán Ôtô, Nhà xuất bản Giao thông vận tải, 2007
[2]. PGS. Ngô Thành Bắc, PGS. Nguyễn Đức Phú. Chẩn đoán trạng thái kỹ thuật ô tô, Nhà Xuất bản khoa học kỹ thuật, 1994
[3]. Trần Thế San, Trần Duy Nam. Hệ thống điều khiển và giám sát động cơ xe hơi đời mới, Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật, 2009
[4]. PGS.TS Đỗ Văn Dũng. Hệ thống điện & Điện tử trên ô tô hiện đại, Nhà Xuất bản Đại Học Quốc Gia TP.HCM, 2007.
[5]. Tài liệu và thiết bị chẩn đoán cao cấp hãng Toyota, Hyundai, KIA.
[6]. Tom denton, automobile electrical and electronic system 3rd edition, Elsevier 2004
[7]. Willion B. Ribbens, Understanding automotive electronics 7th edition, Elsevier 2004