Giáo trình nghề Công nghệ ô tô - Môđun: Điện thân xe và trang thiết bị tiện nghi
BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CƠ ĐIỆN HÀ NỘI
GIÁO TRÌNH
ĐIỆN THÂN XE VÀ TRANG THIẾT BỊ TIỆN NGHI
MÔ ĐUN: ĐIỆN THÂN XE VÀ TRANG THIẾT BỊ TIỆN NGHI
NGHỀ: CÔNG NGHỆ Ô TÔ
TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG
(Ban hành kèm theo Quyết định số:
/QĐ-CĐCĐ-ĐT
ngày…….tháng….năm ................... của Trường Cao đẳng Cơ điện Hà Nội)
Hà Nội, năm 2020
Khoa Động lực
TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN
Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể
được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đich về đào tạo và
tham khảo
Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh
doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm
LỜI GIỚI THIỆU
Trong nhiều năm gần đây tốc độ gia tăng số lượng và chủng loại ô tô ở
nước ta khá nhanh.Nhiều kết cấu hiện đại đã trang bị cho ô tô nhằm thỏa mãn
càng nhiều nhu cầu của giao thông vận tải. Trong đó có sự cải tiến đáng chú ý
nhất trong hệ thống điện thân xe trên ô tô đời mới với những ứng dụng khoa học
công nghệ của ngành điện tử để điều khiển các hệ thống phức tạp trên ô tô.
Để phục vụ cho sinh viên học nghề và thợ sửa chữa ô tô tiếp cận được các
công nghệ mới về cả lý thuyết và kỹ năng thực hành kiểm tra sửa chữa hệ thống
điện thân xe và trang thiết bị tiện nghi
Với mong muốn đó giáo trình được biên soạn, nội dung giáo trình bao gồm :
Bài 1 : Tổng quan về hệ thống điện thân xe
Bài 2 : Hệ thống thông tin trên ô tô
Bài 3 : Hệ thống chiếu sáng trên ô tô
Bài 4 : Các hệ thống tiện nghi trên ô tô
Kiến thức của giáo trình được biên soạn theo chương trình Tổng cục giáo
giáo nghề nghiệp, sắp xêp logic từ cấu tạo, nguyên lý hoạt động, phương pháp
kiểm tra, quy trình sửa chữa. Do đó người học có thể hiểu một cách dễ dàng
Xin trân trọng cảm ơn Tổng cục giáo dục nghề nghiệp, khoa Động Lực
trường Cao Đẳng Cơ Điện Hà Nội cũng như sự giúp đỡ quý báu của đồng
nghiệp đã giúp tác giả hoàn thành giáo trình này
Mặc dù đã rất cố gắng nhưng chắc chắn không tránh khỏi sai xót, tác giả rất
mong nhận được ý kiến đóng góp của người đọc để lần xuất bản sau giáo trình
được hoàn thiện hơn
Hà nội, ngày ……tháng……năm……
Tham gia biện soạn
Chủ biên :
Nguyễn Văn Tam
1
Khoa Động lực
MỤC LỤC
2
Khoa Động lực
CHƯƠNG TRÌNH MÔĐUN
Tên mô đun: HỆ THỐNG ĐIỆN THÂN XE
Mã số mô đun: MĐ
Thời gian mô đun: 135 giờ (Lý thuyết: 53 giờ; Thực hành: 76 giờ; Kiểm tra:
6 giờ)
I. Vị trí tính chất mô đun:
- Vị trí: có thể bố trí dạy sau các môn học và MĐ 20, MĐ 21, MĐ 22, MĐ
23, MĐ 24, MĐ 25, MĐ 26, MĐ 27.
- Tính chất: là mô đun chuyên môn nghề.
II. Mục tiêu mô đun:
-
Kiến thức:
+ Trình bày đầy đủ các nhiệm vụ, yêu cầu và phân loại các hệ thống điện thân
xe trên ôtô
+ Giải thích được sơ đồ và nguyên lý làm việc chung của mạch điện hệ thống
điện thân xe
+ Trình bày được cấu tạo, hiện tượng, nguyên nhân hư hỏng của các bộ phận
cơ bản trong hệ thống điện thân xe trên ôtô
-
Kỹ năng:
+ Tháo lắp, kiểm tra và bảo dưỡng, sửa chữa các chi tiết, bộ phận đúng quy
trình, quy phạm và đúng các tiêu chuẩn kỹ thuật trong sửa chữa
+ Sử dụng đúng các dụng cụ, thiết bị kiểm tra, bảo dưỡng và sửa chữa đúng
yêu cầu kỹ thuật.
-
Thái độ
+ Chấp hành đúng quy trình, quy phạm trong nghề công nghệ ôtô
+ Rèn luyện tính kỷ luật, cẩn thận, tỉ mỉ của học viên
3
Khoa Động lực
BÀI 1: TỔNG QUAN HỆ THỐNG ĐIỆN THÂN XE
1.1. TỔNG QUÁT VỀ HỆ THỐNG
Hệ thống điện thân xe áp dụng rất nhanh những tiến bộ của khoa học kỹ
thuật cho hệ thống an toàn hơn và tạo ra nhiều tiện ích cho người sử dụng.
Hệ thống điện thân xe bao gồm các hệ thống chia nhỏ sau đây:
Hệ thống thông tin và chẩn đoán:
+ Các loại đồng hồ chỉ báo
+ Các đèn cảnh báo
+ Các cảm biến cho đồng hồ và cảm biến báo nguy
+ Các giắc chẩn đoán và giắc kết nối dữ liệu
Hệ thống chiếu sáng và tín hiệu:
+ Các đèn chiếu sáng
+ Các công tắc và rơle điều khiển
+ Các ECU đèn
+ Các cảm biến
Hệ thống gạt nước rửa kính:
+ Các môtơ gạt nước
+ Công tắc và rơle điều khiển
+ Các ECU điều khiển
+ Các cảm biến
Hệ thống khóa cửa, chống trộm:
+ Các môtơ điều khiển khóa cửa
+ Các bộ phận phát, nhận tín hiệu điều khiển cửa
+ Các công tắc rơle điều khiển
+ Các ECU điều khiển
+ Các cảm biến
Hệ thống nâng hạ kính:
+ Các môtơ cửa sổ điện
+ Các công tắc cửa sổ điện
+ Các IC diều khiển và cảm biến tốc độ
Hệ thống điều khiển gương chiếu hậu:
+ Cụm gương và các môtơ
+ Các công tắc điều khiển và ECU
Hệ thống điều hòa không khí:
4
Khoa Động lực
+ Các cảm biến
+ ECU điều khiển
+ Các công tắc điều khiển
+ Các bộ phận chấp hành
Hệ thống túi khí, dây đai:
+ Bộ túi khí
+ Bộ dây đai
+ Các cảm biến
+ Bộ kiểm soát CPU
Hệ thống mạng CAN:
+ Các IC CAN
+ Các ECU
+ Cáp nối
Các bộ phận cơ bản của hệ thống điện thân xe:
Trước khi tìm hiểu các bộ phận cơ bản của hệ thống điện thân xe ta tìm
hiểu khái niệm Mát thân xe. Trên ô tô, các cực âm của tất cả các thiết bị điện và
âm ắc quy đều được nối với các tấm thép của thân xe nhằm tạo nên một mạch
điện. Chỗ nối các cực âm vào thân xe gọi là Mát thân xe. Mát thân xe làm giảm
số lượng dây điện cần sử dụng.
1.1.1. Bối dây
Dây điện có chức năng nối các bộ phận điện của ô tô với nhau. Bối dây
được chia thành các nhóm như sau:
- Dây điện được mã màu
- Các chi tiết nối: Hộp nối, hộp rơle, giắc nối, bulông nối Mát
a. Dây điện
Dây điện và cáp có 3 loại:
Dây thấp áp (dây bình thường) loại này được dùng phổ biến trên ô tô bao
gồm có lõi dẫn điện và vỏ bọc cách điện.
Dây cao áp (dây cao áp trong hệ thống đánh lửa) và cáp bao gồm lõi dẫn
điện phủ lớp cao su cách điện dày nhằm ngăn không cho điện cao áp bị rò rỉ.
Dây cáp được thiết kế để bảo vệ nó khỏi những nhiễu điện bên ngoài. Nó sử
dụng làm cáp ăng ten radio, cáp mạng CAN…
5
Khoa Động lực
Hình 1.1: Sơ đồ dây điện trên xe
b. Các chi tiết nối
Để hỗ trợ việc nối các chi tiết, dây điện được tập trung tại một số phần trên
xe ôtô.
a. Hộp nối là một chi tiết mà ở đó các giắc nối của mạch điện được nhóm
lại với nhau. Thông thường nó bao gồm bảng mạch in liên kết các cầu chì, rơle
với các bối dây
b. Các giắc nối (3) , giắc nối dây (4) và bulông nối Mát (5) hình 1.2
Hình 1.2: Các chi tiết nối
- Giắc nối được sử dụng giữa dây điện với dây điện hoặc giữa dây điện với
bộ phận điện để tạo ra các kết nối. Có 2 loại giắc kết nối là kết nối dây điện với
6
Khoa Động lực
dây điện và dây điện với bộ phận điện. Các giắc nối được chia thành giắc đực và
giắc cái tùy theo hình dạng các cực của chúng. Giắc kết nối có nhiều màu khác
nhau.
- Giắc nối dây có chức năng là nối các cực của cùng một nhóm.
- Bulông nối Mát được sử dụng nối Mát dây điện hoặc các bộ phận điện với
thân xe, không giống như bulông thông thường bề mặt của bulông nối Mát được
sơn chống ô xy hóa màu xanh lá cây.
1.1.2. Các chi tiết bảo vệ
Các chi tiết bảo vệ, bảo vệ mạch khỏi dòng điện lớn quá mức cho phép
chạy trong dây dẫn hay các bộ phận điện, điện tử khi bị ngắn mạch.
Các chi tiết bảo vệ bao gồm: các loại cầu chì. Cầu chì được lắp giữa nguồn điện
với các thiết bị điện, khi dòng điện vượt qua một cường độ nhất định chạy qua
mạch điện của thiết bị nào đó cầu chì sẽ nóng chảy để bảo vệ mạch đó. Có 2 loại
cầu chì là cầu chì dẹt và cầu chì hộp.
Cầu chì dòng cao (thanh cầu chì): một cầu chì dòng cao được lắp trong
đường dây giữa nguồn điện và thiết bị điện, dòng điện có cường độ lớn sẽ chạy
qua cầu chì này, nếu dây điện bị chập thân xe cầu chì sẽ chảy để bảo vệ dây
điện.
Bộ ngắt mạch (cầu chì tự nhảy) được sử dụng bảo vệ mạch điện với tải có
cường độ dòng lớn mà không thể bảo vệ bằng cầu chì như cửa sổ điện, mạch sấy
kính, quạt gió… Khi dòng điện chạy qua vượt quá cường độ hoạt động một
thanh lưỡng kim trong bộ ngắt mạch sẽ tạo ra nhiệt và giãn nở để ngắt mạch.
Thậm chí trong một số mạch nếu dòng điện thấp hơn cường độ hoạt động nhưng
dòng lại hoạt động trong thời gian dài thì nhiệt độ thanh lưỡng kim cũng tăng
lên và ngắt mạch. Không giống như cầu chì bộ ngắt mạch được sử dụng lại sau
khi thanh lưỡng kim khôi phục. Bộ ngắt mạch có 2 loại là tự khôi phục và khôi
phục bằng tay (Hình 1.4)
7
Khoa Động lực
Hình 1.3: Các loại cầu chì
Hình 1.4: Bộ tự ngắt
1.1.3. Công tắc và Rơ le
Hình 1.5: vị trí công tắc và rơle trên ô tô
Công tắc và rơle mở và đóng mạch điện nhằm tắt bật đèn cũng như vận
hành các hệ thống điều khiển.
Nhóm công tắc và rơle được chia như trong hình 1.6:
8
Khoa Động lực
Hình 1.6: Các loại công tắc và rơ le
1. Công tắc vận hành trực tiếp bằng tay có
- Công tắc xoay: khóa điện (a. hình 1.6)
- Công tắc ấn: công tắc cảnh báo nguy hiểm (b. hình 1.6)
- Công tắc bập bênh: công tắc khóa cửa (c. hình 1.6)
- Công tắc cần: công tắc tổ hợp (d. hình 1.6)
2. Công tắc vận hành bằng cách thay đổi nhiệt độ hay cường độ dòng điện
- Công tắc phát hiện nhiệt độ (e. hình 1.6)
- Công tắc phát hiện dòng điện (f. hình 1.6)
3. Công tắc vận hành bằng sự thay đổi mức dầu
4. Rơle
- Rơle điện từ (rơle 4 chân) (g. hình 1.6)
- Rơle bản lề (rơle 5 chân) (h. hình 1.6)
1.2. BỘ ĐIỀU KHIỂN TRUNG TÂM VÀ CƠ CẤU CHẤP HÀNH
Hiện nay bộ điều khiển trung tâm (ECU) xuất hiện ngày càng nhiều trên
các hệ thống Điện thân xe và hệ thống gầm ô tô. Nó có chức năng thu thập các
tín hiệu đầu vào (là tín hiệu của các loại cảm biến) sau đó tính toán, xử lý và
đưa ra các tín hiệu điều khiển đến các cơ cấu chấp hành.
9
Khoa Động lực
Hình 1.7. Mối quan hệ giữa tín hiệu đầu vào, đầu ra và ECU
Cấu trúc tổng thể:
Hình 1.8. Sơ đồ khối điều khiển của hệ thống điện thân xe dòng KIA
Bố trí ECU thân xe trên một số dòng xe:
10
Khoa Động lực
Hình 1.9. ECU trên S- class
Hình 1.10. ECU trên xe tải MB (Actros)
1.3. MẠNG CAN VÀ MÃ CHÌA KHÓA CHỐNG TRỘM
1.3.1. Mạng CAN
1.3.1.1.Tổng quan
CAN (Controller Area Network) xuất phát là một phát triển chung cua hai
hãng Bosch và Intel phục vụ cho việc nối mạng trong các phương tiện giao
thông cơ giới để thay thế cách nối điểm cổ điển sau đó được chuẩn hóa quốc tế
trong ISO 11898.
1.3.1.2. Kiến trúc giao thức
Đối chiếu với mô hình ISO/OSI, CAN định nghĩa lớp liên kết dữ liệu gồm
hai lớp con (LLC và MAC) cũng như phần chính của lớp vật lý.
11
Khoa Động lực
- Lớp vật lý đề cập tới việc
truyền tín hiệu, vì thế định nghĩa cụ
thể phương thức định thời, tạo nhịp
bít (bit timing), phương pháp mã
hóa bít và đồng bộ hóa. Tuy nhiên,
chuẩn CAN không quy định các đặc
tính của các bộ thu phát với mục
đích cho phép lựa chọn môi trường
truyền cũng như mức tín hiệu thích
hợp cho từng lĩnh vực ứng dụng.
- Lớp điều khiển truy nhập môi
trường (MAC) là phần cốt lõi trong
kiến trúc giao thức CAN. Lớp MAC
có trách nhiệm tạo khung thông báo,
điều khiển truy nhập môi trường,
xác nhận thông báo và kiểm soát lỗi.
Hình 1.11. Phạm vi định nghĩa của CAN
trong mô hình OSI
- Lớp điều khiển liên kết logic (LLC) đề cập tới các dịch vụ gửi dữ liệu và
yêu cầu dữ liệu từ xa, thanh lọc thông báo, báo cáo tình trạng quá tải và hồi phục
trạng thái.
1.3.1.3. Cấu trúc mạng và kỹ thuật truyền dẫn
CAN thực chất chỉ là chuẩn giao thức từ phần trên của lớp vật lý cho tới hết
lớp liên kết dữ liệu, vì vậy không quy định cụ thể về chuẩn truyền dẫn cũng như
môi trường truyền thông. Thực tế cáp đôi dây xoắn kết hợp với chuẩn RS-485
cũng như cáp quang được sử dụng rộng rãi.
Đối với cáp đôi dây xoắn, cấu trúc mạng thích hợp nhất là cấu trúc đường
thẳng, mắc theo kiểu đường trục đường nhánh, trong đó chiều dài đường nhánh
hạn chế dưới 0.3m.
Tốc độ truyền có thể lựa chọn ở nhiều mức khác nhau, tuy nhiên phải thống
nhất và cố định trong toàn bộ mạng. Do có sự ràng buộc giữa tốc độ truyền và
chiều dài dây dẫn trong phương pháp truy nhập bus CSMA/CA. Tốc độ truyền
tối đa là 1Mbit/s ở khoảng cách 40m và 50 kbit/s ở khoảng cách 1000m. Số trạm
phụ thuộc nhiều vào cấu trúc mạng, cáp truyền và đặc tính điện học của các bộ
thu phát thông thường hạn chế ở con số 64 đối với cấu trúc đường thẳng và sử
dụng cáp đôi dây xoắn. CAN phân biệt hai trạng thái logic của tín hiệu là mức
12
Khoa Động lực
trội (dominant) và mức lặn (recessive), tuy nhiên không quy định rõ giá trị bít
nào ứng với mức tín hiệu nào. Trong trường hợp cả bít trội và bít lặn được phát
đồng thời thì bít trội sẽ lấn át tín hiệu trên bus sẽ có mức trội. Trong thực tế nếu
sử dụng mạch AND thì mức trội tương ứng với bít 0 và mức lặn tương ứng với
bít 1.
1.3.1.4 Cơ chế giao tiếp
Đặc trưng của CAN là phương pháp định địa chỉ và giao tiếp hướng đối
tượng, trong khi hầu hết các hệ thống bus trường khác đều giao tiếp dựa vào địa
chỉ các trạm. Mỗi thông tin trao đổi trong mạng được coi như một đối tượng,
được gán một số mã căn cước. Thông tin được gửi đi trên bus theo kiểu truyền
thông báo với độ dài có thể khác nhau.
Các thông báo không được gửi tới một địa chỉ nhất định mà bất cứ trạm
nào cũng có thể nhận theo nhu cầu. Nội dung mỗi thông báo được các trạm phân
biệt qua một mã căn cước (IDENTIFIER). Mã căn cước không nói lên địa chỉ
đích của thông báo, mà chỉ biểu diễn ý nghĩa của dữ liệu trong thông báo. Vì
thế, mỗi trạm trên mạng có thể tự quyết định tiếp nhận và xử lý thông báo hay
không tiếp nhận thông báo qua phương thức lọc thông báo (message filtering).
Cũng nhờ sử dụng phương thức lọc thông báo, nhiều trạm có thể đồng thời cùng
nhận một thông báo và có các phản ứng khác nhau.
Một trạm có thể yêu cầu một trạm khác gửi dữ liệu bằng cách gửi một
khung REMOTE FRAME. Trạm có khả năng cung cấp nội dung thông tin đó sẽ
gửi trả lại một khung dữ liệu DATA FRAME có cùng mã căn cước với khung
yêu cầu.
Cùng với tính năng đơn giản, cơ chế giao tiếp hướng đối tượng ở CAN còn
mang lại tính linh hoạt và tính nhất quán dữ liệu của hệ thống. Một trạm CAN
không cần biết thông tin cấu hình hệ thống (ví dụ địa chỉ trạm). Nên việc bổ
xung hay bỏ đi một trạm trong mạng không đòi hỏi bất cứ một sự thay đổi nào
về phần cứng hay phần mềm ở các trạm khác. Trong mạng CAN, có thể chắc
chắn rằng một thông báo hoặc được tất cả các trạm quan tâm tiếp nhận đồng
thời, hoặc không được trạm nào tiếp nhận. Tính nhất quán dữ liệu được đảm bảo
qua các phương pháp gửi đồng loạt và xử lý lỗi.
13
Khoa Động lực
1.3.1.5. Cấu trúc bức điện
CAN sử dụng phương thức định địa chỉ theo đối tượng. Các đối tượng
được hiểu ở đây chính là đại diện cho các thông báo mang dữ liệu quan tâm như
giá trị đo, giá trị điều khiển, thông tin trạng thái.
Mỗi đối tượng thông báo có một tên riêng biệt, hay nói cách khác là là một
căn cước (IDENTIFIER) được sử dụng để truy cập trên bus. Mỗi bức điện sẽ có
một ô chứa căn cước của đối tượng với chiều dài 11 bít (dạng khung chuẩn theo
CAN2.0A) hoặc 29 bít (khung mở rộng CAN2.0B).
CAN định nghĩa 4 kiểu bức điện sau:
- Khung dữ liệu (DATA FRAME) mang dữ liệu từ một trạm truyền tới các
trạm nhận.
- Khung yêu cầu dữ liệu (REMOTE FRAME) được gửi từ một trạm yêu cầu
truyền khung dữ liệu với cùng mã căn cước.
- Khung lỗi (ERROR FRAME) được gửi từ bất kỳ trạm nào phát hiện lỗi
bus.
- Khung quá tải (OVERLOAD FRAME) được sử dụng nhằm tạo một
khoảng cách thời gian bổ sung giữa hai khung dữ liệu hoặc yêu cầu dữ liệu
trong trường hợp một trạm bị quá tải
Hình 1.12. Cấu trúc khung dữ liệu ở CAN
Các khung dữ liệu và yêu cầu dữ liệu có thể sử dụng ở cả dạng khung
chuẩn và dạng khung mở rộng. Giữa hai khung dữ liệu hoặc yêu cầu dữ liệu cần
một khoảng cách ít nhất là 3 bít lặn để phân biệt được gọi là INTERFRAME
SPACE. Trong trường hợp quá tải khoảng cách này sẽ lớn hơn bình thường.
Khung dữ liệu/Yêu cầu dữ liệu
14
Khoa Động lực
Mỗi khung dữ liệu có thể mang từ 0 đến 8 byte dữ liệu sử dụng. Chuẩn
CAN không quy định giao thức và các dịch vụ trên lớp 2, do đó việc diễn giải
vùng dữ liệu này như thế nào thuộc toàn quyền người sử dụng. Các bức điện nhỏ
có thể không thích hợp với một số lĩnh vực ứng dụng nhất định, nhưng tạo lợi
thế về tính năng thời gian thực. Cụ thể, tình trạng một thành viên chiếm giữ bus
trong một thời gian dài nhờ vậy sẽ không xảy ra.
Khung yêu cầu dữ liệu cũng có cấu trúc tương tự như khung dữ liệu, nhưng
không mang dữ liệu và khác với khung dữ liệu ở bít cuối của ô phân xử.
- Khởi đầu khung là một bít trội và đánh dấu khởi đầu của một khung dữ
liệu hoặc khung yêu cầu dữ liệu. Tất cả các trạm sẽ phải đồng bộ hóa dựa vào bít
khởi đầu này.
- Ô phân xử được sử dụng là mức ưu tiên của bức điện. Quyết định quyền
truy nhập bus khi có nhiều thông báo được gửi đi đồng thời.
- Ô phân xử có chiều dài 12 bít đối với dạng khung chuẩn và 32 bít đối với
dạng khung mở rộng trong đó mã căn cước dài 11 bít hoặc 29 bít. Bít cuối cùng
của ô phân xử được gọi là bít RTR (Remote Transmission Request), dùng để
phân biệt giữa khung dữ liệu (bít trội) và khung yêu cầu dữ liệu (bít lặn).
- Ô điều khiển chiều dài 6 bít, trong đó 4 bít cuối mã hóa chiều dài dữ liệu
(bít trội bằng 0 bít lặn bằng 1). Tùy theo dạng khung chuẩn hay mở rộng
mà ý nghĩa của hai bít còn lại khác nhau một chút.
- Ô dữ liệu có chiều dài từ 0 đến 8 byte, trong đó mỗi byte được truyền đi
theo thứ tự từ bít có giá trị cao nhất (MSB) đến bít có giá trị thấp nhất
(LSB).
- Ô kiểm soát lỗi CRC bao gồm 15 bít được tính theo phương pháp CRC và
một bít lặn phân cách. Dãy bít đầu vào để tính bao gồm bít khởi đầu
khung, ô phân xử, ô điều khiển và ô dữ liệu, với đa thức phát
- Ô xác nhận ACK (Acknowlegment) gồm 2 bít được phát đi là các bít lặn.
Mỗi trạm nhận được bức điện phải kiểm tra mã CRC. Nếu đúng sẽ phát
chồng một bít trội trong thời gian nhận được bít ARC đầu tiên (ARC slot).
Như vậy, một bức điện được truyền chính xác sẽ có một bít ARC trội nằm
giữa hai bít lặn phân cách (một bít phân cách CRC và một bít phân cách
ARC).
- Kết thúc chung được đánh dấu bằng 7 bít lặn.
15
Khoa Động lực
a. Khung lỗi
Hình 1.13. Cấu trúc khung lỗi ở CAN
Một khung lỗi được gửi từ bất kỳ trạm nào phát hiện lỗi trên bus. Khung lỗi
bào gồm cờ lỗi (Error Flag) và phân cách lỗi (Error Delimiter). CAN phân biệt
hai loại lỗi là lỗi chủ động (Active Error) và lỗi bị động (Passive Error). Tương
ứng với chúng là hai dạng cờ lỗi:
- Dạng cờ lỗi chủ động bao gồm 6 bít trội liền nhau.
- Dạng cờ lỗi bị động bao gồm 6 bít lặn liền nhau, trừ trường hợp nó bị ghi
đè lên bởi các bít trội từ trạm khác.
Một trạm lỗi chủ động khi phát hiện lỗi sẽ báo hiệu bằng cách gửi một cờ
lỗi chủ động. Cờ lỗi chủ động vi phạm luật nhồi bít hoặc phá bỏ dạng cố định
của ô ACK hay ô kết thúc khung. Chính vì vậy, tất cả các trạm khác cũng phát
hiện ra lỗi và bắt đầu gửi cờ lỗi. Cuối cùng, dãy bít trội quan sát được trên bus
thực tế là kết quả của sự xếp chồng nhiều cờ lỗi khác nhau phát riêng từ các
trạm. Tổng chiều dài của dãy này
dao động trong khoảng từ 6 đến 12 bít.
Phân cách lỗi được đánh dấu bằng 8 bít lặn liên tục. Sau khi gửi xong một
cờ lỗi, mỗi trạm phải gửi tiếp một số bít lặn và đồng thời quan sát bus. Cho đến
khi phát hiện ra một bít lặn (tức là khi các trạm khác đã gửi xong cờ lỗi chủ
động), chúng sẽ phát tiếp bảy bít lặn.
b. Khung quá tải
Một khung quá tải có cấu trúc tương tự như ở khung lỗi bao gồm cờ quá tải
(Overload flag) và phân cách quá tải (Overload Delimiter).
Cờ quá tải gồm sáu bít trội tương tự như cờ lỗi chủ động. Cờ quá tải xóa bỏ
dạng cố định của ô INTERMISSION ở khoảng trống giữa hai khung. Chính vì
vậy, tất cả các trạm khác cũng phát hiện tình trạng quá tải và bắt đầu gửi cờ quá
16
Khoa Động lực
tải. Cuối cùng, dãy bít trội quan sát được trên bus thực tế là sự xếp chồng nhiều
cờ lỗi khác nhau phát riêng từ các trạm.
Cũng giống như khung lỗi, phân cách quá tải được đánh dấu bằng tám bít
lặn liên tục. Sau khi gửi xong một cờ lỗi, mỗi trạm phải quan sát bus cho đến khi
phát hiện ra một bít lặn. Tại thời điểm đó tất cả các trạm khác đã gửi xong cờ
quá tải, chúng sẽ phát tiếp 7 bít lặn. Tối đa là hai khung quá tải có thể sử dụng
nhằm tạo thời gian trễ giữa hai khung dữ liệu hoặc khung yêu cầu dữ liệu.
Hình 1.14. Cấu trúc khung quá tải ở CAN
1.3.1.6. Truy nhập bus
CAN sử dụng phương pháp truy nhập môi trường CSMA/CA, tức điều
khiển phân kênh theo từng bít. Phương pháp phân mức ưu tiên truy nhập bus
dựa theo tính cấp thiết của nội dung thông báo. Mức ưu tiên này phải được đặt
cố định, trước khi hệ thống đi vào vận hành. Thực tế, mã căn cước không những
mang ý nghĩa của dữ liệu trong thông báo, mà còn đồng thời được sử dụng là
mức ưu tiên.
17
Khoa Động lực
Hình 1.15. Minh họa hoạt động của CAN
Bất cứ một trạm nào trong mạng cũng có thể bắt đầu gửi thông báo, mỗi
khi đường truyền rỗi. Mỗi bức điện đều bắt đầu bằng một bít khởi điểm và mã
căn cước, vì thế nếu hai hoặc nhiều trạm cùng đồng thời bắt đầu gửi thông báo,
việc xung đột trên đường truyền sẽ được phân xử dựa theo từng bít của mã căn
cước. Mỗi bộ thu phát đều phải so sánh mức tín hiệu của mỗi bít gửi đi với mức
tín hiệu quan sát được trên bus. Nếu hai mức tín hiệu có trạng thái logic giống
nhau thì trạm có quyền phát bit tiếp theo, trường hợp ngược lại sẽ phải dừng
ngay lập tức.
Trong trường hợp thực hiện bít giá trị 0 ứng với mức trội và bít giá trị 1
ứng với mức lặn, bít 0 sẽ lấn át. Vì vậy, một thông báo có mã căn cước nhỏ nhất
sẽ được tiếp tục phát hay nói cách khác, thông báo nào có mã căn cước càng bé
thì mức ưu tiên càng cao. Trong trường hợp xảy ra va chạm giữa một thông báo
mang dữ liệu (DATA FRAME) và một thông báo yêu cầu gửi dữ liệu
(REMOTE FRAME) với cùng mã căn cước, thông báo mang dữ liệu sẽ được ưu
tiên. Phương thức phân xử này không những đảm bảo thông tin không bị mất
Mát, mà còn nâng cao hiệu quả sử dụng đường truyền.
1.3.1.7. Bảo toàn dữ liệu
Nhằm đảm bảo mức an toàn tối đa trong truyền dẫn dữ liệu, mỗi trạm CAN
đều sử dụng kết hợp nhiều biện pháp để tự kiểm tra, phát hiện và báo hiệu lỗi.
Các biện pháp kiểm soát lỗi sau đây được áp dụng:
18
Tải về để xem bản đầy đủ
152 trang
20381
Free
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Giáo trình nghề Công nghệ ô tô - Môđun: Điện thân xe và trang thiết bị tiện nghi", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- giao_trinh_nghe_cong_nghe_o_to_modun_dien_than_xe_va_trang_t.pdf
