Hệ thống truyền dữ liệu multiplex và can trên ô tô

iv Tóm tắt     thng truyn d li        i thc hic hic các công vi lý thuyt v h thn Multiplex, hic cu trúc mng CAN và các chun giao ti lý thuyc cùng vi vic tìm hiu hot ng thc t ca h thng tuyn gi lii thc hi thit k c mô hình mô phng hong ca mng CAN giu khin t motor quu khi motor servo trn khí. Do các ECU trên là t ch tn. Abstract This "Transmission system Multiplex and CAN integrated on automobile" thesis has been conducted by reseacher. This has brought to researcher understanding on: Theoretical basic on multi transmission information system (Multiplex system), CAN network infrastructure and interface standard. This theory has been checked with practical data transmission system on Toyota Yaris and stimulation has been designed. This stimulates operation on CAN between controlling water cooling motor ECU and air mixing closing/opening motor ECU. These ECUs are self-design that may result on unexpectedly unstable pulses. There may have some mistakes in this thesis that reseacher may not be awared and would like to receive more input for improvements. v DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TT CAN: Controller Area Network  Mu khin vùng MPX: Multiplex communication network  H thng truyn d lin AVC- LAN: Audio Visual Communication  Local Area Network - Truyn tín hiu cho h thng nghe nhìn  Mng cc b BEAN: Body Electronics Area Network  Mn t thân xe ECU: Electronic Control Unit LIN: Local Interconnect Network - Mng Kt Ni Ni B Khu Vc ACK: Rng 2 bit và cha 2 vùng là ACK flag (c lnh AVX: Radio Receiver Assembly with Display CAMERA-C: Television Camera ECU CSMA: Carrier Sense Multiple Access CD: Collision Detection CRC: Cyclic Redundancy Check: Cung cp mã phát hin li CONT-SW: Integration Control & Panel Assembly DTC: Diagnostic Trouble Code: mã chung DLC3: gic ni d liu s 3 DVD-P: DVD Player DST  ID: Destination ID: cung ca ch cho ECU nhn EMI: Electromagnetic Interference - s nhin t EMV: Multi Display EOM: End of Massage: Kp EOF: End of Frame: Kt thúc khung vi ESD: Electrostatic Discharge - s n GND: Ground: nt G/W: Gateway ECU ISO 11898-2: CAN t cao ISO 11898-3: CAN fault-tolerant (t thp) ISO 11992-1: CAN fault-tolerant cho xe ti, xe la. - Single-wire CAN_SWC UART: Universal Ansynchronous Receiver/ Transmitting - Truyn/ Nhn d liu ni ting b LLC: Logical link control - Lp kt ni theo logic MAC: Medium Access Control- Lu khin truy cn truyn thông tin MDI: Medium Dependent Interface MOVs: Metal Oxide Varistors MPX: Multiplex Communication Systemn - H Thn MES  ID: Message ID: cung cp loi d liu  NAVI: Navigation ECU PMA: Physical Medium Attachment RTR: Remote Transmit Request  rng 1 bit. Rr- TV: Rear Television Display Rr-CONT: Audio Control Switch (at Rear Seat) Sleep: Ch  ngh SOF: Start of Frame: Bu khung SRR: rc s dng trong khung m rng vii TVS: Transient Voltage Suppression - thit b dn áp tc thi WTO: World Trade Orgnization: T chi th gii Wake up: Ch  b c viii DANH SÁCH HÌNH HÌNH TRANG Hình 2.1: Các kiu giao tip 12 Hình 2.2: Tng quát h thng MPX 13 Hình 2.3: Giao tip khi không có MPX 13 Hình 2.4: Giao tip khi có s dng MPX 14 Hình 2.5:   tng quát h thng MPX 14 Hình 2.6:  tng quát giao tip gia các ECU không s dng h thng MPX 15 Hình 2.7:  tng quát giao tip gia các ECU có s dng h thng MPX 16 Hình 2.13: Mô hình kiu STAR 22 Hình 2.14: Mô hình so sánh các kiu ht ni 23 Hình 2.15: Các trng thái hong ca h thng MPX 25 Hình 2.16:  khi ca h thng MPX 26 Hình 2.17:  khi ca h thng MPX 27 Hình 2.18: ng truyn h thng MPX ca h thng ca. 28 Hình 2.20: B trí các ECU trong h thng ca 30 Hình 2.21: ng truyn h thng MPX ca h thng trc lái 31 Hình 2.23: B trí các ECU trong h thng trc lái 33 Hình 2.24: ng truyn h thng MPX ca bng táp lô 34 Hình 2.26: B trí các ECU trong bng táp lô 36 Hình 2.27:  ECU trung tâm 37 Hình 2.28: H thng MPX trên xe Lexus GS300 39 Hình 2.29: H thng MPX trên xe Lexus RX300 39 Hình 2.30: H thng MPX trên xe TOYOTA CROWN (JZS175) 40 Hình 2.31: H thng MPX trên xe TOYOTA CELICA (ZZT230, 231) 40 Hình 2.32: H thng MPX trên xe TOYOTA CENTURY (GZG50) 41 Hình 2.33: H thng MPX trên xe TOYOTA AVALON (MCX20) 41 Hình 2.36:  tng quát h thng ca 42 ix Hình 2.37:  mn khi 1 ECU b mt liên lc và DTC phát ra 43 Hình 2.38:  mn khi 1 ECU b ng truyn và DTC không phát ra 44 Hình 2.39:  t mch 45 Hình 2.40:  ngn mch 46 Hình 2.41: S dng máy ch 47 Hình 2.42: Ch 48 Hình 2.43:  mn ECU h thng ca 49 Hình 2.44:  tng quát h thng MPX 50 Hình 2.45:  chp 50 Hình 2.45:  ch 51 Hình 2.46:  chi tín hiu 51 Hình 2.47:  cht 51 Hình 3.1:  tng quát h thng CAN (Controller Area Network) trên xe 53 Hình 3.2: Mô hình 7 lp Open System Interconnection (OSI) 55 Hình 3.3: Mô hình h thng CAN tiêu chun 57 Hình 3.4: S chênh lch trên BUS 57 Hình 3.5: Mc BUS theo tiêu chun ISO 11898 58 Hình 3.7: Mô hình thi gian tr gia 2 node trong CAN 60 Hình 3.8: Cu trúc khung d liu 63 Hình 3.9: nh dng khung d liu 63 Hình 3.10: Mô hình cng phân chia 64 Hình 3.11: Mô hình cu trúc khung tiêu chun 65 Hình 3.12: Mô hình cu trúc khung m rng 65 Hình 3.13: Mô hình th hin cu trúc Control Field 66 Hình 3.16: Mô hình th hin cu trúc ACK Field 68 Hình 3.17: Mô hình th hin cu trúc remote frame 69 Hình 3.18: nh dng khung tách bit 69 Hình 3.19: Mô hình th hin cu trúc error frame 70 x Hình 3.20: nh dng khung li 71 Hình 3.21: Mô hình th hin cu trúc overload frame 71 Hình 3.22: nh dng khung quá ti 72 Hình 3.23: Bit Timing 80 Hình 3.25: 81 Hình 3.26: 84 Hình 3.27: Lc spikes tri bng b hóa 85 Hình 3.28: Cu trúc ca giao thu khin 87 Hình 3.29: Input and Output Delay Times 88 Hình 3.30: Example of Delay Time Measurement 90 Hình 3.31: Measurement with Maladjusted Clock Phases 91 Hình 3.34: Cu trúc 1 mch CAN BUS 94 Hình 3.36: ISO 11898-2 Differential High-speed CAN bus 96 Hình 3.37: ISO 11898-3 Fault tolerant CAN Bus 97 Hình 3.38: SAE J2411 single wire CAN Bus 98 Hình 3.39: Mch bo v CAN dùng TVS diode 103 Hình 3.40: Mch bo v CAN dùng TVS diode 104 Hình 3.41: Mch bo v CAN dùng TVS diode 104 Hình 3.42: Mch bo v CAN dùng MOVs 105 Hình 3.43: Mch bo v CAN dùng cun cm 106 Hình 3.44: Mch bo v CAN dùng mch r 107 Hình 3.45: Mch bo v CAN dùng mch kt hp 108 Hình 3.46: Mch bo v m 108 Hình 3.47:  khi mng CAN trên xe Toyota Yaris. 109 Hình 3.48: V trí ca ECU các h thng giao tip CAN. 110 Hình 3.49: m ca dây giao tip CAN 112 Hình 3.50: Nguyên lý truyn d liu trong mng CAN 113 Hình 3.51: u ca mng CAN (truyn t mt) . 113 Hình 3.52: Cu trúc ca mt khung (gói) d lic truyn 114 xi Hình 3.53: C lc xác lp khi có li xy ra 114 Hình 4.1: c tuyn ca cm bin nhi trong xe 116 Hình 4.2:  th th hin mi quan h gia t qut và t l % 117 Hình 4.3: Ch  làm mát 118 Hình 4.4: Ch  hâm nóng 118 Hình 4.5:  khi h thng truyn d liu CAN trên ô tô 119 Hình 4.7:  nguyên lý mu khin h thng truyn d liu CAN trên ô tô121 Hình 4.8:  kt nu khin Atmega16 122 Hình 4.9:  nguyên lý mch n áp 123 Hình 4.10:  nguyên lý mch hin th 123 Hình 4.11:  nguyên lý mch công sut 124 Hình 4.12: S mch in ECU h thng truyn d liu CAN trên ô tô 124 Hình 4.13: ECU thc t 125 Hình 4.14: Mô hình lt ECU trên sa bàn 125 Hình 5.1: Máy Hantek Oscillocope 127 Hình 5.2: S mch u dây dùng h thng truyn d liu C u khin motor servo và motor qut 128 Hình 5.3: Du khin motor servo và qu mc thp nht 129 Hình 5.4: Du khin motor servo  mc trung bình (90 o ) và qu mc trung bình 129 Hình 5.5: Du khin motor servo  mc cao nht (180 o ) và qu mc cao nht 130 Hình 5.6: Dng sóng tng quát cu khin motor servo và qu  mc thp nht 130 Hình 5.7: Du khin motor servo  mc thp nht (0 o ) và qu mc thp nht 131 Hình 5.8: Du khin motor servo  mc trung bình (90 o ) và qu mc thp nht 131 xii Hình 5.9: Du khin motor servo  mc cao nht (180 o ) và qu mc thp nht 132 Hình 5.10: Du khin motor servo  mc thp nht (0 o ) và qu mc trung bình 132 Hình 5.11: Du khin motor servo  mc thp nht (0 o ) và qu mc cao nht 133 Hình 5.12: Du khin motor servo  m trung bình (90 o ) và qu mc trung bình 133 Hình 5.13: Du khin motor servo  mc cao nht (180 o ) và qu  mc cao nht 134 xiii DANH SÁCH CÁC BNG BNG TRANG Bng 2.19: ng truyn ca h thng ca 29 Bng 2.22: ng truyn ca h thng trc lái 32 Bng 2.25: ng truyn ca bng táp lô 35 Bng 3.14: Bng mã hóa d liu 67 Bng 3.35: Các tiêu chun ca lp vt lý trong CAN 94 Bng 4.1: Giá tr tiêu chun ca cm bin nhi  116 Bng 4.2: Giá tr tiêu chun ca cm bin nhi trong xe 116 [...]... đồ khối và sơ đồ thuật toán đi u khiển hệ thống truy n dữ liệu CAN trên ô tô 119 4.2.1.1 Sơ đồ khối hệ thống truy n dữ liệu CAN trên ô tô 119 4.2.1.2 Sơ đồ thuật toán đi u khiển hệ thống truy n dữ liệu CAN trên ô tô 120 4.2.2 Sơ đồ mạch đi u khiển hệ thống truy n dữ liệu CAN trên ô tô 121 4.2.2.1 Sơ đồ nguyên lý mạch đi u khiển hệ thống truy n dữ liệu CAN trên ô tô 121 4.2.2.2... họcăSưăPểạm Kỹ Thuật Tp HCM Nội dung đ tài: - Giới thiệu v hệ thống mạng CAN - Cấu trúc v thông điệp của hệ thống mạng CAN - Phương thức truy n dữ liệu của CAN ứng dụng trên ô tô - Hệ thống CAN BUS và hệ thống xử lý - ng dụng của hệ thống CAN trên ô tô Đề tài: Viếtăcểuyênăđề các hệ thống mới trên hệ thống đỄều khi năđộngăcơă và tô - Sinh viên thực hiện: Nguy năSĩăPểước (MSSV: 04105089) - LâmăĐìnểă Thuận... 110 3.2.3 Hệ thống truy cập 113 3.2.4 Phát dữ liệu 113 3.2.5 Gói dữ liệu 114 3.2.6 Phát hiện lỗi 114 Ch ngă4:ăTHIẾT KẾ VÀ CHẾ T O MÔ HÌNH MÔ PH NG H TH NG TRUY N DỮ LI U CAN TRÊN Ô TÔ 115 4.1 Thu th p s li uăđi u khiển h th ng truy n d li u CAN trên ô tô 115 4.1.1 Các thông số tín hiệu đầu vào của hệ thống truy n dữ liệu CAN trên ô tô 115 4.1.1.1... thấp Từ năm 2007 tất cả các loại xe tô nhập vào Mỹ bắt buộc phải dùng mạng CAN Tại thị trường Việt Nam hiện nay các xe mới của hưng Huyndai, ToYoTa, … cũng dùng mạng CAN Tuy vậy, hệ thống truy n dữ liệu Multiplex và CAN trên ô tô là một hệ thống còn khá mới mẻ đối với học viên, sinh viên và những kỹ thuật viên sửa chữa ô tô Tài liệu bằng ti ng Việt v hệ thống truy n dữ liệu ở Việt Nam còn rất ít, do đó... truy n dữ liệu ở Việt Nam còn rất ít, do đó rất khó khăn trong việc tìm hi u và sửa chữa hệ thống này Đ tài này có nhiệm vụ tìm hi u cơ sở lý thuy t của hệ thống truy n dữ liệu Multiplex và CAN trên ô tô Phân tích hoạt động của hệ thống truy n dữ liệu trên một ô tô cụ thể (ví dụ xe Toyota Yaris) từ đó thi t k ch tạo mô hình mô phỏng GVHD:ăPGS_TS.ăĐỗ VĕnăDũngăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăă - 10- HVTH:ăKS.ăVũăTh... truy n dữ liệu giữa ECU đi u khiển tốc độ motor quạt làm mát động cơ và ECU đi u khiển góc mở của motor servo trộn khí Do vậy việc nghiên cứu v hệ thống truy n dữ liệu dữ liệu MPX và CAN là đ tài cần thi t giúp sinh viên và các học viên ti p cận hơn với các công nghệ mới, phục vụ cho việc chuẩn đoán sửa chữa các hệ thống điện trên xe 1.4.2 Ph măviănghiênăc u - Nghiên cứu hệ thống truy n dữ liệu CAN trên. .. Alvarenga, C., "Multiplexing in Automobiles - An Application Example of the CAN Protocol," SAE Technical Paper 921504, 1992 Bài vi t giới thiệu công nghệ truy n thống tin cho phép truy n và nhận phản hồi thông tin trên xe hơi, việc sử dụng những đặc điểm tương tự với mạng cục bộ vi đi u khiển Dạng công nghệ này thường được bi t đ n như công nghệ ghép kênh (multiplexing) trên ô tô Dựa trên [ALVARENGA]... vỄênă ểướng dẫn:ăăPGS.TSăĐỖ VĔNăDŨNGă– TrườngăĐại họcăSưăPểạm Kỹ Thuật Tp HCM Nội dung đ tài: - Hệ thống thông tin đa dẫn MPX - Hệ thống mạng điện thân xe BEAN - Hệ thống mạng ECU CAN - Hệ thống mạng k t nối nội bộ khu vực LIN - Hệ thống mạng đi u khiển thi t bị âm thanh AVC-LAN - Hệ thống mư hóa khóa động cơ tô IMMOBILIZER SYSTEM GVHD:ăPGS_TS.ăĐỗ VĕnăDũngăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăă - 9- HVTH:ăKS.ăVũăTh... Trên hình 2.8 thể hiện các mốc thời gian mà hệ thống MPX được Toyota và Lexus ứng dụng trên các mẫu xe Đầu những năm 1900, hệ thống MPX chỉ được ứng dụng trên 1 số loại xe và vào thời điểm đó hệ thống MPX là hệ thống liên lạc 1 chi u tốc độ thấp Đ n những năm cuối của thập niên này thì hệ thống MPX đư được nâng cấp lên là hệ thống thông tin phức đa chi u mở rộng đ n 11 ECU để hỗ trợ máy chẩn đoán 2.2.4ăCácăđặcăđiểmăchínhăc... dẫn Tuy nhiên, chỉ một phần của hệ thống thực hiện công việc thực t Hệ thống ghép kênh phải chuyển ti p thông tin từ người sử dụng tới các động cơ và động cơ phải hoạt động trên thông tin này một cách thích hợp Bài vi t này phân tích các giao diện v hệ thống thông tin đa dẫn và trình bày một giải pháp cho vấn đ này Bằng cách k t hợp các thông tin liên lạc, chẩn đoán, và các thi t bị điện tử điện trong . Chngă4:ăTHIẾT KẾ VÀ CHẾ TO MÔ HÌNH MÔ PHNG H THNG TRUYN DỮ LIU CAN TRÊN Ô TÔ 115 4.1 Thu thp s liuăđiu khiển h thng truyn d liu CAN trên ô tô 115 4.1.1 Các thông s tín hiu vào ca. thng truyn d liu CAN trên ô tô 119  khi h thng truyn d liu CAN trên ô tô 119  thuu khin h thng truyn d liu CAN trên ô tô 120 . thng truyn d liu CAN trên ô tô 121  nguyên lý mu khin h thng truyn d liu CAN trên ô tô 121 4.2.2.2 Thành phn ca mu khin motor qut và motor servo trn