CAN là viết tắt của Controller Area Network - nghĩa là mạng điều khiển cục bộ. Là một hệ thống truyền tải dữ liệu nối tiếp ứng dụng thời gian thực. Nó là một hệ thống thông tin phức hợp có tốc độ truyền rất cao và đặc biệt là khả năng phát hiện ra hư hỏng.
16 Bằng cách kết hợp dây đường truyền CAN-H và CAN-L, CAN thực hiện việc liên lạc dựa trên sự chênh lệch điện áp. ECU hoặc các cảm biến lắp trên xe hoạt động bằng cách chia sẻ thông tin và liên lạc với nhau. CAN có 2 điện trở 120 Ω, dùng để thông tin liên lạc với đường truyền chính.
Có 2 loại đường truyền CAN khác nhau thường sử dụng được phân loại dựa trên tốc độ truyền tín hiệu điển hình:
Đường truyền HS - CAN là đường truyền tốc độ cao được sử dụng để liên lạc giữa các hệ thống truyền lực, gầm và một số hệ thống điện thân xe. Đường truyền HS - CAN được dùng để gọi “Đường truyền CAN No.1” và “Đường truyền CAN No.2”. Nó hoạt động tốc độ khoảng 500 kbps. Các điện trở cực cho đường truyền CAN No.1 được đặt ở trong ECU trung tâm và CAN No.2 J/C. Điện trở của đường truyền CAN No.2 không thể đo được từ giắc OBD2.
Đường truyền MS – CAN là đường truyền tốc độ trung bình được sử dụng để liên lạc giữa các hệ thống điện thân xe. Đường truyền MS - CAN được gọi là “Đường truyền CAN MS hoặc là LS – CAN”. Nó hoạt động ở tốc độ khoảng 250 kbps. Các điện trở cực cho đường truyền MS - CAN được đặt ở trong ECU thân xe chính và ECU chứng nhận. Điện trở đường truyền MS - CAN không thể đo được từ giắc OBD2. Việc thông tin liên lạc giữa những mạng này được thực hiện qua ECU thân xe (cho đường truyền MS - CAN) hay ECU trung tâm (cho đường truyền CAN No.2), có vai trò như một ECU trung tâm.
Hệ thống mạng CAN trên xe Chevrolet nói chung và trên các xe nói riêng được sử dụng với một mục đích là kết nối giữa các bộ điều khiển lại với nhau, nhằm tăng khả năng giao tiếp và trao đổi thông tin, qua đó tăng đáng kể sự chính xác trong vận hành.
17
Hình 2.9 Sơ đồ tổng quát về đường truyền mạng CAN
Đường truyền dữ liệu mạng CAN được thiết kế gồm 2 dây xoắn lại với nhau thành một cặp dây. Việc truyền dữ liệu diễn ra bằng cách cấp điện áp High (+) và Low (-) đến hai đường dây để gửi một tín hiệu.
18 Điện áp chênh lệch tạo ra giữa hai dây được phát hiện dưới dạng tín hiệu dữ liệu, nó có đặc điểm là không thể bị ảnh hưởng bởi nhiễu bên ngoài. Giả sử khi có nhiễu xảy ra thì nhiễu trên các dây High và Low sẽ tự khử lẫn nhau.
Hình 2.11 Sơ đồ khử nhiễu của đường truyền với điện áp chênh lệch
2.7.1.Những tín hiệu vào đường truyền dữ liệu tốc độ cao (HS – CAN)
Một số ví dụ về tín hiệu vào đường truyền dữ liệu tốc độ cao: Cảm biến góc đánh lái (Steering angle sensor).
Cảm biến tốc độ (Acceleration sensor).
Bộ điều khiển bơm nhiên liệu (Fuel pump control module).
Hệ thống điều khiển phanh điện ( Electronic brake control module). Hệ thống điều khiển lái có trợ lực (Power steering control module). Engine control module (ECM).
2.7.2.Những tín hiệu vào đường truyền dữ liệu tốc độ thấp (LS – CAN)
Một số ví dụ về tín hiệu vào đường truyền dữ liệu tốc độ thấp: Radio và Audio.
19 Bộ điều khiển ghế tài xế (Seat heating control module).
Tín hiệu điều khiển motor cửa tài xế (Driver window motor).
2.8. Hệ thống chiếu sáng
2.8.1.Nhiệm vụ, yêu cầu và phân loại hệ thống chiếu sáng
Nhiệm vụ: Hệ thống chiếu sáng đảm bảo điều kiện cho người lái ô tô khi di chuyển vào ban đêm, trong điều kiện tầm nhìn thấp và không đảm bảo an toàn.
Yêu cầu: Tất cả hệ thống chiếu sáng trên xe ô tô phải đảm bảo hai yếu tố cơ bản: Có cường độ chiếu sáng lớn và phù hợp với điều kiện vận hành của xe.
Không làm cản trở tầm nhìn của tài xế lái xe ô tô ngược chiều.
Phân loại: Theo đặc điểm của chùm sáng, hệ thống chiếu sáng phân thành 2 loại: Hệ thống chiếu sáng theo Châu Mỹ.
Hệ thống chiếu sáng theo Châu Âu.
2.8.2.Thông số cơ bản và chức năng của hê thống chiếu sáng
2.8.2.1. Thông số cơ bản
Bảng 2.3 Các thông số cơ bản của hệ thống chiếu sáng
Chế độ chiếu sáng Khoảng chiếu sáng Công suất tiêu thụ của mỗi bóng đèn
Chiếu xa 180 – 250 (m) 45 – 75 (W)
Chiếu gần 50 – 75 (m) 35 – 40 (W)
2.8.2.2. Chức năng của hệ thống chiếu sáng
Đèn đầu (Headlights): Đây là hệ thống đèn được đặt ở đầu xe làm nhiệm vụ chiếu sáng đường đi phía trước trong điều kiện trời tối, giúp người lái có thể quan sát được tình trạng giao thông, chướng ngại vật để xử lý. Hệ thống đèn chiếu sáng này được chia làm hai phần, bao gồm đèn cốt (cos) làm nhiệm vụ chiếu sáng ở khoảng gần trước đầu xe và đèn pha (far) làm nhiệm vụ chiếu sáng ở khoảng cách xa hơn.
Đèn sương mù (Fog Lamp): Đèn sương mù làm nhiệm vụ tăng khả năng nhận biết cho các phương tiện phía trước và phía sau trong điều kiện trời nhiều sương hoặc bụi làm giảm khả năng quan sát của người lái. Đèn sương mù thường được trang bị ánh sáng vàng để tạo đặc trưng nhận diện. Vị trí đèn sương mù thường đặt thấp phía dưới trước đầu xe để tránh làm chói mắt người lái chạy đối diện.
Đèn tín hiệu rẽ (Turn signal): Đèn tín hiệu rẽ trên các loại phương tiện đều được quy định nằm lệch về hai bên thân xe và có màu sắc nhận biết là màu cam. Tác dụng
20 của đèn này là để người lái xe báo hiệu hướng di chuyển của mình cho các phương tiện khác thông qua việc bật/tắt đèn tín hiệu rẽ theo hướng mà mình muốn đi tiếp. Đối với một số dòng xe phân khối lớn và ô tô, đèn tín hiệu rẽ còn có nhiệm vụ làm đèn cảnh báo nguy hiểm (hazard light) khi đồng thời cùng bật tắt liên tục thông qua nút bấm hình tam giác trên bảng điều khiển. Tại Việt Nam, nhiều người lái đã nhầm tưởng rằng khi muốn báo hiệu đi thẳng thì bật loại đèn này tuy nhiên điều này hoàn toàn không đúng.
Đèn hậu (Tail/Stop lamp): Đèn hậu phía sau đuôi xe được quy định sử dụng màu đỏ để cảnh báo cho các phương tiện lưu thông phía sau. Chức năng của đèn hậu khá đa dạng như vừa để tăng khả năng nhận biết cho các phương tiện đi phía sau, vừa làm nhiệm vụ sáng lên để cảnh báo mỗi khi người lái đạp phanh. Ở các dòng xe cao cấp, lực phanh sẽ thay đổi theo mức độ đạp phanh của tài xế (dựa theo mức độ thay đổi của biến trở) khiến tài xế phía sau có thể nhận biết được mức độ khẩn cấp của việc giảm tốc độ. Chính vì thế, đèn hậu khá quan trọng, giúp giảm thiểu được các va chạm đáng tiếc từ phía sau.
Đèn trong xe (Interior lamp): Gồm nhiều đèn có công suất nhỏ, ở các vị trí khác nhau trong xe với mục đích tăng tính tiện nghi và thẩm mỹ cho nội thất của xe
Đèn bảng số (Licence plate lamp): Đèn này phải có ánh sáng trắng nhằm soi rõ bảng số xe, được bật sáng cùng lúc với đèn pha hay cốt và đèn đậu xe.
Đèn lùi (Back – up lamp): Đèn này được chiếu sáng khi xe ở tay số lùi (R), nhằm báo hiệu cho các xe khác và người đi đường
2.8.2.3. Cấu tạo của các bóng đèn
Trên ô tô hiện nay thường sử dụng 2 loại bóng đèn là: Loại dây tóc và loại Halogen.
21 Loại đèn dây tóc: Vỏ đèn làm bằng thủy tinh, chứa một dây điện trở làm bằng volfram. Dây volfram được nối với hai dây dẫn để cung cấp dòng điện đến. Hai dây dẫn này được gắn chặt vào nắp đậy bằng đồng hay nhôm. Bên trong bóng đèn sẽ được hút hết không khí tạo môi trường chân không, tránh oxy hóa và bốc hơi dây tóc.
Khi hoạt động ở một điện áp định mức, nhiệt độ dây tóc lên đến 2300 oC và tạo ra vùng sáng trắng. Nếu cung cấp cho đèn một điện áp thấp hơn định mức, nhiệt độ dây tóc và cường độ sáng sẽ giảm xuống. Ngược lại nếu cung cấp cho đèn một điện áp cao hơn thì trong một thời gian ngắn sẽ làm bốc hơi volfram, gây ra hiện tượng đen bóng đèn và có thể đốt cháy cả dây tóc.
Đây là loại bóng đèn dây tóc thường, môi trường làm việc của dây tóc là chân không nên dây tóc dễ bị bốc hơi sau một thời gian làm việc dẫn đến tuổi thọ của bóng đèn dây tóc sẽ rất ngắn và đó cũng là nguyên nhân làm cho vỏ thủy tinh bị đen. Để khắc phục điều này, người ta có thể làm cho vỏ thủy tinh lớn hơn, tuy nhiên cường độ ánh sáng sẽ giảm sau một thời gian sử dụng
Loại đèn halogen: Sự ra đời của bóng đèn halogen đã khắc phục được các nhược điểm của bóng đèn dây tóc thường. Người ta sử dụng phần lớn thủy tinh thạch anh để làm vỏ bóng vì loại vật liệu này chịu được nhiệt độ và áp suất rất cao (khoảng 5 đến 7 bar) cao hơn bóng đèn dây tóc thường làm cho dây tóc bóng đèn sáng hơn và tuổi thọ cũng được nâng cao hơn rất nhiều.
Hình 2.13 Cấu tạo bóng đèn halogen
1. Vỏ thạch anh; 2. Dây tóc tim cos; 3. Dây tóc tim pha; 4. Giá đỡ; 5. Các tiếp điểm
22 Thêm vào đó, ưu điểm của bóng halogen là chỉ cần một tim đèn nhỏ, nhỏ hơn so với bóng thường. Điều này giúp điều chỉnh tiêu điểm chính xác hơn so với bóng bình thường.
Đèn halogen bên trong có chứa khí halogen (như Iod hoặc Brôm). Các chất khí này tạo ra một quá trình hóa học khép kín: Iod kết hợp với vonfram (hay Tungsten) bay hơi ở dạng khí thành iod vonfram, hỗn hợp khí này không bám vào vỏ thủy tinh như bóng đèn thường mà thay vào đó sự chuyển động đối lưu sẽ mang hỗn hợp này trở về vùng khí nhiệt độ cao xung quanh tim đèn (ở nhiệt độ cao trên 1450 0C) thì nó sẽ tách thành 2 chất: vonfram bám trở lại tim đèn và các phần tử khí halogen được giải phóng trở về dạng khí.
Quá trình tái tạo này không chỉ ngăn chặn sự đổi màu bóng đèn mà còn giữ cho tim đèn luôn hoạt động ở điều kiện tốt trong một thời gian dài. Bóng đèn halogen phải được chế tạo để hoạt động ở nhiệt độ cao hơn 250 oC. Ở nhiệt độ này khí halogen mới bốc hơi.
2.8.3.Các sơ đồ mạch điện hệ thống chiếu sáng trên xe
2.8.3.1. Đèn đầu (Headlight)
Dùng để chiếu sáng không gian phía trước xe, mở rộng tầm nhìn cho tài xế vào ban đêm hay trong điều kiện tầm nhìn hạn chế.
Theo sơ đồ mạch điện của hệ thống đèn đầu xe Chevrolet Captiva bên dưới đây, ta cần chú ý một số điểm:
Đèn cos (Low beam) luôn luôn được bật lên mỗi khi công tắc đèn đầu (Headlights swtich) ở chế độ HEAD – LOW. Body control module (BCM) sẽ điều khiển gián tiếp thông qua relay để bật tắt 2 đèn cos.
Đèn pha (High beam) sẽ được điều khiển gián tiếp bằng BCM và trực tiếp bằng relay đèn đầu (Headlamp high beam relay) khi công tắc đèn đầu ở vị trí HEAD – HIGH.
Công tắc đèn đèn đầu và đèn sương mù (Frog lamp) có tích hợp bộ làm mờ (Dimmer) để điều chỉnh độ sáng của đèn. Đèn sương mù có một mức điện trở để thay đổi điện áp, làm tín hiệu cho BCM xác nhận được khi nào ở chế độ đèn sương mù.
Công tắc ở chế độ cos (Low beam) đèn cos 55W sáng. Công tắc ở chế độ pha (High beam) đèn 60W sáng. Công tắc ở chế độ nháy (Flash to pass) đèn 60W nháy sáng.
23
Hình 2.14 Sơ đồ mạch điện hệ thống đèn đầu có BCM điều khiển trên xe Chevrolet
24
Hình 2.15 Sơ đồ mạch điện công tắc đèn đầu có BCM điều khiển trên xe Chevrolet
Captiva
2.8.3.2. Đèn hậu (Tail - Rear lamp), đèn đậu xe (Park lamp), đèn biển số
(License plate lamp)
Đèn hậu được dùng để cảnh báo cho các phương tiện di chuyển phía sau xe bằng tín hiệu màu đỏ.
25 Khi công tắc đèn đầu bật sang chế độ đèn đậu xe, BCM sẽ nhận tín hiệu, lúc này đèn cos (Low beam), các đèn đậu xe (Park lamps) và các đèn hậu (Tail lamps) sẽ nhận nguồn điện từ BCM để điều khiển các relay.
Đèn biển số xe có tác dụng soi sáng biển số đăng ký, nhầm hỗ trợ các cơ quan chức năng và người khác có thể đọc được biển đăng ký xe vào điều kiện ban đêm. Đèn sẽ được bật khi tài xế bật đèn cos (Low beam).
Hình 2.16 Sơ đồ mạch điện đèn hậu, đèn phanh và đèn đậu xe có BCM điều khiển trên
xe Chevrolet Captiva
26
Hình 2.17 Sơ đồ mạch điện đèn sương mù có BCM điều khiển trên xe Chevrolet Captiva
Đèn sương mù như đúng tên đèn sương mù, nhiệm vụ chính là tăng khả năng nhận biết cho các phương tiện giao thông phía trước và phía sau trong điều kiện thời tiết không tốt như trời tối, nước hoặc nhiều sương làm giảm khả năng quan sát của các phương tiện di chuyển trên đường.
BCM đảm nhận nhiệm vụ nhận tín hiệu từ công tắc đèn đầu và cung cấp nguồn điện để relay điều khiển đèn sương mù sáng lên.
2.9. Hệ thống tín hiệu
27
Hình 2.18 Cấu tạo còi điện
1. Loa còi; 2. Đĩa rung; 3. Màng thép; 4. Vỏ còi; 5. Khung thép; 6. Trụ đứng; 7. Tấm thép lò xo; 8. Lõi thép từ; 9. Cuộn dây; 10, 12. Ốc hãm; 11. Ốc điều chỉnh; 13. Trụ điều khiển; 14. Cần tiếp điểm tĩnh; 15. Cần tiếp điểm động; 16. Tụ điện; 17.
Trụ đứng tiếp điểm; 18. Đầu bắt dây còi; 19. Núm còi; 20. Điện trở phụ
Khi muốn điều chỉnh âm thanh của còi ô tô: Âm thanh của còi xe phụ thuộc vào tần số dao động và biên độ dao động của màng còi, do đó khi khoảng cách khe hở giữa hai tiếp điểm thay đổi khi tiếp điểm mở sẽ làm thay đổi tần số đóng mở của tiếp điểm và biên độ dao động của màng. Thêm vào đó, sức căng của lò xo lá và khe hở giữa lõi thép và khung thép từ cũng ảnh hưởng tới khả năng đóng mở tiếp điểm. Do đó khi bạn muốn thay đổi âm thanh to hay nhỏ của còi xe hơi có thể điều chỉnh bộ phận ốc điều chỉnh để thay đổi biên độ và tần số dao động của còi, hay điều chỉnh sức căng của lò xo lá và khe hở giữa lõi thép và khung thép.
28
Hình 2.19 Sơ đồ mạch điện còi có BCM điều khiển trên xe Chevrolet Captiva
2.9.2.Sơ đồ mạch điện đèn báo rẽ báo nguy (Turn and hazard lamp)
Công tắc báo rẽ được bố trí trong công tắc tổ hợp nằm dưới vô lăng (steering wheel) nhầm hỗ trợ cho tài xế có thể dễ dàng thao tác.
29
Hình 2.21 Công tắc hazard trên xe Chevrolet Captiva
Sơ đồ mạch điện đèn báo rẽ và đèn báo nguy:
Hình 2.22 Sơ đồ mạch điện đèn báo rẽ và đèn báo nguy có BCM điều khiển trên xe
30 Tác dụng của đèn này để tài xế báo hiệu hướng di chuyển, hướng xin đường với các phương tiện di chuyển xung quanh hoặc báo hiệu tín hiệu xin vượt xe khác phía trước. Ngoài ra, chúng còn làm nhiệm vụ như đèn cảnh báo nguy (hazard lamp).
2.9.3.Sơ đồ mạch điện đèn phanh (Stop lamp) và đèn lùi (Backup lamp)
Đèn phanh là một bộ phận đặc biệt quan trọng đối với sự an toàn của người ngồi trong xe vì chức năng của nó là báo hiệu cho tài xế phương tiện khác là xe sẽ đi chậm hoặc dừng lại...
Hình 2.23 Sơ đồ mạch điện đèn phanh và đèn lùi có BCM điều khiển trên xe Chevrolet
Captiva
Đèn phanh trong sơ đồ mạch điện này được trang bị cảm biến dạng biến trở, điện trở thay đổi phụ thuộc theo lực phanh của tài xế, nhờ như vậy mà BCM nhận biết được
31 mức độ khẩn cấp để hiển thị độ sáng của đèn phanh. Báo hiệu một cách chính xác hơn cho phương tiện di chuyển phía sau. Ngoài ra, hệ thống đèn phanh còn trang bị thêm một đèn LED màu đỏ ở chính giữa phía trên của kính chắn gió phía sau với chức năng hỗ trợ