Hình 7.5: Đo khung dữ liệu 100µs (CAN-C)
Chúng ta sử dụng máy đo oxilo để đo thời gian của một khung (CAN-C). Khung thời gian phù hợp và khung từ đƣờng dây High và đƣờng dây Low đƣợc đảo ngƣợc chính xác. Thời gian thiết lập tối thiểu cho các dao động của GDS là 100µs nên chúng ta không thể phân tích dạng sóng của CAN-C. Tuy nhiên tình trạng giao tiếp có thể kiểm tra gián tiếp bằng khung thời gian đƣợc gửi đến Bus.
Đặt thời gian thiết bị là 100µs và đo dạng sóng của Bus. Ranh giới của các khung là những điểm có giá trị điện áp 2.5v (Bus rảnh) đƣợc duy trì trong một khoảng thời gian nhất định.
Nếu một trong hai đƣờng dây bị mất kết nối thì hình thức nhất quán giữa hai dây sẽ kh ng đƣợc duy trì, máy sẽ hiển thị một dạng sóng bất thƣờng. Nếu đặt thời gian thiết bị lớn hơn giá trị 100µs thì chúng ta sẽ không tìm thấy thời gian rảnh của Bus. Bởi vì máy đo hiển thị nhiều khung dữ liệu trong phép đo.
84
Hình 7.6: Đo khung dữ liệu 1ms (CAN-C)
Chúng ta thiết lập thời gian thiết bị là 1ms để phân biết sóng truyền th ng bình thƣờng và sóng truyền th ng đƣợc nén.Phép đo hiển thị các dạng sóng liên tục của các khung dữ liệu trên Bus. Trong khu vực hiển thị, máy đo hiện thị 22 khung dữ liệu bình thƣờng đƣợc nén. Một số yếu tố nhƣ nhiễu vàtiếng ổn có thể làm ảnh hƣớng đến dạng sóng đƣợc đo.
Hình 7.7 Đo khung dữ liệu 1ms (CAN-B)
So với CAN-C, CAN-B có chiều rộng thay đổi điện áp lớn hơn và tốc đ truyền thông thấp hơn. Chúng ta đặt thời gian thiết bị đo là 1ms. Nếu đặt thời gian quá dài chúng ta
85 không thể tìm thấy tình trạng Bus nhàn rỗi và bắt đầu khung dữ liệu. Kiểm tra dạng sóng của CAN-B cũng giống cách kiểm tra sóng của CAN-C
Hình 7.8: Dạng sóng hệ thống bình thƣờng
86
Hình 7.10: Dạng sóng minh họa đƣờng CAN-H hoặc CAN-L ngắt kết nối
Khi đƣờng dây CAN-H bị ngắt kết nối thì dạng sóng răng cƣa xuất hiện tại giá trị điện áp 2.5v hoặc thấp hơn.
Khi đƣờng dây CAN-L bị ngắt kết nối thì dạng sóng răng cƣa xuất hiện tại giá trị điện áp 2.5v hoặc cao hơn.
87 Khi Mass dây CAN-H ngắn mạch thì giá trị điện áp đo đƣợc của CAN-H và CAN-L là 0V.
Hình 7.12: Dạng sóng khi Mass dây CAN-L ngắn mạch
Khi Mass dây CAN-L ngắn mạch thì giá trị điện áp của CAN-H là dạng răng cƣa và có sự chênh lệch điện áp lớn đối với CAN-L.
88 Khi ắc quy gặp vấn đề thì CAN-L và CAN-H sẽ duy trì điện áp ắc quy.
Hình 7.14: Dạng sóng của CAN-H và CAN-L khi đều bị ngắn mạch
Khi ngắn mạch xảy ra trên đƣờng CAN-H và CAN-L thì giá trị điện áp là 2.5v
89
Hình 7.16: Dạng song khi ECU và CLU mất kết nối 7.1.4. Kiểm tra quá trình chẩn đoán lỗi trên CAN
7.1.4.1. Kiểm tra sự mất kết nối đƣờng dây chính và điện trở
Tất cả hệ thống điều khiển đƣợc kết nối với đƣờng truyền Bus đều bị ảnh hƣởng bởi điện trở cuối. Nếu hệ thống CAN kh ng có điện trở cuối các dạng sóng sẽ kh ng đƣợc tạo ra và hệ thống sẽ bị lỗi. Nếu một phần đƣờng dây chính bị ngắt kết nối, các DTCs (thông báo sai lệch truyền thông theo quy trình chuẩn đoán đƣợc thêm vào hệ thống điều khiển) đƣợc hiện thị và hệ thống giao tiếp sẽ xảy ra lỗi. Trong trƣờng hợp này, điện trở có thể đƣợc sử dụng để theo dõi tình trạng ngắt kết nối. Hình dƣới sẽ minh họa đƣờng dây CAN chính có thể chia thành các phần A, B, C để theo dõi tính trạng ngắt kết nối.Lƣu ý vị tr đo điện trở điểm kết nối của hệ thống. Đƣờng dây chính bị mất kết nối thì giá trị điện trở đo đƣợc là 120Ω. Nếu hộp điều khiển hệ thống truyên lực (PCM) và hộp điều khiển hiển thị trên bảng tap-lo bị ngắt kết nối trong hình dƣới thì giá trị điện trở sẽ thay đổi đƣợc thể hiện bảng sau
90
Hình 7.17: Điện trở cuối
Bảng 7.1: Bảng giá trị điện trở khi đƣờng dây chính ngắt kết nối
Mất kết nối
Điện trở cuối
Kết nối kiểm tra đa chức năng Kết nốitự kiểm tra chuẩn đoán
A 120 Ω 120 Ω
B 120 Ω 120 Ω
91
Bảng 7.2: Bảng giá trị điện trở trong trạng thái mất kết nối khi bỏ PCM và bảng tap-lo
Mất kết nối
Loại bỏ PCM Loại bảng tap-lo
Kết nối kiểm tra đa chức năng
Kết nối tự kiểm tra chuẩn đoán
Kết nối kiểm tra đa chức năng
Kết nối tự kiểm tra chuẩn đoán
A 120 Ω 120 Ω ∞ ∞
B ∞ 120 Ω 120 Ω ∞
C ∞ ∞ 120 Ω 120 Ω
7.1.4.2. Kiểm tra mất kết nối đƣờng dây chính và chẩn đoán CAN
Sự mất kết nối đƣờng dây chính không làm tê liệt hệ thống CAN Bus. Bởi vì các hệ thống điều khiển có thể thực hiện chức năng của chúng khi một điện trở cuối đƣợc kết nối. Các hệ thống điều khiển có thể giao tiêp với nhau khi việc ngắt kết nối xảy ra.
92 Thiết bị chẩn đoán có thể giao tiếp với hệ thống CAN dựa trên vị trí ngắt kết nối. Qua đó thiết bị có thể theo dõi phần bị ngắt kết nối. Ví dụ: Nếu vị trí thứ 3 bị ngắt kết nối, ECM, TCM, bộ điều khiển A, B và C có thể giao tiếp th ng quá điểm kết nối kiểm tra đa chức năng. Trong trƣờng hợp này, DTC time-out (chờ) sẽ thể hiện thông tin liên quan đến bảng tap-lo và bộ điều khiển D. Ngƣợc lại, việc kết nối với điểm kết nối tự kiểm tra chẩn đoán sẽ đƣợc thực hiện bởi bảng tap-lo và bộ điều khiển D và DTC sẽ hiện thị thông tin liên quan đến ECM, TCM, bộ điều khiển A, B và C.
7.1.4.3. Kiểm tra ngắn mạch, mất kết nối đƣờng dây phụ và chẩn đoán CAN
Trong CAN tốc độ cao, đƣờng dây phụ mất kết nối hoặc ngắn mạch thì hệ thống dây điện phần lớn là do hai triệu chứng. Đầu tiên, toàn bộ đƣờng dây CAN gặp vấn đề khiến cho hệ thống CAN không thể giao tiếp đƣợc. Thứ hai, sự thay đổi vị trí của một hệ thống trên đƣờng truyền Bus.
Sự ngắn mạch đƣờng dây phụ
Sự ngắn mạch của đƣờng dây chính hoặc đƣờng dây phụ sẽ ảnh hƣởng đến toàn bộ đƣờng truyền CAN Bus, nó khiến các hệ thống điều khiển không thể truy cập Bus. Bởi vì các hệ thống điều khiển đƣợc kết nối song song với nhau. Chúng ta có thể bỏ phần mất kết nối từ đƣờng truyền CAN để khôi phục giao tiếp giữa các hệ thống điều khiển khác. Phƣơng pháp rất hiệu quả cho việc chẩn đoán và theo dõi phần bị mất kết nối.
93 Đƣờng CAN-L của bộ điều khiển B bị ngắn mạch ở phần tiếp đất (Mass). Nó sẽ tạo ra điện áp 0v trong đƣờng CAN-L, làm cho toàn bộ hệ thống không thể giao tiếp. Nhƣ đề cập trên, chúng ta có thể kết nối đƣờng dây chính với bộ điều khiển B từ đƣờng CAN Bus để giao tiếp trở lại bằng đƣờng CAN-H. Điểm kết nối thứ hai bị ngắt thì bộ điều khiển A và PCM có thể giao tiếp bình thƣờng và có thể chẩn đoán tình trạng bằng điểm kết nối kiểm tra đa chức năng. Tuy nhiên bộ điều khiển B, C vẫn chịu ảnh hƣởng của việc ngắn mạch và không thể giao tiếp.
Nếu chúng ta ngắt kết nối điểm kết nối thứ 3 thì phía bên trái của sơ đồ PCM, bộ điều khiển A,B không thể giao tiếp lại, phía bên phải của sơ đồ bộ điều khiển C và bảng tap-lo có thể giao tiếp bình thƣờng th ng qua điểm kết nối tự kiểm tra chẩn đoán. Phƣơng pháp rất hiệu quả trong việc để giải quyết các vấn đề phát sinh từ việc mất kết nối hay các lỗi xảy ra bên trong hệ thống CAN.
Sự mất kết nối trên đƣờng truyền CAN Bus
Khi một đƣờng dây phụ bị mất kết nối, bộ điều khiển sẽ nhận và gửi một lƣợng lớn dữ liệu trong thời gian ngắn sẽ ảnh hƣởng đến toàn bộ đƣờng truyền CAN và toàn bộ hệ thống không thể truy cập Bus. Trong một hệ thống giao tiếp có các bộ điều khiển cung cấp dung lƣợng dữ liệu nhỏ thì bộ điều khiển bị ảnh hƣởng bởi mất kết nối sẽ bị ngắt kết nối từ Bus. Nếu hệ thống không thể giao tiếp bởi sự mất kết nối thì hệ thống sẽ kiểm tra mất kết nối trong hệ thống dây điện của bộ điều khiển bị mất kết nối. Nếu toàn bộ hệ thống bị ảnh hƣởng, chúng ta thực hiện chẩn đoán bằng dạng sóng để xử lý vấn đề nhƣ tính trạng ngắn mạch
94
7.2. SỬA CHỮA HỆ THỐNG CAN
Hình 7.21: Các lỗi thƣờng xảy ra trên hệ thống CAN
Nhìn chung công việc sửa chữa trên các hệ thống Bus phải tuân theo theo một quy trình hết sức nghiêm ngặt trong cẩm nang sửa chữa. Đặc biệt các hệ thống giao tiếp truyền tốc độ cao phải áp dụng một chế độ chăm sóc, sửa chữa đặc biệt để tránh các vấn đề xảy ra do ảnh hƣởng của tiếng ồn hay nhiễu.
Hiện nay chúng ta có thể sử dụng máy chẩn đoán thông qua hệ thống OBD trên xe để kiểm tra lỗi về mạng giao tiếp. Nhƣ vậy kỹ thuật viên có thể dễ dàng biết nơi xảy ra vấn đề và tiến hành kiểm tra. Sau đây là một số thông tin cần thiết về mã lỗi của hệ thống OBD II.
Hình 7.22 Mã lỗi trong hệ thốngchẩn đoán lỗi
Chữ cái bắt đầu biều thị cho hệ thống nơi phát sinh lỗi: B-Body biểu thị hệ thống thân xe, C-Chassis biểu thị hệ thống khung gầm, P-Powertrain biểu thị hệ thống truyền động
95 và U-Network Communication biểu thị hệ thống mạng giao tiếp.Ký tự thứ hai là một chứ số biểu thị cho loại mã lỗi. Ví dụ P0xxx là mã lỗi đƣợc quy định theo tiêu chuẩn OBD II, P1xxx là mã lỗi riêng đƣợc các nhà sản xuất thêm vào. Ký tự thứ ba là hệ thống cụ thể hoặc hệ thống phụ nơi xảy ra lỗi. Cuối cùng ký thự thứ tƣ và năm biểu thị bộ phận hoặc chi tiết của hệ thống gây ra lỗi.
Hình 7.23 Một ví dụ về việc sửa chữa CAN
Sau khi chúng ta sửa chữa dây điện thì chúng ta nên quấn phần sửa chữa bằng băng d nh để bảo vệ tốt cho mỗi nối. Một số lƣu ý cần phải tuân theo khi sửa chữa hệ thống CAN:
- Dây CAN-H và CAN-L phải lu n đƣợc lắp cùng nhau
- Chiều dài dây CAN-H và CAN-L kh ng đƣợc khác nhau quá 100mm.
- Chúng ta không nên nối tắt dây điện giữa các giắc nối (nối tắt đặc tính của dây xoắn sẽ bị mất)
96 - Khi sửa chữa chúng ta nên sử dụng tài liệu hƣớng dẫn sửa chữa của xe để tham khảo một số yếu tố cần lƣu ý của dòng xe đang sửa chữa.
7.3. GIỚI THIỆU MÁY CHẨN ĐOÁN CAN TESTER 2
Hình 7.24: Máy chẩn đoán CAN-Bus Tester 2 7.3.1. Ứng dụng
Máy chẩn đoán CAN-Bus Tester 2 là một thiết bị đo phục vụ cho việc kiểm tra phân tích, giám sát, tím kiểm lỗi và bảo dƣỡng đối với các hệ thống CAN cơ bản. Một số lỗi thƣờng gặp trong quá trình thiết lập và hoạt động của CAN nhƣ các lỗi về giao tiếp, thiết bị trong hệ thống bị hƣ hỏng, dây cáp có vấn đề,… Máy chẩn đoán là thiết bị đo giúp ngăn chặn lỗi trong quá trình kiểm tra và cung cấp thông số tổng quát về hệ thống CAN. Vì vậy chúng ta có thể tím và sửa lỗi nhanh bằng máy CAN-Bus Tester 2.
7.3.2. Khả năng tìm lỗi nhanh
Máy đƣợc kết nối với máy tính thông qua cổng USB. Ban đầu nó kiểm tra tính trạng hê thống bằng việc kiểm tra sự ngắn mạch, sự mất kết nối, điện trở của hệ thống, dây cáp. Trong quá trình hoạt động của mạng, máy sẽ tự động kiểm tra tốc độ truyền tải dữ liệu và tình trạng các thiết bị của hệ thống để phân tích trạng thái từng thiết bị trên Bus.
97
7.3.3. Kiểm tra tình trạng tín hiệu trên Bus
Trong tất cả hệ thống CAN đƣờng truyền trên Bus thƣờng kết thức bằng điện trở có giá trị 120Ω tại cả hai điêm cuối của đƣờng dây ch nh để ngăn chặn khả năng phản xạ tín hiệu và đảm bảo việc chuyển đổi tín hiệu chính xác. Nếu một trong hai điện trở bị hƣ thì khả năng phản xạ tín hiệu sẽ tăng lên. Sự cố sẽ ảnh hƣởng đến khả năng truyền tín hiệu trên Bus. Nếu cả hai điện trở bị hƣ thì đƣờng truyền Bus sẽ hoạt động nhƣ một tụ điện và lƣu trữ trạng thái tín hiệu gần nhất. Hệ thống CAN chỉ có hai trạng thái logic là 0 và 1. Nếu trạng thái logic là 1 xảy ra trong trƣờng hợp này thì hệ thống sẽ mất một khoảng thời gian để chuyển trạng thái và nó sẽ cản trở các hoạt động truyền dữ liệu tốc độ cao hơn.
Hình 7.25: Sự gia tăng thời gian khi điện trở cuối hƣ
Hệ thống CAN có quá nhiều tín hiệu phản xạ thì tín hiệu dữ liệu truyền đi sẽ bị ảnh hƣởng. Hiện nay điện trở cuối hƣ là vấn đề nguy hiểm nhất. Tuy nhiên nó chỉ nảy sinh vấn đề khi sử dụng trong thời gian dài và xảy ra kh ng thƣờng xuyên. Các vấn đề lỗi điện trở không thể phát hiện trong quá trinh vận hành thử, nó thƣờng xảy ra trong quá trình hoạt động của hệ thống.
Ngoài ra một số lỗi khác có thể xảy ra do sự xuống cấp của dây cáp và các thiết bị điện tử (do thời gian sử dụng lâu). Ví dụ: độ ẩm, sự ăn mòn hóa học sẽ dẫn đến quá trình oxy hóa và sự mài mòn giắc cắm. Nó sẽ làm tăng giá trị điện trở tiếp xúc.
98
Hình 7.26: Sự gia tăng điện trở ảnh hƣởng đến chất lƣợng tín hiệu
Ngoài ra sự ảnh hƣởng về cơ kh trong quá trình hoạt động có thể làm gián đoạn hoặc ngắt tín hiệu. Khi hệ thống điều khiển bị lỗi hoặc hƣ hỏng thì nó sẽ không có khả năng cung cấp những tín hiệu đƣợc yêu cầu và lỗi giao tiếp có thể xảy ra do nhiễu điện từ.
99
CHƢƠNG 8: THỰC HIÊN MÔ HÌNH HỆ THỐNG CAN TRÊN Ô TÔ
8.1. LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN CCS 8.1.1. Lý do chọn hệ thống CCS
Khi di chuyển trên đƣờng cao tốc hoặc trên một hành trình dài, việc liên tục giữ chân ga ở một tốc độ có thể khiến ngƣời lái xe cảm thấy mệt mỏi bởi chân luôn trong tình trạng phải làm việc. Thêm vào đó, vì lý do an toàn, đa số các tuyến đƣờng đều đặt giới hạn tốc độ tối đa cho phép để tránh ngƣời lái vƣợt quá tốc độ an toàn. Chính vì lẽ đó, các nhà sản xuất t đã đƣa ra t nh năng Cruise Control nhằm giúp chiếc xe có thể tự vận hành ở tốc độ mong muốn của ngƣời lái xe, từ đó giảm tải việc phải liên tục giữ chân ga trên một quãng đƣờng dài. Với sự phát triển không ngừng của hệ thống giao thông, hệ thống CCS đang trở nên cần thiết hơn đối với các mẫu xe ô tô hiện đại. Hệ thống sẽ cho phép xe của bạn đi theo t ph a trƣớc nó trong một đoàn xe nhờ liên tục điều chỉnh tăng tốc hoặc giảm tốc để đảm bảo một khoảng cách an toàn . Trong một vài trƣờng hợp, hệ thống CCS có thể góp phần giảm suất tiêu hao nhiên liệu bằng cách hạn chế độ lệch