Tìm hiểu về hệ thống chuẩn đoán OBD trên xe ô tô

Tác giả: Vương Ngọc Thắng Ngày đăng: 21/05/2021

Các hệ thống giao tiếp trên xe ô tô

Các hộp sử dụng đường truyền mạng để chia sẻ thông tin, bằng cách cho phép một lượng lớn các lệnh điều khiển và thông báo trao đổi giữa các hộp. Điều này cho phép xe có thêm nhiều chức năng, có thể vận hành nhiều hoạt động phức tạp, tránh được việc phải dùng trùng lặp lại cảm biến cho nhiều chức năng trong khi lại có thể giảm được số lượng dây dẫn.

Có hai loại hệ thống đường truyền dữ liệu khác nhau được sử dụng trên xe ô tô:

• Đường truyền CAN
• Đường truyền LIN

Chính vì lý do có sự tăng lên về số lượng hộp dẫn đến sự tăng lên lượng dữ liệu truyền tải nên có 4 hệ thống đường truyền CAN khác nhau được sử dụng:

•   Đường truyền tốc độ cao HS CAN
•   Đường truyền I-HS CAN
•   Đường truyền Private CAN
•   Đường truyền tốc độ trung bình MS CAN

Hệ thống mạng CAN trên xe ô tô

Bốn hệ thống đường truyền CAN hoạt động dựa trên cùng một nguyên lý, tuy nhiên có sự khác nhau về tốc độ hoạt động. Đường truyền HS CAN và Private CAN được sử dụng cho những chức năng quan trọng và cần tốc độ xử lý cao, trong khi I-HS CAN và MS CAN được sử dụng để giao tiếp giữa các hộp mà có các chức năng không yêu cầu tính khẩn cấp cao.

Mỗi đường truyền CAN bao gồm hai dây dẫn riêng biệt: CAN-H và CAN-L.

Mỗi sự giao tiếp (kết nối) diễn ra tại những điện áp khác nhau thông qua hai dây dẫn riêng biệt được xoắn thành cặp. Cùng một thông điệp được đưa ra ngoài tại một thời điểm trên cả hai dây với hai điện áp khác nhau. Hai dây dẫn được sử dụng để đảm bảo rằng ngay cả khi một dây bị đứt thì tín hiệu vẫn được chuyển đi.

Tại mỗi đầu của dây dẫn có gắn một điện trở giới hạn 120Q. Các điện trở này giúp ngăn cản sự phản xạ và giao thoa trong đường mạng CAN. Các điện trở này được gắn song song với nhau vì vậy nếu hệ thống còn nguyên vẹn không bị hư hỏng thì khi đo điện trở bằng cổng kết nối DLC sẽ có giá trị 60Q

Đường truyền tốc độ cao - HS CAN

Hai điện trở giới hạn của đường truyền HS CAN được đặt trong hộp BCM (body control module) và hộp điều khiển động cơ (PCM).Tốc độ truyền của đường truyền HS CAN là 500 kBit/s.

Các hộp điều khiển liên kết với đường truyền HS CAN

•   Hộp điều khiển BCM (body control module)
•   Hộp điều khiển động cơ PCM
•   Hộp điều khiển ABS
•   Hộp điều khiển TCM
•   Hộp điều khiển túi khí RCM

Tất cả các hộp trên đều đảm nhận những chức năng quan trọng và khẩn cấp nên chính vì vậy được liên kết với nhau thông qua đường truyền HS CAN. Đường truyền HS CAN cũng được kết nối với cổng kết nối DLC bằng dây dẫn riêng biệt. Điều này cho phép truy cập vào HS CAN bằng cách sử dụng IDS.

Đường truyền Private CAN

Đường truyền Private CAN được sử dụng để giao tiếp giữa cảm biến góc tay lái và bộ điều khiển ABS. Đường truyền Private CAN có tốc độ truyền là 500 kBit/s.

Đường truyền I-HS CAN

Hai điểm giới hạn của đường truyền I-HS CAN được đặt tại hộp điều khiển âm thanh ACM và hộp điều khiển đồng hồ taplo IPC. Đường truyền I-HS CAN có tốc độ truyền tới 500 kBit/s. Đối với các mẫu xe trước đường truyền I-HS CAN chính là đường truyền MS CAN tuy nhiên đối với Ranger đã có sự cải tiến để tăng hiệu suất hoạt động với chức năng USB MP3 players và iPods.

Các bộ điều khiển được kết nối với đường truyền I-HS CAN bao gồm

•   Bộ điều khiển âm thanh ACM
•   Bộ điều khiển đồng hồ taplo IPC
•   Bộ điều khiển Bluetooth BVC
•   Màn hình hiển thị đa chức năng MFD

Bộ điều khiển taplo IPC hoạt động như là cổng kết nối giữa I-HS CAN và MS CAN cho phép dữ liệu được truyền tải qua lại giữa hai đường truyền. Cổng kết nối này cho phép IDS có thể giao tiếp được với các hộp điều khiển trên I-HS CAN mà không phải truy cập đến IPC trước.

Đường truyền tốc độ trung bình MS CAN

Hai điện trở giới hạn của MS CAN được đặt trong hộp BCM và hộp điều khiển taplo IPC. Tốc độ truyền tải dữ liệu của MS CAN là 125 kBit/s.

Các bộ điều khiển mà được kết nối với đường truyền HS CAN gồm;

•   Bộ điều khiển BCM (body control module)
•   Hộp điều khiển taplo IPC
•   Bộ điều khiển cửa tài xế DDM (driver’s door module)
•   Bộ điều khiển cửa hành khách PDM (passenger’s door module)
•   Bộ điều khiển moócTRM (trailer module)
•   Bộ điều khiển HVAC (sưởi, thông gió, điều hòa không khí)
•   Bộ điều khiển hỗ trợ đậu xe PAM (park assist module)
Hộp BCM được xem như là cổng giao tiếp giữa HS CAN và MS CAN và nó cho phép dữ liệu được trao đổi giữa hai mạng. Hai dây dẫn của MS CAN cũng được kết nối với cổng DLC cho phép truy cập vào MS CAN thông qua IDS.

Đường truyền nội bộ LIN

Đường truyền nội bộ LIN tiêu chuẩn được phát triển phục vụ cho sự giao tiếp giữa các cảm biến thông minh và các bộ chấp hành (actuators). Mạng LIN bao gồm một LIN mẹ ( LIN master) và một hay nhiều LIN con (LIN slaves). Ưu điểm của hệ thống này là đơn giản (chỉ gồm một chip CPU, một bộ nhớ ROM và một bộ nhớ RAM)
LIN là đường truyền một dây dẫn. Thông thường dây cáp này cũng được sử dụng để cung cấp nguồn và cũng như kết nối với mass của dữ liệu truyền. Điện trở giới hạn không được sử dụng trong mạng LIN. Tốc độ truyền của đường truyền là 20 kBit/s.