תכנולוגיה מתקדמתברכב

[barzelay]

מערכות מתקדמות ברכב

מרצה : דוד ברזילי

 

אפיקי תקשורת CAN , MOST ו-byteflight הפכו את כל יחידות הבקרה הפזורים ברכב ליחידה פונקציונאלית אחת יעילה ואמינה , התורמת לאיכות הסביבה לבטיחות ולנוחות של הנוסעים ברכב.

 

 

התקנות המחמירות נגד זיהום אוויר והבקשות להגדלת הבטיחות והנוחות בכלי הרכב , הדרישות מהחשבים של הרכב לתפקוד מדויק ויעיל יותר הולכות וגדלות לכן היה צורך להרחיב את שיתוף הפעולה בין המחשבים השונים של הרכב כדי לעמוד בדרישות הרשומות מעלה, ריבוי מספר יחידות הבקרה ברכב (במכוניות מסוימות יש מעל ל-50 יחידות בקרה) כל אלה הביאו לפיתוח אפיקי תקשורת חדשים ויעילים שהקטינו מאוד את מספר החוטים המתחברים למחשבים , הפיתוח החדש הפחית את מספר התקלות וגם את המשקל של הרכב.

פחות חוטים פחות "רעשים" (פחות שדות מגנטים) ותרמו מאוד לשמירה על איכות הסביבה.

 

 

הרמוניה ושיתוף בין יחידות הבקרה

אפיקי התקשורת הבין מערכתית הפכו את כל המערכות של הרכב למערכת פונקציונאלית אחת גדולה העומדת בסטנדרטים גבוהים מבחינת אמינות ואיכות , כל המערכות פועלות יחד בתאום , בתזמון ובהרמוניה , יחידות הבקרה מחפות אחת על השנייה , מדווחות אחת לשנייה , לאחרונה הצטרפו אפיקי תקשורת אופטית (byteflight ו-MOST ) המתקשרים בין המחשבים דרך סיבים אופטיים.

 

עידן תקשורת חדש המשנה את פניו מידי שנה

לפני עידן ה-CAN-BUS החלפת המידע בין יחידות הבקרה השונות הייתה דרך הרבה חוטים , כל "יחידת מידע" צריכה חוט נפרד להעברה כך למעשה עלה מספר החוטים ככל שעלה מספר יחידות המידע ! וכך תפחו להן צמות החוטים ויחד איתן גדל גם המשקל ומספר התקלות !. האבחון גם קשה ומפרך .

 

 

השמות של אפיקי התקשורת בכלי הרכב הם שונים :

השמות של אפיקי התקשורת הוא מעט שונה בין כל יצרני הרכב , כל יצרן חיפש ומצא "שם" המייחד את המערכות של כלי הרכב שהוא מייצר.

 

ב-פיאט Venice : הפירוש הוא: רשת ברכב המשלבת מערכות אלקטרוניות שונות.

במספר פירמות : Can bus can-l , can-h, can-m, ,can+,can- , (low-can , hight-can , medium-can ).

ב-ב.מ.וו : K-CAN למערכות ה-Body (k-can s, k-can p ), PT-CAN למערכות ה-Power train , byteflight למערכות הבטיחות (תקשורת אופטית) , Most למערכות השמע ונוחות (תקשורת אופטית).

ב-רנו/פיג'ו : Multiplex .

 

הרעיון

חברת "בוש" וחברת "אינטל" פיתחו יחד בשנת 1987 את אפיק התקשורת CAN , אפיק אמין מאוד ובעלות זולה יחסית (פחות חוטים , פחות חיישנים , פחות מחברים ועוד..) אפיקי כאן דוחפים החוצה גם המערכות הפועלות בשיטות PWM ואת קווי הזרם והמתח האנלוגיים ).

 

שפה עם דיקדוק

לאפיקי תקשורת CAN (תקשורת בקרים אזורית) יש פרוטוקול תקשורת תקני כלומר מדויק הווה אומר "שפת תקשורת" יחודית שהוגדרה במספר תקנים פורמאליים של - ISO.

 

ההודעות מועברות באפיק CAN , הודעה שלמה נקראת "מסגרת נתונים",

ומסגרת נתונים זו בנויה משדות , שדה נתונים אחד הוא כמו "מילה" אחת , כל שדה בנוי מביטים (Bit ) , כל ביט הוא "אות" . בשפה האנושית יש 22 אותיות ואילו בשפת אפיק CAN יש רק שתי אותיות והן 1 ו-0 (כן ולא). ב-בייט אחד (Byte ) יש 8 ביטים.

 

השיטות להעברת נתונים :

1). העברה טורית דרך שני חוטים בעלי צבעים שונים (לדוגמה : סגול ולבן או ירוק ולבן וכדומה) חוט אחד מסומן ב-CAN-HI וחוט שני מסומן ב-CAN-LO המגולגלים אחד עם השני (נגד הפרעות אלקטרו-מגנטיות).

2). העברת נתונים מקבילית מתרחשת על מספר חוטים שניים או יותר.

3). העברת נתונים דרך חוט אחד בצבע ירוק או סגול. הגוף של הרכב משמש כמוליך שני.

 

מי מכוון את "התנועה" בקווי האפיק

היות ויש רק שני חוטים להעברת נתונים בין כל יחידות הבקרה חייב להיות סדר וכללי- שידור הכולל סדר עדיפויות למתן "זכות השידור" ליחידת בקרה אחת בלבד , על היחידה שנייה , השלישית ולכל השאר.. להמתין עד תום העברת ההודעה של המידע "החשוב יותר" של אותה יחידת בקרה במשדרת, בזמן השידור כל שאר יחידות הבקרה "מקשיבות" כי כולן מחוברות לאפיק וכולן "שומעות" כך שבמידע המועבר באפיק "ישתמשו" בו אותן יחידות בקרה שמידע זה חשוב להם והוא מיועד להן, לדוגמה :

יחידת הבקרה של מערכת ABS מדווחת ומשדרת מידע "שמתבצעת בלימה" כל היחידות שומעות את השידור אבל מידע זה מיועד למעשה למספר יחידת בקרה , היחידה של מנוע (ECM) המאחרת את ההצתה ומקצרת את זמן ההזרקה במנוע , מחשב תיבת ההילוכים (TCM) (תיבה אוטומטית) מוריד להילוך נמוך , יחידת "מרכז החשמל האחורי" (REC ) ידליק את אורות הבלימה !. יש מדינות (כמו באנגליה) בהן חובה שגם האורות הראשיים יאירו בזמן בלימה חזקה , במקרה זה יחידת הבקרה של "המרכז החשמלי הקדמי" (UEC ) יאיר את הפנסים הראשיים. הערה : כל יצרן מסמן את יחידות הבקרה השונות לפי דרכו.

 

למי יש את "זכות השידור"

איך ניתן לדעת למי יש זכות שידור ומי מלפני מי בתור ? , בתחילה כל יחידה שולחת קוד זיהוי (ID ) והוא בשדה לפני השדה של ההודעה , קוד זיהוי זה מגדיר במדויק את הסדר ל-"עדיפות השידור" ברשת.

למי שיש בקוד הזיהוי ID יותר ביטים של 0 הוא מקבל "זכות השידור" ולפי הסדר וכולן יפנו לו את הקו וימתינו לתורם לקבלת זכות השידור לפי קוד הזיהוי.

 

שלוש מהירויות להעברת נתונים באפיקי CAN :

1).מהירות גבוהה להעברת נתונים בין יחידות בקרה "הכוח" (מנוע-תיבת הילוכים-בלמים , מתלים אקטיביים וכדומה)

2). מהירות בנונית ליחידות בקרה "נוחות" (בקרת אקלים-כריות אוויר וכדומה)

3). מהירות נמוכה ליחידות בקרה "מרכב" (אורות-חלונות-מראות-מגבים וכדומה) .

 

אפיקי CAN מזהים תקלה בתקשורת , לדוגמא , במידה ויש מגע רופף באחד החיבורים של החוטים באפיק ביחידת בקרה כלשהי , השידור של המידע ישלח מספר פעמים ואם זה לא מצליח "לעבור", אותה יחידת בקרה שלא הצליחה לשדר היא מנתקת את עצמה מהקו ועל התקלה הזו תדווח יחידת בקרה אחרת וזאת כאשר מתחברים עם "סורק תקלות" לשקע האבחון ( DLC ).

בכלי רכב יוקרתיים יש כבר מערכות "נוחות" המשתמשות בסיבים אופטיים לתקשורת בין יחידות הבקרה, הם מסוגלים להעביר עשרות מגה-בייט-לשניה עבור מערכות שמעוגם DVD/טלוויזיה טלפון וכו..

 

הטרנד החדש

הסיבים האופטיים כובשים את אפיקי התקשורת בין מחשבים וכבר מערכות בקרת אקלים ומערכות כריות אוויר וחגורות הבטיחות מפוקדות באמצעות סיבים אופטיים.

 

אתם מבינים עכשו מדוע דרושים הנדסאי רכב לענף המוסכים !!!!

 

בברכה

דוד ברזילי

באר שבע

 

 

 

 

 

תמונה 1 : חיבור כל יחידות הבקרה אל אפיק CAN (שני חוטים מגולגלים אחד בשני)

 

 

תמונה מספר 2 : ברכב זה משולבות מספר אפיקי תקשורת , חוטיים ואופטיים (flex-ray היא גם נקראת byteflight העברת המידע דרך סיבים אופטיים)

 

 

תמונה מספר 3 : אלה "השדות" של המידע , ID זהו שדה הזיהוי של "העדיפות לשידור"

יותר ביטים של "האפסים" עלה העדיפות לשידור !

 

 

 

 

תמונה מספר 4 : אותות השידור על סקופ , ציר המתח בוולטים וציר הזמן במיקרו-שנייה בביטים של 1 ו- 0 .

 

 

 

תמונה מספר 5 : שני חוטים באפיק CAN , חוט אחד מסומן CAN HI והשני CAN LO , החוטים בצבע אדום הם שייכים ליחידות "הכוח" , מחשב מנוע, מחשב הגיר, מחשב המתלים האקטיביים, ABS ,וכרית האוויר וזהו CAN –BUS המהיר .

החוטים הכחולים שייכים ל-CAN-BUS בעל מהירות שידור בנונית והוא מחבר את יחידות הבקרה של הנוחות כולל יחידת הבקרה של המרכב, מחשב מושב הנוסע, מחשב מושב הנהג, . כאן אנו רואים גם את שקע האיבחון דרכו ניתן לאבחן תקלות במערכות וגם של אפיקי התקשורת CAN .