BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN
TÀI LIỆU HỌC TẬP

HỆ THỐNG ĐIỆN THÂN XE
VÀ ĐIỀU KHIỂN GẦM Ô TÔ (Hệ Cao đẳng chính quy)

Hưng Yên, tháng 08 năm 2012

BM C«ng nghÖ « t« - CK§L Ch−¬ng 1

 Hệ thống gạt nước rửa kính:
+ Các môtơ gạt nước
+ Công tắc và rơle điều khiển
+ Các ECU điều khiển
+ Các cảm biến
 Hệ
thống khóa cửa, chống trộm:
+ Các môtơ điều khiển khóa cửa
+ Các bộ phận phát, nhận tín hiệu điều khiển cửa
+ Các công tắc rơle điều khiển
+ Các ECU điều khiển
+ Các cảm biến
BM C«ng nghÖ « t« - CK§L Ch−¬ng 1
HÖ thèng ®iÖn th©n xe & ®iÒu khiÓn gÇm « t« 3
 Hệ thống nâng hạ kính:
+ Các môtơ cửa sổ điện
+ Các công tắc cửa sổ điện
+ Các IC diều khiển và cảm biến tốc độ
 Hệ thống điều khiển gương chiếu hậu:
+ Cụm gương và các môtơ
+ Các công tắc điều khiển và ECU
 Hệ thống điều hòa không khí:
+ Các cảm biến
+ ECU điều khiể
n
+ Các công tắc điều khiển
+ Các bộ phận chấp hành
 Hệ thống túi khí, dây đai:
+ Bộ túi khí
+ Bộ dây đai

Hình 1.1: Sơ đồ dây điện trên xe
b. Các chi tiết nối
Để hỗ trợ việc nối các chi tiết, dây điện được tập trung tại một số phần trên xe ôtô.
BM C«ng nghÖ « t« - CK§L Ch−¬ng 1
HÖ thèng ®iÖn th©n xe & ®iÒu khiÓn gÇm « t« 5
a. Hộp nối là một chi tiết mà ở đó các giắc nối của mạch điện được nhóm lại với nhau.
Thông thường nó bao gồm bảng mạch in liên kết các cầu chì, rơle với các bối dây
b. Các giắc nối (3) , giắc nối dây (4) và bulông nối mát (5) hình 1.2

Hình 1.2: Các chi tiết nối
- Giắc nối được sử dụng giữa dây điện với dây điện hoặc giữa dây điện với bộ phận
điện để tạo ra các kết nối. Có 2 loại giắc kết nối là kết nối dây điện với dây điện và dây điện
với bộ phận điện. Các giắc nối được chia thành giắc đực và giắc cái tùy theo hình dạng các
c
ực của chúng. Giắc kết nối có nhiều màu khác nhau.
- Giắc nối dây có chức năng là nối các cực của cùng một nhóm.
- Bulông nối mát được sử dụng nối mát dây điện hoặc các bộ phận điện với thân xe,
không giống như bulông thông thường bề mặt của bulông nối mát được sơn chống ô xy hóa
màu xanh lá cây.
1.1.2. Các chi tiết bảo vệ
Các chi tiết bảo vệ, bảo vệ mạch khỏi dòng điện lớn quá mức cho phép chạy trong dây
dẫn hay các bộ phận điện, điện tử khi bị ngắn mạch.
BM C«ng nghÖ « t« - CK§L Ch−¬ng 1
HÖ thèng ®iÖn th©n xe & ®iÒu khiÓn gÇm « t« 6

Hình 1.3: Các loại cầu chì
Cầu chì được lắp giữa cầu chì dòng cao với các thiết bị điện, khi dòng điện vượt qua
một cường độ nhất định chạy qua mạch điện của thiết bị nào đó cầu chì sẽ nóng chảy để bảo
vệ mạch đó. Có 2 loại cầu chì là cầu chì dẹt và cầu chì hộp
Cầu chì dòng cao (thanh cầu chì): một cầu chì dòng cao được lắp trong đường dây giữa

- Công tắc xoay : khóa điện (a. hình 1.6)
- Công tắc ấn : công tắc cảnh báo nguy hiểm (b. hình 1.6)
- Công tắc bập bênh : công tắc khóa cửa (c. hình 1.6)
- Công tắc cần : công tắc tổ hợp (d. hình 1.6)
2. Công tắc vận hành bằng cách thay đổi nhiệt độ hay cường độ dòng điện
- Công tắc phát hiện nhiệt độ (e. hình 1.6)
- Công tắc phát hiện dòng điện (f. hình 1.6)
3. Công tắc vận hành bằng sự thay đổi mức d
ầu
4. Rơle
- Rơle điện từ (rơle 4 chân) (g. hình 1.6)
- Rơle bản lề (rơle 5 chân) (h. hình 1.6)
BM C«ng nghÖ « t« - CK§L Ch−¬ng 1
HÖ thèng ®iÖn th©n xe & ®iÒu khiÓn gÇm « t« 9
1.2. Body ECU & Central Control Device
Hiện nay ECU xuất hiện ngày càng nhiều trên các hệ thống Điện thân xe và hệ thống
gầm ô tô. Nó có chức năng thu thập các tín hiệu đầu vào (là tín hiệu của các loại cảm biến)
sau đó tính toán, xử lý và đưa ra các tín hiệu điều khiển đến các cơ cấu chấp hành.

Hình 1.7. Mối quan hệ giữa tín hiệu đầu vào, đầu ra và ECU
Cấu trúc tổng thể:

Hình 1.8. Sơ đồ khối điều khiển của hệ thống điện thân xe dòng KIA
BM C«ng nghÖ « t« - CK§L Ch−¬ng 1
HÖ thèng ®iÖn th©n xe & ®iÒu khiÓn gÇm « t« 10
Bố trí ECU thân xe trên một số dòng xe:

Hình 1.9. ECU trên S- class

Hình 1.10. ECU trên xe tải MB (Actros)

ng rãi.
Đối với cáp đôi dây xoắn, cấu trúc mạng thích hợp nhất là cấu trúc đường thẳng, mắc
theo kiểu đường trục đường nhánh, trong đó chiều dài đường nhánh hạn chế dưới 0.3m.
BM C«ng nghÖ « t« - CK§L Ch−¬ng 1
HÖ thèng ®iÖn th©n xe & ®iÒu khiÓn gÇm « t« 12
Tốc độ truyền có thể lựa chọn ở nhiều mức khác nhau, tuy nhiên phải thống nhất và
cố định trong toàn bộ mạng. Do có sự ràng buộc giữa tốc độ truyền và chiều dài dây dẫn
trong phương pháp truy nhập bus CSMA/CA. Tốc độ truyền tối đa là 1Mbit/s ở khoảng cách
40m và 50 kbit/s ở khoảng cách 1000m. Số trạm phụ thuộc nhiều vào cấu trúc mạng, cáp
truyền và đặc tính điện học của các b
ộ thu phát thông thường hạn chế ở con số 64 đối với
cấu trúc đường thẳng và sử dụng cáp đôi dây xoắn.
CAN phân biệt hai trạng thái logic của tín hiệu là mức trội (dominant) và mức lặn
(recessive), tuy nhiên không quy định rõ giá trị bít nào ứng với mức tín hiệu nào. Trong
trường hợp cả bít trội và bít lặn được phát đồng thời thì bít trội sẽ lấn át tín hiệu trên bus sẽ
có mức trội. Trong thực tế nếu sử d
ụng mạch AND thì mức trội tương ứng với bít 0 và mức
lặn tương ứng với bít 1
1.4.1.4 Cơ chế giao tiếp
Đặc trưng của CAN là phương pháp định địa chỉ và giao tiếp hướng đối tượng, trong
khi hầu hết các hệ thống bus trường khác đều giao tiếp dựa vào địa chỉ các trạm. Mỗi thông
tin trao đổi trong mạng được coi như một đối tượng, được gán một số mã c
ăn cước. Thông
tin được gửi đi trên bus theo kiểu truyền thông báo với độ dài có thể khác nhau.
Các thông báo không được gửi tới một địa chỉ nhất định mà bất cứ trạm nào cũng có
thể nhận theo nhu cầu. Nội dung mỗi thông báo được các trạm phân biệt qua một mã căn
cước (IDENTIFIER). Mã căn cước không nói lên địa chỉ đích của thông báo, mà chỉ biểu
diễn ý nghĩa của dữ liệu trong thông báo. Vì thế, mỗi tr
ạm trên mạng có thể tự quyết định
tiếp nhận và xử lý thông báo hay không tiếp nhận thông báo qua phương thức lọc thông báo

- Khung lỗi (ERROR FRAME) được gửi từ bất kỳ trạm nào phát hiện lỗi bus.
- Khung quá tải (OVERLOAD FRAME) được sử dụng nhằm tạo một khoảng cách thời
gian bổ sung giữa hai khung dữ liệu hoặc yêu cầ
u dữ liệu trong trường hợp một trạm
bị quá tải
Các khung dữ liệu và yêu cầu dữ liệu có thể sử dụng ở cả dạng khung chuẩn và dạng
khung mở rộng. Giữa hai khung dữ liệu hoặc yêu cầu dữ liệu cần một khoảng cách ít nhất là
3 bít lặn để phân biệt được gọi là INTERFRAME SPACE. Trong trường hợp quá tải khoảng
cách này sẽ lớn hơn bình thường.
1. Khung dữ liệu/Yêu cầu dữ liệu
Mỗi khung dữ liệu có thể mang từ 0 đến 8 byte dữ liệu sử dụng. Chuẩn CAN không quy
định giao thức và các dịch vụ trên lớp 2, do đó việc diễn giải vùng dữ liệu này như thế nào
thuộc toàn quyền người sử dụng. Các bức điện nhỏ có thể không thích hợp với một số lĩnh
vực ứng dụng nhất định, nh
ưng tạo lợi thế về tính năng thời gian thực. Cụ thể, tình trạng
một thành viên chiếm giữ bus trong một thời gian dài nhờ vậy sẽ không xảy ra.
Khung yêu cầu dữ liệu cũng có cấu trúc tương tự như khung dữ liệu, nhưng không mang
dữ liệu và khác với khung dữ liệu ở bít cuối của ô phân xử.
BM C«ng nghÖ « t« - CK§L Ch−¬ng 1
HÖ thèng ®iÖn th©n xe & ®iÒu khiÓn gÇm « t« 14
- Khởi đầu khung là một bít trội và đánh dấu khởi đầu của một khung dữ liệu hoặc khung
yêu cầu dữ liệu. Tất cả các trạm sẽ phải đồng bộ hóa dựa vào bít khởi đầu này.
- Ô phân xử được sử dụng là mức ưu tiên của bức điện. Quyết định quyền truy nhập bus khi
có nhiều thông báo được gửi đi đồng thời.

Hình 1.12. Cấu trúc khung dữ liệu ở CAN
Ô phân xử có chiều dài 12 bít đối với dạng khung chuẩn và 32 bít đối với dạng khung
mở rộng trong đó mã căn cước dài 11 bít hoặc 29 bít. Bít cuối cùng của ô phân xử được gọi
là bít RTR (Remote Transmission Request), dùng để phân biệt giữa khung dữ liệu (bít trội)
và khung yêu cầu dữ liệu (bít lặn).

khung. Chính vì vậy, tất cả các trạm khác cũng phát hiện ra lỗi và bắt đầu g
ửi cờ lỗi. Cuối
cùng, dãy bít trội quan sát được trên bus thực tế là kết quả của sự xếp chồng nhiều cờ lỗi
khác nhau phát riêng từ các trạm. Tổng chiều dài của dãy này dao động trong khoảng từ 6
đến 12 bít.

Hình 1.13. Cấu trúc khung lỗi ở CAN
Phân cách lỗi được đánh dấu bằng 8 bít lặn liên tục. Sau khi gửi xong một cờ lỗi, mỗi
trạm phải gửi tiếp một số bít lặn và đồng thời quan sát bus. Cho đến khi phát hiện ra một bít
lặn (tức là khi các trạm khác đã gửi xong cờ lỗi chủ động), chúng sẽ phát tiếp bảy bít lặn.
2. Khung quá tải

BM C«ng nghÖ « t« - CK§L Ch−¬ng 1
HÖ thèng ®iÖn th©n xe & ®iÒu khiÓn gÇm « t« 16
Một khung quá tải có cấu trúc tương tự như ở khung lỗi bao gồm cờ quá tải (Overload flag)
và phân cách quá tải (Overload Delimiter).

Hình 1.14. Cấu trúc khung quá tải ở CAN
Cờ quá tải gồm sáu bít trội tương tự như cờ lỗi chủ động. Cờ quá tải xóa bỏ dạng cố định
của ô INTERMISSION ở khoảng trống giữa hai khung. Chính vì vậy, tất cả các trạm khác
cũng phát hiện tình trạng quá tải và bắt đầu gửi cờ quá tải. Cuối cùng, dãy bít trội quan sát
được trên bus thực tế là sự xếp chồng nhiều cờ l
ỗi khác nhau phát riêng từ các trạm.
Cũng giống như khung lỗi, phân cách quá tải được đánh dấu bằng tám bít lặn liên tục.
Sau khi gửi xong một cờ lỗi, mỗi trạm phải quan sát bus cho đến khi phát hiện ra một bít
lặn. Tại thời điểm đó tất cả các trạm khác đã gửi xong cờ quá tải, chúng sẽ phát tiếp 7 bít
lặn. Tối đa là hai khung quá tải có thể sử dụng nhằm tạo thờ
i gian trễ giữa hai khung dữ liệu
hoặc khung yêu cầu dữ liệu.
1.4.1.6. Truy nhập bus

soát lỗi sau đây được áp dụng:
BM C«ng nghÖ « t« - CK§L Ch−¬ng 1
HÖ thèng ®iÖn th©n xe & ®iÒu khiÓn gÇm « t« 18
- Theo dõi mức tín hiệu của mỗi bít truyền đi và so sánh với tín hiệu nhận được trên
bus.
- Kiểm soát qua mã CRC.
- Thực hiện nhồi bít (nhồi một bít nghịch đảo sau năm bít giống nhau).
- Kiểm soát khung thông báo.
Với các biện pháp trên, thì hiệu quả phát hiện lỗi:
- Phát hiện được tất cả các lỗi toàn cục
- Phát hiện được tất cả các lỗi cục bộ tạ
i bộ phát.
- Phát hiện được tới năm bít lỗi phân bố ngẫu nhiên trong một bức điện.
- Phát hiện được các lỗi đột ngột có chiều dài nhỏ hơn 15 bít trong một thông báo.
- Phát hiện được các lỗi có số bít lỗi là chẵn.
- Tỷ lệ lỗi còn lại (xác suất một thông báo còn bị lỗi không phát hiện) nhỏ hơn 4.7*10
-
11
.
Tất cả các trạm nhận thông báo phải kiểm tra sự nguyên vẹn của thông tin và xác nhận
thông báo. Khi phát hiện ra sự sai lệnh trong một thông báo, các trạm đều có trách nhiệm
truyền khung lỗi. Các thông báo bị lỗi đó sẽ bị dừng và được tự động phát lại. Thời gian hồi
phục từ khi phát hiện lỗi đến khi bắt đầu gửi thông báo tiếp theo tối đa là 31 thời gian bít,
nếu như không có lỗi nào xảy ra tiế
p.
Các trạm CAN có khả năng phân biệt giữa nhiễu tức thời với lỗi kéo dài, ví dụ lỗi khi
một trạm có sự cố. Các trạm bị hỏng sẽ được tự động tách ra khỏi mạng về mặt logic.
1.4.1.8. Mã hóa bít
Trước khi được chuyển đổi thành tín hiệu trên đường truyền. CAN sử dụng phương
pháp nhồi bít (bit stuffing). Dãy bít đầu vào cần nhồi bao gồm bít khởi đầu khung, ô phân

Lớp C (class C): Được sử dụng ở những nơi mà tín tốc độ đường truyền cao, đặc biệt
liên quan tới hệ thống điều khiển thời gian thực (real-time control system). Như điều khiển
động cơ và phanh ABS. Dữ
liệu được gửi trên bus tín hiệu nhằm tập trung quá trình điều
khiển và giảm dây dẫn.
Chú ý:
Quy đinh, lớp A là lớp con của lớp B, lớp B là lớn con của lớp C.
b. Quy định cho 3 lớp của điện ô tô

Các bức điện trong mạng điện ô tô là ngắn ( 3 đến 12 byte) như chỉ ra trong hình 4.1,
bao gồm ba phần: Header, Data (thông tin được gửi đi) và Error Detection (phương pháp
kiểm lỗi).

Hình 1.18. Cấu trúc bức điện
Bức điện này được chuyển thành ba lớp khác nhau và có các yêu cầu riêng.
c. Một số hình ảnh thực tế về mạng CAN
BM C«ng nghÖ « t« - CK§L Ch−¬ng 1
HÖ thèng ®iÖn th©n xe & ®iÒu khiÓn gÇm « t« 21

Hình 1. 19. Dây CAN trên xe tải nhỏ MB

1.20. Dây dẫn trên xe Sprinter

1.21. Dây dẫn trên xe SPrinter MB W203
BM C«ng nghÖ « t« - CK§L Ch−¬ng 1
HÖ thèng ®iÖn th©n xe & ®iÒu khiÓn gÇm « t« 22
1.4.2. Mã chìa khóa
(Sẽ được trình bày cụ thể trong chương 4)
BM C«ng nghÖ « t« - CK§L Ch−¬ng 2
HÖ thèng ®iÖn th©n xe & ®iÒu khiÓn gÇm « t« 23

2.1. HỆ THỐNG THÔNG TIN
2.1.1. Tổng quan về hệ thống
Hệ thống thông tin trên xe bao gồm: các bảng đồng hồ (tableau), màn hình và các đèn
báo giúp tài xế và người sửa chữa biết được thông tin về tình trạng hoạt động của các hệ
thống chính trong xe.
Thông tin có thể truyền đến tài xế qua 2 dạng: tương tự (tableau kim) và số (tableau
hiện số).
Trên một số loại xe người ta cũng dùng tiếng nói để truyền thông tin đến tài xế.

Hình 1.1 Cấu tạo bảng tab Hình 2.1. Tableau loại thường và loại hiện số.
Đèn báo hiệu
và đèn cảnh
báo
Đồng hồ
tốc độ