سیستم مولتی پلکس پژو۲۰۶

سیستم مولتی پلکس پژو۲۰۶

مقدمه:

از اولین خودرویی که در سری تولید انبوه تولید شد تا کنون زمان زیادی می گذرد. پروسه ی تولید خودروها پیشرفت زیادی کرده وقطعات یکی پس از دیگری دچار تغییرات تکنولوژیک شده اند، اما چیزی که تا چند سال پیش تقریبا بدون تغییر مانده است سیم ها و دسته سیم هایی است که در خودرو ها استفاده می شود. لزوم تغییر و ارتقای کیفی آنها تا بدان جا مهم است که اگر نگاهی گذرا به میزان تراکم وطول آنها در خودرو ها داشته باشیم خواهیم دید که حجم و وزن عمده ای از خودروها را دسته سیمها تشکیل می دهد. اصولا در هنگام برخورد اول با سیستم الکترونیک خودرو پژو نیز اولین چیزی که نظر ما را به خود جلب می کند دسته سیمها وتعداد زیاد سیمهایی است که قطعات مختلف برقی را به یکدیگر متصل می کنند.

نمودار زیرکه به صورت کلی مجموع طول سیم و تعداد اتصالات یک خودروی عمومی را نشان می دهد که با خودروهای نام آشنای پژو ۴۰۵ و ۶۰۵ قابل مقایسه است.

دیاگرام میزان تغییرات در دسته سیمها

تکنولوژی مولتی پلکس راه حل کامل مناسبی برای حل این معظل بود که علی رغم پیچیدگی نسبتا زیاد تئوریک به درستی و تا حد امکان موجب کاهش میزان استفاده از سیم های متعدد در خودرو می شود. این تکنولوژی که اولین بار در صنعت ارتباطات کلامی به کار گرفته شد شهرها و روستا ها را به کمک دو رشته سیم به یکدیگر وصل کرد. پس از آن این صنعت با تکنولوژی ماکروویو تلفیق شده و سپس نوبت به صنایع خودرو رسید. سیستم مولتی پلکس یکی از سیستمهای نوین ارتباطی بوده در اغلب شرکت های صنعتی برای ارتباط تجهیزات و کامپیوترها به یکدیگر مورد استفاده قرار می گیرد و یکی از جدیدترین پیشرفت های تکنیکی می باشد که موجبات تحولات عظیمی را در صنایع مختلف به وجود آورده است.

سازنده های مختلفی در این زمینه کار کرده اند که هر یک به نوبه ی خود مزایا و محدودیت های خاص خود را دارند. از معروف ترین استانداردهای مولتی پلکس می توان به موارد زیر اشاره کرد :

استاندارد J 1850 : ساخت آمریکا که بر روی خودرو های شرکت های کرایسلر ، جنرال موتور و فورد استفاده می شود.

استاندارد Proprietary : ساخت ژاپن که بر روی خودرو های شرکت های ژاپنی استفاده می شود.

استاندارد ABUS : ساخت آلمان که بر روی خودرو های شرکت فولکس واگن استفاده می شود.

استاندارد VAN : ساخت فرانسه که بر رور خودرو های شرکت های پژو و رنو استفاده می شود .

استاندارد CAN : ساخت آلمان که بر روی خودرو های شرکت های بنز ، بی ام و ، ولوو و فیات استفاده می شود .

نکته مهم :

در میان این استاندارد های ارتباطی ، استنادارد CAN نسبتا موفق تر بوده و اکنون در بین شرکت های سازنده ی خودرو تمایل نسبی برای استفاده از آن در روی خودرو های تولیدی وجود دارد. در خودرو های پژو از استاندارد های VAN و CAN استفاده شده است.

دلایل نیاز به استفاده از سیستم مولتی پلکس

۱ _ افزایش بیش از حد تعداد ارتباطات بین ECU ها و سنکرون سازی آن ها : اگر به زیر داشبورد پژو ۴۰۵ یا ۶۰۷ نگاه کنید این مطلب را تصدیق می کنید.

۲ _ افزایش بیش از حد تعداد قطعات الکتریکی و نیاز به آینده نگری : این مطلب در خودرو های ایرانی که اکثرا واجد کسری از ECU های شرکت سازنده هستند کمتر دیده می شود اما با دقت در خودروهایی مانند پژو ۶۰۷ به این مهم پی می بریم.

۳ _ نیاز به ساده سازی بین دسته سیم ها : ساده سازی موضوع مهمی است که حتی در ۲۰۶ غیر مولتی پلکس با ابداع BSI مورد توجه قرار گرفته است.

۴ _ افزایش کیفیت ، راحتی و ایمنی : این فاکتورها دنیای جدیدی را پیشاروی خودرو ها باز می کنند که در سیستم غیر مولتی پلکس یا به سادگی قابل استحصال نبودهو یا در صورت امکان ، به چندین ده متر سیم نیاز است . این عامل در خودرو های پژو که رقم آخر آن ها به ۶ و ۷ و در آینده به ۸ ختم می شود به خوبی استفاده شده است که در مورد آن بحث خواهد شد .

۵ _ تنظیمات جدید ( آلودگی ، سیستم ترمز و … ) : اتصال سیستم های جدید کارایی های بیشتری را به همراه دارد که در این مورد توضیح داده خواهد شد .

۶ _ افزایش کیفیت و کمیت های عیب یابی : کسانی که آ شنایی مختصری با دستگاه های عیب یاب استاندارد دارند و بر روی هر دو خودروی ۲۰۶ غیر مولتی پلکس و مولتی پلکس کار کرده اند می دانند که تا چه حد کارایی دستگاه های عیب یاب در روی خودروی مولتی پلکس بالاتر است به گونه ای که تا ریزترین فرمانبرهای موجود در خودرو حتی سوزن آمپر دور موتور را نیز می توان جداگانه تست کرد. در حالی که در سیستم غیر مولتی پلکس این موضوع به این سادگی ها نیست.

۷ _ مدیریت همگون قطعات تولید شده توسط سازنده های مختلف : یکی از معظلات سازنده های خودرو آداپته کردن قطعات شرکت های مختلف با سیستم خودروی آن هاست. در حالی که در سیستم جدید تنها کافی است سفارش قطعه ای داده شود که بتواند طبق استاندارد شبکه اطلاعات خود را وارد خودرو کند. در این حالت اضافه کردن سیستم های جدید نیز کاری بسیار ساده بوده و خودرو قابلیت افزایش آپشن را با اطمینان بیشتر و صرف هزینه ی کمتر دارا است.

هندسه شبکه های اطلاعاتی

انواع هندسه شبکه های اطلاعاتی مولتی پلکس به شرح زیر است :

۱ _ شبکه Star : پیکر بندی ستاره که در آن تمامی ECU ها به طور جداگانه به یک ECU مرکزی متصل می شوند.

۲ _ شبکه Bus : در این شبکه تمامی ECU ها به طور جداگانه پس از اتصال به دو خط گذرگاه داده ها به یکدیگر متصل می شوند.

۳ _ شبکه Tree : این شبکه مجموعه ای از شبکه های Star و Bus می باشد.

۴ _ شبکه Ring : در این شبکه هر ECU حد فاصل بین دو ECU دیگر است.

۵ _ شبکه Lattice : در این شبکه ارتباط بین ECU ها به صورت رندوم برقرار می شود.

نکته مهم :

شبکه مولتی پلکس خودرو ۲۰۶ از یک نظر با در نظر گرفتن BSI به عنوان ECU مرکزی شبکه Star ، از نظر دیگر با توجه به انتقال داده ها روی دو خط سیم به هم پیچیده شبکه Bus و از یک دید دیگر با توجه به قرار گرفتن یک ECU بین دو ECU دیگر شبکه Ring خواهد بود.

نحوه ی انتقال اطلاعات در شبکه های مولتی پلکس

۱ _ خط تلفن.

۲ _ دو رشته سیم به هم پیچیده فرکانس بالا.

۳ _ سیم های کواکسیال.

۴ _ فیبر نوری.

۵ _ ارتباط مادون قرمز.

۶ _ ارتباط رادیویی.

نکته:

در خودروی ۲۰۶ از روش دو رشته سیم به هم پیجیده استفاده شده است.

مختصری در مورد چگونگی تبدیل اعداد به کدها

با توجه به این که سیستم مولتی پلکس خودروی ۲۰۶ دیجیتال است بنابر این اعداد ، متغیر ها و پارامتر های ارائه شده توسط کنترل یونبت ها باید به اعداد دیجیتال که در واقع همان صفر و یک هستند تبدیل شوند. این عمل به سادگی مثال های زیر انجام می شود :

۱ _ تبدیل دمای ۱۹ درجه هوا ، حس شده توسط سنسور دمای هوا ی خارج از خودرو به کد دیجیتال:

۱۹/۲ = ۹ R = 1

۹/۲ = ۴ R = 1

۴/۲ = ۲ R = 0

۲/۲ = ۱ R = 0

۱/۲ = ۰ R = 1 ↑

نکته:

نحوه خواندن اعداد ( R ها ) از پایین به بالا است.

در نتیجه عدد ۱۹ در مبنای ۱۰ برابر کد دیجیتال ۱۰۰۱۱ در مبنای ۲ است.

این عدد در شبکه ارسال شده و سپس توسط یونیت دیگری دریافت می شود. یونیت مقصد باید این کد را رمز گشایی نماید ، لذا روش زیر را به کار می برد :

۲ _ کدگشایی ۱۰۰۱۱ برای به دست آوردن مجدد دمای هوای حس شده توسط سنسور دمای هوای خارج از خودرو :

۱۰۰۱۱ = ۱*۲ +۱*۲ +۰*۲ +۰*۲ +۱*۲ = ۱+۲+۰+۰+۱۶ = ۱۹

در نتیجه عدد ۱۰۰۱۱ در مبنای دیجیتال برابر عدد ۱۹ در مبنای ۱۰ است.

—————–

مولتی مدیا – تازه های فنی
مولتی پلکس ۲۰۶ پارت ۲
نحوه آشکارسازی خطا های انتقال اطلاعات در سیستم های مولتی پلکس

۱ _ امکان برگشت اطلاعات و چک مجدد.

۲ _ استفاده از متد چک سام Check sum .

۳ _ استفاده از متد بیت های پریتی Parity .

۴ _ استفاده از متد کنترل CRC ( Cycle Redundancy Code ). در این روش با در نظر گرفتن طول پیام ، فریم اطلاعاتی کوچکی به طول ۱۵ بیت ساخته و ارسال می کردد که در آن بروز خطا در انتقال اطلاعات قابل آشکار سازی و تصحیح است.

۵ _ عملیات تصحیح خطاها.

نکته:

در ۲۰۶ مولتی پلکس برای آشکار سازی خطا در ارسال اطلاعات از روش کنترل CRC استفاده می شود.

اهداف استفاده از سیستم مولتی پلک در ۲۰۶

به طور کلی مهم ترین اهداف سیستم مولتی پلکس ۲۰۶ را می توان به شرح زیر بیان داشت :

۱ _ تقلیل میزان دسته سیم ها در جهت تسهیم اطلاعات مشترک سیستم های الکترونیک خودرو.

مثال: اطلاعات نور خودرو ( BSI , COM 2000 …, ).

اطلاعات موتور خودرو ( سرعت ، دما ، … ) برای ECU های آمپر ، گیربکس و … .

۲ _ توسعه سیستم های مختلف در خودرو با استفاده از یک متدولوژی مشترک.

مثال: CD changer و سیستم ناوبری و … .

سنسور باران و سنسور روشنایی .

۳ _ افزایش کارایی و عملکرد سیستم با توجه به دسترسی سریع به اطلاعات.

مثال: ایجاد سازگاری صدای رادیو با سرعت خودرو.

ایجاد حالت اتوماتیک در برف پاک کن های عقب در هنگام وقوع همزمان دنده عقب و باران.

۴ _ افزایش کارایی های عیب یابی و ایمنی.

مثال: ایجاد خود عیب یابی و ذخیره اطلاعات در ECU های باهوش.

برقراری حالت ایمنی در زمان وقوع یک عیب خاص در ECU ها ( مانند روشن شدن برف پاک کن و چراغ های جلو در هنگام خرابی BSI ) .

معایب سیستم مولتی پلکس در روی خودروی ۲۰۶

۱ _ پیچیده شدن قابل ملاحظه فنی و تکنیکی سیستم های الکترونیک خودرو به گونه ای که طبق روال گذشته نمی توان با سعی و خطا در روی خودرو به ماهیت کاری سیستم های مختلف پی برد.

۲ _ وابسته شدن اکید کنترل یونیت های موجود در خودرو به دستگاه های عیب یاب استاندارد پژو برای پیدا کردن عیب و رفع آن ها.

۳ _ نیاز به آموزش های طولانی مدت و کلاسیک برای فراگیری سیستم و یادگیری چگونگی انجام تعمیرات.

۴ _ نیاز به تعویض یک قطعه گران قیمت مانند BSI یا COM 2000 به دلیل وجود یک عیب کوچک.

۵_ کمبود تجهیزاتی که در هنگام به وجود آمدن مشکل حاد فنی بتواند سیستم را آنالیز نماید.

۶ _ عدم امکان اضافه کردن اکثر سیستم های تجاری مورد نیاز یا علاقه در روی خودرو.

۷_ عدم امکان استفاده از اکثر تجهیزات الکترونیک خودرو بر روی خودرو دیگر برای تست یا بر حسب نیاز.

ساختار سخت افزاری ECU های سیستم مولتی پلکس خودرو ۲۰۶

هر ECU خودرو ۲۰۶ مولتی پلکس دارای یک سری پایه های Input و Output و یک اوسیلاتور تولید فرکانس ( که می تواند بر مبنای RC و یا کوارتز باشد ) ، یک VAN و یا CAN کنترلر ( بر مبنای این که ECU مربوطه به شبکه CAN یا VAN متصل باشد ) و یک پورت ترانسیور Transceiver ( فرستنده و گیرنده ) است که همزمان می تواند اطلاعات ارسالی را در یافت نماید. تمامی ECU ها در هنگام ارسال و دریافت اطلاعات توسط ECU دیگر قادر به مشاهده اطلاعات روی گذرگاه داده ها ( که شامل دو سیم اطلاعاتی به هم پیچیده است ) می باشند و از این طریق می توانند اطلاعات مربوطه را ارزیابی نموده و در صورت مرتبط بودن با اطلاعات از آن استفاده نمایند.

به عنوان مثال وقتی اطلاعات سنسور دور موتور بر روی گذرگاه داده ها ارسال می گردد از طریق BSI این اطلاعات بر روی شبکه CAN ، VAN Comfort و VAN Body ارسال می گردد. در این حالت به عنوان مثال ECU های تهویه ( A/C ) ، آمپر چهارگانه ، نمایشگر چند منظوره و رادیو از این اطلاعات برای تصحیح عملکرد خود و یا نمایش داده ها استفاده می کنند.

وظایف BSI در سیستم مولتی پلکس

این ECU قلب ساختار مولتی پلکس بوده و وظیفه اصلی را به عنوان Server شبکه به عهده دارد. BSI گذرگاهی برای ارتباط سه BUS مختلف بوده و این اطلاعات را بین ECU فرستنده تا گیرنده منتقل می کند. BSI وظیفه فعال سازی و Standby سیستم VAN را نیز بر عهده دارد و برق اصلی سیستم شبکه را نیز کنترل می کند. همچنین واسطه بین تجهیزات عیب یابی و ECU هایی است که به سیستم VAN متصلند.


انواع شبکه در سیستم مولتی پلکس

به طور کلی دو نوع BUS وجود دارد: VAN و CAN . حداکثر تعداد این شبکه ها در اکثر خودرو ها سه سیستم می باشد که در خودرو ۲۰۶ عبارتند از:

۱ _ شبکه VAN Comfort با سرعت kbit/s 125.

۲ _ شبکه VAN Body با سرعت kbit/s 5/62. ( در برخی از خودرو ها دو شبکه VAN Body وجود دارد مانند ۶۰۷ ).

۳_ شبکه CAN یا Power Train با سرعت kbit/s 250.

دو سیم به هم پیچیده در شبکه های VAN Comfort و VAN Body ، Data و DataB نامیده شده و دو سیم شبکه CAN به ترتیب CAN Hi و CAN Low نام دارند. حداکثر سرعت در CAN Low برابر kbit/s 125 و حداکثر سرعت در CAN Hi برابر Mbit/s 1 می باشد.

توجه:

اطلاعات ما بین ECU های مختلف که بر روی شبکه های مختلف مذکور متصلند از طریق BSI صورت می پذیرد.

روش انتقال اطلاعات در شبکه های مولتی پلکس VAN و CAN

اطلاعات به سه صورت زیر انتقال می یابد :

۱ _ روش نقطه به نقطه Point to point : که در این حالت اطلاعات ارسالی از یک ECU فقط به یک ECU دیگر انتقال می یابد. در این روش ECU مصرف کننده دریافت اطلاعات را با ارسال بیت ACK بر روی دو سیم مولتی پلکس به ECU فرستنده اعلام می دارد.

۲ _ روش چند نقطه ای Multi point : در این روش اطلاعات ارسالی یک ECU مورد مصرف چند ECU خاص قرار می گیرد. از آن جایی که اعلام دریافت اطلاعات از طرف یک ECU بر روی شبکه به معنای دریافت اطلاعات توسط تمامی ECU ها تلقی خواهد شد ( بر روی شبکه در آن واحد فقط یک بیت صفر و یا یک قرار می گیرد ) لذا عملیات ACK انجام نمی شود.

۳ _ روش انتشاری Broadcast :اطلاعات ارسالی در این روش در شبکه ارسال شده و هر ECU بر حسب امکان استفاده از اطلاعات می تواند آن را از روی شبکه بردارد. در این روش نیز همانند روش چند نقطه ای نیاز به ACK نیست.

نکته مهم:

در روش چند نقطه ای و انتشاری در شبکه های VAN اگر اطلاعات در یک ECU مصرف کننده به درستی دریافت نشده و یا اصلا دریافت نشود سیستم کار خود را بدون هیچ ترفندی ادامه می دهد و ECU مذکور بدون تداخل ، نسبت به استفاده و مونیتورینگ اطلاعات به دست آمده اقدام می کند. مثلا اگر اطلاعات دمای آب به اشتباه به آمپر برسد ECU داخل آمپر نسبت به نمایش مقدار غلط اقدام می کند و مانع از در یافت این اطلاعات توسط بقیه ECU ها یی که از این اطلاعات استفاده می کنند نمی شود.

اما در شبکه CAN از آن جایی که تمامی ECU های متصل به شبکه از نوع Master هستند اگر اطلاعات مورد استفاده برخی ECU ها توسط یک ECU برای بقیه ارسال شود و یک ECU نتواند اطلاعت را درست دریافت کند با ارسال ۶ بیت صفر در روی شبکه قسمت پایانی فریم اطلاعات ( EOF ) را خراب می کند. این خراب شدن فریم اطلاعاتی به طور همزمان توسط تمام ECU ها دیده می شود. لذا کلیه ECU ها صبر کرده تا در دور بعدی ارسال Data همگی یک مقدار یکسان را دریافت کنند.

به عنوان مثال اگر اطلاعات سرعت خودرو به طور صحیح به ECU های انژکتور ، ABS و گیربکس اتوماتیک نرسد کار خودرو مختل می شود لذا از ارسال اطلاعات به شبکه VAN جلوگیری به عمل می آید.

نکته مهم:

البته شمارنده ای در ECU های متصل به شبکه CAN وجود دارد که در صورت مشاهده شدن خطای اطلاعات ، ECU مسئول پس از چند بار خطا از مدار به کل خارج می شود تا بقیه ECU ها دچار اختلال نشوند و بدین صورت است که در صورت خرابی یونیت گیربکس اتوماتیک ،ECU انژکتور قادر به ادامه کار خود خواهد بود.

مطالب مرتبط

نظر بدهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *