ELEKTRO 3/201291repetitoriumElektrická výzbroj motorových vozidel (12. část)Oblasti elektriky a elektroniky motorového vozidla řízené nebo regulované multiplexní-mi systémy mohou zahrnovat např. tyto díl-čí systémy:– přístrojová deska – ovládací páčky, kontrol-ní přístroje, ukazatele zásoby (palivo, olej, brzdná kapalina, voda v ostřikovači), moto-rová čidla (otáčky, teplota vody, tlak oleje),– osvětlení – světlomety, zpětná světla, uka-zatele směru jízdy, vnitřní osvětlení,– sedadlo – nastavení sedadla, pa-měti pro nastavenou polohu se-dadla, včetně polohy zpětného zrcátka a vytápění sedadla,– klima/stěrač – topení, kompresor, rozdělení vzduchu, čidlo klima, ří-zení intervalu stírání, čidlo deště, řízení rychlosti,– dveře – centrální zamykání, za-jištění proti krádeži, spouštění oken, ochrana proti sevření zve-daným oknem, nastavení a vytá-pění vnějších zrcátek,– zvláštní výbava – nastavení vnitřního zrcátka, posuvná střecha, funkční kontrola aj.Další zavádění elektronických řídicích a regulačních systémů do vozidel, jako např.:– regulace jízdní dynamiky,– elektronické řízení motoru,– elektronický imobilizér,– palubní počítač aj.Toto vyžaduje propojení (zasíťování) jed-notlivých řídicích jednotek. Výměna infor-mací mezi systémy snižuje počet snímačů a zlepšuje využívání jednotlivých systémů.Rozhraní komunikačních systémů, která byla vyvinuta speciálně pro vozidla, je mož-né rozdělit do dvou kategorií:– konvenční rozhraní,– sériová rozhraní, např. CAN (Controller Area Network, datová sběrnice místní sítě).Nárůst výměny dat mezi elektronickými komponentami ve vozidle nemohou kon-venční rozhraní řádně zvládnout. Komplex-nost kabelových svazků se dá v současné době zvládnout pouze s velkým nákladem. Požadavky na výměnu dat mezi řídicími jed-notkami se stále zvyšují. Problémy při vý-měně dat přes konvenční rozhraní je možné řešit použitím sběrnicových systémů (dato-vé sběrnice), např. systémem CAN, který byl vyvinut speciálně pro motorová vozi-dla. Mají-li elektronické řídicí jednotky sé-riové rozhraní CAN, mohou se uvedené sig-nály přenášet prostřednictvím sběrnicového systému CAN.Tři zásadní oblasti použití sběrnice CAN ve vozidlech jsou:– spojení řídicích jednotek,– elektronika karoserie a vozidlového kom-fortu,– mobilní komunikace.Při spojení řídicích jednotek se navzájem spojují elektronické systémy, jako např. regu-lace jízdní dynamiky, řízení motoru, elektro-nické řízení převodovky. Řídicí jednotky jsou přitom spojeny lineární sběrnicovou struktu-rou jako rovnoprávné stanice. Tato struktura má tu přednost, že sběrnicový systém je při poruše jedné stanice nadále plně použitelný pro všechny ostatní stanice. Ve srovnání s ji-ným logickým uspořádáním (jako jsou např. prstencové nebo hvězdicové struktury) se tím podstatně zmenší pravděpodobnost celkové-ho selhání. U prstencových nebo hvězdico-vých struktur vede porucha jednoho účastníka nebo ústřední jednotky k celkovému výpadku. Typické přenosové rychlosti se pohybu-jí mezi 125 kbit/s a 1 Mbit/s (např. rychlost komunikace mezi řídicí jednotkou regulace jízdní dynamiky a řídicí jednotkou elektroni-ky motoru je 512 bit/s). Přenosové rychlosti musejí být tak vysoké z důvodu zaručení po-žadovaného chování v reálném čase.Sběrnicový systém CAN neadresuje jed-notlivé stanice, ale přiřazuje každé zprávě pev-ný identifikátor dlouhý 11 nebo 29 bitů. Ten-to identifikátor vystihuje obsah zprávy (např. otáčky kola). Stanice vyhodnocuje pouze ta data, jejichž příslušný identifikátor je uložen v seznamu akceptovatelných zpráv (kontrola akceptace). Všechna ostatní data jsou ignorová-na. Identifikátor určuje kromě datového obsahu současně i prioritu zprávy při vysílání. Signál, který se velmi rychle mění, se musí také vel-mi rychle předávat, a dostává proto vyšší prio-ritu než signál, který se mění relativně pomalu.Sběrnicový systém CAN disponuje mno-ha kontrolními mechanismy pro zjištění po-ruchy. Zjistí-li stanice poruchu, vysílá identi-fikátor chyby zprávu, která zastaví probíhající přenos. Tím se zabrání, aby jiné stanice nepři-jímaly chybné zprávy. V případě jedné poru-chové stanice by se mohlo stát, že se všechny zprávy, tedy také bezchybné, přeruší identifiká-torem chyby. Aby se tomu zabránilo, je datová sběrnice CAN vybavena mechanismem, který rozlišuje náhodně vznikající poruchy od stálých poruch a může lokalizovat poruchy stanice. Sběrnicový systém CAN pro přenos dat v motorových vozidlech byl standardizován Mezinárodní organizací pro norma-lizaci ISO:– pro aplikace do 125 kbit/s jako nor-ma ISO 11519-2,– pro aplikace nad 125 kbit/s jako norma ISO 11898.U datových sběrnic je několik mo-dulů navzájem spojeno datovými ve-deními (propojeno sítí). Přes tato ve-dení se místo obvyklých řídicích prou-dů posílají pouze data. Vysílání popř. přijímání těchto příkazů je realizová-no datovými sběrnicemi.Přednosti tohoto řešení jsou:– krátké dráhy vedení od akčních čle-nů a snímačů při předřazení modu-lu datové sběrnice,– snížení nákladů na vzájemné spojení mo-dulů, vzájemná výměna dat modulů a při potřebě řízení všech modulů z jednoho místa v systému,– paměťové funkce pohyblivých komponent a časovací funkce lze síťovým propojením a příslušnými inteligentními moduly snad-no vytvořit,– u sběrnice dat se neposílají nebo nepřijí-mají jen vstupní a výstupní impulzy, ný-brž celé bloky dat,– bloky dat se skládají ze vstupních a vý-stupních signálů, ale navíc obsahují ještě informace o tom, kam se má např. poslat blok dat, jak je blok velký a také kontrol-ní zařízení o obsahu dat,– v každém modulu (řídicí jednotce), který je připojen k systému sběrnice, je zabudo-vána řídicí jednotka sběrnice (bus control-ler, sběrnicový řadič),– řídicí jednotka sběrnice může přímo přijí-mat přes vstupní filtr data ze sběrnice a přes řídicí program předávat data na sběrnici,– v diagnostických přístrojích jsou rovněž zabudovány příslušné řídicí jednotky da-tových sběrnic, aby byly schopny komu-nikovat s kontrolovanými moduly a řídi-cím jednotkami,– ve vozidlech jsou řídicí jednotky síťově navzá-jem propojeny s různými sběrnicovými systé-my, např. řídicí jednotka hnacího ústrojí s ří-dicí jednotkou čerpadla se sběrnicí dat CAN.(pokračování)Multiplexní rozvody (pokračování)prof. Ing. František Vlk, DrSc.