ELEKTRO 4/201261repetitoriumElektrická výzbroj motorových vozidel (13. část)U motorových vozidel se používají např. sběrnicové systémy ISO-Bus, SCP-Bus, ACP-Bus, CANbus.Sběrnice SCPU sběrnice SCP (Standard Corporate Pro-tocol) jsou všechna data a informace uklá-dány podle své funkce do článku, který ob-sahuje řídicí informace datové sběrnice. Kompletní balík se skládá z dat v přesně de-finovaném pořadí bitů, které se sekvenčně přenáší. Všechny uzly, tzn. připojovací body řídicích jednotek, mají stejné oprávnění k pří-stupu dat. Proto se může na vykonávání jed-né funkce podílet několik řídicích jednotek. Existuje možnost funkčního a fyzického ad-resování. Zpráva s nevyšší váhou dorazí do sběrnice jako první. Váha zprávy se definuje během vývoje systému a softwarově ukládá do protokolů v řídicích jednotkách. Neztratí se žádná zpráva, zprávy jsou zpracovány po sobě. Na každou poslanou zprávu musí ná-sledovat nejméně jedno platné zpětné hláše-ní. Při chybném přenosu následuji dvojí opa-kování, sběrnice se přepne (aby se vyloučila porucha hardwaru) a ještě se třikrát opakuje přenos. Teprve potom je ohlášena porucha.Sběrnice ACPSběrnice ACP (Audio Control Protocol) je podobná sběrnici SCP, má však jednoduš-ší protokol a je výhradně určena pro audio-aplikace a telefonní systémy.Sběrnice CANSběrnice CAN (Controller Area Network) je rychlejší než sběrnice SCP, protokoly se ale liší. Sběrnice CAN se často označuje také jako CANbus a zajišťuje komunikaci mezi různými řídicími jednotkami. Ve vozi-dle může být řídicí jednotka hnacího ústrojí s řídicí jednotkou vstřikovacího čerpadla sí-tově propojena se sběrnicí CAN.CANbus je datová sběrnice, která byla vyvinuta speciálně pro automobilní oblast. CAN umožňuje digitální výměnu informa-cí mezi zesíťovanými elektronickými řídi-cími jednotkami. Komunikace CANbus se uskutečňuje posíláním datových rámů (Data Frames). Datový rám se skládá z různých da-tových polí, které se opět skládají z defino-vaného počtu jednotlivých bitů (0 nebo 1). Pole s datovými informacemi obsahuje vlast-ní zprávu. Kromě toho datový rám obsahuje pole pro řídicí a kontrolní informace. Spolu-práce datových rámů, datových polí a bitů je definována na datovém protokolu pro CAN-bus. Datový protokol naproti tomu nedefinu-je, co znamenají zprávy pro jiné řídicí jednot-ky. To se děje překladem, který definuje uži-vatel (výrobce vozidla).Komunikaci sběrnice CANbus lze názorně porovnat s lidskou řečí:– komunikace CANbus = lidská řeč,– bus-protokol = gramatika,– datové rámy = věty,– datová pole = slova,– bity = písmena.CANbus přenáší zprávy sériově. To zna-mená, že není pro každou informaci třeba vlastní vedení. Místo toho jsou zprávy posílá-ny po sobě a jsou pak k dispozici pro všechny řídicí jednotky, které jsou ke sběrnici připoje-ny. Když řídicí jednotka vysílá, jsou všechny ostatní řídicí jednotky stejné sítě přijímačem. Když chce současně vysílat několik řídicích jednotek, závisí pořadí na prioritě zprávy, kte-rá je definována v datovém protokolu.Sériový přenos dat má oproti paralelnímu přenosu dat podstatné přednosti. Tak se vý-razně redukuje množství vedení a konektorů, což přináší ve svém důsledku úsporu hmot-nosti a vyšší úroveň spolehlivosti.Pod tlakem stále se zpřísňujících předpisů pro regulaci emisí škodlivých plynů a při po-žadavcích zákazníků na stále větší bezpečnost a pohodlí vozidel jsou výrobci nuceni vyba-vovat automobily neustále novými systémy. Zlevnění technologií a výroby elektronických součástí umožňuje v současné době nabízet jako standard i výbavu, která byla ještě ne-dávno doménou luxusních vozů. Pro zabez-pečení správné funkce těchto systémů je tře-ba přenášet velká množství dat. Tato data lze v podstatě rozdělit na dva druhy: vstupy a vý-stupy. Každá řídicí jednotka potřebuje údaje od snímačů vstupních veličin, na základě je-jichž vyhodnocení vysílá povely nebo infor-mace akčním členům.Výměnu informací mezi dvěma kompo-nentami lze v zásadě uskutečnit separátním vedením nebo datovou sběrnicí. V prvním případě je nutné každou informaci vést po svém vlastním vodiči na separátní terminál řídicí jednotky. V druhém případě jsou řídicí jednotky spojeny do společného okruhu pou-ze dvěma vodiči, po nichž se přenášejí všech-ny potřebné informace.Jako příklad zde může posloužit údaj o rychlosti jízdy vozidla. Ten je nezbytný pro množství řídicích modulů, jako např. pro:– ABS,– ECM (motor),– TCM (automatická převodovka),– ECC (elektronická klimatizace),– INS (přístroj),– BC (palubní počítač),– PAS (parkovací asistent),– CC (tempomat) a další.To by v praxi znamenalo i při použití kost-ry vozidla jako uzemnění osm vodičů nesou-cích stejnou informaci. Další vodiče by bylo nutné použít pro otáčky motoru, teplotu mo-toru, vnější teplotu atd. Je patrné, že se zvyšu-jícím se počtem elektronických komponent se také zvyšuje počet vodičů v kabelovém svaz-ku, a tím i riziko poruchy. Při použití datové sběrnice stačí jeden vodič pro přenos všech informací (při použití kostry vozidla jako dru-hého vodiče).V případě sériového přenosu dat je infor-mace přenášena v podobě napěťových pulzů o stanovené velikosti a délce. Každá kompo-nenta připojená na datovou sběrnici funguje zároveň jako přijímač i vysílač. Ve stejný oka-mžik však může vysílat pouze jedna, ostat-ní přijímají. Datový protokol na základě pri-orit přesně specifikuje, která jednotka vysílá a které přijímají.Obecně používané označení pro takový způsob komunikace je CANbus, který byl vyvinut společnostmi Bosch a Intel v roce 1987. Po přizpůsobení normám ISO 11519 a ISO 1189 byl protokol CANbus téměř uni-verzálně přijat jako standard pro datovou ko-munikaci v automobilovém průmyslu. V po-slední době došlo k masivnímu rozšíření této komunikační techniky a jen těžko by se nyní hledal významný výrobce automobilů, který by neměl alespoň jeden model se systémy ko-munikujícími pomocí CANbusu.Výhody použití CANbusu jsou tyto:– menší množství snímačů a vodičů,– méně vodičů v kabelovém svazku,– snížení hmotnosti kabeláže,– snížení počtu pinů na konektorech řídicích jednotek,– zvýšená spolehlivost přenosu dat.(pokračování)(foto: Kl)Multiplexní rozvody (pokračování)prof. Ing. František Vlk, DrSc.