Module 1

Kiến Thức Cơ Bản Về Hệ Thống
Điện Thân XE

BÀI HỌC
Kiến thức cơ bản về hệ thống........................................................................................

Khóa học cơ bản Hệ Thống Điện Thân Xe bao gồm những thông tin chung. Nó sẽ là những kiến
thức nền tảng để sửa chữa Hệ Thống Điện Thân Xe.
Đặc biệt, phần 1.1.2. Hiểu về tín hiệu Input/Output, phương pháp điều khiển input/output cho
hộp điều khiển Hệ Thống Điện Thân Xe. Nó là yêu cầu để thực hiện đào tạo thực hành cho việc
kiểm tra và sửa chữa chung input/output trên một xe thực tế, ví thế bạn phải học chương này
cận thận, kỹ càng.
Mặc dầu bạn đã quen thuộc với những chi tiết này qua việc xem trước tài liệu online, chúng tôi
khuyên bạn chú ý đến chương này để nâng cao khả năng sửa chữa.

1


1.1

Kiến Thức Cơ Bản Về Hệ Thống

1.1.1

Tổng quan hệ thống

Hệ Thống Điện Thân Xe là hệ thống được tích hợp những đặc tính điều khiển khác nhau của một
chiết xe. Nó hỗ trợ điều khiển cho hệ thống gạt nước, hệ thống đèn, hệ thống lock/unlock cửa
trung tâm và hệ thống chống trộm.

Với sự tiến bộ của nền văn minh và sự lớn mạnh của nền kinh tế toàn cầu, sự phụ thuộc vào xe ô
tô trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta đã liên tục tăng lên. Trong khoảng thời gian hiện nay,
ô tô đã trở thành một bộ phận cốt yếu trong cuộc sống hàng ngày của con người. Ơ tơ liên quan
đến nhiều cơng nghệ tiên tiến và ngày nay ô tô cung cấp nhiều thiết bị và tiện nghi hơn bao giờ
hết.
Hệ thống điện trên xe ơ tơ trở nên q phức tạp vì q trình tăng tính tiện nghi, thoải mái cho
người lái xe. Kết quả là, Hệ Thống Điện Thân Xe đã phát triển để tạo điều kiện giao tiếp giữa các
bộ điều khiển khác nhau của những thiết bị đặc trưng và đảm bảo điều khiển nhanh, chính xác.
Khi ban xem xét cân thận những sự thay đổi tạo nên Hệ Thống Điện Thân Xe, bạn sẽ chú ý đến
Hệ thống điện thân xe trước đây sử dụng Time Alarm Control Unit (TACU), cái mà chủ yếu điều
khiển bộ định thời và những chức năng liên quan đến báo động, như là bộ định thời xơng kính
sau, định thời cửa sổ điện, cảnh báo mở cửa và cảnh báo thắc đai an toàn. Sau này cao cấp hơn
là Electronic Time Alarm Control System (ETACS). ETACS là hệ thống điều khiển những rơ le, bộ
chấp hành và motor liên quan đến hệ thống cảnh báo thông qua duy nhất một bộ điều khiển.
Hệ thống được phát triển tiếp sau ETACS là bộ điều khiển điện thân xe (BCM). Sự khác nhau giữa
hai bộ này là BCM giao tiếp được với thiết bị chẩn đốn. Có thể có sự khác nhau nhẹ giữa các xe
nhưng nói chung BCM la một hệ thống cung cấp dữ liệu hiện hành và Actuation Text qua thiết bị
chẩn đoán.
Hệ thống được phát triển sau BCM là Intelligent integrated Platform Module (IPM). IPM liên kết
với nhiều hộp điều khiển hơn BCM (qua giao tiếp CAN). Nó điểu khiển những thiết bị khác nhau
và những chức năng liên quan đến an tồn, cịn hỗ trợ những mã DTCs khác nhau thông qua sửa
chữa các yếu tố input/output của hệ thống.

2


Có nhiều xe trang bị hệ thống BCM nhưng giao tiếp qua đường mạng CAN. Nhưng với sự tăng lên
số lượng chức năng trong BCM, một hệ thống được gọi là Smart Junction Box (SJB) được thêm
vào điều khiển một vài hệ thống.


SJB là một hộp junction box có thêm vào đặc điểm giao tiếp, những chức năng điều khiển và
chẩn đoán. Hộp này cũng cung cấp mã DTCs. Cuối cùng, Có Integrated Smart Junction Box được
tích hợp IPM và hộp SJB thành một hộp duy nhất. Hệ thống này điều khiển hoàn toàn Hệ Thống
Điện Thân Xe.

1.1.2

Output Interface

Điều khiển Hệ Thống Điện Thân Xe có thể phân loại được tín hiệu đầu vào, điều khiển và đầu ra.
Trước tiên chúng ta hãy học về phương pháp kiểm tra trạng thái ON/OFF của một cơng tắc, tín
hiệu vào hộp Thống Điện Thân Xe.
BCM kiểm tra trạng thái ON/OFF của những công tắc khác nhau sử dụng phương pháp kéo
lên(pull up), kéo xuống (pull down) hoặc phân tích.

3


Trong trường hợp phương pháp kéo lên (pull up method), điện áp không đổi ở đầu ra 5V nguồn
kéo lên và dòng điện một vài mA là kết quả của một điện trở kéo lên. Khi cơng tắc ON, nó được
nối với mass và điện áp kéo lên bị sụt xuống 0V. CPU nhận biết điện áp này và xác định trạng
thái công tắc ON/OFF.

Ngược lại, phương pháp kéo xuống (pull down method) nhận biết tín hiệu vào 12V từ ắc quy và
xác định trạng thái ON/OFF của công tắc.

4


Phương pháp phân tích (strobe method) giống với phương pháp kéo lên nhưng nó có vào một

mạch dao động tần số (xung dao động pulse generator) được nhúng vào hộp. Nó theo chu kỳ
cơng tắc nguồn kéo lên 5(12)V từ điện áp không đổi để ON ↔ OFF.
Khi công tắc ON, nó được nối với mass và giữ ở 0V. CPU xác định công tắc ON khi 0V được giữ
trong một thời gian đã cài đặt. Nó xác định cơng tắc OFF nếu 0V được giữ ít hơn thời gian đã cài
đặt. Áp dụng phương pháp phân tích để giảm tiêu hao dịng điện u cầu trong q trình kiểm
tra trạng thái cơng tắc. Dịng điện tiêu hao tăng lên theo số lượng cơng tắc tín hiệu đầu vào khi
tăng các thiết bị tiện nghi khác nhau. Nó hoạt động bình thường nếu đo được điện áp trung binh
khoản 2 đến 4V bằng dụng cụ đo.

5


Hệ Thống Điện Thân Xe xác định trạng thái ON/OFF của những công tắc khác nhau các phương
pháp. Nếu xe không sử dụng hệ thống giao tiếp, hộp tương ứng điều khiển bằng cách nhận tất
cả các tín hiệu cơng tắc. Nếu xe sử dụng hệ thống giao tiếp, hộp gần cơng tắc nhất nhận tín hiệu
từ cơng tắc đó và chia sẽ thông tin trạng thái công tắc với những hộp khác thông qua đường
giao tiếp.
Thông thường điều khiển đầu ra bằng cách sử dụng một dòng điện nhỏ qua transistor kích hoạt
cuộn dây rơ le và cung cấp dòng lớn đến tải qua tiếp điểm rơ le. Khi thỏa mản những điều kiện
hoạt động khác nhau cho tải, hộp bật ON transistor để kích hoạt rơ le.
Thành phần input/output của hệ thống tăng lên đáng kể như là hệ thống, đặc điểm của xe tăng
lên. Xu hướng gần đây thay thế điều khiển nối mass qua transistor thành điều khiển cấp nguồn
sử dụng ISP đáp ứng vấn đề điện áp tạo ra ở đầu ra (output).
IPS là viếc tắc của Intelligent Power Switching. Nó là một thiết bị bán dẫn điều khiển nguồn tải
và IPS được sử dụng rộng rãi để điều khiển đầu ra trong Hệ Thông Điện Thân Xe. IPS là một
chất bán dẫn khac thay thế rơ le và cầu chì. Nó xác định và phản ứng lại với hở mạch, ngắn
mạch và quá tài, hỗ trợ tự chẩn đoán và chi tiết về hư hỏng, cho phép nhiều kênh nhỏ điều khiển
và dể dàng nâng cao khả năng trong trường hợp thêm vào chức năng bổ xung.
Tịm lại, hệ thống tín hiệu đầu ra được kích hoạt nếu tương ứng với các điều kiện đầu vào được
thỏa mãn. Kiểm tra tín hiệu đầu vào được thực hiện qua phương pháp kéo lên, kéo xuống hoặc

phân tích. Điều khiển đầu ra thơng thường được thực hiện bằng cách sử dụng rơ le nối đất được
điều khiển qua transistor hoặc sử dụng IPS.

6


1.1.3

Những Thành Phần Của Hệ Thống

Hệ Thống Điện Thân Xe bao gồm một hộp BCM, SJB và những công tắc khác nhau. Smart
Junction Box nhận những tín hiệu từ những cơng tắc khác nhau và gửi tín hiệu đến BCM qua
đường giao tiếp CAN. BCM kết hợp với những tín hiệu nhận được từ SJB với dữ liệu của nó và gửi
lệnh tác động đến bộ chấp hành tường ứng qua SJB. Mỗi một lệnh nhận được, SJB tác động đến
tải bằng cách điều khiển transistor bên trong nó và cấp nguồn đầu ra IPS.
Những chức năng chính của SJB: điều khiển đèn qua IPS và bảo vệ dây dẫn. Điều khiển điện áp
không đổi PWM để ngăn cản những hư hỏng gây ra bởi điện áp cao (surge); Xử lý sự cố bằng
cách sử dụng đường giao tiếp CAN; Xuất dữ liệu tín hiệu cơng tắc đến đường giao tiếp CAN và
điều khiển chế độ dự phòng. Chi tiết của mỗi chức năng như sau:

(1) Điều khiển đèn thông qua IPS và bảo vệ dây điện

IPS là một thiết bị bán dẫn điều khiển nguồn tải. IPS là một thiết bị khác thay cho cầu chì hoặc
rơ le. Kết quả, cầu chì khơng được sử dụng kiểm sốt nguồn. Điều này có thể kiểm tra mạch
điện, hơ mạch hoặc ngắn mạch bằng cách nhận biết dòng điện và kiểm sốt tín hiệu phản hồi
ON/OFF ở đầu ra. Ngồi ra, IPS cung cấp mã DTCs của hiện tượng hở/ngắn mạch, cái mà cho
phép sửa chữa đơn giản với thiết bị chẩn đoán.

7



(2) Điều Khiển Điệp Áp Không Đổi Thông Qua PWM

Ngăn cản hư hỏng của tải điện khi điện áp cao (e.g.: low-beam), SJB sử dụng điều chế độ rộng
xung (PWM) điều khiển cung cấp nguồn để giữ cho điện áp cố định.

(3) Sửa chữa bằng cách sử dụng mạng giao tiếp B-CAN

SJB cung cấp mã DTCs cho một vài hư hỏng của tải điện. Nguyên tắt sửa chữa như sau: SJB sử
dụng IPS và những thiết bị chuyển mạch ARISU-LT để điều khiển đầu ra đèn bên ngoài xe và
kiểm tra hở và ngắn mạch của mạch điện đầu ra. SJB xác định ngắn mạch có thể khác nhau theo
từng dịng xe nhưng nói chung, ngắn mạch được xác định khi kiểm tra dòng điện đi qua mạch
vượt quá 2 lần giá trị cho phép. Điều này được áp dụng hầu hết cho tất cả các loại đèn nhưng
trong trường hợp phát hiện hở mạch, chỉ những đèn yêu cầu điều khiển nhấy nháy nhanh, như là
đèn báo rẽ, được theo dõi và sinh ra mã DTCs.

8


(4) Đầu ra mạng CAN của tín hiệu vào của cơng tắc

Hộp SJB nhận những tín hiệu từ những cơng tắc khác nhau và gửi những tín hiệu này đến BCM
qua đường giao tiếp B-CAN. Nói cách khác, nó khơng trực tiếp sử dụng tín hiệu nhưng tín hiệu
liên quan đến BCM và vì vậy điều khiển hệ thống theo lệnh nhận ngược lại từ BCM.(Tuy nhiên,
SJB trực tiếp điều khiển một vài chức năng dự phòng).

(5) Điều khiển ngắt dòng điện rò của các thiết bị

Nguồn nối sử dụng trong hộp junction box của những xe thông thường để ngắt dịng điện rị thì
phải thực hiện bằng tay. Sự phiền phức này thỉnh thoảng là kết quả của việc hết Ắc quy trước khi

giao xe cho khách hàng.
Để loại bỏ sự phiền phức này, chọn chế độ công tắc tự động cắt dòng điện rò và tự động cắt rơ
le điều khiển được áp dụng trong SJB. Hệ thống cắt rơ le tự động thì tự động cắt nguồn trong 20
phút nếu khơng có sự thay trong sự hoạt động của thiết bị điện hoặc kết thúc giao tiếp mạng
CAN. Ngồi ra, nó cũng cắt nguồn trong 60 giây sau khi xe rơi vào chế độ báo động.

9


Nguyên lý điều khiển cắt dòng điện rò trong thiết bị như sau: đầu tiên, nếu chọn công tắc chế độ
ở vị trí OFF, như hình phía trên bên trái, nguồn không đổi cung cấp qua rơ le tự động cắt tải đèn,
thiết bị đa phương tiện và nhiều bộ phận khác.
Nếu chọn cơng tắc vị trí ON, như hình trên bên phải, nguồn cung cấp đến đèn qua rơ le tự động
cắt và thiết bị đa phương tiện và bộ nguồn (B+) cung cấp trực tiếp từ ắc quy.(Bắt đầu ngắt
dòng điện rò chỉ sử dụng đối với đèn).

(6) Điều khiển dư phòng

Hộp SJB điều khiển dự phòng đèn (đèn đầu) và quy trình điều khiển của nó như sau: Hộp SJB sử
dụng mạch dự phòng, riêng biệt từ giao tiếp mạng CAN, để trực tiếp theo dỏi trạng thái ON/OFF
của công tắc Low đèn đầu. Nếu MCU hoặc động đúng khi IG ON, xuất tín hiệu điều khiển hoạt
động mạch dự phòng để ngăn cản mạch dự phòng thực hiện kích hoạt đèn đầu hoặc đèn đi.
Nhưng trong trường hợp MCU hư hỏng hoặc đường giao tiếp mạng CAN hư hỏng, MCU khơng thể
xuất tín hiệu điều khiển hoạt động vì thế đèn đầu và đèn đi được kích hoạt qua mạch dự
phịng.

※①: Nó chỉ phát hiện tín hiệu trong điều kiện hoạt động bình thường. Cho tín hiệu chính vào,
nhưng tín hiệu nhận biết trong BCM được nhận qua đường giao tiếp mạng CAN.
②: Nó hoạt động khi cơng tắc máy ON. Nó tiếp tục bị cấm trong khi MCU hoạt động.


10


1.

Chế độ dự phòng hoạt động trong trường hợp hộp SJB hư hỏng bên trong (SJB không hoạt động
đúng). Trong trường hợp MCU hư hỏng (hư hỏng như là va chạm vật lý bên ngoài hoặc sốc điện), SJB
kiểm tra trạng thái của công tắc đèn đầu. Nếu IGN2 ON và cơng tắc đèn đầu ON ở vị trí Low, nó buộc
ON đèn Low (đền đầu) và đèn đi để đảm bảo an toàn cho người sử dụng.

2.

Chế độ dự phòng hoạt động trong trường hợp đứt đường giao tiếp mạng CAN (trong trường hợp CAN
BUS thì OFF hoặc kết nối đến BCM bị đứt)
Nếu không thể truyền và nhận dữ liệu vì hư hỏng do kết nối giao tiếp mạng CAN đến hộp SJB (trong
cả hai trường hợp đường HIGH/LOW đứt/ngắn mạch), Đèn Low bên trong và đèn đuôi bên ngoài sẽ
tự bật ON.

1.1.4

Mạng Giao Tiếp

Ngày nay nhiều xe sử dụng cộng nghệ giao tiếp cho Hệ Thống Điện Thân Xe. Nó kết hợp điều
khiển cơ khí và điều khiển thiết bị điện tử để tạo được sự đáp ứng nhanh, tin cậy và tích hợp hệ
thống hoạt động.
Lợi ích của mạng giao giếp, BCM giảm dây dẫn, nâng cao không gian lắp đặt thiết bị điện, tăng
độ tin cậy của hệ thống và sửa chữa với thiết bị chẩn đoán.
Mạng giao tiếp trên xe thường sử dụng nhiều giao tiếp CAN & LIN. Đặc tính và lợi ích của giao
tiếp CAN như sau:
Giao tiếp CAN sử dụng phương thức giao tiếp Multi-Master cho phép mỗi module CAN có quyền

trao đổi thông tin. Khi hai hoặc nhiều mẫu tin được gửi đến cùng một lúc, dữ liệu cơ bản được xử
lý theo quyền ưu tiên và hệ thống CAN kết nối 2 dây tạo ra độ tin cậy cao.
Ngoài ra, giao tiếp CAN chia thành Low Speed CAN (CAN tốc độ thấp) và High Speed CAN (CAN
tốc độ cao). Low Speed CAN tốc độ truyền dưới 125 Kbps và nó thường được sử dụng để truyền
dữ liệu cho Hệ Thông Điện Thân Xe. High Speed CAN tốc độ truyền trên 125 Kbps nhưng dưới
1Mbps. Nó được sử dụng chính cho hệ thống truyền lực, những cái yêu cầu điều khiển thời gian
thực (real-time).

11


Mạng giao tiếp BCM cấu hình trong xe Optima (TF) và Sportage (SL), là dịng xe chính trong khóa
học sửa chữa Hệ Thống Điện Thân Xe, chi tiết ở bên dưới.
BCM là hộp chính, CLUM và SJB thì được định hình như là một hộp giao giao tiếp cơ bản. Nếu
một xe trang bị hệ thống nút nhấn khởi động (Button Engine Start System) thì thêm vào SMK
ECU và PDM. Lên đến 5 hộp được cấu hình để giao tiếp dữ liệu, yêu cầu điều khiển các hệ thống
khác nhau trên xe qua mạng giao tiếp BCM. BCM hỗ trợ tự chẩn đốn cũng như phát hiện tín
hiệu ra và theo dõi đặt tính của bộ chấm hành qua giao tiếp vơi thiết bị chẩn đoán, giao tiếp
KWP2000 (K-Line). ECU SMK hỗ trợ đăng ký chìa khóa thơng minh (Smart Key), chẩn đoán PDM,
theo dõi bộ chấp hành và quét chẩn đốn đặt tính điều khiển Smart Key qua giao tiếp riêng với
đường K-Line. Ngoài ra, CLUM hoạt động như cộng vào để chuyển thông tin giữa Powertrain CAN
Line và Body Electrical CAN Line.
Mạng giao tiếp LIN trong xe Optima (TF) và Sportage (SL) chỉ được lắp đặt khi xe trạng bị hệ
thống trợ giúp đỗ xe phía sau RPAS (Rear Parking Assist System). Hệ thống kết nối đến hộp điều
khiển chính BCM (master module) và cảm biến siêu âm để trao đổi dữ liệu qua lại với nhau.
Hệ thống trợ giúp đỗ xe phía sau RPAS (Rear Parking Assist System) trạng bị 4 cảm biến siêu âm.
Hệ thống phát hiện những đối tượng thông qua các cảm biến này và thông tin về khoản cách của
đối tượng được phát hiện chia thành 3 cấp cảnh báo 1,2 và 3. Thông tin được truyền đến BCM
qua đường giao tiếp LIN.
BCM phân tích thơng tin nhận được từ các cảm biến và xác định cấp cảnh báo. Nó cho cịi hoạt

động và hiện thị dữ liệu lên bảng táp lô đến CLUM.

12