Modern arabalarda fren sistemi CAN bus ile mi çalışır?

[taydin]

Bugün bir yazıda modern arabalarda 100 e yakın MCU olduğunu ve fren, ABS ve benzeri birçok sistemin CAN bus üzerinden yürüdüğünü belirtiyordu. Gerçekten yeni bir arabada ben frene basınca bir MCU, başka bir MCU'ya "fren yap" mı diyor

Benim 2002 model arabada böyle bir durumun kesinlikle olmadığını biliyorum. Ben pedala basınca doğrudan hidrolik sistemini harekete geçiriyorum ve hidrolik yağı fren balatalarına gidiyor. Arada software, protokol, sinyalizasyon ve potansiyel bug yok.

 

[mikail]

Çok yeni teknolojiye sahip olanları bilmiyorum ama çoğunda hidrolik sistem.

Sadece frene basıldığını algılayan iki devreli fren müşürü üzerinden motor beynine bilgi veriliyor. Oradan da body beynine bilgi gidiyor.
Ama adaptif hız sabitleme için motor beyninin fren sistemine müdahale edebilmesi gerekiyor. Tahminim onun için de ayrı bir hidrolik pompası vardır.

 

[czorgormez]

çoğunda fren hala elektromekanik ancak bir adet fren ecusu var aslında bu abs/asr sisteminin ecusu.

fakat bu kendi kendini park edebilen araçların tam otonom olanları drive by wire. yani mekanik bağlantı gerçekten olmayabiliyor. bir de sadece direksiyonu kontrol eden gaz-freni sürücünün kontrol ettiği park sistemleri var onlar hala mekanik.

benim arabada el freni elektronik hiçbir mekanik bağlantı yok. bagajın orada bir motoru kontrol ediyor. bir de start stop sisteminden dolayı fren ve direksiyon elektrohidrolik. yani ayrıca bir elektrik motoru var bunlara hidrolik basıncı sağlayan. bu sayede araç start stopta motor durur vaziyette beklerken fren ve direksiyon normal çalışıyor. araç arıza tespit ile bağlanınca en az 6-7 tane farklı ecu tarıyor.

yanılmıyorsam ingilterede hırsızlar aracın farın söküp oradan canbusa ulaşarak ufak bir aparatla aracın kapılarını açıp çalıyorlardı.

 

[Ahmet]

aslında kısmen evet pedala biz basarsak hidrolik basıncı üretiyoruz 2025 model araçta bile durum böyle marka model fark etmeksizin.

Ama hız sabitleme veya citiy safe hızın düşmesi gerektiği durumda ateşleme kesildiğinde yeterli düşüş sağlanmadığında abs pompası ile fren yaptırıyor araca.

Bu özellikler bulunan araçlarda 2 yönlü çalışan abs pompası takılır normalde abs pompası sadece tek yönde basınç üretir balatayı diskten ayıracak yönde, fakat hız sabitleme olan araçta 2 yönde çalışan pompa olur fren de yapabilir bu sayede abs ünitesi.

 

[fide]

@czorgormez bahsettiği drive by wire sistemini Tesla kullanıyor. Yani direksiyon ile teker arasında mekanik bir bağlantı yok. Direksiyona güvendiyse frene güvenmemesi için de bir sebep yok. Çünkü direksiyon ve fren tertibatı arabadaki en uzun ve en can sıkıcı tertibat halinde.Önden çekişli araçlarla birlikte birçok tertibat ve aktarma organı sadeleşirken fren ve direksiyon hala yerinde sayıyor. Hidrolik direksiyon yada VW grunubda elektronik direksiyon ile bu işi kısmen elektronik kontrollü hale getirdiler ama hidrolik fren/abs gibi bunlar sadece yardımcı ünite. Tam otonom sürüş için aracın tam hakimiyete sahibi olması lazım.
Sarışın bayan bir youtuber vardı. ...blonde diye. (supercarblondie imiş kanalın adı. Arabaları anlattığını düşünüyorum) Adı aklıma gelmedi. Fütüristik tasarıma sahip konsept arabaları tanıtıyor. Bazı araçlarda direksiyon simidi yok iken genel olarak çoğu araçta pedal yok. Gaz ve fren pedalları da vites kolu gibi tarih olmuş.

tam burda direksiyon kapanıyor.

aynı videoda burda da şöför koltuğu yok.

 

[taydin]

Teslada zaten torpido gözünü açmak için de dokunmatik ekrandaki menülerde gezmek gerekiyormuş. Amerika'da bir cybertruck yanmıştı otelin önünde. Camlar ve kapılar da herhalde bir menüden açılması gerekiyordu, bereket adam arabanın içinde değildi, yanarak ölmekten kurtulmuştu. Tamamen anlamsız, gereksiz ve tehlikeli şeyleri avantaj gibi sunup nasıl para kazanıyorlar anlamıyorum.

 

[fide]

Teslada zaten torpido gözünü açmak için de dokunmatik ekrandaki menülerde gezmek gerekiyormuş. Amerika'da bir cybertruck yanmıştı otelin önünde. Camlar ve kapılar da herhalde bir menüden açılması gerekiyordu, bereket adam arabanın içinde değildi, yanarak ölmekten kurtulmuştu. Tamamen anlamsız, gereksiz ve tehlikeli şeyleri avantaj gibi sunup nasıl para kazanıyorlar anlamıyorum.

Abi bence olay mekanik olarak yapılan işlerin tasarım/maliyet/kurulum yüklerini elektronik olarak çözmek. Hatta üretim kolaylığı konusunda Tesla işi bir adım öteye götürerek yekpare alüminyum gövde yapmaya başladı. Araç gövdesini oluşturan kaporta sacı dışındaki iç şaseyi alümünyumdan yekpare olarak basıp üretmeye başladı. Bu sayede diğer firmaların yaptığı yaklaşık 600 parça saç levhayı kes, şekillendir, kaynat ve rijit hale getir olayını 3~5 saniyelik kalıp-enjeksiyon halinde üretmeye başladı. Ne kadar bize yabancı gelse de ilerde araçlarda mekanik parçalar minimal düzeyde yada sadece teker içinde motor düzeyinde olacak.

Şaft, vites, aktarma organı, fren diski yok. Teker içinde motor ile hepsini tekere 0 noktasında çözmüşler.
Keyword: "NSK Wheel Hub Motor"

https://www.greencarcongress.com/2017/01/20170130-nsk.html

 

[birisim]

Araç gövdesini oluşturan kaporta sacı dışındaki iç şaseyi alümünyumdan yekpare olarak basıp üretmeye başladı.

Alüminyumdan araba yeni bir teknoloji değil. Belki parçaları daha büyük.
Peki kaza sonucu bu parçalar nasıl tamir edilecek? Saç işlerinde çekiçle kaynakla kolay yapılır.
Alüminyum kaynak yapan usta az sayıda bulunur, bu işi doğru yapan ustaların sayısı ise daha az.
Mühtemelen kullandıkları alüminyum alaşımı çekiçe gelmez, yani gövde deforme olursa yenisiyle değiştirilmeli. Alüminyjm fiyatları ise belli. Saç kilosu 1-2 $ iken alu 10-20 $ çıkar.

 

[fide]

Alüminyumdan araba yeni bir teknoloji değil. Belki parçaları daha büyük.
Peki kaza sonucu bu parçalar nasıl tamir edilecek? Saç işlerinde çekiçle kaynakla kolay yapılır.
Alüminyum kaynak yapan usta az sayıda bulunur, bu işi doğru yapan ustaların sayısı ise daha az.
Mühtemelen kullandıkları alüminyum alaşımı çekiçe gelmez, yani gövde deforme olursa yenisiyle değiştirilmeli. Alüminyjm fiyatları ise belli. Saç kilosu 1-2 $ iken alu 10-20 $ çıkar.

Araç tamiri bizim ülkemiz için geçerli bir durum. Gelişmiş ülkelerde aracın içinden sağ çıktıktan sonra gerisini kasko halleder. Aracı perte çıkarıp yenisini verir yada parasını öder.

Tamir konusundaki olaylardan "aracı üretenler" de haberdardır diye düşünüyorum. Tesla bu yolu seçtiğine ve dünyanın en büyük preslerini ürettirip monokok şase ürettiğine göre zemin etütünü daha önceden yapmıştır.

Tek Parça Şasi

Tesla’nın öncülüğünde gelişen tek parça şasi trendi, otomotiv endüstrisinde devrim yaratıyor. Gigacasting adı verilen bu yeni üretim yöntemi, araç ağırlığını azaltarak maliyetleri düşürmeyi v…

elektriginyolu.com

 

[birisim]

Araç tamiri bizim ülkemiz için geçerli bir durum. Gelişmiş ülkelerde aracın içinden sağ çıktıktan sonra gerisini kasko halleder. Aracı perte çıkarıp yenisini verir yada parasını öder.

Bu masraflar bir şekilde müşteriye yansır.

 

[czorgormez]

iş makinaları ile uğraşıyoruz ve bunların canbus hatlarından veri okuyoruz. genellikle kamyonlar ve maden işinde çalışan ekscavatörler oluyor. ekscavatörün tüm hareket mekanizması bom kolunu hareket ettiren joystickler drive by wire. yani arada hiçbir mekanik bağlantı yok. bir kutuya gidiyor orada body control ecusu var hareket komutunu hidrolik pompalara aktarıyor. aynı şekilde motor gücünü de açıp kapatıyor. ekscavatörün paletleri de aynı ecuden giden komutla hidrolik valfler açılıp kapanıyor.

ben decode etmedim ama bazı dökümanlarda hareket sisteminin PGN numaraları var. muhtemelen bunlar hem yedekli hem de kriptolu daha yüksek güvenlikli veri paketleridir. ama teorik olarak bir ekscavatörü tamamen uzaktan kumanda ile elektronik yürütebiliriz. o aletin kontrolden çıkması bir otomobilin kontrolden çıkmasından çok daha tehlikeli bence. sanırım buradaki fark uluslarası standartlar. iş makinaları genellikle halka ve trafiğe kapalı ortamda çalıştığı için farklı davranabiliyorlar.

amerikalı george hotz isimli biri vardı. playstationu ilk hackleyen gibi birçok ünvanı var. uzun süre comma.ai isimli bir proje üzerine çalıştılar.
ürünün mantığı cruise control ve otomatik park olan tüm araçlar için canbustan bağlanan kameralı üniversal bir otopilot sistemi.
hatta tüm kaynak kodları githubda açık. orada tam desteklediği araç listesi de var.

GitHub - commaai/openpilot: openpilot is an operating system for robotics. Currently, it upgrades the driver assistance system on 300+ supported cars.

openpilot is an operating system for robotics. Currently, it upgrades the driver assistance system on 300+ supported cars. - commaai/openpilot

github.com

 

[fide]

Bu masraflar bir şekilde müşteriye yansır.

Kesinlikle ama bu üreticiye ait bir problem değil. Servis ağı ve tüketici ile ilgili.

 

[czorgormez]

how to port a car

 

[birisim]

Kesinlikle ama bu üreticiye ait bir problem değil. Servis ağı ve tüketici ile ilgili.

Cost of ownership artınca satışları dolayı yoldan etkiler.

 

[taydin]

o aletin kontrolden çıkması bir otomobilin kontrolden çıkmasından çok daha tehlikeli bence

Olaya istatiktik olarak bakalım. Bir araba yolda seyir halinde iken CAN bus sorunu çıkıp fren veya direksiyon işlevsiz hale gelirse, ortaya çıkacak kaza tablosu neredeyse istisnasız çok vahim olacaktır. Ama bir kepçeyi düşünelim. Yerinde duruyor ve bom ile iş yapıyor. Bir CAN bus sorunu olursa bom çalışmaz hale gelir, yanlış tarafa gider, hızlı gideceğine yavaş, yavaş gideceğine hızlı gider vs. En kötü ihtimalde makina çok yavaş gittiği için acil stopa basıp tamamen durdurabilirsin. İstatistik olarak bakarsak 90 km/h hızda giden arabanın direksiyon veya fren kaybetmesinden çok daha iyidir.

 

[Sercan]

Başka bir şey merak ettim. Biz, 2000 yılında Hava Harp Okulu öğrencileriyle birlikte, araçların kaportasına yapışan bir Tesla bobini tasarlama fikri üzerinde çalışmıştık. Bu sistem, bir silahla hedef araca fırlatılacak ve Wolverine pençesine benzeyen ucu kaportaya kilitlenecekti. O dönem MCU'u arabalar yeni çıkıyordu.

Amaç; araca bir anda yüksek voltaj uygulayarak, uzaktan, kontrol sistemlerini devre dışı bırakmak ve böylece aracın durmasını sağlamaktı. O dönem Amerika'da benzer çalışmalar yapıldığını da duymuştum.

CAN bus, yüksek gerilim ya da manyetik alan gibi durumlarda nasıl davranıyor acaba? MCU (mikrokontrolcü) olsa bile, sonuçta kablolar Faraday kafesi içinde değil.

 

[czorgormez]

Olaya istatiktik olarak bakalım. Bir araba yolda seyir halinde iken CAN bus sorunu çıkıp fren veya direksiyon işlevsiz hale gelirse, ortaya çıkacak kaza tablosu neredeyse istisnasız çok vahim olacaktır. Ama bir kepçeyi düşünelim. Yerinde duruyor ve bom ile iş yapıyor. Bir CAN bus sorunu olursa bom çalışmaz hale gelir, yanlış tarafa gider, hızlı gideceğine yavaş, yavaş gideceğine hızlı gider vs. En kötü ihtimalde makina çok yavaş gittiği için acil stopa basıp tamamen durdurabilirsin. İstatistik olarak bakarsak 90 km/h hızda giden arabanın direksiyon veya fren kaybetmesinden çok daha iyidir.

tabi kepçe sayısı otomobil sayısından binlerce kat az, çok ters bir ana denk gelirse bu hata kötü sonuçlanabilir. yoksa düz yolda kepce zaten çok ağır işleyen bir araç operatör müdahale edebilir.

aynı istatistik milyonlarcası şu anda aktif olarak çalışan abs/esr sistemleri için de geçerli. aslında abs tekerleri kilitleyebilme, frenleyebilme potansiyeline sahip. ama modern eculerde bir sürü güvenlik önlemi var böyle bir duruma şahit olmuyoruz. ya da milyarda bir oluyor duymuyoruz.
hatırladığım kadarıyla bu tip kritik eculeri herhangi bir firma kafasına göre üretemiyor ve çok sıkı kontrollerden geçiyor. bu yüzden bosch, valeo, magnetti marelli gibi birkaç marka görüyoruz sadece.

biliyorum direksiyon ve fren gibi iki işlevin elektronik kablolu kontrolu insana güvensiz hissettiriyor. ama kaçınılmaz olarak önümüzdeki yıllarda araçlar bu hale dönecektir. hatta belki 20-30 sene sonra direksiyon ve fren bile olmayacak sadece bir panelden gideceği adresi seçeceğiz.

 

[taydin]

ABS sistemi, standart fren sistemini modüle ederek çalışıyor. Tasarımı da, fail ettiği zaman sadece modülasyonun kesilmesine sebep oluyor, ve sadece lastiklerin kilitlenmesini engelleyen özellik devre dışı kalıyor. Bu şekilde doğru failure modunu ayarladıktan sonra, ABS nin yazılım kontrollü olmasının riski büyük değil. Hidrolik veya elektrik destekli direksiyonlarda da aynı failure modu var. Hidrolik veya elektrik desteği devre dışı kalırsa, direksiyonu çevirmek zorlaşıyor, ama direksiyon görevini yapmaya devam ediyor.

Ama 120 km/h hızla giden bir arabanın durması, bir MCU'nun pedaldan sinyal okuması, parse etmesi, CAN bus üzerinden mesaj göndermesi, alıcı MCU'nun bu mesajı doğru alması, fren aktüatörüne enerji vermesi ve aktüatörün de doğru çalışmasına bağlı ise, son derece kırılgan bir yapı var demektir.

Belki uzay mekiğinde veya savaş uçağındaki joystick'lerde bu tip fly by wire kontrol vardır, ama oradaki sistemin kalite kontrol süreci, kullanılan malzemelerin kalitesi, yazılımın sertifikasyonu, test süreçleri, ticari bir otomobilden yüzlerce kat daha kapsamlı, bir o kadar da daha yüksek maliyetlidir. Araba için drive by wire bence göze alınmaması gereken bir risk.

Üstelik herşey doğru çalışsa bile, kötü niyetli birilerinin arabayı hackleyip sistemleri devre dışı bırakma riskini almış oluyorsun. Arabanın sahibi olarak eline geçen ne? Hiçbir şey.

 

[taydin]

CAN bus, yüksek gerilim ya da manyetik alan gibi durumlarda nasıl davranıyor acaba? MCU (mikrokontrolcü) olsa bile, sonuçta kablolar Faraday kafesi içinde değil.

O tip dış etkenlerle CAN bus trafiği aksayabilir, ama kullanılan sisteme bağlı olarak, Fren ve direksiyona göre alınan risk çok daha düşük. Mesela silecek motoru çalışamadı. Sinyal lambası yanamadı. Motor ateşlemede aksama oldu vs vs. Böyle durumlarda sistem belki de bir süre sonra kendini toparlar ve silecek motoru, sinyal ve ateşleme normale döner.

Ama fren ve direksiyon öyle değil. Bu sistemlerdeki bir hata %99 ölüm veya ölümler demek

 

[fide]

@taydin hocam aracın ecusuna bağlı (elektrikli araçları bilmiyorum ama içten yanmalı araçlarda) birden fazla canbus hattı var. Hatta BMW flexray isimli duble canbus hattı kullanıyor. Bu can bus hatlarının biri ateşleme zamanlaması, airbag beyni, devir sensörü gibi görev kritik işlerde görev alırken diğeri sinyal, silecek obd2 haberleşme gibi görev kritik olmayan işlere koşuyor.
Diğer taraftan can bus yapısında "ezme" diye bir olay var. Bir cihazın ID numarası diyelim ki 100 olsun. Bu cihaz veri gönderirken önce ID numarasını sonra da veriyi gönderiyor. Bu cihaz canbus hatta veri basarken aynı mikrosaniye içinde ID numarası bu cihazdan daha düşük bir cihaz veri gönderirse sistem ID numarası 100 olan cihazın verisini "discard" edip düşük ID numarasına sahip cihazı dinliyor. Bu arada bu cihaz veri basarken aynı anda hattı da dinlediği için gönderdiği veri ezlidiğinde veri göndermeyi kesip hattı boşaltıyor. Bir mcunun interrupt rutinine girmesi gibi düşünülebilir.
Diğer taraftan direksiyon açı sensörü veri üretti bu ecuya gitti oradan teker tahrik motorunu kontrol etti yapı yerine doğrudan direksiyon ile teker tahrik motoru arasında izole bir can bus hattı kurulmuş ve dışarıya kapatılmıştır diye tahmin ediyorum. Tahrik motoru görevi icra edince sadece ecuya şu açıdayım diye bilgi veriyor olabilir.