Сучасний автомобіль оснащений електронними блоками управління різних систем: двигуна, антиблокувальної системи гальм, кузова і іншими. По-суті, ці блоки представляють собою мікрокомп'ютери.
Для того, щоб зрозуміти що таке CAN-шина в автомобілі, уявіть що в машині організована локальна мережа, до якої підключені ці мікрокомп'ютери - щоб вони працювали в комплексі.
Це подібно до того, як в мережу об'єднуються офісні комп'ютери, для того щоб співробітники могли без проблем брати інформацію один від одного, а начальник мав можливість оперативно контролювати роботу офісних співробітників.
Як начальника в автомобілі виступає бортовий комп'ютер і система діагностики.
Історія розробки та уніфікації Controller Area Network
Компанія BOSCH, виробляючи дослідження в області автоматизації в 80-х роках минулого століття, запропонувала стандарт микроконтроллерной зв'язку, який можна було застосовувати і в автомобілебудуванні.
Стандарт CAN застосовується не тільки в автомобілях. В даний час його використовують в концепції «розумний будинок», промисловій автоматиці і т.д.
Стосовно до автомобільної технікистандарт CAN (Controller Area Network) адаптований до шини з фізичним рівнем. Вона організована за допомогою кручений пари провідників, по яких йдуть пакети сигналів різної полярності.
Такий стандарт отримав міжнародну класифікацію ISO 11898. Кадр (пакет) включає 11-бітний інформаційний сигнал (або 29-бітний в розширеному режимі).
Загалом, CAN-шина не обов'язково може бути реалізована за допомогою кручений пари провідників. Це може бути і оптоволокно, і радіоканал.
Можна припустити, що з введенням безпілотних транспортних засобів CAN-шина трансформується в мобільний інтерфейс передачі інформації одного, а можливо, і комплексу автомобілів.
CAN-шина автомобіля: що це таке і її принцип роботи
Шина являє собою локальну мережу, за допомогою якої проводиться обмін інформацією між блоками управління різними системами автомобіля. Таким чином, блок управління, наприклад, двигуна автомобіля, крім основного мікроконтролера, обслуговуючого двигун, передбачає наявність CAN-контролера, який формує посилки імпульсів за двома шинам: CAN-високий і CAN-низький (Н і L).
Ці сигнали передаються по провідникам (кручений парі) трансівером. Трансивери, або приймально-передавачі, призначені для:
- посилення сигналів,
- забезпечення перешкодозахищеності переданих імпульсів;
- регулювання швидкості передачі цифрового потоку;
- захисту лінії в разі пошкодження CAN-шини.
Зараз в автомобільній техніці застосовують такі види приймально-передавачів - High Speed і Fault Toleran. High Speed трансмітер забезпечує відносно високу швидкість передачі інформації - до 1 мегабіт в секунду. Другий тип трансмітера володіє меншою швидкістю передачі інформації - до 120 кілобіт в секунду. Зате він менш чутливий (толерантний до помилок) до якості CAN-шини, допускає відхилення її параметрів.
Схема організації обміну даними
Структурно схему підключення різних блоків автомобіля до CAN-шині можна зобразити в такому вигляді:
Для узгодження всіх пристроїв, тобто організації оптимальних умов і швидкості прийому - передачі, вихідні опору трансмиттеров повинні бути приблизно однакові.
У разі відключення або пошкодження будь-яких з блоків управління систем автомобіля, опір шини змінюється, порушується узгодження по опору, яке призводить до значного зменшення швидкості передачі інформації по шині. Такі порушення можуть призвести до повної втрати зв'язку з CAN-шині.
На деяких автомобілях для усунення проблем із синхронізацією CAN-інформації застосовується окремий модуль міжмережевого інтерфейсу.
Кожне повідомлення, яке передається по CAN-шині, має власний ідентифікатор, наприклад «температура охолоджуючої рідини» і код, відповідний її значенням, типу «98,7 градусів Цельсія». Не обов'язково це будуть абсолютні значення, в більшості випадків це відносні виконавчі одиниці, які далі перетворюються в сигнали управління і контролю.
Ці ж дані використовують засоби діагностики для контролю і обробки інформації про основні системах автомобіля.
Основні режими роботи CAN-шини:
- активний (запалення включене);
- сплячий (при вимкненому запаленні);
- пробудження і засипання (при включенні і виключенні запалення).
Під час сплячого режиму струм споживання шини мінімальний. Однак при цьому по шині (з меншою частотою) передаються сигнали про стан відкриття дверей і вікон, інших систем, пов'язаних з охоронними функціями автомобіля.
У більшості сучасних діагностичних пристроїв передбачений режим діагностування помилок по CAN-шині. Технічно це організовано безпосереднім підключенням провідників до діагностичного роз'єму.
Переваги і недоліки застосування КАН-шини в автомобілі
Почати слід з того, що, якби в 80-х роках минулого століття не був запропонований стандарт CAN, його місце обов'язково зайняв інший вид взаємодії систем автомобіля.
Можна, звичайно, розмістити все блоки управління системами автомобіля в єдиному суперблоці, в якому програмно забезпечити взаємодію різних систем. Такі спроби були у французьких виробників. Однак, зі збільшенням функціональності і продуктивності значно збільшується ймовірність відмов. Збої, наприклад, двірників, можуть привести до відмови запуску двигуна.
Основні переваги застосування CAN-шини:
- можливість проведення оперативного контролю і;
- об'єднання потоків інформації в єдиному перешкодозахищеністю каналі;
- універсальність, що сприяє уніфікації процесів діагностування;
- можливість підключення охоронних системпо CAN-шині (немає необхідності тягти проводку до кожного елементу контролю).
Недоліки CAN-шини:
- невисока надійність;
- пошкодження одного з блоків управління може привести до повної непрацездатності CAN-з'єднання.
Усунення несправностей
На приладовій панелі автомобіля відсутня індикаторна лампа несправності CAN. Судити про те, що працездатність CAN-шини порушується, можна за непрямими показниками:
- на приладовій панелі одночасно загорілися кілька індикаторних ламп несправностей;
- пропали показники температури охолоджуючої рідини, рівні палива;
Перш за все, слід виконати діагностику. Якщо вона покаже на несправність CAN-шини, слід приступити до усунення проблеми.
Послідовність робіт:
- Знайти провідники витої пари шини. Часто вони мають чорний (високий рівень) і оранжево-коричневий (низький) кольору.
- Перевірити при включеному запалюванні за допомогою мультиметра напруги на провідниках. Рівні не повинні бути рівні 0 або більше 11 Вольт (зазвичай близько 4,5 Вольта).
- Вимкнути запалювання, зняти клему акумуляторної батареї. Виміряти опір між провідниками. Якщо воно буде прагнути до нуля, отже, в шині присутній коротке замикання, якщо до нескінченності - обрив.
- Приступити до пошуку обриву або короткого замикання.
- Якщо є підозра на те, що замикання шини відбувається через відмову будь-якого блоку управління, можна послідовно відключати блоки управління і контролювати опір і працездатність шини.
Несправність CAN-шини відноситься до складних несправностей електрообладнання автомобіля. Якщо у автовласника немає необхідних навичок ремонту електрики, то краще скористатися послугами фахівця.
Адміністратор
18702
Для того, щоб зрозуміти принципи роботи CAN-шини ми вирішили написати / перевести ряд статей, присвячених цій тематиці, як зазвичай, грунтуючись на матеріалах зарубіжних джерел.
Одним з подібних джерел, який, як нам здалося, цілком відповідним чином ілюструє принципи роботи CAN-шини, став відеоролик-презентація навчального продукту CANBASIC компанії Igendi Engineering (http://canbasic.com).
Ласкаво просимо на презентацію нового продукту CANBASIC, навчальної системи (плати), присвяченій питанню функціонування шини КАН (CAN).
Ми почнемо з основ побудови мережі CAN-шини. На схемі наведено автомобіль з його системою освітлення.
Показана звичайна проводка, в якій кожна лампа безпосередньо підключена з будь-яким перемикачем або контактом педалі гальма.
Тепер аналогічна функціональність показана із застосуванням технології CAN-шини. Передні і задні світлові приладипідключені до контролюючих модулів. Контролюючі модулі з'єднані паралельно з такими ж проводами шини.
Цей невеликий приклад демонструє, що обсяг електропроводки знижується. Додатково до всього модулі управління можуть виявляти перегорілі лампи і інформувати про це водія.
Автомобіль на зазначеному вигляді містить чотири модуля управління і чітко відображає побудову навчальної системи (плати) CANBASIC
У вищеописаному зазначено чотири вузли шини (CAN-вузла).
Передній модуль контролює передні світлові прилади.
Вузол сигналізації забезпечує контроль внутрішньої частини автомобіля.
Основний контрольний модуль з'єднує всі системи траспортного засобудля діагностики.
Задній вузол контролює задні світлові прилади.
На тренувальній дошці CANBASIC ви можете побачити маршрутизацію (розташування) трьох сигналів: «Харчування», «CAN-Hi» і «землі», що з'єднуються в контрольному модулі.
У більшості транспортних засобів для підключення головного модуля управління до ПК за допомогою діагностичного програмного забезпечення вам потрібен OBD-USB конвертер.
Плата CANBASIC вже містить в собі OBD-USB конвертер і може бути безпосередньо підключена до ПК.
Харчується плата від інтерфейсу USB, тому додаткові кабелі не потрібні.
Провід шини використовуються для передачі безлічі даних. Як це працює?
Як працює CAN-шина
Ці дані передаються послідовно. Ось приклад.
Людина з лампою, передавач, хоче відправити якусь інформацію людині з телескопом, одержувачу (приймача). Він хоче передати дані.
Для того, щоб зробити це вони домовилися, що одержувач дивиться за станом лампи кожні 10 секунд.
Це виглядає так:
Через 80 секунд:
Тепер 8 біт даних були передані зі швидкістю 0,1 біт в секунду (тобто 1 біт в 10 секунд). Це називається послідовною передачею даних.
Для використання цього підходу в автомобільному додатку інтервал часу скорочується з 10 секунд до 0,000006 секунди. Для передачі інформації за допомогою зміни рівня напруги на шині даних.
Для вимірювання електричних сигналів шини КАН використовується осцилограф. Дві вимірювальних майданчика на платі CANBASIC дозволяють виміряти цей сигнал.
Щоб показати повне CAN-повідомлення дозвіл осцилографа зменшується.
В результаті поодинокі CAN-біти більше не можуть бути розпізнані. Для вирішення цієї проблеми CANBASIC-модуль оснащений цифровим запам'ятовуючим осцилографом.
Ми вставляємо модуль CANBASIC у вільний роз'єм USB, після чого він буде автоматично виявлено. Програмне забезпечення CANBASIC можна запустити прямо зараз.
Ви можете бачити вид програмного осцилографа з прикріпленими значеннями бітів. Червоним показані дані, передані в попередньому прикладі.
Щоб пояснити інші частини CAN-повідомлення ми розфарбовуємо CAN-кадр і прикріплюємо на нього підписи з описом.
Кожна розфарбована частина CAN-повідомлення відповідає полю введення того ж кольору. Область, зазначена червоним, містить інформацію про призначених для користувача даних, яка може бути задана в форматі бітів, напівбайтів або шестнадцатиричном форматі.
Жовта область визначає кількість призначених для користувача даних. У зеленій зоні може бути встановлений унікальний ідентифікатор.
Синя область дозволяє задати CAN-повідомлення для віддаленого запиту. Це означає, що буде очікуватися відповідь від іншого CAN-вузла. (Розробники системи самі рекомендують не користуватися віддаленими запитами по ряду причин призводять до глюків системи, але про це буде інша стаття.)
Багато системи з шиною CAN захищені від перешкод другим каналом CAN-LO для передачі даних, який є інвертованим щодо сигналу CAN-HI (тобто йде той же сигнал, тільки з протилежним знаком).
Шість послідовних бітів з однаковим рівнем визначають кінець CAN-кадру.
Так співпало, що інші частини CAN-кадру можуть містити більше п'яти послідовних бітів з однаковим рівнем.
Щоб уникнути цієї бітової мітки, якщо з'являється п'ять послідовних бітів з однаковим рівнем, в кінці CAN-кадру вставляється протилежний біт. Ці біти називають стафф-бітами (сміттєвими битами). CAN-приймачі (одержувачі сигналу) ігнорують ці біти.
За допомогою полів введення можуть бути задані всі дані КАН-кадру і тому кожне КАН-повідомлення може бути надіслано.
Вставлені дані негайно оновлюються в CAN-кадрі, в даному прикладі довжина даних буде змінена з одного байта на 8 байтів і зрушена назад на один байт.
Текст опису показує, що сигнал повороту буде управлятися за допомогою ідентифікатора «2С1» і біт даних 0 і 1. Всі біти даних скидаються на 0.
Ідентифікатор встановлений в значення «» 2С1 ». Для активації сигналу поворотів біт даних повинен бути встановлений з 0 на 1.
У режимі «в салоні» ви можете управляти всім модулем за допомогою простих клацань миші. Дані CAN встановлюються автоматично відповідно до бажаного дією.
Лампи поворотников можуть бути встановлені на ближнє світло для роботи в якості ДГЗ. Яскравістю буде управляти широтно-імпульсна модуляція (ШІМ), відповідно до можливостей сучасної диодной техніки.
Тепер ми можемо активувати фари ближнього світла, протитуманні фари, Стоп-сигнали і фари дальнього зарубіжжя.
З відключенням ближнього світла протитуманні фари також відключаються. Логіка управління світловий системою CANBASIC відповідає автомобілям марки Volkswagen. Особливості запалювання і «повернення додому» також включені.
З сигнальним вузлом ви можете зчитувати сигнал датчика після ініціюючого віддаленого запиту.
У режимі віддаленого запиту другий CAN-кадр буде прийнятий і показаний нижче відправленого CAN-кадру.
Байт даних CAN тепер містить результат вимірювання датчика. З наближенням до датчика пальця ви можете змінити виміряне значення.
Клавіша паузи заморожує поточний CAN-кадр і дозволяє провести точний аналіз.
Як вже було показано, різні частини CAN-кадру можуть бути приховані.
Крім того підтримується приховування кожного біта в КАН-кадрі.
Це дуже корисно, якщо ви хочете використовувати уявлення CAN-кадру в ваших власних документах, наприклад в листі вправ.
З кожним роком автомобільні електричні схеми збільшувалися в розмірі і ускладнювалися в конструкції. На перших випущених автомобілях від магнето працювало запалювання, а акумуляторної батареї і генератора не було зовсім. У фарах використовувалися ацетиленові пальники.
У 1975 році довжина проводів в автомобільній електричній схемідорівнювала кільком сотням метрів і була порівнянна з електрикою лёгкомоторной авіації.
Бажання спростити електропроводку була такою: необхідний всього один дріт, підключити до нього всі споживачі і до кожного підвести пристрій управління. Пропустити з цього проводу електрострум до споживачів і сигнали управління пристроями.
Відео
До 1991 року, завдяки прориву цифрових технологій, фірми Bosch і Intel створили мережевий інтерфейс CAN (Controller Area Network) для мультипроцесорних систем бортових комп'ютерів. В електроніці таку систему називають «шиною».
У послідовній шині (serial bus) дані передаються імпульс за імпульсом по кручений парі (двох проводах), а в паралельній шині (parallel bus), дані йдуть по декількох проводах одночасно.
При більшій продуктивності, паралельна шина ускладнює електропроводку автомобіля. Послідовна шина передає інформації до 1 Мбіт / сек.
Різні блоки діляться даними, правило, за яким це відбувається, називається протоколом. Протокол може відправляти різним блокам команди, запитувати дані у одного або у всіх. Крім конкретного звернення до пристрою, протокол може задати важливість і командам. Наприклад, команда включення вентилятора охолодження двигуна буде пріоритетною команди опускання бокового скла.
Мінімізація сучасної електроніки дозволила налагодити випуск дешевих модулів управління і систем зв'язку. В автомобільній мережі вони можуть об'єднуватися в ланцюзі, зірки і кільця.
Інформація йде в обидва боки, наприклад, включивши лампу дальнього світла, На панелі приладів загориться сигнал - світить вона чи ні.
Система управління двигуном вибирає найкращий режим, отримуючи дані від всіх пристроїв ланцюга, система освітлення включить або відключить фари, система навігації прокладе або змінить маршрут і так далі.
Завдяки таким протоколом діагностика двигуна і інших пристроїв автомобіля спростилася.
Бажання мати всього один дріт в автомобілі не здійснилося, але CAN - модуль і протокол передачі даних підвищили надійність системи і спростили електропроводку.
Відео
CAN шина - що це таке?
CAN - шина ( "кан шина") є системою управління всіма електричними приладами і цифрового зв'язку в автомобілі, яка може отримувати інформацію від пристроїв, між ними обмінюватися даними, а також ними управляти. дані про технічному станіі керуючі сигнали йдуть в цифровому вигляді по кручений парі завдяки спеціальному протоколу. від бортовий мережіавтомобіля до кожного споживача йде харчування, але всі вони з'єднані паралельно. Такий варіант підвищив надійність всієї електронних схем, знизив кількість проводів і спростив монтаж.
Поява цифрових шин в автомобілях відбулося пізніше, ніж в них почали широко впроваджуватися електронні блоки. У той час цифровий «вихід» їм був потрібен тільки для «спілкування» з діагностичним обладнанням- для цього вистачало низькошвидкісних послідовних інтерфейсів на зразок ISO 9141-2 (K-Line). Однак здається ускладнення бортової електроніки з переходом на CAN-архітектуру стало її спрощенням.
Дійсно, навіщо мати окремий датчик швидкості, якщо блок АБС вже має інформацію про швидкість обертання кожного колеса? Досить передавати цю інформацію на приладову панель і в блок керування двигуном. Для систем безпеки це ще важливіше: так, контролер подушок безпеки вже стає здатний самостійно заглушити мотор при зіткненні, пославши відповідну команду на ЕБУ двигуна, і знеструмити максимум бортових ланцюгів, передавши команду на блок управління живленням. Раніше ж доводилося для безпеки застосовувати не надійні заходи на кшталт інерційних вимикачів і пиропатронов на клеми акумулятора ( власники BMWз його «глюками» вже добре знайомі).
Однак на старих принципах реалізувати повноцінне «спілкування» блоків управління було неможливо. На порядок зросли обсяг даних і їх важливість, тобто потрібна шина, яка не тільки здатна працювати з високою швидкістю і захищена від перешкод, але і забезпечує мінімальні затримки при передачі. Для рухається на високій швидкості машини навіть мілісекунди вже можуть грати критичну роль. Рішення, яке задовольняє таким запитам, вже існувало в промисловості - мова йде про CAN BUS (Controller Area Network).
Суть CAN-шини
Цифрова CAN-шина - це не конкретний фізичний протокол. Принцип роботи CAN-шини, розроблений Bosch ще у вісімдесятих роках, дозволяє реалізувати її з будь-яким типом передачі - хоч по дротах, хоч по оптоволокну, хоч по радіоканалу. КАН-шина працює з апаратною підтримкою пріоритетів блоків і можливістю «більш важливого» перебивати передачу «менш важливого».
Для цього введено поняття домінантного і рецесивного бітів: спрощено кажучи, протокол CAN дозволить будь-якого блоку в потрібний момент вийти на зв'язок, зупинивши передачу даних від менш важливих систем простою передачею домінантного біта під час наявності на шині рецесивного. Це відбувається чисто фізично - наприклад, якщо «плюс» на дроті означає «одиницю» (домінантний біт), а відсутність сигналу - «нуль» (рецесивний біт), то передача «одиниці» однозначно придушить «нуль».
Уявіть собі клас на початку уроку. Учні (контролери низького пріоритету) спокійно перемовляються між собою. Але, варто вчителеві (контролеру високого пріоритету) голосно дати команду «Тиша в класі!», Перекриваючи шум в класі (домінантний біт придушив рецесивний), як передача даних між контроллерами-учнями припиняється. На відміну від шкільного класу, в CAN-шині це правило працює на постійній основі.
Для чого це потрібно? Щоб важливі дані були передані з мінімумом затримок навіть ціною того, що незначні дані не будуть передані на шину (це відрізняє CAN шину від знайомого всім по комп'ютерам Ethernet). У разі аварії можливість ЕБУ уприскування отримати інформацію про це від контролера SRS незрівнянно важливіше, ніж приладової панелі отримати черговий пакет даних про швидкість руху.
У сучасних автомобілях вже стало нормою фізичне розмежування низького і високого пріоритетів. У них використовуються дві і навіть більше фізичні шини низької і високої швидкості - зазвичай це «моторна» CAN-шина і «кузовна», потоки даних між ними не перетинаються. До всім відразу підключений тільки контролер CAN-шини, який дає можливість «спілкуватися» з усіма блоками через один роз'єм.
Наприклад, технічна документація Volkswagen визначає три типи застосовуваних CAN-шин:
- «Швидка» шина, що працює на швидкості 500 кілобіт в секунду, об'єднує блоки управління двигуном, ABS, SRS і трансмісією.
- «Повільна» функціонує на швидкості 100 кбіт / с і об'єднує блоки системи «Комфорт» (центральний замок, склопідйомники і так далі).
- Третя працює на тій же швидкості, але передає інформацію тільки між навігацією, вбудованим телефоном і так далі. На старих машинах (наприклад, Golf IV) інформаційна шина і шина «комфорт» були об'єднані фізично.
Цікавий факт: на Renault Loganдругого покоління і його «соплатформенніка» також фізично дві шини, але друга з'єднує виключно мультимедійну систему з CAN-контролером, на другий одночасно присутні і ЕБУ двигуна, і контролер ABS, і подушки безпеки, і ЦЕКБС.
Фізично ж автомобілі з CAN-шиною використовують її у вигляді кручений диференціальної пари: в ній обидва дроти служать для передачі єдиного сигналу, який визначається як різниця напруг на обох проводах. Це потрібно для простої і надійної помехозащіти. Неекранований провід працює, як антена, тобто джерело радіоперешкод здатний навести в ньому електрорушійну силу, достатню для того, щоб перешкода сприйнялася контролерами як реально переданий біт інформації.
Але в кручений парі на обох проводах значення ЕРС перешкоди буде однаковим, так що різниця напруг залишиться незмінною. Тому, щоб знайти CAN-шину в автомобілі, шукайте виту пару проводів - головне не переплутати її з проводкою датчиків ABS, які так само для захисту від перешкод прокладаються всередині машини кручений парою.
Діагностичний роз'єм CAN-шини не стали вигадувати заново: дроти вивели на вільні Піни вже стандартизованої в колодки, в ній CAN-шина знаходиться на контактах 6 (CAN-H) і 14 (CAN-L).
Оскільки CAN-шин на автомобілі може бути кілька, часто практикується використання на кожній різних фізичних рівнів сигналів. Знову для прикладу звернемося до документації Volkswagen. Так виглядає передача даних в моторному шині:
Коли на шині не передаються дані або передається рецесивний біт, на обох проводах кручений пари вольтметр покаже по 2,5 В відносно «маси» (різниця сигналів дорівнює нулю). У момент передачі домінантного біта на дроті CAN-High напруга піднімається до 3,5 В, в той час як на CAN-Low опускається до півтора. Різниця в 2 вольта і означає «одиницю».
На шині «Комфорт» все виглядає інакше:
Тут «нуль» - це, навпаки, 5 вольт різниці, причому напруга на дроті Low вище, ніж на дроті High. «Одиниця» ж - це зміна різниці напруг до 2,2 В.
Перевірка CAN-шини на фізичному рівні ведеться за допомогою осцилографа, що дозволяє побачити реальне проходження сигналів по кручений парі: звичайним тестером, природно, «розгледіти» чергування імпульсів такої довжини неможливо.
«Розшифровка» CAN-шини автомобіля також ведеться спеціалізованим приладом - аналізатором. Він дозволяє виводити пакети даних з шини в тому вигляді, як вони передаються.
Самі розумієте, що діагностика шини CAN на «любительському» рівні без відповідного обладнання і знань не має сенсу, та й банально неможлива. Максимум, що можна зробити «підручними» засобами, щоб перевірити кан-шину - це виміряти напруги і опір на проводах, порівнявши їх з еталонними для конкретного автомобіля і конкретної шини. Це важливо - вище ми спеціально навели приклад того, що навіть на одному автомобілі між шинами може бути серйозна різниця.
несправності
Хоча інтерфейс CAN і добре захищений від перешкод, електричні несправності стали для нього серйозною проблемою. Об'єднання блоків в єдину мережу зробило її вразливою. КАН-інтерфейс на автомобілях став справжнім кошмаром малокваліфікованих автоелектриків вже по одній своїй особливості: сильні скачки напруги (наприклад, зимовий) здатні не тільки «повісити» помилку CAN-шини, що виявляється, але і заповнити пам'ять контролерів спорадичними помилками, випадкового характеру.
В результаті на приладовій панелі загоряється ціла «гірлянда» індикаторів. І, поки новачок в шоці буде чесати голову: «так що ж це таке?», Грамотний діагност насамперед поставить нормальний акумулятор.
Чисто електричні проблеми - це обриви проводів шини, їх замикання на «масу» або «плюс». Принцип диференціальної передачі при обриві будь-якого з проводів або «неправильному» сигналі на ньому стає не реалізуємо. Найстрашніше замикання проводу, оскільки воно «паралізує» всю шину.
Уявіть собі просту моторну шину у вигляді дроту, на якому «сидять в ряд» кілька блоків - контролер двигуна, контролер АБС, приладова панельі діагностичний роз'єм. Обрив у роз'єму автомобілю не страшний - все блоки продовжать передавати інформацію один одному в штатному режимі, неможливою стане тільки діагностика. Якщо обірвати дріт між контролером АБС і панеллю, ми зможемо побачити сканером на шині тільки її, ні швидкість, ні обороти двигуна вона показувати не буде.
А ось при обриві між ЕБУ двигуна і АБС машина, Швидше за все, вже не заведеться: блок, не "бачачи» потрібний йому контролер (інформація про швидкість враховується при розрахунку часу уприскування і кута випередження запалювання), піде в аварійний режим.
Якщо не різати дроти, а просто постійно подати на один з них «плюс» або «масу», автомобіль «піде в нокаут», оскільки жоден з блоків не зможе передавати дані іншому. Тому золоте правилоавтоелектрика в перекладі на російську цензурний звучить як «не лізь кривими руками в шину», а ряд автовиробників забороняє підключати до CAN-шині несертифіковані додаткові пристроїстороннього виробництва (наприклад, сигналізації).
Благо підключення CAN-шини сигналізації не роз'єм в роз'єм, а врізаючись безпосередньо в шину автомобіля, дають «криворукості» установника можливість переплутати дроти місцями. Автомобіль після цього не те що відмовиться заводитися - при наявності контролера управління бортовими ланцюгами, що розподіляє харчування, навіть запалювання не факт що включиться.
Щоб докладно і гармонійно управляти системами, забезпечити якість і функціональність передачі даних, багато автомобілебудівні компанії застосовують сучасну систему, Відому як CAN-шина. Принцип її організації заслуговує докладного розгляду.
Загальна характеристика
Візуально CAN-шина виглядає як асинхронна послідовність. Її інформація передається по двох витих провідникам, радіоканалу або оптоволокну.
Управляти шиною здатні кілька пристроїв одночасно. Їх кількість не обмежена, а швидкість обміну інформацією запрограмована до 1 Мбіт / с.
CAN-шина в сучасних автомобілях регламентується специфікацією "CAN Sorcjfication version 2,0".
Він складається з двох розділів. Протокол А описує передачу інформації із застосуванням 11-бітної системи передачі даних. Частина В виконує ці функції при застосуванні 29-бітного варіанту.
CAN має вузли персональних тактових генераторів. Кожен з них посилає сигнали всім системам одночасно. Отримують пристрої, приєднані до шини, визначають, чи стосується сигнал до їх компетенції. Кожна система має апаратної фільтрацією адресованих їй послань.
Різновиди та маркування
Однією з найвідоміших на сьогоднішній день є розроблена Робертом Бошем CAN-шина. CAN BUS (під такою назвою відома система) буває послідовна, де імпульс подається за імпульсом. Вона називається Serial bus. Якщо ж інформація передається по декільком проводам, то це паралельна шина Parallel bus.
I - вузли управління;
II - комунікації системи.
Спираючись на різновиди ідентифікаторів КАН-шин, зустрічається маркування двох типів.
У разі, коли вузол підтримує 11-розрядний формат обміну інформацією і не позначає помилки на сигнали 29-бітного ідентифікатора, його маркують "CAN2,0A Active, CAN2,0B Passive".
Коли такі генератори використовують обидва типи ідентифікаторів, шина має маркування "CAN2,0B Active".
Зустрічаються вузли, що підтримують комунікації в 11-бітному форматі, а побачивши в системі 29-бітний ідентифікатор, видають повідомлення про помилку. У сучасних автомобілях подібні CAN-шини не використовуються, адже система повинна бути логічною і узгодженою.
Система ж функціонує при двох типах швидкостей передачі сигналів - 125, 250 кбіт / с. Перші призначені для допоміжних пристроїв (склопідйомники, освітлення), а другі забезпечують головне управління (коробка-автомат, двигун, ABS).
передача сигналів
Фізично провідник CAN-шини сучасного автомобіля виконаний з двох складових. Перший - чорного кольору і називається CAN-High. Другий провідник, оранжево-коричневий, іменується CAN-Low. Завдяки поданій структурі комунікацій зі схеми автомобіля видалена маса провідників. При виробництві транспортних засобів це дозволяє зменшити вагу вироби до 50 кг.
Загальна мережева навантаження складається з розрізнених опорів блоків, які входять до складу протоколу, званого КАН-шина.
Різні і швидкості передачі-отримання кожної системи. Тому забезпечується обробка різнотипних повідомлень. Відповідно до опису шини-CAN, цю функцію виконує перетворювач сигналів. Він називається міжмережевих електронним інтерфейсом.
Розташований цей прилад в конструкції керуючого блоку, але буває виконаний у вигляді відокремленого приладу.
Представлений інтерфейс застосовують також для виведення і введення сигналів діагностичного характеру. Для цього передбачено наявність уніфікованої колодки OBD. Це особливий роз'єм для діагностики системи.
Різновиди функцій шин
існують різні типипредставленого пристрою.
- КАН-шина агрегату силового. Це швидкий канал, який передає послання зі швидкістю 500 кбіт / с. Його головне завдання полягає в комунікації блоків управління, наприклад трансмісія-двигун.
- Система "Комфорт" - більш повільний канал, що передає дані зі швидкістю 100 кбіт / с. Він пов'язує всі пристрої системи "Комфорт".
- Інформаційно-командна програма шини також передає сигнали повільно (100 кбіт / с). Її основне призначення - забезпечити зв'язок між обслуговуючими системами, наприклад телефоном і навігацією.
При вивченні питання, чим є CAN-шина, може здатися, що за кількістю програм вона схожа на систему літака. Однак, щоб забезпечити якість, безпеку і комфорт при управлінні автомобілем, ніякі програми не будуть зайвими.
Перешкоди в шині
Всі керуючі блоки приєднані до CAN-шині трансиверами. Вони мають приймачі повідомлень, що представляють собою виборчі підсилювачі.
Опис шини CAN обумовлює надходження послань по провідникам High і Low в підсилювач диференційний, де він обробляється і надсилається в блок управління.
Підсилювач визначає цей вихідний сигнал як різниця напруги проводів High і Low. Такий підхід дозволяє виключити вплив зовнішніх перешкод.
Щоб зрозуміти, що собою являє КАН-шина і її пристрій, слід згадати її вигляд. Це два провідника, скручені між собою.
Так як сигнал перешкоди надходить відразу на обидва дроти, в процесі обробки значення напруги Low віднімається від напруги High.
Завдяки цьому CAN-шина вважається надійною системою.
типи повідомлень
Протоколом передбачається використання при обміні інформацією за допомогою шини CAN чотирьох типів команд.
I - CAN-шина;
II - резистор опору;
III - інтерфейс.
У процесі прийому-передачі інформації на проведення однієї операції відводиться певний час. Якщо воно вийшло, формується фрейм помилки. Error Frame також триває певну кількість часу. Несправний блок автоматично відключається від шини при накопиченні великої кількості помилок.
функціональність системи
Щоб зрозуміти, що таке CAN-шина, слід розібратися в її функціональне призначення.
Вона покликана передавати фрейми в реальному часі, які містять інформацію про значення (наприклад, зміна швидкості) або про виникнення події від одного вузла-передавача до приймачів програми.
Команда складається з 3 розділів: імені, значення події, часу спостереження за змінною величиною.
Ключове значення надається змінної показника. Якщо в повідомленні немає даних про час, тоді це повідомлення приймається системою за фактом його отримання.
Коли комп'ютер комунікаційної системи запитує показник стану параметра, він посилається в пріоритетною черговості.
Вирішення конфліктів на шині
Коли сигнали, що надходять на шину, приходять на кілька контролерів, система вибирає, в якій черговості буде оброблений кожен. Два або більше пристрої можуть почати роботу практично одночасно. Щоб при цьому не виник конфлікт, проводиться моніторинг. CAN-шина сучасного автомобіля виробляє цю операцію в процесі відправки повідомлення.
Існує градація повідомлень по пріоритетною і рецессивной градації. Інформація, що має найнижче числівник вираз поля арбітражу, виграє при настанні конфліктного становища на шині. Решта передавачі постараються відіслати свої фрейми пізніше, якщо нічого не зміниться.
В процесі передачі інформації час, вказане в ньому, не губиться навіть при наявності конфліктного становища системи.
фізичні складові
Пристрій шини складається, крім кабелю, з кількох елементів.
Мікросхеми приймача часто зустрічаються від компанії Philips, а також Siliconix, Bosch, Infineon.
Щоб зрозуміти, що таке КАН-шина, слід вивчити її компоненти. Максимальна довжинапровідника при швидкості 1 Мбіт / с досягає 40 м. Шіна- CAN (відома ще як CAN-BUS) в кінці наділена термінатором.
Для цього на кінець провідників встановлюються резистори опору по 120 Ом. Це необхідно, щоб усунути відображення повідомлення на кінці шини і переконатися, що вона отримує відповідні рівні струму.
Сам провідник в залежності від конструкції може бути екранованим або неекранованим. Кінцеве опір може відходити від класичного і перебувати в діапазоні від 108 до 132 Ом.
технологія iCAN
Розглядаючи шини транспортного засобу, слід приділити увагу програмі блокування роботи двигуна.
Для цього розроблений обмін даними за допомогою шини CAN, iCAN-модулем. Він підключається до цифрової шині і відповідає за відповідну команду.
Має невеликі габарити і приєднується до будь-якого відділення шини. При старті руху автомобіля iCAN посилає команду відповідним блокам, і мотор глухне. Перевагою цієї програми є відсутність розриву сигналу. існує інструктування електронного блоку, Після цього повідомлення відключає функціонування відповідних виконавчих елементів.
Цей тип блокування характеризується найвищою скритністю, а тому і надійністю. При цьому помилки не записуються в пам'ять ЕБУ. CAN-шина надає всю інформацію про швидкість, час руху автомобіля даного модулю.
Захист від угону
Модуль iCAN встановлюється в якому завгодно вузлі, де розташовані джгути, в місці установки шини. Через мінімальних габаритів і особливого алгоритму дій виявити блокування звичайними методами при скоєнні викрадення практично нереально.
Зовні цей модуль маскується під різні контролюючі датчики, що також унеможливлює його виявлення. При бажанні можна налаштувати роботу приладу для автоматичного захисту їм стекол автомобіля, дзеркал.
При наявності у транспортного засобу автозапуску двигуна, iCAN не завадить його роботі, так як спрацьовує при старті руху.
Ознайомившись з пристроєм і принципами обміну даними, якою наділена CAN-шина, стає зрозумілим, чому все сучасні автомобілізастосовують ці технології при розробці управління транспортним засобом.
Представлена технологія за своїм устроєм досить складна. Однак всі закладені в неї функції забезпечать максимально еффенктівное, безпечне і комфортне керування автомобілем.
Існуючі розробки допоможуть забезпечити захист транспортного засобу навіть від угону. Завдяки цьому, а також комплексу інших фунций, шина-CAN популярна і затребувана.
