Причины возникновения сбоев в работе проводки автомобиля
Электрическая система автомобиля имеет основные цепи зарядки для запуска и зарядки аккумуляторной батареи, а также дополнительные: электрическое освещение, электродвигатели, датчики, магнитные замки, стереосистема и компьютер. Все цепи размыкаются и замыкаются переключателями или реле (дистанционными переключателями, управляемыми электромагнитами).
Ток в цепи течет по одному кабелю батареи через компонент, находящийся под напряжением, и попадает в батарею через металлический корпус автомобиля. Корпус подключается к клемме заземления АКБ толстым кабелем.
В отрицательной (-) системе заземления ток течет от положительной (+) клеммы к работающему компоненту. Компонент заземления кузова автомобиля, подключается к отрицательной (-) клемме аккумуляторной батареи.
На практике встречается довольно много вероятных причин выхода из строя автомобильной проводки. Вот самые частые причины выхода из них:
- Процесс старения, который приводит к хрупкости, растрескиванию и вероятному выходу из строя изоляционных материалов. При этом обнажаются провода в автомобиле, и создается риск возникновения короткого замыкания, который может привести к пожару в машине.
- Установлен провод, который не подходит по мощности и условиям эксплуатации в автомобиле, недостаточно механически устойчив к износу или истиранию, либо химически неустойчив к условиям окружающей среды.
- Механическая поломка из-за ударного воздействия или вибрации.
- Проникновение влаги в изоляцию вызывает серьезные проблемы, включая короткое замыкание и коррозию медных проводов.
- Перегрев электрических кабелей приводит к ухудшению качества изоляционного материала внешней оболочки, а также к преждевременному выходу из строя кабелей.
- Электрическая перегрузка.
- Повреждения грызунами.
Как подключиться и сделать диагностику автомобиля
Сканеры могут внедряться в протокол шины и анализировать её состояние, а также проходящую информацию. Можно использовать виртуальные устройства, эмулирующие отдельные блоки, а также создавать и передавать тестовые команды отдельным участникам сети.
Для связи используются специальные адаптеры USB-CAN, более сложные устройства и программное обеспечение.
До появления профессиональных CAN-анализаторов и тестеров пользовались скоростным запоминающим осциллографом и логическим анализатором.
Эти приборы тоже способны сохранять и предоставлять для изучения отдельные фреймы CAN, но в работе неудобны, требуют больших затрат времени.
Зачем нужна в машине CAN-шина
По мере усложнения автомобильной электроники, производители столкнулись с некоторыми проблемами, которые всё больше проявлялись с ростом рыночной конкурентоспособности новых моделей.
Далее наращивать объём оборудования простым добавлением управляющих и исполнительных устройств стало невозможно:
- количество проводов в жгутах, их масса, объёмы и расход дорогостоящей меди стали превышать разумные пределы;
- многие узлы, особенно датчики и первичные преобразователи, многократно дублировались, что необоснованно увеличивало затраты;
- сложнейшие автомобили, особенно премиального класса, стали совершенно неподъёмными в обслуживании и диагностике даже для профильных сервисов из-за отсутствия стандартизации технических решений;
- надёжность машин падала по мере роста количества заключённого в них оборудования, как по чисто объективным законам связи сложности и безотказности, так и из-за отсутствия времени на отработку многочисленных уникальных систем.
Решение должно было быть радикальным, и этот качественный скачок в развитии автомобильной электроники произошёл.
Электросхемы машин стали делать по принципам, заложенным в основах вычислительной техники и к тому времени уже достаточно устоявшимся и понятным.
Автомобиль стал представлять собой сеть из микрокомпьютеров, каждый из которых обслуживал свою систему или отдельный узел.
Например, двигатель, коробку передач, узлы трансмиссии, блок климата и даже отдельные фонари наружного освещения или стеклоподъёмники. Уже не надо было тянуть к каждому устройству медные провода в огромном количестве через весь автомобиль.
Причём до появления единой информационной шины некоторые узлы были обвешаны сразу несколькими однотипными датчиками, электронными блоками и жгутами проводки.
CAN-шина обходится единственной витой парой, то есть скрученными между собой двумя тонкими проводками, которые обходят все устройства, имея ответвления на каждое из них.
По схеме получается, что все блоки соединены параллельно через данную шину. Последовательный способ передачи информации делает это возможным, отдельных проводов данных, адресов, синхронизации и назначения приоритета не требуется.
Более того, системе не нужен единый обрабатывающий и управляющий сервер, все ресурсы распределены по микроконтроллерам.
Принцип работы и диагностика CAN-шины в автомобиле
Появление цифровых шин в автомобилях произошло позднее, чем в них начали широко внедряться электронные блоки. В то время цифровой «выход» им был нужен только для «общения» с диагностическим оборудованием – для этого хватало низкоскоростных последовательных интерфейсов наподобие ISO 9141-2 (K-Line). Однако кажущееся усложнение бортовой электроники с переходом на CAN-архитектуру стало ее упрощением.
Действительно, зачем иметь отдельный датчик скорости, если блок АБС уже имеет информацию о скорости вращения каждого колеса? Достаточно передавать эту информацию на приборную панель и в блок управления двигателем. Для систем безопасности это ещё важнее: так, контроллер подушек безопасности уже становится способен самостоятельно заглушить мотор при столкновении, послав соответствующую команду на ЭБУ двигателя, и обесточить максимум бортовых цепей, передав команду на блок управления питанием. Раньше же приходилось для безопасности применять не надежные меры вроде инерционных выключателей и пиропатронов на клемме аккумулятора (владельцы BMW с его «глюками» уже хорошо знакомы).
Однако на старых принципах реализовать полноценное «общение» блоков управления было невозможно
На порядок выросли объем данных и их важность, то есть потребовалась шина, которая не только способна работать с высокой скоростью и защищена от помех, но и обеспечивает минимальные задержки при передаче. Для движущейся на высокой скорости машины даже миллисекунды уже могут играть критичную роль
Решение, удовлетворяющее таким запросам, уже существовало в промышленности – речь идет о CAN BUS (Controller Area Network).
Схема организации обмена данными
Шина данных
p, blockquote 18,0,0,0,0 —>
Структурно схему подключения различных блоков автомобиля к CAN-шине можно изобразить в таком виде:
p, blockquote 19,0,0,0,0 —>
p, blockquote 20,0,0,0,0 —>
Для согласования всех устройств, то есть организации оптимальных условий и скорости приемо — передачи, выходные сопротивления трансмиттеров должны быть приблизительно одинаковы.
p, blockquote 21,0,0,0,0 —>
В случае отключения или повреждения каких-либо из блоков управления систем автомобиля, сопротивление шины изменяется, нарушается согласование по сопротивлению, которое приводит к значительному уменьшению скорости передачи информации по шине. Такие нарушения могут привести к полной потере связи по CAN-шине.
p, blockquote 22,1,0,0,0 —>
На некоторых автомобилях для устранения проблем с синхронизацией CAN-информации применяется отдельный модуль межсетевого интерфейса.
p, blockquote 23,0,0,0,0 —>
p, blockquote 24,0,0,0,0 —>
Каждое сообщение, передаваемое по CAN-шине, имеет собственный идентификатор, например «температура охлаждающей жидкости» и код, соответствующий ее значению, типа «98,7 градусов Цельсия». Не обязательно это будут абсолютные значения, в большинстве случаев это относительные двоичные единицы, которые далее преобразуются в сигналы управления и контроля.
p, blockquote 25,0,0,0,0 —>
p, blockquote 26,0,0,0,0 —>
Эти же данные используют средства диагностики для контроля и обработки информации об основных системах автомобиля.
p, blockquote 27,0,0,0,0 —>
Основные режимы работы CAN-шины:
p, blockquote 28,0,0,0,0 —>
- активный (зажигание включено);
- спящий (при выключенном зажигании);
- пробуждение и засыпание (при включении и выключении зажигания).
Во время спящего режима ток потребления шины минимальный. Однако при этом по шине (с меньшей частотой) передаются сигналы о состоянии открытия дверей и окон, других систем, связанных с охранными функциями автомобиля.
p, blockquote 29,0,0,0,0 —>
В большинстве современных диагностических устройств предусмотрен режим диагностирования ошибок по CAN-шине. Технически это организовано непосредственным подключением проводников к диагностическому разъему.
p, blockquote 30,0,0,0,0 —>
p, blockquote 31,0,0,0,0 —>
Что такое CAN-шина
Электронный КАН-интерфейс в авто представляет собой сеть контроллеров, использующихся для объединения всех управляющих модулей в единую систему.
Данный интерфейс представляет собой колодку, с которой можно соединять посредством проводов блоки:
- противоугонного комплекса, оборудованного функцией автозапуска либо без нее;
- системы управления мотором машины;
- антиблокировочного узла;
- системы безопасности, в частности, подушек;
- управления автоматической коробкой передач;
- контрольного щитка и т. д.
Устройство и где находится шина
Конструктивно CAN-шина представляет собой блок, выполненный в пластиковом корпусе, либо разъем для подсоединения кабелей. Цифровой интерфейс состоит из нескольких проводников, которые называются CAN. Для подключения блоков и устройств используется один кабель.
Место монтажа устройства зависит от модели транспортного средства. Обычно этот нюанс указывается в сервисном руководстве. СAN-шина устанавливается в салоне автомобиля, под контрольным щитком, иногда может располагаться в подкапотном пространстве.
Как работает?
Принцип работы автоматической системы заключается в передаче закодированных сообщений. В каждом из них имеется специальный идентификатор, являющийся уникальным. К примеру, «температура силового агрегата составляет 100 градусов» или «скорость движения машины 60 км/ч». При передаче сообщений все электронные модули будут получать соответствующую информацию, которая проверяется идентификаторами. Когда данные, передающиеся между устройствами, имеют отношение к конкретному блоку, то они обрабатываются, если нет — игнорируются.
Длина идентификатора CAN-шины может составить 11 либо 29 бит.
Каждый передатчик информации одновременно выполняет считывание данных, передающихся в интерфейс. Устройство с более низким приоритетом должно отпустить шину, поскольку доминантный уровень с высоким показателем искажает его передачу. Одновременно пакет с повышенным значением остается нетронутым. Передатчик, который потерял связь, спустя определенное время ее восстанавливает.
Интерфейс, подключенный к сигналке или модулю автоматического запуска, может функционировать в разных режимах:
- Фоновый, который называется спящим или автономным. Когда он запущен, все основные системы машины отключены. Но при этом на цифровой интерфейс поступает питание от электросети. Величина напряжения минимальная, что позволяет предотвратить разряд аккумуляторной батареи.
- Режим запуска или пробуждения. Он начинает функционировать, когда водитель вставляет ключ в замок и проворачивает его для активации зажигания. Если машина оборудована кнопкой Старт/Стоп, это происходит при ее нажатии. Выполняется активация опции стабилизации напряжения. Питание подается на контроллеры и датчики.
- Активный. При активации этого режима процедура обмена данными осуществляется между регуляторами и исполнительными устройствами. Параметр напряжения в цепи увеличивается, поскольку интерфейс может потреблять до 85 мА тока.
- Деактивация или засыпание. Когда силовой агрегат останавливается, все системы и узлы, подключенные к шине CAN, перестают функционировать. Выполняется их деактивация от электрической сети транспортного средства.
Характеристики
Технические свойства цифрового интерфейса:
- общее значение скорости передачи информации составляет около 1 Мб/с;
- при отправке данных между блоками управления различными системами этот показатель уменьшается до 500 кб/с;
- скорость передачи информации в интерфейсе типа «Комфорт» — всегда 100 кб/с.
Канал «Электротехника и электроника для программистов» рассказал о принципе отправки пакетных данных, а также о характеристиках цифровых адаптеров.
Вариант сопряжения с любой сигналкой
Ясно, что большинство проводов модуля подключают к автосигнализации, точнее, к ее сигнальным выходам и входам. Выше рассматривалось, как задействовать выходы ЦЗ либо блокировки. То есть, будем считать, что шесть клемм модуля уже задействованы. Речь идет о следующих клеммах: питание, масса, соединение с шиной (провода 2 и 11), а также 17-й и 18-й контакты разъема. О подключении других контактов рассказывается дальше.
Рекомендуем: Пропуски зажигания – разбираемся, почему троит двигатель?
Назначение входов модуля
Ниже приведена базовая схема подключения. Здесь указано назначение клемм, заданное «по умолчанию»:
CAN F5, схема монтажа
Справа перечислены выходы модуля, а слева – его входы. Концевик тормоза к входу 7 чаще всего не подключают – сигнал о нажатии педали присутствует на шине.
Рассмотрим функции всех входов:
- Шнур 9 – сервисная кнопка (когда зажигание включено), кнопка временного отключения опции «комфорт» (при выключенном зажигании);
- Если включено двухшаговое отпирание (опция 15), то с автосигнализации на вход 17 подается «второй отпирающий сигнал»;
- Провод 16 подключают к одному выходу – на нем появляется напряжение, когда задействуется световая сигнализация;
- Назначение остальных проводов (7, 8 и 18) можно понять из схемы.
Вообще же на схеме, если говорить о входах 17 и 18, указан один вариант подключения: сигнализация управляет состоянием модуля при помощи импульсов. Дело в том, что именно такой метод управления используется по умолчанию. Но поменяв значение настраиваемой опции 14, можно переключиться к другому варианту («статусное» управление). Именно о нем речь шла в пункте 2 – не путайте два разных метода!
Выходы модуля и схемы соединений
Теперь будем говорить о подключении выходов модуля. Чаще их соединяют с входами сигнализации напрямую. Но иногда нужна дополнительная коммутация, что реализуют при помощи реле:
CAN F5 и Chevrolet Captiva
Такое подключение, как показано здесь, позволит имитировать одно событие: дверь водителя всегда открывается после завершения автозапуска.
Известно, что конструкторы любой автосигнализации предусматривают два варианта монтажа: первый предназначен для машин с АКП, второй – для авто с «механикой». В первом случае сигналка контролирует педаль тормоза, во втором – ручной тормоз. Выполняя монтаж, подключайте только желто-белый, либо, наоборот, оранжево-черный шнур модуля. На большее не рассчитана сама сигнализация. Нужны подробности – откройте штатное руководство.
Диагностика CAN шины
Поскольку все современные автомобили имеют несколько конфигураций шин данных, диагносты и автоэлектрики сталкиваются все чаще с неисправностями, связанными именно с передачей данных. Как правило, симптомом может быть отсутствие коммуникации с каким-то блоком, повторяющиеся «U» коды в нескольких блоках, относящихся к одной шине. Это может сопровождаться многочисленными активными лампами неисправностей на панели приборов.
Сегодня мы будем обсуждать неисправности шины CAN. Существует несколько способов определения ее целостности и нормальной коммуникации. Удобнее всего это делать осциллографом. Но не все осциллографы настолько быстры, чтобы читать пакеты в шинах данных. Некоторые сканеры также имеют встроенную функцию проверки целостности CAN шины, например, G-scan 3:
В этой статье мы расскажем о быстром способе диагностики CAN шины с помощью мультиметра через диагностический разъём. Он занимает немного времени и в любом автосервисе всегда есть мультиметр. Итак, пошаговая инструкция:
ШАГ 1: «Проверка Низкоскоростной CAN Шины на замыкание»:
Отключаем сканер от розетки. Переводим ключ зажигания в положение 2 (ВКЛ). С помощью мультиметра измеряем напряжение (ПИН 14 на розетке и ЗЕМЛЯ). Есть ли у нас напряжение 10,0 вольт?
ШАГ 2: «Проверка Низкоскоростной CAN Шины на замыкание на землю»:
Находим ПИН 6 на розетке и второй шуп осциллографа подключаем к плюсовой клемме АКБ. Есть ли у нас 0 вольт? Если мы находим тут 0 вольт, то начинаем отключать модули по одному, пока не появится напряжение. Если оно так и не появилось, то проблема в проводке CAN шины и необходимо определить место предполагаемого замыкания и поменять витую пару.
ШАГ 3: «Проверка терминирующих сопротивлений»:
Если измеренное сопротивление выше 67 Ом, то у нас высокий сигнал цепи CAN HIGH или LOW, её разрыв или один из терминирующих резисторов внутри ЭБУ поврежден. Если у нас низкое сопротивление цепи (ниже 53,5 Ом), то перейдите к следующему шагу.
Если измеренное сопротивление ниже 53,5 Ом, то у нас замыкание цепи между CAN HIGH и LOW. Необходимо разбить шину на участки и продиагностировать их отдельно на наличие замыкания. Если после отключения одного из модулей сопротивление становится нормлаьным, значит замыкание внутри блока управления и его необходимо менять.
Другими продвинутыми методами диагностики всех видов шин данных Вы сможете овладеть на наших занятиях!
Школа Автодиагностики ИНЖЕКТОРКАР
PT‐CAN, F‐CAN
Для предотвращения отражения сигнала два абонента шины CAN (с максимальным удалением в сети PT-CAN) нагружаются сопротивлением 120 Ом. Оба нагрузочных сопротивления включаются параллельно и образуют эквивалентное сопротивление 60 Ом. При отключенном напряжении питания это эквивалентное сопротивление можно измерить между линиями передачи данных. Кроме этого, можно по отдельности измерить отдельные сопротивления.
Указания по измерению с сопротивлением 60 Ом: Отсоединить от шины легкодоступный ЭБУ. Измерить сопротивление на разъеме между проводами CAN низкого и высокого уровней.
Что такое CAN-шина и принцип ее работы
КАН-шина представляет собой сеть контроллеров. Устройство используется для объединения всех управляющих модулей автомобиля в одну рабочую сеть с общим проводом. Этот девайс состоит из одной пары кабелей, которая называется CAN. Информация, передающаяся по каналам из одного модуля на другой, отправляется в закодированном виде.
Схема подключения устройств к CAN-шине в Мерседесе
Какие функции может выполнять CAN-шина:
- подключение к автомобильной бортовой сети любых девайсов и устройств;
- упрощение алгоритма подсоединения и функционирования вспомогательных систем машины;
- блок может одновременно получать и передавать цифровые данные из разных источников;
- использование шины снижает воздействие внешних электромагнитных полей на функционирование основных и вспомогательных систем машины;
- CAN-шина позволяет ускорить процедуру передачи информации к определенным устройствам и узлам автомобиля.
Эта система работает в нескольких режимах:
- Фоновый. Все устройства отключены, но на шину подается питание. Величина напряжения слишком мала, поэтому разрядить аккумуляторную батарею шина не сможет.
- Режим запуска. Когда автолюбитель вставляет ключ в замок и проворачивает его либо жмет кнопку Старта, происходит активация устройства. Включается опция стабилизации питания, которое подается на контроллеры и датчики.
- Активный режим. В этом случае между всеми контроллерами и датчиками происходит обмен данными. При работе в активном режиме параметр потребления энергии может быть увеличен до 85 мА.
- Режим засыпания или отключения. При глушении силового агрегата контроллеры КАН перестают функционировать. При включении режима засыпания все узлы машины отключаются от бортовой сети.
Канал Виалон СУшка в своем видео рассказал о КАН-шине и что надо знать про ее эксплуатацию.
Плюсы и минусы
Какими преимуществами обладает КАН-шина:
- Простота установки устройства в автомобиль. Владельцу машины не придется тратиться на монтаж, поскольку выполнить эту задачу можно самостоятельно.
- Быстродействие устройства. Девайс позволяет быстро обмениваться информацией между системами.
- Устойчивость к воздействию помех.
- Все шины обладают многоуровневой системой контроля. Ее использование дает возможность предотвратить появление ошибок при передаче и приеме данных.
- В процессе функционирования шина автоматически разбрасывает скорость по разным каналам. Это позволяет обеспечить оптимальную работу всех систем.
- Высокая безопасность устройства, при надобности система блокирует несанкционированный доступ.
- Большой выбор устройств различных типов от разных производителей. Можно подобрать вариант, предназначенный для конкретной модели авто.
Какие недостатки характерны для устройства:
- В девайсах бывают ограничения по объему передаваемых данных. В современных автомобилях используется множество электронных девайсов. Их большое количество приводит к высокой загруженности канала передачи информации. Это становится причиной увеличения времени отклика.
- Большая часть отправляющихся по шине данных обладает конкретным назначением. На полезную информацию отводится маленькая часть трафика.
- При использовании протокола высшего уровня автовладелец может столкнуться с проблемой отсутствия стандартизации.
Элементная база для CAN
На самом нижнем уровне CAN-шины находится собственно двухпроводная линия с терминальными резисторами. Далее для повышения помехоустойчивости расположен дифференциальный приемопередатчик — трансивер. На следующем уровне — контроллер со встроенным модулем или автономный модуль CAN, подключаемый к главному контроллеру через параллельный или последовательный порт. Связь с узлами CAN, осуществляющими обмен информацией, ведется через линии портов микроконтроллеров. CAN-контроллеры осуществляют процедуру приема-передачи данных и соединяются с шиной двумя сигналами: RxD для приема с шины и TxD для передачи на шину. Реализация CAN-шины с помощью микроконтроллеров Infineon представлена на рис. 6.
Рис. 6. Реализация CAN-шины с помощью микроконтроллеров Infineon
Что такое CAN шина и принцип работы
Автомобильный электронный КАН модуль представляет собой сеть контроллеров, предназначенных для объединения всех управляющих блоков машины в одну сеть. Основная особенность заключается в том, что объединение элементов происходит с использованием одного проводника. Сам цифровой интерфейс на авто включает в себя пару кабелей, именуемых CAN. Информация, которая поступает по каналам от одного блока к другому, передается в зашифрованном виде.
Где находится устройство
Место установки CAN шины зависит от конкретной модели автомобиля, этот момент надо уточнять в сервисном руководстве к машине. Он может располагаться в моторном отсеке или в салоне, под панелью приборов. Подробно на фото показаны примеры расположения КАН интерфейсов.
Функции
Функции, выполняющиеся интерфейсом КАН:
- возможность подключать к электросети транспортного средства и настраивать любые устройства, в том числе автосигнализации;
- более упрощенный алгоритм подключения и работы дополнительного оборудования и систем, установленных в автомобиле;
- возможность одновременной передачи и получения цифровой информации и ее анализа от различных источников;
- снижение величины воздействия внешних помех на работу основных и дополнительных систем;
- более быстрое подключение функции автозапуска противоугонной системы;
- ускорение процесса передачи данных к конкретным устройствам и механизмам машины.
Режимы
Цифровая система может функционировать в нескольких режимах:
- Автономный или фоновый. При его активации все системы выключены, но на КАН интерфейс подается питание. Значение напряжения достаточно низкое, поэтому такой режим работы не позволит разрядить АКБ.
- Режим пуска. Он работает, когда водитель устанавливает ключ в замок и прокручивает его в положение зажигания либо кликает по кнопке Старт/Стоп. Производится включение функции стабилизации питания. Напряжение начинает поступать на датчики и регуляторы.
- Активный режим функционирования. При его включении обмен информации начинает происходить между всеми датчиками и регуляторами. Когда активирован активный режим, значение потребления энергии может возрасти до 85 мА.
- Режим отключения либо засыпания. При остановке мотора все датчики и системы, подключенные к интерфейсу КАН, перестают работать. Производится их отключение от электросети машины.
Характеристики
Отдельно следует сказать об основных характеристиках скорости работы интерфейса:
- общая величина скорости передачи данных с информацией составляет 1 мб/с;
- при отправке информации между микропроцессорными устройствами этот показатель составит 500 кб/с;
- скорость получения данных к автомобильной системе «Комфорт» составляет 100 кб/с.
Передача данных по Кан-шине
Сигналы с электронных приборов, параллельно соединенных в цепь Кан-шины, по двум сплетенным проводам (витой паре), поступает на полосы шины. При этом, на каждом проводе будет свое напряжение, отличное от напряжения во втором проводе.
Другие участники считывают эту информацию. Путем проставления фильтров и идентификаторов, зашифрованных в самом послании, определяется адресат сообщения.
Тот, получив наказ на какое-либо действие, спешит его выполнить.
В покое, напряжение в проводах витой пары одинаковое и составляет 2,5В. Это, так называемое, рецессивное положение. Во время начала сеанса, провода приводятся в возбуждение участником, посылающим сообщение. Напряжение на одном из проводов (CAN High) начинает возрастать, достигая 3,5В. На другом (CAN low) – убывать, до достижения отметки 1В.
Каждое звено общей цепи подключается к CAN кабелю посредством трансивера, в котором разность двух напряжений преобразуется в одно, выходное (2В). Его и получают участники процесса. Таким образом, исключается влияние на обмен информации, непостоянство напряжения электрической сети автомобиля.
Неисправности
Поскольку CAN-интерфейс завязан со многими системами автомобиля, при поломке или некорректной работе одного из узлов в нем могут появиться неполадки. Их наличие отразится на функционировании основных агрегатов.
Признаки и причины
О появлении неисправностей могут сообщить такие «симптомы»:
- на приборной панели загорелись одновременно несколько значков без причины — подушки безопасности, рулевое управление, давление в системе смазки и т. д.;
- появился световой индикатор Check Engine;
- на контрольном щитке отсутствует информация о температуре силового агрегата, уровне топлива в баке, скорости т. д.
Причины, по которым могут возникнуть неисправности в работе CAN-интерфейса:
- обрыв проводки в одной из систем или повреждение электролиний;
- короткое замыкание в работе агрегатов на батарею или землю;
- повреждение резиновых перемычек на разъеме;
- окисление контактов, в результате чего нарушается передача сигнала между системами;
- разряд АКБ автомобиля либо падение величины напряжения в электросети, что связано с неправильным функционированием генераторной установки;
- замыкание систем CAN-high либо CAN-low;
- появление неисправностей в работе катушки зажигания.
Подробнее о поломках цифрового интерфейса и тестировании с использованием компьютера рассказал канал «KV Avtoservis».
Диагностика
Чтобы определить причину появления неполадок, потребуется тестер, рекомендуется использование мультиметра.
Процесс проверки:
- Диагностика начинается с поиска проводника витой пары КАН-шины. Кабель имеет черную либо оранжево-серую изоляцию. Первый является доминантным уровнем, а второй — второстепенным.
- С помощью мультиметра производится проверка величины напряжения на контактных элементах. При выполнении задачи зажигание нужно включить. Процедура тестирования позволит выявить напряжение в диапазоне от 0 до 11 вольт. На практике это обычно 4,5 В.
- Выполняется отключение зажигания. От аккумулятора отсоединяется проводник с отрицательным контактом, предварительно гаечным ключом надо ослабить зажим.
- Выполняется измерение параметра сопротивления между проводниками. О замыкании контактов можно узнать, если эта величина стремится к нулю. Когда диагностика показала, что сопротивление бесконечно, то в электролинии имеется обрыв. Проблема может заключаться непосредственно в контакте. Требуется более детально проверить разъем и все провода.
- На практике замыкание обычно происходит из-за поломки управляющих устройств. Для поиска вышедшего из строя модуля следует поочередно отключить от питания каждый блок и выполнить проверку величины сопротивления.
Пользователь Филат Огородников рассказал о диагностике КАН-шины с использованием осциллографа.
https://youtube.com/watch?v=kVjWxMY63-4
Информация по шине CAN
Шина CAN (Controller Area Network) является последовательной системой шин связи и отличается следующими признаками:
- распространение сигнала происходит в обоих направлениях.
- Каждое сообщение принимают все абоненты шины. Каждый абонент шины сам решает, будет ли он использовать сообщение,
- Дополнительные абоненты шины добавляются простым параллельным включением.
- Шинная система образует систему с задающим устройством. Каждый абонент шины может быть задающим или исполнительным устройством, в зависимости от того, подключен ли он в качестве передатчика или приемника.
- В качестве средства передачи используется двухпроводное соединение. Обозначения проводов: низкий уровень CAN и высокий уровень CAN.
- Как правило, каждый абонент шины может поддерживать связь по шине со всеми другими абонентами шины. Обмен данными по шине регулируется по правилам доступа. Основным отличием между шиной передачи данных K-CAN (кузовная шина CAN), шиной PT-CAN (шина CAN двигателя и трансмиссии) и шиной F-CAN (шина CAN ходовой части)является:
- K-CAN: скорость передачи данных ок. 100 Кбит/с. Возможен однопроводной режим.
- PT-CAN: скорость передачи данных ок. 500 Кбит/с. Однопроводной режим не возможен.
- F-CAN: скорость передачи данных ок. 500 Кбит/с. Однопроводной режим не возможен.
Задающее устройство: задающее устройство является активным партнером по связи, от которого исходит инициатива связи. Задающее устройство имеет приоритет и управляет связью. Оно может посылать пассивному абоненту шины (исполнительному устройству) сообщения по системе шин и после запроса принимать его сообщения.
Исполнительное устройство: исполнительное устройство является пассивным участником связи. Оно получает команду получать и передавать данные.
Система с задающим устройством: в системе с задающим устройством участники связи могут в определенный момент времени брать на себя роль задающего или исполнительного устройства.
Формат сообщений
Если не учитывать процедуру повтора сообщения, принятого с ошибкой, существует два вида связи между узлами: один узел передает информацию, а другой получает, или узел A запрашивает узел B о данных и получает ответ.
Рис. 2. Кадр данных (Data Frame)
Для передачи данных служит кадр данных — Data Frame
(рис. 2), который содержит:
- идентификатор, указывающий на тип сообщения («скорость_двигателя», «температура_масла») и на приоритет доступа к шине. Поле идентификатора содержит различное количество бит в зависимости от разновидности протокола: в стандартном формате CAN V2.0A предусмотрен 11-разрядный идентификатор, а в расширенном CAN V2.0B — 29-разрядный;
- поле данных, содержащее соответствую-щее сообщение («скорость_двигателя»= 6000 об/мин, «температура_масла»=110 °C) длиной до восьми байт;
- два байта контрольной суммы — Cyclic Redundancy Check (CRC) для выявления и коррекции ошибок передачи.
Для запроса информации узел CAN использует кадр запроса данных Remote Frame (рис. 3), который содержит:
- идентификатор, определяющий тип запрашиваемой информации («скорость_ двигателя», «температура_масла») и приоритет сообщения;
- два байта контрольной суммы CRC .
Рис. 3. Кадр запроса данных Remote Frame
В этом случае за идентификатором не следуют данные и код длины данных не имеет прямого отношения к количеству байт данных. Узел, которому предложено передать информацию (датчик температуры масла), передает кадр данных, содержащий требуемую информацию. Таким образом, если узел А направляет узлу В кадр запроса с идентификатором «температура_масла», то узел В опрашивает датчик температуры и направляет узлу А кадр данных, содержащий идентификатор «температура_масла» и требуемую информацию.
Дополнительная информация, содержащаяся в кадре, позволяет определить формат и синхронизацию протокола передачи сообщения и тип посылки:
- какое сообщение послано — запрос о данных или собственно данные определяют бит удаленного запроса передачи (RTR для 11-разрядного идентификатора и SRR для 29-разрядного);
- код длины данных, сообщающий, сколько байтов данных содержит сообщение; все узлы принимают кадр данных, но те из них, которым эта информация не нужна, ее не сохраняют;
- для обеспечения синхронизации и контроля кадр содержит поля начала кадра Start of Frame, конца кадра End of Frame и подтверждения Acknowledgement Field;
- вход в режим синхронизации на шине осуществляется первым битом поля Start of Frame, далее синхронизация поддерживается фронтом при смене уровня посылаемых битов;
- используется механизм битстаффинга — вставка дополнительного бита при следующих подряд пяти нулях или единицах.
Где находится CAN-шина?
Модуль CAN в машине являет собой сеть датчиков и контроллеров, которые предназначены для объединения всех управляющих устройств в одну систему.
Эта автомобильная технология используется как колодка, с которой можно соединять следующие управляющие блоки:
- «сигналки» — к противоугонной системе может подключаться модуль автоматического запуска двигателя;
- антиблокировочной системы «АБС»;
- механизмов безопасности, в частности, подушек и их датчиков;
- системы управления силовым агрегатом автомобиля;
- приборной комбинации;
- системы круиз-контроля;
- кондиционера и отопительного узла;
- системы управления автоматической трансмиссией и т. д.
CAN-модуль — это устройство, место монтажа которого может отличаться производителем транспортного средства.
Если неизвестно, где расположен интерфейс, этот момент уточняется в сервисной документации к авто, он обычно устанавливается:
- под капотом автомобиля;
- в салоне транспортного средства;
- под контрольной комбинацией.
Назначение и функции кан-шины
Если правильно устанавливать и выполнять подсоединение проводов к интерфейсу, то можно обеспечить следующие опции:
- уменьшение параметра воздействия внешних помех на функционирование основных и дополнительных механизмов и узлов;
- возможность выполнить соединение и настраивать любые электронные приборы, в том числе охранные комплексы;
- простой принцип подключения и функционирования дополнительных электронных устройств и приборов, которые имеются в авто;
- более быстрая процедура передачи информации на определенное оборудование и механизмы авто;
- возможность отправки и получения цифровых данных одновременно, а также анализ информации;
- оперативная настройка и подключение опции дистанционного пуска ДВС.
Подробнее о назначении и общих характеристиках CAN-модуля рассказал канал «Crossover 159».
