CAN (컨트롤러 에어리어 네트워크) 버스 시스템은 선형 버스 시스템이고, 특징은 다음과 같다:
원칙적으로 모든 노드는 버스를 통해 모든 노드와 통신할 수 있다. 버스상의 데이터 교환은 접근방식을 통해 제어된다. 데이터 버스 K-CAN (보디-CAN)과 PT-CAN (파워트레인-CAN)의 주요 차이점은 다음과 같다:
마스터: 마스터는 통신에 대한 주도권이 시작되는 능동 통신파트너이다. 마스터는 버스를 지배하며, 통신을 제어한다. 마스터는 버스-네트워크에서 수동 노드 (슬레이브)에 메시지를 보낼 수 있고, 요구에 따라 이들 수동 노드로부터 메시지를 수신할 수 있다.
슬레이브: 슬레이브는 수동 통신노드이다. 슬레이브는 자료를 수신할 것과 전송할 것에 대한 요구를 받는다.
멀티마스터-시스템: 멀티마스터-시스템에서는 모든 통신노드가 특정한 시간에 마스터 또는 슬레이브의 역할을 담당할 수 있다.
CAN-버스상의 통신 오류 원인은 다음과 같을 수 있다:
- 통신 배선 CAN 저위 또는 CAN 고위의 단락 또는 배선 단선
- 결함이 있는 플러그 컨넥터 (접점 손상, 오염, 부식)
- 전원회로내 장애 전압 (예를 들면, 결함이 있는 점화코일 또는 접지 단자로 인해 야기되는)
- 각각의 컨트롤 유닛에서 통신 모듈의 고장
- 각각의 컨트롤 유닛의 전원 고장 (거의 방전된 배터리에서 배터리 전압이 서서히 낮아짐으로 인해 고장이 수록될 수도 있다, 너무 낮은 전원전압으로 인해 컨트롤 유닛이 모두 동시에 스위치OFF되지는 않기 때문이다)
일반적으로, 진단해야 하는 장치가 측정에 앞서 비통전으로 스위칭되도록, 저항측정을 실시해야 한다. 이를 위해 자동차 배터리 단자를 분리한다. 시스템내의 모든 콘덴서가 방전될 때까지, 약 3 분 기다린다.
저항측정의 점검순서:
테스터에서 측정시스템 -> 멀티 미터로 변경한다
신호반사를 방지하기 위해, 두 CAN-버스-노드 (PT-CAN-네트워크내에서 가장 멀리 떨어져 있는)는 각각 120 Ω으로 성단된다. 2개의 부하 저항이 병렬 접속되어 있고, 하나의 등가 저항 60 Ω을 형성한다. 전원전압 OFF시, 이러한 등가 저항은 통신 배선들 사이에서 측정될 수 있다. 그 외에도 각 저항들을 서로 별도로 측정할 수 있다. (60 Ω 측정에 대한 조언: 접근이 가능한 컨트롤 유닛을 버스에서 분리한 다음, 컨넥터에서 배선 CAN 저위와 CAN 고위 사이의 저항을 측정한다)
측정의 전제조건: 배터리 단자가 연결되었고 점화 스위치ON되었음!
테스터에서 측정시스템 -> 멀티 미터로 변경한다
배선 CAN 저위 또는 CAN 고위의 결함 여부를 확인하기 위해, 접지에 대한 CAN 저위 배선 (또는 CAN 고위) 전압을 측정할 수 있다.
접지에 대한 CAN 저위: 전압, 약 2.4 V
접지에 대한 CAN 고위: 전압, 약 2.6 V
이러한 값은 대략값으로서, 버스 부하에 따라, 수 100 mV 정도 차이가 있을 수 있다.
측정의 전제조건: 배터리 단자가 연결되었고 점화 스위치ON되었음!
테스터에서 측정시스템 -> 오실로스코프 세팅으로 변경한다
CAN-버스가 완벽하게 작동하는지의 여부를 명확하게 알기 위해서는, 버스상의 통신을 관찰하는 것이 아주 유용하다. 이때 각각의 Bit를 분석하는 것은 의미가 없으며, CAN-버스가 작동하는 것을 보는 것만이 의미가 있다. 오실로스코프 측정은 다음을 증명한다: ”CAN-버스는 예상하건대 장애없이 작동한다”.
오실로스코프를 이용하여 배선 CAN 저위와 접지 사이의 전압을 측정하게 되면, 전압한계 U (최소) = 1.5 V 와 U (최대) = 2.5 V의 구형파신호와 유사한 신호를 얻게 된다.
오실로스코프를 이용하여 배선 CAN 고위와 접지 사이의 전압을 측정하게 되면, 전압한계 U (최소) = 2.5 V 와 U (최대)= 3.5 V의 구형파신호와 유사한 신호를 얻게 된다.
이러한 값은 대략값으로서, 버스 부하에 따라, 수 100 mV 정도 차이가 있을 수 있다.
K-CAN 데이터 버스에서는 정의된 저항측정을 실시할 수 없다, 컨트롤 유닛의 내부 스위칭 논리회로에 따라 저항이 변하기 때문이다!
측정의 전제조건: 배터리 단자가 연결되었고 점화 스위치ON되었음!
테스터에서 측정시스템 -> 멀티 미터로 변경한다
배선 CAN 저위 또는 CAN 고위의 결함 여부를 확인하기 위해, 접지에 대한 CAN 저위 배선 (또는 CAN 고위) 전압을 측정할 수 있다.
접지에 대한 CAN 저위: 전압, 약 4.8 V
접지에 대한 CAN 고위: 전압, 약 0.2 V
이러한 값은 대략값으로서, 버스 부하에 따라, 수 100 mV 정도 차이가 있을 수 있다.
측정의 전제조건: 배터리 단자가 연결되었고 점화 스위치ON되었음!
테스터에서 측정시스템 -> 오실로스코프 세팅으로 변경한다
CAN-버스가 완벽하게 작동하는지의 여부를 명확하게 알기 위해서는, 버스상의 통신을 관찰하는 것이 아주 유용하다. 이때 각각의 Bit를 분석하는 것은 의미가 없으며, CAN-버스가 작동하는 것을 보는 것만이 의미가 있다. 오실로스코프 측정은 다음을 증명한다: ”CAN-버스는 예상하건대 장애없이 작동한다”.
오실로스코프를 이용하여 배선 CAN 저위와 접지 사이의 전압을 측정하게 되면, 전압한계 U (최소) = 1 V 와 U (최대) = 5 V의 구형파신호와 유사한 신호를 얻게 된다.
오실로스코프를 이용하여 배선 CAN 고위와 접지 사이의 전압을 측정하게 되면, 전압한계 U (최소) = 0 V 와 U (최대) = 4 V의 구형파신호와 유사한 신호를 얻게 된다.
이러한 값은 대략값으로서, 버스 부하에 따라, 수 100 mV 정도 차이가 있을 수 있다.
PT-CAN 또는 K-CAN 데이터 버스가 작동하지 않으면, 배선 CAN 저위 또는 CAN 고위에 단락이 발생하였거나 또는 컨트롤 유닛이 고장일 수 있다. 고장원인을 국소화하기 위해서는 다음과 같은 방법이 유용하다:
이러한 방법은 컨트롤 유닛에서 CAN-버스로 가는 스텁케이블이 단락되었을 경우에만 유용하다. CAN-버스-배선 자체가 단락되었으면, 와이어링 하니스를 점검해야 한다.
2가지 서로 다른 버스 고장이 CAN-버스 컨트롤 유닛에 수록되어 있을 수 있다:
통신 오류는 CAN-버스에서 고장이 발생한, 즉 더이상 통신할 수 없었던 컨트롤 유닛에 대해 정보를 준다. 고장이 현재 존재하지 않을 경우에만, 고장 ”CAN 통신 오류” 를 판독할 수 있다. 고장이 현재 존재하면, 컨트롤 유닛과의 통신은 더이상 불가능하다. 따라서 고장메모리도 판독할 수 없다!
내고장성 CAN 송수신기를 이용하여 물리적 라인 결함을 감지할 수 있다. 현재는 K-CAN 데이터 버스용 내고장성 송수신기만 있다. 따라서 K-CAN 데이터 버스에 연결되어 있는 이러한 컨트롤 유닛들만 고장메모리에 ”CAN 라인 결함”이 수록될 수 있다! 이외에도 CAN 송수신기는 고장이 연속해서 수록되어 있을 경우, 각 고장종류를 구분하지 못한다. 버스 고장 ”CAN 라인 결함”이 컨트롤 유닛에 수록되어 있으면, 이는 다음을 의미할 수 있다:
배선 단선 (단일 심선 모드): 모든 컨트롤 유닛은 자체 버스 터미네이션을 포함하고 있다. 이것은 배선 단선시에도 전체 K-CAN 네트워크에 걸쳐, 현재의 전압수준을 유지할 수 있음을 의미한다. 이 결과, 송신 컨트롤 유닛은 이러한 고장을 인지하지 못하고 2가닥 심선 모드로 계속 작동한다. 컨트롤 유닛이 파손위치를 거쳐 메시지를 전달하면, 수신 컨트롤 유닛은 손상되지 않은 버스 배선의 활동성만을 감지한다. 따라서 수신 컨트롤 유닛은 단일 심선 모드를 감지하고, 고장 ”CAN 라인 결함”을 수록한다. 여러 컨트롤 유닛이 파손위치를 거쳐 메시지를 수신하였으면, 단일 심선 모드에서 다수의 컨트롤 유닛들이 이러한 고장을 고장메모리에 수록하였을 수 있다.
단락: 시스템내에 단락이 존재하면, 모든 K-CAN-컨트롤 유닛에 고장 ”CAN 라인 결함”이 반드시 수록되어야 한다. 단락을 국소화하기 위해, ”CAN-버스 작동하지 않음”에 따라 과정을 실시한다.