Het CAN (Controller Area Network) bussysteem is een lineair bussysteem en kenmerkt zich door de volgende bijzonderheden:
In principe kan elke deelnemer via de bus met alle afgesloten deelnemers communiceren. De gegevensuitwisseling op de bus wordt via een toegangsprocedure geregeld. Het hoofdverschil tussen de gegevensbus K-CAN (carrosserie-CAN) en de PT-CAN (Powertrain-CAN) is:
Master: de master is de actieve communicatiepartner die het initiatief voor de communicatie neemt. De master is de baas over de bus en stuurt de communicatie. Hij kan de passieve deelnemers (slaves) in het busnetwerk berichten toesturen en op aanvraag berichten van hen ontvangen.
Slave: de slave is een passieve communicatiedeelnemer. Hem wordt gevraagd gegevens te ontvangen en te versturen.
Multimaster-systeem: in een multimaster-systeem kunnen alle communicatiedeelnemers op een bepaald moment de rol van master of slave overnemen.
Het uitvallen van de communicatie via de CAN-bus kan de volgende oorzaken hebben:
- onderbrekingen in de bedrading resp. kortsluitingen van de communicatiedraden CAN Low resp. CAN High
- defecte stekkerverbindingen (contactbeschadiging, vuil, corrosie)
- stoorspanningen op het boordnet (bijv. veroorzaakt door defecte bobines of massa-aansluitingen)
- uitvallen van de communicatiemodules in de afzonderlijke regeleenheden.
- uitvallen van de spanningsvoorziening van individuele regeleenheden (ook kan een langzaam dalende accuspanning bij bijna lege accu tot storingscodes leiden, omdat niet alle regeleenheden tegelijkertijd wegens te lage spanning worden uitgeschakeld).
Een weerstandsmeting moet in de regel zo worden uitgevoerd dat de te testen eenheid vóór de meting stroomloos geschakeld wordt. Hiertoe wordt de auto-accu losgekoppeld. Ongeveer drie minuten wachten totdat alle condensatoren in het systeem ontladen zijn.
Testverloop voor weerstandsmeting:
Op de tester wisselen naar Meettechniek -> Multimeter
Ter vermijding van signaalreflecties worden bij twee CAN-busdeelnemers (met de grootste afstand in het PT-CAN-netwerk) 120 Ω afsluitweerstanden aangebracht. De beide afsluitweerstanden zijn parallel geschakeld en vormen een vervangingsweerstand van 60 Ω. Bij uitgeschakelde voedingsspanning kan deze vervangingsweerstand tussen de communicatiedraden worden gemeten. Bovendien kunnen de afzonderlijke weerstanden apart van elkaar worden gemeten. (Tip voor de 60 Ω-meting: een gemakkelijk bereikbare regeleenheid van de bus loskoppelen en dan op de steker de weerstand tussen de draden CAN Low en CAN High meten)
Voorwaarde voor de meting: Accu aangesloten en contact aan!
Op de tester wisselen naar Meettechniek -> Multimeter
Om vast te stellen of de draad CAN Low of CAN High defect is, kan de spanning tussen CAN Low (resp. CAN High) tegen massa worden gemeten.
CAN Low tegen massa: spanning ongeveer 2,4 V
CAN High tegen massa: spanning ongeveer 2,6 V
Deze waarden zijn bij benadering en kunnen, afhankelijk van de busbelasting, enkele 100 mV afwijken.
Voorwaarde voor de meting: Accu aangesloten en contact aan!
Op de tester wisselen naar Meettechniek -> Oscilloscoopinstelling
Om duidelijkheid te krijgen over het feit of de CAN-bus goed werkt, is het erg nuttig de communicatie op de bus in de gaten te houden. Hierbij is het niet van belang de afzonderlijke bits te analyseren maar alleen maar te kijken of de CAN-bus wel werkt. Uit de oscilloscoopmeting blijkt het volgende: ”de CAN-bus werkt waarschijnlijk zonder storing”.
Als met de oscilloscoop de spanning tussen de draad CAN Low en massa gemeten wordt, krijgt men een blokvormig signaal tussen de spanningsgrenzen U(minimaal) =1,5 V en U(maximaal) = 2,5 V.
Als met de oscilloscoop de spanning tussen de draad CAN High en massa gemeten wordt, krijgt men een blokvormig signaal tussen de spanningsgrenzen U(minimaal) =2,5 V en U(maximaal) = 3,5 V.
Deze waarden zijn bij benadering en kunnen, afhankelijk van de busbelasting, enkele 100 mV afwijken.
Op de gegevensbus K-CAN kan geen gedefinieerde weerstandsmeting worden uitgevoerd, omdat de weerstand afhankelijk van de interne schakellogica van de regeleenheden varieert!
Voorwaarde voor de meting: Accu aangesloten en contact aan!
Op de tester wisselen naar Meettechniek -> Multimeter
Om vast te stellen of de draad CAN Low of CAN High defect is, kan de spanning tussen CAN Low (resp. CAN High) tegen massa worden gemeten.
CAN Low tegen massa: spanning ongeveer 4,8 V
CAN High tegen massa: spanning ongeveer 0,2 V
Deze waarden zijn bij benadering en kunnen, afhankelijk van de busbelasting, enkele 100 mV afwijken.
Voorwaarde voor de meting: Accu aangesloten en contact aan!
Op de tester wisselen naar Meettechniek -> Oscilloscoopinstelling
Om duidelijkheid te krijgen over het feit of de CAN-bus goed werkt, is het erg nuttig de communicatie op de bus in de gaten te houden. Hierbij is het niet van belang de afzonderlijke bits te analyseren maar alleen maar te kijken of de CAN-bus wel werkt. Uit de oscilloscoopmeting blijkt het volgende: ”de CAN-bus werkt waarschijnlijk zonder storing”.
Als met de oscilloscoop de spanning tussen de draad CAN Low en massa gemeten wordt, krijgt men een blokvormig signaal tussen de spanningsgrenzen U(minimaal) =1 V en U(maximaal) = 5 V.
Als met de oscilloscoop de spanning tussen de draad CAN High en massa gemeten wordt, krijgt men een blokvormig signaal tussen de spanningsgrenzen U(minimaal) = 0 V en U(maximaal) = 4 V.
Deze waarden zijn bij benadering en kunnen, afhankelijk van de busbelasting, enkele 100 mV afwijken.
Als de gegevensbus K-CAN of PT-CAN geen functie vertoont, is er waarschijnlijk een kortsluiting op de draad CAN Low resp. CAN High of is een regeleenheid defect. Om de storingsoorzaak op te sporen is de volgende procedure zinvol:
Deze procedure heeft echter alleen succes als een insteekdraad van een regeleenheid naar de CAN-bus kortsluiting heeft. Als een CAN-bus-draad zelf kortsluiting heeft, dan moet de draadbundel gecontroleerd worden.
Er kunnen twee verschillende busfouten in de CAN-bus regeleenheden zijn opgeslagen:
De communicatiestoring geeft een beeld van de op de CAN-bus aangesloten regeleenheden die uitgevallen zijn, d.w.z. niet meer konden communiceren. De storing ”CAN communicatiestoring” kan alleen worden uitgelezen als de storing op dat moment niet aanwezig is. Als de storing op dat moment aanwezig is kan niet meer met de regeleenheid worden gecommuniceerd. Hierdoor kan ook geen storingsgeheugen worden uitgelezen!
Natuurkundige draadstoringen kunnen door de toepassing van storingstolerante CAN-transceivers worden herkend. Op dit moment zijn er echter alleen storingstolerante transceivers voor de gegevensbus K-CAN. Hierdoor kunnen alleen regeleenheden de storingsgeheugeninvoer ”CAN draadstoring” hebben opgeslagen, die op de gegevensbus K-CAN zijn aangesloten! De CAN-transceiver kan bovendien geen onderscheid maken tussen de afzonderlijke storingstypen, die hieronder worden vermeld. Als de busfout ”CAN draadstoring” in een regeleenheid is opgeslagen, kan dit daarom betekenen:
Draadbreuk (eendraadswerking): In elke regeleenheid is een eigen busaansluiting aanwezig. Dit betekent dat ook bij een draadbreuk de aanwezige spanningsniveaus in het gehele K-CAN netwerk aangehouden kunnen worden. Dit heeft tot gevolg dat een zendende regeleenheid deze storing niet herkent en met een dubbeldraadsverbinding blijft werken. Als een regeleenheid een bericht via de breukplaats verstuurt, dan stelt de ontvangende regeleenheid alleen een activiteit vast op de onbeschadigde busdraad. De ontvangstregeleenheid herkent daarom de eendraadswerking en slaat de storing ”CAN draadstoring” op. Als verschillende regeleenheden over de breukplaats berichten ontvangen, dan kunnen bij de eendraadswerking meerdere regeleenheden deze storing hebben opgeslagen.
Kortsluiting: als in een systeem kortsluiting aanwezig is, dan moeten alle K-CAN-regeleenheden de storing ”CAN draadstoring” hebben opgeslagen. Om de kortsluiting te lokaliseren de procedure volgens ”CAN-bus buiten werking” uitvoeren.