Шина CAN (Controller Area Network) является последовательной системой шин связи и отличается следующими признаками:
Как правило, каждый абонент может поддерживать связь по шине со всеми другими абонентами. Обмен данными по шине регулируется по правилам доступа. Основным отличием между шиной передачи данных K-CAN (кузовная шина CAN) и шиной PT-CAN (шина CAN двигателя и трансмиссии) является:
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 (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 посылать 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.
Нарушение связи по шине CAN может иметь следующие причины:
- обрыв или КЗ проводов связи низкого уровня CAN или высокого уровня CAN
- повреждение разъемов (повреждение контактов, грязь, коррозия)
- помехи в бортовой сети (например, вызванные неисправными катушками зажигания или соединениями с массой)
- отказ всех модулей связи в отдельных блоках управления
- отказ цепей подачи питания к отдельным блокам управления (к появлению сообщений о неисправности также может привести медленно падающее напряжение аккумуляторной батареи при почти разряженной батарее, так как не все блоки управления одновременно отключаются из-за слишком низкого напряжения питания).
Измерение сопротивления, как правило, следует проводить таким образом, чтобы измеряемый объект перед измерением был приведен в обесточенное состояние. Для этого отсоединяется аккумуляторная батарея. Подождать три минуты пока разрядятся все конденсаторы в системе.
Процесс проверки измерения сопротивления:
Перейти на тестере в Систему измерений -> Мультиметр
Для исключения искажения сигнала два абонента шины CAN (с максимальным удалением по шин PT-CAN) нагружаются сопротивлением в 120 Ω каждое. Оба нагрузочных сопротивления включаются параллельно и образуют эквивалентное сопротивление 60 Ω. При отключенном напряжении питания это эквивалентное сопротивление можно измерить между проводами связи. Кроме этого можно измерить отдельные сопротивления поодиночке. (Рекомендация для измерения 60 Ω: отсоединить легко доступный блок управления от шины и затем измерить на разъеме сопротивление между проводами низкого уровня CAN и высокого уровня CAN)
Необходимое условие для измерения: подсоединена аккумуляторная батарея, и включено зажигание!
Перейти на тестере в Систему измерений -> Мультиметр
Для выяснения, исправны ли провода низкого уровня CAN и высокого уровня CAN, можно измерить напряжение провода низкого уровня CAN (или высокого уровня CAN) относительно массы.
Низкий уровень CAN относительно массы: напряжение ок. 2,4 В
Высокий уровень CAN относительно массы: напряжение ок. 2,6 В
Эти значения являются приблизительными и могут отличаться, в зависимости от нагрузки шины, на величину до 100 мВ.
Необходимое условие для измерения: подсоединена аккумуляторная батарея, и включено зажигание!
Перейти на тестере в Систему измерений -> Параметры осциллографа
Для большей ясности, работает ли шина CAN безупречно, очень полезно понаблюдать связь по шине. При этом нет необходимости анализировать отдельные биты, а нужно лишь убедиться, что шина CAN работает. Осциллографирование показывает: ”шина CAN очевидно работает без нарушений”.
Если с помощью осциллографа измеряют напряжение между проводом низкого уровня CAN и массой, то получают прямоугольный сигнал в пределах напряжения U(мин.) = 1,5 В и U(макс.) = 2,5 В.
Если с помощью осциллографа измеряют напряжение между проводом высокого уровня CAN и массой, то получают прямоугольный сигнал в пределах напряжения U(мин.) = 2,5 В и U(макс.) = 3,5 В.
Эти значения являются приблизительными и могут отличаться, в зависимости от нагрузки шины, на величину до 100 мВ.
На шине K-CAN нельзя провести отдельное измерение сопротивления, так как сопротивление изменяется в зависимости от логики включения блоков управления!
Необходимое условие для измерения: подсоединена аккумуляторная батарея, и включено зажигание!
Перейти на тестере в Систему измерений -> Мультиметр
Для выяснения, исправны ли провода низкого уровня CAN и высокого уровня CAN, можно измерить напряжение провода низкого уровня CAN (или высокого уровня CAN) относительно массы.
Низкий уровень CAN относительно массы: напряжение ок. 4,8 В
Высокий уровень CAN относительно массы: напряжение ок. 0,2 В
Эти значения являются приблизительными и могут отличаться, в зависимости от нагрузки шины, на величину до 100 мВ.
Необходимое условие для измерения: подсоединена аккумуляторная батарея, и включено зажигание!
Перейти на тестере в Систему измерений -> Параметры осциллографа
Для большей ясности, работает ли шина CAN безупречно, очень полезно понаблюдать связь по шине. При этом нет необходимости анализировать отдельные биты, а нужно лишь убедиться, что шина CAN работает. Осциллографирование показывает: ”шина CAN очевидно работает без нарушений”.
Если с помощью осциллографа измеряют напряжение между проводом низкого уровня CAN и массой, то получают прямоугольный сигнал в пределах напряжения U(мин.) = 1 В и U(макс.) = 5 В.
Если с помощью осциллографа измеряют напряжение между проводом высокого уровня CAN и массой, то получают прямоугольный сигнал в пределах напряжения U(мин.) = 0 В и U(макс.) = 4 В.
Эти значения являются приблизительными и могут отличаться, в зависимости от нагрузки шины, на величину до 100 мВ.
Если оказывается неработающей шина K-CAN или шина PT-CAN, скорее всего, можно предположить, что имеется короткое замыкание провода низкого уровня CAN или высокого уровня CAN, или неисправен блок управления. Для локализации причины неисправности имеет смысл действовать следующим образом:
Такая последовательность действий приводит к успеху только в том случае, если короткое замыкание имеет проверяемый провод от блока управления к шине CAN. Если провод шины CAN сам имеет короткое замыкание, то нужно проверять жгут проводов.
В ЗУ блоков управления - абонентов шины CAN могут быть записаны две различные неисправности шины:
Нарушение связи позволяет увидеть блоки управления - абоненты шины CAN, которые вышли из строя, т. е. не могут больше поддерживать связь. Неисправность ”Нарушение связи по CAN” может быть считана только тогда, когда неисправность в данный момент отсутствует. Если неисправность имеется в данный момент, тогда с блоком управления не может быть связи. И при этом нельзя считать информацию в ЗУ неисправностей!
Физические повреждения провода можно определить с помощью использования трансивера CAN, не восприимчивого к неисправности. В настоящее время, однако, такой трансивер есть только для шины K-CAN. Таким образом, запись в ЗУ неисправностей ”Неисправность провода CAN” могут иметь только те блоки управления, которые подсоединены к шине K-CAN! Трансивер CAN, кроме того, не может различить отдельные типы неисправностей, которые приводятся в следующем перечне. Если неисправность шины ”Неисправность провода CAN” записана в одном блоке управления, это может означать:
Обрыв провода (однопроводной режим): В каждом блоке управления имеется собственное подсоединение к шине. Это означает, что даже в случае обрыва провода имеющиеся уровни напряжения могут поддерживаться через общую сеть K-CAN. Следствием этого является то, что передающий блок управления не распознает эти неисправности и продолжает работать в двухпроводном режиме. Если, однако, блок управления передает сообщение в обход места обрыва, то принимающий блок управления распознает активность только на неповрежденном проводе шины. Принимающий блок управления распознает при этом однопроводной режим и записывает неисправность ”Неисправность провода CAN”. Если различные блоки управления принимают сообщения в обход места обрыва, то при однопроводном режиме такую запись в ЗУ неисправностей могут иметь несколько блоков управления.
Короткое замыкание: Если в системе имеется короткое замыкание, тогда все блоки управления, подсоединенные к шине CAN должны иметь запись неисправности ”Неисправность провода CAN”. Для локализации короткого замыкания действовать в соответствии с пунктом ”Не работает шина CAN”.