CAN Технологии
Применяемая на автомобилях система CAN (Controller_Area_Network) позволяет установить связь между отдельными электронными блоками управления. При эксплуатации автомобиля и при диагностике его агрегатов эта система предоставляет возможность использования новых функций, которые не могут быть возложены на отдельно действующие блоки управления.
Применяемая на автомобилях система CAN позволяет объединить в локальную сеть электронные блоки управления или сложные датчики, как, например, датчик угла поворота рулевого колеса. Обозначение CAN является сокращением от выражения Controller:Area:Network (локальная сеть, связывающая блоки управления). Применение системы CAN на автомобиле дает следующие преимущества:
Обмен данными между блоками управления производится на унифицированной базе. Эту базу называют протоколом. Шина CAN служит как бы магистралью для передачи данных.
Независимо действующие системы, например, система курсовой стабилизации ESP, могут быть реализованы с меньшими затратами.
Упрощается подключение дополнительного оборудования.
Шина данных CAN является открытой системой, к которой могут быть подключены как медные провода, так и стекловолоконные проводники.
Диагностика электронных блоков управления производится посредством кабеля «К».
Диагностика некоторых компонентов оборудования салона автомобиля уже сегодня производится через шину CAN (например, это подушки безопасности и блоки управления в дверях автомобиля). В данном случае речь идет о так называемом виртуальном кабеле «К». В будущем необходимость в кабеле «К» должна отпасть.
Можно проводить одновременную диагностику нескольких блоков управления, входящих в систему.
CAN
Промышленная сеть CAN (Controller Area Network) была создана в конце 80-х годов фирмой Bosch как решение для распределенных систем, работающих в режиме реального времени. Первая реализация CAN применялась в автомобильной электронике, однако сейчас CAN находит применение практически в любых типах машин и промышленных установок, от простейших бытовых приборов до систем управления ускорителями элементарных частиц. В настоящий момент CAN-протокол стандартизован в международном стандарте ISO 11898.
Основные положения стандарта CAN.
В качестве среды передачи в CAN используется дифференциальная линия связи — витая пара, сигналы по которой передаются в дифференциальном режиме.
Для контроля доступа к среде передачи используется метод недеструктивного арбитража.
Данные передаются короткими (максимальная длина поля данных — 8 байт) пакетами, которые защищены контрольной суммой.
В CAN отсутствует явная адресация сообщений. Вместо этого каждый пакет снабжен полем арбитража (идентификатор+RTR-бит), которое задает приоритет сообщения в сети.
CAN имеет исчерпывающую схему контроля ошибок, которая гарантирует повторную передачу пакета, в случае возникновения ошибок передачи/приема сообщения.
В CAN существует способ автоматического устранения узла, являющегося источником ошибочных пакетов в сети.
CAN контроллеры.
Протокол CAN полностью реализован аппаратно — в виде микросхем- CAN контроллеров или в виде стандартного периферийного устройства в составе микросхемы- микроконтроллера. Все производители современных микроконтроллеров по крайней мере в одном из семейств имеют микроконтроллеры со встроенным периферийным одним или несколькими CAN-контроллерами. Таким образом, сегодня, СAN-контроллер является таким же стандартным периферийным устройством как контроллер SPI, I2C или UART.
Что такое CAN-шина
Для повышения надежности в CAN-шине используется принцип дифференциальной передачи данных, требующий двух проводов, CAN-High (CAN-H) высокий и CAN-Low (CAN-L) низкий уровень напряжения.
Рецессивные и доминантные биты
Для повышения надежности в CAN-шине используется принцип дифференциальной передачи данных, требующий двух проводов, CAN-High (CAN-H) высокий и CAN-Low (CAN-L) низкий уровень напряжения.
Как это исполнено физически
Физически CAN-шина – система из специального кабеля с разветвителями для подключения электронных блоков и конечных устройств-терминаторов (резисторов).
Используемый кабель
Указания по проверке
- Проверка напряжения (осциллограф): Для проверки напряжения должна быть подсоединена АКБ и включено зажигание.
- Измерение сопротивления: При измерении сопротивления необходимо, чтобы измеряемый объект перед измерением был приведен в обесточенное состояние. Для этого отсоединяется аккумуляторная батарея. Подождать 3 минуты пока разрядятся все конденсаторы в системе.
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.
Осциллографирование K-CAN, PT-CAN, F-CAN
Для большей ясности, работает ли шина CAN безупречно, необходимо 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”.
При измерении с помощью осциллографа напряжения между проводом низкого уровня CAN (или высокого CAN-High) и массой получают прямоугольный сигнал в пределах напряжения :
Низкий уровень CAN относительно массы: U мин = 1 В и U макс = 5 В
Высокий уровень CAN относительно массы: 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.
Настройки осциллографа для измерения на шине K-CAN:
| CH1: | Щуп 1, ранг 2 В/дел; соединение DC |
| CH2: | Щуп 2, ранг 2 В/дел; соединение DC |
| Время: | 50 мс/дел |
Рис. 1: Измерение K-CAN: CH1 низкий уровень CAN, CH2 высокий уровень CAN
При измерении с помощью осциллографа напряжения между проводом низкого уровня CAN (или высокого CAN-High) и массой получают прямоугольный сигнал в пределах напряжения :
Низкий уровень CAN относительно массы: U мин = 1,5 В и U макс = 2,5 В
Высокий уровень CAN относительно массы: 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.
Настройки осциллографа для измерения на шине PT-CAN (или F-CAN):
| CH1: | Щуп 1, ранг 1 В/дел; соединение DC |
| CH2: | Щуп 2, ранг 1 В/дел; соединение DC |
| Время: | 10 мс/дел |
Рисунок 2: Измерение PT-CAN: CH1 низкий уровень CAN, CH2 высокий уровень CAN
Порядок измерения сопротивления с согласующим сопротивлением K-CAN, PT-CAN и F-CAN
- Шина CAN должна находиться в обесточенном состоянии
- Не должны быть подключены другие измерительные приборы (параллельное включение измерительных приборов)
- Измерение производится между проводами низкого уровня CAN и высокого уровня CAN
- Фактические значения могут отличаться от заданных значений на несколько Ом.
На шине K-CAN нельзя провести отдельное измерение сопротивления, так как сопротивление изменяется в зависимости от логики включения ЭБУ!
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.
Указание!
Не на всех автомобилях имеется согласующее сопротивление на шине CAN Наличие встроенного согласующего сопротивления на подключенном автомобиле можно проверить по соответствующей электрической схеме.
Шина CAN не работает
Если шина передачи данных K-CAN или PT-CAN не работает, то, возможно, имеется КЗ или обрыв провода CAN высокого или низкого уровней. Или неисправен ЭБУ.
Для локализации причины неисправности рекомендуется действовать следующим образом:
- По очереди отсоединять абонентов шины CAN до тех пор, пока не будет найден блок, являющийся причиной неисправности (= ЭБУ X).
- Проверить провода к ЭБУ X на отсутствие КЗ или обрыва.
- При возможности проверить ЭБУ X.
- Такая последовательность действий приводит к успеху только в том случае, если короткое замыкание имеет проверяемый провод от ЭБУ к шине CAN. Если провод в шине CAN сам имеет короткое замыкание, то нужно проверить жгут проводов.
Оставляем за собой право на опечатки, смысловые ошибки и технические изменения.
Между проводами главной шины V и/или вспомогательных шин CAN может быть короткое замыкание, если сопротивление между контактами 6 (CANH) и 14 (CANL) разъема DLC3 составляет менее 54 Ом.
| Признак | Неисправный участок |
|---|---|
| Сопротивление между контактами 6 (CANH) и 14 (CANL) разъема DLC3 составляет менее 54 Ом. |
Короткое замыкание в главной шине CAN Короткое замыкание во вспомогательной шине CAN Щиток приборов в сборе ЭБУ рулевого управления с усилителем Главный ЭБУ кузова (бортовой ЭБУ сети мультиплексной связи) Датчик положения рулевого колеса ЭБУ системы SRS в сборе ЭБУ системы противоскольжения (блок управления рабочими цилиндрами тормозов в сборе) Блок управления системой кондиционирования в сборе ЭБУ сертификации (ЭБУ электронного ключа зажигания в сборе) ЭБУ предупреждения о недопустимой дистанции ЭБУ сетевого шлюза (для моделей с ЭБУ сетевого шлюза) Дополнительный разъем (ЭБУ буфера шины) (для моделей без ЭБУ сетевого шлюза) ЭБУ стояночного тормоза в сборе Приемник системы навигации в сборе (для моделей с приемником системы навигации) Радиоприемник с дисплеем в сборе (для моделей с радиоприемником с дисплеем) Разъем распределительного блока шины CAN № 3 Разъем распределительного блока шины CAN № 4 СХЕМА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ
ПРЕДОСТЕРЕЖЕНИЕ / ПРИМЕЧАНИЕ / УКАЗАНИЕ Перед измерением сопротивления шины CAN, выключите зажигание и оставьте автомобиль в покое на 1 минуту или более, не приводя в действие ключ, любые другие переключатели и не открывая/закрывая двери. После этого, отсоедините провод от отрицательного (-) вывода аккумуляторной батареи и перед измерением сопротивления оставьте автомобиль в покое на 1 минуту или более. После выключения зажигания следует подождать некоторое время, прежде чем отсоединять провод от отрицательного (-) вывода аккумуляторной батареи. Поэтому, прежде чем приступать к этой работе, обязательно ознакомьтесь с примечанием относительно отсоединения провода от отрицательного (-) вывода аккумуляторной батареи. Так как порядок проведения диагностики важен для получения корректных результатов, начните поиск неисправностей с раздела "Порядок поиска неисправностей", если выводятся коды DTC, связанные с системой передачей данных CAN. После ремонта выполните процедуру проверки кодов DTC и убедитесь, что коды DTC не выводятся снова. Процедура проверки кодов DTC: Включите зажигание (IG), подождите не менее 61 с и затем двигайтесь на автомобиле со скоростью не менее 20 км/час (12 миль в час) в течение не менее 10 минут. После ремонта выполните проверку шины CAN и убедитесь, что отображаются все ЭБУ и датчики, подсоединенные к системе передачи данных CAN. Перед заменой главного ЭБУ кузова (бортового ЭБУ сети мультиплексной связи), ECM или ЭБУ сертификации (ЭБУ электронного ключа зажигания в сборе) обратитесь к бюллетеню технического обслуживания. Управление выключателем зажигания, какими-либо выключателями или дверями приводит к обмену данными между ЭБУ и датчиками по шине CAN. При осуществлении обмена данными сопротивление изменяется. Если DTC регистрируется при непродолжительном движении на автомобиле даже после удаления кодов DTC, неисправность может возникать вследствие вибрации автомобиля. В подобных случаях необходимо пошевелить разъемы ЭБУ или жгутов проводов во время проверки, чтобы установить причину неисправности. ПРОВЕРЬТЕ ШИНУ CAN НА КОРОТКОЕ ЗАМЫКАНИЕ (ЩИТОК ПРИБОРОВ) Отсоедините провод от отрицательного (-) вывода аккумуляторной батареи. Отсоедините разъем G16 щитка приборов.
Вид спереди разъема со стороны жгута проводов: (к щитку приборов в сборе) Измерьте сопротивление в соответствии со значениями, приведенными в таблице ниже. |
| Номинальное сопротивление |
|---|
| Подключение диагностического прибора | Условие | Заданные условия |
|---|---|---|
| G16-23 (CANH) – G16-22 (CANL) | Провод отсоединен от отрицательного (-) вывода аккумуляторной батареи | 108-132 Ом |
| Результат |
|---|
| Результат |
| OK |
| NG |
| OK |  |
ЗАМЕНИТЕ ЩИТОК ПРИБОРОВ В СБОРЕ Нажмите здесь Click here |
| NG |
 |
ПРОВЕРЬТЕ ШИНУ CAN НА КОРОТКОЕ ЗАМЫКАНИЕ (ECM)
Подсоедините разъем G16 щитка приборов в сборе.
Отсоедините разъем A53 ECM.
Вид спереди разъема со стороны жгута проводов:
Измерьте сопротивление в соответствии со значениями, приведенными в таблице ниже.
| Номинальное сопротивление |
|---|
| Подключение диагностического прибора | Условие | Заданные условия |
|---|---|---|
| A53-13 (CANH) – A53-26 (CANL) | Провод отсоединен от отрицательного (-) вывода аккумуляторной батареи | 108-132 Ом |
| Результат |
|---|
| Результат |
| OK |
| NG |
| OK | |
ЗАМЕНИТЕ ECM Нажмите здесь Click here |
| NG |
|
ПРОВЕРЬТЕ ШИНЫ CAN НА КОРОТКОЕ ЗАМЫКАНИЕ (РАЗЪЕМ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОГО БЛОКА ШИНЫ CAN № 4)
Подсоедините разъем A53 ECM.
Отсоедините разъем G98 распределительного блока шины CAN № 4.
Вид спереди разъема со стороны жгута проводов:
(к разъему распределительного блока шины CAN № 4)
К ЭБУ сетевого шлюза
(для моделей с ЭБУ сетевого шлюза)
к дополнительному разъему (ЭБУ буфера шины)
(для моделей без ЭБУ сетевого шлюза)
Измерьте сопротивление в соответствии со значениями, приведенными в таблице ниже.
200 Ом или более*3
1 МОм или более*4
| Результат | |
|---|---|
| Результат | Следующий шаг |
| OK | А |
| NG (главная шина распределительного блока шины CAN № 3) | B |
| NG (отводная линия ЭБУ или датчика) | C |
| NG (главная шина щитка приборов) | D |
| А | |
ЗАМЕНИТЕ РАЗЪЕМ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОГО БЛОКА ШИНЫ CAN № 4 |
| C |  |
| D | |
| B |
|
ПРОВЕРЬТЕ ШИНЫ CAN НА КОРОТКОЕ ЗАМЫКАНИЕ (РАЗЪЕМ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОГО БЛОКА ШИНЫ CAN № 3)
Отсоедините разъем G97 распределительного блока шины CAN № 3.
Вид спереди разъема со стороны жгута проводов:
(к разъему распределительного блока шины CAN № 3)
К приемнику системы навигации в сборе
(для моделей с приемником системы навигации)
к радиоприемнику с дисплеем в сборе
(для моделей с радиоприемником с дисплеем)
Измерьте сопротивление в соответствии со значениями, приведенными в таблице ниже.
| Номинальное сопротивление |
|---|
| Подключение диагностического прибора | Условие | Заданные условия | Куда подсоединить |
|---|---|---|---|
| G97-1 (CANH) – G97-11 (CANL) | Провод отсоединен от отрицательного (-) вывода аккумуляторной батареи | 1 МОм или более | DLC3 |
| G97-2 (CANH) – G97-12 (CANL) | Провод отсоединен от отрицательного (-) вывода аккумуляторной батареи | 200 Ом или более | Датчик положения рулевого колеса |
| G97-3 (CANH) – G97-13 (CANL) | Провод отсоединен от отрицательного (-) вывода аккумуляторной батареи | 108 – 132 Ом | ECM |
| G97-4 (CANH) – G97-14 (CANL) | Провод отсоединен от отрицательного (-) вывода аккумуляторной батареи | 200 Ом или более | Главный ЭБУ кузова (бортовой ЭБУ сети мультиплексной связи) |
| G97-5 (CANH) – G97-15 (CANL) | Провод отсоединен от отрицательного (-) вывода аккумуляторной батареи | 200 Ом или более | ЭБУ системы SRS в сборе |
| G97-6 (CANH) – G97-16 (CANL) | Провод отсоединен от отрицательного (-) вывода аккумуляторной батареи | 200 Ом или более | ЭБУ стояночного тормоза в сборе |
| G97-7 (CANH) – G97-17 (CANL) | Провод отсоединен от отрицательного (-) вывода аккумуляторной батареи | 200 Ом или более | ЭБУ системы противоскольжения (блок управления рабочими цилиндрами тормозов в сборе) |
| G97-8 (CANH) – G97-18 (CANL) | Провод отсоединен от отрицательного (-) вывода аккумуляторной батареи | 1 МОм или более | Разъем распределительного блока шины CAN № 4 |
| G97-9 (CANH) – G97-19 (CANL) | Провод отсоединен от отрицательного (-) вывода аккумуляторной батареи | 200 Ом или более | Приемник системы навигации в сборе*1 |
| G97-9 (CANH) – G97-19 (CANL) | Провод отсоединен от отрицательного (-) вывода аккумуляторной батареи | 200 Ом или более | Радиоприемник с дисплеем в сборе*2 |
| G97-10 (CANH) – G97-20 (CANL) | Провод отсоединен от отрицательного (-) вывода аккумуляторной батареи | 200 Ом или более | ЭБУ рулевого управления с усилителем |
| Результат | |
|---|---|
| Результат | Следующий шаг |
| OK | А |
| NG (главная шина распределительного блока шины CAN № 4) | B |
| NG (отводная линия ЭБУ или датчика) | C |
| NG (вспомогательная шина DLC3) | D |
| NG (главная шина ECM) | E |
| А | |
ЗАМЕНИТЕ РАЗЪЕМ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОГО БЛОКА ШИНЫ CAN № 3 |
| B | |
| D | |
| E | |
| C |
|
ПРОВЕРЬТЕ ШИНУ CAN НА КОРОТКОЕ ЗАМЫКАНИЕ (ЭБУ, ДАТЧИК)
Подсоедините все жгуты проводов.
Отсоедините разъем, содержащий контакты CANH и CANL, от ЭБУ (или датчика), к которому подсоединена замкнутая накоротко вспомогательная шина.
| *1 | DLC3 |
Измерьте сопротивление в соответствии со значениями, приведенными в таблице ниже.
| Номинальное сопротивление |
|---|
| Подключение диагностического прибора | Условие | Заданные условия |
|---|---|---|
| G9-6 (CANH) – G9-14 (CANL) | Провод отсоединен от отрицательного (-) вывода аккумуляторной батареи | 54 – 69 Ом |
Если при отсоединении разъема от ЭБУ (или датчика) сопротивление стало нормальным (54–69 Ом), возможно короткое замыкание в ЭБУ (или датчике).
| Результат |
|---|
| Результат |
|---|
| OK |
| NG |
| OK | |
ЗАМЕНИТЕ СООТВЕТСТВУЮЩИЙ ЭБУ ИЛИ ДАТЧИК |
| NG | |
