Что такое CAN-шина в автомобиле

Современный автомобиль оснащен электронными блоками управления различных систем: двигателя, антиблокировочной системы тормозов, кузова и другими. По-существу, эти блоки представляют собой микрокомпьютеры.

p, blockquote 1,0,0,0,0 -->

p, blockquote 2,0,0,0,0 -->

Для того, чтобы понять что такое CAN-шина в автомобиле, представьте что в машине организована локальная сеть, к которой подключены эти микрокомпьютеры — чтобы они работали в комплексе.

p, blockquote 3,0,0,0,0 -->

p, blockquote 4,0,0,0,0 -->

Это подобно тому, как в сеть объединяются офисные компьютеры, для того чтобы сотрудники могли без проблем брать информацию друг от друга, а начальник имел возможность оперативно контролировать работу офисных сотрудников.

p, blockquote 5,0,0,0,0 -->

В качестве начальника в автомобиле выступает бортовой компьютер и система диагностики.

p, blockquote 6,0,0,0,0 -->

История разработки и унификации Controller Area Network

p, blockquote 7,0,0,0,0 -->

Компания BOSCH, производя исследования в области автоматизации в 80-х годах прошлого века, предложила стандарт микроконтроллерной связи, который можно было применять и в автомобилестроении.

p, blockquote 8,0,0,0,0 -->

Стандарт CAN применяется не только в автомобилях. В настоящее время его используют в концепции «умный дом», промышленной автоматике и т.д.

p, blockquote 9,0,0,0,0 -->

Применительно к автомобильной технике стандарт CAN (Controller Area Network) адаптирован к шине с физическим уровнем. Она организована при помощи витой пары проводников, по которым идут пакеты сигналов разной полярности.

p, blockquote 10,0,0,0,0 -->

Такой стандарт получил международную классификацию ISO 11898. Кадр (пакет) включает 11-битный информационный сигнал (либо 29-битный в расширенном режиме).

p, blockquote 11,0,1,0,0 -->

В общем, CAN-шина не обязательно может быть реализована при помощи витой пары проводников. Это может быть и оптоволокно, и радиоканал.

p, blockquote 12,0,0,0,0 --> adsp-pro-1 -->

Можно предположить, что с введением беспилотных транспортных средств CAN-шина трансформируется в мобильный интерфейс передачи информации одного, а возможно, и комплекса автомобилей.

p, blockquote 13,0,0,0,0 -->

CAN-шина автомобиля: что это такое и её принцип работы

p, blockquote 14,0,0,0,0 -->

Шина представляет собой локальную сеть, при помощи которой производится обмен информацией между блоками управления различными системами автомобиля. Таким образом, блок управления, например, двигателя автомобиля, помимо основного микроконтроллера, обслуживающего двигатель, предполагает наличие CAN-контроллера, который формирует посылки импульсов по двум шинам: CAN-высокий и CAN-низкий (Н и L).

p, blockquote 15,0,0,0,0 -->

Эти сигналы передаются по проводникам (витой паре) трансивером. Трансиверы, или приемо-передатчики, предназначены для:

усиления сигналов,
обеспечения помехозащищенности передаваемых импульсов;
регулировки скорости передачи цифрового потока;
защиты линии в случае повреждения CAN-шины.

Сейчас в автомобильной технике применяют следующие виды приемо-передатчиков — High Speed и Fault Toleran. High Speed трансмиттер обеспечивает относительно высокую скорость передачи информации – до 1 мегабит в секунду. Второй тип трансмиттера обладает меньшей скоростью передачи информации – до 120 килобит в секунду. Зато он менее чувствителен (толерантен к ошибкам) к качеству CAN-шины, допускает отклонение ее параметров.

p, blockquote 17,0,0,0,0 -->

Схема организации обмена данными

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:

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 -->

Преимущества и недостатки применения КАН-шины в автомобиле

p, blockquote 32,0,0,0,0 -->

Начать следует с того, что, если бы в 80-х годах прошлого века не был предложен стандарт CAN, его место обязательно занял другой вид взаимодействия систем автомобиля.

p, blockquote 33,0,0,1,0 -->

Можно, конечно, разместить все блоки управления системами автомобиля в едином суперблоке, в котором программно обеспечить взаимодействие разных систем. Такие попытки были у французских производителей. Однако, с увеличением функциональности и производительности значительно увеличивается вероятность отказов. Сбои, например, дворников, могут привести к отказу запуска двигателя.

p, blockquote 34,0,0,0,0 -->

Основные преимущества применения CAN-шины:

возможность проведения оперативного контроля и диагностики всех систем автомобиля;
объединение потоков информации в едином помехозащищенном канале;
универсальность, способствующая унификации процессов диагностирования;
возможность подключения охранных систем по CAN-шине (нет необходимости тянуть проводку к каждому элементу контроля).

невысокая надежность;
повреждение одного из блоков управления может привести к полной неработоспособности CAN-соединения.

Устранение неисправностей

p, blockquote 37,0,0,0,0 -->

На приборной панели автомобиля отсутствует индикаторная лампа неисправности CAN. Судить о том, что работоспособность CAN-шины нарушается, можно по косвенным показателям:

на приборной панели одновременно загорелись несколько индикаторных ламп неисправностей;
пропали показатели температуры охлаждающей жидкости, уровни топлива; .

Прежде всего, следует выполнить диагностику. Если она покажет на неисправность CAN-шины, следует приступить к устранению проблемы.

p, blockquote 39,0,0,0,0 -->

Найти проводники витой пары шины. Часто они имеют черный (высокий уровень) и оранжево-коричневый (низкий) цвета.
Проверить при включенном зажигании с помощью мультиметра напряжения на проводниках. Уровни не должны быть равны 0 или более 11 Вольт (обычно около 4,5 Вольта).
Выключить зажигание, снять клемму аккумуляторной батареи. Измерить сопротивление между проводниками. Если оно будет стремиться к нулю, значит, в шине присутствует короткое замыкание, если к бесконечности – обрыв.
Приступить к поиску обрыва или короткого замыкания.
Если есть подозрение на то, что замыкание шины происходит по причине отказа какого-либо блока управления, можно последовательно отключать блоки управления и контролировать сопротивление и работоспособность шины.

Неисправность CAN-шины относится к сложным неисправностям электрооборудования автомобиля. Если у автовладельца нет необходимых навыков ремонта электрики, то лучше воспользоваться услугами специалиста.

p, blockquote 41,0,0,0,0 -->

Видео — выскакивает ошибка КАН-Шины U1900 на Форд Фокус 2, решение проблемы:

📎📎📎📎📎📎📎📎📎📎