Особенности автомобильной шины передачи данных CAN

В современных автомобилях могут находиться сразу несколько таких сетей. Такие блоки управления всегда должны соответствовать высоким требованиям сети, которую разработали инженеры. Двухпроводные шины выполняются с помощью параллельной схемы подключения. Блок, который подключен к последовательной шине данных, называется «узлом». Таким блоком, подключенным к системе автомобиля, также может вполне оказаться как сканер, так и ряд переключателей, датчиков и других элементов. Ранее шины передачи данных обычно подключались к разъему диагностического узла. Шина CAN соединяет несколько основных блоков управления, таких как: модуль управления двигателем или блоками управления режимами салона, топливным насосом и т.д. Особенностью такой шины является резистор сопротивлением около 120Ом предусмотренный схемой и очень необходимый и «узел» для подключения модуля управления приводом 4WD.

Работа с электросхемами

В современных схемах, содержащих шины CAN, существуют специальные пунктирные линии, которые опоясывают компонент, узел или модуль и тем самым указывают на их подключение к шине CAN, поэтому каждому механику необходимо уметь хорошо разбираться в таких электросхемах. На некоторых схемах встречаются блоки с двумя стрелками, которые направлены в противоположных направлениях, это, как правило, дополнительная информация. Все двухпроводные шины данных CAN оснащены оконечными резисторами, так называемыми терминаторами, для поддержания необходимого напряжения в бортовой сети.

Архитектура шин

Наиболее распространены три основные топологии шин: "звезда", "кольцо" и тип соединения "смешанный". Рассмотрим более подробно каждый из них.

• Архитектура «Звезда»

В схеме «звезда» все блоки и узлы подключены к одной точке. Здесь вместо точки сращивания применяется просто замыкающая перемычка. В такой схеме все линии подсоединены к контактным перемычкам шины. Но в таких системах подключено множество различных блоков и может быть так, что один из них находится в водительской зоне, а другой – в пассажирской части. Часто удаление одной перемычки позволит «узлам» работать совершенно независимо. Также такие манипуляции позволяют точно определить место возникшей неисправности. В этой архитектуре применяются соединители в виде гребешка или стыка, которые вставляются во втулочные разъемы. Все модули подключаются к последовательной шине только одним проводом в общей точке по принципу параллельной схемы подключения. Как правило, все точки соединения такой схемы расположены рядом с разъемом для диагностики, но, как и в правилах, бывают исключения. Некоторые производители автомобилей выполняют точку соединения с помощью спайки, а другие – в виде разъемов. Для проверки наличия коротких замыканий на «+» или «массу» достаточно просто разомкнуть такой разъём и с помощью мультиметра выполнить необходимую проверку. Поэтому, понимая топологию конкретной шины, можно с лёгкостью диагностировать замыкания и ошибки связи быстрее, чем просто с использованием блок-схем. А если мастер обладает знанием симптомов замыканий и обрывов в разных системах архитектур, то это позволит выбрать наиболее быстрый и эффективный план действий по выполнению ремонта или устранению неисправности. Данная архитектура своим названием обязана компьютерной индустрии, так как сеть интернет построена таким образом, что схематически представляет собой многогранную звезду, соединяющую компьютеры и серверы с хабом Ethernet.

• Архитектура «Кольцо»

В архитектуре «Кольцо» все основные точки и модули подсоединены параллельно. Каждый из узлов имеет пару проводов подключения к шине. Это своего рода мультисистема, в которой информация по средствам узловых точек передается одними и теми же проводами. И, соответственно, любая узловая точка в результате обработки информации может включить предупреждающий индикатор на щитке приборов, например «Проверить двигатель». Каждый блок может обмениваться информацией с другими блоками. К примеру, блок управления функциями одного агрегата через другой соседний блок или же модуль направляет запрос в блок управления другого агрегата на включение или выключение силового реле. Если между какими-либо блоками вдруг возник обрыв цепи, то один из них все равно поддерживает связь с соседним блоком, но с другой стороны через другие модули. То есть в любом случае обмен данными не прерывается, что является очень важным элементом на фоне общей работоспособности системы. И только в случае двух обрывов между соседними блоками, оставшийся отрезанным от системы модуль переходит на автономный режим и просто перестаёт обменивается информацией с остальными модулями или системы.

• Архитектура соединения "смешанный"

Заводы изготовители автомобилей в своих разработках могут применять в одной системе самые различные виды топологии шин. В каждой из рассмотренных выше топологиях схем, конечно же, присутствуют свои преимущества и недостатки. Так появилась идея слияния двух схем в одну, более совершенную, с целью повышения производительности и надёжности работы схемы. В результате образовался смешанный тип соединения. В состав обоих систем входит множество узлов, точек и блоков, которые в свою очередь соединены в единую систему в виде кольца и звезды одновременно.

Если вы знакомы с данным типом архитектуры и знаете основные виды неисправностей (замыкание на массу или плюс), вам просто необходимо далее разъединить точки сцепления и проверить узловые точки. В случае если короткое замыкание исчезло, необходимо проделать обратную операцию, а именно подсоединять снятые блоки до тех пор, пока снова не появится короткое. Таким образом, вы обнаружите проблемный блок или узел. Если же после разрыва точек соединения проблема осталась не решённой, то судя по всему, она находится в агрегатах кольцевой шины. Короткое замыкание в системе кольцевой шины – это основная проблема диагностики, так как это самое уязвимое место в такой архитектуре из-за большого количества соединительных проводов. А вот что касается диагностики обрывов в такой архитектуре, то тут же всё складывается с точностью до наоборот, вычислить обрыв не составляет особых сложностей, так как узловые точки изолированы от системы и в случае обрыва продолжают работу в автономном от сети режиме, и не реагируют на её команды. Именно этим они и выделяются от остальных. Но если всё-таки короткое замыкание случилось, то в результате из строя выходит вся система, и поиск неисправностей становится довольно сложным процессом, так как необходимо поочерёдно отключать от сети каждый модуль и проводник до восстановления работоспособности. К сожалению, на такие операции уходит огромное количество времени и сил, но другого способа нет.