AutoExpert
Reklama
Reklama

Diagnozowanie samochodów – sieć CAN

Preview
Snap-on Equipment and Diagnostics
5.6.2017
Reklama
Reklama

Technika i technologia stosowana w samochodach w bardzo szybkim tempie się zmieniają, a co za tym idzie – muszą zmieniać się również narzędzia stosowane przez serwisy samochodowe. Konieczne jest również stałe poszerzanie wiedzy mechaników. W starszych samochodach większość napraw stanowiły naprawy mechaniczne, natomiast obecnie większość problemów, z jakimi spotykają się warsztaty, to usterki elektryczne czy wręcz elektroniczne.

Dawniej nie było sterowników, samochody miały gaźniki czy pompy mechaniczne. W późniejszych czasach pojawiło się sterowanie elektroniczne pracą silnika, systemem hamulcowym itd., wówczas powstała specjalizacja – elektronik samochodowy. Rozwój techniki, pojawienie się samochodów hybrydowych czy elektrycznych również wymusza zmianę podejścia do napraw samochodów.

Reklama

Nie jest to kwestia przyszłości, samochody już od lat mają sterowniki i łączącą je sieć informacyjną. Pierwszym samochodem, który był wyposażony w magistralę przesyłu danych między sterownikami, było BMW 8 z 1988 roku, natomiast pierwszym samochodem z siecią CAN był Mercedes S z 1991 roku, a więc samochody sprzed prawie 30 lat. Obecnie w samochodach jest kilkadziesiąt sterowników, które komunikują się ze sobą i korzystają z sygnałów z tych samych czujników. Aby było to możliwe i aby zmniejszyć liczbę przewodów elektrycznych, zastosowano sieć CAN, która może występować w kilku wariantach: najczęściej jest to para splecionych przewodów, natomiast może być to również pojedynczy przewód czy – w nowszych rozwiązaniach – światłowód MOST.

 

Preview
© Snap-on Equipment and Diagnostics

Sygnał sieci CAN został przedstawiony na ilustracji 1. Ponieważ jest to sygnał cyfrowy, przesyłane są tylko dwa stany: „0” oraz „1”. Na ilustracji 2 przedstawiono, jak rozróżnia to sterownik. Dzięki temu zakłócenia w postaci skoków napięcia nie wpływają na przesyłane informacje, ponieważ sterownik ECU „patrzy” na 2 V różnicy pomiędzy sygnałami. Wyjaśnione jest to na ilustracji 3.

Preview
© Snap-on Equipment and Diagnostics

Sterowniki wymagają różnej prędkości przesyłu danych, dlatego stosuje się kilka kategorii sieci o różnej częstotliwości oraz różnych priorytetach. Przykładowy schemat sieci CAN przedstawiono na ilustracji 4.

W samochodzie stosowane są sieci o różnych prędkościach przesyłu danych. Aby mogły one ze sobą współpracować, stosowane są sterowniki łączące te sieci, nazywane bramami.
Spójrzmy teraz z punktu widzenia serwisu, jakie są konsekwencje stosowania sieci, jeżeli chodzi o diagnozowanie występowania problemów:

  • błędny sygnał z jednego czujnika może spowodować nieprawidłowe działanie kilku różnych systemów,
  • kod błędu dotyczący danego podzespołu może być zapisany przez sterownik innego systemu,
  • błędy sieci mogą uniemożliwiać diagnozowanie danych systemów za pomocą testerów diagnostycznych,
  • dane systemy mogą funkcjonować pomimo uszkodzonej komunikacji poprzez sieć.

Budowa i diagnozowanie sieci

Sieć na swoich końcach jest zabezpieczona 2 opornikami o oporności po 120 omów. Zabezpieczają one przed odbijaniem się sygnałów i ich interferencją. Schemat sieci CAN i połączenia do niej poszczególnych odbiorników przedstawiony jest na ilustracji 5.

Reklama

Podstawowe sprawdzenie można wykonać, podłączając się multimetrem pod gniazdo diagnostyczne (piny odpowiadające za sieć CAN to zazwyczaj piny o numerach 6 i 14). Na wyłączonym zapłonie oporność powinna wynosić 60 Ω. Należy pamiętać, aby pomiar przeprowadzić na wyłączonym zapłonie, kiedy sterowniki nie przesyłają sygnału!

Możliwości uszkodzenia sieci CAN i ich diagnozowanie

W przypadku zwarcia sieci nie ma komunikacji, natomiast poszczególne sterowniki mogą funkcjonować poprawnie. Oporność zmierzona multimetrem będzie wynosiła 0 Ω. W przypadku przerwy w sieci (urwany przewód) poszczególne sterowniki mogą działać, natomiast w pamięci błędów zapisany będzie błąd komunikacji. Zmierzona oporność będzie wynosić 120 Ω. W przypadku przerwy między sterownikiem a siecią dany sterownik nie będzie działał, natomiast pozostałe – tak. Zmierzona oporność będzie wynosiła 60 Ω, a odczytany kod błędu wskaże na sterownik, który ma kłopoty z komunikacją.

Do sprawdzenia sygnału przesyłanego przez sieć potrzebujemy już oscyloskopu, gdyż prędkość przesyłu danych, a co za tym idzie – częstotliwość sygnału, jest bardzo wysoka:

  • CAN do 1 Mbit/s,
  • Flexray do 10 Mbit/s,
  • MOST Fibre Optic do 150 Mbit/s.

Na ilustracji 9 przedstawiono przykład nieprawidłowego przebiegu sygnału z sieci CAN – w tym przypadku linia CAN Low jest zwarta do masy.

Ponieważ poszczególne sterowniki komunikują się w sieci, powstał problem ich odpowiedniego skonfigurowania, aby prawidłowo mogły przesyłać informacje między sobą. Pojawił się również problem z podłączaniem do samochodu dodatkowych akcesoriów, np. nieoryginalnego radia, reflektorów przeciwmgielnych czy haka holowniczego. Na ilustracji 10 przedstawiono przykład przebiegu sygnału z sieci, w której nie zostały prawidłowo skonfigurowane sterowniki.

Kwestia samych przewodów

Należy zwrócić również uwagę na stan kabli magistrali CAN. Przy naprawie przewodów sieci CAN należy stosować się do następujących wytycznych:

  • skrętka może być rozprostowana maksymalnie na długości 50 mm,
  • odległość między łączeniami nie może być mniejsza niż 100 mm (ilustracja 8).
Preview
© Snap-on Equipment and Diagnostics

Jeśli te wytyczne nie zostaną spełnione, to efektem będzie przesuwanie się wzajemne sygnałów „High” i „Low”, co spowoduje trudności w komunikacji. Przesunięcie sygnałów szyny „High” i „Low” zaprezentowane jest na ilustracji 11.

Preview
© Snap-on Equipment and Diagnostics

W przypadku sieci optycznej MOST należy pamiętać o minimalnych promieniach zagięcia przewodów optycznych. Jeśli przewód zostanie załamany (promień mniejszy niż 25 mm), to jest więcej niż pewne, że do odbiornika nie dotrze sygnał optyczny, ponieważ przewód ulegnie uszkodzeniu.

Reasumując, do skutecznego diagnozowania i naprawy współczesnych samochodów nie wystarczy posiadać multimetr czy tester diagnostyczny, należy również zaopatrzyć się w oscyloskop i umieć się nim posługiwać, gdyż coraz więcej usterek jest związanych z układami elektrycznymi i elektronicznymi, błędami komunikacji czy konfiguracji sterowników. Powoli zawód mechanika odchodzi w zapomnienie, a za kilka lat samochody będą naprawiać elektronicy, czy wręcz informatycy. Niech dowodem na to będzie fakt, że już obecnie większość akcji serwisowych prowadzonych przez producentów samochodów polega nie na wymianie wadliwej części, a na wgraniu nowej wersji oprogramowania do sterownika.

Reklama

O Autorze

Tagi artykułu

Chcesz otrzymać nasze czasopismo?

Zamów prenumeratę
Reklama