Шина данных CAN для системы «Комфорт»          17

Введение

Постоянно повышаемые требования к безопасности, комфорту, выбросам вредных веществ с отработанными газами, а также к топливной экономичности приводят к увеличению обмена данными между отдельными приборами управления системами автомобиля. Чтобы все же электронные и электрические кошзоненты автомобиля оставались достаточно наглядными и не занимали бы слишком много места, необходимо найти технически оптимальное решение для организации системы обменна данными.

Одним из таких решений является разработанная

на фирме Bosch шина данных CAN.

Эта разработанная специально для автомобилей

шина находит все большее применение на

продукции фирм Volkswagen и Audi.

CAN — это аббревиатура от слов Controller Area

Network, означающая, что все приборы

управления связаны в единую сеть и

осуществляют между собой обмен данными.

Шину данных CAN можно сравнить с автобусом. Как автобус перевозит большое количество пассажиров, так и шина данных CAN передает большое количество информационных данных.

В данном выпуске по программе самообразования мы хотели разъяснить Вам конструкцию и принцип действия шины данных CAN.

Содержание

Стр.

Введение                                                                       2

Шина данных CAN                                                      4

Передача данных                                                        10

Принцип действия                                                      12

Шина данных CAN для системы «Комфорт»          17

Шина данных CAN для управления двигателем,   24
трансмиссией и тормозами

Проверьте ваши знания                                             30

"Внимание! / Указание!"

 

Выпуски по программе самообразования не могут заменить руководства по ремонту!

Указания по проверке, регулировке и ремонту приведены в специальной литературе по автосервису.

Шина данных CAN

Передача данных

Какие способы передачи данных используются сегодня в автомобиле?

Первый способ

Передача данных каждого вида производится по отдельному проводу.

Второй способ

Все виды данных передаются по одним и тем же двум проводам шины CAN.

На этом рисунке иллюстративно показан первый

способ обмена данными, при котором передача

каждого вида данных производится по

отдельному проводу.

При этом необходимо иметь пять отдельных

проводов.

Прибор управления системой Motronic J220

SSP 186/04

Прибор управления автоматической трансмиссией J217

Заключение:

Для передачи каждого вида данных необходим

отдельный провод.

В результате для передачи данных каждого

нового вида требуется дополнительный провод,

число которых, а также число контактов в

штекерных соединениях соответственно

увеличивается.

Поэтому этот способ передачи имеет смысл использовать только при ограниченном обмене данными.

В противоположность первому второй способ позволяет передавать данные всех видов по двум проводам шины CAN.

При этом через оба двунаправленных провода шины данных CAN передаются данные одного и того же вида.

Более подробное описание этого способа передачи информации приведено в разделах данного выпуска по программе самообразования.

Прибор управления автоматической трансмиссией J217

Прибор управления системой Motronic J220

SSP 186/05

Заключение:

При этом способе вся информация передается через два провода, независимо от числа подключенных к ним приборов управления и других источников данных.

Поэтому использование шины данных CAN имеет смысл при обмене больших массивов данных между приборами управления.

Шина данных CAN

Шина данных CAN

является одним из средств обменна данными между приборами управления. Она объединяет эти приборы в единую систему.

Чем большую информацию получает каждый прибор управления о состоянии всей системы, тем лучше он выполняет свои функции.

Следующие приборы образуют систему управления силовыми агрегатами и тормозами автомобиля:

• прибор управления двигателем,

• прибор управления автоматической
трансмиссией,

• прибор управления АБС.

Комплексная система «Комфорт» объединяет:

• центральный прибор управления,

• приборы управления в дверях автомобиля.

Приборы управления в дверях

Прибор управления АБС

Центральный прибор управления

SSP 186/02 I Прибор управления двигателем

Преимущества шины данных

 

• Если необходимо расширить спектр данных,
достаточно изменить только программное
обеспечение.

 

• Незначительное количество ошибок благодаря
постоянному контролю информации,
передаваемой приборами управления, и
дополнительному слежению за протоколами
данных.

 

• Возможность уменьшения числа датчиков и
проводов, через которые передаются их
сигналы, в результате многократного
использования сигналов датчиков.

Прибор управления автоматической трансмиссией

• Возможность существенного сокращения
времени, затрачиваемого для передачи
сигналов датчиков.

• Выигрыш в габаритах приборов и их
штекерных соединений.

• Шина данных CAN стандартизована
практически во всех странах. Благодаря
этому возможен обмен данными между
приборами различных производителей.

6

Принцип передачи данных

Обмен данными посредством шины данных CAN производится подобно тому, как происходит телефонная конференция.

Один из участников (приборов управления) «сообщает» свои данные через сеть проводов, а другие участники «выслушивают» эти данные.

Некоторые участники признают эти данные интересными для себя и используют их в своей деятельности. А другие участники считают эти данные бесполезными для них.

 

Прибор управления 1

Прибор управления 2

 

Прибор управления 3

Прибор управления 4

 

Провода шины данных

Шина данных CAN

Функции компонентов

Контроллер CAN

получает с встроенного в прибор управления микропроцессора данные, которые он должен передать дальше. Он обрабатывает эти данные и передает их на приемопередатчик шины CAN. Также он получает данные от приемопередатчика, обрабатывает их и передает их на микропроцессор прибора управления.

Приемопередатчик шины CAN

является одновременно передатчиком (Transmit­ter) и приемником (Receiver). Он преобразует полученные с контроллера шины CAN данные в электрические сигналы и передает их через провода шины данных.

Также он принимает данные и обрабатывает их для передачи на контроллер.

Провода шины данных

являются двунаправленными и служат для передачи данных.

Символически они обозначаются как провода CAN-High и CAN-Low.

 

Концевое устройство шины данных

SSP 186/03

Прибор управления системы Motronic J220 с контроллером и приемопередатчиком CAN

Прибор управления автоматической трансмиссией J217 с контроллером и приемопередатчиком CAN

 

Провода шины данных

Концевое устройство шины данных

При использовании шины передаваемые данные не адресуются какому-либо отдельному приемнику. Данные передаются на шину и, как правило, принимаются и обрабатываются всеми участниками сетевого обмена.

Процесс передачи данных

Подготовка данных для пересылки

Прибор управления производит подготовку пересылаемых данных и направляет их на вход контроллера CAN,

Пересылка данных

Приемопередатчик CAN получает данные от контроллера CAN, преобразует их в электрические сигналы и пересылает их дальше.

 

Прием данных

Все прочие приборы управления, объединенные в сеть посредством шины CAN, являются приемниками передаваемых по сети сигналов.

Анализ данных

Приборы управления производят анализ принимаемых данных на предмет возможности их использования для выполнения функций.

Ввод данных

Если данные пригодны для их использования, осуществляется их ввод и дальнейшая обработка; в противном случае они не учитываются в работе прибора.

Передача данных

Протокол данных

Протокол содержит большое число упорядоченных бит информации. Число бит зависит от величины массива данных. На рисунке показана структура протокола данных. По обоим каналам шины передаются идентичные данные.

Поэтому далее в данном выпуске по программе самообразования для упрощения изображается только один ее провод.

Один бит является самой малой единицей информации (т. е. Состояние включено или выключено за единицу времени). В электронике эта единица информации принципиально может быть представлена значениями «О» или «1: или же выражениями «да» и «нет».

 

 

Принцип действия

Имеется выключатель света,

который может быть в двух состояниях, а именно, в состоянии «включен» или «выключен».

Состояние выключателя света «1»:

• контакты замкнуты,

• лампа горит.

Состояние выключателя света «О»:

• контакты разомкнуты,

• лампа не горит.

 

SSP 186/I7 Шина данных CAN работает подобным образом.

Приемопередатчик

может принимать два состояния одного бита.

Состояние бита при значении «1»:

• Приемопередатчик открыт и пропускает ток
с напряжением 5 В (в системе
«Комфорт»). В системе силовых агрегатов
рабочее напряжение на шине равно 2,5 В.

• Напряжение на проводах шины данных
равно при этом в системе «Комфорт»
приблизительно 5 В. (В системе силовых
агрегатов рабочее напряжение на шине
равно приблизительно 2,5 Вольта).

SSP I86/18 Состояние бита при значении «О»:

• Приемопередатчик закрыт и замыкается на
корпус.

• Напряжение на проводах шины данных
равно при этом О В.

 

 

В приведенной ниже таблице показано, каким образом можно передавать информацию при использовании двух последовательных бит.

Два бита позволяют образовать четыре варианта информации.

Каждому варианту соответствует определенная информация, которая обязательна для всех приборов

управления.

Объяснение:

Если обоим битам соответствует напряжение О В, следовательно «стеклоподъемник движется» или «температура охлаждающей жидкости равна 10°С».

 

Возможные варианты	1.бит	2. бит	Графическое отображение	Информация о состоянии стеклоподъемника	Информация о температуре охлаждающей жидкости
Первый	ОВ	ОВ		движется	10° С
Второй	ОВ	5В		неподвижен	20° С
Третий	5В	ОВ		вблизи от крайнего положения	30° С
Четвертый	5В	5В		в зоне блокировки в верхнем положении	40° С

В приведенной ниже таблице показано, как изменяется объем информации при увеличении числа бит.

 

Варианты при одном бите	Возможная информация	Варианты при двух битах	Возможная информация	Варианты при трех битах	Возможная информация
0 Вольт	10°С	0 Вольт, 0 Вольт	10°С	0 Вольт, 0 Вольт, 0 Вольт	10°С
5 Вольт	20°С	0 Вольт, 5 Вольт	20°С	0 Вольт, 0 Вольт, 5 Вольт	20°С
		5 Вольт, 0 Вольт	30 °С	0 Вольт, 5 Вольт, 0 Вольт	30°С
		5 Вольт, 5 Вольт	40°С	5 Вольт, 0 Вольт, 0 Вольт	40°С
				0 Вольт, 5 Вольт, 5 Вольт	50°С
				5 Вольт, 0 Вольт, 5 Вольт	70°С
				5 Вольт, 5 Вольт, 0 Вольт	90°С
				5 Вольт, 5 Вольт, 5 Вольт	80°С

Чем больше бит будет выстроено в ряд, тем больший объем информации можно передать. Каждый дополнительный бит позволяет удвоить объем передаваемой информации.

Принцип действия

Принцип действия

Источники помех

К источникам помех в автомобиле относятся все компоненты, работа которых сопровождается искрением или замыканием и размыканием электрических цепей.

Другая группа источников помех включает в себя, например, мобильные телефоны и радиопереговорные устройства, т. е. компоненты, генерирующие электромагнитные волны. Электромагнитные волны способны повлиять на передачу данных или исказить их.

Чтобы предотвратить влияние помех на передачу

данных, два провода шины перекручивают между

собой.

Этим же одновременно снижаются помехи от

проводов шины данных.

Для этого также на провода подаются напряжения противоположного уровня.

А именно,

если на одном проводе напряжение отсутствует, на другом оно равно 5 Вольтам, или наоборот.

При этом сумма напряжений всегда постоянна и электромагнитные поля обоих проводов компенсируют друг друга.

Провода шины данных защищены от внешних помех и сами их не производят.

 

 

Последовательность бит

Значение функции   бит 5 бит 4 битЗ бит 2 бит 1 бит Центральная Исходное состояние     0 Вольт, 0 Вольт, 0 Вольт 000 блокировка Сейфовое блокирование     0 Вольт, 0 Вольт, 0 Вольт 001 замков Общее блокирование замков     0 Вольт, 0 Вольт, 0 Вольт 010   Замок двери разблокирован     0 Вольт, 0 Вольт, 0 Вольт 011   Замок двери заблокирован     5 Вольт, 0 Вольт, 0 Вольт 100   Общее разблокирование замков     5 Вольт, 0 Вольт, 5 Вольт 101   Ошибка входного сигнала от датчика     5 Вольт, 5 Вольт, 0 Вольт 110   Ошибка в определении состояния     5 Вольт, 5 Вольт, 5 Вольт 111 Электрический Стекло движется 0 Вольт, 5 Вольт    

 

00 подъемник Стекло неподвижно 0 Вольт, 5 Вольт    

 

01   Стекло вблизи упора 5 Вольт, 0 Вольт    

 

10   Блокирование в верхнем положении 5 Вольт, 5 Вольт    

 

11

3. Bit 2. Bit 1. Bit

Пример одной из возможных последовательностей бит

 

Последовательность бит	Значение	Напряжение на проводе шины	Содержание информации
сЗ по 1	101	5 Вольт, 0 Вольт, 5 Вольт	Блокировка снята
с 5 по 4	01	5 Вольт, 0 Вольт	Верхний край стекла находится в области между верхним упором и уровнем, расположенным в 4 мм ниже уплотнения

Аварийном режиме

Эта неисправность регистрируется при переходе шины CAN на аварийный режим работы.

Причинами неисправностей могут быть:

— разрыв обеих проводов шины,

— отсутствие контакта в штекерных соединениях.

II — II

 

J217

Л 04

Узловые точки расположены как правило в жгуте проводов, т. е. Вне приборов управления.

Исключением является только прибор управления двигателем.

На расположенном ниже рисунке можно увидеть узловые точки, расположенные внутри прибора управления двигателем.

Семь частей протокола

Начальное поле

указывает на начало протокола. По каналу High шины CAN пересылается 1 бит информации в виде сигнала с напряжением 5 Вольт (в зависимости от системы), а по каналу Low шины CAN пересылается 1 бит в виде сигнала с напряжением 0 Вольт.

Поле статуса

определяет приоритет протокола данных. Например, если два прибора управления готовы передать информацию для протокола одновременно, первым осуществляет передачу данных тот из них, который имеет приоритет более высокого ранга.

Контрольное поле

содержит число передаваемых блоков информации. Это число используется получателем информации для проверки ее полноты.

Поле основных данных

служит для передачи информации прочим приборам управления.

Поле защиты

служит для обнаружения ошибок при передаче данных.

Конечное поле

завершает протокол. Оно предоставляет последнюю возможность сообщения об ошибках.

Введение

Постоянно повышаемые требования к безопасности, комфорту, выбросам вредных веществ с отработанными газами, а также к топливной экономичности приводят к увеличению обмена данными между отдельными приборами управления системами автомобиля. Чтобы все же электронные и электрические кошзоненты автомобиля оставались достаточно наглядными и не занимали бы слишком много места, необходимо найти технически оптимальное решение для организации системы обменна данными.

Одним из таких решений является разработанная

на фирме Bosch шина данных CAN.

Эта разработанная специально для автомобилей

шина находит все большее применение на

продукции фирм Volkswagen и Audi.

CAN — это аббревиатура от слов Controller Area

Network, означающая, что все приборы

управления связаны в единую сеть и

осуществляют между собой обмен данными.

Шину данных CAN можно сравнить с автобусом. Как автобус перевозит большое количество пассажиров, так и шина данных CAN передает большое количество информационных данных.

В данном выпуске по программе самообразования мы хотели разъяснить Вам конструкцию и принцип действия шины данных CAN.

Содержание

Стр.

Введение                                                                       2

Шина данных CAN                                                      4

Передача данных                                                        10

Принцип действия                                                      12

Шина данных CAN для системы «Комфорт»          17

Шина данных CAN для управления двигателем,   24
трансмиссией и тормозами