CAN bus nelle auto moderne. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

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L'elettronica di bordo di un'auto moderna comprende un gran numero di dispositivi esecutivi e di controllo. Questi includono tutti i tipi di sensori, controller, ecc.

Per scambiare informazioni tra loro era necessaria una rete di comunicazione affidabile.

A metà degli anni '80 del secolo scorso, BOSCH ha proposto un nuovo concetto per l'interfaccia di rete CAN (Controller Area Network).

Il bus CAN consente il collegamento di qualsiasi dispositivo in grado di ricevere e trasmettere contemporaneamente informazioni digitali (sistema duplex). L'autobus stesso è un doppino. Questa implementazione del bus ha permesso di ridurre l'influenza dei campi elettromagnetici esterni derivanti dal funzionamento del motore e di altri sistemi del veicolo. Un tale bus fornisce una velocità di trasferimento dati sufficientemente elevata.

Di norma, i cavi del bus CAN sono arancioni, a volte si distinguono per strisce di colore diverso (CAN-High - nero, CAN-Low - arancio-marrone).

Grazie all'utilizzo di questo sistema, un certo numero di conduttori è stato rilasciato dal circuito elettrico dell'auto, che prevedeva la comunicazione, ad esempio, secondo il protocollo KWP 2000, tra il controller del sistema di gestione del motore e allarmi standard, apparecchiature diagnostiche, eccetera.

La velocità di trasferimento dei dati sul bus CAN può arrivare fino a 1 Mbps, mentre la velocità di trasferimento delle informazioni tra le centraline (motore - trasmissione, ABS - sistema di sicurezza) è di 500 kbps (canale veloce), e la velocità di trasferimento delle informazioni del sistema Comfort " (centralina per airbag, centraline nelle portiere dell'auto, ecc.) del sistema di informazione e comando è a 100 kbps (canale lento).

Sulla fig. 1 mostra la topologia e la forma d'onda del bus CAN di un'autovettura.

Quando si trasmettono informazioni da una qualsiasi delle unità di controllo, i segnali vengono amplificati dal ricetrasmettitore (ricetrasmettitore) al livello richiesto.

Riso. 1. Topologia e forme d'onda del bus CAN

Ciascuna unità collegata al bus CAN ha una certa impedenza di ingresso, che si traduce in un carico totale sul bus CAN. La resistenza di carico totale dipende dal numero di centraline elettroniche e attuatori collegati al bus. Quindi, ad esempio, la resistenza delle unità di controllo collegate al bus CAN dell'unità di potenza è in media di 68 ohm e il sistema Comfort e il sistema di comando informazioni - da 2,0 a 3,5 kOhm.

Si precisa che allo spegnimento dell'alimentazione le resistenze di carico dei moduli collegati al bus CAN vengono spente.

Riso. 2. Frammento del bus CAN con distribuzione del carico nei cavi CAN High can-Low

Sulla fig. 2 mostra un frammento di bus CAN con distribuzione del carico nelle linee CAN-High, CAN-Low.

I sistemi del veicolo e le unità di controllo hanno non solo diverse resistenze di carico, ma anche velocità di trasferimento dati, tutto ciò può interferire con l'elaborazione di segnali di diverso tipo.

Per risolvere questo problema tecnico, viene utilizzato un convertitore per comunicare tra i bus.

Un tale convertitore è solitamente chiamato gateway, questo dispositivo in un'auto è spesso integrato nel design dell'unità di controllo, del quadro strumenti e può anche essere realizzato come unità separata.

Inoltre, l'interfaccia viene utilizzata per immettere ed emettere informazioni diagnostiche, la cui richiesta viene implementata tramite il filo "K" collegato all'interfaccia o uno speciale cavo diagnostico CAN bus.

In questo caso, un grande vantaggio nell'esecuzione del lavoro diagnostico è la presenza di un unico connettore diagnostico unificato (blocco OBD).

Sulla fig. 3 mostra uno schema a blocchi di un gateway.

Riso. 3. Schema a blocchi del gateway

Si noti che su alcune marche di automobili, ad esempio sulla Volkswagen Golf V, i bus CAN del sistema "Comfort" e il sistema di comando info non sono collegati da un gateway.

Nella tabella sono riportati i blocchi elettronici e gli elementi relativi ai bus CAN della centralina, al sistema Comfort e al sistema di informazione e comando. Gli elementi e i blocchi riportati in tabella possono differire nella loro composizione a seconda della marca dell'auto.

La diagnostica dei guasti del bus CAN viene eseguita utilizzando apparecchiature diagnostiche specializzate (analizzatori del bus CAN), un oscilloscopio (compresi quelli con un analizzatore bus CHN integrato) e un multimetro digitale.

Di norma, il lavoro di verifica del funzionamento del bus CAN inizia con la misurazione della resistenza tra i fili del bus. Si tenga presente che i bus CAN del sistema Comfort e del sistema di informazione e comando, a differenza del bus della centralina, sono costantemente sotto tensione, quindi per il loro controllo è opportuno scollegare uno dei terminali della batteria.

I principali malfunzionamenti del bus CAN sono principalmente legati al cortocircuito / circuito aperto delle linee (o resistori di carico su di esse), alla diminuzione del livello dei segnali sul bus e alle violazioni nella logica del suo funzionamento. In quest'ultimo caso, solo un analizzatore di bus CAN può fornire una ricerca dei difetti.

CAN bus di un'auto moderna

Pubblicazione: radioradar.net

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