Научная статья на тему 'Автомобильная шина can-подходы и реализация'

Автомобильная шина can-подходы и реализация Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
487
76
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
CAN ШИНА / АВТОМОБИЛЬНАЯ ЭЛЕКТРОНИКА / BOSCH / ABS / CAN-HIGH / CAN-LOW

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Юнусова Лилия Рафиковна, Магсумова Алия Рафиковна

В статье рассматривается и анализируется работа с бортовой системой автомобиля, в особенности понятие шины CAN и цели и возможности её использования на автомобилях. Затронуты темы скорости передачи данных по шине CAN, и вообще образно представляя, шина CAN это нервная система вашего автомобиля. По ней передаётся вся информация о состоянии блоков и систем, а также управляющие команды, которые во многом определяют поведение автомобиля. Стоит отметить, что в России интерес к CAN за последние годы сильно возрос.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Юнусова Лилия Рафиковна, Магсумова Алия Рафиковна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Автомобильная шина can-подходы и реализация»

ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

АВТОМОБИЛЬНАЯ ШИНА CAN-ПОДХОДЫ И РЕАЛИЗАЦИЯ

1 2 Юнусова Л.Р. , Магсумова А.Р.

1Юнусова Лилия Рафиковна - магистрант; 2Магсумова Алия Рафиковна - магистрант, направление: информатика и вычислительная техника, магистерская программа: технология разработки программного обеспечения кафедра информационных систем, отделение информационных технологий и энергетических систем Высшая инженерная школа Набережночелнинский институт Казанский федеральный университет, г. Набережные Челны

Аннотация: в статье рассматривается и анализируется работа с бортовой системой автомобиля, в особенности понятие шины CAN и цели и возможности её использования на автомобилях. Затронуты темы скорости передачи данных по шине CAN, и вообще образно представляя, шина CAN это нервная система вашего автомобиля. По ней передаётся вся информация о состоянии блоков и систем, а также управляющие команды, которые во многом определяют поведение автомобиля. Стоит отметить, что в России интерес к CAN за последние годы сильно возрос.

Ключевые слова: CAN шина, автомобильная электроника, BOSCH, Abs, CAN-High, CAN-Low.

Бортовая электроника современного автомобиля в своем составе имеет большое количество исполнительных и управляющих устройств. К ним относятся всевозможные датчики, контроллеры и т.д.

Для обмена информацией между ними требовалась надежная коммуникационная сеть.

В середине 80-х годов прошлого столетия компанией BOSCH была предложена новая концепция сетевого интерфейса CAN (Controller Area Network).

CAN-шина обеспечивает подключение любых устройств, которые могут одновременно принимать и передавать цифровую информацию (дуплексная система). Собственно, шина представляет собой витую пару. Данная реализация шины позволила снизить влияние внешних электромагнитных полей, возникающих при работе двигателя и других систем автомобиля. По такой шине обеспечивается достаточно высокая скорость передачи данных.

Как правило, провода CAN-шины оранжевого цвета, иногда они отличаются различными цветными полосами (CAN-High - черная, CAN-Low -оранжевокоричневая).

Благодаря применению данной системы из состава электрической схемы автомобиля высвободилось определенное количество проводников, которые обеспечивали связь, например, по протоколу KWP 2000 между контроллером ЭСУД и штатной сигнализацией, диагностическим оборудованием и т.д.

Скорость передачи данных по CAN-шине может достигать до 1 Мбит/с, при этом скорость передачи информации между блоками управления (двигатель - трансмиссия, ABS - система безопасности) составляет 500 кбит/с (быстрый канал), а скорость передачи информации системы "Комфорт" (блок управления подушками безопасности, блоками управления в дверях автомобиля и т.д.), информационно -командной системы составляет 100 кбит/с (медленный канал).

На рис. 1 показана топология и форма сигналов CAN-шины легкового автомобиля.

17

Рис. 1. Топология и формы сигналов CAN-шины

При передаче информации какого-либо из блоков управления сигналы усиливаются приемо-передатчиком (трансивером) до необходимого уровня.

Каждый подключенный к CAN-шине блок имеет определенное входное сопротивление, в результате образуется общая нагрузка шины CAN. Общее сопротивление нагрузки зависит от числа подключенных к шине электронных блоков управления и исполнительных механизмов. Так, например, сопротивление блоков управления, подключенных к CAN-шине силового агрегата, в среднем составляет 68Ом, а системы "Комфорт" и информационно-командной системы - от 2,0 до 3,5 кОм.

Следует учесть, что при выключении питания происходит отключение нагрузочных сопротивлений модулей, подключенных к CAN-шине.

На рис. 2 показан фрагмент CAN-шины с распределением нагрузки в линиях CAN-High, CAN-Low.

Рис. 2. Фрагмент CAN-шины с распределением нагрузки в проводах CAN-High, СЛЫ-Ьам

Системы и блоки управления автомобиля имеют не только различные нагрузочные сопротивления, но и скорости передачи данных, все это может препятствовать обработке разнотипных сигналов. Для решения данной технической проблемы используется преобразователь для связи между шинами.

Такой преобразователь принято называть межсетевым интерфейсом, это устройство в автомобиле чаще всего встроено в конструкцию блока управления, комбинацию приборов, а также может быть выполнено в виде отдельного блока.

Также интерфейс используется для ввода и вывода диагностической информации, запрос которой реализуется по проводу "К", подключенному к интерфейсу или к специальному диагностическому кабелю CAN-шины[1,45].

В данном случае большим плюсом в проведении диагностических работ является наличие единого унифицированного диагностического разъема (колодка OBD).

На рис. 3 показана блок-схема межсетевого интерфейса.

CAN-шина силового агрегата — 500 кбит/с ♦ »

Межсетевой интерфейс CAN-шины

♦ 1Е

CAN-шина системы "Комфорт" и информационно-командной системы — 100 кбит/с

Рис. 3. Блок-схема межсетевого интерфейса

Следует учесть, что на некоторых марках автомобилей, например, на Volkswagen Golf V, CAN-шина системы "Комфорт" и информационно-командная система не соединены межсетевым интерфейсом.

В таблице представлены электронные блоки и элементы, относящиеся к CAN -шинам силового агрегата, системы "Комфорт" и информационно-командной системы. Приведенные в таблице элементы и блоки по своему составу могут отличаться в зависимости от марки автомобиля.

Таблица 1. CAN-шины современного автомобиля

CAN-шина силового агрегата Электронный блок управления двигателя Электронный блок управления КПП Блок управления подушками безопасности Электронный блок управления АБС Блок управления электроусилителя руля Блок управления ТНВД Центральный монтажный блок Электронный замок зажигания Датчик угла поворота рулевого колеса

CAN-шина системы "Комфорт" Комбинация приборов Электронные блоки дверей Электронный блок контроля парковочной системы Блок управления системы "Комфорт" Блок управления стеклоочистителей Контроль давления в шинах

CAN-шина информационно-командной системы Комбинация приборов Система звуковоспроизведения Информационная система Навигационная система

Диагностика неисправностей CAN-шины производится с помощью специализированной диагностической аппаратуры (анализаторы CAN-шины)

осциллографа (в том числе, со встроенным анализатором шины CHN) и цифрового мультиметра[2,105].

Как правило, работы по проверке работы CAN-шины начинают с измерения сопротивления между проводами шины. Необходимо иметь в виду, что CAN-шины системы "Комфорт" и информационно-командной системы, в отличие от шины силового агрегата, постоянно находятся под напряжением, поэтому для их проверки следует отключить одну из клемм аккумуляторной батареи.

Основные неисправности CAN-шины в основном связаны с замыканием/обрывом линий (или нагрузочных резисторов на них), снижением уровня сигналов на шине, нарушениями в логике ее работы. В последнем случае поиск дефекта может обеспечить только анализатор CAN-шины.

Список литературы

1. Третьяков С.А. CAN на пороге нового столетия // Мир компьютерной автоматизации. 1999. №2 (32). С.45-53.

2. Robert Bosch GmbH «CAN Specification Version 2.0», 1991. (42). С.100-110.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.