CAN-Bus in modernen Autos. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Automobil. Elektronische Geräte

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Die Bordelektronik eines modernen Autos umfasst eine Vielzahl von Führungs- und Steuergeräten. Dazu gehören alle Arten von Sensoren, Steuerungen usw.

Für den Informationsaustausch zwischen ihnen war ein zuverlässiges Kommunikationsnetz erforderlich.

Mitte der 80er Jahre des letzten Jahrhunderts schlug BOSCH ein neues Konzept für die Netzwerkschnittstelle CAN (Controller Area Network) vor.

Der CAN-Bus ermöglicht den Anschluss beliebiger Geräte, die gleichzeitig digitale Informationen empfangen und senden können (Duplex-System). Der Bus selbst ist ein Twisted Pair. Diese Implementierung des Busses ermöglichte es, den Einfluss externer elektromagnetischer Felder zu reduzieren, die durch den Betrieb des Motors und anderer Fahrzeugsysteme entstehen. Ein solcher Bus liefert eine ausreichend hohe Datenübertragungsrate.

In der Regel sind die CAN-Bus-Leitungen orange, manchmal sind sie durch verschiedenfarbige Streifen gekennzeichnet (CAN-High - schwarz, CAN-Low - orange-braun).

Dank der Verwendung dieses Systems wurde eine bestimmte Anzahl von Leitern aus dem Stromkreis des Autos gelöst, die beispielsweise gemäß dem KWP 2000-Protokoll die Kommunikation zwischen der Steuerung des Motormanagementsystems und Standardalarmen, Diagnosegeräten, usw.

Die Datenübertragungsrate auf dem CAN-Bus kann bis zu 1 Mbps erreichen, während die Informationsübertragungsrate zwischen Steuergeräten (Motor - Getriebe, ABS - Sicherheitssystem) 500 kbps (Fast Channel) und die Informationsübertragungsrate des Komfortsystems beträgt " (Steuergerät für Airbags, Steuergeräte in den Autotüren usw.) des Informations- und Befehlssystems beträgt 100 kbps (langsamer Kanal).

Auf Abb. 1 zeigt die Topologie und Wellenform des CAN-Busses eines Personenkraftwagens.

Bei der Übertragung von Informationen von einem der Steuergeräte werden die Signale vom Transceiver (Transceiver) auf den erforderlichen Pegel verstärkt.

Reis. 1. Topologie und Wellenformen des CAN-Busses

Jedes am CAN-Bus angeschlossene Gerät hat eine bestimmte Eingangsimpedanz, wodurch sich eine Gesamtbelastung des CAN-Bus ergibt. Der Gesamtlastwiderstand ist abhängig von der Anzahl der am Bus angeschlossenen Steuergeräte und Aktoren. So beträgt beispielsweise der Widerstand von Steuergeräten, die an den CAN-Bus des Leistungsteils angeschlossen sind, durchschnittlich 68 Ohm, und das Komfortsystem und das Informations-Befehlssystem - von 2,0 bis 3,5 kOhm.

Zu beachten ist, dass beim Abschalten der Spannung die Lastwiderstände der am CAN-Bus angeschlossenen Module abgeschaltet werden.

Reis. 2. Fragment des CAN-Busses mit Lastverteilung in CAN-High-Can-Low-Leitungen

Auf Abb. 2 zeigt einen Ausschnitt von CAN-Bussen mit Lastverteilung in den Leitungen CAN-High, CAN-Low.

Fahrzeugsysteme und Steuergeräte haben nicht nur unterschiedliche Lastwiderstände, sondern auch Datenübertragungsraten, all dies kann die Verarbeitung von Signalen unterschiedlicher Art stören.

Um dieses technische Problem zu lösen, wird ein Konverter verwendet, um zwischen den Bussen zu kommunizieren.

Ein solcher Konverter wird allgemein als Gateway bezeichnet. Dieses Gerät in einem Auto ist meistens in das Design der Steuereinheit und des Kombiinstruments integriert und kann auch als separate Einheit hergestellt werden.

Außerdem dient die Schnittstelle zur Ein- und Ausgabe von Diagnoseinformationen, deren Abfrage über die an der Schnittstelle angeschlossene „K“-Leitung oder ein spezielles CAN-Bus-Diagnosekabel erfolgt.

In diesem Fall ist ein großes Plus bei der Durchführung von Diagnosearbeiten das Vorhandensein eines einzigen einheitlichen Diagnosesteckers (OBD-Block).

Auf Abb. 3 zeigt ein Blockdiagramm eines Gateways.

Reis. 3. Blockschaltbild des Gateways

Es ist zu beachten, dass bei einigen Automarken, beispielsweise beim Volkswagen Golf V, die CAN-Busse des "Comfort" -Systems und des Info-Command-Systems nicht über ein Gateway verbunden sind.

Die Tabelle zeigt die elektronischen Blöcke und Elemente, die sich auf die CAN-Busse der Leistungseinheit, des Komfortsystems und des Informations- und Befehlssystems beziehen. Die in der Tabelle gezeigten Elemente und Blöcke können sich je nach Automarke in ihrer Zusammensetzung unterscheiden.

Die Diagnose von CAN-Bus-Fehlern wird mit speziellen Diagnosegeräten (CAN-Bus-Analysatoren), einem Oszilloskop (einschließlich solcher mit eingebautem CHN-Bus-Analysator) und einem digitalen Multimeter durchgeführt.

In der Regel beginnt die Überprüfung der Funktion des CAN-Busses mit der Messung des Widerstands zwischen den Busleitungen. Es ist zu beachten, dass die CAN-Busse des Komfortsystems und des Informations- und Befehlssystems im Gegensatz zum Bus des Netzteils ständig unter Spannung stehen. Um sie zu überprüfen, sollte daher einer der Batteriepole abgeklemmt werden.

Die Hauptstörungen des CAN-Busses hängen hauptsächlich mit dem Kurzschluss / Leerlauf von Leitungen (oder Lastwiderständen auf ihnen), einer Abnahme des Signalpegels auf dem Bus und Verletzungen in der Betriebslogik zusammen. Im letzteren Fall kann nur ein CAN-Bus-Analyzer eine Fehlersuche leisten.

CAN-Bus eines modernen Autos

Veröffentlichung: radioradar.net

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