Tárgyak:
- bevezetés
- Diagnózis CAN busz jelek alacsony / közepes sebesség
- Diagnózis A CAN busz nagy sebességet jelez
- Diagnózis a multiméterrel
Bevezetés:
Ha felmerül a gyanú, hogy meghibásodás van a CAN-buszban, a diagnózis felállítható többek között a vezetékeken lévő feszültségszintek mérésével.
A CAN-busz üzenet tartalma kezdetben nem fontos. A CAN busz vezetékein méréseket végezhetünk a multiméterrel és az oszcilloszkóppal egyaránt. A multiméterrel végzett méréseknek vannak korlátai; a feszültségek mérésekor csak egy átlagos érték kerül feltüntetésre. A multiméter korlátozott mértékben elegendő megszakítás vagy rövidzárlat méréséhez. Az oszcilloszkóp a feszültségszintek méréséhez és annak felméréséhez szükséges, hogy a jelnek van-e tiszta útja.
A CAN-buszrendszer működése és az üzenetek felépítése az oldalon található CAN busz. Ez az oldal a CAN busz mérésére összpontosít oszcilloszkóp és a multiméter és az esetleges meghibásodásokat és okait ismertetjük.
Alacsony / közepes sebességű CAN-busz jelek diagnosztizálása:
Kétcsatornás oszcilloszkóppal a CAN-magas és a CAN-low egyidejűleg mérhető a földhöz képest. Az alábbi két kép a komfortbusz CAN-busz jelét mutatja. Ezt „alacsony sebességnek” vagy „közepes sebességnek” is nevezik. Gyakran találkozunk ezzel a hálózattal a komfortelektronikában, például az ajtóelektronikában, a BCM-ben, a légkondicionáló vezérlőegységében és a műszerfalban. A feszültségek a következők:
- CAN-alacsony: nyugalmi állapotban 0 volt, aktív 4 volt;
- CAN-magas: üresjárati 5 volt, aktív 1 volt.
Ha mindkét mérőcsatorna nullavonalát az Y tengely azonos magasságára állítjuk, a jelek összeolvadnak. Ezért célszerű a CAN-low Y tengelyét felfelé mozgatni leolvasáshoz. Az alábbi második képen a nulla vonalak magassága megváltozott, így a CAN magas és alacsony feszültségprofilja megfelelően összehasonlítható.
Figyelem: a kis és közepes sebességű CAN hálózatok gyakran nincsenek lezáró ellenállásokkal ellátva, ellentétben a nagy sebességű CAN hálózattal. Ezért a hiba esetén végzett mérések is eltérőek. Ez a rész a kis- és közepes sebességű hálózat lehetséges zavarait mutatja be, a következő rész pedig a nagy sebességű hálózatot mutatja be.
CAN-magas testzárlatos:
A CAN magasban földzárlat van. Ha a szigetelés megsérül, a vezetékek érintkezhetnek a karosszériával, vagy az ECU-ban rövidzárlat léphet fel a testtel.
Az alábbi mérésben egy állandó feszültségű vezetéket látunk a B csatornán, ami 0 volt.
CAN-alacsony testzárlatos:
Földzárlat van a CAN-low-ban. Ha a szigetelés megsérül, a vezetékek érintkezhetnek a karosszériával, vagy az ECU-ban rövidzárlat léphet fel a testtel.
Az alábbi mérésben egy állandó feszültségű vezetéket látunk az A csatornán, ami 0 volt.
CAN-magas zárlatos pluszba:
A CAN magasban pozitív zárás van. Ha egy kábelkötegben több vezeték szigetelése megsérül, a vezetékek érintkezhetnek egymással, vagy egy ECU-ban rövidzárlat jön létre a pozitívval.
Az alábbi két mérésen ezt látjuk:
- Csatorna túltartomány: a B csatorna (piros) feszültségtartományát növelni kell;
- A B csatornán (a 20 V-os tartományban) egy állandó feszültségű vezetéket látunk, amely megegyezik az akkumulátor feszültségével.
CAN-alacsony rövidre zárva pluszba:
A CAN-low pozitív áramkörrel rendelkezik. Ha egy kábelkötegben több vezeték szigetelése megsérül, a vezetékek érintkezhetnek egymással, vagy egy ECU-ban rövidzárlat jön létre a pozitívval.
Az alábbi két mérésen ezt látjuk:
- Csatornatúllépés: az A csatorna (kék) feszültségtartományát növelni kell;
- Az A csatornán (20 V-os tartományban) egy állandó feszültségű vezetéket látunk, amely megegyezik az akkumulátor feszültségével.
CAN-magas zárlat és CAN-low:
A CAN-low a CAN-high feszültségprofiljára változik, amikor egymáshoz kapcsolódnak. Rövidzárlat léphet fel a CAN-magas és a CAN-alacsony között a vezetékekben, ahol mindkét CAN-busz vezeték szigetelése elhasználódott, vagy az ECU nyomtatott áramköri lapjának hibája miatt.
Az alábbi képen azt a kétcsatornás mérést látjuk, ahol a CAN high és low között rövidre van zárva.
CAN-magas kommunikáció esetén időnként megszakad:
Az egyik vezérlőegységgel a CAN high-ben megszakadt a kommunikáció. Ez a vezérlőegység már nem küld és fogad adatokat a CAN-high-on keresztül, de a CAN-low továbbra is működik. Ez azt jelenti, hogy a kommunikáció és az olvasás továbbra is lehetséges.
A megfelelő vezérlőegység csatlakozójának kihúzásakor a CAN-alacsony adat is eltűnik, és a CAN-magas és a CAN-alacsony közötti különbség már nem látható.
Az alábbi képen azt látjuk, hogy a CAN-high egy ponton süllyesztett marad, míg az adatok a CAN-low-on kerülnek elküldésre.
Alacsony CAN esetén a kommunikáció időnként megszakad:
A kommunikáció egy vezérlőegységgel a CAN-low-ban megszakad. Ez a vezérlőegység már nem küld és fogad adatokat a CAN-low-n keresztül, de a CAN-high továbbra is működik. Ez azt jelenti, hogy a kommunikáció és az olvasás továbbra is lehetséges.
A megfelelő vezérlőegység csatlakozójának kihúzásakor a CAN-magas adatok is eltűnnek, és a CAN-magas és a CAN-alacsony közötti különbség már nem látható.
Az alábbi képen azt látjuk, hogy a CAN-low recesszív marad egy ponton, míg az adatok a CAN-magason kerülnek elküldésre.
Diagnózis CAN busz jelek nagy sebességgel:
Azok az ECU-k, amelyeknél a nagy kommunikációs sebesség nagyon fontos, nagy sebességű CAN hálózattal vannak felszerelve. Ide tartozik például a belső égésű motor ECU-ja, az automata sebességváltó, az ABS/ESP/EBS és a légzsákok. A nagy sebességű hálózatok mindig lezáró ellenállásokkal vannak felszerelve. A vezetékek és az ECU-k hibái ezért eltérő feszültségprofilt is okoznak, ami néha megnehezítheti a diagnosztizálást, mint egy komforthálózatnál. Mint mindig, egy problémamentes helyzet jelenik meg, mielőtt folytatnánk a hibákat.
A nagy sebességű hálózatok feszültségei a következők:
- CAN-magas: üresjárati 2,5 volt, aktív 3,5;
- CAN-alacsony: üresjárati 2,5 volt, aktív 1,5 volt.
Ha a CAN magas és alacsony feszültsége egyaránt 2,5 volt, a busz recesszív (nyugalmi állapotban). Amikor a CAN high emelkedik és a CAN low leesik, a busz dominánssá válik, és kialakul egy bit. Az alábbi kép egy képernyőképet mutat a helyes nagy sebességű CAN-busz jelről.
Ha ilyen jelet mérünk és nagy zaj látható, célszerű az akkumulátortöltőt eltávolítani a járműből, és az oszcilloszkópot a jármű földelésére csatlakoztatni (az Automotive távcsövek hátulján "földelő" csatlakozás van), ill. a mintavételi frekvenciával tisztábbá tehető a jel. A mintavételezési sebesség simítja a jelet, így ha túlságosan eltér a standard értéktől, a CAN jel túlságosan torzíthat.
Az érthetőség kedvéért az alábbi képen a CAN-high piros, a CAN-low pedig kék.
CAN-magas testzárlatos:
A CAN magasban földzárlat van. Ha a szigetelés megsérül, a vezetékek érintkezhetnek a karosszériával, vagy az ECU-ban rövidzárlat léphet fel a testtel.
Az alábbi mérésen látható, hogy a CAN-high (piros) pontosan 0 volt, mert testzárlatos. A CAN-low (kék) valamivel a nulla vonal felett van. Ha ráközelít erre a jelre, ez még világosabbá válik. Mivel a CAN-high pontosan 0 volt, a CAN-low pedig néhány tized volttal magasabb, arra a következtetésre juthatunk, hogy a CAN-high testzárlatos.
CAN-alacsony testzárlatos:
Földzárlat van a CAN-low-ban. Ha a szigetelés megsérül, a vezetékek érintkezhetnek a karosszériával, vagy az ECU-ban rövidzárlat léphet fel a testtel.
Az alábbi mérésen azt látjuk, hogy a CAN-low 0 volt. Bár némi zaj látható, ezt figyelmen kívül hagyhatjuk. A CAN-low test rövidre van zárva. Látjuk, hogy a CAN-nagyfeszültségű vezeték folyamatosan emelkedik, de ez nem elég a kommunikáció elindításához. A szkóp képén az is látható, hogy a CAN-low mindig alacsonyabb feszültség, mint a CAN-high (a piros mindig valamivel magasabb, mint a kék), ami azt jelenti, hogy feltételezhetjük, hogy a CAN-low testzárlatos.
CAN-magas zárlatos pluszba:
A CAN magasban pozitív zárás van. Ha egy kábelkötegben több vezeték szigetelése megsérül, a vezetékek érintkezhetnek egymással, vagy egy ECU-ban rövidzárlat jön létre a pozitívval.
Az alábbi képen egy olyan jelenséget látunk, amely hasonlít ahhoz a helyzethez, amikor a CAN-low testzárlatos volt. A CAN-magas (piros) 12 volt körüli fedélzeti feszültségre emelkedett. A CAN-low (kék) feszültsége is megnőtt, és továbbra is a jel csökkentésével próbál kommunikálni. Mivel nem jön létre kommunikáció, a negatív feszültségcsúcsok továbbra is ismétlődnek.
CAN-alacsony rövidre zárva pluszba:
A CAN-low pozitív áramkörrel rendelkezik. Ha egy kábelkötegben több vezeték szigetelése megsérül, a vezetékek érintkezhetnek egymással, vagy egy ECU-ban rövidzárlat jön létre a pozitívval.
Az alábbi mérésen azt látjuk, hogy a CAN-high és a CAN-low 12 volt körül mozog. A CAN-low feszültsége azonban körülbelül 200 mV-tal magasabb, mint a CAN-high. A CAN-low ezzel együtt megemelte a CAN-magas értéket. Ez azt mutatja, hogy a CAN-low rövidre van zárva a plusszal.
CAN-magas zárlat és CAN-low:
A CAN-low a CAN-high feszültségprofiljára változik, amikor egymáshoz kapcsolódnak. Rövidzárlat léphet fel a CAN-magas és a CAN-alacsony között a vezetékekben, ahol mindkét CAN-busz vezeték szigetelése elhasználódott, vagy az ECU nyomtatott áramköri lapjának hibája miatt.
Az alábbi képen a kétcsatornás mérést látjuk, ahol a CAN-high és a CAN-low rövidre zárják egymással. A feszültség mindkét csatornán 2,5 volt.
Diagnózis a multiméterrel:
A CAN busz feszültségszintjének mérése a multiméterrel nem bölcs dolog. A multiméter átlagértékeket jelenít meg sok változó feszültség mellett, így nem lehet megfelelő diagnózist felállítani. A feszültségek mérésére az oszcilloszkópot kell használni.
A multiméterrel (csak) nagysebességű, lezáró ellenállású CAN hálózat ellenállásait mérhetjük. Az alábbi mérések három különböző helyzetben mutatják az ohmos ellenállást: megfelelően működő rendszer, szakadt vezeték és rövidzárlat a CAN-magas és a CAN-alacsony között. Alacsony/közepes (komfort) hálózatban ritkán használnak lezáró ellenállásokat, ezek a mérések nem végezhetők el.
Zavarmentes:
Az oldalon CAN-busz le van írva, hogy két lezáró ellenállás van a hálózatban. Mindkét lezáró ellenállás 120 ohm ellenállással rendelkezik. Egy problémamentes rendszerben 60 ohmos csereellenállást mérünk a CAN-magas és a CAN-alacsony között.
Figyelem: ezt csak akkor tudjuk mérni, ha az összes vezérlőegység tápellátása le van kapcsolva!
Félbeszakítás:
CAN-magas vagy CAN-alacsony vezeték megszakadása esetén már nem mérjük a 60 ohmos csereellenállást. Az ábrán csak az R2 ellenállás értékét mérjük (120 ohm).
Rövidzárlat:
Abban a helyzetben, amikor a CAN-busz vezetékei csatlakoznak egymáshoz (vagyis rövidre vannak zárva egymással), körülbelül 0 ohmos ellenállásértéket mérünk.
A következő hiba során mindkét CAN vezeték megszakad. Most sok interferencia (zaj) lesz a buszon. Az 1, 3 és 4 csomópontok kommunikálhatnak egymással, feltéve, hogy az interferencia és a visszaverődés túl nagy, ami az üzenetek torzulását okozza. Így a 2-es és 5-ös csomópont egymással is kommunikálhat, ha ugyanaz a probléma.
Egyes CAN hálózatok akkor is működnek, ha egy vezeték megszakad. A hibakódok tárolásra kerülnek, és a vezetőt különböző rendszerek üzenetei figyelmeztető lámpákkal tájékoztatják. Ezek azok a hálózatok, amelyek hibatűrő CAN adó-vevővel vannak felszerelve. A használt adó-vevőtől függően különböző típusú hibák fordulhatnak elő a csomópontok közötti kommunikáció elvesztése nélkül. Ezek a CAN adó-vevők a fent említett hibákkal is normálisan működhetnek plusz- és testzárlattal (természetesen különféle hibaüzenetekkel).
Kapcsolódó oldal:
