Mæling á CAN línum

Viðfangsefni:

Inngangur
Greining CAN bus merki lág / meðalhraði
Greining CAN strætó gefur til kynna háhraða
Greining með margmæli

Kynning:
Ef grunur leikur á að bilun sé í CAN strætó er hægt að greina það meðal annars með því að mæla spennustig á vírunum.
Innihald CAN bus skilaboðanna skiptir ekki máli í upphafi. Við getum framkvæmt mælingar á CAN bus vírunum bæði með margmæli og sveiflusjá. Mælingarnar með fjölmælinum hafa þó takmörkun; við mælingar á spennum er aðeins gefið upp meðalgildi. Margmælirinn nægir að takmörkuðu leyti við mælingu á truflun eða skammhlaupi. Sveiflusjáin þarf til að mæla spennustigið og meta hvort merkið hafi hreina leið.

Hvernig CAN bus kerfi virkar og hvernig skilaboðin eru uppbyggð er útskýrt á síðunni CAN strætó. Þessi síða einbeitir sér að því að mæla CAN strætó með sveiflusjá og Multimeter og mögulegum bilunum og orsökum er lýst.

Greining CAN bus merki lág / meðalhraði:
Með tveggja rása sveiflusjá er hægt að mæla CAN-há og CAN-lág samtímis með tilliti til jarðar. Umfangsmyndirnar tvær hér að neðan sýna CAN strætómerki þægindarútunnar. Þetta er einnig kallað „lágur hraði“ eða „miðlungshraði“. Við finnum þetta net oft í þæginda rafeindabúnaðinum, til dæmis hurðareindabúnaðinum, BCM, loftræstingarstýringunni og mælaborðinu. Spennurnar eru sem hér segir:

CAN-lágt: í hvíld 0 volt, virk 4 volt;
CAN-hár: aðgerðalaus 5 volt, virk 1 volt.

Þegar við stillum núlllínur beggja mælirásanna á sömu hæð Y-ásanna sameinast merkin. Því er ráðlegt að færa Y-ás CAN-lágsins upp á við til lestrar. Á annarri myndinni hér að neðan hafa núlllínurnar breytt hæð, þannig að hægt sé að bera rétt saman spennusnið CAN hátt og lágt.

Vinsamlegast athugið: lág- og meðalhraða CAN netkerfin eru oft ekki búin lúkningarviðnámum, ólíkt háhraða CAN netinu. Mælingarnar sem teknar eru á bilun eru því líka mismunandi. Þessi hluti sýnir mögulegar truflanir á lág- og meðalhraðanetinu og næsti hluti sýnir háhraðanetið.

CAN-hár stuttur í jörð:
Í CAN hárinu er jörð stutt. Ef einangrunin er skemmd geta raflögnin komist í snertingu við yfirbygginguna eða í rafeindabúnaði myndast skammhlaup í jörðu.

Í mælingunni hér að neðan sjáum við stöðuga spennulínu á rás B sem er 0 volt.

CAN-lágt stutt í jörð:
Það er jörð stutt í CAN-low. Ef einangrunin er skemmd geta raflögnin komist í snertingu við yfirbygginguna eða í rafeindabúnaði myndast skammhlaup í jörðu.

Í mælingunni hér að neðan sjáum við stöðuga spennulínu á rás A sem er 0 volt.

CAN-hár stuttur í plús:
Í CAN hámarkinu er jákvæð lokun. Ef einangrun margra víra í raflögn er skemmd, geta raflögnin komist í snertingu við hvert annað, eða í rafeindabúnaði myndast skammhlaup með jákvæðu.

Í mælingunum tveimur hér að neðan sjáum við:

Rásar yfirsvið: auka þarf spennusvið rásar B (rautt);
Á rás B sjáum við (á 20 V bilinu) stöðuga spennulínu sem er jöfn rafhlöðuspennunni.

CAN-lágt stutt í plús:
CAN-low hefur jákvæða hringrás. Ef einangrun margra víra í raflögn er skemmd, geta raflögnin komist í snertingu við hvert annað, eða í rafeindabúnaði myndast skammhlaup með jákvæðu.

Í mælingunum tveimur hér að neðan sjáum við:

Rásar yfirsvið: auka þarf spennusvið rásar A (blátt);
Á rás A sjáum við (á 20 V bilinu) stöðuga spennulínu sem er jöfn rafhlöðuspennunni.

CAN-hátt stutt með CAN-lágt:
CAN-low breytist í spennusniðið CAN-high þegar þeir tengjast hver öðrum. Skammhlaup milli CAN-hátt og CAN-lágt getur orðið í raflögnum, þar sem einangrun beggja CAN-busvíra hefur slitnað eða vegna galla í prentuðu rafrásarborði ECU.

Á myndinni hér að neðan sjáum við tveggja rása mælingu þar sem CAN hátt og lágt er skammhlaupið við hvert annað.

Á CAN-hátt falla samskipti stundum:
Samskipti við eina stýrieiningu í CAN high eru rofin. Þessi stýrieining sendir og tekur ekki lengur á móti gögnum í gegnum CAN-high, en CAN-low virkar samt. Þetta þýðir að samskipti og lestur eru áfram möguleg.

Þegar klóið á viðkomandi stýrieiningu er aftengt, hverfa CAN-lág gögnin einnig og munurinn á CAN-hátt og CAN-lágt sést ekki lengur.

Á myndinni hér að neðan sjáum við að CAN-hárinn helst innfelldur á punkti, á meðan gögn eru send á CAN-lág.

Á CAN-lágmarkssamskipti falla stundum:
Samskipti við eina stýrieiningu í CAN-low eru rofin. Þessi stýrieining sendir og tekur ekki lengur við gögnum í gegnum CAN-lág en CAN-hár virkar samt. Þetta þýðir að samskipti og lestur eru áfram möguleg.

Þegar klóið á viðkomandi stýrieiningu er aftengt hverfa CAN-hátt gögnin líka og munurinn á CAN-hátt og CAN-lágt sést ekki lengur.

Á myndinni hér að neðan sjáum við að CAN-lágmarkið helst víkjandi á einum stað, á meðan gögn eru send á CAN-há.

Greining CAN strætó gefur til kynna háhraða:
ECUs sem mikill samskiptahraði skiptir miklu máli eru búnir háhraða CAN neti. Þetta felur til dæmis í sér ECU brunavélarinnar, sjálfskiptingu, ABS/ESP/EBS og loftpúðana. Háhraðanet er alltaf búið endaviðnámum. Bilanir í raflögnum og rafeindabúnaði valda því einnig öðru spennusniði sem getur stundum gert það erfiðara að greina en með þægindaneti. Eins og alltaf birtist vandræðalaus staða fyrst áður en við höldum áfram að bilun.

Spenna háhraðanetsins er sem hér segir:

CAN-hár: aðgerðalaus 2,5 volt, virk 3,5;
CAN-lágt: aðgerðalaus 2,5 volt, virk 1,5 volt.

Þegar CAN hátt og lágt eru bæði 2,5 volt er rútan víkjandi (í kyrrstöðu). Þegar CAN high hækkar og CAN low fellur verður rútan ríkjandi og smá myndast. Myndin hér að neðan sýnir skjáskot af réttu háhraða CAN strætómerki.

Þegar slíkt merki er mælt og mikill hávaði er sýnilegur er ráðlegt að fjarlægja hleðslutækið úr ökutækinu og tengja sveiflusjána við jörð ökutækisins (bílasjónaukin eru með "jarðtengingu" að aftan) og hægt er að gera merkið hreinna með sýnistíðni. Sýnahraðinn jafnar merkið, þannig að ef það víkur of langt frá staðlaða gildinu getur CAN merkið brenglast of mikið.

Til glöggvunar, á myndinni hér að neðan er CAN-hátt rautt og CAN-lágt er blátt.

CAN-hár stuttur í jörð:
Í CAN hárinu er jörð stutt. Ef einangrunin er skemmd geta raflögnin komist í snertingu við yfirbygginguna eða í rafeindabúnaði myndast skammhlaup í jörðu.

Í mælingunni hér að neðan má sjá að CAN-hátt (rautt) er nákvæmlega 0 volt, því það er skammhlaup í jörðu. CAN-lágt (blátt) er aðeins fyrir ofan núlllínuna. Þegar þysjað er inn á þetta merki myndi þetta verða enn skýrara. Vegna þess að CAN-hátt er nákvæmlega 0 volt og CAN-lágt er nokkrum tíundu úr volti hærra, getum við ályktað að CAN-hár hafi skammhlaup við jörðu.

CAN-lágt stutt í jörð:
Það er jörð stutt í CAN-low. Ef einangrunin er skemmd geta raflögnin komist í snertingu við yfirbygginguna eða í rafeindabúnaði myndast skammhlaup í jörðu.

Í mælingunni hér að neðan sjáum við að CAN-low er 0 volt. Þó að einhver hávaði sé sýnilegur getum við hunsað það. CAN-low er skammhlaup í jörðu. Við sjáum CAN-háspennulínuna halda áfram að hækka, en það er ekki nóg til að hefja samskipti. Umfangsmyndin sýnir einnig að CAN-low er alltaf lægri spenna en CAN-hátt (rautt er alltaf aðeins hærra en blátt), sem þýðir að við getum gert ráð fyrir að CAN-low sé skammhlaup í jörðu.

Á myndinni hér að neðan sjáum við fyrirbæri sem líkist ástandinu þar sem CAN-low var skammhlaupið til jarðar. CAN-hátt (rautt) hefur farið upp í um 12 volta spennu innanborðs. CAN-low (blátt) hefur einnig aukist í spennu og er enn að reyna að hafa samskipti með því að lækka merkið. Þar sem engin samskipti koma á, halda neikvæðu spennutopparnir áfram að endurtaka sig.

Í mælingunni hér að neðan sjáum við að CAN-hátt og CAN-lágt eru um 12 volt. Hins vegar er spenna CAN-lágsins um 200 mV hærri en CAN-há. CAN-low hefur lyft CAN-high ásamt því. Þetta sýnir að CAN-low er skammhlaup með plúsnum.

Á myndinni hér að neðan sjáum við tveggja rása mælingu þar sem CAN-hár og CAN-lágir eru skammhlaupar. Spennan á báðum rásum er 2,5 volt.

Greining með margmæli:
Það er óskynsamlegt að mæla CAN bus spennustig með margmælinum. Margmælirinn sýnir meðalgildi á mörgum mismunandi spennum, þannig að ekki er hægt að gera rétta greiningu. Sveiflusjáin verður að nota til að mæla spennuna.

Við getum notað margmælann til að mæla viðnám (aðeins) háhraða CAN netkerfis með stöðvunarviðnámum. Mælingarnar hér að neðan sýna ohmska viðnámið við þrjár mismunandi aðstæður: rétt virkt kerfi, opinn vír og skammhlaup á milli CAN-hár og CAN-lágmarks. Í lágu/miðlungs (þæginda) neti eru endaviðnám sjaldan notuð og ekki er hægt að framkvæma þessar mælingar.

Án truflana:
Á síðunni CAN-rúta því er lýst að það séu tveir lúkningarviðnám í netinu. Lokaviðnámið hefur báðir viðnám 120 ohm. Í vandræðalausu kerfi munum við mæla endurnýjunarviðnám 60 ohm á milli CAN-hár og CAN-lágmarks.

Athugið: við getum aðeins mælt þetta ef slökkt er á aflgjafa allra stýrieininga!

Truflun:
Ef truflun verður á CAN-háum eða CAN-lága vír mælum við ekki lengur endurnýjunarviðnám 60 ohm. Á myndinni mælum við aðeins gildi viðnáms R2 (120 ohm).

Skammhlaup:
Í þeim aðstæðum þar sem CAN bus vírarnir tengjast hver öðrum (þ.e. eru stuttir hver við annan), mælum við viðnámsgildi um það bil 0 ohm.

Við næstu bilun eru báðir CAN-vírarnir rofnir. Það verður nú mikil truflun (hávaði) í strætó. Hnútar 1, 3 og 4 geta átt samskipti sín á milli að því tilskildu að truflunin og endurspeglunin sé of mikil, sem veldur því að skilaboðin brenglast. Þannig geta hnútar 2 og 5 einnig átt samskipti sín á milli með sama vandamáli.

Sum CAN net virka líka þegar einn vír er rofinn. Villukóðar verða geymdir og ökumaður upplýstur með viðvörunarljósum með skilaboðum frá ýmsum kerfum. Þetta eru netkerfin sem eru búin Fault Tolerante CAN senditæki. Mismunandi gerðir af villum geta komið fram án þess að missa samband milli hnútanna, allt eftir því hvaða senditæki er notað. Þessir CAN senditæki geta líka virkað eðlilega með fyrrnefndum bilunum með skammhlaupum í plús og jörð (að sjálfsögðu með ýmsum villuboðum).

Tengd síða:

CAN-rúta