Emner:
- introduksjon
- Diagnose CAN-buss signaliserer lav / middels hastighet
- Diagnose CAN-buss signaliserer høy hastighet
- Diagnose med multimeter
Forord:
Ved mistanke om feil i CAN-bussen kan det stilles en diagnose ved blant annet å måle spenningsnivåene på ledningene.
Innholdet i CAN-bussmeldingen er i utgangspunktet ikke viktig. Vi kan utføre målinger på CAN buss-ledningene med både multimeter og oscilloskop. Målingene med multimeteret har en begrensning; ved måling av spenningene er kun en gjennomsnittsverdi angitt. Multimeteret er tilstrekkelig i begrenset grad ved måling av avbrudd eller kortslutning. Oscilloskopet er nødvendig for å måle spenningsnivåene og vurdere om signalet har en ren bane.
Hvordan et CAN-bussystem fungerer og hvordan meldingene er strukturert er forklart på siden Kan Buss. Denne siden fokuserer på å måle CAN-bussen med oscilloskop og multimeter og mulige funksjonsfeil og årsaker er beskrevet.
Diagnose CAN-buss-signaler lav / middels hastighet:
Med et to-kanals oscilloskop kan CAN-høy og CAN-lav måles samtidig i forhold til jord. De to skopbildene nedenfor viser CAN-busssignalet til komfortbussen. Dette kalles også "lav hastighet" eller "middels hastighet". Dette nettverket finner vi ofte i komfortelektronikken, for eksempel dørelektronikken, BCM, klimaanleggets kontrollenhet og instrumentpanelet. Spenningene er som følger:
- CAN-lav: i hvile 0 volt, aktiv 4 volt;
- CAN-høy: tomgang 5 volt, aktiv 1 volt.
Når vi setter nulllinjene til begge målekanalene til samme høyde på Y-aksene, smelter signalene sammen. Det er derfor tilrådelig å flytte Y-aksen til CAN-low oppover for lesing. På det andre bildet under har nulllinjene endret høyde, slik at spenningsprofilen til CAN høy og lav kan sammenlignes riktig.
Vennligst merk: lav- og mellomhastighets CAN-nettverk er ofte ikke utstyrt med termineringsmotstander, i motsetning til høyhastighets CAN-nettverket. Målingene tatt på en feil er derfor også forskjellige. Denne delen viser mulige forstyrrelser i lav- og mellomhastighetsnettverket, og neste avsnitt viser høyhastighetsnettverket.
CAN-høy kortsluttet til jord:
I CAN-høyden er det en bakkekort. Hvis isolasjonen er skadet, kan ledningene komme i kontakt med karosseriet, eller i en ECU blir det kortsluttet til jord.
I målingen under ser vi en konstant spenningslinje på kanal B som er 0 volt.
CAN-lav kortsluttet til jord:
Det er en bakkekort i CAN-low. Hvis isolasjonen er skadet, kan ledningene komme i kontakt med karosseriet, eller i en ECU blir det kortsluttet til jord.
I målingen under ser vi en konstant spenningslinje på kanal A som er 0 volt.
CAN-høy kortsluttet til pluss:
I CAN-høyden er det en positiv stenging. Hvis isolasjonen til flere ledninger i et ledningsnett er skadet, kan ledningene komme i kontakt med hverandre, eller i en ECU lages en kortslutning med positiv.
I de to målingene nedenfor ser vi:
- Kanaloverspenning: spenningsområdet til kanal B (rød) må økes;
- På kanal B ser vi (i 20 V-området) en konstant spenningslinje som er lik batterispenningen.
CAN-lav kortsluttet til pluss:
CAN-low har en positiv krets. Hvis isolasjonen til flere ledninger i et ledningsnett er skadet, kan ledningene komme i kontakt med hverandre, eller i en ECU lages en kortslutning med positiv.
I de to målingene nedenfor ser vi:
- Kanaloverspenning: spenningsområdet til kanal A (blå) må økes;
- På kanal A ser vi (i 20 V-området) en konstant spenningslinje som er lik batterispenningen.
CAN-høy kortsluttet med CAN-lav:
CAN-low endres til spenningsprofilen til CAN-høy når de kobles til hverandre. En kortslutning mellom CAN-høy og CAN-lav kan oppstå i ledningene, der isolasjonen til begge CAN-bussledningene er gjennomslitt, eller på grunn av en defekt i kretskortet til en ECU.
På bildet under ser vi to-kanals målingen hvor CAN høy og lav kortsluttes med hverandre.
På CAN-høy kommunikasjon faller av og til:
Kommunikasjonen med én kontrollenhet i CAN high er avbrutt. Denne kontrollenheten sender og mottar ikke lenger data via CAN-høy, men CAN-lav fungerer fortsatt. Dette betyr at kommunikasjon og lesing fortsatt er mulig.
Når støpselet til den aktuelle kontrollenheten kobles fra, forsvinner også CAN-lav-dataene og forskjellen mellom CAN-høy og CAN-lav er ikke lenger synlig.
På bildet nedenfor ser vi at CAN-høyen forblir innfelt på et punkt, mens data sendes på CAN-laven.
På CAN-low faller kommunikasjonen av og til:
Kommunikasjon med én kontrollenhet i CAN-low er avbrutt. Denne kontrollenheten sender og mottar ikke lenger data via CAN-low, men CAN-high fungerer fortsatt. Dette betyr at kommunikasjon og lesing fortsatt er mulig.
Når støpselet til den aktuelle kontrollenheten kobles fra, forsvinner også CAN-høy-dataene og forskjellen mellom CAN-høy og CAN-lav er ikke lenger synlig.
På bildet nedenfor ser vi at CAN-low forblir recessiv på et punkt, mens data sendes på CAN-high.
Diagnose CAN-buss signaliserer høy hastighet:
ECUene hvor høy kommunikasjonshastighet er av stor betydning er utstyrt med et høyhastighets CAN-nettverk. Dette inkluderer for eksempel forbrenningsmotorens ECU, automatgir, ABS/ESP/EBS og kollisjonsputene. Et høyhastighetsnettverk er alltid utstyrt med termineringsmotstander. Feil i ledninger og ECUer gir derfor også en annen spenningsprofil, som noen ganger kan gjøre det vanskeligere å diagnostisere enn med et komfortnettverk. Som alltid vises først en problemfri situasjon før vi fortsetter til feil.
Spenningene til et høyhastighetsnett er som følger:
- CAN-høy: tomgang 2,5 volt, aktiv 3,5;
- CAN-lav: tomgang 2,5 volt, aktiv 1,5 volt.
Når CAN høy og lav begge er 2,5 volt, er bussen recessiv (i hvile). Når CAN høy stiger og CAN lav faller, blir bussen dominerende og det dannes litt. Bildet nedenfor viser et skjermbilde av et korrekt høyhastighets CAN-busssignal.
Når et slikt signal måles og mye støy er synlig, er det tilrådelig å fjerne batteriladeren fra kjøretøyet og koble oscilloskopet til kjøretøyets bakke (bilskopene har en "jord"-tilkobling på baksiden) og signalet kan gjøres renere med samplingsfrekvensen. Samplingshastigheten jevner ut signalet, så hvis det avviker for langt fra standardverdien, kan CAN-signalet forvrenges for mye.
For klarhetens skyld, i bildet nedenfor, er CAN-høy rød og CAN-lav er blå.
CAN-høy kortsluttet til jord:
I CAN-høyden er det en bakkekort. Hvis isolasjonen er skadet, kan ledningene komme i kontakt med karosseriet, eller i en ECU blir det kortsluttet til jord.
I målingen under kan du se at CAN-høy (rød) er nøyaktig 0 volt, fordi den har kortslutning til jord. CAN-lav (blå) er litt over nulllinjen. Når du zoomer inn på dette signalet, vil dette bli enda tydeligere. Fordi CAN-høy er nøyaktig 0 volt og CAN-lav er noen tidels volt høyere, kan vi konkludere med at CAN-høy har kortslutning med jord.
CAN-lav kortsluttet til jord:
Det er en bakkekort i CAN-low. Hvis isolasjonen er skadet, kan ledningene komme i kontakt med karosseriet, eller i en ECU blir det kortsluttet til jord.
I målingen under ser vi at CAN-low er 0 volt. Selv om noe støy er synlig, kan vi ignorere det. CAN-low er kortsluttet til jord. Vi ser at CAN-høyspentlinjen fortsetter å stige, men det er ikke nok til å starte kommunikasjonen. Scopebildet viser også at CAN-lav alltid er en lavere spenning enn CAN-høy (rød er alltid litt høyere enn blå), noe som betyr at vi kan anta at CAN-lav er kortsluttet til jord.
CAN-høy kortsluttet til pluss:
I CAN-høyden er det en positiv stenging. Hvis isolasjonen til flere ledninger i et ledningsnett er skadet, kan ledningene komme i kontakt med hverandre, eller i en ECU lages en kortslutning med positiv.
På bildet under ser vi et fenomen som ligner situasjonen der CAN-low ble kortsluttet til jord. CAN-høy (rød) har steget til ombordspenningen på rundt 12 volt. CAN-low (blå) har også økt i spenning og prøver fortsatt å kommunisere ved å senke signalet. Fordi ingen kommunikasjon er etablert, fortsetter de negative spenningstoppene å gjenta seg.
CAN-lav kortsluttet til pluss:
CAN-low har en positiv krets. Hvis isolasjonen til flere ledninger i et ledningsnett er skadet, kan ledningene komme i kontakt med hverandre, eller i en ECU lages en kortslutning med positiv.
I målingen under ser vi at CAN-høy og CAN-lav er rundt 12 volt. Spenningen til CAN-lav er imidlertid rundt 200 mV høyere enn CAN-høy. CAN-low har løftet CAN-høyt sammen med seg. Dette viser at CAN-lav er kortsluttet med pluss.
CAN-høy kortsluttet med CAN-lav:
CAN-low endres til spenningsprofilen til CAN-høy når de kobles til hverandre. En kortslutning mellom CAN-høy og CAN-lav kan oppstå i ledningene, der isolasjonen til begge CAN-bussledningene er gjennomslitt, eller på grunn av en defekt i kretskortet til en ECU.
På bildet under ser vi to-kanalsmålingen der CAN-høy og CAN-lav er kortsluttet med hverandre. Spenningen på begge kanaler er 2,5 volt.
Diagnose med multimeter:
Å måle CAN-buss spenningsnivåer med multimeteret er uklokt. Multimeteret viser gjennomsnittsverdier ved mange varierende spenninger, slik at en riktig diagnose ikke kan stilles. Oscilloskopet må brukes til å måle spenningene.
Vi kan bruke multimeteret til å måle motstandene til (bare) et høyhastighets CAN-nettverk med terminerende motstander. Målingene nedenfor viser den ohmske motstanden i tre forskjellige situasjoner: et korrekt fungerende system, en åpen ledning og en kortslutning mellom CAN-høy og CAN-lav. I et lavt/middels (komfort) nettverk brukes det sjelden termineringsmotstander, og disse målingene kan ikke utføres.
Interferensfri:
På siden Kan Buss det er beskrevet at det er to termineringsmotstander i nettverket. Avslutningsmotstandene har begge en motstand på 120 ohm. I et problemfritt system vil vi måle en erstatningsmotstand på 60 ohm mellom CAN-høy og CAN-lav.
Merk: vi kan kun måle dette hvis strømtilførselen til alle kontrollenheter er slått av!
Avbrudd:
Ved avbrudd i en CAN-høy eller CAN-lav ledning måler vi ikke lenger erstatningsmotstanden på 60 ohm. I figuren måler vi kun verdien av motstand R2 (120 ohm).
Kortslutning:
I situasjonen hvor CAN-buss-ledningene kobles til hverandre (dvs. er kortsluttet til hverandre), måler vi en motstandsverdi på omtrent 0 ohm.
Ved neste feil blir begge CAN-ledningene avbrutt. Det vil nå være mye forstyrrelser (støy) på bussen. Node 1, 3 og 4 kan kommunisere med hverandre forutsatt at interferensen og refleksjonen er for stor, noe som fører til at meldingene blir forvrengt. Dermed kan nodene 2 og 5 også kommunisere med hverandre med samme problem.
Noen CAN-nettverk fungerer også når en ledning er avbrutt. Feilkoder vil bli lagret og sjåføren vil bli informert med varsellys ved meldinger fra ulike systemer. Dette er nettverkene som er utstyrt med en Fault Tolerante CAN transceiver. Avhengig av transceiveren som brukes, kan ulike typer feil oppstå uten å miste kommunikasjonen mellom nodene. Disse CAN-sendere kan også fungere normalt med de nevnte feilene med kortslutning til pluss og jord (selvfølgelig med diverse feilmeldinger).
Relatert side:
