Что такое CAN-шина

CAN-шина не имеет никакого отношения к автомобильным покрышкам. Дело в том, что в электронике "шиной" называют систему, по которой передаются данные. Это своего рода река с ручейками, если говорить проще. Что касается аббревиатуры, расшифровывающейся как Controller Area Network (сеть контроллеров), то за ней стоит стандарт промышленной сети для объединения в единую сеть различных исполнительных устройств и датчиков.

Немного истории

За создание CAN-шины следует благодарить компанию Robert Bosch GmbH, которая в середине восьмидесятые предложила стандарт микроконтроллерной связи, таким образом упростив жизнь специалистам по автомобильной электронике, инженерам, занятым в промышленной автоматизации, и разработчикам во многих других областях. В настоящее время Controller Area Network является стандартом в автомобилестроение.

Необходимость в появлении CAN-шины очевидна – по мере совершенствования и развития конструкции, усложнялись и бортовые сети автомобилей. Недра машин пронизывали сотни метров проводов и со временем инженеры пришли к логичному и оптимальному решению внедрить "магистраль", к которой будут подключены разные устройства, которые соединены параллельно.

Принцип работы CAN-шины

CAN-шина, будучи системой цифровой связи и управления электронными устройствами, позволяет осуществлять обмен информацией между блоками управления. Сеть имеет три основных режима работы – активный при включенном зажигании, спящий при выключенном зажигании и, наконец, режим пробуждения и засыпания, когда зажигание включают и выключают.

CAN-шина выполняет ряд задач, среди которых ускорение передачи сигналов к разным системам, механизмам и устройствам, уменьшение количества проводов, упрощение подсоединения и работы дополнительных устройств.

Виды CAN-шин

Существует три основных вида.

Силовые обеспечивают синхронизацию и обмен данными между ЭБУ двигателя и основными агрегатами и системами автомобиля – коробкой передач, зажиганием и другими. "Комфортные" нужны, соответственно, для работы опций комфорта. Например, климатической системы, электропривода зеркал и обогрева сидений.

Информационно-командные введены для обмена данными между ЭБУ и такими вспомогательными информационными комплексами как навигационная система.

Как передается информация

Итак, CAN-шина представляет собой сеть, по которой происходит обмен информацией между устройствами. На практике это означает следующее. Возьмем для примера блок управления двигателем – он имеет не только основной микроконтроллер, но и CAN-устройство, которое формирует и рассылает импульсы по шинам H (CAN-высокий) и L (CAN-низкий), которые называются витая пара.

Сигналы рассылаются по витой паре трансивером или приемопередатчиком. Он нужен для целого ряда задач – усиления сигналов, защиты линии в случае повреждения CAN-шины, создания условий помехозащищенности передаваемых импульсов и регулировки скорости их передачи. В автомобильной промышленности применяются передатчики двух типов с говорящими названиями High Speed и Fault Tolerant. Первый обеспечивает передачу данных на высокой скорости, до 1 мегабита в секунду. Второй не столь быстрый и передает в секунду до 120 килобит в секунду, но при этом он толерантен к ошибкам, то есть, допускает отклонение от параметров CAN-шины и не столь чувствителен к ее качеству.

Сфера влияния CAN-шины

Благодаря цифровой сети в современных автомобилях обеспечивается работоспособность разных агрегатов и систем. Вот некоторые из них: • Силовой агрегат (двигатель и коробка передач) • ABS (антиблокировочная система тормозов) • Подушки безопасности • Рулевой механизм • Датчики давления в колесах • Топливный насос высокого давления • Блоки парковочных датчиков и блокировки дверей • Блок управления стеклоочистителями • Мультимедийные модули

Сильные и слабые стороны CAN-шины

У данной системы, как и у любой другой, есть плюсы и минусы. Вот некоторые преимущества – скорость передачи сообщений и автоматическое распределение скорости трансляции, исходя из приоритетности узлов, простота канала обмена информацией, высокая совместимость с диагностическими устройствами и, соответственно, возможность быстрой диагностики. Кроме того, CAN-шина обеспечивает простоту установки противоугонной системы.

Что касается недостатков, то к ним можно отнести увеличение времени отклика при повышенной нагрузке на канал, что может встречаться у машин с многочисленными электронными устройствами. Кроме того, поломка одного из электронных управляющих блока может вывести из строя всю шину.

Проблемы с CAN-шиной и их устранение

Система для передачи данных, будучи включенной в сложную "анатомию" современных автомобилей задействована во многочисленных процессах, а, потому, ее неисправности хорошо заметны. О проблемах с CAN-шиной подскажут такие проявления как синхронно горящая индикация на панели приборов, скажем, Check Engine и ABS. Кроме того, отсутствие показания уровня топлива, "молчание" спидометра и тахометра.

Удостовериться в проблемах именно с CAN-шиной можно посредством диагностики. Если она подтвердила проблемы именно с сетью, то требуется следующая последовательность действий.

Найдите проводники витой пары, обычно имеющие черный и оранжево-коричневый цвет для высокого и низкого уровня соответственно. Включив зажигание, измерьте напряжение на проводниках – обычно это 4,5 В. Значения должны не находиться на нуле или превышать 11 Вольт. Затем выключите зажигание, снимите клемму с аккумулятора и повторите процедуру. Цифра на мультиметре стремится к нулю или к бесконечности? Значит, присутствует короткое зажигание или обрыв соответственно. Удостовериться, что проблема не вызвана неисправностью одного из управляющих блоков, вы можете, отключая их и отслеживая сопротивление в CAN-шине.