Bus CAN en coches modernos. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.

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La electrónica de a bordo de un automóvil moderno incluye una gran cantidad de dispositivos ejecutivos y de control. Estos incluyen todo tipo de sensores, controladores, etc.

Para intercambiar información entre ellos, se requería una red de comunicación confiable.

A mediados de los años 80 del siglo pasado, BOSCH propuso un nuevo concepto para la interfaz de red CAN (Controller Area Network).

El bus CAN proporciona la conexión de cualquier dispositivo que pueda recibir y transmitir información digital simultáneamente (sistema dúplex). El bus en sí es un par trenzado. Esta implementación del autobús permitió reducir la influencia de los campos electromagnéticos externos derivados del funcionamiento del motor y otros sistemas del vehículo. Dicho bus proporciona una tasa de transferencia de datos suficientemente alta.

Como regla general, los cables del bus CAN son de color naranja, a veces se distinguen por rayas de diferentes colores (CAN-High - negro, CAN-Low - naranja-marrón).

Gracias al uso de este sistema, se liberó una cierta cantidad de conductores del circuito eléctrico del automóvil, lo que permitió la comunicación, por ejemplo, de acuerdo con el protocolo KWP 2000, entre el controlador del sistema de gestión del motor y alarmas estándar, equipos de diagnóstico, etc.

La tasa de transferencia de datos en el bus CAN puede alcanzar hasta 1 Mbps, mientras que la tasa de transferencia de información entre unidades de control (motor - transmisión, ABS - sistema de seguridad) es de 500 kbps (canal rápido), y la tasa de transferencia de información del sistema Comfort (unidad de control de airbags, unidades de control en las puertas del coche, etc.) del sistema de información y mando es de 100 kbps (canal lento).

En la fig. 1 muestra la topología y la forma de onda del bus CAN de un turismo.

Al transmitir información desde cualquiera de las unidades de control, las señales son amplificadas por el transceptor (transceptor) al nivel requerido.

Arroz. 1. Topología y formas de onda del bus CAN

Cada unidad conectada al bus CAN tiene una determinada impedancia de entrada, lo que genera una carga total en el bus CAN. La resistencia de carga total depende del número de unidades de control electrónico y actuadores conectados al bus. Entonces, por ejemplo, la resistencia de las unidades de control conectadas al bus CAN de la unidad de potencia es en promedio de 68 ohmios, y el sistema Comfort y el sistema de comando de información, de 2,0 a 3,5 kOhm.

Cabe señalar que cuando se apaga la alimentación, las resistencias de carga de los módulos conectados al bus CAN se apagan.

Arroz. 2. Fragmento del bus CAN con distribución de carga en cables CAN High can-Low

En la fig. 2 muestra un fragmento de buses CAN con distribución de carga en las líneas CAN-High, CAN-Low.

Los sistemas del vehículo y las unidades de control no solo tienen diferentes resistencias de carga, sino también velocidades de transferencia de datos, todo esto puede interferir con el procesamiento de señales de diferentes tipos.

Para solucionar este problema técnico, se utiliza un convertidor para la comunicación entre los buses.

Dicho convertidor generalmente se denomina puerta de enlace, este dispositivo en un automóvil generalmente está integrado en el diseño de la unidad de control, el grupo de instrumentos y también se puede fabricar como una unidad separada.

Además, la interfaz se utiliza para la entrada y salida de información de diagnóstico, cuya solicitud se implementa a través del cable "K" conectado a la interfaz o a un cable de diagnóstico de bus CAN especial.

En este caso, una gran ventaja para realizar el trabajo de diagnóstico es la presencia de un solo conector de diagnóstico unificado (bloque OBD).

En la fig. 3 muestra un diagrama de bloques de una puerta de enlace.

Arroz. 3. Diagrama de bloques de la puerta de enlace

Tenga en cuenta que en algunas marcas de automóviles, por ejemplo, en el Volkswagen Golf V, los buses CAN del sistema "Comfort" y el sistema de comando de información no están conectados por una puerta de enlace.

La tabla muestra los bloques electrónicos y elementos relacionados con los CAN-bus de la unidad de potencia, el sistema Comfort y el sistema de información y mando. Los elementos y bloques que se muestran en la tabla pueden diferir en su composición según la marca del automóvil.

El diagnóstico de fallas de bus CAN se realiza utilizando equipos de diagnóstico especializados (analizadores de bus CAN), un osciloscopio (incluidos los que tienen un analizador de bus CHN incorporado) y un multímetro digital.

Como regla general, el trabajo para verificar el funcionamiento del bus CAN comienza con la medición de la resistencia entre los cables del bus. Hay que tener en cuenta que los buses CAN del sistema Comfort y del sistema de información y mando, a diferencia del bus de la unidad de potencia, están constantemente energizados, por lo que para comprobarlos se debe desconectar uno de los terminales de la batería.

Los principales fallos de funcionamiento del bus CAN están relacionados principalmente con el cortocircuito / circuito abierto de las líneas (o resistencias de carga en ellas), una disminución en el nivel de las señales en el bus y violaciones en la lógica de su funcionamiento. En este último caso, solo un analizador de bus CAN puede proporcionar una búsqueda de defectos.

CAN bus de un coche moderno

Publicación: radioradar.net

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