Статья по диагностике CAN шины системы EPS Skoda Octavia
Технический бюллетень №3
«44-й на связь не вышел» — часть 2
Физически, блок управления и электродвигатель усилителя рулевого механизма здесь являют единое целое, и расположены прямо на рулевой рейке. Поэтому для доступа к электрическому разъёму блока, нам необходимо перегнать автомобиль на подъёмник. И только тут, начав маневрировать, понимаем – а усилитель руля-то работает! То есть, рулевое колесо крутится легко, без чрезмерного сопротивления (фото 1):
Вот тебе и раз. Из-за невнимательности мы упустили из виду очень важное обстоятельство! Берём в руки заказа-наряд: действительно, клиент указал, что его беспокоят индикаторы на панели приборов — о том, что усилитель руля не работает, нет ни слова. Теперь и мы понимаем, что «усилитель усиливает». Следовательно, можно констатировать, что, во-первых, блок EPS исправен, а во-вторых – что он получает полноценное питание. Однако, факт остаётся фактом – коммуникация с ним отсутствует, т.е., на шине «его нет». Сейчас разберёмся, почему. Поднимаем автомобиль и с помощью осциллографа, с тыльной стороны разъёма жгута, проверяем напряжение на проводах Hi и Low шины CAN (экран 1):
Из осциллограммы хорошо видно, что импульсы на проводе CAN Low имеют слишком низкую амплитуду. Кроме этого, очень похоже, что они имеют такую же фазу, как и импульсы на проводе CAN Hi – так конечно быть не должно. Но мы, по крайней мере, можем утверждать, что ни один из проводов шины не замкнут на массу или на плюс. Вопрос только в том, что мы пока не можем говорить о всей шине. Ведь мы снимаем сигнал со стороны блока EPS, т.е. по сути, проверяем потенциалы на выходе CAN-трансивера этого блока. Но этой информации для постановки диагноза недостаточно. Поэтому делаем ещё один необходимый шаг — отсоединяем разъём от блока и повторяем замер непосредственно на его контактах (фото 2):
В этом случае осциллограмма явно выявляет ещё одну проблему – базовый потенциал на проводе CAN Low практически равен нулю (экран 2):
Итак, что мы имеем: потенциал провода CAN Low нулевой, амплитуда сигнала низкая, а кроме этого, этот сигнал ещё и находится в фазе с сигналом на проводе CAN Hi. Очень похоже на то, что напряжение, которое мы видим на проводе CAN Low, это и не сигнал вовсе, а просто наводка с провода CAN Hi. Как такое может быть? Очень просто — провод Low находится в обрыве. Вопрос, в каком именно месте? Здесь нужна информация по трассировке шины, наличию и расположению переходных коннекторов и т.п. Самое время воспользоваться сервисной документацией. Из неё следует, что фрагмент шины CAN, соединяющий Gateway и блок усилителя руля, проходит через переходной коннектор, который находится в левом переднем углу моторного отсека (фото 3):
Обычно на поиск физического места разрыва цепи уходит много времени. Но на этот раз нам сопутствует везение – удалив остатки явно повреждённой изоляции, мы сразу же обнаруживаем оборванный проводник. И не какой-нибудь, а оранжевый, с коричневой полосой. Именно такую расцветку в автомобилях VAG имеет провод – CAN Low шины силового привода (фото 4):
Как впоследствии выяснилось, автомобиль побывал в аварии, и именно в эту сторону кузова пришёлся удар. Что и повлекло за собой повреждение жгута проводов, в котором находятся, в том числе и оба провода шины CAN. Так что дело было вовсе не в «прикуривании», как уверял нас владелец автомобиля. Ну в общем-то это уже неважно, важно, что проблема найдена, осталось её устранить. Берём в руки паяльник, «термоусадку», изоленту, и выполняем ремонт проводки (фото 5 и 6):
Включаем зажигание и буквально через несколько секунд индикатор неисправности усилителя руля гаснет. Это означает, что блудный сын вернулся, наконец, в родные пенаты. А вот другой индикатор так и остался гореть, даже после запуска двигателя (фото 7):
Но нас это ничуть не смущает. Для того, чтобы погасить данный индикатор, достаточно просто удалить коды неисправностей из памяти блока ABS. А уж если удалять ошибки, так полностью, из всех ЭБУ. Тем паче, что эта функция выполняется всё из того же самого экрана конфигурации межсетевого шлюза (см. TSB#2, экран 2), простым нажатием клавиши «Clear All DTC». В этом случае блок Gateway посылает команду на очистку памяти одновременно всем электронным блокам (Use CAN Command). Ну и конечно индикатор системы ESP тут же гаснет (фото 8):
После этого проводим полный опрос всех систем, и получаем окончательный экран 3:
На этом нашу миссию можно считать законченной. Отдаём автомобиль владельцу и плавно переползаем к другому.
Технический эксперт компании «Интерлакен — Рус»
Источник
Как я боролся с глюками CAN шины Октавии. Отчет
Вступление.
В Октавии начиная с 98 года вся электронная начинка, находящаяся в дверях, общается по цифровой шине данных. Т.е. в дверь идет всего 4 провода, два провода — питание и два -информационных. Это и есть CAN шина.
С чего все началось.
Два дня назад вечером во время дождя в водительской двери защелкали релюшки, появился запах от горения и CAN шина замерла (ЦЗ, эл.стекла, эл.зеркала не работали на всех дверях), хорошо, что окна закрыты были. В голове сразу включился счетчик, который отсчитывал сколько денег надо потратить на ремонт, но спустя подумал, что надо проверить предохранители.
В гараже первым делом осмотрел предохранители, сгорел ?38. Поменял предохранитель и CAN шина ожила, заработал ЦЗ, зеркала, но не работали стеклоподъемники, хотя при нажатии кнопок поднятия опускания стекол в каждой двери щелкали релюшки, но стекла не двигались. В голове промелькнула мысль, что нет напряжения. Но тогда почему работает ЦЗ? В общем стемнело и я бросил искать неисправность. На следующий день поехал на работу и CAN шина опять дала сбой. В обед решил проверить напряжение. Снял с левой стороны обивку у ног водителя и на разъеме, от которого уходят в дверь провода, оказалось, что нет напряжения. К вечеру я нашел схему. Большое спасибо Кириллу (Gerasim na Mume). Изучив схему, я понял, что есть предохранитель S37, который расположен на блоке реле.
Вечером в гараже я еле дотронулся до этого предохранителя, он был очень горячий. Мысль в голове — короткое замыкание. Снимаю клемму с АКБ и начинаю поиск неисправности. В итоге оказалось, что в дверном переходе водительской двери, надломились провода и замкнули. Провода удлинил, пропаял, и поставил термоизоляцию на место соединения. Взял тряпичную изоленту и восстановил жгут.
Сейчас все работает, как надо. Даже холостой ход стал стабильным, т.к. короткое замыкание происходило с определенной периодичностью из-за предохранителя S37. Это термо предохранитель, который при нагреве отсоединят нагрузку, т.е. при большом токе.
Источник
Еще раз о диагностике CAN-шины
В предыдущей статье мы поговорили о проблемах в шине передачи данных CAN, возникших в результате износа аккумуляторной батареи и просадки питающего напряжения при запуске ниже порога работоспособности шины. Сегодня продолжим разговор о CAN-шине, но немного в другом ключе: прежде всего вспомним принцип ее работы, а затем рассмотрим один из случаев топологии шины и разберем осциллограмму дефекта.
Эта шина используется чаще всего как средство обмена данными в системах, для которых критично быстродействие и время принятия решения. Таковыми являются, например, система управления движением, объединяющая между собой блоки управления двигателем, автоматической трансмиссией, антиблокировочной системой тормозов, усилителем руля и т.п.
Конструктивно шина представляет собой неэкранированную витую пару. Провода шины называются CAN High и CAN Low.
Шина может находиться в двух состояниях:
- Рецессивное состояние, или логическая единица. Оба провода в этой ситуации имеют практически одинаковый потенциал: и на проводе CAN High, и на проводе CAN Low присутствует около 2 , 5 В. В рецессивном состоянии шина может находиться сколь угодно долго, хотя в реальности этого не происходит, ведь рецессивное состояние – это всего лишь пауза между сеансами передачи информации.
- Доминантное состояние, или логический ноль. В него шина переходит тогда, когда один из входящих в сеть блоков управления начинает передачу данных. Потенциалы на проводах шины меняются следующим образом: на проводе CAN High потенциал повышается на один вольт, на проводе CAN Low наоборот, становится на один вольт ниже.
Рассмотрим форму сигнала шины, чтобы обосновать ее помехоустойчивость:
На рисунке показаны доминантный и рецессивный уровни шины, а также воздействие на шину электромагнитной помехи. Особенностью обработки сигналов шины является то, что в расчет берется не сам уровень сигнала, а разница уровней между проводами CAN High и CAN Low. При рецессивном уровне эта разница близка к нулю, при доминантном уровне она максимальна.
В витой паре провода располагаются очень близко друг к другу. Если возникает внешняя электромагнитная помеха X, то она является синфазной и наводит одинаковый всплеск напряжения в обоих проводах шины. В итоге на обоих проводах появляется наведенный помехой импульс, но разница потенциалов между проводами при этом не меняется. Это позволяет эффективно подавлять внешние помехи, что является большим преимуществом CAN-шины.
На самом деле витая пара – давно известный способ борьбы с помехами. В медицине, например, в кардиостимуляторах, где требуется высочайшая помехоустойчивость, она применяется очень широко.
Сигнал шины поступает в блок управления на дифференциальный усилитель и обрабатывается. Иллюстрация поясняет процесс обработки:
Большинство автопроизводителей придерживаются скорости передачи 500 кБд, соответственно, продолжительность одного бита при этом составит 2 мкс.
Поговорим о топологии CAN-шины. Физически у шины нет начала и нет конца, шина – это просто единая сеть. Чаще всего встречаются два типа топологии: линейная топология и топология «пассивная звезда», а также их сочетания.
На современных автомобилях шина CAN очень разветвленная. Чтобы не перегружать линию большим количеством передаваемых данных, шина может состоять из нескольких ветвей, объединенных межсетевым шлюзом, иначе называемым Gateway. В итоге сеть представляет собой несколько ответвлений, в том числе и на диагностический разъем, использующих разную скорость и протоколы обмена.
Поэтому топология шины – вопрос для диагноста очень актуальный и, к сожалению, довольно сложный. Из тех электрических схем, которыми располагает диагност, не всегда можно понять топологию. Но в документации некоторых автопроизводителей приводится полная и подробная информация, в этом случае задача сильно упрощается.
Не зная тонкостей организации шины, найти в ней неисправность бывает достаточно сложно. Например, при наличии окисления контактов в разъеме пропадает связь с целым рядом блоков управления. Наличие под рукой топологии шины позволяет легко находить подобные проблемы, а отсутствие приводит к большой потере времени.
Ну что ж, мы немного освежили в памяти теорию шины, теперь самое время перейти к практике.
Перед нами автомобиль Infinitit Q 50 , оснащенный весьма редким турбированным мотором VR 30 DDT объемом 3 . 0 л и мощностью 400 лошадиных сил. Но проблема заключается не в этом замечательном агрегате, а как раз в CAN-шине: подключив диагностический сканер, не удается установить связь с доброй половиной блоков управления.
Нам повезло – Nissan относится к тому узкому кругу производителей, которые дают диагностам качественную и полноценную информацию. В том числе есть в документации и подробная топология бортовой шины обмена данными. Открываем, смотрим:
Следует сказать, что приведенная блок-схема достаточно общая. В документации имеется гораздо более подробная электрическая схема со всеми проводами и номерами контактов в блоках, но сейчас она нам пока что ни к чему, нам важно понять общую топологию.
Итак, первое, что нужно увидеть, это то, что вся сеть разделена на три большие ветви, обведенные пунктиром:
- CAN communication circuit 1 (Коммуникационная цепь CAN 1 );
- CAN communication circuit 2 (Коммуникационная цепь CAN 2 );
- Chassis communication circuit (Коммуникационная цепь шасси).
Первые две цепи связаны между собой посредством CAN gateway (найдите его на иллюстрации). Цепь шасси связана с цепью CAN 2 через блок управления шасси, который также играет роль своеобразного Gateway.
А теперь вновь обратимся к сканеру и посмотрим, какие из блоков управления не выходят на связь. Дилерский сканер предоставляет нам очень удобную функцию: на экран выводятся блоки каждой из цепей по отдельности, а цветом отображается возможность (зеленый) либо невозможность (красный) установить с ними связь. Вот блоки цепи CAN 1 :
А это – блоки цепи CAN 2 . Как видно, связи с ними попросту нет:
Также нет связи с блоками цепи шасси, но это и понятно: эта цепь, согласно блок-схеме, подключена к цепи CAN 2 .
Ну что ж, задача почти решена, осталось лишь локализовать неисправность. А для этого воспользуемся мотортестером и снимем осциллограмму на проводах шины сначала в CAN 1 , а затем в CAN 2 и сравним их.
Сделать это очень несложно, ведь обе шины выведены прямо на диагностический разъем. Согласно более подробной схеме, о которой упоминалось выше, на контакты диагностической колодки 6 и 14 выведены провода CAN 1 , а на контакты 12 и 13 – провода CAN 2 .
Снимаем осциллограмму в цепи CAN 1 . Она имеет прямо-таки академический вид:
Давайте обмерим ее с помощью линеек.
- На проводе CAN High в рецессивном состоянии потенциал составил 2 , 26 В, на проводе CAN Low – 2 , 25 В.
- На проводе CAN High в доминантном состоянии потенциал составил 3 , 58 В, на проводе CAN Low – 1 , 41 В.
- Ширина импульса, соответствующего одной единице передаваемой информации, составляет 2 мкс (обведено красным прямоугольником).
Просто идеальное соответствие теории и практики. Конечно, полосы пропускания нашего прибора явно недостаточно для корректного отображения сигнала, слишком уж широк его спектр. Однако, если закрыть на это глаза, то вполне можно оценить качество сигнала и сделать необходимые выводы.
А теперь делаем ту же операцию на контактах диагностической колодки 12 и 13 , чтобы получить осциллограмму сигнала CAN 2 . Вот она:
Для наглядности масштаб осциллограмм на обеих иллюстрациях один и тот же.
То, что вы видите на этой осциллограмме, называется «мусор». Часто диагносты так и говорят: блок мусорит в шину. Вот только как найти блок, который это делает? Методика здесь очень проста и сводится она к поочередному отключению блоков и повторному наблюдению за сигналом шины.
Где именно находится тот или иной блок на автомобиле, в документации, как правило, показано. Например, на этом «финике» блоки расположены так:
Но в нашем случае все проще. Кстати, маленький лайфхак, возьмите на заметку. В автомобилях Nissan и Infiniti чаще всего причиной наличия мусора в CAN-шине является блок ABS. Сняв разъем с блока, сразу получаем нормальный обмен и связь сканера со всеми блоками ветви CAN 2 :
Обратите внимание на то, что связь в цепи CAN 2 есть со всеми блоками, кроме блока ABS, ведь он отключен.
Завершая разговор, хотелось бы обратить ваше внимание еще на один важный нюанс. Частота следования импульсов по CAN-шине составляет 500 кГц. Поэтому при получении осциллограммы необходимо задействовать максимально возможную частоту дискретизации мотортестера, на какую только он способен.
Если частоту дискретизации вы зададите низкую, то импульсы на осциллограмме будут сильно искажены. В качестве примера посмотрите, как выглядит осциллограмма сигнала CAN-шины при специально сниженной частоте дискретизации прибора:
Красным прямоугольником обведено время, в которое укладывается одно деление сетки. Оно составляет 0 , 2 мс. А на осциллограмме, которую мы рассматривали ранее, это время было равно 5 мкс, поэтому отображение импульсов было более правильным. Имейте это ввиду и не допускайте ошибок!
Источник