Компьютерная диагностика автомобиля своими руками

Развитие сетей контроллеров для автомобилей

CAN был создан в 1984 году корпорацией Роберта Боша в ожидании будущих достижений в области бортовой электроники. Первое серийное применение было в 1992 году на нескольких моделях Mercedes-Benz. Сегодня вы найдете его на всех новых транспортных средствах.

CAN Диагностика

Если вы не знаете разницу между шиной данных CAN и школьным автобусом, вы не одиноки. Даже многие профессиональные механики еще не разбираются в диагностике CAN.Поиск и устранение неисправностей автомобиля поздней модели CAN на самом деле ничем не отличается от поиска и устранения неисправностей автомобилей последней модели OBD II. Вам нужен диагностический прибор для считывания кодов неисправностей и других данных датчика, а также сканер, совместимый с CAN. Это означает, что у него есть соответствующее программное и аппаратное обеспечение для связи с автомобилем на более высоких скоростях.

У более старых сканирующих инструментов (а именно у большинства из них, выпущенных до 2006 года) нет схемы связи с системой CAN. Некоторые старые инструменты сканирования имеют подходящее оборудование и могут быть обновлены с помощью нового программного обеспечения.Но в большинстве случаев вам потребуется более новый сканер, совместимый с CAN, для выполнения бортовой диагностики.

Большинство недорогих сканирующих инструментов, разработанных для рынка «Сделай сам», - это интерактивные инструменты: они могут считывать коды и данные, но не могут отправлять на автомобиль команды, необходимые для выполнения всех видов самотестирования системы. Эта степень сложности предназначена для более дорогих инструментов профессионального уровня или заводских инструментов сканирования. Кроме того, программное обеспечение в типичном инструменте для самостоятельного сканирования (даже если оно совместимо с CAN) обычно может получать доступ только к кодам трансмиссии.Он не может общаться с системой ABS, системой климат-контроля, электронной системой рулевого управления или подвески, системой климат-контроля, системой подушек безопасности или другой бортовой электроникой. Другими словами, это очень ограниченный инструмент. Для расширенной диагностики, которая выходит за рамки простого считывания кодов неисправностей трансмиссии и данных датчика, вам нужен инструмент профессионального уровня или заводской инструмент. Последний может быть довольно дорогим, стоить тысячи долларов плюс ежегодные обновления программного обеспечения, которые могут добавить еще сотни. Поэтому, если вам нужна расширенная диагностика, для большинства автолюбителей и мастеров-профессионалов единственный вариант - доставить свой автомобиль в ремонтную мастерскую с надлежащим диагностическим оборудованием.

Как информация движется вокруг вашего автомобиля в системе CAN

Как и во многих современных автомобилях, информация в автомобиле с шиной CAN передается по шине последовательной передачи данных. Шина - это цепь, которая переносит всю электронную болтовню между модулями (узлами). В автобусе может быть один провод или два. Если их два, провода обычно скручиваются для устранения электромагнитных помех. Скорость, с которой шина несет информацию, будет варьироваться в зависимости от «класса» шины, а также протокола, которому она соответствует.

Шина данных с классом скорости класса «A» - это относительно медленная низкоскоростная схема, которая обычно передает менее 10 килобит (10 кбит / с) информации в секунду. Шина данных, которая работает на скоростях класса A, ограничена простыми командными функциями, такими как управление зеркалами с электроприводом, сиденья с электроприводом, вдовы с электроприводом, дверные замки с электроприводом, дистанционные выключатели багажника и освещение.

Шина данных с классом «B», для сравнения, может работать от 10 Кбит / с до 125 Кбит / с, в зависимости от рабочего протокола (SAE J1850 или европейский стандарт ISO 9141-2).Это достаточно быстро для переноса более сложной информации и данных, чувствительных ко времени. Системы, которые могут совместно использовать шину данных с рейтингом класса B, включают в себя электронные контрольно-измерительные приборы, электронные средства управления передачей, системы безопасности и климат-контроль.

класса C в настоящее время самый быстрый рейтинг шины данных. Системы класса C могут работать со скоростью до 1 мегабита в секунду, что в 100 раз быстрее, чем обычная шина данных класса B. Многие из транспортных средств, которые в настоящее время используют шину данных класса C, работают на скоростях около 500 Кбит / с, что достаточно для модулей управления трансмиссией, модулей подушек безопасности и быстродействующих антиблокировочных тормозов и систем контроля устойчивости.Еще более быстрые CAN-системы имеют рейтинг «класса D» более 1 мегабайт в секунду. А некоторые приложения, такие как бортовые развлекательные системы, требуют еще более высокой скорости потокового аудио и видео.

Следует помнить о стандарте CAN, что CAN, а также другие протоколы, такие как SAE J1939, GMLAN, OBD II, SAE J1587 и LIN, больше связаны с форматированием, передачей и получением информации, чем с быстротой это отправлено. Это означает, что инженеры-автомобилестроители, которые разрабатывают бортовую электронику для автомобилей, совместимых с CAN, могут свободно выбирать любую рабочую скорость, которую они хотят (до одного мегабита в секунду), а также тип шинного проводника (один провод, витая пара или оптоволокно). оптический кабель).На большинстве современных автомобилей высокоскоростная шина передачи данных необходима для обработки объема информации, передаваемой между всеми встроенными электронными устройствами.

В 1995 году GM представила собственную шину данных класса 2 для связи между модулями. Система работала со скоростью 10 400 бит в секунду (10,4 Кбит / с), что было более чем достаточно для транспортных средств десять лет назад. В 2004 году GM перешел на свою систему шин данных следующего поколения, которую они назвали «GMLAN» (GM Local Area Network). Представленный на Cadillac XLR и Saturn Ion, GMLAN добавил возможность работать на двух скоростях на двух отдельных шинах: низкая скорость (33.33 Кбит / с) автобус и высокоскоростной (500 Кбит / с) автобус.

Низкоскоростная сторона системы GMLAN работает на однопроводной шине для выполнения функций управления, связанных с кузовом, а высокоскоростная шина использует два провода для передачи данных между силовым агрегатом, трансмиссией и антиблокировочными тормозными модулями. Узел «шлюз» соединяет высокоскоростную шину и низкоскоростную шину и позволяет обмениваться информацией взад и вперед. Например, радиоприемник (который подключен к низкоскоростной шине) может регулировать громкость на основе скорости двигателя и скорости транспортного средства (от высокоскоростной шины), чтобы компенсировать дорожный шум.

Mercedes также использует несколько различных скоростей шины на своих транспортных средствах. В зависимости от применения может быть высокоскоростная шина CAN-C со скоростью 500 кбит / с для силовых агрегатов, коробки передач и модулей ABS, а также более медленная шина CAN-B со скоростью 83 кбит / с для функций управления кузовом. На некоторых автомобилях Mercedes на шине CAN-B может быть до 30 модулей. До 2002 модельного года вся связь между CAN-C и шиной CAN-B проходила через модуль электронного выключателя зажигания (EIS). После 2002 года новый модуль «шлюз» осуществляет связь между шинами, а также бортовую диагностику через шину CAN-D.

Как данные CAN отправляются и принимаются

Если ваши глаза еще не закрыты, вот как данные отправляются и принимаются в системе CAN. Каждый модуль (узел), подключенный к сети шины данных, способен отправлять и принимать сигналы. Каждый модуль (узел) имеет свой уникальный адрес в сети. Это позволяет модулю получать входные данные и данные, необходимые для его функционирования, игнорируя информацию, предназначенную для других модулей, которые совместно используют сеть.Когда модуль передает информацию по сети, информация кодируется, поэтому все остальные модули распознают, откуда она взялась.

Данные отправляются в виде последовательности цифровых битов, состоящих из «0» и «1». Если вы посмотрите на данные в области, вы увидите прямоугольную форму волны, которая изменяется между показаниями высокого и низкого напряжения. Показание низкого напряжения обычно соответствует «0», тогда как показание высокого напряжения соответствует «1». Фактические показания напряжения будут варьироваться в зависимости от приложения и протоколов, используемых производителем транспортного средства, но большинство работают в диапазоне от 5 до 7 вольт.

Стандарт CAN требует формат «базового кадра» для данных. Это означает, что для каждого отдельного сообщения, отправляемого или получаемого модулем в сети, имеется начальный бит (называемый битом «начала кадра» или «начала сообщения»), за которым следует код «идентификатора» ( 11-битный код, который сообщает, какой тип данных содержится в сообщении), за которым следует код приоритета («запрос на удаленную передачу»), который сообщает, насколько важны данные, за которыми следуют от 0 до 8 байтов (один байт равен 8 битам) фактических данных. за ним следуют еще несколько битов, которые проверяют информацию (проверка циклическим избыточным кодом), за которыми следуют некоторые биты конца сообщения и бит «конец кадра».

Все еще со мной? Есть еще кое-что! Одна из задач любой сетевой системы - хранить все сообщения отдельно, чтобы они не сталкивались и не искажали друг друга. Обычно блоку управления кузовом или модулю комбинации приборов назначается задача управления сетевым трафиком. Когда он видит сообщение, поступающее по шине, он смотрит на первый бит в потоке данных. Если бит равен «0», сообщение имеет приоритет над остальными. Это называется «доминирующим» сообщением. Если первый бит равен «1», ему присваивается более низкий приоритет («рецессивное» сообщение).Таким образом, сообщения с наивысшим приоритетом всегда проходят по назначению, но сообщения с низким приоритетом могут быть временно заблокированы, пока трафик не уменьшится.

Системная ошибка CAN

CAN-совместимые транспортные средства так же уязвимы для электронных сбоев, как и более старые автомобили. Хотя системы CAN используют меньше проводов и меньше разъемов для экономии веса и стоимости, они также используют больше модулей и более сложные модули. Проблемы со связью могут возникнуть в случае коррозии или ослабления разъемов модуля, заземления, замыкания или обрыва проводов, или если напряжение системы ниже технических характеристик.Некоторые модули могут даже забыть свои настройки или местоположение, если батарея отключена или разряжена.

Например, на некоторых минивэнах Chrysler автоматическая система климат-контроля перестает работать, если батарея разрядилась. Это происходит потому, что электрические шаговые двигатели, которые управляют положением смесительных дверей, забывают свое местоположение. Система должна быть переведена в режим «повторного обучения», чтобы восстановить все положения и настройки двигателя.

Различные виды неполадок могут возникать на других автомобилях с шиной CAN, когда батарея отсоединена или разряжена.Модули в системе CAN требуют определенного напряжения для своих настроек Keep Alive Memory. Если это будет потеряно, модуль забудет эти настройки и может не работать должным образом, пока у него не будет времени на повторное изучение потерянных данных. В некоторых случаях для этого требуется специальная процедура повторного изучения с использованием сканирующего инструмента, поскольку модуль не может выполнить повторное изучение самостоятельно. А на некоторых автомобилях модуль может перейти в спящий режим и не просыпаться до тех пор, пока не будет проверен диагностический прибор или модуль основного шлюза (обычно это модуль управления кузовным оборудованием).Процедуры повторного обучения, как правило, требуют заводского сканера или профессионального сканера послепродажного обслуживания.

Одной из особенностей CAN и других сетевых систем является то, что модули могут отправлять и получать сигналы «ok», чтобы сообщить главному модулю управления, работают они или нет. Теоретически это облегчает диагностику. С другой стороны, это также означает, что один некорректно работающий модуль может генерировать достаточно шума, чтобы нарушить работу всей сети, что приведет к полной остановке автомобиля!

При возникновении проблемы со связью по последовательной шине обычно устанавливается диагностический код неисправности "U" (DTC) и включается индикаторная лампа неисправности (MIL).В зависимости от неисправности, транспортное средство может запускаться или не запускаться, или оно может работать только в режиме «вхолостую» с ограниченными возможностями. Потеря связи между контроллером двигателя и контроллером трансмиссии (например, код U1026 на GM) может привести трансмиссию в режим без движения, когда она будет работать только на одной или двух передачах.

Потеря кодов связи может указывать на проблему с проводкой на шине или неисправность модуля. Для устранения неисправности может потребоваться отключение модулей по одному, пока неисправность не будет обнаружена.Просто помните, что для правильного функционирования всех модулей в шинной сети необходимы три функции: питание, заземление и последовательная передача данных.

При диагностике проблем со связью шины или модуля вы обычно начинаете с проверки напряжения на модуле, затем с заземления и, наконец, линии передачи данных. Если все три хороши, но модуль не работает, модуль необходимо заменить.

В приложениях GM код U100 или U1255 означает общую потерю связи на шине данных.С помощью средства сканирования Tech 2 вы можете перейти к Диагностической проверке цепи, затем к Монитору сообщений, чтобы увидеть список активных модулей и сравнить его со списком модулей, которые должны быть включены, когда ключ включен.

Чтобы минимизировать паразитный ток на аккумуляторе, когда автомобиль выключен, на модули в сети отправляется сигнал «сна». Некоторые могут оставаться включенными в течение короткого периода времени после выключения зажигания (например, модуль подушки безопасности), а некоторые могут никогда не заснуть (например, противоугонный модуль и приемник входа без ключа), но большинство из них помещаются в спящий режим для экономии заряда батареи.Если сигнал ожидания не отправляется или модуль не распознает сигнал ожидания, он может оставаться активным и получать питание от батареи. В зависимости от потребления тока, это может привести к разрядке аккумулятора, если автомобиль некоторое время садится.

Системные приложения CAN

2003 Ford Excursion, 2003 Ford F-250 & F-350, 2003 Ford Focus & Thunderbird, 2003 General Motors Сатурн Ион, 2003 Линкольн LS, 2003 Мазда 6 и 2003 SAAB 9-3

2004 Buick Rendezvous, 2004 Cadillac CTS, XLR & SRX, 2004 Dodge Durango, 2004 Ford Explorer, 2004 Ford F-150, E-250 & E-350, 2004 Ford Taurus, 2004 Lexus LS430, 2004 Меркурий Альпинист, 2004 Mercury Sable , 2004 Mazda 3 & RX-8, 2004 Toyota Prius и 2004 Volvo S40

2005 Audi A4 & A6, 2005 Buick LaCrosse, Rendevous & Ranier, 2005 Cadillac STS, 2005 Chevrolet Cobalt, Corvette & Malibu, 2005 Chevrolet Equinox, 2005 Chevrolet SSR, 2005 Chevrolet Trailblazer EXT, 2005 Chrysler 300C, 2005 Dodge Dakota & Magnum 2005 Ford Crown Victoria, Five Hundred, Focus & Mustang, 2005 Ford E-150, 2005 Ford Escape & Expedition, 2005 Ford Freestyle, 2005 GMC Envoy ESV & XL, 2005 Isuzu Ascender, 2005 Jeep Grand Cherokee, 2005 Lexus LS400 & GX470, 2005 Lincoln Town Car, 2005 Mercury Grand Marquis, Montigo & Sable, 2005 Mercury Mariner, 2005 Pontiac G6, Grand Prix & GTO, 2005 Land Rover LR3, 2005 Mazda MPV & Tribute, 2005 Mercedes SLK350, 2005 SAAB 9-7X, 2005 Toyota Авалон, 2005 Toyota 4Runner, Sequoia, Tacoma & Tundra, и 2005 Volvo S60, S80, V50, V70, XC90

Практически ВЕСЬ 2008 и более новые модели легковых автомобилей и легких грузовиков.

Список кодов CAN

Другие статьи о диагностике двигателя:

Перепрограммирование флэш-памяти PCM

Подробнее о перепрограммировании флэш-памяти PCM

Модули управления силовой передачей (PCM)

Коды неисправностей

Осмысление датчиков двигателя

Общее представление о системах управления двигателем

Системы дроссельной заслонки (электронное управление дроссельной заслонкой)

Все о бортовой диагностике II (OBD II)

Обращаем внимание на диагностику OBD II

Нажмите здесь, чтобы прочитать больше Технические статьи по автомобильной технике