Diagnostyka sieci CAN
Obecnie, przy coraz bardziej rozwiniętej elektronice samochodowej, diagnosta podczas usuwania usterek zmaga się bardzo często z systemami transmisji danych CAN. Klient, odstawiając swój pojazd do warsztatu, oczekuje od fachowców, że usterka zostanie szybko i sprawnie zlokalizowana oraz usunięta.
Niestety, w pojazdach wyposażonych w magistralę przesyłania danych CAN, nie jest to już tak proste i szybkie do zlokalizowania jak w przypadku samochodów nieco starszych, nie wyposażonych w tak zaawansowane technologie.
Usytuowanie złącza diagnostycznego w samochodzie.
W pojazdach bez sieci transmisji danych wykrywanie usterek dla wysokiej klasy specjalistów było wręcz rzeczą banalną. Wprowadzane stopniowo systemy elektroniczne i związane z nimi sieci transmisji i przesyłania informacji bardzo podniosły komfort i bezpieczeństwo poruszania się pojazdami, ale równocześnie wpłynęły dość radykalnie na podejście do wykonywania w nich diagnostyki. W samochodach wyposażonych w sieć transmisji danych CAN nie jest już tak łatwo natrafić na przyczynę wystąpienia usterki. Nawet podłączenie czytnika kodów usterek i odczytanie informacji o powstałych w pamięci układu błędach nie zawsze wystarcza do postawienia właściwej diagnozy. Owszem, w wielu przypadkach jest to niezbędne i bardzo przydatne, lecz równie ważna jest u diagnosty znajomość i praktyka opanowania pewnych procedur postępowania. Bardzo istotna przy diagnostyce pojazdów wyposażonych w magistralę danych CAN może okazać się rozmowa diagnosty z właścicielem pojazdu. To on właśnie na co dzień użytkuje ten samochód, a dzięki temu może najbardziej trafnie określić objawy zaobserwowanej usterki i naprowadzić tym samym diagnostę na właściwy tok dalszego postępowania. Kolejną ważną czynnością przy diagnozowaniu pojazdów z siecią transmisji danych CAN jest określenie, jaki jest w pojeździe zakres wyposażenia fabrycznego i czy dokonywano w nim jakichkolwiek modyfikacji. Ważne jest również czy samochód przechodził w ostatnim czasie jakiekolwiek naprawy, a zwłaszcza naprawy powypadkowe. Jest to o tyle istotne, iż nieprawidłowo podłączony odbiornik w instalacji może doprowadzić do trudnych do zdiagnozowania usterek w instalacji.
W samochodach, które nie były wyposażone w magistrale transmisji danych stawianie diagnozy przy szukaniu usterki polegało na odnalezieniu uszkodzonego pojedynczego elementu układu, czyli urządzenia sterującego. Sposób diagnozowania zmienił się radykalnie właśnie wraz z wprowadzeniem sieci transmisji danych. Powodem zmiany sposobu stawiania diagnozy jest fakt, iż z powodu zespolonej struktury sieci sterowników przyczyna usterki najczęściej leży właśnie we współdziałaniu różnych sterowników. Z tego względu przy poszukiwaniu usterek trzeba uwzględniać wszystkie sterowniki, które wymieniają informacje na tej samej szynie danych.
Bardzo pomocne przy wykrywaniu usterek w pojazdach wyposażonych w magistrale danych jest posiadanie przez diagnostę dokumentacji technicznej w postaci schematu struktury sieci dla diagnozowanego pojazdu, przedstawiającej sterowniki, przewody, ich rozmieszczenie w samochodzie. Dokumentacja taka pomaga diagnoście określić poprawnie wzajemne związki w sieci w celu wypracowania właściwej i poprawnej diagnozy.
Połączenie magistrali CAN z układem elektronicznego wspomagania kierownicy.
W praktyce możliwe są do wykrycia następujące usterki szyny CAN:
- zwarcie do masy,
- zwarcie do plusa,
- zwarcie z CAN-High do CAN-Low,
- brak ciągłości przewodów,
- uszkodzony rezystor obciążenia,
- zbyt małe napięcie zasilania.
Przy diagnozowaniu pojazdów wyposażonych w magistralę danych CAN należy postępować według następujących wytycznych:
- po pierwsze, sprawdzić poprawność działania wskazanego przez klienta uszkodzonego układu lub systemu,
- odczytać przy użyciu narzędzia diagnostycznego (testera) z pamięci systemu kody występujących usterek,
- odczytać wartości rzeczywiste,
- wykonać testy elementów wykonawczych,
- sprawdzić sygnały magistrali danych przy użyciu oscyloskopu,
- sprawdzić poziom napięcia,
- wypinać pojedynczo elementy sterujące jeden po drugim do momentu, kiedy obraz sygnału będzie prawidłowy,
- zmierzyć rezystancje przewodów przy odłączonych sterownikach,
- zmierzyć rezystancje zakończeń szyn.
Pomimo długiej listy czynności, które należy wykonywać przy diagnozowaniu układów z magistralą danych CAN, najczęściej już odczyt kodów usterek z pamięci sterownika wystarcza do zlokalizowania powstałego uszkodzenia. Niekiedy wspomóc się trzeba jeszcze dodatkowo o odczyt wartości rzeczywistych, by ustalić wejściowe sygnały z czujników albo status elementów wykonawczych oraz kontrolować znajdujące się w sterowniku kody liczbowe. Dzięki temu możliwe jest stwierdzenie czy wada braku jakiejś funkcji wynika z tego, że w ogóle nie jest zaprogramowana, czy też wadliwe jest jej załączanie. Zaletą układu z magistralą danych CAN jest to, że urządzenia sterujące są w stanie same rozpoznać i zasygnalizować błąd w systemie. Jest to możliwe dzięki kilku systemom bezpieczeństwa na płaszczyźnie informacyjnej, do których należy:
- cykliczna kontrola redundancji – tę wartość kontrolną obliczają zarówno urządzenia wysyłające, jak i odbierające. Zgodność obu wyników oznacza transmisję pozbawioną błędów;
- kontrola ramki – umożliwia sprawdzanie, czy struktura przesyłanej ramki zgadza się ze strukturą zadaną. Błędy rozpoznawane przez kontrolę ramki są oznaczane jako błędy formatu;
- kontrola błędów potwierdzenia – polegająca na tym, że wszystkie odbiorniki potwierdzają pozytywne odebranie ramki;
- monitorowanie – zapewniające jednocześnie obserwację poziomu magistrali przez każde urządzenie. Dzięki temu systemowi bezpieczeństwa są rozpoznawane wszystkie lokalne i globalne błędy.
Występujące poszczególne błędy transmisji w protokole danych CAN nie wywołują zapisu w pamięci błędów. Urządzenie sterujące liczy liczbę powtórzeń i po określonej liczbie błędów wyłącza się. Dopiero to powoduje zapis w pamięci błędów określający brak komunikacji z urządzeniem sterującym. Powoduje to powiadomienie wszystkich węzłów o rozpoznaniu błędu. Przeprowadzenie diagnozy i wyszukiwanie błędów w systemie wymaga ustalenia czy połączenie funkcjonuje prawidłowo, czy jest zakłócone i jakie informacje urządzenia sterujące wymieniają między sobą. W sytuacji, gdy zebrane z badania kompleksowego (odczytu kodów błędów, odczytu wartości rzeczywistych, testów elementów wykonawczych itd.) nie wskażą jednoznacznie przyczyny występowania usterki, wówczas konieczne jest systematyczne odłączanie poszczególnych sterowników z sieci. Należy jednak tę czynność wykonywać bardzo ostrożnie, ponieważ złącza wtykowe są przez to narażone na uszkodzenia.
mgr Andrzej Kowalewski
Komentarze (0)