238 can- bus 1

Razmjena podataka na CAN sabirnici I

Osnove

Program za samostalno učenje br. 238

Servis

2

NOVO Pozor napomena !

Programi za samostalno učenje predstavljaju konstrukciju i funkcije novorazvijenih sklopova!Sadržaji se ne aktualiziraju.

Upute za namještanje i popravke moguće je pronaći u za to predviđenoj servisnoj literaturi.

Primjenom sustava CAN sabirnica u motornim vozilima dolazi do međusobnog umrežavanja upravljačkih uređaja. Stoga u vozilu i u sklopu dijagnoze primjenu nalaze funkcije koje preva-zilaze područje djelokruga samo jednog uprav-ljačkog uređaja.

Nakon prvog upoznavanja s tehnologijom u Pro-gramu za samostalno učenje br.186 “CAN sabirnica podataka” u ovom se programu za samostalno učenje br. 238 opisuju osnovne funkcije aktualnog sustava CAN sabirnica.

• Program za samostalno učenje br. 238:obrađuje osnovne funkcije aktualnog CAN sus-tava - primjerice proces razmjene podataka.

• Program za samostalno učenje br. 269:bavi se specijalnim sustavima sabirnica kao što su primjerice CAN sabirnica pogonskog sustava i CAN sabirnica komfornog sustava, koje se primjenjuju u Volkswagen vozilima.

3

Pregled

Uvod. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

Čemu zapravo služi sustav sabirnica? . . . . . . . . . . . . . . . 4Konstrukcija, dizajn, bitna svojstva . . . . . . . . . . . . . . . . 6Stupnjevi razvoja . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8Rad sa CAN-sabirnicama . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

Osnovni sustav . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

Princip umreženosti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11Razmjena informacija. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

Funkcijske jedinice. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

Upravljački uređaj . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14CAN segment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14Transceiver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

Postupak prijenosa podataka . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

Postupak odašiljanja . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19Postupak prijema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20Istovremeni pokušaj odašiljanja više upr. uređaja . . . . . 22

Sigurnost prijenosa, smetnje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

Interno rješavanje smetnji. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24Dijagnostičke napomene. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

Provjerite znanje. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

Glosar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

4

Čemu zapravo služi sustav sabirnica?

Sa primjenom sustava CAN sabirnica u vozilima se međusobno umrežavaju elektronske konstrukcijske skupine kao što su upravljački uređaji ili inteligentni senzori, kao primjerice senzor kuta zakrenutosti uprav-ljača.

CAN je kratica je engleskog naziva “controller-area-network”. Primjena sustava CAN sabirnica cjelokupnom sustavu vozila donosi sljedeće prednosti:

• Razmjena podataka između upravljačkih uređaja događa se na jedinstvenoj platformi. Ta se platforma naziva još i protokol. CAN sabirnica predstavlja “autoput” za razmjenu podataka.

• Sustave čija kompleksnost nadilazi jedan upravljački uređaj (npr. ESP sustav) moguće je realizirati ekonomičnije.

• Lakše se rješavaju proširenja sustava u obliku dodatne opreme.

• CAN sabirnica je otvoren sustav koji omogućuje prilagodbu različitim prijenosnim medijima kao npr. bakrenim vodovima ili vodovima od staklenih vlakana.

• Dijagnoza upravljačkih uređaja vrši se preko K-voda. Interno se dijagnoza djelomično već obavlja preko CAN sabirnice (npr. zračni jastuci ili upravljački uređaj vrata). U tom se slučaju govori o virtualnom K-vodu (vidi i str. 7). Kod budućih vozila K-vod uglavnom više neće biti potreban.

• Moguća je istovremena dijagnoza više upravljačkih uređaja različitih sustava.

Einleitung

Od centralnog upravljačkog uređaja do umreženog sustava

Vozilo s centralnim upravljačkim uređajem 238_002

5

Vozilo s 3 upravljačka uređaja i sustavom sabirnica

Uvod

ABS-upravljaèki ureðaj

Upr.ureðaj

Schalttafel-Einsatz

Umrežanost CAN pogonskog sustava s 3 upravljačka uređaja

Vozilo s 3 upravljačka uređaja

CAN-Bus

238_003

238_004

238_005

Izvršnik

Senzor

motora

CAN sabirnica

Umetak instrumentneploče

Senzor

ABS uprav-ljački. uređaj

Upr.uređajmotora

Izvršnik

6

Uvod

Konstrukcija, dizajn, bitna svojstva

U sustavu CAN sabirnica paralelno je povezano niz pojedinačnih elemenata. Iz toga za konstrukciju cjelokupnog sustava proizlaze sljedeći zahtjevi:

• Visok stupanj sigurnosti: smetnje u prijenosu, uzrokovane interno ili eksterno moraju se prepoznati sa velikom sigurnošću.

• Velik stupanj raspoloživosti: u slučaju prestanka rada nekog upravljačkog uređaja preostali sustav mora i nadalje ostati funkcionalan, kako bi se i nadalje mogla vršiti razmjena podataka.

• Velika gustoća prijenosa podataka: svi upravljački uređaji u svakom trenutku imaju istu razinu podataka. Zahvaljujući tomu između upravljačkih uređaja nema odstupanja u podacima. U slučaju smetnji na bilo kom mjestu u sustavu svi priključeni sudionici dobivaju istu obavijest.

• Velika razina prijenosa podataka: razmjena podataka između umreženih sudionika mora biti vrlo brza, kako be se ispunili zahtjevi istovremenosti.

Prijenos signala u sklopu CAN sabirnice vrši se digitalno, trenutačno još preko bakrenih vodova. Tako je moguć siguran prijenos sa brzinom od maksimalno 1000 kbit/s (1Mbit/s). Maksimalna brzina prijenosa poda-taka u Volkswagen i Audi vozilima standardno iznosi 500 kbit/s.

Uslijed različitih zahtjeva glede učestalosti ponavljanja signala s jedne strane i nastalog volumena podataka s druge strane sustav CAN sabirnica dijeli se na 3 specijalna sustava:

• CAN-sabirnica pogonskog sustava (high-speed) sa 500 kbit/s uz gotovo istovremeni prijenos.

• CAN-sabirnica komfornog sustava (low-speed) sa 100 Kbit/s uz brzi prijenos

• CAN-sabirnica infotainment sustava (low-speed) sa 100 Kbit/s uz brzi prijenos

Omjeri prijenosa podataka na sustavima CAN sabirnica

1 = 500 kbit/s= CAN pogonskog sustava2 = 100 kbit/s= CAN komfornog sustava3 = 100 kbit/s= CAN infotainment sustava4 = 1000 kbit/s= maksimalni omjer prijenosa podataka

238_051

7

Ručica mjen-jača

Upravljački uređaj motora

Upravljački uređaj

kočnica

Senzor kuta zakrenutosti upravljača

...Upravljački uređaj mjen-

jača

Upr.uređaj zračnih jas-

tuka

Upr.uređaj klime

Pomoć pri parkiranju

Kontrola tlaka u gumama

Memorija vozačevog

sjedala

Upr.uređaj komfornog

sustava

Upravljački uređaj voza-čevih vrata

Uprav. uređaj suvozačevih

vrata

Upr. uređaj vrata straga

lijevo

Upr. uređaj vrata straga

desno

Radio

Telefon - kutija sučelja

Radio-navi-gacijski sus-

tav

DSP ...

Uvod

Sustav CAN sabirnice (primjer Polo iz modelne godine 2002)

Pomoć pri upravljanju

Kombinirani instrumenti

...

Gateway-upravlj.uređaj

Utičnica u vozilu

Realni K-vod

Virtualni K-vod

... U planu su daljnji upravljački uređaji

samo highlinekombin.

uređaj

Dijagnostička utičnica

CAN pogonskog sustava

CAN komfornog sustava CAN infotainment sustava

CAN komfornog sustava

8

Uvod

Serijska primjena i stupnjevi razvoja

Prva serijska primjena u Volkswagenu uslijedila je kod modelne godine ‘97 sa komfornim sustavom 62,5 kBit/s u Passatu.

Daljnji stupnjevi razvoja su:MG 98CAN pogonskog sustava u Golfu i Passatu sa 500 kBit/s

MG ‘00 gateway K-voda prema CAN-u u Golfu i Passatu

MG ‘00CAN komfornog sustava 100 kBit/s - standard u koncernu npr. u modelu SKÔDA Fabiagateway između CAN-a pogonskog i CAN-a komfornog sustava u modelu SKÔDA Fabia

MG ‘01CAN komfornog sustava 100 kBit/s standard u koncernu, npr. u Passatu

238_007

238_008

238_009

238_010

238_011

9

Uvod

Rad sa CAN sabirnicom

CAN sabirnica predstavlja zasebni sustav u sklopu elektronike vozila i služi kao podatkovni vod za razmjenu informacija između priključenih upravljačkih uređaja.

Na osnovu svoje konstrukcije i odlika sustav radi uz visok stupanj sigurnosti.

Ako unatoč tome dođe do smetnji, one se pohranjuju u memoriji pogreški odgovarajućeg upravljačkog uređaja, te ih je moguće očitati preko dijagnostičkog uređaja.

• Upravljački uređaji sadrže funkcije samodijagnoze, koje omogućuju i prepoznavanje relevantnih grešaka CAN sustava.

• Nakon očitavanja unesenih CAN greški pomoću dijagnostičkog uređaja (npr. VAS 5051, 5052) te su informacije na raspolaganju za funkciju ciljanog traženja grešaka..

• Unosi u memorije pogreški u upravljačkim uređajima pogodni su za prvo utvrđivanje grešaka. Osim toga njihovo nepostojanje nakon otklanjanja greški pruža potvrdu da više nema grešaka. Za aktualiziranje potreban je novi start motora.

• Važan preduvjet za pravilan CAN sustav je to da niti u jednom voznom stanju ne smije doći do pohranji-vanja CAN greški u odgovarajućim memorijama!

Kako bi se izvršila analiza koja omogućuje utvrđivanje, odn. otklanjanje pogreški potrebno je osnovno razu-mijevanje postupka razmjene podataka na CAN sabirnici podataka.

10

Bilješke

11

Osnovni sustav

Osnovni sustav sastoji se iz više upravljačkih uređaja. Oni su na vodu sabirnice priključeni paralelno preko takozvanih transceivera (odašiljačko/prijemnih pojačala). Tako za sve postaje u sabirnici vrijede isti predu-vjeti. To konkretno znači da svi upravljački uređaji imaju isti tretman, niti jedan nema veću vrijednost. U tom se kontekstu govori o takozvanoj “multimaster arhitekturi”.

Razmjena informacija vrši se serijski (redom).

U principu CAN sabirnica funkcionalna je već s jednim vodom! Sustav je međutim opremljen i drugim vodom. Na tom drugom vodu signali se prenose u suprotnom smjeru. Zahvaljujući tom obrnutom smjeru prijenosa signala moguće je bolje prigušiti eksterne smetnje.

Princip umrežavanja

Upr.uređaj A Upr.uređaj B Upr.uređaj C

CAN-sabirnica

Transceiver

Princip umrežavanja 238_012

Kako bi se osnovni princip prijenosa podataka jednostavnije objasnio, unastavku se polazi od toga da postoji samo jedan CAN vod!

12

Osnovni sustav

Razmjena informacija

Informacije koje se razmjenjuju nazivaju se još i poruke. Svaki upravljački uređaj može slati i primati poruke.

Poruke uglavnom sadrže fizikalne vrijednosti kao npr. broj okretaja motora. Vrijednost broja okretaja motora u tom se slučaju prikazuje u obliku binarne vrijednosti (slijed nula i jedinica). Npr.: (broj okretaja motora od 1800 o/min može se prikazati i u obliku 00010101).

Kod slanja binarna vrijednost se prvo pretvara u serijsku bitnu struju. Ta se struja preko TX-voda (odašiljački vod) postavlja na transceiver (pojačalo). Transceiver pretvara bitnu struju u napone odgovarajuće vrijednosti, koje se nakon toga na vodu sabirnice u određenim vremenskim slijedovima prenose jedan za drugim.

Kod prijema vrijednosti napona se preko transceivera ponovno pretvaraju u bitnu struju, koja se preko RX-voda (prijemni vod) dovodi do upravljačkih uređaja. Upravljački uređaji nakon toga serijske binarne vrijed-nosti ponovno pretvaraju u poruke. Npr.: (vrijednost 00010101 pretvara se u broj okretaja motora 1800 o/min)

Odaslanu poruku može primiti svaki upravljački uređaj.

Taj se princip naziva još i “broadcast”, po analogiji na radioodašiljač, koji odašilja program koji može primati svaki priključeni sudionik.

“Broadcast”-postupkom postiže se to da svi priključeni upravljački uređaji imaju uvijek iste informacije.

“Broadcast”-prinzip: jedan šalje - svi primaju 238_013

13

Porukaparalelno

Bîtna strujaserijski

Broj okretaja motora Broj okretaja motora Broj okretaja motora

0001 0101 0001 0101 0001 0101

RX TX RX TX RX TX Transceiver

Upr.ureðaj A Upr.ureðaj B Upr.ureðaj C00

01 0

101

1010

100

0

1010

100

0

Električni prijenos signala u vremenskom slijedu

Osnovni sustav

Razina signala

t (Zeit)

Razmjena informacija jedne poruke na CAN sabirnici (“broadcast”-prinzip)

5V

0V

238_014

238_015

Električni prijenos signala jedan šalje, svi primaju

Upravljački ure-đaj C

Upravljački ure-đaj B

Upravljački ure-đaj A

Broj okretaja motora Broj okretaja motora Broj okretaja motoraParalelnaporuka

Serijska bit-na struja

14

Funkcionalne jedinice


Upravljački uređaj zaprima signale od senzora, obrađuje ih i prosljeđuje izvršnicima. Bitni sastavni dijelovi upravljačkog uređaja su: mikrokontrolna jedinica sa ulaznom i izlaznom memorijom kao i programska memo-rija. Senzorske vrijednosti koje upravljački uređaj zaprima, kao npr. temperatura motora ili broj okretaja motora redovito se očitavaju i redom odlažu u ulaznoj memoriji. Taj postupak u principu odgovara postupnom mehaničkom preklopnom sklopu sa ulaznim regulatorom (vidi sliku). Mikrokontrolni uređaj povezuje odgovarajuće ulazne vrijednosti na temelju zadanog programa. Rezultat tog postupka odlaže se u izlaznim memorijama od kuda dospijeva do odgovarajućeg izvršnog elementa. Kako bi se obradile CAN poruke na odgovarajućem upravljačkom uređaju dodatno se nalazi i CAN memo-rijsko područje za zaprimljene poruke i poruke za slanje.

CAN- sabirnica

CAN sabirnica služi razmjeni podataka za CAN poruke. Podijeljen je u dva područja: u prijemno područje i područje za slanje.

CAN sabirnica sa upravljačkim uređajem je povezana preko pretinca za prijem ili preko pretinca za slanje. U pravilu pretinac je integriran u čipu mikrokontrolera upravljačkog uređaja.

Transceiver

Transceiver je odašiljačko i prijemno pojačalo. On serijsku bîtnu struju (logička razina) CAN sustava pretvara u vrijednosti električnog napona (razina vodiča) i obrnuto. Vrijednosti električnog napona pogodne su za transport podataka na bakrenim vodovima.

Transceiver se na CAN sustav povezuje preko TX-voda (odašiljačkog voda) ili preko RX voda (prijemni vod).

RX vod se preko pojačala povezuje izravno sa CAN sabirnicom, a omogućuje konstantno praćenje signala sabirnice..

K-vod

K-vod služi priključku VAS-ispitnog uređaja za dijagnozu vozila u servisu.

15



CAN-sabirnica

Transceiver

Ulazni regulator Ulazna memorija

Izlazna memorija

Mikro-prozesor

CAN-područjes temporalnim nadzo-

rom

Dojava pogreške

Ulazni pretinac Odašiljački pretinac

Prijemno područje Odašiljačko područje

CAN-sabirnica

Funkcionalne jedinice: upravljački uređaj, CAN-sabirnica i transceiver

Senzori su npr.:• Senzor broja okretaja• Temperaturni osjetnik• Mjerač uljnog tlaka• itd. ...

Izvršnici su npr.:• leptirasta zaklopka• elektromagnetski ventil• svijetleća dioda• itd. ...

K-vod

Logička razina: 0 ili 1

Razina signala: 0V ili 5V

238_016

16


Posebnost je priključak TX-voda na sabirnicu. U principu se priključuje preko takozvanog “open-kollektor” prekidača.

Na temelju toga na sabirničkom vodu se pojavljuju dva različita stanja:

Stanje 1: blokirano stanje, ranzistor blokiran, (prekidač otvoren)pasivno:razina sabirnice = 1, visokoomski otporaStanje 0:uključeno stanje, tranzistor uključen (prekidač zatvoren)aktivno:razina sabirnice = 0, bez otpora - niskoomski otpor

Posebnosti transceivera

Transceiver s priključkom na TX-vod

Vod sabirnice

Shematski prikaz sa jednim prekidačem

Priključak 3 transceivera na sabirnički vod (princip), transceiver C aktivan

Otvoren prekidač znači 1 (pasivno); zatvoren prekidač znači 0 (aktivno)

Tri transceivera na jednom sabirničkom vodu

Sabirnički vod (0V)

238_019

17


Time se postiže sljedeće:

Ako se sabirnica nalazi u stanju 1 (pasivno), to stanje bilo koja druga postaja može poništiti stanjem 0 (aktivno).

Pasivna razina sabirnice naziva se još i recesiva. Aktivna razina sabirnice naziva se dominantna.

To je značajno kod sljedećeg:

a) signaliziranje smetnji u prijenosu (error-frames-poruke o greškama)b) prepoznavanje kolizija (kada više postaja istovremeno želi slati poruke)

Iz prethodnog primjera (tri transceivera na sabirničkom vodu) proizlaze sljedeći položaji prekidača:

Mogući položaji prekidača sa tri transceivera na jednom sabirničkom vodu, transceiver C aktivan

Transceiver A Transceiver B Transceiver C Sabirnički vod

1 1 1 1 (5V)

1 1 0 0 (0V)

1 0 1 0 (0V)

1 0 0 0 (0V)

0 1 1 0 (0V)

0 1 0 0 (0V)

0 0 1 0 (0V)

0 0 0 0 (0V)

Stanje:

• Ako je bilo koji prekidač zatvoren, preko otpornika teče struja. Na sabirničkom vodu se uspostavlja napon od 0V.

• Ako su otvoreni svi prekidači, struja ne teče. Na otpornicima ne dolazi do opadanja napona. Tako se na sabirničkom vodu uspostavlja napon od 5V.

18

Jedan postupak prijenosa podataka

Prijenos podataka na primjeru bilježanja broja okretaja> prijenos > prikaz

Sljedeći primjer prikazuje kompletnu razmjenu informacije o broju okretaja od bilježenja do prikaza na poka-zivaču broja okretaja. Time se objašnjavaju vremenski slijed prijenosa podataka i kooperacija CAN sustava i upravljačkih uređaja.

Na početku senzor upravljačkog uređaja motora bilježi vrijednost broja okretaja. Ta vrijednost ciklično (u okređenim vremenskim slijedovima) dospijeva u ulaznu memoriju mikrokontrolera. Pošto je trenutačna vrijednost broje okretaja potrebna i drugim upravljačkim uređajima (npr. umetak instrumentne ploče), ona se prenosi preko CAN sabirnice. Vrijednost broja okretaja se stoga kopira u odašiljačku memoriju upravljačkog uređaja motora.

Od odašiljačke memorije informacija dospijeva u odašiljački pretinac CAN sabirnice. Ako se u odašiljačkom pretincu nalazi aktualna vrijednost, to se signalizira odgovarajućim odašiljačkim nalogom. Sa odašiljačkim nalogom za CAN sustav upravljački uređaj motora ispunio je svoj zadatak u ovom postupku.

Vrijednost broja okretaja prvo se pretvara u oblik specifičan za CAN sabirnicu, u skladu s odgovarajućim pro-tokolom. Najvažniji sastavni dijelovi protokola su sljedeći:

Konstrukcijski princip jedne CAN poruke

Oznaka: (identifikator 11-bit)služi identifikaciji poruke

Sadržaj poruke: (polje podat. maks. 8x8 bit)sadrži sadržaj poruke

(16-bit CRC-provjera): provjerna suma za osiguranje podataka

Potvrda (2 bitna potvrda): Potvrda

Sastavni dijelovi poruke motora su primjerice: oznaka = motor_1, sadržaj= broj okretaja.Osim toga poruka motora sadrži i druge vrijednosti kao npr: prazan hod, zakretni moment, i sl.

Na sljedećim shemama CAN porukase prikazuje u obliku simbola pisma.

238_020

19


Nakon toga CAN sustav preko RX voda provjerava da li je sabirnica aktivna (razmjenjuju li se u tom trenutku druge informacije). Eventualno čeka tako dugo dok sabirnica ne bude slobodna (razina 1 (pasivno) na određeno vrijeme). Nakon što se sabirnica oslobodi dolazi do slanja poruke motora.

Početak postupka slanja

Postupak slanja

Upravljački uređajmotora Izlaz -

mjeračbrojaokretaja

ABS upravljačkiuređaj

Umetak instru-mentne ploče

Senzor brojaokretaja

Nalog za slanje

CAN-sa-birnica

Upit - sabirni-ca slobodna?

Detalji: shema za upit - da li je sabirnica slobodna?

Sabirnica slobodna?

da

čekati

ne

RX-vod

238_021

238_022

20


Postupak prijema

Postupak prijema sastoji se od dva koraka:

• Korak 1 = provjera da li je poruka bez greški (na razini nadzora)

• Korak 2 = provjera koristnosti poruke (na razini prihvata)

Sve priključene postaje primaju poruku poslanu od upravljačkog uređaja motora.Ona preko RX-vodova dospijeva u prijemno područje pojedinih CAN sustava.

Detalji: područje prijema, razina nadzora i prihvata

Upravljački uređajmotora Izlaz .

mjeračbrojaokretaja

ABS-upravljački uređaj

Umetak instru-mentne ploče

Temp.osjetnik

CAN-sabirnica

Razina nadzora

Razina prihvata neda

neda

neda

neda

238_023

Postupak prijema

21


Svi primatelji su zaprimili poruku motora i provjerili je na ispravnost u odgovarajućoj razini nadzora. Time se postiže to da se prepoznaju lokalne greške koje su eventualno nastupile na samo jednom upravljačkom uređaju. To kao posljedicu ima već spomenutu veliku gustoću podataka (vidi i poglavlje “sigurnost prijenosa, smetnje”).

Sve priključene postaje zaprimaju poruku poslanu od upravljačkog uređaja motora (broadcast). Oni preko takozvanog ispitnog CRC-zbroja u nadzornoj razini mogu provjeriti jesu li nastupile greške u prijenosu. “CRC” je kratica za cycling redundancy check. Pritom se kod slanja svake poruke preko svih bita formira i prenosi 16-bitni ispitni zbroj. Primatelji prema istom principu izračunavaju ispitni zbroj iz svih zaprimljenih bita. Na kraju se vrši usporedba zaprimljenog iizračunatog ispitnog zbroja.

Ako nije utvrđena nikakva greška, sve postaje odašiljaču šalju odgovarajuću potvrdu (takozvani acknow-ledge) u skladu s ispitnim zbrojem.

Potvrda (2 bit-ni ack): acknowledge

Protok informacije, potvrda, “žig”

Nakon toga pravilno zaprimljena poruka dolazi do takozvanog prihvatnog područja u odgovarajućem CAN sustavu.

• Tamo se odlučuje je li poruka potrebna za funkciju dotičnog upravljačkog uređaja.

• Ako ne, poruka se odbacuje.

• Ako da, poruka dospijeva u odgovarajući prijemni pretinac.

Sa potvrdom prijema priključenom kombiniranom instrumentu se signalizira da je na obradu zaprimljena neka aktualna poruka (npr. broj okretaja). Kombinirani instrument poziva tu poruku i odgovarajuću vrijednost kopira u ulaznoj memoriji.

Time je zaključen postupak slanja i zaprimanja jedne poruke preko CAN sustava.

• U umetku instrumentne ploče broj okretaja nakon obrade od strane mikrokontrolera dospijeva do izvršnog elementa i nakon toga do mjerača broja okretaja.

• Razmjena podataka jedne poruke ponavlja se stalno u skladu s definiranim ciklusima (npr svakih 10 ms).

22


Istovremeni pokušaj slanja više upravljačkih uređaja

Upravlj.uređajmotora

ABS- upr.uređaj

Umetakintstr.ploče

Vod sabir-nice

U slučaju istovremenog pokušaja slanja više upravljačkih uređaja nužno bi došlo do kolizije podataka na sabirničkom vodu. Kako bi se to spriječilo, kod CAN sabirnica se primjenjuje sljedeća strategija:

Svaki aktivni upravljački uređaj postupak slanja započinje slanjem takozvanog identifikatora.

Svi upravljački uređaji prate događaje na sabirnici, tako što preko svog RX-voda bileže stanje sabirnice.

Svaki odašiljač po svim bitima uspoređuje stanje TX-voda sa stanjem RX-voda. Pritom može doći do odstu-panja.

CAN strategija situaciju regulira na sljedeći način: upavljački uređaj, čiji se TX signal prepiše s nulom, mora se povući sa sabirnice.

Brojem početnih nula u identifikatoru regulira se vrijednost poruka. Time se osigurava slanje poruka po redoslijedu njihovog prioriteta.

Pravilo: što je niži broj u identifikatoru, poruka je važnija.

Taj se postupak naziva još i “arbitraža”.

Postupak arbitraže za sprječavanje kolizije. 238_027

zadržava prioritet i ostajeu modalitetu slanja

gubi prioritet i prelazi umodalitet prijema

gubi prioritet i prelazi umodalitet prijema

23

Na sljedećem primjeru može se vidjeti, kako kod istovremene želje za slanjem više upravljačkih uređaja sen-zor kuta zakrenutosti upravljača ima najviši prioritet. Njegova se poruka dakle šalje prva.

Objašnjenje: senzor kuta zakrenutosti upravljača s najnižim brojem (najviše početnih nula) ima prioritet.


Zaključak u vezi s prijenosom senzorskih vrijednosti (npr. broj okretaja)

Uslijed visoke sigurnosti prijenosa podataka preko CAN sabirnice sve se moguće greške, kao npr. električne smetnje ili prekidi na CAN sustavu jednoznačno i sigurno prepoznaju.

• Vrijednost broja okretaja od primjerice 1800 o/min prenosi se pravilno, ili se u slučaju greške ne prenosi uopće (bez prikaza, mjerač broja okretaja pokazuje „0“).

• Ako se primjerice pojave nepravilne vrijednosti broja okretaja, uzrok ne treba tražiti u postupku prijenosa (CAN sustav), već u neispravnom senzoru, neispravnom predočnom instrumentu ili u vodovima senzora.

Motor_1

Kočnica_1

Kombi_1Kut zakr.upr._1

Mjenjač_1

mogući identifikatori na CAN-u pogon-skog sustava

24

Sigurnost prijenosa, smetnje

Interni menadžment pogreški

Kako bi se zajamčio visok stupanj sigurnosti podataka, u sustav CAN sabirnica ugrađen je opsežni interni menadžment pogreški.

Time se postiže visok stupanj sigurnosti prepoznavanja eventualnih pogreški u prijenosu, tako da je moguće poduzeti odgovarajuće mjere. Stupanj neprepoznatih pogreški, takozvana vjerojatnost preostalih greški iznosi < 10-12. To iznosi cca. 4 pogreške tijekom životnog vijeka vozila.

Na osnovu broadcast postupka (jedan šalje, dok svi zaprimaju i analiziraju), svaka se pogreška, koju otkrije neki od sudionika mreže, dojavljuje i svim ostalim sudionicima preko odgovarajuće dojave (takozvani error-frame). Nakon toga svi sudionici odbacju aktualnu poruku.

Nakon toga se obavijest automatski ponavlja. Taj je postupak normalan i može biti uzrokovan jakim napon-skim variranjima u strujnoj mreži, npr. prilikom starta motora ili jakim smetnjama izvana.

Kritičnije postaje kod čestog ponavljanja dojava zbog greški koje se konstantno prepoznaju. Stoga je za svaku situaciju ugrađen interni brojač pogreški, koji zbraja prepoznate pogreške, i anulira ih nakon uspješnog pre-poznavanja opetovane dojave.

Interni brojač pogreški

Pojava pogreški,brojač pogreškivrši zbrajanje

Nema pogreškibrojač preškianulira

Puno pogreški, preko-račuje se granična vrijed-nost brojača pogreški

Upr.uređajisključen

Više nemože emiti-rati

Normalnostanje

238_028

RX-brojačpograški

TX-brojačpograški

Sistemsko vrijeme

Sistemsko vrijeme

25


Interni brojač pogreški zadužen je za interni menadžment i nije ga moguće očitati.

Kod prekoračenja odgovarajuće zadane granične vrijednosti (maksimalno 32 opetovane poruke) informira se odgovarajući upravljački uređaj, kojeg isključuje CAN sabirnica. Nakon dva isključivanja sabirnice (prekid komunikacije) slijedi unos u memoriju pogreški.

Nakon određenog definiranog perioda čekanja (cca. 0,2 s) upravljački se uređaj pokušava samostalno ponovno priključiti na sustav sabirnica.

Poruke se u pravilu prenose ciklično u zadanim ciklusima. Tako se jamči pravovremeni prijenos odgovara-jućih poruka. Ako međutim dođe do zastoja (ako se ne zaprimi minimalno 10 poruka) aktivira se takozvani temporalni nadzor (time-out za poruke).

Nakon toga također slijedi unos u memoriju pogreški upravljačkog uređaja koji prima poruke. To je drugi mehanizam menadžmenta pogreški. Preko dijagnoze u servisu očitavaju se sljedeće pogreške:

1. Neispravna sabirnica podataka

Kod dotičnog upravljačkog uređaja prepoznate teže pogreške.

Upravljački uređaj minimalno dva puta odvajan od sabirnice (sabirnica isključena).

2. Nedostajuća poruka od....ili prekid komunikacije sa dotičnim upravljačkim uređajem.

Poruke se ne primaju pravovremeno. Aktivirao se time-out nadzor..

26


Dijagnostička napomena na primjeru pogrešnog prijenosa broja okretaja

• Vrijednost broja okretaja ne prenosi se pravilno, ili se uslijed smetnje uopće ne prenosi (nema prikaza).Dijagnostički uređaj VAS 5051 u takvom slučaju signalizira smetnju u CAN sustavu.

• Ako se pojave primjerice nepravilne vrijednosti broja okretaja, uzrok ne treba tražiti kod CAN prijenosa, već kod senzora ili izvršnog elementa (predočni instrument, npr. mjerač broja okretaja).

Prikaz na uređaju VAS 5051

27


U slučaju smetnje na CAN sustavu dijagnostički uređaj VAS 5051 pokazuje općenitu dojavu o smetnji.

Na osnovu te dojave ne može se međutim prepoznati koji je sastavni dio CAN sustava neispravan.

Kako bi se greška lokalizirala preko blokova mjernih vrijednosti 125, 126 gatewaya moguće je očitati aktivno stanje upravljačkih uređaja priključenih na CAN-sabirnicu (1=aktivno, 0=pasivno).

Po potrebi valja provesti daljnja električna mjerenja(npr. provjera signala pomoću osciloskopa).

Program za samostalno učenje br. 269

U ovom Programu za samostalno učenje objašnjene su osnovne funkcije CAN sustava.Program za samostalno učenje br. 269 “Razmjena podataka na CAN sabirnici II, CAN sabirnica pogonskog/komfornog sustava” bavi se specijalnim sustavom sabirnica realiziranim u Volkswagen i Audi vozilima. Pri-tom se podrobno analiziraju osobenosti CAN-a pogonskog i komfornog sustava glede funkcije i dijagnoze. Na koncu se objašnjava kompletni sustav kod kog se CAN pogonskog i komfornog sustava povezuju preko takozvanog gatewaya. Postupak traženja pogreški također je sastavni dio ovog Programa.

28

Provjerite znanje

1. Zašto u motornim vozilima primjenu nalaze sustavi sabirnica?

A Zbog sve kompleksnije elektronike u motornim vozilima

B Zbog lakšeg proširenja sustava u obliku dodatne opreme

C Zbog zakonskih propisa

2. Koja je brzina prijenosa podataka kod CAN sabirnice pogonskog sustava?

A 10 Kbit/s

B 100 Kbit/s

C 500 Kbit/s

3. Dijagnostički uređaj VAS 5051 među ostalim služi za prepoznavanje... ?

A pogreški na CAN vodovima

B hardverskih pogreški CAN sustava

C prikaz CAN poruka

4. Koje poruke upravljački uređaji zaprimaju i provjeravaju?

A Samo poruke namijenjene dotičnim upravljačkim uređajima

B Sve poslane poruke

C Poruke najvišeg prioriteta

5. Tri upravljačka uređaja čekaju da sabirnica postane slobodna i žele slati poruke...

A ... svi mogu odmah poslati svoju poruku

B ... dolazi do kolizije podataka

C ... redoslijed kojim će se slati poruke rješava se postupkom arbitraže

29

Provjerite znanje

6. Što znači “Bus-OFF” ?

A Isključuju se svi sudionici na sabirnici

B Jedan sudionik se privremeno povlači iz zbivanja na sabirnici

C Sabirnica se isključuje u potpunosti

7. Čemu služi interni brojač pogreški?

A Za brojanje CAN poruka

B Za brojanje pogreški, kako bi se upravljački uređaj eventualno prebacio u stanje “BUS-OFF”

C Za statistiku

8. Što kod CAN sabirnica znači „velika sigurnost prijenosa“ ?

A Gotovo da nema pogreški u prijenosu

B Pogreške u prijenosu prepoznaju se sa sigurnošću

C Kod prepoznavanja pogreški svi se sudionici informiraju o tome

9. Identifikator CAN poruke...

A ... označava naziv i prioritet neke CAN poruke

B ... navodi ciljnu adresu

C ... regulira prava pristupa

10. Protokol služi...

A ... osiguranju podataka

B ... prepoznavanju pogreški

C ... regulaciji prava pristupa

30

Glosar

ACK:Acknowlege, potvrda prijema neke konkretne poruke - postavljanjem dominantnog bita od strane svih sudionika u sabirnici.

Arbitraža:Mehanizam za izbjegavanje kolizije, u slučaju kada više sudionika istovremeno želi emitirati poruke. Arbitraža osigurava slanje poruka u redoslijedu po značaju.

Broadcast:Princip slanja - jedan šalje dok svi primaju.

“Bus-off”:Isključivanje jednog upravljačkog uređaja od strane sabirnice u slučaju prekoračenja internog brojača pogreški.

CAN:Controller-Area-Network, sustav sabirnica za međusobno umrežavanje upravjačkih uređaja.

CAN-sabirnica pogonskog sustava:Podsustav za upravljačke uređaje pogonskog sustava.

CAN-sabirnica komfornog sustava:Podsustav za upravljačke uređaje komfornog sustava.

CAN-sabirnica infotainment sustava:Podsustav za upravljačke uređaje radio/informativnog sustava.

CAN-elementSluži razmjeni podataka za CAN poruke.

CRC:Cyclic-Redundancy-Check, ispitni zbroj (16 bit) za prepoznavanje pogreški.

Error- Frame: Poruka o pogrešci (>6 dominantni bitovi) za signaliziranje pogreški u prijenosu na sabirnicu.

Identifikator:Početno područje neke poruke, služi za prepoznavanje i razlikovanje prioritetnih poruka.

K-vod:Vod za servisiranje, vod za vezu između upravljačkih uređaja i dijagnostičke utičnice u vozilu za priključak na VAS ispitni uređaj.

Logička razina:Stanje 0 ili 1 na nekoj priključnoj točci u sustavu.

Memorija pogreški:Memorija u upravljačkom uređaju, moguće ju je očitavati pomoću VAG ispitnog uređaja.

Mikrocontroler:Računalni sustav s jednim čipom, sadrži CPU-jedinicu, memoriju i ulazne i izlazne elemente

Odašiljački pretinac:Memorija CAN elementa u kojoj se odlažu poruke za slanje.

Poruka:Poruka je paket podataka poslan od jednog upravljačkog uređaja.

Prijemni pretinac:Memorija u koju se odlažu proruke zaprimljene od CAN elementa.

RX-vod:Prijemni vod za povezivanje CAN elementa i transcievera

Razina signala:Stanje električnog napona na nekom vodu.

Senzori:Elektronski osjetnici u vozilu, služe za bilježenje radnih stanja

“Time-out” poruke:Prijemni temporalni nadzor poslanih poruka.

Transceiver sabirnice: Elektronsko odašiljačko i prijemno pojačalo za povezivanje upravljačkog uređaja na sabirnicu.

Tranceiver:Elektronsko odašiljačko/prijemno pojačalo, služi povevanju CAN elementa sa sabirničkim vodom.

TX-vod:Odašiljački vod između CAN elementa i transceivera

Vod sabirnice:Električni bakrena veza u vozilu s isprepletena dva voda. Vod sabirnice povezuje upravljačke uređaje međusobno.

31

Bilješke

Rješenja:

1: AB / 2: C / 3: AB / 4: B / 5: C 6: B / 7: B / 8: BC / 9: AC / 10: ABC

Samo za internu uporabu © VOLKSWAGEN AG, Wolfsburg

Sva prava kao i tehničke izmjene ostaju pridržane

140.2810.57.00 tehničko stanje 10/01

238 can- bus 1

Documents