Введение в системы шин - обзор BMW M3 E36

Модель: все от E38 до настоящего времени

Производство: Все

Вплоть до введения E31 вся информация, передаваемая между блоками управления, передавалась по выделенным сигнальным линиям. По мере усложнения различных электронных систем размер жгута проводов увеличивался сверх практических пределов.

Каждый из сигналов, таких как обороты двигателя, температура охлаждающей жидкости, положение дроссельной заслонки, скорость на дороге и т.д., использовал выделенную сигнальную линию, идущую к модулю управления, который требовал эту информацию. Каждая из этих линий отличалась способом передачи сигнала. Некоторые из используемых методов представляли собой переменный рабочий цикл, переключаемые сигналы постоянного тока и сигналы с переменными частотами. Это создавало потребность в более крупных и сложных жгутах электропроводки.

Схема №1

Войти

Схема №2

Войти

Решение этой проблемы было найдено путем внедрения автобусных сетей в автомобили BMW Group. Система шин использует технологию мультиплексирования, аналогичную той, которая используется в электронной и телекоммуникационной промышленности. Мультиплексирование - это система передачи нескольких сообщений по одной и той же цепи или каналу.

Эта технология позволяет модулям управления передавать данные в двух направлениях с высокой скоростью и позволяет модулям управления совместно использовать информацию датчиков. Это также позволяет модулям управления посылать и принимать команды управления с более высокой скоростью, чем при использовании обычных способов.

С учетом количества и сложности функций, доступных сейчас в современных транспортных средствах, мультиплексирование является необходимой технологией. Автомобильные шинные сети имеют множество преимуществ, таких как:

1. Уменьшение размера жгута проводов за счет уменьшения количества интерфейсов между блоками управления до одного или двух проводов.
2. Повышение надежности системы за счет уменьшения количества разъемов и компонентов.
3. Уменьшение количества резервных датчиков за счет возможности совместного использования информации датчиков.
4. Снижение затрат на комплектующие, сборку и устранение неисправностей.
5. Гибкость в настройке системы для добавления новых систем.

Схема №3

Войти

Схема №4

Войти

Мультиплексирование

Мультиплексирование основано на использовании цифровой связи между блоками управления. Цифровой сигнал состоит из последовательности сигналов высокого и низкого напряжения, которые представляют «биты» информации.

На примере азбуки морзе для объяснения буквы SOS представлены в азбуке морзе тремя точками - тремя тире - тремя точками. Выраженный в виде электрического сигнала SOS будет представлен в виде трех коротких импульсов - трех длинных импульсов - трех коротких импульсов.

Схема №5

Войти

Основой для цифровой связи является двоичный код. В двоичном коде используется всего 2 цифры - 0 и 1. Электрически 1 представлен импульсом напряжения, а 0 представлен сигналом низкого напряжения, обычно 0 вольт.

В цифровой связи каждый импульс представляет собой «бит» данных. Восемь «бит» информации в серии импульсов составляют один «байт». Байт представляет символ в строке информации (данных).

Схема №6

Войти

Для иллюстрации мультиплексирования в приложении к транспортному средству будет использован пример схемы K-шина. Шина K-шина (кузов шина) была представлена в E38 как низкоскоростная шина передачи данных. Одним из преимуществ мультиплексирования является совместное использование датчиков. Цепь внешней (окружающей) температуры является примером «совместного использования» информации датчика.

На иллюстрации ниже датчик температуры окружающей среды является аналоговым входом в приборную панель. Информация о температуре используется кластером для отображения наружной температуры водителя. Информация о наружной температуре также необходима системе климат-контроля (IHKA) для контроля температуры и дополнительных функций.

В предыдущих моделях (до шинных систем) IHKA требовал дополнительного специального датчика наружной температуры. Используя принципы мультиплексирования, K-шина может передавать информацию о температуре (а также дополнительные данные) из кластера в систему климат-контроля, что устраняет необходимость в дополнительном датчике.

Схема №7

Войти

Скорость передачи данных по шине

Данные должны передаваться с высокой скоростью, чтобы сделать цифровую связь практичной. Скорость этих сигналов называется скоростью передачи данных (ранее скорость передачи в бодах). В зависимости от типа используемой сети шин данные могут передаваться от 9600 бит в секунду (9,6 кбит/с) до 500 кбит/с (500 кбит/с).

Современные оптоволоконные системы могут передавать и принимать данные со скоростью до 22,5 М/бит/с.

СПЕЦИФИКАЦИЯ СКОРОСТЕЙ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ ШИНЫ

В зависимости от требований к системе, сети шин обмениваются данными с разной скоростью. Такие системы, как управление силовым агрегатом, требуют передачи большого количества данных из-за постоянно меняющихся значений, таких как обороты в минуту, скорость движения по дороге и положение дроссельной заслонки и т.д. Поэтому шина CAN-шина (или PT-CAN) работает со скоростью 500 кбит/с.

Для видео и аудио сигналов требуются более высокие скорости связи. Поэтому шина MOST-шина предназначена для удовлетворения этих потребностей и может обмениваться данными со скоростью 22,5 М/с.

Для точного описания скорости передачи данных используется термин «бит/с»(бит в секунду). Это не следует путать со скоростью передачи в бодах. Скорость передачи в бодах относится к скорости, с которой происходит изменение состояния на сигнальной линии. Любое изменение напряжения на сигнальной линии - это изменение состояния, но это не относится непосредственно к количеству бит в секунду. Другими словами, на один бод может быть передано более одного бита. Это зависит от типа протокола связи.

В этом курсе скорость передачи данных будет упоминаться как бит в секунду (бит/с). «Бит» - это аббревиатура двоичной цифры. Бит - это наименьшая информационная единица, которую может обработать компьютер. Последовательность из 8 битов составляет один байт, а последовательность байтов - сообщение телеграммы шины.

Структура системы шин

Существует 3 возможных варианта структуры автобусной системы в автомобилях BMW. Это:

1. Линейная (или древовидная структура)
2. Кольцо
3. Звезда

Структура линейной шины является наиболее распространенной компоновкой. Вплоть до введения E65 использовалась исключительно линейная структура. В настоящее время для волоконно-оптических сетей используются 2 другие структуры шины. Кольцевая структура используется на MOST-шина, а звездообразная структура - на системе byteflight.

Схема №8

Войти

Схема №9

Войти

Схема №10

Войти

Применение системы шин

На следующих страницах этого курса и последующих курсов будут рассмотрены все системы автобусов BMW. Начиная с самых ранних сетей шин и заканчивая новейшими оптоволоконными сетями, используемыми сегодня. Ниже приведен список основных используемых сетей шин по моделям. (Некоторые вспомогательные шины не показаны)

СПЕЦИФИКАЦИЯ ПРИМЕНЕНИЯ СИСТЕМЫ ШИН

Шина диагностики (D-шина)

D-шина на самом деле является старейшей системой автобусов, используемой в автомобилях BMW. Он используется в качестве последовательной коммуникационной шины для передачи данных между DISplus или GT-1 и подключенными блоками управления в целях диагностики.

D-шина был представлен как TXD (и RXD) в 1987 году. Термин D-шина был принят с введением E38 в 1995 году, однако он все еще упоминается как TXD в ETM.

Схема №11

Войти

Блок управления, подлежащий диагностике, выбирается путем отправки диагностической телеграммы по адресу блока управления. По запросу диагностического оборудования (DISplus/GT-1) блок управления передает информацию, такую как содержимое памяти ошибок, или активирует выход блока управления.

Все модули в автомобиле не подключены напрямую к D-шина, некоторые системы подключаются через шлюз, такой как IKE или кластер. Шлюз обрабатывает весь диагностический «трафик» и маршрутизирует необходимую информацию в правильную систему шин.

D-шина активна только тогда, когда DISplus или GT-1 подключены к диагностическому разъему и обмениваются данными. Данные по D-шина работают со скоростью до 9,6 Кбит/с (9600 бит в секунду) на более ранних автомобилях. D-шина на текущих моделях (от E65) работает со скоростью 110 К/бит/с.

Шина D-шина соединяет различные диагностируемые блоки управления с DISplus или GT-1 через диагностический разъем. Более ранние транспортные средства также использовали вторую диагностическую линию под названием RXD, чтобы позволить диагностическому оборудованию установить связь. RXD - это не линия шины, а линия односторонней связи, используемая для активизации диагностики подключенного блока управления.

Диагностический разъем

С момента появления диагностического разъема в 1988 году в него были внесены многочисленные изменения. Ранние автомобили до 2001 модельного года использовали 20-контактный диагностический разъем, расположенный в моторном отсеке. На автомобилях, оснащенных 20-контактным разъемом, диагностическая связь осуществляется через интерфейс TXD/RXD (D-шина).

RXD - это 12-вольтовый односторонний цифровой сигнал, который посылается в модуль, подлежащий диагностике. Этот сигнал использовался для пробуждения модуля управления и инициирования диагностической связи. RXD был постепенно свернут, начиная с 1997 года (до 2001 года), и TXD (D-шина) теперь используется для всех диагностических коммуникаций.

Схема №12

Войти

Сигнальная линия TXD является двунаправленной и позволяет извлекать информацию (например, коды неисправностей) и выполнять команды (например, активация компонентов). На автомобилях, оснащенных 20-контактным диагностическим разъемом, TXD находится в контакте 20, а RXD - в контакте 15.

Более поздние модули управления (с 1997 года) больше не требовали отдельного RXD для установления связи (протокол DS2), поэтому контакт 15 был удален из диагностического разъема большинства транспортных средств. Ниппель 15 (RXD) все еще использовался в E38 до конца производства в 2001 году.

В 1995 году для удовлетворения требований бортовая система диагностики II во всех транспортных средствах был установлен стандартизированный 16-контактный разъем. До 2001 года 16-контактный разъем бортовая система диагностики II не использовался диагностическим оборудованием BMW для доступа к диагностике, он был зарезервирован для использования на рынке послепродажного сканирования. 20-контактный разъем был исключен из всех автомобилей BMW с 2001 года, а 16-контактный разъем бортовая система диагностики теперь используется исключительно.

TXD II (контакт 17) был введен как линия связи, эксклюзивная для DME (блок управления двигателем), AGS (блок управления трансмиссией (TCM) (блок управления трансмиссией)) и EML. Контакт 2 обеспечивает соединение с 16-контактным разъемом БД через перемычку в крышке 20-контактного разъема. TXD II технически идентичен D-шина (TXD).

Начиная с введения E65, TXD был опущен, и TXD II теперь используется исключительно для диагностической связи. TXD II находится на контакте 7 16-контактного разъема бортовая система диагностики.

Схема №13

Войти

Ворота

На некоторых ранних моделях D-шина был подключен непосредственно к некоторым модулям. Некоторые модули были диагностированы через модуль шлюза, такой как IKE или кластер. Например, как показано на схеме ниже, модули, которые находятся на I, K и P-шина, должны диагностироваться через IKE. В этом случае IKE действует как шлюзовой модуль. Шлюз направляет весь диагностический «трафик» в правильную систему шин.

Схема №14

Войти

На новых транспортных средствах, таких как E65, ZGM действует как шлюз, и все диагностические данные направляются через этот модуль.

Шлюз позволяет передавать информацию из одной системы шин в другую. Из-за разницы в скорости связи шлюз должен «перевести» данные, а затем маршрутизировать данные в правильную сеть.

Помимо вышеперечисленных функций шлюз также позволит передавать сначала сообщения данных с более высоким приоритетом.

Схема №15

Войти

Сеть контроллеров (шина CAN)

Протокол CAN был первоначально разработан Intel™ и Bosch в 1988 году для использования в автомобильной промышленности. CAN обеспечивает стандартизированную, надежную и экономичную сеть связи, которая позволяет производителям транспортных средств бороться с увеличивающимся размером жгутов электропроводки транспортных средств.

CAN-шина был представлен на автомобилях BMW в 1993 году в автомобилях 7 и 5 серий с двигателем M60 и автоматической коробкой передач. Шина CAN соединяет DME (блок управления двигателем) с блоками управления EGS (блок управления трансмиссией (TCM) (блок управления трансмиссией)). Эта сеть позволяла передавать данные между DME и EGS со скоростью до 500 Кбит/с (килобит в секунду).

Схема №16

Войти

Как показано на рисунке выше, первоначальная сеть CAN-шина содержала только 2 блока управления или «абонентов». С момента его появления количество абонентов CAN увеличилось в соответствии с потребностями системы.

Начиная с 1995 модельного года в CAN-шина были добавлены новые системы. Введение E38 750iL потребовало серьезных изменений в структуре шины CAN-шина. Были добавлены EML и DSC, а также DME II для двигателя M73.

Для 1998 модельного года также были добавлены приборная панель и датчик угла поворота руля, чтобы расширить возможности совместного использования сигнала автомобиля.

При внедрении CAN-шина состояла из 2 медных проводов и третьего соединения, которое служило экраном. Щит был нужен для защиты CAN-шина от электрических помех. Поскольку шина CAN использует относительно низкое напряжение (около 2,5), она уязвима к прерыванию сигнала от цепей с более высоким напряжением или систем послепродажного обслуживания, таких как сотовые телефоны и т. Д.

Схема №17

Войти

Щит на CAN-шина использовался только до 99 модельного года, после чего вся сеть CAN-шина ушла на проводку по витой паре. Конфигурация витой пары обеспечивает тот же уровень подавления помех и создает большую гибкость в проводке благодаря исключению лишнего экранирования.

Два сигнальных провода, используемых в CAN, называются CAN-высокий и CAN-низкий. Каждый провод несет одну и ту же информацию двунаправленно. Двухпроводная конфигурация используется для резервирования в случае отказа.

Благодаря линейной структуре сети шина CAN-шина доступна для других модулей в случае отключения или отказа блока управления. Это называется «древовидной» структурой, в которой каждый блок управления занимает ветвь.

В настоящее время CAN-шина используется на всех автомобилях BMW и был расширен на другие системы. Введение E65 привело к появлению новых вариантов CAN. Новые PT-CAN и K-CAN будут рассмотрены в следующем модуле.

Работа шин CAN

Основной функцией шины CAN является обмен данными с высокой скоростью передачи между абонентами CAN. Это выполняется с использованием двух сигнальных линий, называемых CAN-высокий и CAN-низкий. Обе эти сигнальные линии передают одни и те же данные в одно и то же время. Для резервирования в случае отказа сигнальной линии используются две сигнальные линии.

Напряжение на шине CAN разделяется между двумя линиями передачи данных. в среднем 2,5 вольта на линию. Измеряют напряжение от каждой информационной шины до земли. Каждый модуль на CAN вносит свой вклад в это напряжение.

Схема №18

Войти

Схема №19

Войти

При просмотре сигналов шины CAN на осциллографе значение CAN-низкий должно составлять приблизительно 2,5 В. Сигнал будет «вытягиваться» низко во время связи. CAN-высокий будет на уровне 2,5 вольт, но сигнал будет «вытягиваться» высоко во время связи. Однако тот факт, что присутствует напряжение 2,5 В, не означает, что шина CAN-шина не неисправна, это просто означает, что уровень напряжения достаточен для поддержки связи.

Оконечные резисторы

Два резистора по 120 Ом используются в цепи CAN-шина для установки правильного импеданса, чтобы обеспечить бесперебойную связь. В двух блоках управления CAN между CAN-H и CAN-L установлен резистор на 120 Ом. Поскольку CAN является параллельной цепью, эффективное сопротивление полной цепи составляет 60 Ом. На некоторых транспортных средствах имеется соединительный провод, который соединяет две параллельные ветви вместе, другие имеют внутреннее соединение у комбинации приборов.

Сопротивление измеряется путем подключения соответствующего адаптера к любому из модулей CAN и измерения сопротивления между CAN-L и CAN-H. Сопротивление должно быть 60 Ом. Шина CAN очень стабильна и может продолжать взаимодействовать, если сопротивление на шине CAN не является полностью правильным; однако будут возникать спорадические сбои связи.

Оконечные резисторы расположены в блоке управления ASC/DSC и либо в комбинации приборов, либо в DME.

Ранние 750iL транспортные средства, которые использовали звездчатый соединитель, имеют отдельный внешний резистор, который соединяет CAN-H и CAN-L вместе.

Модули, не имеющие оконечного резистора, можно проверить, отсоединив модуль и проверив сопротивление непосредственно между выводами для CAN-H и CAN-L. Значение на этих блоках управления должно быть от 10 кОм до 50 кОм.

Схема №20

Войти

Протокол связи CAN

Сеть CAN-шина использует уникальный протокол связи. Сообщения шинной телеграммы не «адресуются» предполагаемому получателю (модулю), как на других шинных сетях. Вместо этого содержимое сообщения (обороты в минуту, TD, Temp и т.д.) помечается кодом идентификатора, который является уникальным по всей CAN. Все абоненты принимают сообщение, и каждый из них проверяет сообщение, чтобы определить, относится ли оно к этому конкретному блоку управления.

Если сообщение релевантно, то оно будет обработано, если нет, то будет проигнорировано. Код идентификатора также определяет приоритет сообщения. В случае, когда два блока управления пытаются послать сообщение по свободной линии шины, сообщение с более высоким приоритетом будет передано первым. Протокол CAN гарантирует, что ни одно сообщение не будет потеряно, но сохранено главным контроллером и затем повторно передано позже, когда это возможно.

Шина информации и тела (I и K-шина)

Первоначально I-шина был представлен на E31 в качестве информационной шины. E31 версия I-шина использовалась для электроники кузова и информационных систем водителя. С появлением E38 I-шина теперь называется приборной шиной. K-шина был добавлен в E38 вместе с I-шина. Модели без Navigation или IKE будут использовать только K-шина. Обе эти системы шин технически идентичны, единственное отличие - их использование по моделям.

Шины I и K представляют собой последовательную шину связи, по которой все подключенные блоки управления могут посылать, а также принимать информацию по одному проводу. С этого момента они будут называться I/K-шина и различия будут указываться отдельно.

Скорость передачи данных составляет примерно 9,6 Кбит/с (бит в секунду).

Шина I/K всегда активна при включении терминала R. Если линия шины будет тихой более 60 секунд, все модули управления перейдут в спящий режим.

При приеме сообщений по линии шины блок управления сначала определяет, является ли сообщение безошибочным, прежде чем принять его.

Информация, отправляемая по шине, настраивается последовательно. Каждое сообщение состоит из:

1. Адрес передатчика (8-разрядный адрес) Имя отправителя.
2. Длина данных (количество последующих байтов сообщения) Как долго будет говорить отправитель.
3. Адрес получателя (8-битный адрес) С кем отправитель желает поговорить.
4. Команда или информация Что хочет сделать отправитель.
5. Подробное описание сообщения (максимум 32 байта данных) Как отправитель хочет, чтобы это было сделано.
6. Сводка переданной информации (контрольная сумма) Отправитель суммирует все сказанное.

Затем отправитель сообщения ожидает (100 мс) подтверждения того, что сообщение было принято.

Все подключенные блоки управления будут получать информацию, но только адресуемый модуль будет принимать и реагировать на данные.

Правилами связи на автобусной линии являются:

1. Одновременно говорит только один модуль.
2. Все говорят с одинаковой скоростью.
3. Сообщения подтверждаются получателем.
4. Сообщение повторяется, если адресованный модуль не отвечает.
5. Главный контроллер имеет приоритет.
6. Прекратить отправку сообщения после 5 неудачных попыток.

Связь между шинами - на транспортных средствах, оборудованных шиной I-шина (E38, E39, E53 высокий), сообщения, отправляемые туда и обратно между шиной K и шиной I-шина, должны передаваться через шлюз. Этот шлюз является IKE. IKE определяет по адресу получателя сообщения, нужно ли передать сообщение в другую шину. D-шина и CAN-шина также используют IKE или KOMBI в качестве шлюза.

Опрос - каждый модуль на шине I/K информируется сообщением от главного контроллера о состоянии готовности всех других подключенных модулей. Опрашиваемые модули соответствуют кодированию главного контроллера. Каждые 30 секунд после включения KL R опрашивается каждый модуль на линии шины.

По результатам этих опросов непрерывно обновляется сообщение о состоянии абонентов шины. Если абонент не отвечает с сообщением «состояние устройства готово», ведущее устройство повторит попытку через 1 секунду.

Если модуль снова не отвечает, ведущее устройство предполагает, что абонент неисправен, и посылает сообщение «абонент неактивен» всем подключенным модулям. Неактивный модуль будет продолжать опрашиваться до тех пор, пока ключ не будет выключен в случае перезагрузки самого модуля.

Схема №21

Войти

Схема №22

Войти

Шина I/K состоит из одного медного провода. Цвет проводов I и K-шина одинаков по всему автомобилю: I-шина WS/GR/GE и K-шина WS/RT/GE (Примечание: 2001 E39s с базовым Kombi изменили цвет проводов K-шина на тот же, что и I-шина, WS/GR/GE).

Благодаря линейной структуре сети шина I/K-шина доступна для других модулей в случае отключения или отказа блока управления. Так же, как шина CAN, она называется «древовидной» структурой, в которой каждый блок управления занимает ветвь. Шина I/K обеспечивает диагностическое соединение с блоками управления, расположенными на этих шинах (за исключением IKE/KOMBI).

Для определения точной конфигурации проводки и цвета для конкретной модели всегда используйте.

Поиск и устранение неисправностей шин I/K

Сбой связи по I/K-шина может быть вызван несколькими источниками:

1. Неисправность кабеля шины.
2. Отказ одного из блоков управления, присоединенных к шине.
3. Отказ подачи напряжения на отдельные модули.
4. Помехи в шинных кабелях.

Шина I/K активна при включении KL R, она остается активной до 60 секунд после последнего сообщения. Если ключ выключен (KL30), шина может быть активизирована на некоторое время отдельными пользователями посредством сообщения «пробуждения».

В отличие от шины CAN, где каждый блок управления (абонент) обеспечивает напряжение для связи, шины I/K используют только определенные главные (ведущие) или резервные контроллеры для питания B + для связи. Уровень напряжения на шине I/K-шина должен быть выше 7 В. Номинальное значение должно быть близко к напряжению системы автомобиля.

Так же, как и CAN-шина, тот факт, что присутствует напряжение, не означает, что шина исправна, это просто означает, что уровень напряжения достаточен для поддержки связи.

Блоки управления, подающие рабочее напряжение на шину I/K:

На E38 и E39/E53 транспортных средствах высокого класса:

1. LCM является главным (ведущим) контроллером шины I. IKE и MID/BMBT являются резервными контроллерами.
2. ГМ является Главным (ведущим) Контроллером К-Шины.

На автомобилях версий E46, E52 и E39/E53 Base:

1. GM является главным контроллером для транспортных средств, оснащенных только K-шина.
2. LCM/LSZ является резервным контроллером.

Отказ кабеля шин

В проводке шины I/K могут возникнуть следующие неисправности:

1. Короткое замыкание на B +
2. Короткое замыкание на В-
3. Линия шины отключена (открыта)
4. Неисправность штепсельных соединений (повреждение, коррозия или неправильное обжатие)

Короткое замыкание на B +: Модули, которые посылают сообщение, видят, что сообщение не было получено и что шина остается на высоком уровне. Однако абоненты не могут решить, является ли неисправность следствием короткого замыкания в линии или дефекта в интерфейсе связи. Модуль будет повторять свое сообщение 5 раз перед прерыванием и сбоем. Модуль продолжит работать в обычном режиме минус любые команды, которые не удалось доставить по шине.

Короткое замыкание на B-: Абоненты интерпретируют линию шины низкого напряжения не как неисправность, а как отключение линии шины. Главный и резервный контроллеры обнаруживают короткое замыкание и вводят его как неисправность шины. (Нет связи).

Автобусная линия вниз: Автобусная линия может быть открыта в любом из нескольких мест. До тех пор, пока ведущий или резервный все еще подключен, связь может осуществляться с любыми оставшимися модулями. Ситуация с неисправностью будет такой же, как если бы отсоединенные модули сами были неисправны.

Проверка линии шин осуществляется так же, как и любой другой проводки. Выполните тесты целостности между соединениями различных модулей (все модули отсоединены), не забывая убедиться, что шина не замкнулась на землю или другой провод. Рекомендуется использовать «провод проверка» в «Preset Measurements», который является более чувствительным, чем просто проверка сопротивления.

Если уровень напряжения и тест провода являются O.K., то просмотр сигнала связи может быть полезен. Чтобы получить сигнал, работайте с различными устройствами на шине I/K (например, MID/MFL), чтобы стимулировать разговоры.

Ниже приведены некоторые примеры шаблонов области действия, которые могут наблюдаться при проверке шины I/K.

Схема №23

Войти

Приведенный выше пример представляет собой корректно работающий сигнал K-шина. Высокая часть сигнала составляет примерно 12 вольт. Сигнал активен, когда происходит связь шины.

Схема №24

Войти

Никакого общения не происходит. Шина может быть временно отключена или замкнута на B +.

Схема №25

Войти

Отсутствует выходное напряжение от основного (ведущего) или резервного контроллеров. Линия шины может быть разомкнута или блок управления может быть неисправен.

Отказ одного из блоков управления, подключенных к шине I/K.

Каждый блок управления, соединенный с шиной, имеет интегрированный модуль связи, который позволяет этому блоку управления обмениваться информацией. Отказ блока управления обычно запускает код неисправности в других блоках управления, подключенных к шине.

Для быстрой проверки шины I/K активируйте четырехсторонние мигающие лампы. В комбинации приборов должны загореться индикаторы вспышки. Включите радио и отрегулируйте громкость с помощью MFL или MID/BMBT, громкость должна измениться соответствующим образом.

На автомобилях высокой версии нажмите кнопку рециркуляции на MFL, IHKA должен ответить на запрос. В ходе этого теста проверяется канал шлюза, а также связь по шине I и K.

Если тесты доказывают O.K, это означает, что связь по шине является O.K. Любые все еще существующие неисправности могут быть связаны только с неисправностями, характерными для блока управления или дефектом локальной проводки I/K-шина к модулю.

Бывают случаи, когда сбои могут быть связаны с программным обеспечением. Неисправный модуль может парализовать или вывести из строя всю шину. Этот сценарий будет очевиден из-за невыполнения функций и сохранения возможных неисправностей.

Чтобы изолировать неисправный блок управления, блоки управления могут быть отключены по одному. Повторите проверку шины после каждого отключенного блока управления. Если отсоединенный модуль управления неисправен, неисправности будут указывать только на связь с этим прерванным модулем, и никто другой.

После замены модуля (с учетом текущих S.I.Bs) и кодирования выполните тестирование модуля I или K-шина в программе диагностики, чтобы убедиться, что связь находится в рабочем состоянии.

Отказ подачи напряжения на отдельные модули.

Медленное падение напряжения батареи на автомобиле с разряженной батареей может привести к спорадическим сбоям связи в различных блоках управления на шине. Причина в том, что не все блоки управления будут отключать связь при одном и том же уровне напряжения, оставляя некоторые модули все еще пытаются связаться. Всегда проверяйте правильно заряженную батарею, систему зарядки и предохранители перед началом поиска и устранения неисправностей на шине. Кроме того, не забудьте проверить правильное заземление на блок управления, это может не позволить шине увидеть низкий сигнал (0-2 В)

Помехи в кабелях шин.

Помехи будут иметь эффект, аналогичный закорачиванию или нарушению проводки шины. Чрезмерные помехи, создаваемые неисправным генератором переменного тока или устройствами послепродажного обслуживания, такими как сотовые телефоны или усилители, могут индуцировать напряжение в линии шины и нарушить связь. Этот тип прерывания может быть прерывающим, и неисправности могут храниться только в одних модулях, а не в других. Эти неисправности часто трудно воспроизвести. Изолируйте любую проводку послепродажного обслуживания в автомобиле и посмотрите, не возвращается ли неисправность.

Периферийная шина (P-шина)

P-шина - это однопроводная последовательная шина связи, которая используется исключительно на транспортных средствах, оснащенных ZKE III. Эти транспортные средства являются E38, E39 и E53.

P-шина обеспечивает электронную систему центрального корпуса низкоскоростной шиной для использования общим модулем (GM) для управления различными функциями. Эти функции осуществляются различными периферийными модулями. Периферийные модули расположены в зонах транспортного средства вблизи датчиков или исполнительных механизмов, где проводка компонентов по отдельности может создать чрезмерно большой жгут проводов. В некоторых случаях (например, модуль люк) эти периферийные модули интегрируются в привод или переключатель для создания одного блока.

P-шина используется только в системе ZKE и очень похож по протоколу связи и скорости на I/K-шина. P-шина не предназначен для быстрого обмена непрерывной информацией. Вместо этого сообщения на шине P-шина являются короткими командами управления. Этот ограниченный поток сообщений обеспечивает быстрое время реакции периферийного модуля. (например, запрос на блокировку двери).

Схема №26

Войти

По сравнению с предыдущими электронными системами сети шин обеспечивают простой способ работы различных электронных систем организма. На примере схемы окна питания прежние способы работы окна оказались неэффективными. Схема силового окна переносила большое количество тока, что требовало проводов большего калибра и выключателей большой мощности. Оконные выключатели подвергались износу от дугогасительных контактов и размер проводки не позволял большую гибкость при прохождении через переборки и зоны косяка дверей.

Шинная сеть нуждается в менее сильноточных цепях и использует меньшее количество провода большого калибра. Переключатели используются только для подачи сигналов на модули, и они не пропускают большой ток. Переключатели используются для обеспечения низкого входного сигнала заземления, что увеличивает срок службы переключателя и значительно повышает надежность.

Переключатель бокового окна драйверов является блоком управления на шине P-шина. Если водителю необходимо открыть переднее окно со стороны пассажира, сигнал посылается из модуля блока переключателей со стороны водителя в модуль двери со стороны пассажира. Модуль двери со стороны пассажира содержит цепи нагрузки для переключения двигателя окна. Модуль двери со стороны пассажира будет реагировать на телеграмму «окно открыто» от блока переключения двери водителя, активируя схему переключения для двигателя окна.

(Ранний E36)

Схема №27

Войти

Помимо упрощения схемы окна питания, сеть шин также допускает функции, которые были невозможны при обычной схеме окна питания. Например, дистанционное управление окнами питания от ключевого трансивера (удобная открытая функция).

Функция удобного открытия на E38 работает с помощью радиочастотного сигнала от ключевого приемопередатчика. Сигнал «запрос на открытие» принимается модулем FBZV. Модуль FBZV посылает цифровой сигнал в общий модуль (GM III). Затем GM отправляет телеграмму «открытые окна и люк» по P-шина, и все 4 окна и люк откроются. Этот тип признака слишком сложен для обычной оконной схемы. Сеть шин позволяет реализовать новые функции, подобные этой.

Схема №28

Войти

Поиск и устранение неисправностей P-шины

Сбой связи по шине P-шина может быть вызван несколькими источниками:

1. Неисправность кабеля шины.
2. Отказ одного из блоков управления, присоединенных к шине.
3. Отказ подачи напряжения или заземления на отдельные модули.
4. Помехи в шинных кабелях.

P-шина может быть активна в любое время после вызова пробуждения. ГМ обеспечивает напряжение, необходимое для поддержки связи. Уровень напряжения P-шина составляет 12 В.

Диагностика электроники центрального корпуса осуществляется через K-шина. GM преобразует запрос диагностики от DISplus в сообщения режима диагностики и передает их периферийным модулям по шине P-шина.

Автоматическое тестирование соединения P-шина выполняется каждый раз, когда GM связывается с программой диагностики (не во время короткого теста).

Проверка линии шин осуществляется так же, как и любой другой проводки. Выполните тесты целостности между соединениями различных модулей (все модули отсоединены), не забывая убедиться, что шина не замкнулась на землю или другой провод. Рекомендуется использовать «провод проверка» в «Preset Measurements», который является более чувствительным, чем просто проверка сопротивления.

Поиск неисправностей в сети P-шина выполняется так же, как и в I/K-шина.

Схема №29

Войти

M-шина

M-шина используется исключительно в системах климат-контроля для управления шаговыми двигателями «smart:». Эти шаговые двигатели используются для управления различными воздухораспределительными створками. В предыдущих системах климат-контроля, таких как E32/E34, шаговые двигатели напрямую управлялись модулем климат-контроля.

M-шина был представлен на E38 системе климат-контроля (IHKA). M-шина также устанавливался на последующие модели, оснащённые IHKA и IHKR.

M-шина взаимодействует с «интеллектуальными» шаговыми двигателями, которые содержат процессор, способный передавать и принимать сообщения. Затем шаговый двигатель приводится в действие транзисторами последней ступени, расположенными в электронной схеме шагового двигателя.

Схема №30

Войти

M-шина состоит из трехжильного плоского кабеля, содержащего следующие провода:

1. Мощность (B +)
2. Масса
3. Двунаправленная сигнальная линия

Каждый шаговый двигатель на M-шина имеет уникальный номер детали, чтобы отличить его расположение на корпусе климат-контроля. Номер детали соответствует уникальному электронному адресу на шине M-шина. Поскольку каждый шаговый двигатель содержит уникальный электронный адрес, двигатель будет отвечать только на определенные команды. Установка шагового двигателя в неправильном месте может привести к неправильной работе.

Схема №31

Войти

Протокол связи

Каждый шаговый двигатель выступает в роли «подчиненного» модуля, он прослушивает все данные на шине, но отвечает только до тех пор, пока сообщение передается без ошибок и распознает собственный адрес.

Протокол M-шина отличается от CAN и I/K/P-Busses тем, что связь осуществляется в пределах рамочного времени 650 микросекунд.

Когда модуль климат-контроля (IHKA/R) дает команду на изменение положения одного или более шаговых двигателей, последовательность данных следующая:

1. Стартовый бит - информирует шаговые двигатели о поступлении команды.
2. Synchro bit - устанавливает сообщение как исходящее из модуля управления IHK.
3. Поле данных - команда для перемещения шагового двигателя в определенное положение.
4. Поле адреса - блок управления IHK присваивает имя шаговому двигателю, для которого предназначена команда.

Если сообщение было принято шаговым двигателем без ошибок, шаговый двигатель выполнит команду и передаст ее подтверждение, которое выглядит следующим образом:

1. Synchro Bit - устанавливает сообщение как исходящее от шагового двигателя
2. Поле данных - информация о состоянии привода (обратная связь)
3. Конец кадра - закрытие сеанса связи

Связь продолжается по M-шина до тех пор, пока GM не пошлет команду «перейти в спящий режим» по K-шина.

Топология M-шины

M-шина состоит из трехпроводной ленты, прикрепленной к корпусу климат-контроля и соединяющей все «умные» шаговые двигатели в системе. Количество шаговых двигателей зависит от модели транспортного средства и системы климат-контроля (IHKA, IHKR и т.д.).

Например, E38 (показан) с IHKA использует 9 «интеллектуальных» шаговых двигателей и один двигатель, который обычно управляется. M-шина разделен на две цепи из-за большого количества шаговых двигателей. Другие модели, такие как E39, E46 и E53, используют только одну схему для M-шина и меньше шаговых двигателей.

Схема №32

Войти

Поиск и устранение неисправностей M-шины

Сбой связи по M-шина может быть вызван несколькими источниками:

1. Отказ ленты шины, например, обрыв или замыкание.
2. Отказ одного из шаговых двигателей, подключенных к шине, например, замыкание на B + или B-.
3. Отказ подачи напряжения или заземления на блок управления IHK.

M-шина активна в любое время после включения KLR. Модуль IHK обеспечивает напряжение, необходимое для поддержки связи. Уровень напряжения M-шина составляет 5 В, но поскольку связь по состоянию происходит в среднем при рабочем цикле 50%, наблюдаемое напряжение составляет приблизительно 2,5 В. Наличие 2,5 В означает, что связь происходит.

Проверка ленты M-шина осуществляется так же, как и любой другой проводки. Выполните проверку непрерывности между соединениями шаговых двигателей (все двигатели отключены) и блоком управления, не забывая, чтобы убедиться, что линия передачи данных не замкнута на землю или питание.

Рекомендуется использовать «провод проверка» в «Preset Measurements», который является более чувствительным, чем просто проверка сопротивления.

Если уровень напряжения и тест провода являются O.K, то просмотр сигнала связи может быть полезен.

Ниже приведен пример шаблона области действия, который можно наблюдать при проверке M-шина. Обратите внимание на очень высокую частоту сигнала приблизительно на частоте 20 кГц.

Схема №33

Войти