Коммуникационная сеть: описание и работа Ford Transit VII

Общие сведения

В одной коммуникационной сети (системе шин передачи данных) разные модули различных систем связаны между собой одним или несколькими проводами.

Система шин передачи данных предназначена исключительно для того, чтобы осуществлять обмен данными между подключенными модулями, а также между подключенными модулями и всемирной диагностической системой (WDS).

Вместо простых входных и выходных импульсов в системе шин передачи данных осуществляется передача целых блоков данных. Эти блоки данных наряду с самой информацией содержат также данные о адресе модуля, к которому происходит обращение, размере блока данных, а также информацию для контроля содержания каждого отдельного блока данных.

Системы шин передачи данных имеют различные преимущества:

• простой обмен данными между модулями посредством стандартизированного протокола
• меньше датчиков и электрических разъемов
• лучшие возможности для диагностики
• меньшие расходы

Через стандартный 16-штыревой разъем передачи данных (DLC) WDS соединяется с разными системами шин передачи данных и с питающим напряжением. Через диагностический разъём также передается сигнал при программировании модуля.

Если в системе шин передачи данных оборван один или оба провода, или возникло короткое замыкание на массу или напряжение, то связь между модулями и WDS нарушена или даже вообще невозможна.

Чтобы установить связь между модулями, необходимо, чтобы модули отдельных систем общались на одном языке. Такой язык называется протоколом.

Компания Ford в настоящее время применяет четыре различных системы шин данных. В зависимости от модели и варианта оснащения применяются все четыре системы шин передачи данных. Каждая из этих систем шин передачи данных имеет собственный протокол.

Системы шин передачи данных:

• шина стандартный корпоративный протокол (SCP). Она состоит из двух скрученных между собой проводов. Она служит для обмена данными между блоком управления силовым агрегатом (PCM) и WDS через разъем диагностический разъём. Для программирования блок управления силовым агрегатом (PCM), в зависимости от варианта двигателя и года изготовления автомобиля, применяется третий кабель – шина ACP. Эта шина применяется исключительно вместе с SCP-шиной.
• шина стандарта ISO 9141 Международной организации по стандартизации. Она состоит из отдельного провода и служит исключительно для связи между модулями и WDS. Через шину ISO 9141 считывается содержимое памяти, содержащей коды неисправности различных модулей.
• Шина LIN (шина LIN) является стандартом экономичной связи между интеллектуальными датчиками и исполнительными устройствами автомобиля. LIN повсеместно применяется там, где не требуется диапазон и универсальность шины CAN. LIN состоит из задающего модуля LIN и одного или нескольких исполнительных модулей LIN. Задающее устройство LIN, которым на модели Transit является GEM, располагает информацией о временной последовательности всех передаваемых данных. Эти данные передаются от соответствующего исполнительного модуля LIN (например, от ультразвуковых датчиков), если их запрашивают у задающего устройства LIN. LIN является однопроводной шиной, т.е. данные передаются только по одной жиле кабеля. Обычно по этому же кабелю подается питающее напряжение. Масса питающего напряжения является одновременно массой линии передачи данных. В LIN не применяются нагрузочные резисторы.
• шина шина CAN (CAN). Она состоит из двух скрученных между собой проводов и работает последовательно (данные передаются поочередно). Шина служит для связи модулей друг с другом, а также для связи между модулями и WDS. Модули подключены к шине данных параллельно. Можно легко подключить новые модули, не изменяя при этом электропроводку и сами модули. Передаваемые данные принимаются каждым из подключенных к шине CAN модулей. Так как каждый пакет данных имеет идентификационный признак, в котором наряду с характеристикой содержания определен также приоритет сообщения, каждый модуль может определить, важны ли для него эти данные. Благодаря этому несколько модулей одновременно могут работать с одним пакетом данных и получать данные. Этим гарантируется, что важные данные (например, от антиблокировочной системы тормозов (ABS)) передаются в первую очередь. Другие модули могут передавать данные на шину данных только в том случае, если информация пришла с высоким приоритетом.

Для обеспечения высокой помехоустойчивости на CAN-шине закреплены два нагрузочных резистора сопротивлением 120 Ом. Они встроены соответственно в первом и в последнем модулях, подключенных к шине CAN, и используются для защиты от помех, а также для сглаживания пиков напряжения. Чтобы гарантировать бесперебойную работу системы шин передачи данных, обязательно следует подключать модули со встроенным нагрузочным резистором.

Преимуществами CAN-шины являются:

• Минимальные затраты на электропроводку
• Высокая помехозащищенность (защищенность от неисправностей/отказов)
• Безотказность
• Хорошая возможность для расширения
• Приоритизация сообщений
• Приемлемая стоимость
• Автоматическое повторение поврежденной информации
• Самоконтроль системы и возможность автоматического отключения неисправных модулей от шины передачи данных.

На автомобилях, изготовленных, начиная с модельного года 2003.75, в зависимости от модели применяется дополнительно и вторая система шин CAN. Она отличается, главным образом, только пониженной скоростью передачи данных и на сегодняшний день применяется преимущественно для электронных систем обеспечения комфорта. Чтобы иметь возможность различать отдельные системы шин CAN, системы шин с высокой скоростью передачи данных обозначают как высокоскоростные (HS) шины CAN, а системы шин с пониженной скоростью передачи данных - как среднескоростные (MS) шины CAN. Как и у всех систем шин CAN, у среднескоростной шины MS CAN для повышения помехоустойчивости установлены два нагрузочных резистора на 120 Ом. Чтобы обеспечить связь между модулями шины HS CAN и модулями шины MS CAN, один модуль соединяется с обеими системами шин передачи данных. Связь обеих систем шин передачи данных обозначается как "шлюз". В этом шлюзе полученные данные преобразуются и передаются с необходимой для соответствующей шины скоростью передачи данных. Таким образом достигается оптимальное распределение информации между обеими системами шин передачи данных.

Элементы сети

На модели Transit, начиная с 2006.5 модельного года, в зависимости от варианта оснащения применяются три системы шин передачи данных.

В связи с увеличившимся количеством модулей и возросшим вследствие этого объемом передаваемых данных наряду с шиной HS CAN применяются еще две других системы шин CAN (среднескоростная шина CAN (Шина MS CAN) или мультимедийная шина CAN (Шину MM CAN)). Эти шины работают с более низкой скоростью и служат в основном для связи в области комфортной электроники или в мультимедийной системе. Чтобы обеспечить обмен данным между шиной HS-CAN, шиной MS-CAN и шиной MМ-CAN, используются два интерфейса (шлюза). Они служат для обеспечения связи между тремя системами шин передачи данных CAN и установлены соответственно в GEM и электронный щиток приборов. Модули, присоединенные к трем системам шин передачи данных CAN, зависят от варианта оснащения автомобиля. В блок управления силовым агрегатом (PCM) и в щитке приборов установлено соответственно по одному нагрузочному резистору сопротивлением 120 Ом шины HS-CAN. В GEM и в электронном щитке приборов установлено соответственно по одному нагрузочному резистору сопротивлением 120 Ом шины MS-CAN. В электронном щитке приборов установлены оба нагрузочных резистора сопротивлением 120 Ом шины MM CAN. Указанные нагрузочные резисторы служат для защиты системы шины передачи данных от помех. Чтобы гарантировать бесперебойную работу системы шин передачи данных, обязательно следует подключать модули со встроенным нагрузочным резистором.

Количество модулей, подсоединенных к трем системам шин передачи данных CAN, зависит от варианта оснащения автомобиля.

ШИНА CAN

В блок управления силовым агрегатом (PCM) и в электронном щитке приборов установлено соответственно по одному нагрузочному резистору сопротивлением 120 Ом шины HS-CAN. В GEM и в щитке приборов установлено соответственно по одному нагрузочному резистору сопротивлением 120 Ом шины MS-CAN. В электронном щитке приборов установлены оба нагрузочных резистора сопротивлением 120 Ом шины MM CAN. Указанные нагрузочные резисторы служат для защиты системы шины передачи данных от помех. Чтобы гарантировать бесперебойную работу системы шин передачи данных, обязательно следует подключать модули со встроенным нагрузочным резистором.

Шина ISO 9141

Модули, присоединенные к шине ISO 9141, зависят от варианта оснащения автомобиля. Шина ISO 9141 служит только для считывания содержимого памяти, содержащей коды неисправности подключенных к шине модулей. Шина ISO 9141через диагностический разъём связывает разные модули с WDS (всемирной диагностической системой).

ШИНА LIN

GEM выполняет функцию задающего устройства LIN и располагает информацией о временной последовательности всех передаваемых данных.