Назначение системы
Мультиплексирование - это метод, который многократно использует одну и ту же проводку для связи между всеми системами. Системы все связаны между собой, образуя сеть линий связи. Информация от датчиков и переключателей преобразуется в цифровые сигналы блоком управления системой и ретранслируется последовательно по всей сети системы, которую также называют системой шин данных.
Схема №258
Система K-шины
Система K-шина, используемая в последовательной сети связи. Используется провод белого/красного/желтого цвета (белый провод/красная полоса/желтый индикатор). Шина корпуса (K-шина) отвечает за обмен данными телеграмм, которые требуются по всей системе. Например, если BC1 и IHKA должны обмениваться данными, они обмениваются информацией через K-шина.
Система K-шина разделена на два сегмента, названные K-шина I и K-шина II. Эти «две» шины по существу являются одной и той же шиной, сращенной внутри BC1.
Связь по K-шина происходит со скоростью 9600 бит в секунду. K-шина переключается между 0-12 вольт (высокий/низкий) и имеет низкий импеданс, что делает его устойчивым к электромагнитным помехам. Большинство пользователей активны на шине при переключении зажигания на KLR.
Схема №259
Сеть K-шина переходит в спящий режим через 60 секунд после выключения зажигания. В спящем режиме K-шина находится на напряжении 12 вольт.
BC1 является главным контроллером, подающим питание и устанавливающим последовательность сообщений.
Схема №260
Шина CAN
Протокол CAN был первоначально разработан Intel TM и Bosch в 1988 году для использования в автомобильной промышленности, чтобы обеспечить стандартизированную, надежную и экономичную коммуникационную шину для электроники автомобилей для борьбы с увеличением размера жгутов проводов.
Система шины CAN представляет собой высокоскоростную последовательную систему шины данных, связанную неэкранированной витой парой проводов: желтый/черный и желтый/коричневый. Провода скручены для минимизации электромагнитных помех. Оба провода несут информацию и для работы CAN-шина должны присутствовать оба сигнала.
CAN-система является самой быстрой из шинных систем, используемых в MINI, передавая со скоростью 500 000 бит в секунду. Эта скорость признана самой быстрой практической рабочей скоростью без экранированного кабеля. Применяется для систем, где скорость обмена информацией жизненно важна для их работоспособности; системы управления двигателем, автоматической коробкой передач и автоматическим контролем устойчивости.
CAN-система использует линейную топологию, которая состоит из длины главной шины и более коротких ветвей. Длина основной шины заканчивается в EMS 2000 и IKE. Короткие шлейфы должны быть как можно короче и не длиннее одного метра. Любая нескрученная часть шины не должна быть длиннее четырех сантиметров.
Схема №261
Шинная сеть
Сетевая система MINI использует ряд взаимосвязанных систем шин. Шинные системы, используемые на MINI COOPER, представляют собой CAN-шина, K-шина и диагностические шины (D-шина и DS2 шина). Большинство блоков управления подключены к этой системе и могут передавать и принимать сообщения по системе.
IKE действует как шлюз связи, обеспечивая передачу данных из одной системы шин в другую. IKE содержит микропроцессор, который преобразует и обрабатывает все сигналы в формат, необходимый для передачи на другую систему шин.
Блоки управления передают и принимают команды и информацию по шинам в виде цифровых сообщений. Устройства, подключенные к одной шине, используют общий протокол (формат) и скорость передачи (скорость передачи (кбит/с)) для передаваемых ими сообщений. Протокол и скорость передачи данных варьируется от шины к шине.
Все сообщения, передаваемые по системам шины, состоят из двоичных цифр, называемых битами (BInary digiTS). Бит может быть либо 0, либо 1. Комбинация битов, составляющих сигнал, передается по системе шин. Каждый блок управления преобразует цифровой сигнал обратно в аналоговое значение для собственного использования.
Каждое сообщение содержит кодированную информацию, указывающую начало и конец сообщения, и идентификатор или адрес для маршрутизации сообщения к правильному адресату. Сигнал также содержит функцию проверки, которую принимающий блок управления использует для проверки достоверности сигнала. Передающий блок управления контролирует возврат сигнала по шине от приемного блока управления. Таким образом, передающий блок управления подтверждает, что принятый сигнал является тем же самым, что и переданный сигнал, и любые неисправности могут быть устранены.
Информация от одного датчика передается на множество блоков управления, уменьшая количество необходимых датчиков. (Например, необработанная скорость транспортного средства принимается в блоке DSC, который использует эту информацию для работы блока, и обработанная скорость дороги посылается в IKE по шине CAN. IKE преобразует этот сигнал в сообщение K-шина и передает его по K-шина в BC1 для управления стеклоочистителем в зависимости от скорости и в радиоприемник для регулировки громкости в зависимости от скорости).
Преимущества мультиплексирования
- Жгуты меньше и менее сложны
- Жгуты дешевле и легче
- Повышенная надежность, уменьшение количества проводов и соединений
- Новые системы могут быть легко добавлены 'Plug и Play'
K-шина
Система K-шина в первую очередь является системой, управляемой событиями. Сообщения отправляются после того, как сделан запрос на работу компонента или изменение статуса.
Каждый из пользователей K-шина постоянно отслеживает сообщения в системе. Когда пользователю нужно передать, он ждет, пока не будет никакой активности, а затем передает свое сообщение. Затем отправитель прослушивает систему для получения собственного сообщения, возвращаемого получателем. Если он не получает собственного сообщения, пользователь с более высоким приоритетом также передал, и его сообщение было проигнорировано. Затем пользователь с более низким приоритетом должен ждать, пока шина не станет неактивной, и ретранслировать. При получении собственного сообщения подтверждается (правильно) успешная передача.
Все блоки управления на K-шина получают все сообщения, но только модуль, адресуемый в сообщении, будет принимать и реагировать на данные.
K-шина сохраняет работоспособность в случае отключения или выхода из строя блока управления. Эта параллельная схема называется «древовидной» структурой, в которой каждый блок управления занимает ветвь.
K-шина обеспечивает диагностическое соединение с блоками управления, расположенными на шине (за исключением IKE).
Правила эксплуатации
- Одновременно говорит только один модуль (последовательная связь).
- Все говорят с одинаковой скоростью.
- Сообщения подтверждаются получателем.
- Сообщение повторяется, если адресованный модуль не отвечает.
- Приоритет имеет BC1.
- Прекратить отправку сообщения после 5 неудачных попыток.
Схема №262
Шина CAN состоит из витой пары проводов
- CAN высокий (CAN-H, желтый и черный)
- CAN низкий (CAN-L, желтый и коричневый).
Как Can-H, так и CAN-L имеют стоячее напряжение 2,5 вольта. Напряжение CAN-L понижается приблизительно до 1,5 В, в то время как напряжение CAN-H повышается приблизительно до 3,5 В.
С CAN-H и CAN-L как при 2,5 вольтах между ними нет разности потенциалов (напряжения). Это известно как рецессивное состояние и эквивалентно логической 1. При напряжении CAN-H до 3,5 вольт и напряжении CAN-L до 1,5 вольт между ними возникает разность потенциалов в 2 вольта. Это известно как доминирующее состояние и эквивалентно логическому 0. CAN-H и CAN-L всегда переключаются вместе. Эти два состояния (0 или 1) являются единственными двумя возможными.
Когда блок управления передает сигнал, он состоит из ряда доминантного и рецессивного состояний. Сигнал представляет собой комбинацию двух возможных состояний, в действительности 0 и 1, следовательно, цифровой сигнал.
Для корректной работы шина CAN-шина должна быть подключена на обоих концах (EMS 2000 и IKE) с сопротивлением блока управления 120 Ом, подключенного между CAN-H и CAN-L. Эти окончания гарантируют, что битовые ошибки, обусловленные отражениями сигнала, будут исключены.
Данные, передаваемые от любого абонента по шине CAN, не содержат адресов. Вместо этого содержимое сообщения (обороты в минуту, TD, Temp и т.д.) помечается кодом идентификатора, уникальным для всей CAN. Все абоненты принимают сообщение, и каждый из них проверяет сообщение, чтобы увидеть, имеет ли оно отношение к его собственной операции.
Схема №263
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 ответственным блоком управления и затем повторно передано позже, когда это возможно.
Оконечные резисторы шин CAN
Оконечные резисторы, используемые в цепи CAN-шина, устанавливают правильный импеданс для обеспечения бесперебойной связи. 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. (Закон Ома параллельной цепи).
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.
Модули, не имеющие оконечного резистора, можно проверить, отсоединив модуль и проверив сопротивление непосредственно между выводами для CAN-H и CAN-L. Значение в этих блоках управления должно находиться в диапазоне от 10kOhms до 50kOhms.
ПримечаниеПри проверке сопротивления шины CAN не забудьте отключить питание цепи и оставить все модули подключенными.
Система D-шины
D-шина - это последовательная шина связи, которая передает данные между DISPlus и подключенными блоками управления. Блок управления, подлежащий диагностике, выбирается путем отправки диагностической телеграммы по адресу блока управления. По запросу от DISPlus блок управления передает информацию и содержимое памяти ошибок или активирует выход блока управления.
Шина D-шина активна только тогда, когда DISPlus или GT1 подключены к диагностическому разъему и обмениваются данными.
- Шина D-шина подключена к блокам управления, связанным с силовой передачей (эмиссией).
- DS2 шина протокола подключена к блокам управления, которые не влияют на выбросы и IKE. Через IKE возможна связь со всей K-шина.
Нормальное рабочее напряжение шины D-шина составляет 12 вольт, хотя она может поддерживать связь с напряжением всего 2 вольта. Измерение напряжения производится от каждого подключения информационной линии к земле. Каждый модуль на шине D-шина обеспечивает собственное напряжение, используемое для связи.
Работа D-шина и сигналы аналогичны K-шина.
Неисправности шин K и D
Нарушение связи по К или D-шина может быть вызвано несколькими источниками
- Неисправность кабеля шины.
- Отказ одного из блоков управления, присоединенных к шине.
- Отказ источника напряжения или массы отдельных модулей.
- Помехи в шинных кабелях.
- Автобус прерван
- Шина закорочена до напряжения батареи
- Шина замкнута на массу
- Линия шины открыта
- Неисправность штепсельных соединений (повреждение, коррозия или неправильное обжатие)
Если возникают проблемы при попытке установить связь с модулем управления, сначала рассмотрите
- Уровень заряда аккумулятора автомобиля. Постоянно поддерживайте зарядное устройство на автомобиле во время диагностики.
- Всегда проверяйте исправность диагностической головки и соединения, прежде чем приступать к работе с тестовым модулем из-за отсутствия связи.
Если идентификация транспортного средства осуществляется диагностикой без каких-либо проблем, то D-шина в порядке.
Если несколько блоков управления не распознаются, это указывает на неисправность линии связи шины. Продолжайте поиск и устранение неисправностей, используя модули тестирования для этих конкретных систем шин.
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 массу или другой провод.
ПримечаниеРекомендуется 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.
Отказ одного из блоков управления, подключенных к K-шина
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.
В качестве быстрой проверки для K-шина активируйте четырехсторонние мигалки. В комбинации приборов должны загореться индикаторы вспышки. Включите Радио, и отрегулируйте громкость с помощью MFL громкость должна соответственно измениться.
Если тесты подтверждают 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 локальным дефектом проводки 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.B) и кодирования выполните модуль тестирования шины K в программе диагностики, чтобы убедиться, что связь находится в рабочем состоянии.
ПримечаниеЕсли K-шина 1 заземлен или закорочен на B +, это повлияет на K-шина 2 (и наоборот). Если шина открыта в какой-либо точке, связь шины все равно будет сообщаться с модулями, все еще подключенными к шине.
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 масса на блоке управления, это может не позволить шине увидеть низкий сигнал (0-2V)
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.
Схема №264
Схема №265
Отказ связи по шине CAN может быть вызван несколькими источниками
- Отказ кабелей CAN-шина.
- Отказ одного из блоков управления, подключенных к CAN.
- Отказ источника напряжения или массы отдельных модулей.
- Помехи в кабелях шины CAN.
Отказ кабелей шин CAN
В проводке шины CA-шина могут возникнуть следующие неисправности
- CAN-H/L прервано
- CAN-H/L закорочено до напряжения батареи
- CAN-H/L закорочен на массу
- Замыкание CAN-H на CAN-L
- Неисправность штепсельных соединений (повреждение, коррозия или неправильное обжатие)
В каждом случае подключенные блоки управления будут сохранять информацию о сбое из-за отсутствия информации, принимаемой по шине CAN.
Термин «Timeout» относится к модулю, не способному взаимодействовать с другим модулем в шине. Каждый модуль на шине CAN будет пытаться взаимодействовать несколько раз. В случае неуспешного завершения, модуль сохранит ошибку «Timeout» или «CAN-шина» и определит, что имеется проблема либо с линией шины, либо с модулем, с которым он пытается связаться.
Эти типы неисправностей могут указывать на проблему с проводкой шины, помехи, отсутствующие данные или отказ модуля связи отдельного блока управления.
Проверка линий CAN осуществляется так же, как и любой другой проводки. Выполните тесты на целостность между соединениями различных модулей (все модули отсоединены), не забывая, чтобы убедиться, что две линии CAN не замкнуты на массу или друг на друга. 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 приведены некоторые примеры шаблонов области действия, которые могут наблюдаться при проверке шины CAN.
Схема №266
В этом примере представлен выходной сигнал, генерируемый модулем AGS, который изолирован от шины. Этот шаблон истекает через 10 секунд и остается плоской линией при 2,5 В до тех пор, пока клавиша не будет циклически нажата и событие не повторится.
Схема №267
Если непрерывная плоская линия присутствует на одной или обеих линиях CAN конкретного блока управления, это может указывать на то, что CAN открыта для этого конкретного модуля. Возможно, истекло время ожидания модуля, и он ожидает сигнала от другого блока управления. Проверьте шину CAN-шина в других точках, чтобы увидеть, происходит ли связь в другом месте шины.
Схема №268
Все остальные блоки управления, за исключением большинства современных модулей AGS, будут продолжать попытки отправки информации, даже если блок управления уже сохранил «Timeout» или отказ CAN. Этот тип сигнала может наблюдаться только в том случае, если секция или вся шина CAN отключена.
Схема №269
Если бы линии шины CAN замыкались друг на друга, то сигналы компенсировали бы друг друга и фактически были бы плоской линией.
Отказ одного из блоков управления, присоединенных к CAN
Каждый блок управления, соединенный с CAN, имеет интегрированный модуль связи, который позволяет этому блоку управления обмениваться информацией по CAN. Отказ блока управления обычно запускает код неисправности в других блоках управления, подключенных к шине.
Есть случаи, когда отказ модуля может парализовать или вывести из строя всю шину CAN. Этот сценарий будет очевиден по сбоям CAN, хранящимся в каждом блоке управления на шине.
Чтобы изолировать неисправный блок управления, блоки управления можно отключить по одному, контролируя состояние CAN с помощью вольтметра или осциллографа. Это может быть дополнительно усилено путем устранения неисправностей остальных блоков управления, а затем их повторного считывания. Если отсоединенный модуль управления неисправен, неисправности будут указывать только на связь с этим прерванным модулем, и никто другой.
Если, например, тахометр и дисплей температуры являются правдоподобными, то связь происходит между EMS и IKE/KOMBI. Другие индикаторы, такие как дальность передачи или индикатор ЦФА, могут давать подсказки о состоянии связи с этими блоками управления.
После замены и кодирования или программирования модуля выполните тестирование модуля CAN-шина в каждом блоке управления, чтобы убедиться в исправности связи.
Медленное падение напряжения батареи или автомобиль 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. Перед началом поиска и устранения неисправностей в CAN всегда проверяйте правильно заряженную батарею и систему зарядки.
Помехи в кабелях шин CAN
Помехи будут иметь эффект, аналогичный закорачиванию или нарушению проводки шины CAN. Чрезмерные помехи, создаваемые неисправным генератором переменного тока или устройствами послепродажного обслуживания, такими как сотовые телефоны или усилители, могут вызвать напряжение в линии CAN-шина 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. Начните с устранения любых проблем с самой проводкой шины CAN-шина и убедитесь, что генератор работает без сбоев. Изолируйте любую проводку послепродажного обслуживания в автомобиле и посмотрите, не возвращается ли неисправность.
Программирование
Во время программирования следует отметить, что программируемый модуль не будет обмениваться данными, и поэтому другие блоки управления на шине будут сохранять ошибки. Эти ошибки, сохраненные во время программирования, должны быть удалены, а затем память ошибок должна быть снова считана, чтобы убедиться, что они не возвращаются. Неправильно запрограммированный модуль приводит к неисправностям CAN, которые невозможно устранить. Не забывайте всегда проверять правильность запрограммированного номера детали после программирования.