23) Informační a diagnostické zařízení

Dnešní vozidla mají až 70 různých elektronických zařízení, která vyžadují vzájemnou komunikaci. Spojení těchto zařízení běžným způsobem vyžaduje velký počet spojovacích kabelů, což vede k nepřehlednosti, velké hmotnosti kabeláže a ke zvětšení počtu závad velkým počtem konektorů. K odstranění těchto negativních dopadů se pro přenos informací mezi jednotlivými elektronickými systémy začalo využívat jedné sběrnice. Ve vývoji je více typů sběrnic, ale dominantní význam má sběrnice s označením CAN BUS. Hlavní výhody sběrnicových systémů  použití snímače jedné veličiny pro více řídicích jednotek  značná rychlost přenosu dat  zvýšení spolehlivosti v důsledku zmenšení počtu konektorů  nižší náklady  menší počet kabelů  snadné rozšiřování systému o další řídicí jednotky Schéma sběrnice CAN (bus = sběrnice) Řídicí jednotky jsou propojeny dvěma vodiči. První vodič je označován jako vodič vyšší úrovně, bývá popisován CAN_H (hight). Druhý vodič je označován jako vodič nižší úrovně, bývá popisován CAN_L (low). Připojení řídicích jednotek ke sběrnici se provádí přes uzly, které jsou buď součástí kabelového svazku sběrnice, nebo jsou přímo v řídicích jednotkách. Konce sběrnice jsou spojeny rezistory (120 W), které brání odrazům signálu a zkreslení přenášených dat Po obou spojovacích kabelech je přenášen stejný signál s tím, že napěťová úroveň signálu je na obou vodičích opačná (tento způsob přenosu odstraňuje některé typy poruch). Součástí uzlu sběrnice CAN je komunikátor (controller), který tvoří datové balíčky pro přenos, doplňuje adresy přijímače a vysílače, zjišťuje stav zaplnění sběrnice, identifikuje data přijatá přijímačem a data určená pro daný uzel předá řídicí jednotce. K uzlu patří rovněž převodník (transceiver), který převádí signál na další jednotky bez zeslabení, vysílá na sběrnici data z dané řídicí jednotky a snímá data ze sběrnice bez oslabení signálu. Popis činnosti sběrnice CAN Všechny řídicí jednotky mají povolený přístup na sběrnici. Je-li sběrnice volná, může uzel vysílat. Řídicí jednotky mají různé priority. Jednotky s vyšší prioritou vysílají data přednostně. Každý uzel sběrnice přijímá všechna data vysílaná ostatními řídicími jednotkami, ale zpracovává jen ta data, která potřebuje. Pokud nějaká řídicí jednotka požaduje informaci od jiné jednotky, vyšle po sběrnici požadavek a dotazovaná jednotka data odešle na sběrnici (tzv.asynchronní přenos). Dvě různé úrovně napětí reprezentují dvě logické hodnoty (1bit). Bity jsou za sebou řazeny v předepsaném pořadí, tomuto řazení se říká protokol. V současnosti existují dva hlavní typy sběrnic CAN, sběrnice třídy B s rychlostí přenosu dat cca 125 kb/s a sběrnice třídy C s rychlostí dat cca 1Mb/s . Více informací o sběrnici CAN třídy C Maximální rychlost přenosu je 1Mb/s při délce sběrnice do 40m, při délce 130m klesá na 500kb/s, pro délku 560m na 125kb/s a při délce 3,3km je její hodnota jen 20kb/s (Mb = megabit, kb = kilobit). Pokud dojde k závadě na jednom vodiči sběrnice, sběrnice CAN není provozuschopná (u třídy B lze sběrnici provozovat i s jedním vodičem). Logické jedničky se přenášejí na obou vodičích napětím 2,5V, pro logické nuly musí být použita napětí z tolerovaných intervalů. Protokol sběrnice CAN Komunikační protokol CAN definuje formát přenášených zpráv (pořadí a význam bitů jdoucích po sobě). Zprávy jsou přenášené v tzv. rámcích, v definici CAN jsou určeny čtyři typy rámců. • datový rámec (DATA FRAME) – zabezpečuje přenos informací z vysílajícího uzlu všem ostatním uzlům na sběrnici • žádost o data (REMOTE FRAME) - v žádosti o rámec uzel žádá některý jiný uzel na síti o vysílání datového rámce • chybový rámec (ERROR FRAME) - informuje o chybě v přenosu dat, při chybě je zpráva vyslána znova • rámec přeplnění (OVERLOAD FRAME) – vysílá uzel tehdy, když potřebuje určitý čas na zpracování předchozí zprávy Diagnostika a CAN BUS Ke sběrnici bývají připojeny dvě jednotky použitelné pro diagnostiku závad, které zpracovávají chybové hlášky a snaží se závady i diagnostikovat. Jednotka ECM slouží pro diagnostiku závad motoru, jednotka BCM slouží k diagnostice závad ostatních. K jednotkám se lze připojovat i externě a data analyzovat i vnějšími diagnostickými přístroji.