Audi A4 B6 - das Reparaturhandbuch und des Betriebes

14.35. Der digitale Reifen gegebenen CAN

Auf dem Auto sind etwas Netzreifen des Austausches von den Daten CAN (Controller Area Network) zwischen den Blöcken (den Modulen) die Verwaltungen verschiedener Systeme und den Kontroller der vollziehenden Geräte des Autos verwendet.

Die abgesonderten Steuereinheiten sind miteinander ins allgemeine Netz vereinigt und können von den Daten wechseln.

Der Reifen ist doppelgerichtet, d.h. eine beliebige an ihr angeschlossene Einrichtung kann und übergeben die Mitteilungen übernehmen.

Das Signal vom empfindlichen Element (dem Sensor) handelt in die nächste Steuereinheit, die es bearbeitet und übergibt auf den Reifen der Daten CAN.

Eine beliebige Steuereinheit, die an den Reifen der Daten CAN angeschlossen ist, kann dieses Signal auslesen, auf seiner Grundlage die Bedeutung der verwaltenden Einwirkung ausrechnen und, den vollziehenden Servomechanismus zu verwalten.

Der Austausch von den Daten nach dem Reifen CAN

B — der Sensor 1 CAN — der Reifen der Daten	M — die Vollziehenden Elemente I - III (die Servomechanismen) N — die Steuereinheiten (die Kontroller) I - V

Die Vorteile

Bei der gewöhnlichen Kabelvereinigung der elektrischen und elektronischen Geräte verwirklicht sich die gerade Vereinigung jeder Steuereinheit mit allen Sensoren und den vollziehenden Elementen, von denen er die Ergebnisse der Messungen bekommt oder die verwaltet.

Das Kompliziertwerden des Steuersystemes bringt zur übermäßigen Länge oder der Vielheit der Kabellinien.

Im Vergleich zum Standardkabelabzweig gewährleistet der Reifen der Daten:

• Die Verkleinerung der Anzahl der Kabel. Die Leitungen von den Sensoren erstrecken sich nur zur nächsten Steuereinheit, die die gemessenen Bedeutungen ins Paket der Daten umwandeln wird und übergibt es in den Reifen CAN.
• Den vollziehenden Mechanismus verwalten es kann eine beliebige Steuereinheit, die nach dem Reifen CAN das entsprechende Paket der Daten bekommt, und auf seiner Grundlage rechnet die Bedeutung der verwaltenden Einwirkung auf den Servomechanismus.
• Die Verbesserung der elektromagnetischen Vereinbarkeit.
• Die Verkleinerung der Anzahl schtekernych der Vereinigungen und die Verkleinerung der Anzahl der Kontaktschlussfolgerungen auf den Steuereinheiten.
• Die Senkung des Gewichts.
• Die Verkleinerung der Anzahl der Sensoren, da die Signale eines Sensors (zum Beispiel, vom Sensor der Temperatur der kühlenden Flüssigkeit) von verschiedenen Systemen verwendet sein können.
• Die Verbesserung der Möglichkeiten der Diagnostik. Da die Signale eines Sensors verwendet werden (ist, zum Beispiel, das Signal der Geschwindigkeit) von verschiedenen Systemen, so geben falls die Mitteilung vom Defekt alle das vorliegende Signal verwendenden Systeme aus, fehlerhaft in der Regel der Sensor oder die Steuereinheit, die seine Signale bearbeitet. Wenn die Mitteilung vom Defekt nur von einem System handelt, obwohl das vorliegende Signal auch anderen Systemen verwendet wird, so ist der Grund des Defektes in der bearbeitenden Steuereinheit oder dem Servomechanismus meistens geschlossen.
• Die hohe Geschwindigkeit der Sendung der Daten – ist bis zu 1Mbit/mit bei der maximalen Länge der Linie 40 m Zur Zeit auf a/m die Geschwindigkeit der Sendung der Daten möglich bildet von 83 Kbit/mit bis zu 500 Kbit/mit.
• Etwas Mitteilungen können nach einer und derselbe Linie abwechselnd übergeben werden.

Der Reifen der Daten CAN besteht aus dwuschilnogo der Leitung, die in Form vom geflochtenen Paar erfüllt ist. An diese Linie sind alle Geräte (die Steuereinheiten von den Geräten) angeschlossen.

Die Sendung der Daten verwirklicht sich mit dem Dublieren nach beiden Leitungen, wobei die logischen Niveaus des Reifens der Daten die Spiegelabbildung (das heißt haben, wenn nach einer Leitung das Niveau der logischen Null übergeben wird, so wird nach anderer Leitung das Niveau der logischen Einheit, und umgekehrt übergeben).

Das zweidrähtige Schema der Sendung wird aus zwei Gründen verwendet: für die Aufspürung der Fehler auch als die Grundlage der Zuverlässigkeit.

Wenn der Berg der Anstrengung nur auf einer Leitung (zum Beispiel, infolge der Probleme mit Ems (der elektromagnetischen Vereinbarkeit) entsteht), so können die Blöcke-Empfänger es wie den Fehler identifizieren und, diesen Berg der Anstrengung zu ignorieren.

Wenn der Kurzschluss oder der Abhang einen zwei Leitungen des Reifens der Daten CAN geschehen wird, so wird dank dem integrierten Hardware-Softwaresystem der Zuverlässigkeit die Umschaltung ins Regime der Arbeit nach dem eindrähtigen Schema geschehen. Die beschädigte übergebende Linie wird nicht verwendet werden.

Die Ordnung und das Format übergeben und übernommen von den Benutzern (den Abonnenten) der Mitteilungen ist im Protokoll des Austausches mit den Daten bestimmt.

Ein wesentliches eigentümliches Merkmal des Reifens der Daten CAN im Vergleich zu anderen schinnymi von den Systemen, die sich auf dem Prinzip der Abonnentenadressierung stützen, ist die mit der Mitteilung entsprochene Adressierung.

Es bedeutet, dass jeder Mitteilung vom Reifen der Daten CAN seine ständige Adresse (der Bezeichner), markierend den Inhalt dieser Mitteilung (zum Beispiel, verliehen wird: die Temperatur der kühlenden Flüssigkeit). Das Protokoll des Reifens der Daten CAN lässt die Sendung bis zu verschiedenen 2048 Mitteilungen zu, wobei die Adressen mit 3 nach 2048 ständig gefestigt sind.

Der Umfang der Daten in einer Mitteilung vom Reifen der Daten CAN bildet 8 Byte.

Der Blockempfänger bearbeitet nur jene Mitteilungen (die Pakete der Daten), die in seiner Liste übernommen nach dem Reifen gegeben CAN der Mitteilungen (der Kontrolle der Annehmbarkeit) aufgespart sind.

Die Pakete der Daten können nur übergeben werden, falls der Reifen der Daten CAN frei ist (d.h., wenn nach dem letzten Paket der Daten das Intervall in 3 Bits gefolgt ist, und kein seit den Steuereinheiten beginnt, die Mitteilung zu übergeben).

Dabei soll das logische Niveau des Reifens der Daten rezessiwnym (logisch «1») sein.

Wenn etwas Steuereinheiten gleichzeitig beginnen, die Mitteilungen zu übergeben, so tritt das Prinzip der Rangfolge in Kraft, laut dem die Mitteilung vom Reifen der Daten CAN mit der höchsten Priorität ersten ohne Verlust der Zeit oder der Bits wird (das Schiedsgericht der Anfragen des Zuganges auf den allgemeinen Reifen der Daten übergeben werden).

Jede Steuereinheit, die das Recht des Schiedsgerichts verliert, wird auf die Aufnahme automatisch umgeschaltet und wiederholt den Versuch, die Mitteilung abzusenden, kaum wird der Reifen der Daten CAN wieder befreit werden.

Außer den Paketen der Daten existiert auch das Paket der Anfrage einer bestimmten Mitteilung nach dem Reifen der Daten CAN.

In diesem Fall reagiert die Steuereinheit, die das angeforderte Paket der Daten gewähren kann, auf die vorliegende Anfrage.

Das Format des Paketes der Daten

Im gewöhnlichen Regime der Sendung haben die Pakete der Daten die folgenden Konfigurationen der Blöcke (die Frames):

• Data Frame (das Frame der Mitteilung) für die Nachrichtenübertragung nach dem Reifen der Daten CAN (zum Beispiel: die Temperatur der kühlenden Flüssigkeit).

• Remote Frame (das Frame der Anfrage) für die Anfrage der Mitteilungen über den Reifen der Daten CAN von anderer Steuereinheit.

• Error Frame mitgeteilt (das Frame des Fehlers) werden alle angeschlossenen Steuereinheiten darüber, dass der Fehler und die letzte Mitteilung nach dem Reifen der Daten CAN entstanden ist ist ungültig.

Das Protokoll des Reifens der Daten CAN unterstützt zwei verschiedene Formate der Frames der Mitteilung nach dem Reifen der Daten CAN, die nur nach der Länge des Bezeichners unterschieden werden:

• Das Standardformat;
• Das ausgedehnte Format.

Zur Zeit wird das Standardformat verwendet.

Das Paket der Daten für die Nachrichtenübertragung nach dem Reifen der Daten CAN besteht aus sieben konsequenten Feldern:

• Start of Frame (das Startbit): markiert den Anfang der Mitteilung und synchronisiert alle Module.

• Arbitration Field (der Bezeichner und die Anfrage): Dieses Feld besteht aus dem Bezeichner (der Adresse) in 11 Bit und 1 Kontrollbits (Remote Transmission Request-Bit). Dieses Kontrollbit markiert das Paket wie Data Frame (das Frame der Mitteilung) oder wie Remote Frame (das Frame der Anfrage) ohne Datenbytes.

• Control Field (die verwaltenden Bits): das Feld der Verwaltung (6 Bit) enthält das IDE-Bit (Identifier Extension Bit) für die Erkennung des Standard- und ausgedehnten Formates, das Reservebit für die nachfolgenden Erweiterungen und - in den Letzten die 4 Bits - die Anzahl der Datenbytes, die in Data Field gelegt sind (das Datenfeld).

• Data Field (die Daten): das Datenfeld kann von 0 bis zu 8 Datenbyte enthalten. Die Mitteilung vom Reifen gegeben CAN von der Länge das 0 Byte wird für die Synchronisation der verteilten Prozesse verwendet.

• CRC Field (das Kontrollfeld): das Feld CRC (Cyclic-Redundancy-Check Field) enthält 16 Bit und dient für die Kontrollerkennung der Fehler bei der Sendung.

• ACK Field (die Bestätigung der Aufnahme): das Feld ACK (Acknowledgement Field) enthält das Signal der Bestätigung der Aufnahme aller Blöcke-Empfänger, die die Mitteilung nach dem Reifen CAN ohne die Fehler bekamen.

• End of Frame (das Ende des Frames): markiert das Ende des Paketes der Daten.

• Intermission (das Intervall): das Intervall zwischen zwei Paketen der Daten. Das Intervall soll nicht weniger als 3 Bits bilden. Danach kann eine beliebige Steuereinheit das folgende Paket der Daten übergeben.

• IDLE (das Regime der Ruhe): Wenn keine Steuereinheit die Mitteilungen übergibt, so bleibt der Reifen CAN im Regime der Ruhe bis zur Sendung des folgenden Paketes der Daten.

Die Prioritäten

Für die Datenverarbeitung im Regime der realen Zeit soll die Möglichkeit ihrer schnellen Sendung gewährleistet sein.

Es vermutet nicht nur das Vorhandensein der Linie mit der hohen physischen Geschwindigkeit der Sendung der Daten, sondern auch fordert auch die operative Überlassung des Zuganges auf den allgemeinen Reifen CAN, wenn einige Steuereinheiten die Mitteilungen gleichzeitig übergeben müssen.

Zwecks der Abgrenzung übergeben nach dem Reifen gegeben CAN der Mitteilungen von der Stufe der Dringlichkeit, für die abgesonderten Mitteilungen sind verschiedene Prioritäten vorgesehen.

Der Winkel des Zuvorkommens der Zündung hat die höchste Priorität, der Bedeutung probuksowki - mittler, und die Temperatur der äusserlichen Luft - die niedrigste Priorität, zum Beispiel.

Die Priorität, mit der die Mitteilung nach dem Reifen CAN übergeben wird, klärt sich vom Bezeichner (Adresse) der entsprechenden Mitteilung.

Der Bezeichner, der der kleineren binären Zahl entspricht, hat die höhere Priorität, und umgekehrt.

Das Protokoll des Reifens der Daten CAN wird auf zwei logischen Zuständen gegründet: die Bits sind oder "rezessiwnymi" (logisch «1»), oder "dominant" (logisch «0»). Wenn das dominante Bit wie mindestens von einem Modul übergeben wird, so werden rezessiwnyje die Bits, die von anderen Modulen übergeben werden, wieder eingeschrieben.

Das Beispiel

Wenn etwas Steuereinheiten die Sendung der Daten gleichzeitig beginnen, so wird der Konflikt des Zuganges auf den allgemeinen Reifen der Daten mittels «des bitweisen Schiedsgerichts der Anfragen der allgemeinen Ressource» mit Hilfe der entsprechenden Bezeichner erlaubt.

Bei der Sendung des Feldes des Bezeichners prüft der Blocksender nach jedem Bit, ob er noch über das Übertragungsrecht verfügt, oder schon andere Steuereinheit übergibt nach dem Reifen der Daten CAN die Mitteilung mit der höheren Priorität.

Wenn übergeben vom ersten Block-Sender rezessiwnyj das Bit im dominanten Bit anderen Blocks-Senders wieder eingeschrieben wird, so verliert der erste Blocksender das Übertragungsrecht (das Schiedsgericht) und wird Block-Empfänger.

Die erste Steuereinheit (N I) verliert das Schiedsgericht vom 3. Bit.

Die dritte Steuereinheit (N III) verliert das Schiedsgericht vom 7. Bit.

Die zweite Steuereinheit (N II) spart das Zugriffsrecht zum Reifen der Daten CAN auf und kann die Mitteilung übergeben.

Andere Steuereinheiten werden versuchen, die Mitteilungen vom Reifen der Daten CAN nur zu übergeben, nachdem sie wieder befreit werden wird. Dabei wird das Übertragungsrecht entsprechend der Rangfolge der Mitteilung nach dem Reifen der Daten CAN wieder gewährt werden.

Die Erkennung der Fehler

Die Störungen können zu den Fehlern in der Sendung der Daten bringen. Solche, entstehend ist nötig es bei der Sendung, die Fehler zu unterscheiden und, zu entfernen. Das Protokoll des Reifens der Daten CAN unterscheidet zwei Niveaus der Erkennung der Fehler:

• Die Mechanismen auf der Höhe Data Frame (das Frame der Mitteilung);
• Die Mechanismen auf der Höhe der Bits.

Die Mechanismen auf der Höhe Data Frame

Cyclic-Redundancy-Check:

Aufgrund übergeben nach dem Reifen der Daten CAN der Mitteilung rechnet der Blocksender die Kontrollbits, die zusammen mit dem Paket der Daten im Feld «CRC Field» (die Kontrollsummen übergeben werden). Der Blockempfänger rechnet diese Kontrollbits aufgrund übernommen nach dem Reifen der Daten CAN der Mitteilung von neuem aus und vergleicht sie mit den Kontrollbits, die zusammen mit dieser Mitteilung bekommen sind.

Frame Check:

Dieser Mechanismus prüft die Struktur des übergebenen Blocks (das Frame), das heißt werden die Bitfelder mit dem aufgegebenen fixierten Format und die Länge des Frames überprüft.

Die von der Funktion Frame Check erkannten Fehler werden wie die Fehler des Formates markiert.

Die Mechanismen auf der Höhe der Bits

Das Monitoring:

Jedes Modul prüft bei der Sendung der Mitteilung das logische Niveau des Reifens der Daten CAN und bestimmt dabei die Unterschiede zwischen dem übergebenen und übernommenen Bit. Dank ihm wird die sichere Erkennung der globalen und lokalen im Block-Sender entstehenden Fehler nach den Bits gewährleistet.

Bit Stuffing:

In jedem Paket der Daten zwischen dem Feld "Start of Frame» und dem Ende des Feldes "CRC Field» soll nicht mehr als 5 folgende nacheinander Bits mit der identischen Polarität sein.

Nach jeder Reihenfolge aus 5 identischen Bits ergänzt der Blocksender in den Strom der Bits ein Bit mit der entgegengesetzten Polarität.

Die Blöcke-Empfänger entfernen diese Bits nach der Aufnahme der Mitteilung nach dem Reifen der Daten CAN.

Die Beseitigung der Fehler

Wenn irgendwelches Modul des Reifens der Daten CAN den Fehler unterscheidet, so unterbricht er den laufenden Prozess der Sendung der Daten, die Mitteilung vom Fehler absendend. Die Mitteilung vom Fehler besteht aus 6 dominanten Bits.

Dank der Mitteilung vom Fehler alle angeschlossen am Reifen der Daten CAN werden die Steuereinheiten über den entstehenden lokalen Fehler benachrichtigt und entsprechend ignorieren die übergebene früher Mitteilung.

Nach der kurzen Pause können alle Steuereinheiten die Mitteilungen vom Reifen der Daten CAN wieder übergeben, wobei ersten die Mitteilung mit der höchsten Priorität wieder abgesandt sein wird.

Die Steuereinheit, wessen Mitteilung vom Reifen der Daten CAN hat das Entstehen des Fehlers bedingt, beginnt die nochmalige Sendung der Mitteilung (die Funktion Automatic Repeat Request) auch.

Die Typen der Reifen CAN

Für verschiedene Gebiete der Verwaltung werden verschiedene Reifen CAN verwendet. Sie unterscheiden sich voneinander durch die Geschwindigkeit der Sendung der Daten.

Nach dem Reifen der Daten CAN des Gebietes "bildet der Motor und der Fahrteil" (CAN-C) die Geschwindigkeit der Sendung 125 Kbit/mit, und der Reifen der Daten CAN "Salon" (CAN-B) infolge der kleineren Anzahl der besonders eiligen Mitteilungen ist auf die Geschwindigkeit der Sendung der Daten nur 83 Kbit/mit berechnet.

Der Austausch von den Daten zwischen zwei schinnymi von den Systemen verwirklicht sich durch sogenannt «die Internetzschleusen», d.h. die Steuereinheiten, die an beide Reifen der Daten angeschlossen sind.

Der optowolokonnaja Reifen D2B (Digital Daten-Bus) der Daten ist für das Gebiet "audio-/Kommunikation/Navigation" verwendet. Das Lichtfaserkabel kann wesentlich bolschi übergeben ich werde die Informationen, als der Reifen mit dem kupfernen Kabel wegessen.