Шина передачи данных flexray (5 видео)

Современные автомобили состоят из множества блоков управления, объединенных в сети. Сегодня диагносты с целом уже научились грамотно работать с шиной CAN и умеют быстро и эффективно выявлять и устранять её неполадки. Однако внедрение автопроизводителями новых технологий вызывает некоторые вопросы, которые мы хотим осветить в этой статье. Она посвящена протоколу передачи данных — FlexRay, который активно внедряется на свежих кузовах автомобилей BMW и некоторых других марок. Протокол разработан консорциумом автопроизводителей и производителей компонентов, в который входят BMW, Mercedes Benz, VAG, GM, Bosch, NXP и другие. Впервые полностью идея такой шины была воплощена на F01 7й серии в 2008 году.

Усовершенствованные системы управления и безопасности, объединяющие много датчиков, исполнительных механизмов и электронных блоков управления, начинают требовать синхронизацию и производительность, которая превышает возможности существующего стандарта CAN. Стандарт FlexRay превратился в коммуникационную шину, стандартную в современном автомобиле. Несмотря на то, что FlexRay разработан для будущих задач, он пока не замещает два других доминирующих автомобильных стандарта — CAN и LIN. Автомобили следующего поколения будут использовать технологию FlexRay для высокопроизводительных приложений, CAN для основных коммуникаций трансмиссии и LIN для недорогой электроники кузова, чтобы оптимизировать затраты и уменьшить проблемы с переходной экономикой.

Сравнительная таблица протоколов CAN, LIN, FlexRay:

Тип Шины	LIN	CAN	FlexRay
Скорость	40 kbit/s	1 Mbit/s	10 Mbit/s
Себестоимость	$	$$	$$$
Провода	1	2	2 или 4
Применение	Кузовная Электроника (Зеркала, Креса, Аксессуары)	Привод (Двигатель, КПП, ABS)	Высокоскоростная шина Привода, Безопасность (Интеллектуальное Управление, Активная Подвеска, Адаптивный Круиз Контроль)

Для автомобилей BMW FlexRay — это новая система шин и систем связи. FlexRay обеспечивает надежный и очень мощный обмен данными в реальном времени между электрическими и мехатронными компонентами. Основное преимущество FlexRay — высокоскоростная передача большого объёма данных практически без задержки в режиме реального времени в различные системы. Максимальная скорость передачи данных 10 Мбит / с на канал. Он значительно быстрее, чем шины данных, используемые на сегодняшний день в автомобилях в кузовных шинах, а также в приводе и в шасси. FlexRay поддерживает не только более высокую пропускную способность, но и детерминированный обмен данными; его конфигурация устойчива к ошибкам. Это означает, что даже после выхода из строя отдельных компонентов обеспечивается надежная непрерывная работа остальных систем связи. Модуль центрального шлюза (ZGM) устанавливает связь между различными шинными системами и FlexRay.

Читайте также: Какая высота протектора у новых зимних шин бриджстоун

Топология шины FlexRay (на примере 5 серии кузова G30):

Блок Управления Двигателем 2 (DME2)

Блок Управления Двигателем 1 (DME или DDE)

Система Активной Стабилизации передняя (EARSV)

Блок Управления Двигателем (DME)

Видео:Диагностика на столе рейки с FLEXRAY. Работа с флексрей без машины.Скачать

Блок Управления Кузовной Электроникой (BDC)

Платформа Вертикальной Динамики (VDP)

Регулируемый Блокиратор Дифференциала (GHAS)

Электрический ARS, задний (EARSH)

Блок Угла Проскальзывания Задней Оси (HSR)

Блок Подушек Безопасности (ACSM)

Система Опционального Оборудования(SAS)

Блок Динамической Стабильности (DSC)

Электроусилитель Руля (EPS)

Управление Динамической Стабильностью и Виртуальная Интеграционная Платформа (DSC и VIP) с интегрированной системой торможения

Топология шины FlexRay (на примере 5 серии кузова F0x):

Видео:Немного о FlexRay. Диагностика блока SRS от автомобиля Volvo XC40Скачать

Панель управления на руле

Электромеханический усилитель руля

Блок Управления Двигателем 2

Модуль Динамического Управления

Модуль Управления Двигателем(Бензин/Дизель)

Амортизатор передний правый

Блок Вертикальной Динамики

Модуль Центрального Шлюза

Амортизатор задний правый

Блок Угла Проскальзывания Задней Оси

Модуль Контроля Полосности

Амортизатор передний левый

Видео:Диагностика электрических рулевых реек с управлением по CAN и FlexRayСкачать

Топология шины FlexRay в минимальной комплектации:

Блок Динамической Стабильности

Блок Управления Двигателем Бензин/Дизель

Электромеханический Усилитель Руля

Блок Передней Электроники

В зависимости от комплектации автомобиля модуль центрального шлюза (ZGM) оснащен 2-звездочными соединителями, каждый из которых имеет 4 драйевра шины. Драйверы шины передают данные блоков управления через контроллер связи в модуль центрального шлюза (ZGM). В зависимости от типа подключения блоки управления FlexRay соединяются с драйверами шины двумя различными способами. Терминальные резисторы используются на обоих концах линий данных на FlexRay для предотвращения отражений. Стандартное сопротивление от 80 до 110 Ом. Если к драйверу шины подключен только один блок управления, каждое из соединений с драйвером шины и блоком управления оснащено согласующим резистором. Если соединение на блоке управления не является физическим конечным узлом: два компонента должны быть подключены на концах соответствующих трактов через согласующие резисторы.

Сигнал шины

Детерминированный обмен данными обеспечивает передачу каждого сообщения в контролируемом по времени отрезке «реального времени». Реальное время означает, что передача происходит в указанное блоком время.

Пропускная способность

Читайте также: Датчики давления в шинах tpms в новосибирске

Шина FlexRay обеспечивает максимальную скорость передачи данных до 10 Мбит / с на канал. Это значение в 20 раз превышает скорость передачи данных по протоколу PT-CAN2 (CAN двигателя) или D-CAN (диагностический CAN). Вот почему передача сигналов не может быть измерена с использованием IMIB.

Видео:flexray and CAN protocol comparisonСкачать

Характеристики активности и сна

Блоки управления на FlexRay могут быть разбужены сигналом шины. Но, несмотря на это, активация большинства блоков управления происходит на FlexRay через дополнительную линию пробуждения от системы доступа в автомобиль (CAS). Линия пробуждения имеет ту же функцию, что и линия пробуждения (клемма 15 WUP), используемая до настоящего времени в PT-CAN. Путь сигнала соответствует пути сигнала PT-CAN.

Синхронизация

Для реализации синхронного выполнения отдельных функций в сетевых блоках управления необходима общая временная база. Поскольку все блоки управления работают с собственным тактовым генератором, синхронизация времени должна осуществляться через шину. При запуске модуля центрального шлюза блоки управления (ZGM, DSC, ICM и DME / DDE) работают как узлы синхронизации. Для безошибочной синхронизации шинной системы FlexRay требуется связь от ZGM как минимум до 2 блоков управления. Например, если Сбой DSC, блоки управления ICM и DME / DDE используются в качестве узлов синхронизации. Если FlexRay неисправен, необходимо сперва проверить линии шины блоков управления ZGM, ICM, DSC и DME / DDE.

Анализ неисправностей

При неисправностях в шине (например, короткое замыкание на АКБ или короткое замыкание на землю) или проблем внутри ЭБУ на линии FlexRay: отдельные блоки управления или целые тракты связи по шине могут быть исключены. Исключением является линия с 4-мя блоками управления, которым разрешено выполнять функцию пробуждения на FlexRay (ZGM, DME / DDE, DSC, ICM). Запуск двигателя невозможен, если происходит прерывание связи между этими блоками управления.

Основные неисправности шины связаны с проблемами коммуникации, которые могут быть вызваны коррозией контактов или замыканием цепи. Они могут выражаться во множественных кодах ошибок в нескольких блоках сразу и отсутствием выполнения какого-то функционала, например, руль стал «тяжелым» и отключилась функция усилителя. При этом можно найти отсутствие коммуникации с этим блоком на сканере. С помощью осциллографа найдите витую пару, которая подходит к управляющему блоку(например, на электроусилителе это будет мотор сверху рейки) и подключите два канала к коммуникационной линии. Появится сигнал передачи данных в шине примерно вот такой:

Читайте также: Шины для форд мондео 4 r18

1. Пример идеального сигнала

2. Пример неисправного сигнала:

Видео:Передача данных - шина SPIСкачать

Обратите внимание, что сигнал отличается от оригинального, он станнной формы, на одной линии FlexRay коммуникация происходит в диапазоне от 2,5 до 3,0 вольт, а на второй линии от 2,5 до 2,0 вольт. Эта неисправность вызвана отсутствием земли на коннекторе питания мотора усилителя руля. После восстановления проводки, сигнал возвращается на свой нормальный уровень и неиcправность исчезает.

Причина неисправности — прогнивший кабель заземления мотора, который крепится на болте к передней правой раме кузова:

Однако в другом сервисе был «приговорен» к замене сам мотор, а заодно и рейка в сборе. Они были заменены на новую (за счет клиента), но проблема не ушла, потому как диагност не удосужился проверить правильность подачи напряжения на мотор, а также сигнал Flexray на этом компоненте.

Электропроводка

Разводка шинной системы FlexRay выполнена в виде двухпроводного витого кабеля (с частичной оболочкой). Некоторые из оконечных резисторов расположены в модуле центрального шлюза и в других модулях.

Измерение сопротивления на FlexRay

Различные варианты терминальных элементов могут стать причиной неправильных интерпретаций результатов измерений. Измерение сопротивления линий FlexRay не в состоянии обеспечить 100% достоверную информацию по функционированию системы. В статическом состоянии значение сопротивления может находиться в пределах допуска, даже если есть повреждения, такие как пережатая проводка или коррозия разъема. Есть возможность довольно легко отремонтировать FlexRay. Главное, подобрать правильный кабель, но лучше использовать оригинальный комплект для ремонта шин данных.

Во время монтажа шины должны соблюдаться различные правила. Проводка FlexRay представляет собой витой кабель. Количество витков должно быть сохранено и после ремонта. Зачищенные при ремонте от обмотки участки провода должны быть закрыты термоусадочными трубками. Попадание воды может повлиять на волновое сопротивление (сопротивление распространению электромагнитных волн в проводнике) и, следовательно, на производительность шины.

Автомобили, на которых присутствует шина Flex Ray