Контроль уровня топлива с помощью CAN-шины

CAN-шина позволяет получать данные о реальном расходе и остатке топлива напрямую из электронных систем автомобиля, без врезки в бак, без поплавков и дополнительных датчиков. Метод используют в корпоративных автопарках, логистике, спецтехнике и коммерческом транспорте.

Что такое CAN-шина и какие данные она передает

CAN шина представляет собой два скрученных между собой провода (CAN High и CAN Low), по которым электронные блоки автомобиля обмениваются цифровыми сигналами. Это физическая линия связи, протянутая по всей машине, по которой электронные блоки передают друг другу данные в виде электрических импульсов. Никаких виртуальных сущностей здесь нет — обычная медь, напряжение и цифровой сигнал.

По этим проводам не измеряется топливо. Они не связаны с баком напрямую. В баке уже стоит штатный датчик уровня топлива, который физически реагирует на положение поплавка или изменение сопротивления. Этот сигнал сначала обрабатывает электронный блок автомобиля, переводит его в цифровое значение и только потом отправляет дальше по CAN-шине. В момент, когда данные появляются в CAN, они уже рассчитаны, отфильтрованы и сглажены программой производителя.

То есть CAN-шина не источник измерений, а канал передачи уже готовых чисел.

Как CAN-шина анализирует топливный расход

Физически процесс выглядит так. Во время работы двигателя блок управления постоянно контролирует подачу топлива через форсунки. Он знает, сколько времени каждая форсунка открыта, под каким давлением подается топливо, с какими оборотами работает мотор и какую нагрузку он испытывает. Эти данные обновляются десятки раз в секунду. На основе этого ЭБУ рассчитывает, сколько топлива было подано за конкретный промежуток времени — секунду, минуту, поездку.

Для расчета расхода топлива используются следующие исходные данные:

• длительность и частота открытия форсунок
• обороты двигателя
• текущая нагрузка на мотор
• режим работы двигателя (холостой ход, движение, разгон)
• время работы двигателя

После расчета значение расхода переводится в цифровую форму и упаковывается в CAN-сообщение. То есть CAN-шина передает не прямой физический объем топлива, а расчетную величину. То есть расход считается не «по уровню в баке», а по тому, сколько топлива двигатель реально запросил и получил через форсунки. Поэтому показания по CAN отражают реальную работу мотора, но могут отличаться от данных заправок или ручного учета.

Куда передается информация о расходе топлива

Первый физический получатель — приборная панель. Она берет из CAN:

• мгновенный расход
• средний расход
• запас хода

Эти цифры вы видите на экране или стрелочном индикаторе. Панель их не пересчитывает, а только отображает с минимальным сглаживанием.

Второй получатель — диагностический контур автомобиля. Через него данные доступны:

• диагностическому разъему OBD
• сервисному оборудованию
• сканерам

Поэтому любой диагностический сканер на СТО может показать текущий расход или суммарно сожженное топливо.

Расход топлива по CAN и спутниковый мониторинг

Возьмем типичную ситуацию — автомобиль подключен к системе спутникового мониторинга транспорта. Внутри машины установлен телематический терминал. Это компактное устройство размером с ладонь, закрепленное под торпедой или за приборной панелью. К нему подведено питание и два провода CAN-шины, те самые CAN-H и CAN-L, по которым уже обмениваются данными штатные электронные блоки автомобиля.

Когда двигатель работает, электронный блок управления двигателя считает расход топлива. ЭБУ двигателя в каждый момент знает, сколько топлива он физически подал в цилиндры. Он видит длительность открытия каждой форсунки, давление в рампе, обороты коленвала и режим работы мотора. Эти параметры обновляются постоянно, поэтому расчет расхода топлива тоже идет непрерывно. Итоговое значение — мгновенный расход, накопленный расход, средний расход — оформляется в цифровое сообщение и отправляется по CAN-шине.

В автомобиле это сообщение читают штатные блоки. Но в случае спутникового мониторинга к той же CAN-шине подключен телематический терминал. Он привязывает каждое значение расхода к конкретному моменту времени и координатам автомобиля. Эти связки «расход — время — место» накапливаются в памяти терминала.

С установленой программой периодичностью терминал передает накопленные данные по сотовой связи или спутниковому каналу на сервер системы мониторинга. Физически это обычная передача пакетов данных. CAN на этом этапе уже не участвует: его задача закончилась внутри автомобиля.

На сервере данные складываются в хронологическую цепочку. Из нее автоматически видно, сколько топлива было израсходовано:

• во время движения
• на холостом ходу
• в пробках
• на конкретном участке маршрута
• за рейс, смену, день или месяц

Например, два водителя проезжают одинаковый маршрут, но система показывает разный расход. В данных видно, что у одного больше времени на холостом ходу или резких разгонов. Это не предположение — это прямое следствие того, что ЭБУ двигателя посчитал и передал по CAN.

Еще один важный момент — сопоставление с заправками. Когда автомобиль заезжает на АЗС, уровень топлива по CAN может измениться не сразу или измениться сглаженно. Зато накопленный расход между заправками считается точно, потому что он основан на фактической подаче топлива в двигатель. Поэтому в мониторинге чаще анализируют именно расход по CAN, а не мгновенные скачки уровня.