Araç Beyin Tamirinde CAN Bus Teşhisi ve ECU Üzerinden Arıza Analizi

Araç Beyin Tamirinde CAN Bus Teşhisi ve ECU Üzerinden Arıza Analizi

Günümüzde araç teknolojisi, yalnızca mekanik parçalardan değil, bu parçaları yöneten, izleyen ve hata oluştuğunda hatayı algılayıp sürücüye bildiren ve hafızada tutan elektronik sistemlerle donatılmıştır. Bu sistemlerin başında ise halk arasında araç beyni olarak bilinen ECU (Electronic Control Unit) gelir ve bu beyinler arası iletişimi sağlayan CAN Bus (Controller Area Network) sistemi hayati rol oynar.

Günümüzde teknolojinin de etkileriyle birlikte bir araç arızalandığında, kaputu açmak değil bunun yerine CAN hattını dinlemek gerekir. Bu değişim, hem servis teknisyenlerinin hem de mühendislerin mesleki bakış açılarını dönüştürmüştür. Bu blogda, ECU yapısını, CAN Bus teşhis süreçlerini ve bu yapıların nasıl analiz edilip anlamlandırıldığını teknik ve sade bir dille anlatacağız.

 ECU Nedir ve Araç Üzerinde Ne İşe Yarar?

ECU, yani Elektronik Kontrol Ünitesi, bir aracın belirli bir sistemini yöneten elektronik karttır. Bu sistem motor olabilir, şanzıman olabilir, hatta cam silecekleri bile olabilir. Düşük segment ve boş paket olarak tabir edilen araçlarda 6-7 ECU bulunabilirken dolu paket olarak tabir edilen ve üst segment bir araçta ECU sayısı 70-80'i bulabilir.

Her ECU, sensörlerden veri alır, bu verileri işler ve aktüatörlere sinyaller göndererek sistemin çalışmasını sağlar. Örneğin, motor ECU’su gaz pedalına basıldığında hava-yakıt karışımını ayarlayarak enjektörlere püskürtme komutu gönderir.

ECU'lar bağımsız gibi görünse de her ECU birbiri ile bağlantılı çalışır. ECU'ların birbiri ile bağlantılı çalışmasını sağlayan sisteme ise CAN Bus sistemi denir. ECU’lar CAN hattı üzerinden sürekli veri alışverişi yaparlar. CAN-Bus sisteminde yüzlerce hatta binlerce mesaj milisaniye gibi hızlarda mesajları iletilir. Bu mesajlar sürekli diğer kontrol üniteleri tarafından okunarak diğer sistemlerin durumu analiz edilebilir, ortak çalışan sistemlere göre aktüatörlere komut gönderir ve oluşan hataları gerçek zamanlı olarak tespit ederler.

CAN Bus Sistemi Nasıl Çalışır?

CAN Bus, birbirinden farklı ECU'lar arasında neredeyse anında ve güvenilir veri iletimi sağlayan bir protokol yapısıdır. Bu sistemde mesajlar bir ID ile gönderilir. Bu ID, mesajın hangi sistemden geldiğini ve hangi sisteme ait olduğunu belirler. Mesaj yapısında DLC (mesaj  uzunluğu) ve veri alanları bulunur.

Mesajlar şu şekilde işlenir:

• Motor soğutma sıvısı sıcaklığı, gaz pedalı pozisyon bilgisi, fren basıncı bilgisi vb. sensör verileri ECU’ya sürekli iletilir.

• ECU bu verileri sürekli denetler ve CAN-Bus hattı üzerinden anlık olarak diğer ECU’lara mesaj olarak gönderir.

• Örneğin; Motor Kontrol Ünitesi, Vites Kutusu Kontrol Ünitesi’ne “araç hızı” bilgisini sürekli yollar.

• Vites Kutusu Kontrol Ünitesi bu bilgiye göre uygun vitese geçme kararı verir.

İşte bu mesaj trafiği, kontrol ünitelerinin kendileri arasında haberleşmesinde büyük rol oynar. CAN hattını doğru analiz edebilen bir teknisyen, sadece arızayı değil; o arızanın neden ve ne zaman oluştuğuna dair fikir yürütebilir.

CAN-Bus Analizi ile Arıza Tespiti

Birçok tamirci usta, arıza tespit cihazı dendiğinde OBD2 cihazı ile arıza kodlarını okur ve arıza kodu açıklamasındaki ilgili parçayı değiştirir. Ancak bu yöntem yüzeyseldir ve gerçek sorunun sebebini her zaman açığa çıkartmaz. Gerçek arıza tespiti, DTC (Diagnostic Trouble Code) yani arıza kodlarını yorumlayarak başlar ama her zaman sadece bu yeterli değildir.

Modern araç sistemlerinde:

• Arıza oluştuğu andaki kaydedilen freeze frame (dondurulmuş araç anlık verisi) okunabilir.

• Arızanın meydana geldiği andaki motor hızı, soğutma sıvısı sıcaklığı, gaz pedalı konum sensörü gibi değerler analiz edilebilir.

• Bu veriler arızanın gerçek sebebini bulmak için büyük öneme sahiptir.

Örneğin, “zengin yakıt karışımı” arızası ile karşılaştığınızda oksijen sensörünü direkt olarak değiştirmek çözüm olmayabilir. Belki enjektör arızalı olabilir, belki hava emme veya turbo sisteminde bir hava kaçağı vardır, belki MAF sensörü yanlış bilgi gönderiyor olabilir. Freeze frame kontrol edilirse, bu gibi arızaların nedenleri ortaya çıkabilir.

ECU ile UDS Protokolü Üzerinden Haberleşme

Araçlardaki Kontrol Ünitelerine sadece dinleme olarak tabir edilen analiz yapma ile değil, aynı zamanda mesaj göndererek de iletişim kurabilimek mümkündür. Bu iletişim, UDS (Unified Diagnostic Services) protokolü kullanarak gerçekleştirilebilmektedir. UDS, ISO 14229 standartına dayanarak çalışan ve ECU ile arıza teşhisi, test ve kalibrasyon yapılabilmeisni sağlayan geniş kapsamlı ve tüm dünyada kullanılan bir protokoldür.

Teşhis Oturumu Başlatmak

Bir ECU ile derinlemesine çalışabilmek için öncelikli olarak teşhis oturumu başlatılması gerekmektedir. Teşhis oturumu 0x10 servis komutu ile yapılır. Oturum türleri aşağıda listelenmiştir.

• DefaultSession (0x01): Sadece temel DTC (Arıza kodu) sorgusu için kullanılır.

• ExtendedSession (0x03): Canlı veri sorgusu ve özel testler için kullanılır.

• ProgrammingSession (0x02): Yazılım ile ilgili kritik işlemler için kullanılır.

Bu oturumlar, iletişim kurulmak istenen ECU’nun güvenlik seviyelerine erişim sağlar. ECU’ya direkt olarak sorgu yapmak ya da herhangi bir iletişim başlatmak için bu oturuma geçilmeden işlem yapılması mümkün değildir.

Güvenlik Erişimi

Bazı oturumlara geçebilmek veya ECU'ya bilgi yazmak için ECU’nun yetkilendirme sistemine doğru erişim kodunu istemesi gerekir. Bu işlem sadece 0x27 kodlu “SecurityAccess” servisini başlatarak gerçekleştirilir.

Bu servisi başlatmak “challenge-response” mantığıyla gerçekleşir.

1. ECU, size benzersiz bir seed isminde adlandırılan kod verir.

2. Cihazınız veya varsa sizin algoritmanız bu seed'e karşılık gelen “key”i hesaplar.

3. ECU’ya gönderilen key mesajı doğruysa erişim açılır ve ecu'ya müdahale etmeye başlayabilirsiniz.

Güvenlik erişimi, Üüetici seviyesinde teşhis yazılımı geliştirenler için büyük öneme sahiptir. Çünkü bir çok servis sadece bu erişim sağlanabildiğinde çalışır.

Sensör Verisi Okuma

0x22 servis kodu, bir Kontrol Ünitesinden Live Data(canlı veri) bilgilerini sorgulayabilmenizi sağlar. Bu servis ile kontrol ünitesine bağlı olan tüm sensörlerin ve aktüatörlerin anlık değerine ulaşabilirsiniz:

• Motor soğutma sıvısı sıcaklığı

• Gaz kelebeği konum sensörü

• Yüksek veya düşük yakıt basıncı

• Oksijen (Lambda) sensörü değeri

• EGR valfi açıklık konumu

Bu değerler ile neler yapabilirsiniz?

• Arızaların gerçek sebeplerini anlayabilirsiniz,

• Kalibrasyonun doğru olup olmadığını tespit edebilirsiniz,

• Gerçek zamanlı sensör veya aktüatör verisi grafiği oluşturabilirsiniz.

KaanAnalyzer gibi cihazlarla bu veriler sürekli akış halinde izleyebilir ve kayıt altına alabilirsiniz.

Kalibrasyon ve Veri Yazma

Günümüzde araçlarda kullanılan kontrol üniteleri sadece sensör ve aktüatör değerlerini vermekle kalmaz. Doğru yetkilendirme yapılarak ve doğru oturum başlatılarak yeni parametreler de eklenebilmesine olanak sağlar. Bu işlem ise 0x2E servis kodunu ECU'ya göndererek yapılır. Örneğin:

• EGR açılma min-max aralığı

• Turbo boost min-max limit değeri

• Yakıt püskürtme zaman ayarı gibi parametreler kontrol ünitesine yazılabilir

Bu servis sıklıkla ECU kalibrasyonu yaparken veya remaping gibi işlemlerinde kullanılır. Araç üreticeleri veya mühendisler, bu servisle sistemleri özelleştirebilir, ar-ge çalışmaları sonucu mevcut araca uygun değerleri bu servisten Kontrol Ünitesine yazabilirler.

Bu işlem büyük dikkat ve bilgi gerektirir. Yanlış yazılan herhangi bir değer, motora zarar verebilir veya motorun çalışmasını bozabilir. Bu nedenle işlem yapılmadan önce kesinlikle MagicMotorSport'un ürettiği Flex gibi cihazlar ile ECU'nun  yedeği alınmalıdır.

Aktif Test Servisleri

ECU üzerinde bazı aktif testler tetiklenebilir. Bu işlem arıza çözümü için önemlidir. Örneğin:

• Radyatör soğutma fanını test etmek isteniliyorsa 0x31 servisi kullanılarak fan çalıştırılabilir.

• Yakıt pompası testi, Klima rölesi testi, Vastegate çalıştırma testi, EGR valfi hareket testi gibi işlemler de bu servis kullanılarak yapılabilir.

Bu servisi kullanarak araç üzerinde fiziksel müdahale yapmadan CAN-Bus üzerinden testler gerçekleştirebilirsiniz.

DTC(Arıza Kodu Silme

Hata kodlarını silmek araç atölyeye ilk geldiğinde arızanın geçici mi yoksa kalıcı bir arıza mı olduğunu anlamak için kullanılır. Daha sonrasında ise arıza giderildikten sonra hata kodları silinir. DTC silme komutu gönderildiğinde:

• Geçici ve kalıcı olan kontrol ünitesinin kaydettiği tüm arıza kodları temizlenir.

• Freeze frame verileri tamamen silinir.

• Hata geçmişi ile ilgili tüm kayıtlar silinir.

Hata kodu silme işleminin sistem tamamen onarıldıktan sonra yapılmasını önermekteyiz.

Freeze Frame Verisi (Arıza Oluştuğu Esnadaki Sensör ve Aktüatör Verileri)

Arıza oluştuğu esnada Kontrol Üniteleri, sistemin o anki sensör ve aktüatör durumlarını hafızasına alır. Bu bilgiler "freeze frame" olarak ecu hafızasında tutulur. İçeriğinde şunlar yer alabilir:

• Aracın hızı

• Motor devir hızı

• Gaz pedal sensör konumu

• Motor veya diğer sıcaklık değerleri

• Akü veya sensörlerin voltaj durumları 

Freeze frame, arızanın hangi şartlarda oluştuğunu kaydettiği için arızayı daha net anlayabilmenizi sağlar.

Gerçek Zamanlı CAN-BUS Verisi İzleme (Live Data)

Kontrol ünitelerinde arıza tespiti veya CAN-Bus Analizi yaparken sadece geçmiş verilere değil, anlık veri akışına ulaşmak da arızanın tespit edilebilmesinde büyük avantaj sağlar. CAN Bus hattında saniyede yüzlerce hatta binlerce mesaj akar. Bu mesajların her biri; aracın sensör bilgileri, aktüatör bilgileri, şöför tepkileri (pedallar, direksiyon hareketleri, vites) ve çevresel koşullar hakkında bilgi taşır.

Gerçek zamanlı veri(Live Data) izleme ile:

• ECU’lar arasındaki haberleşme anlık olarak gözlemlenebilir,

• Sensör ve aktüatör değerleri anlık olarak görülebilir,

• Şüpheli (olması gerken fakat gelmeyen, olması gerektiğinden farklı şekilde gelen) CAN Dataları tespit edilebilir.

Bu esnada KaanAnalyzer cihazı bir dinleyici olarak çalışarak CAN hattına zarar vermeden mesajları anlık olarak alır.

CAN ID Filtreleme ve Mesaj Ayıklama

CAN haberleşmesi genellikle çok hızlı ve karmaşıktır. Tüm mesajları aynı anda görmek, analiz etmeyi zorlaştırabilir. Bu yüzden KaanAnalyzer cihazında filtreleme kullanılır. Her CAN mesajı bir ID’ye sahiptir ve bu ID’ler filtrelenebilir. Filtreleme yapılarak aşağıdakiler yapılabilir:

• Belirli bir kontrol ünitesine ait mesajlar izlenebilir,

• Belirli fonksiyonlara ait mesajlar (örneğin: Motor, Airbag, Şanzıman) ayrıştırılabilir,

• İstenilen sistemin mesajları net şekilde analiz edilebilir.

Örneğin, 0x7E0 ID’si motor kontrol ünitesi'nin ID'sidir. Bu ID filtrelenerek sadece motorla ilgili mesajları gözlemleyebilirsiniz.

Gerçek Zamanlı Grafikler ve Sinyal Çözümleme

KaanAnalyzer gibi gelişmiş cihazlar, mesaj verilerini sadece ham canbus değeri olarak değil grafiksel olarak da gösterebilir. Örneğin:

• Gaz pedal konumunu yüzde olarak gösterilebilir,

• Hız bilgisi zaman çizgisi şeklinde gösterebilir,

• Motor soğutma suyu sıcaklığını grafik olarak gösterebilir.

Log Dosyası Kaydetme

Anlık analiz kadar değerleri kaydetmek ve daha sonra tekrar incelemek de çok önemlidir. Kayıt işlemi sırasında log kaydını başlatarak CAN-Bus değerlerini kaydedebilirsiniz.

Log kayıtları özellikle tekrarlayan ama zamanı belirli olmadan oluşan arızaların tespiti sürecinde, test sürüşlerinin değerlendirilmesi sürecinde ve yazılım geliştirme süreçlerinde fayda sağlar.

Playback Özelliği

Kaydedilen log dosyasındaki CAN mesajlarının tekrar gönderilmesi de KaanAnalyzer ile mümkündür.  Önceden kaydedilmiş bir CAN log dosyasını,  CAN hattına tekrar gönderilebilirsiniz Bu sayede bir ECU’nun davranışını yeniden tetikleyebilirsiniz veya simülasyonlar oluşturarak ürünlerinizi test edilebilirsiniz.

Bu özellik özellikle AR-GE süreçlerinde, ECU yazılımı geliştirme ve testinde ve eğitim esnasında sanal teşhis ortamları oluşturmakta kullanılabilir.

Örneğin, bir aracın motor hızlanması log olarak kaydedilebilir ve daha sonra aynı log playback olarak tekrar gönderilerek simülasyonda kontroller yapılabilir.

Veriyi Anlamlandırmak

Gerçek zamanlı CAN izleme sürecinin en önemli aşaması CAN mesajlarını anlamlandırmaktır. 

Servis teknisyenleri KaanAnalyzer gibi cihazlarla ECU’lara bağlanarak tüm sistemleri detaylı inceleyebilir, hata kodlarını anlamlandırabilir ve destekleyici sensör verilerini analiz ederek müşteri şikâyetiyle teknik veriyi eşleştirerek kesin teşhis yapabilirler.

Servislerde bu tarz sistemlerin kullanımı, doğru arıza tespiti, doğru müdahale ve kesin çözüm açısından büyük avantaj sağlar.

AR-GE Mühendisleri ve Kalibrasyon Merkezleri

Bir ECU geliştirmek, üretmek veya test etmek için sadece yazılım satın almak yeterli değildir. Donanımın da gerçek araç üzerindeki tepkikerini görmek gereklidir. KaanAnalyzer gibi CAN analiz sistemleri sayesinde

• Tüm ECU mesajları anlık izlenebilir

• Test senaryoları oluşturulabilir ve sistem performansı ölçülebilir

• Kalibrasyon değerlerinin doğruluğu analiz edilebilir

• Farklı yazılım versionlarının değerleri karşılaştırılabilir.

Akademisyenler ve Öğrenciler

CAN analiz cihazları üniversitelerde, meslek liselerinde ve eğitim kurumlarında da kullanılabilir. Özellikle bitirme projelerinde (örneğin otonom araç kontrolü), Tezlerde (örneğin CAN tabanlı teşhis sistemi geliştirme) Laboratuvar uygulamalarında (örneğin ECU simülasyonu) akademik dünyada bu cihazlar, öğrencilerin teorik bilgiyi partik bilgiye taşımasına imkân sağlar.

Yazılım Geliştiriciler

CAN üzerinden veri okuyabilen yazılımlar geliştiren ekipler için bu cihazlar ham veri kaynaklarıdır. Analiz cihazları gerçek zamanlı test yapmayı sağlar. ECU simülasyonları oluşturma ve CAN senaryoları oynatma yeteneği kazandırabilir. Ayrıca Python, C++ ve Qt gibi platformlarla entegre edilen sistemler sayesinde yazılımcılar, test otomasyonu ve simülasyon alt yapıları kurabilirler.

CAN-Bus Arıza Teşhis Süreci

KaanAnalyzer gibi profesyonel analiz cihazlarının CAN-Bus arızası teşhis süreçlerine sağladığı katkılar şunlardır:

U kodlu arızaların çözümleri

İletişim kurulamayan kontrol ünitelerinin CAN-Bus ile alakalı arızalarının teşhisi

Yanlış kodlanmış GateWay arızalarının teşhisi

Kopuk CAN-Bus hattı teşhisi

Kısadevre olan CAN-Bus iletişim arızalarının teşhisi

CAN-Bus analiz sistemlerinde kullanılan cihazların da sıradan olmaması gerekir. Çünkü sadece bağlantı kuran değil, aynı zamanda veriyi anlamlandırabilen ürünlere ihtiyaç duyulmaktadır.

KaanAnalyzer bir OBD cihazından farklı olarak gerçek zamanlı çift kanal CAN verisi analiz edebilir, UDS protokolüyle ECU’lara anlık komut gönderebilir, CAN mesajlarını kaydedip Diagnostic session olarak tekrar çalıştırabilir (playback), ECU’lar ile güvenlik erişimi üzerinden profesyonel düzeyde teşhis işlemleri gerçekleştirebilir, Otomotiv, tarım araçları ve ağır vasıtalar dahil olmak üzere birçok platformda kullanılabilir. Bu özellikleriyle KaanAnalyzer hem AR-GE hem araç servisleri hem de eğitim için evrensel bir cihaz olarak kullanıcılara sunulmaktadır.

Otomotiv sektöründe arızayı bulmak bir ustalık meselesiydi, günümüzde ise dijital veriler incelenmeden arızalar çözülemez hale gelmiştir. Araçlar her geçen yıl daha da dijitalleşmekte. Bu dönüşüme ayak uyduramayan servisler, teknisyenler, mühendisler ve eğitim kurumları, teknolojinin gerisinde kalmaktadırlar.

KaanAnalyzer gibi cihazlar, bu değişime adapte olmanın en pratik ve güçlü yollarından birisi olarak siz değerli kullanıcılara sunulmaktadır.