MULTIPLEXAGE DES FONCITONS ELECTRIQUES

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CONCOURS GENERAL DES METIERS
Maintenance automobile Session 2005
DIAGNOSTIC-INTERVENTION
DOSSIER RESSOURCE Page 1: - Titre Page 2: - Sommaire Pages 1 à 13: - Multiplexage principe Pages 14 à 27: - Equipement Peugeot 307 Pages 28 à 30: - Codification Alimentation Pages 31 à 34: - Document station DIAG 2000
MULTIPLEXAGE DES FONCITONS ELECTRIQUES Le multiplexage consiste à faire circuler plusieurs informations entre
divers équipements sur un seul canal de transmission. Ce principe est déjà utilisé pour le réseau téléphonique, la télévision, ou
plus simplement entre les outils de diagnostic et les calculateurs. Le protocole de communication définit les règles, et le format des échanges
entre les éléments d'un réseau de circulation d'information. On appelle le support de circulation d'information quel que soit sa nature
(fils électrique, fibre optique) un BUS d'information.
LES RESEAUX DE COMUNICATION 1) ARCHITECTURE RESEAU On doit différencier deux besoins :
- Les échanges d'informations entre calculateurs pour une prise en
compte rapide (par exemple l'information changement de rapport BVA
adressée au calculateur de contrôle moteur),
- Les circulations d'informations entre composants de commande et de
puissance ne nécessitant pas un traitement immédiat, mais devant
rester inférieures au temps de perception du conducteur. (par
exemple la commande des phares ou de l'essuie glace arrière).
Pour répondre à ces besoins, plusieurs bus ou réseaux de communication
sont employés.
- Un réseau haute vitesse pour les échanges inter systèmes.
- Un réseau basse vitesse pour les échanges d'informations des
composants sans traitement immédiat : bus carrosserie, et bus
confort. Les protocoles de communication employés sont différents sur ces deux
réseaux il s'agit de :
- CAN (Controller Area Network), normalisé par BOSCH pour les
échanges inter systèmes,
- VAN (Véhicle Area Network), normalisé par PSA et RENAULT pour le
bus de carrosserie.
Pour des raisons de fonctionnement, une passerelle inter système doit
exister entre les réseaux VAN et CAN.
L'élément chargé de cette passerelle inter système est le Boîtier de
Servitude Intelligent nommé BSI.
Le BSI assurera également dans ce cas la liaison avec un outil de
diagnostic.
[pic]
2) TOPOLOGIE RESEAU
Suivant le besoin de communication, l'architecture, la dimension, le
débit possible du réseau seront à adapter.
- La vitesse maxi de communication est inversement proportionnelle à
la distance maximale entre deux participants du réseau.
- Plus le nombre de participant pouvant accéder au réseau et émettre
des données augmente, plus la vitesse maximale diminue.
Pour le réseau de carrosserie ou les difficultés d'implantation, de
passage et de longueur de câble sont élevées, la topologie retenu est
du type maître/esclaves avec un réseau VAN faible vitesse (62500
bit/s).
Les esclaves n'ont pas la possibilité de parler spontanément sur le
réseau. L'unité maître interroge les esclaves à tour de rôle pour
savoir si un changement d'état à leurs bornes est intervenu
(interrupteurs).
L'unité maître commande alors un boîtier esclave de faire une action
en rapport avec l'interrupteur commandé, exemple commande des
veilleuses ou des rétroviseurs.
[pic]
Pour le réseau de confort comprenant radio, climatisation, navigation,
afficheur multifonction, une topologie multi-maître/esclaves a été
choisie. Le réseau sera VAN à 125 000 bit/s.
MAITRE MAITRE MAITRE
Pour le réseau inter système où les contraintes de rapidité de
communication sont les plus importantes, et où les besoins d'échanges
sont multidirectionnels, une topologie multi-maître a été retenue.
On emploiera ici un réseau CAN à 250 Kbit/s
MAITRE MAITRE MAITRE
3) LE MULTIPLEXAGE
A) PRESENTATION
Principe de fonctionnement des réseaux multiplexés VAN Ecran/Confort
et CAN.
Synoptique des réseaux multiplexés VAN/CAN.
[pic] L'architecture du réseau VAN est de type multimaître. Le débit du
réseau VAN Ecran/Confort est de 125 KTs (kilo time slot/seconde)*.
L'architecture du réseau CAN est de typle multimaître. Le débit du
réseau CAN est de 250 KBs (kilo bit/seconde).
* L'architecture des réseaux VAN CAR est du type maître/esclave. Le
débit des réseaux est de 62,5 KTs.
B) PARTICULARITE DES RESEAUX CAN
[pic]
9000 ( CAN H
9001 ( CAN L
La plus petite architecture CAN comprend les 2 calculateurs (BSI et
ECM) qui servent de terminaison de ligne. Les autres systèmes
(suspension, ABS, BVA etc...) que l'on ajoute ) 'l'architecture de
base viennent s'intercaler sur le faisceau électrique de tel sorte que
la continuité des lignes est réalisées par la présence des
calculateurs. Si un calculateur « intermédiaire » est débranché, le
réseau CAN est coupé et inopérationnel.
Représentation interne d'un calculateur « intermédiaire ».
[pic] LE PROTOCOLE VAN 1) - MEDIUM DE COMMUNICATION
Le protocole VAN déposé à l'ISO, n'oblige pas l'utilisation d'un
médium particulier (fibre optique, liaison hertzienne, ou liaison
électrique).
Pour les applications automobiles, un conducteur électrique ou plutôt,
une paire de conducteur a été vchoisie.
On nommera les deux fils Data (Data)
Data B (Data Barre)
Le fil D "barre" est nommé ainsi car la tension à ses bornes est
toujours l'opposée de la tension sur D.
La différence de potentiel électrique entre ces deux fils permettra de
coder deux états logiques distincts :
Si U Data - U Data B > 0 le bit est à 1
Si U Data - U Data B < 0 le bit est à 0
[pic]
Ce procédé permet :
- Limitation des rayonnements émis,
- Compensation des décalages de masse,
- Très bonne tenue aux perturbations (voir dessin).
[pic]
En plus de ces avantages, l'utilisation de ces deux fils permet un
fonctionnement en mode dégradé si l'un ou l'autre des deux fils est
coupé, en court circuit au + 12 V, ou à la masse.
Dans le cas de la perte d'un fil, l'électronique compare le niveau de
tension du signal par rapport à un seuil, et décide si le signale st à
1 ou 0. L'électronique signalera aussi les défauts des lignes de
données. TRACE VAN à l'OSCILLOSCOPE [pic] LE PROTOCOLE CAN 1. LE MEDIUM DE COMMUNICATION
Le protocole CAN, comme le protocole VAN, n'impose pas de
support de communication. Il est donc utilisé une paire de
conducteur filaire pour le médium.
On nommera les deux fils CAN H (CAN HIGH)
CAN L (CAN LOW)
La ligne physique qui constitue le bus, est appelée également
paire différentielle. Ces paires différentielles sont torsadés
afin de réduire les perturbations radioélectriques (les
rayonnements de champ émis par les fils s'annulent).
[pic]
La différence de potentiel électrique entre ces deux fils
permettra de coder deux états logiques distinct :
[pic] 2. RESISTANCE TERMINAISON DE LIGNE
Si l'on fait circuler des signaux de tension sur le bus, sans
résistance de terminaison de ligne, les signaux vont se
réfléchir sur les extrémités et vont créer des parasites qui
risquent de perturber les émissions suivantes sur le bus
(identique à une onde qui rebondirait contre un mur).
Pour éviter ces phénomènes de signal réfléchit en bout de câble,
on place à l'extrémité une impédance identique à celle du câble.
On trouvera donc à chaque extrémité du réseau deux résistances
de 120 (. Ces résistances de fin de ligne sont intégrées aux
extrémités du réseau CAN dans deux participants, en fonction de
la topologie et l'architecture du réseau.
[pic]
Que votre architecture soit composée de 2, 3, 4 ou 5
calculateurs, ex : BSI - SUSP - ESP/ABS - BVA et ECM, _il faut
intégrer 2 résistances de terminaison de ligne au réseau afin
d'adapter l'impédance de la ligne.
Dans nos architectures, les terminaisons de ligne sont situées
dans le BSI et dans l'ECM. (Architecture minimale que l'on
rencontre sur nos véhicules).
[pic]
Un contrôle rapide de la continuité du réseau peut-être fait en
mesurant la résistance entre CAN