DOSSIER RESSOURCE DIAGNOSTIC-INTERVENTION CONCOURS GENERAL DES METIERS Maintenance automobile Session 2005 DIAGNOSTIC-INTERVENTION DOSSIER RESSOURCE DOCUMENT RESSOURCE 1 / 34 SOMMAIRE DU 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 DOCUMENT RESSOURCE 2 / 34 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. DOCUMENT RESSOURCE 3 / 34 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. 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. DOCUMENT RESSOURCE 4 / 34 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. DOCUMENT RESSOURCE 5 / 34 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 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. DOCUMENT RESSOURCE 6 / 34 Représentation interne d’un calculateur « intermédiaire ». 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 B (Data) (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 DOCUMENT RESSOURCE 7 / 34 Ce procédé permet : - Limitation des rayonnements émis, Compensation des décalages de masse, Très bonne tenue aux perturbations (voir dessin). 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 DOCUMENT RESSOURCE 8 / 34 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). La différence de potentiel électrique entre ces deux fils permettra de coder deux états logiques distinct : DOCUMENT RESSOURCE 9 / 34 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. 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). DOCUMENT RESSOURCE 10 / 34 Un contrôle rapide de la continuité du réseau peut-être fait en mesurant la résistance entre CAN – H et CAN – L (hors tension et tous les calculateurs branchés). ON mesure deux résistances de 120 en parallèle : soit 60 . La mesure de toute autre valeur est une anomalie. R > 60 coupure de ligne R < 60 lignes en court-circuit, ou plus de deux résistances de terminaison dans le réseau. DOCUMENT RESSOURCE 11 / 34 GESTION DES DEFAUTS Lors de la coupure d’un seul fil (CAN H ou CAN L), les informations peuvent continuer à circuler et le réseau est maintenu au mieux en état de fonctionnement. Dans ce cas, les calculateurs ne détectent aucun défaut. Au pire en fonction du lieu de la coupure et de la topologie du réseau, c’est le cas du circuit ouvert sur les deux lignes du bus qui est privilégié : bus horsservice. Dans tous les autres cas : un calculateur avec terminaison de ligne absent, un court-circuit entre CAN H et CAN L, un court-circuit au + ou à la masse d’une des lignes, ou un circuit ouvert des deux lignes entraîne l’arrêt de la communication du bus CAN (Mode dégradé bus hors-service). Quelque soit la topologie, le nombre de calculateurs et le type de court-circuit, les défauts enregistrés en mémoire par les différents calculateurs présents dans l’architecture sont les mêmes : - Tous les calculateurs déclarent le BUS OFF, - Chaque calculateur déclare tous les autres absents, - Tous les calculateurs se déclarent MUET. DOCUMENT RESSOURCE 12 / 34 DOCUMENT RESSOURCE 13 / 34 DOCUMENT RESSOURCE 14 / 34 DOCUMENT RESSOURCE 15 / 34 DOCUMENT RESSOURCE 16 / 34 DOCUMENT RESSOURCE 17 / 34 DOCUMENT RESSOURCE 18 / 34 DOCUMENT RESSOURCE 19 / 34 DOCUMENT RESSOURCE 20 / 34 DOCUMENT RESSOURCE 21 / 34 DOCUMENT RESSOURCE 22 / 34 DOCUMENT RESSOURCE 23 / 34 DOCUMENT RESSOURCE 24 / 34 DOCUMENT RESSOURCE 25 / 34 DOCUMENT RESSOURCE 26 / 34 DOCUMENT RESSOURCE 27 / 34 DOCUMENT RESSOURCE 28 / 34 DOCUMENT RESSOURCE 29 / 34 ATTENTION: dans tous les synoptiques, les liaisons représentées par des traits gras, sont des BUS (data et data B) DOCUMENT RESSOURCE 30 / 34 DOCUMENT RESSOURCE 31 / 34 DOCUMENT RESSOURCE 32 / 34 DOCUMENT RESSOURCE 33 / 34 DOCUMENT RESSOURCE 34 / 34