Revue technique Renault Megane: Description

Pour améliorer les performances des véhicules, des calculateurs de plus en plus nombreux prennent en compte de plus en plus d'informations diverses, de manière à s'approcher toujours d'un fonctionnement optimal.

Avec le multiplexage, l'information fournie par un seul capteur peut être employée par plusieurs calculateurs, réduisant ainsi la longueur du câblage et le nombre de capteurs.

I - SOLUTION SANS LE MULTIPLEXAGE

Exemple : pour exploiter l'information vitesse, chaque calculateur devrait posséder sa propre liaison électrique avec le capteur d'antiblocage des roues.

II - SOLUTION AVEC LE MULTIPLEXAGE

Le régime moteur est distribué aux calculateurs par une seule liaison.

III - AVANTAGES DU MULTIPLEXAGE

•  Réduction des coûts par la diminution de longueur de fils et du nombre de connecteurs.
•  Diminution de la masse de câblage.
•  Fiabilité accrue du fait de la réduction du nombre de fils et de connecteurs.
•  Facilité à isoler un élément défectueux dans certains cas.

IV - COMMENT ÇA MARCHE ?

Prenons l'exemple d'une ligne de métro où transitent de nombreux passagers. Les passagers, même s'ils ne vont pas aux mêmes endroits, empruntent la même ligne de métro et passent, ou descendent, aux mêmes gares en étant transportés par des rames. Certaines gares peuvent voir un nombre important de passagers monter et descendre, sans que cela change la voie de la ligne par rapport à d'autres gares moins fréquentées.

Les échanges d'informations sur le réseau mutilplexé (BUS de données) fonctionnent un peu à la façon d'une ligne de métro.

Ce sont des informations, qui, une fois formatées sous forme de trames, vont être amenées à chacun des calculateurs :

- 1 : Un calculateur va formater une information (issue d'un capteur ou d'un calcul interne) en une " trame " de manière que la nature de l'information soit identifiée par les autres calculateurs.

- 2 : Une fois l'information formatée, le calculateur attend que le bus soit libre, c'est à dire qu'aucun message ne circule. En effet, contrairement au métro, le signal injecté sur le réseau multiplexé part de chaque côté du calculateur émetteur, il faut donc que la voie soit libre afin que les messages ne se mélangent pas.

- 3 : Le calculateur émet les informations sur le réseau multiplexé, la voie étant libre.

- 4 : Le message circulant sur le réseau multiplexé, arrive à tous les calculateurs connectés. Contrairement aux passagers du métro, il ne " descend " pas de la ligne mais circule jusqu'aux extrémités du bus. Chaque calculateur lit sur le réseau multiplexé les informations qui passent et reconnaît celles qui le concernent grâce au formatage réalisé par le calculateur émetteur.

Les échanges sur le réseau mutiplexé présentent donc des avantages : - une même information peut être reçue par plusieurs calculateurs à la fois et de façon simultanée, - si un calculateur comprend mal les informations qui lui sont destinées, il peut contraindre l'émetteur à répéter la trame concernée en lui envoyant un message de demande d'information sur le bus.

V - A QUOI RESSEMBLE LE " BUS DE DONNÉES " ?

Il s'agit de deux fils électriques (en cuivre) le plus souvent torsadés. Les deux fils fonctionnent en paire différentielle permettant ainsi une meilleure immunité aux perturbations électroniques et limitant ainsi le rayonnement.

Les deux fils s'appellent Can_H et Can_L.

Pour que la rame de métro circule sans problème sur sa voie, il faut que l'espacement des rails soit presque continu. Il en est de même pour que les signaux qui transitent sur le bus soient de bonne qualité, c'est la raison pour laquelle on ajoute des " impédances de fin de ligne " aux extrémités du bus (calculateur d'injection et unité centrale habitacle). Ces impédances de fin de ligne appelées aussi " impédances d'adaptation ",sont égales à 120 Ω de manière à lisser les signaux (consommer les parasites néfastes). Cela explique que le bus de données ne peut être réparé : une épissure provoquerait une dégradation de lTimpédance.

VI - A QUOI RESSEMBLE LE SIGNAL?

1. Can_H
2.  Can_L
3.  2,5 V
4.  3,5 V
5.  1,5 V

Les deux fils électriques qui constituent le bus s'appellent Can_H et Can_L. Ce sont des signaux numériques qui circulent sur ces fils. L'information est transmise sous la forme de signaux carrés en paire différentielle, ce qui permet une meilleure immunité aux perturbations électromagnétiques et limite le rayonnement. Les signaux qui y circulent sont rigoureusement opposés, de 2,5 à 3,5 V pour la ligne Can_H et de 2,5 à 1,5 V pour la ligne Can_L.

VII - LE PROTOCOLE CAN

6. Récessif
7.  Dominant
8.  0 V
9. 2 V

différentielle entre le Can_H et Can_L. Si elle est supérieure à un certain seuil, le niveau logique correspondant est dominant (valeur du bit*=0), sinon il est récessif (valeur du bit*=1).

* : un bit est l'état unitaire, représenté sous forme binaire par 0 ou 1, d'un signal numérique.

VIII - LA TRAME CAN

Elle permet de formater une information de manière qu'elle puisse être exploitée par un calculateur qui lira sur le bus. C'est un message constitué de plusieurs parties agglomérées, notamment :

12. Un champ indiquant le début d'une trame CAN
13. Un champ d'arbitrage indiquant le ou les calculateurs destinataires (et la priorité d'accès au réseau lorsque plusieurs calculateurs veulent émettre)
14. Un champ de contrôle contribuant à la sécurisation de la transmission
15. Un champ contenant les données du message
16. Un champ d'acquittement indiquant que la trame a correctement été diffusée sur le réseau
17. Un champ de fin de trame CAN

IX - CAS PARTICULIERS

Si plusieurs calculateurs tentent d'émettre une trame en même temps, c'est la trame ayant le champ d'arbitrage le plus élevé qui sera prioritaire (le champ d'arbitrage le plus élevé sera celui qui dominera le plus longtemps ou donnera le plus rapidement un bit dominant " 0 ").

Un bit est l'état unitaire d'un signal numérique, représenté sous forme binaire par 0 ou 1.

Exemple : la trame (10) est prioritaire par rapport à la trame (11).

Si un message est erroné ou mal reçu par un calculateur, le champ d'acquittement ne sera pas validé et annulé pour les calculateurs. L'émission du message est automatiquement renouvelée jusqu'à validation.

X - DIAGNOSTIC

Les calculateurs multiplexés pourvus d'une liaison diagnostic intègrent un diagnostic de réseau multiplexé.

Chaque calculateur surveille sa capacité à émettre et l'arrivée régulière des messages en provenance d'autres calculateurs. Toute anomalie constatée se traduit par une ou plusieurs pannes présentes ou mémorisées sur le réseau multiplexé. Ces pannes sont regroupées sous un format commun à tous les calculateurs dans une trame dédiée au diagnostic du réseau multiplexé.

En après-vente, ces pannes peuvent être visualisées par les outils de diagnostic de manière à identifier la ou les liaisons inter-calculateurs défaillantes et à en déduire la nature et la localisation du défaut.

Lors de chaque connexion d'un outil de diagnostic sur le véhicule, un " test de réseau multiplexé " est imposé par l'outil.

XI - LA RÉPARATION DU RÉSEAU MULTIPLEXÉ

La mise en place de la liaison multiplexé sur tous les calculateurs concernés est assurée au moyen d'épissures dans le faisceau.

Le diagnostic du bus consiste à vérifier :

•  la continuité ligne par ligne,
•  l'isolement par rapport à la masse et au potentiel,
•  l'impédance de la ligne :

• 60 Ω entre Can_H et Can_L (batterie débranchée, entre les bornes 6 et 14 de la prise diagnostic),
• 120 Ω entre Can_H et Can_L côté calculateur airbag (déconnecté du réseau),
• 120 Ω entre Can_H et Can_L côté calculateur dTinjection (déconnecté du réseau),
•  la visualisation des trames peut être faite avec un oscilloscope.

XII - SCHÉMA DE FONCTIONNEMENT

1. Unité centrale habitacle
2.  Unité de protection et de communication
3. Verrou électrique de colonne de direction
4. Système antiblocage des roues
5. Injection
6.  Boîte de vitesses automatique
7.  Prise diagnostic
8. Direction assistée électrique
9.  Tableau de bord
10. Navigation haut de gamme
11. Radio haut de gamme
12. Airbags et prétensionneurs
13. Climatisation
14. Boîtier autoécole

==== : Liaison multipléxée moteur
____ : Liaison multipléxée habitacle
= = = : Liaison multipléxée multimédia