Can Bus Fundamentos 352u6l

CAN-Bus Fundamentos

CAN-Bus Fundamentos Agosto -2003

Conocimiento del Producto Formación

1

Intercambio de información

Causas 1. Las crecientes exigencias en cuanto a seguridad, confort e información del cliente. 2. El comportamiento regulado de emisiones de escape y consumo de combustible. 3. Aumento de la complejidad del sistema eléctrico/electrónico del automóvil. 4. Problemas técnicos con la instalación (tamaño, número de conectores, pines, ...) 5. Desarrollo tecnológico en la electrónica (miniaturización, potencia de cálculo, ...)

Sistema de intercambio de información entre unidades de control

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2

Estrategias de Conexión

La estructura más antiguamente utilizada: red telefónica. Ventajas: 1. Los nodos de la red están aislados unos de otros (la caída de un componente no afecta a los otros). 2. La conexión de un nodo adicional es sencilla. Desventajas: 1. Excesiva longitud del cableado entre nodos. 2. La caída del nodo central impide todas las conexiones.

Estrella

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3

Estrategias de Conexión

Ejemplos: Inter-Bus-S (Phoenix), Most-Bus (Audi A8). Ventajas: 1. Estructura adecuada para redes locales. 2. La conexión de un nodo adicional es sencilla.

Desventajas: 1. Necesidad de un protocolo para asegurar una transmisión sin errores 2. La caída de un nodo impide todas las conexiones.

Anillo

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Estrategias de Conexión

Ejemplos: Ethernet, ISDN, Profi-Bus, CAN-Bus. Ventajas: 1. La caída de un nodo no afecta a los otros. 2. La conexión de un nodo adicional es sencilla.

Desventajas: 1. Necesidad de un protocolo para asegurar una transmisión sin errores

Bus

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5

Estrategias de Conexión

Ejemplos: Ethernet. Ventajas: 1. Buena adaptación local

Arbol

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6

¿Por qué un bus? Una unidad de control central con sensores y actuadores exige conductores de gran longitud para su conexión. Esto conduce a una instalación cada vez más costosa y pesada.

Unidad de control central

Sensores y actuadores inteligentes

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7

¿Por qué un bus? El creciente uso de sistemas electrónicos en el automóvil conduce a un incremento aún mayor del cableado y del número de pines de los conectores en las unidades de control.

Unidades de control centrales

Más sensores y actuadores

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8

¿Por qué un bus?

Más unidades de control

Más sensores y actuadores

STOP

Mayor cableado

Espacio interior limitado

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9

¿Por qué un bus?

Cuadro Instrumentos

Sensor Temp. agua

Sensor Temp. Exterior

Temp. Agua Testigo EGAS Testigo EOBD Testigo Precalentamiento

Centralita Desconexion A.A. control RPM Motor Elevación ralenti

Reserva combustible Velocidad

Velocidad RPM

Climatronic Sensor Temp. Exterior

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10

¿Por qué un bus?

Cuadro Instrumentos

Sensor Temp. Exterior

Temp. Agua

Sensor Temp. agua

Centralita control Motor

Testigo EGAS Testigo EOBD Testigo Precalentamiento RPM

Reserva combustible Velocidad Desconexion A.A. Elevación ralenti Velocidad RPM

Climatronic

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11

¿Por qué un bus?

Mínima probabilidad de caída de la red Máxima versatilidad en cuanto a la configuración de la red Aumento de la funcionalidad (diagnóstico, programación en línea, funciones de confort, ...)

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12

¿Por qué un bus? La transmisión de datos en paralelo es usada para distribuir gran cantidad de información en distancias relativamente cortas y a velocidades muy elevadas, pero el emplear una línea/bit supone un gran coste.

Receptor

Emisor

Transmisión de datos en paralelo

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¿Por qué un bus? La transmisión de datos en serie es usada en distancias mayores, en los que la transmisión en paralelo tiene un coste excesivo.

Empfänger Receptor

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Emisor

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14

¿Por qué un bus?

Empfänger Emisor

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Receptor

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15

¿Qué es CAN-Bus? Sistema de intercambio de información ( topología de Bus) desarrollado por la firma ROBERT BOSCH GmbH desde 1983 hasta 1988 para la industria del automóvil.

Controller Area Network

Intercambio de datos entre unidades de control

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16

Historia de CAN-Bus

Desarrollado por Robert Bosch Producción total de Controladores CAN en millones de unidades

La primera especificación CAN. Comienza el desarrollo del Comienza la protocolo CAN en colaboración con Bosch Intel 1983

1985

Primer Chip de serie de Silicon de Intel (82C526) Intel 1987

1988

Basic CAN de Philips (82C200)

1989

Año

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17

Comparativa Sistemas de Bus en la Industria del Automóvil

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18

Clasificación de Buses serie según velocidad

Según la ISO (International Standaritation Organization)

Baja velocidad (< 125 Kbits/s) ISO/DIS 11519-2 Alta velocidad (>125 Kbits/s) ISO/DIS 11898

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19

Clasificación de Buses serie según velocidad

Según la SAE (Society of Automotive Engineers) Clase A: Baja velocidad (< 10 Kbits/s) Clase B: Velocidad media (10 - 100 Kbits/s) Clase C: Alta velocidad (100 Kbits/s - 1 Mbit/s)

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CAN-Bus en el Consorcio VW

Mj 97 Primera utilización en la serie - at - CAN-Bus Confort 62,5kBits/s

Mj 98 CAN Tracción en Golf IV y at - CAN-Bus Tracción 500 kBits/s

Mj 00 Centralita Gateway con Cable K virtual - Golf IV y at CAN Confort 100 kBits/s en Skoda Fabia Gateway / CAN Tracción / CAN Confort en Skoda Fabia

Mj 01 CAN Confort en at - CAN-Bus Confort 100 kBits/s

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21

Topología PQ 34 Mj 98

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22

Topología PQ 34 Mj 02

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Topología PQ 35

OBD

Línea K (4)

Sensor NOX (2)

Palanca cambio (3)

OBD Control motor

Gateway CAN Kombi

Cambio automático Kombi (WFS)

Frenos

Airbag

BSG

S.ángulo giro

Dir. asistida

LIN Radio Navegación

Cluster ESP

Limpia Sensor lluvia + encendido luces

SMLS palancas volante

Park Pilot

Remolque

Calefacción PTC

Clima

Puerta conductor

Centralita Confort

LIN Sensor Volumétrico

Puerta tras. der.

Regulación GDL

LIN

MFL mandos radio

Puerta acomp.

Puerta tras. izq.

Bocina Alarma

Red PQ35 +/- 28 unidades (1) (2) (3) (4)

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Linea K virtual 2 DIN (Radio, Radio Navegación, Radio Telefono, etc..) Solo en motor 2.0 16v 105 Kw Solo en cambio DQ-250 para motor 2.0 Tdi 100 Kw (M59) Solo para verificación OBD

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Velocidad de Transmisión

Unidad de Control 1

Unidad de Control 2

Duración del mensaje CAN Bus - Confort CAN Bus - Tracción

Tiempo100 del kBaud/s bit 10 s

100.000 8 Bytesbits/s 1,1ms

500 Tiempo delkBaud/s bit 2 s

500.000 8 Bytesbits/s 220s

Velocidad de Transmisión: 5 veces más rápido

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Cableado

Unidad de Control 1

Unidad de Control 2

Color : High naranja/verde Low naranja/marrón CAN Bus - Confort

Cable par trenzado | sección 0,35-0,50 mm2 | distancia entre crestas : 20 mm

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Cableado | Colores

CAN Tracción High naranja/negro Low naranja/marrón

CAN Confort High naranja/verde Low naranra/marrón

CAN Infotainment High naranja/violeta Low naranja/marrón

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Nivel físico

RL120W

Nodo 1 ENTRADAS SALIDAS

CAN High

TxD RxD Microcontrolador

Microcontrolador CAN

TX

CAN Low

RX

Zi=60W

Cable Twisted pair

Transceiver CAN CAN Bus

Nodo n

Zo=120W

ENTRADAS SALIDAS

CAN High

TxD RxD Microcontrolador

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Microcontrolador CAN

TX

CAN Low

RX Transceiver CAN

RL120W

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Nodo 1

Teórica

RL120W

Nodo 1

Real

RL1

Nodo 2

Zi=60W

Nodo 2 CAN Bus

CAN Bus

RL2

Zi=f (RL1 , RL2 , ..... , RLn) Nodo n

Nodo n

RLn

RL120W

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29

Nivel Tensiones

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CAN H CAN L

Nivel tensión 0

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31

Nivel Tensiones Diferencial

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32

Nivel lógico

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Inicio Trama

Control

Identificador

Datos

Suma Control

Sello Recepción

Fin

Bit RTR

1 bit Campo Inicio Campo Datos

1 bit

Campo Confirmación

max. 64 bit

2 bit

001 011 011 01 001 011 011 01 0

001 011 001 001 011 11001 011 011 01001 011 011 01

Campo Arbitrio

11 bit

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011 110 011 11

1

01 001 01011 001 01011

Campo Control

6 bit

Campo CRC

16 bit

001 011 0

Campo Fin

7 bit

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