Home / Colectia 2016 / CAN-PROTOCOL DE COMUNICATII UTILIZAT PENTRU AUTOMOBILE

CAN-PROTOCOL DE COMUNICATII UTILIZAT PENTRU AUTOMOBILE

auto_networks

CAN (Controller Area Network) este un protocol de comunicatie de tip magistrala (bus) utilizat pe scara larga in industria automobilelor. Prin intermediul protocolului CAN calculatoarele automobilului (ECM, TCU, ESP, etc.) schimba informatii intre ele pentru a facilita sau optimiza functiile de control ale diverselor sisteme (injectie, ambreiaj, sistem de franare, etc.).

Protocolul CAN este un sistem de comunicatie serial, in timp real, utilizat pentru sisteme distribuite. Dezvoltarea acestuia a fost initiata de compania Bosch Gmbh in anul 1983. Motivul utilizarii unui sistem de comunicatie tip magistrala a fost determinat de numarul tot mai mare de calculatoare si componente electronice utilizate la automobile.

Etape importante din istoria dezvoltarii protocolului CAN:
1983 – demararea dezvoltarii de catre Bosch Gmbh
1985 – prima versiune de specificatie a protocolului
1986 – inceperea standardizarii protocolului de catre ISO
1987 – introducerea primului circuit integrat CAN (Intel & Philips)
1991 – publicarea versiunii a doua a specificatiei protocolului
1992 – aparitia primului automobil de serie ce utilizeaza protocolul CAN (Mercedes Benz, clasa S)
1993 – publicarea primului standard al protocolului (ISO 11898)
2007 – productia anuala de module CAN atinge valoarea de aproximativ 600 de milioane de module

Avantajele utilizarii comunicatiei multiplexate (magistrala) comparativ cu o comunicatie filara (pe fir)

In cazul unei comunicari filare, fiecare calculator are o legatura electrica separata pentru fiecare canal de comunicatie. Astfel daca, de exemplu, avem 3 calculatoare care comunica fiecare cu fiecare, utilizind 2 fire, vom avea in total 12 fire (4 fire pe calculator)! Dezavantajul acestui tip de comunicatie este reprezentata de masa mare a firelor si a conectorilor precum si de complexitatea mare a retelei de comunicatie. Pentru mai multe detalii vezi articolul Protocoale de comunica?ie pentru automobile.

In cazul utilizarii unui sistem de comunicatie tip magistrala, comparativ cu un sistem filar, se elimina cantitati importante de conectori si cabluri. De asemenea sistemul de comunicatie este simplificat si se poate diagnostica mai usor.

Principalele motive pentru care se utilizeaza un sistem de comunicatie multiplexat (magistrala):
• faciliteaza partajarea de parametrii intre calculatoarele automobilului;
• imbunatateste securitatea si modul de diagnosticare
• reduce costul total al sistemului datorita reducerii numarului de fire si conectori
• cerinta prevazuta in standardele de diagnoza EOBD

Un automobil de clasa medie din anii 90 continea aproximativ 2 km de cabluri care cantareau in jur de 70-90 de kg! De asemenea un automobil Mercedes Benz, clasa S, din anul 2002, avea in jur de 50 de calculatoare. Cresterea numarului si a complexitatii sistemelor electronice de pe automobile a impus utilizarea sistemelor de comunicatie multiplexate (CAN).

Domenii de utilizare al protocolului CAN

Scopul initial al protocolului CAN a fost de a fi utilizat in industria automobilelor. Datorita avantajelor pe care le aduce, in ceea ce priveste comunicarea intre modulele electronice, acest protocol este utilizat si in alte industrii/domenii:
• vehicule grele, camioane, vehicule agricole
• industria robotilor, automatizari
• industria aeronautica, aeronave
• vehicule militare
• echipamente medicale
• electrocasnice

Tipuri de retele CAN
Protocolul CAN, in functie de viteza de transfer a datelor, este de doua feluri:
• CAN HS (High Speed) – viteza mare
• CAN LS (Low Speed) – viteza mica

CAN HS poate avea viteza de transfer a datelor de 125, 250, 500 sau 1000 kb/s. Datorita vitezei mari de transfer a datelor este utilizat cu precadere pentru motor, cutie de viteze si sistemele de siguranta activa (ABS, ESP).

CAN LS are viteza de transfer intre 40 si 125 kb/s. Protocolul CAN LS are avantajul ca este tolerant la erori (fault tolerant). in cazul in care unul din cele doua fire este intrerupt comunicatia se realizeaza pe un singur fir. Acest tip de protocol CAN este utilizat cu precadere la inchiderea centralizata si la imobilizator, datorita functionarii si in regim de avarie.

Nivelul fizic al protocolului CAN
Din punct de vedere fizic, protocolul CAN contine o magistrala, formata din doua fire rasucite, si calculatoare care contin fiecare cate un circuit integrat de emisie-receptie (CAN transceiver).

Firele pe care se transmite informatia sunt rasucite pentru a elimina eventualele perturbatii electromagnetice.

4_transceiver_CAN5_fire_CAN4_transceiver_CAN

 

 

 

Componentele fizice ale unei retele CAN

Circuitele integrate de emisie-receptie combina functia de primire a mesajelor cu cea de trimitere, in aceeasi componenta. CAN transceiver-ul este alimentat la o tensiune de 3…5 V si are rolul de a face conversia tensiunilor electrice, de pe magistrala, in semnale digitale si invers.

aas                                                               Nivelul fizic al protocolului CAN.

Lungimea maxima a magistralei poate sa fie de 250 m (CAN HS) sau de 50 m (CAN LS). Numarul de calculatoare care pot fi conectate la magistrala variaza in functie de viteza si de numarul parametrilor ce trebuie transmisi. O retea CAN poate suporta pana la 50 de calculatoare interconectate. in capetele magistralei sunt prevazute rezistente electrice de aproximativ 120 ? care au rolul de a creste impedanta retelei, in scopul eliminarii fenomenului de „reflexie” a semnalelor.

2_bus_CAN

Exemplu de retea CAN

ECM (Engine Control Module) – calculatorul de injectie (motor)
TCU (Transmission Control Unit) – calculatorul transmisiei automate
ABS (Anti-lock Braking System) – calculatorul sistemului de franare
BCM (Body Control Module) – calculatorul de habitaclu
Roof (Plafon) – calculatorul pentru controlul trapei
Seat (Scaun) – calculatorul pentru controlul scaunelor
Clim (climatizare) – calculatorul pentru controlul climatizarii
Diag. (diagnostic) – conectorul de diagnosticare

(continuarea in nr. 05/2016 al Revistei AutoTehnica)

 

About xmeditor

Check Also

Functionarea si remedierea defectelor mecanismului de servodirectie hidraulic

Functionarea si remedierea defectelor mecanismului de servodirectie hidraulic Sistemul de asistare (electric, hidraulic sau electrohidraulic) …