Le bus de multiplexage CAN (Controller Area Network) est un réseau linéaire qui présente les caractéristiques suivantes :
Chaque boîtier peut communiquer via le bus avec tous les autres boîtiers connectés. L'échange de données sur le bus est régi par un protocole d'accès. La différence essentielle entre le bus de données K-CAN (CAN carrosserie) et le PT-CAN (CAN train moteur) est la suivante :
Maître : le boîtier maître est le partenaire de communication actif qui prend l'initiative de la communication. Il régit la communication sur le bus. Il peut envoyer des messages aux boîtiers passifs (esclaves) et recevoir des messages de ces mêmes boîtiers lorsqu'ils en font la demande.
Esclave : le boîtier esclave est le partenaire passif de la communication. Il reçoit l'ordre de recevoir ou d'envoyer des données.
Système multi-maîtres : dans un système multi-maître, tous les boîtiers participant à la communication peuvent à un moment donné jouer le rôle de maître ou d'esclave.
La défaillance de la communication sur le bus CAN peut avoir les origines suivantes :
- Court-circuits ou coupures électriques au niveau des fils de communication CAN Low et CAN High
- Connecteurs défectueux (contacts endommagés, saletés, corrosion)
- Tensions parasites sur le réseau de bord (causées par exemple par des bobines défectueuses ou par un court-circuit à la masse)
- Panne des modules de communication à l'intérieur des différents boîtiers électroniques
- Panne d'alimentation électrique des différents boîtiers électroniques (même une baisse lente de la tension de la batterie alors que celle-ci est presque vide peut conduire à l'enregistrement d'un défaut, car tous les boîtiers électroniques ne sont pas coupés en même temps en raison d'une tension d'alimentation trop faible)
Les mesures de résistances doivent d'une façon générale être réalisées après avoir pris soin de mettre hors tension le boîtier à contrôler. A cette fin, la batterie du véhicule est déconnectée. Attendre env. trois minutes que tous les condensateurs du système se soient déchargés.
Mesure de résistance sur le bus PT-CAN :
Passer sur l'appareil de test de mesures techniques -> multimètre
Pour éviter les phénomènes de réflexion, des résistances de terminaison de 120 Ω sont placées au niveau de deux stations (boîtiers électroniques) du bus CAN (les stations les plus éloignées dans le réseau PT-CAN). Les deux résistances terminales sont montées en parallèle et constituent une résistance équivalente de 60 Ω. Cette résistance équivalente peut être mesurée entre les câbles de communication lorsque la tension d'alimentation est coupée. Il est par ailleurs possible de mesurer les différentes résistances séparément. (Conseil pour la mesure de 60 Ω : Déconnecter du bus un boîtier électronique facilement accessible et mesurer sur son connecteur la résistance entre les fils CAN Low et CAN High)
Condition préalable à la mesure : Batterie connectée et contact mis !
Passer sur l'appareil de test de mesures techniques -> multimètre
Pour détecter si le fil CAN Low ou CAN High est défectueux, il est possible de mesurer la tension du fil CAN Low (ou CAN High) par rapport à la masse.
Entre CAN Low et la masse : tension de l'ordre de 2,4 V
Entre CAN High et la masse : tension de l'ordre de 2,6 V
Ces valeurs sont approximatives et peuvent varier de quelques centaines de mV selon la charge du bus.
Condition préalable à la mesure : Batterie connectée et contact mis !
Passer sur l'appareil de test de mesures techniques -> réglage oscilloscope
Il peut être très utile pour savoir si le bus CAN fonctionne correctement d'observer la communication sur le bus. Le but n'est pas d'analyser la signification de chaque bit mais de voir si le bus CAN fonctionne. La mesure à l'oscilloscope permet de tirer l'enseignement suivant : ”le bus CAN fonctionne correctement sans perturbation”.
Si l'on mesure à l'oscilloscope la tension entre le fil CAN Low et la masse, on obtient un signal quasi rectangulaire compris entre U(Min) = 1,5 V et U(max) = 2,5 V.
Si l'on mesure à l'oscilloscope la tension entre le fil CAN high et la masse, on obtient un signal quasi rectangulaire compris entre U(min) = 2,5 V et U(max) = 3,5 V.
Ces valeurs sont approximatives et peuvent varier de quelques centaines de mV selon la charge du bus.
La résistance variant suivant la logique de commande interne des boîtiers électroniques, il est impossible de réaliser une mesure de résistance précise sur le bus de données K-CAN !
Condition préalable à la mesure : Batterie connectée et contact mis !
Passer sur l'appareil de test de mesures techniques -> multimètre
Pour détecter si le fil CAN Low ou CAN High est défectueux, il est possible de mesurer la tension du fil CAN Low (ou CAN High) par rapport à la masse.
Entre CAN Low et la masse : tension de l'ordre de 4,8 V
Entre CAN High et la masse : tension de l'ordre de 0,2 V
Ces valeurs sont approximatives et peuvent varier de quelques centaines de mV selon la charge du bus.
Condition préalable à la mesure : Batterie connectée et contact mis !
Passer sur l'appareil de test de mesures techniques -> réglage oscilloscope
Il peut être très utile pour savoir si le bus CAN fonctionne correctement d'observer la communication sur le bus. Le but n'est pas d'analyser la signification de chaque bit mais de voir si le bus CAN fonctionne. La mesure à l'oscilloscope permet de tirer l'enseignement suivant : ”le bus CAN fonctionne correctement sans perturbation”.
Si l'on mesure à l'oscilloscope la tension entre le fil CAN Low et la masse, on obtient un signal quasi rectangulaire compris entre U(min) = 1 V et U(max) = 5 V.
Si l'on mesure à l'oscilloscope la tension entre le fil CAN high et la masse, on obtient un signal quasi rectangulaire compris entre U(min) = 0 V et U(max) = 4 V.
Ces valeurs sont approximatives et peuvent varier de quelques centaines de mV selon la charge du bus.
Si le bus de données K-CAN ou PT-CAN est inopérant, il y a soit court-circuit au niveau de la ligne CAN Low ou CAN High, soit défaut au sein du boîtier électronique. Pour identifier l'origine exacte du défaut, il est conseillé de procéder comme suit :
Cette méthode ne conduit à un résultat qu'en présence d'un court-circuit sur le câble qui relie le boîtier électronique au bus CAN. Si c'est le fil du bus CAN lui-même qui présente un court-circuit, il faut vérifier le faisceau de câbles.
Deux défauts différents relatifs au bus peuvent être mémorisés dans les boîtiers connectés au bus CAN :
Le défaut de communication donne un aperçu des boîtiers électroniques du bus CAN qui sont défaillants, autrement dit qui étaient incapables de communiquer. Le défaut ”Défaut de communication CAN” ne peut être lu que s'il n'est momentanément pas présent. Si le défaut est momentanément présent, il n'est plus possible de communiquer avec le boîtier électronique. Il n'est donc pas possible de lire la mémoire de défauts !
Les défauts au niveau des fils physiques peuvent être détectés en utilisant des transceivers CAN tolérants aux défauts. Mais seul le bus de données K-CAN est pour l'instant doté de transceivers tolérants aux défauts. Le défaut ”Défaut ligne CAN” ne peut donc avoir été enregistré que par les boîtiers connectés au bus de données K-CAN ! Le transceiver CAN ne sait par ailleurs pas faire la distinction entre les types de défauts énumérés ci-après. La présence du défaut ”Défaut ligne CAN” au sein d'un boîtier électronique peut donc signifier :
Coupure de câble (mode monofilaire) : Une terminaison de bus spécifique est présente sur chacun des boîtiers électroniques. Cela signifie que les niveaux de tension présents peuvent être conservés sur l'ensemble du réseau K-CAN même en cas de coupure d'un fil. Il s'ensuit qu'un boîtier électronique en phase d'émission ne détecte pas la présence de ce défaut et continue donc de fonctionner en mode bifilaire. Si un boîtier parvient à transmettre un message au-delà du point de rupture, le boîtier récepteur ne constate une activité qu'au niveau de la ligne de bus intacte. Le boîtier électronique récepteur détecte ainsi le mode monofilaire et mémorise de défaut ”Erreur de ligne CAN”. Si différents boîtiers électroniques reçoivent des message sur le point de rupture, plusieurs boîtiers électroniques peuvent ainsi avoir enregistré ce défaut en mémoire lors du mode monofilaire.
Court-circuit : En présence d'un court-circuit dans le système, tous les boîtiers électroniques K-CAN doivent avoir enregistré le défaut ”Erreur ligne CAN”. Pour localiser le court-circuit, suivre la procédure décrite pour le ”Bus CAN inopérant”.