Service.
Programa autodidáctico 238
El intercambio de datos en el bus de datos CAN I
Nociones generales
Empleando el sistema de bus de datos CAN en el automóvil se interconectan todas las unidades de control. Gracias a ello, se pueden aprovechar nuevas funciones en el vehículo y en el diagnóstico que abarcan todas las unidades de control. Tras un primer resumen de esta tecnología en el programa progr ama autodidáctico 186 “El CAN- Bus de datos” se describen en este programa autodidáctico 238 las principales funciones del sistema de bus de datos CAN actual
Programa autodidáctico 238: • Explica las funciones básicas del sistema de bus de datos CAN como, por ejemplo, el intercamb intercambio io de datos.
autodidáctico 269: • Programa Explica los sistemas especiales de bus de datos como, por ejemplo, el CAN CA N del área de la tracción y el CAN de confort y cómo se emplean en VOLKSW VOLKSWAGEN y AUD AUDI.I.
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NUEVO
En el programa autodidáctico se describen el diseño Las instrucciones actualizadas sobre los trabajos de y el funcionamiento de los nuevos nuevos desarrollos. Su contenido no se actualiza.
2
verificación, ajuste y reparación se deberán consultar
Atención Nota
Referencia rápida Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
¿Para qué sirve un sistema de bus de datos? . . . . . . . 4 La configuración, el diseño, características esenciales 6 Los estados de desarrollo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 La gestión del bus de datos CAN . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 El sistema básico. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
El principio de interconexión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 El intercambio de información . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12 Las unidades funcionales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
La unidad de control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 El módulo CAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 El transceptor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 Las secuencias de una transmisión de datos . . . . . . 18
El envío . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 La recepción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 Intento de envío simultáneo de varias unidades de control La seguridad en la transmisión, comportamiento en caso de incidencias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
Gestión interna de errores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 Indicación para el diagnóstico. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 Pruebe sus conocimientos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 Glosario . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
3
Introducción ¿Para qué sirve un sistema de bus de datos? Con el empleo del sistema de bus de datos CAN en el vehículo se interconectan componentes electrónicos como unidades de control o sensores inteligentes, por ejemplo, el sensor de ángulo de dirección. La abreviatura CAN significa “Controller Area Network”. Gracias a la utilización del sistema de bus de datos CAN, se obtienen las siguientes ventajas en el sistema general del vehículo: intercambio de datos entre las unidades de control tiene lugar en una plataforma unitaria. Esta • Elplataforma se denomina protocolo. El bus de datos CAN ejerce la función de lo que se denomina
• • • • •
autopista de datos. Los sistemas diferentes a los de las unidades de control, como por ejemplo el ESP, se hacen factibles de una forma económica. Se pueden resolver con mayor facilidad ampliaciones de sistemas en forma de equipos complementarios. El bus de datos CAN es un sistema abierto que permite una adaptación a diferentes medios de transferencia como, por ejemplo, cables de cobre o cables de fibra óptica. El diagnóstico de las unidades de control tiene lugar a través del cable K. En el interior del vehículo el diagnóstico ya tiene lugar en parte a través del bus de datos CAN (por ejemplo en el airbag y en la unidad de control de la puerta). En relación a esto se habla de “cable K virtual” (véase la página 7). En los vehículos del futuro se prescindirá en gran medida del cable K. Se puede realizar un diagnóstico de todo el sistema utilizando para ello simultáneamente varias unidades de control.
Desde la unidad de control central hasta el sistema interconectado
Vehículo con unidad de control central
4
238_002
Introducción
Vehículo con 3 unidades de control
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Vehículo con 3 unidades de control y sistema de bus de datos
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Sensor Unidad de control del ABS
Actuador
Bus de datos CAN
Unidad de control del motor
Cuadro de instrumentos Red CAN del área de la tracción con 3 unidades de control
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5
Introducción La configuración, el diseño, características principales En el sistema de bus de datos CAN hay conectados paralelamente muchos módulos individuales. De ello resultan los siguientes criterios de exigencia para la configuración del conjunto del vehículo: seguridad: Las interferencias en la transmisión, sean internas o externas, se tienen que detectar • Gran con gran fiabilidad. disponibilidad: En caso de avería en alguna unidad de control el resto del sistema debe • Gran permanecer operativo en la medida de lo posible para poder intercambiar información. densidad de datos: Todas las unidades de control tienen en todo momento el mismo estado de • Gran información. Así no habrá datos discrepantes entre las unidades de control. En caso de avería en algún punto del sistema se informa a todos los componentes de la misma forma y en el mismo momento. tasa de transferencia de datos: El intercambio de datos entre los componentes de la red tiene • Gran que efectuarse de forma rápida para cumplir las exigencias en tiempo real. La transferencia de señales en el sistema de bus de datos CAN tiene lugar de forma digital, actualmente a través de cables de cobre. Gracias a ello es posible una transferencia segura con una velocidad de hasta 1.000 Kbit/s (1 Mbit/s) como máximo. La tasa máxima de transferencia de datos especificada de forma estándar en VOLKSWAGEN y AUDI es de 500 Kbit/s. Debido a diferentes exigencias con respecto a la tasa de repetición de las señales por un lado y por otro lado al volumen de datos que se genera el sistema de bus de datos CAN se divide en 3 sistemas especiales: Bus de datos CAN del área de la tracción (High Speed) con 500 Kbit/s con demandas casi en tiempo real Bus de datos CAN del área de confort (Low Speed) con 100 Kbit/s con demandas de tiempo menores Bus de datos CAN del área de infotenim. (Low Speed) con 100 Kbit/s con demandas de tiempo menore
• • •
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1 2 3 4 1
2
3
= 500 Kbit/s = 100 Kbit/s = 100 Kbit/s = 1000 Kbit/s
4
Tasas de transferencia de datos en el sistema de bus de datos CAN
6
= CAN área de la tracción = CAN área de confort = CAN área de infotenimiento = Tasa máxima de transferencia de datos
Introducción
Unidad de control del motor
Unidad de control del cambio
Cuadro de instrumentos
Unidad de control airbag
Conector para diagnósticos sólo cuadro instrumentos Higline
Radio/ navegación
Radio
Unidad de control climatizador
Unidad de control de los frenos
Palanca selectora
Sensor de ángulo de viraje
CAN área tracción
Servodirección
Caja interfaz teléfono
DSP
Asistencia de aparcamiento
...
CAN área confort (CAN i nfotenimiento)
...
Control de presión de neumáticos
Memoria de posic. asiento conductor
...
CAN área confort Unidad de control área confort
Unidad de control puerta conductor
Unidad de control puerta acompañante
Unidad de control de pasarela
...
Unidad de control puerta tr. izquierda
Unidad de control puerta tr. derecha
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Otras unidades de control en proyecto
Conectores del vehículo Cable K real Cable K virtual
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El sistema de bus de datos CAN (ejemplo Polo AM 2002)
7
Introducción La implantación en la serie y los estados de desarrollo La primera implantación en la serie en Volkswagen tuvo lugar en el año de modelos 97 con el sistema de confort con 62,5 kBit/s en el Passat..
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Otras etapas del desarrollo son: AM 98 CAN en el área de la tracción en el Golf y el Passat con 500 kBit/s
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AM 00 Pasarela (gateway) cable K en CAN en el Golf y el Passat.
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AM 00 CAN del área de confort 100 kBit/s estándar en el Grupo por ejemplo en el SKÔDA Fabia Pasarela CAN área de tracción / CAN confort en el SKÔDA Fabia
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AM 01
CAN confort 100 kBit/s estándar en el Grupo por ejemplo en el Passat
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Introducción La gestión del bus de datos CAN
El bus de datos CAN es un sistema autónomo dentro de la electrónica del vehículo y sirve como línea de datos para el intercambio de datos entre las unidades de control conectadas. Debido a su diseño y su configuración el sistema funciona con una gran fiabilidad. Sin embargo, si a pesar de ello, se produce algún error, se suele memorizar éste en la memoria de averías de la respectiva unidad de control y se podrá consultar mediante el comprobador de diagnóstico. unidades de control disponen de funciones de autodiagnóstico mediante las cuales también • Las se pueden detectar averías relacionadas con el sistema de bus de datos CAN. consultar los registros de averías en el sistema CAN con el comprobador de diagnóstico • Tras (por ejemplo VAS 5051, 5052), se dispone de esta información para una localización precisa de la avería. registros de la memoria de averías de las unidades de control sirven para una primera • Los constatación de la avería. Aparte de ello, también se puede consultar la constatación de la reparación de la avería. Para que el sistema se actualice es necesaria una nueva puesta en marcha del motor. requisito importante para un vehículo con el estado “Bus de datos CAN en orden“ es que • Unno aparezca ningún registro de avería CAN en ningún estado operativo de la conducción! Para efectuar un análisis que ayude a la localización de la avería y subsanar la misma se requieren unos conocimientos básicos sobre el intercambio de datos en el bus de datos CAN.
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Notas
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El sistema básico El principio de interconexión El sistema básico se compone de varias unidades de control. Están conectadas en paralelo al cable del bus de datos a través de los llamados transceptores (amplificadores de emisión y recepción). De esta forma son válidas las mismas condiciones para todas las estaciones. Esto significa que todas las unidades de control reciben el mismo tratamiento, no hay ninguna unidad de control preferencial. En este contexto también se habla de una arquitectura de maestro múltiple. El intercambio de información tiene lugar en serie (de forma consecutiva). Generalmente, el bus de datos CAN ya es completamente operativo con un solo cable. Sin embrago, el sistema está dotado de un segundo cable de bus de datos. En este segundo cable inciden las señales en el orden inverso. Gracias a esta inversión de las señales se consigue suprimir de forma más eficaz las interferencias externas.
Para simplificar el principio básico de la transmisión de datos se utilizará en los ejemplos a continuación un solo cable CAN.
Unidad d e cc o n t r o l A A
RX
TX
Unidad d e cc o n t r o l B B
RX
TX
Unidad d e cc o n t r o l C C
RX
TX
Transceptor
Bus CAN
El principio de interconexión
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11
El sistema básico El intercambio de información Las informaciones que se van a intercambiar se denominan mensajes. Cualquier unidad de control puede enviar y recibir mensajes. Un mensaje contiene principalmente valores físicos como, por ejemplo, el régimen del motor. En este caso se representa el régimen del motor como valor binario (secuencia de ceros y unos). Por ejemplo: (El régimen del motor 1.800 rpm también se podría representar con 00010101.) En el proceso de envío se transforma, en primer lugar, el valor binario en un tren de bits. Este tren de bits se coloca a través del cable de TX (cable de envío) en el transceptor (amplificador). El transceptor convierte el tren de bits en valores de tensión apropiados para ser transmitidos consecutivamente por el cable del bus de datos. En el proceso de recepción se reconvierten los valores de tensión a través de los transceptores de nuevo en un tren de bits que se transmite a través del cable de RX (cable de recepción) a las unidades de control. A continuación, las unidades de control vuelven a transformar los valores seriales a valores binarios en mensajes. Por ejemplo: (El valor 00010101 se vuelve a transformar en 1.800 rpm) Un mensaje enviado puede ser recibido por cualquier unidad de control. Este principio también se denomina “Broadcast” (radiodifusión). Es como una emisora de radio que emite un programa que puede ser sintonizado por cualquier participante conectado. Gracias al procedimiento “Broadcast” se consigue que todas las unidades de control conectadas tengan siempre el mismo estado informativo.
El principio “Broadcast”: Uno emite, todos reciben.
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El sistema básico
Mensaje en paralelo
Unidad de control A
Unidad de control B
Unidad de control C
Régimen del motor
Régimen del motor
Régimen del motor
0001 0101
0001 0101 1 0 1 0 1 0 0 0
Tren de bits en serie
RX
TX
0001 0101
0 0 0 1
0 0 0 1
0 1 0 1
0 1 0 1
RX
TX
RX
Transmisión eléctrica de señales uno envía, todos reciben
TX
Transceptor
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Intercambio de información de un mensaje en el bus de datos CAN (principio “Broadcast”)
Nivel señal 5V 0V 238_015
t (tiempo)
Transmisión eléctrica de señales en secuencia temporal
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Las unidades funcionales El cable K El cable K sirve para conectar un dispositivo de comprobación VAS para efectuar un diagnóstico del vehículo en el Servicio Postventa.
La unidad de control La unidad de control recibe señales de los sensores, las procesa y las envía de nuevo a los actuadores. Los componentes esenciales de una unidad de control son: un microcontrolador con memoria de entrada, memoria de salida y una memoria de programas. Los valores de los sensores recibidos por la unidad de control como, por ejemplo, la temperatura del motor o el régimen del motor se consultan regularmente y se guardan consecutivamente en la memoria de entrada. Este proceso equivale, en principio, a un mecanismo de movimiento intermitente con un conmutador selector giratorio de entrada (véase la figura). El microcontrolador interrelaciona los respectivos valores de entrada utilizando para ello el programa implantado. El resultado de este proceso se almacena en la correspondiente memoria de salida y desde aquí se envía a los correspondientes actuadores. Para poder procesar mensajes CAN cada unidad de control dispone adicionalmente de una zona de almacenamiento CAN para los mensajes recibidos y los que se tienen que enviar.
El módulo CAN El módulo CAN sirve para el intercambio de datos, concretamente el intercambio de los mensajes CAN. Está dividido en dos áreas. El área de recepción y el área de emisión. La integración del módulo CAN a la unidad de control tiene lugar a través del buzón de entrada o a través del buzón de salida. Por lo general, está integrado en el chip del microcontrolador de las unidades de control.
El transceptor El transceptor es un amplificador de emisión y de recepción. Transforma el tren de bits serial (nivel lógico) del módulo CAN en valores de tensión eléctricos (nivel de cable) y viceversa. Los valores de tensión eléctricos son apropiados para el transporte de datos en cables de cobre. La integración del transceptor en el módulo CAN tiene lugar a través del cable de TX (cable de envío) o a través del cable de RX (cable de recepción). El cable de RX está conectado directamente al bus de datos CAN a través de un amplificador y permite una continua participación en la escucha de las señales del bus de datos. 14
Las unidades funcionales Cable K
Uni dad de control Mensaje de error Conmutador selector de entrada
Memoria de entrada
Memoria de salida
Microprocesador
Sensores, p. ej.: • Sensor de régimen • Sensor de temperatura • Manómetro de aceite • etc. ...
Actuadores, p. ej.: • Mariposa servoacc. • Electroválvula • Diodo luminoso • etc. ...
Área CAN con control del tiempo
Módulo CAN Buzón de entrada
Buzón de salida
Área de recepción
Área de envío
RX
Transceptor
TX
Nivel lógico: 0 o 1
Nivel de señal: 0V o 5V
Bus CAN
Unidades funcionales: unidad de control, módulo CAN y transceptor
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Las unidades funcionales Particularidades del transceptor
RX
TX
+ 5V
Cable del bus 5V
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El transceptor con acoplamiento al cable de TX
Representación esquemática con un conmutador
Una particularidad la constituye el acoplamiento del cable de TX al bus. Se realiza a través de un conmutador de colector abierto. De esta forma resultan en el cable del bus dos estados diferentes: Estado 1: pasivo: Estado 0: activo:
estado cerrado, transistor cerrado, (conmutador abierto) nivel del bus=1, a través de resistencia alto ohmiaje estado conmutado a tope, transistor conmutado a tope (conmutador cerrado) nivel del bus=0, sin resistencia bajo ohmiaje
Tres transceptores conectados a un cable del bus +5V
+5V
+5V
Cable del bus (0V)
Transceptor A
Transceptor B
Transceptor C
Acoplamiento de 3 transceptores al cable del bus (principio), transceptor C activo
Conmutador abierto significa 1 (pasivo) Conmutador cerrado significa 0 (activo) 16
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Las unidades funcionales
Del ejemplo anterior (tres transceptores conectados a un cable del bus) pueden resultar las siguientes posiciones de conmutación: Transceptor A
Transceptor B
Transcep tor C
Cable del bus
1
1
1
1 (5V)
1
1
0
0 (0V)
1
0
1
0 (0V)
1
0
0
0 (0V)
0
1
1
0 (0V)
0
1
0
0 (0V)
0
0
1
0 (0V)
0
0
0
0 (0V)
Posibles posiciones del conmutador con 3 transceptores conectados a un cable del bus, transceptor C activo
Comportamiento: conmutador está cerrado, • Sifluyealgúncorriente por las resistencias.
los conmutadores están abiertos, no • Sifluyetodoscorriente.
En el cable del bus se regula una tensión de 0V.
En la resistencia no cae la tensión. En el cable del bus se regula una tensión de 5V.
De esta forma se consigue lo siguiente: Si el bus está en el estado 1 (pasivo), cualquier otra estación podría imponer a este estado el estado 0 (activo). El nivel pasivo del bus se denomina recesivo. El nivel activo del bus se denomina dominante. Esto es importante en el caso de: a) La señalización de interferencias en la transmisión (mensajes de error “Error Frames”). b) La detección de colisiones (cuando varias estaciones quieren enviar al mismo tiempo). 17
Las secuencias de una transmisión de datos La transmisión de datos en el ejemplo Registro de régimen > Transmisión > Indicación El siguiente ejemplo muestra un intercambio completo de la información del régimen desde el registro hasta la indicación en el cuentarrevoluciones. De él se desprende la secuencia cronológica de la transmisión de datos y la acción conjunta de los módulos CAN con las unidades de control. En primer lugar el sensor de la unidad de control del motor registra el valor de régimen. Ahora llega regularmente de retorno (cíclico) a la memoria de entrada del microcontrolador. Ya que el valor actual de régimen también se precisa para otras unidades de control, por ejemplo para el cuadro de instrumentos, se tiene que transmitir en el bus de datos CAN. Por ello, el valor de régimen es copiado a la memoria de envíos de la unidad de control del motor. Desde la memoria de envíos la información llega al buzón de salida del módulo CAN. Si en el buzón de salida hay un valor actualizado, se indicará esto con la banderita de envíos (se levanta la banderita). Con la orden de envío al módulo CAN la unidad de control del motor ha cumplido su función en este proceso. El valor del régimen se transforma en un mensaje del motor, primeramente en una forma específica de CAN, de acuerdo con el protocolo. Los componentes más importantes de un protocolo son:
Id entida d: (ident ificad or de 11 bit s) Sirve para la identificación del mensaje Cont enid o mensaje: (ca mpo da tos má x. 8x 8 bits) El contenido del mensaje
(Prueba CRC de 16 bits): Suma de verificación para el almacenamiento de datos Principio de composición de un mensaje CAN
En los siguientes esquemas de desarrollo se representa el mensaje CAN con un símbolo de carta.
Conf irmación ( Ack de 2 b it s) : Acknowledge
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Los componentes de un mensaje del motor son por ejemplo: Identidad=Motor_1, Contenido= Régimen. También están incluidos en el mensaje del motor otros valores como, p. ej., ralentí, par motor, etc. 18
Las secuencias de una transmisión de datos
El módulo CAN comprueba a continuación a través del cable de RX si el bus de datos está activo (si actualmente se están intercambiando otras informaciones). Si es preciso, esperará hasta que el bus de datos esté libre. (Nivel 1 (pasivo) durante un periodo de tiempo determinado) Si el bus está libre, se envía el mensaje del motor
El envío
Sensor d e régimen
Unidad de contro l del motor
Unidad de control del ABS
Salida cue nt arrevoluciones
Cuadro de instrumentos
Levanta bandera orden de e n v í í o Consult a ¿bus libre?
RX
TX
RX
TX
RX
TX
Bus CAN Inicio de un proceso de envío
238_021
esperar ¿bus libre? cable de RX
?
no si 238_022
Detalle: Esquema de consulta ¿bus libre?
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Las secuencias de una transmisión de datos La recepción Un proceso de recepción está formado por dos pasos: 1= • Paso • Paso 2 =
S e n s o r d de temperatura
Comprobación de la corrección del mensaje (en el nivel de control) Comprobación de la utilidad del mensaje (en el nivel de aceptación)
Unidad de control del motor
Unidad de control del ABS
Salida cuentarrevoluciones
Cuadro de instrumentos
T
RX
TX
TX
RX
TX
RX
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Bus CAN
Proceso de recepción
Todas las estaciones conectadas reciben el mensaje enviado por la unidad de control del motor. Este mensaje llega a través de los cables de RX a la correspondiente área de recepción de los módulos CAN.
si no
Nivel de aceptación Nivel de control
si
si
no
238_024
Detalle: Área de recepción, nivel de control y de aceptación
20
no si
no
238_025
Las secuencias de una transmisión de datos
Todos los receptores han recibido el mensaje del motor y han comprobado su corrección en el respectivo nivel de control. Así se consiguen detectar incidencias locales que sólo se han producido en una unidad de control. Esto provoca la ya mencionada gran densidad de datos. (Véase también el capítulo “La seguridad en la transmisión, comportamiento en caso de incidencias“) Todas las estaciones conectadas reciben el mensaje enviado por la unidad de control del motor (Broadcast). Mediante una llamada suma de verificación CRC podrán averiguar ahora en el nivel de control si se han producido errores en la transmisión. CRC significa Cycling Redundancy Check. En el envío de cada mensaje se forma y se transmite para todos los bits una suma de verificación de 16 bits. Los receptores calculan, siguiendo la misma directriz, la suma de verificación de todos los bits recibidos. Para finalizar, se compara la suma de verificación recibida con la suma de verificación calculada. Si no se ha detectado ningún error, se lo comunican todas las estaciones al emisor con una confirmación, el llamado “Acknowledge”, a continuación a la suma de verificación.
Conf irmación ( Ack d e 2 b it s) : Acknowledge
Flujo de información, confirmación, matasellos
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A continuación, el mensaje que se ha recibido correctamente llega al llamado nivel de aceptación de los correspondientes módulos CAN. este nivel se decide si se requiere el mensaje para la función de la correspondiente unidad de • Encontrol. caso negativo, se elimina el mensaje. • EnEn caso afirmativo, el mensaje llega al correspondiente buzón de entrada. • Al levantar la “bandera de recepción” se le indica al cuadro de instrumentos conectado que hay un mensaje actualizado, por ejemplo el régimen, esperando a ser procesado. El cuadro de instrumentos consulta este mensaje y copia el valor en su memoria de entrada. De esta forma finalizan los procesos de envío y de recepción en los módulos CAN. el cuadro de instrumentos el régimen llega, después de ser procesado por el • Enmicrocontrolador, al actuador y, finalmente, al cuentarrevoluciones. de datos de un mensaje se repite constantemente en función de • Ellosintercambio tiempo de ciclo ajustados (por ejemplo cada 10ms). 21
Las secuencias de una transmisión de datos Intento de envío simultáneo de varias unidades de control En el caso de un intento de envío simultáneo de varias unidades de control se produciría inevitablemente una colisión de datos en el cable del bus. Para evitar esto se aplica la siguiente estrategia en el CAN: Una unidad de control activa comienza el proceso de envío enviando el identificador. Todas las unidades de control siguen lo que acontece en el bus registrando a través de su respectivo cable de RX el estado en el bus. El emisor compara por bits el estado del cable de TX con el estado del cable de RX. Aquí se pueden producir discrepancias. La estrategia CAN regula esta situación de la siguiente manera: La unidad de control cuya señal de TX ha sido sobreescrita por un cero se tiene que retirar del bus. La importancia de los mensajes se regula por el número de los ceros que preceden al identificador. De esta forma se garantiza que los mensajes se envíen siguiendo un orden de importancia. Regla: Cuanto menor sea el número en el identificador, mayor es la importancia del mensaje. Este procedimiento se denomina arbitraje. Derivación de árbitro
Unidad contr. del motor
TX
Unidad contr. del ABS
TX
Cuadro de instrumentos
TX
retiene reparto y permanece en modo de envío
RX
pierde reparto y cambia a modo de recepción
RX
pierde reparto y cambia a modo de recepción
RX
Cable del bus de datos
Procedimiento de arbitraje para evitar una colisión
22
238_027
Las secuencias de una transmisión de datos
En el siguiente ejemplo se muestra claramente que en el caso de un deseo de envío simultáneo por parte de varias unidades de control, el sensor de ángulo de viraje tiene la máxima prioridad. Por lo tanto, su mensaje es el primero que se envía. Explicación: El sensor de ángulo de viraje con el número más pequeño (con más ceros delante) se impone.
Motor_1 Freno_1 Cuadro instr._1 Ángulo viraje_1 Cambio_1 Identificadores posibles en el CAN tracción
238_027b
Conclusión de la transmisión de valores de sensores (por ejemplo el régimen) Debido a la gran seguridad en la transferencia en el CAN se detectan claramente y de forma fiable numerosas incidencias como, por ejemplo, las interferencias eléctricas o las interrupciones en el sistema CAN. de régimen 1.800 rpm se transmite correctamente o, si ocurre alguna incidencia, • Elnovalor se transmite (no hay indicación, el cuentarrevoluciones indica “0“). por ejemplo, aparecen valores de régimen no plausibles, habrá que buscar la causa no en • Si,la transmisión (CAN), sino en un sensor averiado, un instrumento de indicación averiado o en la línea de conexión.
23
La seguridad en la transmisión, comportamiento en caso de incidencias
Gestión interna de errores Para garantizar una alta seguridad de los datos, se monta en el CAN un complejo sistema de gestión interna de errores. De esta forma se consigue que los posibles errores de transmisión se detecten con gran fiabilidad. De esta forma se pueden adoptar las correspondientes medidas. La tasa de errores no detectados, la llamada posibilidad de errores residuales es < 10 -12 . Este valor equivale a 4 errores a lo largo de toda la vida útil de un vehículo. Gracias al procedimiento Broadcast (uno envía, todos reciben y analizan) se le avisa a todos los participantes acerca de cualquier error que aparezca y que sea detectado por algún participante de la red mediante un mensaje de error, el llamado “Error Frame”. Así todos los participantes eliminarán el mensaje actual. A continuación tiene lugar una repetición automática de envío. Este proceso es completamente normal y puede estar provocado por fuertes oscilaciones de tensión, p. ej. al arrancar el motor o por fuertes interferencias exteriores. Una situación crítica se produce cuando se acumulan repeticiones de envíos causadas por errores detectados de forma constante. Para estas situaciones cada estación lleva instalado un contador interno de errores que va sumando los errores detectados y los va restando tras una repetición de envío efectuado.
Unidad de control desactivada
No puede enviar más
Bus Off
Contador errores de RX
1 20
Error Passive
127
0 Contador errores de TX
256 Estado normal
255
Tiempo de sistema 255 127
Error Active 0 Aparecen errores, contador suma errores
Contador interno de errores
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No hay errores, contador resta errores
Tiempo de sistema Acumulación de errores masiva, se sobrepasa el valor umbral del contador de errores 238_028
La seguridad en la transmisión, comportamiento en caso de incidencias
El contador interno de errores es el responsable de la gestión interna de errores y no se puede consultar. Si se sobrepasa un valor umbral especificado (equivale a un máximo de 32 repeticiones de envío), se informa a la unidad de control en cuestión y se desconecta del bus de datos CAN. Tras repetirse el estado Bus Off (sin comunicación interina) se realizará un registro en la memoria de averías. Después de un tiempo de espera definido (aprox. 0,2s) la unidad de control intenta conectarse de nuevo por sí misma al bus. El tráfico de mensajes tiene lugar, por lo general, de forma cíclica con periodos de ciclos especificados. De esta forma se garantiza que los respectivos mensajes se transmitan a tiempo. Sin embrago, si se producen demoras, es decir no se reciben como mínimo diez mensajes, responderá el llamado control del tiempo (Time Out del mensaje). A consecuencia de ello también se realiza una entrada en la memoria de averías de la unidad de control que está recibiendo. Este es el segundo mecanismo de la gestión de errores. De ello resultan para el diagnóstico en el Servicio Postventa los siguientes mensajes de error: 1. Bus de datos averiado En la unidad de control afectada se han detectado errores graves. La unidad de control ha estado desconectada al menos dos veces del bus ( Bus Off). 2. Faltan mensajes de....o bien no hay comunicación con la unidad de control en cuestión. Los mensajes no se reciben a tiempo. Ha respondido el control de Time Out.
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La seguridad en la transmisión, comportamiento en caso de incidencias
Indicación para el diagnóstico en el ejemplo de una transmisión incorrecta del régimen del régimen se transmite correctamente o no se transmite debido a alguna incidencia • El(novalor hay indicación). El sistema de medición e información para vehículos VAS 5051 indica en este caso una nota sobre una incidencia en el sistema CAN:
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238_029b
238_029c
Indicación del VAS 5051
por ejemplo, aparecen valores de régimen no plausibles, no habrá que buscar la causa en la • Si,transmisión CAN, sino en el sensor o en el actuador (instrumentos de indicación, por ejemplo el cuentarrevoluciones).
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La seguridad en la transmisión, comportamiento en caso de incidencias
En el caso de una incidencia en el sistema CAN, el sistema de medición e información para vehículos VAS 5051 indica un mensaje de error general. Con este mensaje aún no se sabe cuál es el componente del sistema CAN que está averiado. Para localizar la avería se puede consultar el estado activo de las unidades de control conectadas al bus de datos CAN a través de los bloques de valores de medición 125, 126 de la pasarela (1=activo, 0=pasivo). Posiblemente sean precisas otras mediciones eléctricas (por ejemplo una comprobación de la señal con el osciloscopio).
Perspectivas Con el presente programa autodidáctico 238 deberían quedar explicadas las principales funciones del sistema CAN. En el programa autodidáctico 269 “Intercambio de datos en el bus de datos CAN II, CAN del área de la tracción/CAN del área de confort“ se explica el sistema de bus de datos CAN en el vehículo que se emplea en Volkswagen y Audi. Se explican de forma detallada las características en el bus de datos CAN del área de la tracción y el bus de datos CAN del área de confort en cuanto a las funciones y el diagnóstico. Finalmente, se explica el sistema completo en el que se interconectan el bus de datos CAN del área de la tracción y el bus de datos CAN del área de confort a través de la llamada pasarela. El modo de proceder para la localización de averías es otra parte importante de este programa autodidáctico.
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