LE MULTIPLEXAGE Le multiplexage, réservé il y a encore peu de temps aux produits aut de gamme, s!est généralisé sur tous les véicules récents" #ette tecnologie, rempla$ant le scéma électri%ue classi%ue du &l reliant l!interrupteur et l!ampoule par une communication entre 'o(tiers électroni%ues, permet un gain apprécia'le de per)ormance, de poids et de &a'ilité" #e dossier vous montre les avantages du multiplexage pour les utilisateurs et les constructeurs, son )onctionnement et les di*érentes normalisations mondiales %ui se mettent en place" Devant le nombre croissant de systèmes électriques et électroniques, la longueur du câblage embarqué dans un véhicule a été multipliée par 4 ces vingt dernières années. Un véhicule pouvait embarquer plus de 5 000 mètres de ls électriques. !ertains passages de portière pouvaient recevoir près de 40 ls. "out cela devenait bien s#r né$aste pour l%automobile, tant en terme de poids, plus de &0 'g de ls embarqués, qu%en terme de abilité car cette surabondance multiplie aussi le nombre de conne(ions. )ourtant, )ourtant, la demande ne $ait que s%amplier. s%amplier. *e nombre de systèmes de sécurité et de con$ort est en augmentation. *es systèmes doivent aussi de plus en plus communiquer entre eu(. )ar e(emple, e(emple, rien que l%in$ormation de la vitesse du véhicule est reprise par le moteur, la bo+te de vitesse automatique, la climatisation, la radio augmentation du niveau sonore-, les antipatinages, la suspension et les amortisseurs pilotés/ . *es constructeurs utilisent deu( solutions pour arrter cette proli$ération de ls 1 L!intégration. L!intégration. *es bo+tiers électroniques sont regroupés dans une seule unité. *%autre intégration consiste 2 intégrer le bo+tier électronique dans l%organe qu%il pilote, plut3t que de le placer dans un endroit protégé de la chaleur et des vibrations. !%est le cas, par e(emple, du bo+tier de la pompe )44 de osch, intégré dans le carter d%in6ection. Le multiplexage. multiplexage. *es in$ormations ne sont plus transitées par un l dédié, mais regroupées dans un seul l après un traitement électronique.
Les avantages du multiplexage +
7éduction 7éduction d%un quart du poids du câblage. 7éduction 7éduction du nombre de capteurs puisqu%une mme in$ormation pourra tre lue par tous les bo+tiers électroniques. 8mélioration de la abilité due 2 l a réduction du nombre de ls et de conne(ions et 2 la limitation de l%intensité traversant des interrupteurs.
#omparati) sur une enault Laguna
*a normalisation mondiale de l%application de cette technologie pour l%automobile réduit les co#ts de développement et de production. *es circuits très peu sensibles au( parasites et particulièrement dans le cas de l%utilisation de bres optiques. *es commandes sont plus rapides dans le cas de la bre optique-.
Le principe de )onctionnement )onctionnement )lut3t que d%aller directement vers son organe 2 commander, un l électrique va donner son in$ormation 2 un bo+tier de codage. !e bo+tier re9oit un ensemble d%in$ormations, qu%il va traiter an de les envoyer dans un seul l. )our cela, il découpe les in$ormations qu%il re9oit en plusieurs segments, puis envoie ses segments tour 2 tour dans un ordre déni.
)ar e(emple, e(emple, pour commander le bloc optique arrière, qui comprend l%éclairage, les $eu( stop, les clignotants droit et gauche, le phare de recul et le $eu antibrouillard, il était nécessaire d%avoir d%avoir un $aisceau de : ls entre le tableau de bord et la partie arrière du véhicule. ;râce au multiple(age, ces in$ormations seront regroupées regroupées dans un seul l par un bo+tier de codage. 8 l%arrière du véhicule, un bo+tier de décodage va $aire l%opération inverse et redistribuer les in$ormations 2 chaque composant. !ette transmission électronique électronique des données s%appelle un < us <.
Le codage-décodage *e découpage des commandes électriques crée des segments d%in$ormations, appelés < trame <. *a trame permet de dénir l%appartenance de la commande e(. 1 2 quel $eu arrière appartient cette commande- et bien s#r son contenu l%ampoule doitelle tre éteinte ou allumée-. *a trame est en $ait divisée en plusieurs parties de : 2 => suivant les protocoles- 1 un signal de préambule, le signal du début de la commande, son appartenance, réception ou envoi, le contenu de la commande, le contr3le d%erreur, d%erreur, le signal de la n de la commande et un espace. )our les spécialistes, voici quelques appellations de segments de trame couramment utilisées 1 ?tart @$ Arame ?@A-, 7emote "ransmission 7equest 7"7-, BDentier C(tension BDC-, Data *ength !ode D*!-, !yclic 7edundant 7edundant !hec' !7!-, !7!-, 8!noEledge 8!-, Cnd @$ Arame C@A-< et Bntermission Arame ?pace BA?-. Bl $aut noter que, très souvent, les constructeurs ne codent pas un l, mais deu(, pour augmenter la abilité. *e deu(ième l re9oit des in$ormations inversées par rapport au premier. *e bo+tier électronique, qui re9oit les in$ormations, vérie que les deu( ls donnent des in$ormations inversées. ?i cela n%est pas le cas, l%in$ormation de la trame est re6etée.
La gestion des priorités !ertaines commandes demandent des vitesses de communications plus élevées que d%autres. Bl est $acile de comprendre que la commande du changement d%une vitesse de la transmission automatique est prioritaire sur celle qui demande une augmentation du volume de la radio. *es vitesses de transmission, de mme que les priorités, ont été classées en 4 catégories 1 #lasse A *a class 8 est la catégorie de $aible débit in$érieur 2 F0 bits par seconde-. Clle est utilisée pour les équipements de con$ort tels que la radio, l%ordinateur de bord, les sièges électriques ou la $ermeture centralisée. #lasse . *a clase regroupe les communications de débits entre F0 et F=5 bits par seconde. C(emples d%utilisation d%utilisation 1 vitesse du véhicule ou in$ormation du tableau de bord. *es commandes de classe sont prioritaires sur celles de la classe 8. #lasse # *a classe !, la plus utilisée, est la catégorie du haut débit, entre F=5 et F million bitsGs, soit relativement au temps réel. Clle est utilisée pour les $onctions de sécurité telles que l%8? ou le $reinage électronique, et pour les $onctions de gestion du moteur et de la transmission. *es commandes de classe ! sont prioritaires sur les précédentes. #lasse / !ette catégorie 2 très haute vitesse est récente. Clle impose l%utilisation de bres optiques 2 la place des traditionnels ls en cuivre et le débit atteint =5 HbitsGs =5 000 bitsGs-. *a !lasse D est utilisée pour les équipements de navigation ;)? par satellite et les $onctions de sécurité et de gestion du moteur et de la transmission de la classe !.
La normalisation des protocoles 0-1 Une normalisation des protocoles de communication en multiple(age n%e(istait pas au début de l%utilisation de cette technologie dans l%automobile. *es I grands constructeurs américains, ;H, Aord Aord et !hrysler, n%en ressentaient pas le besoin car ils avaient un département de développement des équipements en interne. !e ne $ut plus le cas lorsqu%ils duent les < aJranchir <, ce qui donna naissance au( sociétés Delphi et isteon. *es constructeurs et équipementiers européens demandèrent, par contre, dès le début, une normalisation des protocoles. *a standardisation permet de limiter le nombre de développements par équipement, de les proposer 2 tous les constructeurs et de réduire les co#ts. *e multiple(age est au6ourd%hui organisé autour de quelques protocoles dont les = premiers sont ma6eurs 1 Le .us #A2 *e us !8K, !ontroller 8rea KetEor', a été développé par l%équipementier osch dans les années &0 et en partenariat avec la société Bntel. Bl a été utilisé la première $ois par la Hercedes !lasse ? en F>>F. Bl est utilisé par l a ma6orité des constructeurs européens et commence 2 s%imposer cheL les constructeurs américains et 6aponais.
3yst4me de multiplexage de la 5olvo 367 Bl est a noter que le us !8K est développé en deu( $ormats, le !8K =.0 8 et le !8K =.0 , le deu(ième étant une e(tension du premier. premier. !%est le us du très haut débit par e(cellence classe ! et D-. ;énéralement, un premier réseau, 2 =50 ou 500 bits, est utilisé pour la gestion du moteur, de la bo+te de vitesses et des équipements de sécurité et un second réseau, 2 F=5 bits, est utilisé pour les équipements de con$ort. *a dernière version est le !8K =.0.
La normalisation des protocoles 8-1 Le .us 3AE 906:7 *e bus ?8C MF&50 est né d%une volonté de normalisation des I grands constructeurs américains. Bl est, en $ait, un mélange du protocole !lasse = de ;H et du ?!) de Aord. Bl est utilisé pour des débits de classe et !. Le .us 5A2 *e us 8K, ehicle ehicle 8rea KetEor', a été développé en ma6orité par les constructeurs $ran9ais. Bl est utilisé pour les in$ormations de moyen et haut débit classes et !- et des applications 2 $aibles co#ts. Bl utilise une communication 2 double l in$ormations inversées-. oir le site EEE.vanmu(.org
!ircuit bleu !ircuit rouge !ircuit 6aune !ircuit vert
1 !8K moteur, transmission, suspension et direction1 8K carrosserie carrosserie 1 portes avant, toit ouvrant, alarme et A8)1 8K carrosserie carrosserie 1 commandes au volant, airbag et divers1 8K con$ort 1 radio, ;)?, climatisation,...-
La normalisation des protocoles 8-1 Le .us LI2 *e us *BK, *ocal Bnterconnect KetEor', a été créé par un consortium de constructeurs automobiles dont 8udi, HN, Daimler !hrysler, ol'sEagen, ol'sEagen, olvo et des $abricants de semiconducteurs an de générer un réseau secondaire de classe 8 2 co#t réduit $onctionnant avec le us !8K. *e us *BK est basé sur une inter$ace U87"G?!B U87"G?!B commun qui est standard pour la plupart des microcontr3leurs. microcontr3leurs. Bl est spéciquement utilisé pour les applications telles que les miroirs électriques, les sièges électriques, la $ermeture centralisée, les lèvevitres avec ou sans $onction anti pincement. oir le site EEE.mele(is.com
!liqueL pour agrandir Le .us M;3T )lusieurs protocoles se sont développés pour adapter la technologie du multiple(age 2 la diJusion de systèmes multimédia. *e us H@?", Hedia @riented ?ystems "ransport, "ransport, semble prendre l%ascendant sur ses rivau(. !e bus prend en charge les systèmes audio, vidéo et ;)?. Bl est basé sur la technologie !8K. D%autres protocoles protocoles secondaires sont aussi développés pour des applications très spéciques.
L!avenir *e multiple(age a permis une réduction considérable du nombre de ls et de conne(ions. Hais la demande en systèmes électroniques est telle que le véhicule est peu 2 peu envahi par les calculateurs électroniques. *a nouvelle )eugeot 40: peut < héberger < 6usqu%2 FI calculateurs, calculateurs, la )eugeot :0O :0O =F et le dernier dernier modèle de la marque, marque, la )eugeot &0O, => calculateurs. Demain, la puissance électrique de 4= volts et la technologie PbyEire PbyEire qui piloteront les équipements de $reinage, suspension et direction $eront que les véhicules seront gérés par plusieurs centaines de minicalculateurs électroniques. électroniques.
