Rețele de comunicare la automobilele moderne

Toate automobilele moderne sunt deja echipate cu un număr foarte mare de sisteme electronice de control (cu pâna la 70 de ECU pe cele mai avansate automobile ) ceea ce a condus la tendința de a le integra în cadrul unor rețele.  Complexitatea acestor sisteme însemnă în primul rând necesitatea unor schimburi imense de date între ele.

Așadar, creșterea continuă  a numărului de informații/date schimbate între unitățile de control nu poate fi acoperită convenabil utilizând legăturile filare clasice prin care fiecărui semnal i se alocă câte o conexiune simplă. Dacă datele s-ar transfera prin legături individuale simple, complexitatea cablajelor, a senzorilor adiționali și a conexiunilor le-ar face foarte greu de controlat.

Intr-o rețea de comunicare, mai multe unități electronice de control sunt legate între ele și sunt cunoscute sub denumirea de sisteme bus. Modulele eletronice, senzorii, actuatoarele comunică între ele printr-un singur canal, denumit rețea de comunicare, iar schimbul de date se face digital. Condiția esențială pentru a putea realiza acest lucru este ca toate unitățile electronice să folosească același limbaj de comunicare. În acest caz limbajul este denumit protocol,  fiind integrat în fiecare element de comunicare(nod) al rețelei.

                           Reprezentarea schematică a liniilor de date și a utilizatorilor

Avantajele sistemelor bus

Comparativ cu cablajele convenționale, unde transmițătorul și receptorul sunt conectate fiecare prin linii separate, sistemele bus oferă următoarele avantaje:

•  Costurile mai reduse ale materialelor pentru cablaje (care compensează costurile mai mari ale părții electronice);
•  Spațiul necesar și masa cablajelor sunt mai reduse;
•  Numărul de conexiuni susceptibile cu probleme este mai mic, așadar mai puține defecte se produc per total;
• Datele pot fi distribuite către diferiți receptori; de exemplu, semnalul transmis de un senzot poate fi folosit de câteva sisteme;
• Toate sistemele de pe vehicul care sunt conectate via bus pot fi accesate dintr-un singur punct. Acest lucru înseamnă diagnosticare simplificată și permite totodată configurarea tuturor ECU-urilor la sfârșitul liniei de asamblare;
• Performanțele de calcul ale unui ECU pot fi distribuite către diferite unități electronice. Așadar în cazul unor necesități temporare crescute de calcule ale unui ECU, capacitatea celorlalte ECU poate fi folosită, iar dacă un ECU se defectează, sarcinile sale pot fi distribuite către celelalte ECU din rețea;
• Semnalele de tip analogic ale senzorilor pot fi digitizate pentru procesarea datelor. Cu alte cuvinte senzorii conțin unități electronice de control dedicate, iar datele prelucrate în format digitat sunt tranmise către alte module via bus.

La automobilele moderne se utilizează în general rețeaua de comunicare de tip bus care poartă denumirea de CAN (Controller Area Network). Schema constructivă de principiu a unei rețele de tip CAN utilizată la utomobile este prezentată mai jos:

                      Rețea de comunicare CAN la automobilul Ford C-MAX model 2011

Legendă la figura de mai sus:

1 -> 25 unități electronice de control;

A-> E tipuri de rețele de comunicare bus (CAN, ISO);

F – rezistențe terminale.

În detaliu despre modul de lucru al rețelei CAN voi vorbi într-un articol viitor.