FORMACIÓN MULTIPLEXADO I

Autor: Francisco Barbadillo Divassón

 

 

 

 

El gran incremento de accesorios electrónicos y el aumento de computadoras específicas han dado lugar a lo que se llama arquitectura multiplexada en los automóviles de última generación. Una red multiplexada es un circuito único que interconecta las computadoras, disminuyendo así notablemente el cableado y ofreciendo a la vez más seguridad y confort. Estas redes con cableado de tipo Bus trabajan con dos cables e información que viaja en ambos sentidos: uno de los cables envía información y el otro tiene la función de verificarla, aparte de servir de auxilio en caso de una avería del primero. Son varias las redes que pueden estar interconectadas, pero se distinguen dos tipos: la red CAN y la red VAN.

 

 

TEMARIO DEL CURSO

 

SISTEMAS DE MULTIPLEXADO

 

Procesamiento de datos y redes

Arquitectura RENAULT

Red Multiplexada CITROEN

-Requisitos

-Unidad de Control

-Arquitectura

-Cartronic

-Redes de Comunicación

-Interconexión Multimedial

-Aplicación Multiplex

-Controller Area Network (CAN)

-Instrumentación

-Cuadros de Instrumentos

-Modelos de Displays

-Sistema de Información

-Arquitectura Eléctrica.

-Implantación de Calculadores

-Red Multiplexada

-Unidad Central del Habitáculo

-Antiarranque

-Nuevas Funciones de la U.C.H

-Cuadro de Instrumentos

-Dirección Eléctrica variable

-Control Dinámico de Conducción

-Confort Térmico

-Lámparas de Descarga

-Seguridad Pasiva Airbag

- Navegación Carminat

 

-BSI Principios de Funcionamiento

-Red CAN

-Red VAN Carrocería 1

-Red Van Carrocería 2

-Red Van Confort

-Implantación de los Calculadores

-Caja de Servicio Inteligente (BSI)

-Módulo de Conmutación Volante

-Caja de Servicio del Motor (BSM

-Alimentación Eléctrica

-Configuración Fábrica

-Modo Dormido y Despierto de los Calculadores Red VAN

-Conexiones del Calculador

 

 

ESTRUCTURA DE LA UNIDAD DE CONTROL

 

Las unidades de control desarrolladas para su utilización en los vehículos están estructuradas de forma similar. Su estructura puede subdividirse en: la elaboración de las señales de entrada, su procesamiento lógico en el microordenador y la preparación de los niveles de lógica o de potencia como señales de regulación o de control (véase la figura).

 



 

SEÑALES DIGITALES

SEÑALES ANALÓGICAS

SEÑALES PULSATORIAS

 

Registran la posición de un interruptor o las señales digitales de los sensores (por ejemplo, los impulsos de las revoluciones de un sensor).

 

 

Señales de sensores analógicos (sonda Lambda, sensor de presión).

 

 

Señales de sensores de revoluciones inductivos. Después de la preparación de señales, continúa el procesamiento como señal digital.

 

 

 

 

Preparación de señales

 

Las señales de entrada se limitan con conexiones de protección (pasivas: conexiones R y RC; activas: componentes de semiconductores especiales de tensión estable) a niveles de potencia admisibles (tensión de servicio del microordenador). La señal útil se libera por filtrado de las señales de interferencia combinadas y se adapta a la tensión de entrada del microordenador por amplificación.

 

Procesamiento de señales

 

Por lo general, en las unidades de control el procesamiento de las señales es digital. Las señales rápidas y periódicamente recurrentes con respecto al tiempo real se procesan en los módulos de hardware dimensionados especialmente para la fusión en cuestión. Los resultados, por ejemplo el estado de un contador o el instante en que ocurre una incidencia, se transmiten en registros a la unidad central para su procesamiento. Gracias a este procedimiento se reduce considerablemente lo requerido en cuanto al tiempo de respuesta de interrupción de una unidad central (valor en μs). El tiempo disponible para los cálculos lo determina el trayecto de control o de regulación (por ejemplo, margen de ms en la gestión del motor). Los algoritmos de regulación y control propiamente dichos se generan en el software. En función de los datos se puede realizar prácticamente cualquier conexión lógica y almacenar y procesar parámetros, curvas características y campos característicos multidimensionales. Si las exigencias son mayores, como en el caso del tratamiento de imágenes, se ha ido imponiendo el empleo de los procesadores de señales digitales.

 

Magnitudes de ajuste de regulación

 

Las magnitudes de ajuste y regulación facilitan los niveles lógicos o de potencia necesarios en el bloque de salida para los actuadores distribuidos (por ejemplo, motores eléctricos para regulación del asiento, elevalunas eléctricos o dirección asistida eléctricamente). Por medio de interruptores y amplificadores de potencia se elevan las señales de salida del microordenador (0 a 5 V, algunos Ma) al nivel de potencia necesario para el elemento de regulación en cuestión (por ejemplo, refrigeración del motor en poco tiempo hasta 100 A).

 

 

APLICACIÓN MULTIPLEXADO

 

La aplicación Múltiplex es idónea para las tareas de control y regulación de los componentes de la electrónica de la carrocería y de los sistemas de confort, como pueden ser la regulación del climatizador, el cierre centralizado o la regulación de los asientos. La velocidad de transmisión está entre los 1kBit/s y 125 kBit/s tradicionalmente. Debido a la fuerte presión de los costes de este campo de aplicación, se han probado diferentes soluciones. Por ejemplo, entre el alternador y la gestión del motor se aplican conexiones punto a punto económicas, como la interfaz sincrónica de bits (BSS), o se crean subredes locales, como en las puertas del vehículo con la red de interfaz local (LIN) de hasta 20 kBit/s.

 

El tope superior de las aplicaciones, incluyendo el diagnóstico del vehículo, es, por sus prestaciones y por estar muy extendida, la Controller Area Network (CAN).

 

Descripción: Descripción: Descripción: Descripción: Descripción: D:\Imagenes MultiplexadoI\Imagen-5.jpg

 

 

En los vehículos modernos el sistema de comunicación entre los diferentes sistemas, están relacionados a través de un sistema multiplexado.

 

En la imagen se puede observar como existen también diferentes redes de comunicación.

 

Todas las redes terminan en una unidad denominada Gateway que servirá como elemento de conexión e información del equipo de diagnosis necesario para poder comprobar el estado de todos los sistemas y componentes del vehículo.

 

 

 

CONECTOR DIAGNÓSTICO

 

 

 

CUADRO DE INSTRUMENTOS EN ESTRUCTURA MULTIPLEXADA


 

La tecnología de microcontroladores y la avanzada interconexión en el vehículo han hecho que los cuadros de instrumentos pasen de ser aparatos mecánicos de precisión a aparatos prácticamente electrónicos. Un cuadro de instrumentos típico (iluminado por LED, con segmentos LCD con contactos de goma conductora en tecnología TN) es de construcción muy plana (electrónica, motor paso a paso plano) y la mayor parte de los componentes (principalmente SMD) contactan en una placa de circuitos impresos.

 

Descripción: Descripción: Descripción: Descripción: Descripción: D:\Imagenes MultiplexadoI\Imagen-11.jpg

 

 

CUADRO DE INSTRUMENTOS DE REFLEXIÓN EN LIMPIAPARABRISAS

 

Head up Display (HUD, proyección de la imagen sobre el parabrisas)

 

Los cuadros de instrumentos convencionales están a una distancia de entre 0,8 y 1,2m. Para consultar una información en el cuadro de instrumentos, el conductor tiene que adaptar su visión de infinito (visión de lo que ocurre en la calzada) a la distancia más corta hasta el lugar donde está situado el instrumento. Este proceso de adaptación necesita normalmente de 0,3 a 0,5s. Para los conductores de edades avanzadas puede resultar fatigoso o, dependiendo de su constitución física, incluso imposible. HUD, una tecnología de proyección, puede subsanar esta deficiencia. Su sistema óptico genera una imagen virtual a una distancia de observación de tales dimensiones que la visión puede permanecer adaptada al infinito. Esta distancia se inicia a 2m aproximadamente. Además, la información puede consultarse sin desviar la vista del cuadro de instrumentos y con la mínima distracción.

 

 

 

 

 

 

 

 

ESTRUCTURA

 

El HUD típico está compuesto por un display con activación para la generación de imágenes, una iluminación, una óptica de representación y un “combinador”, con el que se refleja la imagen al ojo del conductor. En lugar del combinador puede emplearse el parabrisas sin previo tratamiento.

 

Como displays para el HUD con poco contenido informativo se utilizan por lo general VFD (displays fluorescentes de vacío) verdes, y para una visualización de mayor calidad, TFT en tecnología de silicio policristalino. También se están desarrollando sistemas de proyección que permiten un mayor ángulo de visión y con ello permiten avanzar hacia la representación análoga al contacto, por ejemplo, la advertencia ante un obstáculo bajo el mismo ángulo de visión desde el que el conductor podría ver también dicho obstáculo.

 

REPRESENTACIÓN DE LA INFORMACIÓN EN HUD

 

La imagen virtual no ha de ocultar lo que ocurre en la calzada, para evitar distraer al conductor. A tal fin se representa en una zona con poco contenido informativo.

 

Para evitar confusiones en el campo primario de visión, el HUD no debe sobrecargarse de información, de ahí que no sea un sustituto del cuadro de instrumentos convencional. Su tipo de representación es no obstante ideal para la información relevante para la seguridad, como pueden ser advertencias, la indicación de la distancia de seguridad o las indicaciones del sistema de navegación.

 

 

 

 

ESTRUCTURA MULTIPLEXADA REANULT

 

La marca Renault igual que todos la fabricantes de vehículos desde el año 1998empieza a utilizar sistemas multiplexados.

 

 

 

Descripción: Descripción: Descripción: Descripción: Descripción: D:\Imagenes Multiplexado Renault\Imagen-2.jpg

RED MULTIPLEXADA

 

Generalidades

 

Aparecida primero parcialmente en el RENAULT Espace en 1998, y más delante de forma ampliamente extendida en el RENAULT Laguna II, el RENAULT Clio II fase 2 posee también una arquitectura eléctrica multiplexada.

 

Descripción

 

El multiplexado del RENAULT Clio II fase 2 utiliza el protocolo <<Controller Area Network>> (CAN). Consta de:

 

La red multiplexada del vehículo (250 kbits/s). incluye 10 calculadores multiplexados (inyección, GPL, transmisión automática o robotizada, unidad central del habitáculo, control dinámico de conducción, captador de ángulo del volante, cuadro de instrumentos, airbag, unidad central de comunicación). En total, se intercambian 240 parámetros.

La Red multiplexada multimedia (500 kbits/s).

 

 

 

 

 

 

 

 

SISTEMA MULTIPLEXADOS

 

CONTROL LUCES Y LLUVIA

 

Funcionamiento

 

La asociación de los 3 captadores de luz permite controlar el encendido de las luces en función de las diferentes situaciones de iluminación en las que se encuentra el vehículo.

El cajetín electrónico informa a la Unidad Central del Habitáculo sobre la necesidad de encender las luces de cruce.

 

OBSERVACIÓN – Al contrario que el captador de lluvia, la sensibilidad del captador de luz no es regulable.

 

Activado y desactivado del encendido automático

 

Es posible activar o desactivar la función encendido automático de las luces utilizando el monomando (únicamente con el contacto puesto, con el motor parado). Para ello, hay que efectuar dos ciclos en menos de 4 segundos: encendido y apagado de las luces de posición. Una señal sonora confirma que el mando se ha tenido en cuenta.

 

Limpias delanteros automáticos

 

Evolución de la prestación para el cliente

 

Un mando de cadencia situado en el control de luces completa del sistema. Sirve para reglar la sensibilidad del captador de lluvia:

 

-          En sensibilidad mínima, hará falta una fuerte lluvia para activar la velocidad rápida de barrido.

-          En sensibilidad máxima, una lluvia fina bastará para activar la velocidad rápida.

 

Cabe destacar que el captador de lluvia y el captador de luz forman una pieza única e indisociable.

 

OBSERVACIÓN – Cuando el vehículo no está equipado con este sistema, el cadenciamiento se puede regular por el control del monomando. La horquilla de reglaje va desde 2 hasta 15 segundos.

 


 

 

 

 

Descripción: Descripción: Descripción: Descripción: Descripción: D:\Imagenes Multiplexado Renault\Imagen-6.jpg

 

 

1 Cajetín electrónico

2 Captadores de luz

3 Unidad Central del Habitáculo

4 Iluminación

 

 

 

 

 

 

 

Descripción: Descripción: Descripción: Descripción: D:\Imagenes Multiplexado Renault\Imagen-1.jpg

SITUACIÓN DE LOS CALCULADORES

 

 

1

Calculador ABS y control dinámico de conducción.

2

Calculador de inyección.

3

Batería

4

Calculador de transmisión automática robotizada.

5

Toma de diagnóstico (debajo del cenicero).

6

Unidad central de comunicación-

7

Calculador de climatización.

8

Radio.

9

Satélites Airbag laterales.

10

Calculador del Airbag.

11

Cuadro de instrumentos.

12

Asistencia de dirección eléctrica.

13

Unidad central del habitáculo.

14

Corrector in situ de la lámpara de descarga.

15

Calculador de guiado.

16

Captador control dinámico de   conducción

17

Captador ángulo de volante.

                                    

 

 

 

Descripción: Descripción: Descripción: Descripción: D:\Imagenes Multiplexado Renault\Imagen-8.jpg

 

 

Generalidades

 

La Dirección de asistencia eléctrica variable equipada en vehículos Renault Clio II fase 2 sigue el mismo principio de funcionamiento ya utilizado en el RENAULT Twingo desde 1996. La asistencia suministrada varía en función de la velocidad. La recuperación del volante se denomina <<activa>>.

 

 

 

ELEMENTOS Y SITUACIÓN

 

 

1

Calculador situado en el tablero de bordo, detrás del cuadro de instrumentos.

2

Motor de asistencia (fijado en la columna de dirección)

3

Captador del ángulo del volante (en la caja de dirección)

 

 

 

 

 

 

ESTRUCTURA MULTIPLEXADA CITROEN-PEUGEOT

 

El sistema de multiplexado PSA que lo aportan los vehículos de la marca Citroën y Peugeot así como Renault, tiene unas particularidades de funcionamiento y de estructura que se diferencian de los demás fabricantes de vehículos.

 

Estos sistemas trabajan con dos tipos de redes diferenciadas como son la red CAN y red VAN.

Disponen de diferentes redes de multiplexado que son gestionadas por un calculador central, que es la BSI (Caja de servicio Inteligente).

 

RED CAN

 

1 - Particularidades de la red CAN

 

La red CAN gestiona el conjunto de los calculadores del grupo motopropulsor. La transmisión de las informaciones es mucho más rápida que sobre las redes VAN. La red CAN gestiona el sistema de frenado así como la suspensión, su rapidez permite al vehículo reaccionar sobre una distancia corta, independientemente de las condiciones ruteras. La rapidez de tratamiento de las informaciones de la red CAN proporciona una mayor seguridad.

 

La red CAN es una red llamada <<multimaestros>> , donde cada calculador difunde permanentemente informaciones, recuperadas por los otros calculadores que las necesitan. 250 kbits/s.

 

RED VAN CARROCERÍA 1

 

1 – Particularidades de la red VAN Carrocería 1

 

La red VAN Carrocería 1 es calificada como <<red de seguridad>>, ya que gestiona el sistema de airbag así como la BSM (Caja de Servicio Motor), que integra los mandos eléctricos de potencia del vehículo.

 

El pequeño número de calculadores sobre esta red permite un diálogo rápido entre los calculadores, lo que permite un disparo preciso de los airbag en caso de choque.

 

La red VAN Carrocería es una red llamada <<maestro esclavo>>. La BSI envía peticiones a cada calculador conectado a la red VAN Carrocería 62,5 kbits/s.

 

Nota: VAN significa en inglés “Vehicle Area Network”.

 

 

 

 


 

BSI

 

La Caja de Servicio Inteligente (BSI) es un calculador que integra:

 

• Una electrónica de interfase (relés, fusibles, toma diagnóstico).

• Una electrónica de control: la BSI gestiona la comunicación entre los calculadores y el intercambio de informaciones entre las redes.

• Una electrónica de cálculo: gestiona de manera autónoma funciones de base (cierre de los abribles, señalización, visibilidad, alumbrado interior, antiarranque,...).

• Una memoria no volátil para la protección antirrobo (código VIN del vehículo, código de las llaves, del mando a distancia, identificación del autorradio,...). Un código llamado código diagnóstico es memorizado en la BSI. Este código accesible a través de los útiles de diagnóstico permite conocer con precisión la naturaleza de los calculadores montados en el vehículo y, particularmente, aquellos conectados a la red VAN.

• Un programa que permite controlar el conjunto de las funciones, efectuar diagnósticos y el telecodificado.

 

La BSI sirve de interface entre los calculadores conectados a la red VAN y el útil de diagnóstico. La BSI contribuye a la gestión de la energía controlando los modos de consumo reducido para ella y los restantes calculadores multiplexados.

 

Descripción: Descripción: Descripción: D:\Imagenes Multiplexado Citroen\Imagen-13.jpg

 

BSM

 

CAJA DE SERVICIO MOTOR. (BSM)

 

La Caja de Servicio Motor controla los relés de potencia del vehículo bajo orden de la Caja de Servicio Inteligente vía red VAN CAR 1. La Caja de Servicio Motor está situada bajo el capó motor, en el pase de rueda delantero izquierdo.

 

La Caja de Servicio Motor está compuesta de dos módulos asociados:

 

• Módulo 1 : módulo integrando los maxifusibles

 

• Módulo 2 : modo integrando una tarjeta electrónica, los fusibles y los relés.

 

 

 

 

Bibliografía

En la confección de este documento se han utilizado imágenes diversas de publicaciones técnicas de fabricantes de automóviles. Estas publicaciones están extraídas de los manuales o documentación de los fabricantes que suelen entregar en sus cursos de formación técnica. (Peugeot, Volkswagen, Audi….).

 

Esto es un resumen de las materias que se imparten en el curso de formación de Multiplexado I. Para consultas sobre este curso pueden dirigirse a la siguiente dirección www.tecnomovil.com o enviar mail a tecnomovil@tecnomovil.com .

 

 (c) Copyright TECNOMOVIL. 2011. Todos los derechos reservados

Autor: Francisco Barbadillo Divassón