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SEMINARIO CAN/CANOPEN – GIJON

SEMINARIO SOBRE USO DEL BUS CAN (CONTROL AREA NETWORK) Y EL PROTOCOLO CANopen

Lugar: Aula Magna de la Escuela Politécnica Superior de Ingenieros deGijón

Fecha: Viernes 5 de Marzo de 2010

Reiner Zitzmann de CAN in Automation (CAN-CiA)

F.F.Linera – Pablo Luque y Daniel Alvarez de los Departamentos

DIEECS y DCIF de la Universidad de Oviedo

http://www.mecanicoautomotriz.org/


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Causas1. Las crecientes exigencias en cuanto a seguridad, confort e información del cliente.

2. El comportamiento regulado de emisiones de escape y consumo de combustible.

3. Aumento de la complejidad del sistema eléctrico/electrónico del automóvil.

4. Problemas técnicos con la instalación (tamaño, número de conectores, pines, ...)5. Desarrollo tecnológico en la electrónica (miniaturización, potencia de cálculo, ...)

¿Por qué un bus?

s ema e n ercam o e n ormac nentre unidades de control

http://www.mecanicoautomotriz.org/http://www.mecanicoautomotriz.org/


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¿Por qué un bus?

Una unidad de control central con sensores y actuadores exige conductores de gran longitud

para su conexión. Esto conduce a una instalación cada vez más costosa y pesada.

Unidad de controlcentralUnidad de controlcentral

Sensores y actuadoresinteligentesSensores y actuadoresinteligentes



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¿Por qué un bus?DATOS:•Cada 50 kg de cable incrementa el consumo de combustible en 0,2 litros/100Km. Además de ocupar volumen.

•En 1998, Motorola publicó que la reducción del mazo de cables en las 4 puertas de un BMW redujo el peso en 15

Kg, además de mejorar la funcionalidad.

•El coste de la electrónica en un vehículo de alta gama supera el 23% del coste total.

Más unidades de controlMás unidades de control

Más sensores y actuadoresMás sensores y actuadores

Espacio interior limitadoEspacio interior limitado

Mayor cableadoMayor cableado



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¿Por qué un bus?ECEC: :

C CE E

CC

Mínima probabilidad de caída de la red

Máxima versatilidad en cuanto a la configuración de la red

Aumento de la funcionalidad (diagnóstico, programación en línea, funciones de confort, ...)



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Testigo EGAS

Testigo EOBD

Testigo Precalentamiento

Temp. Agua

Sensor

Temp. Exterior

Sensor

Temp. agua

Cuadro Instrumentos

CentralitaCentralita

control

RPMReserva combustible

Velocidad

Sensor

Temp. Exterior

Velocidad

RPM

Elevación ralenti

. .

Motor

Climatronic

Motor



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Testigo EGAS

Testigo EOBD

Testi o Precalentamiento

Temp. Agua

Sensor

Temp. Exterior

Sensor

Temp. agua

Cuadro Instrumentos

CentralitaCentralita

RPMReserva combustible

Velocidad

Velocidad

RPM

Elevación ralenti

Desconexion A.A.

controlMotor

Climatronic

Motor



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Bus CAN en el automovil



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C

A

N

C

A

N

Sistema de intercambio de información ( topología de Bus) desarrollado por la firma

ROBERT BOSCH GmbH desde 1983 hasta 1988 para la industria del automóvil.


Intercambio de datos entre unidades de control

EmisorReceptorLa transmisión de datos en

serie es usada en distanciasmayores, en los que la

transmisión en paralelo tiene

un coste excesivo.



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• VW POLO AM 2002



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TRACCIÓN500 Kbps

CONFORT100 Kbps

CentralitaCuadro Instrumentos

Centralita Motor

Centralita Cambio Automático

Centralita Bordnetz

Interface para bus de datos (Gateway)

Centralita Confort

Centralita Climatronic/Climatic


Centralita Puerta Trasera Derecha

1 Kbps =1000 bytes por segundo

Centralita ABS

Centralita Servodirección

Centralita Airbag = CAN tracción500 kbits/s

= CAN confort100 kbits/s

= Línea K

Centralita Puerta Conductor

Centralita Puerta Acompañante

Centralita Puerta Trasera Izquierda



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CAN BusCAN BusCAN BusCAN Bus TracciónTracciónTracciónTracción (500(500(500(500 KbpsKbpsKbpsKbps))))

Centralita

Conector de diagnosis

Centralita Airbag J234

Cuadro Instrumentos J285

Centralita ABS J104

Centralita Servodirección J500

en ra a o or



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CAN BusCAN BusCAN BusCAN Bus ConfortConfortConfortConfort (100/125(100/125(100/125(100/125 KbpsKbpsKbpsKbps))))

CentralitaClimatronic J255

CentralitaClimatic J301

Conector de diagnosis

Centralita

Puerta Trasera Derecha J389

Centralita

Confort J393

Centralita

Puerta Conductor J386

Centralita

Puerta Trasera Izquierda J388

Centralita

Puerta Acompañante J387



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5 CAN5 CAN5 CAN5 CAN BusBusBusBus enenenen unununun SEAT ALTEA SEAT ALTEA SEAT ALTEA SEAT ALTEA

TracciónTracciónTracciónTracción,,,, cuadrocuadrocuadrocuadro y y y y diagnosisdiagnosisdiagnosisdiagnosis a 500Kbpsa 500Kbpsa 500Kbpsa 500Kbps

InfotenimientoInfotenimientoInfotenimientoInfotenimiento y y y y confortconfortconfortconfort a 100a 100a 100a 100 KbpsKbpsKbpsKbps



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Unidad de Control 1 Unidad de Control 2

Color :Color :

High naranja/verde

Color :Color :

High naranja/verde

CAN BusCAN Bus -- CCoonnfortfortCAN BusCAN Bus -- CCoonnfortfort

Cable par trenzado | sección 0,35-0,50 mm2 | distancia entre crestas : 20 mm

Low naranja/marrónLow naranja/marrón



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CANCAN Tracción y diagnosisTracción y diagnosisHigh naranja/negro

Low naranja/marrón

CAN ConfortCAN Confort

Low naranja/marrón

CANCAN InfotenimientoInfotenimientoHigh naranja/violeta

Low naranja/marrón



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Mediante un procedimiento via software se puede conmutar el acceso para undiagnóstico directo vía conector de diagnóstico.

Acceso CAN protegido externamente

CC



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L CDL CD

Acceso CAN protegido externamente

CC



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CA CA

C

I (11 )

C (64 )C ACK

C

C (6)

C CCC



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C CC C



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C DC D



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Bases de Datos

• El campo Identificador señala el contenido del mensaje.• La base de datos establece para cada mensaje: un nombre y el contenido del campo de

datos.

• Las distintas informaciones del campo de datos se denominan señales.

• Una señal es una descripción simbólica de un segmento de datos dentro del mensaje.• La base de datos esta fijada para todo el consorcio y salvo pocas excepciones es

identicamente válida para todos los coches. Todos los proveedores deben respetar esta

clasificación.

• A partir de la base de datos se obtiene una matriz de señales que especifica la relaciónentre emisor y receptor del mensaje.

F00

GF0

171.

B D



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Ejemplo Kom_115a.dbc



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Ejemplo Kom_115a.dbc



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Cada fabricante/modelo tiene diferentes mensajes/identificadores para la

transmisión de señales en el campo de datos.Para la interpretación física de las señales que vienen en el campo de datosse necesita una base de datos proporcionada por el fabricante.

3546ACA546F20080526H. 35:

A A3 M2 (8) (1) C (2K)

46:

(3C) CC (35)

E: B .

EA A (5)

G M5 / GI / 32 / M5 (1K) O M2 (1) G (5M)EA M3 (5) J M5 (1K)EA L M2 (1)

A M2 (8J) E (1F) (5N) (13)A 3 G M6 (5K)



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IDID EE OO

1A0H

M 1 10 (.)20 ()

A M, ED, EB E, AB, A / E

280H

F 1 7

I , , , A, M. M EG

CAN. C , ,

, , AA,

OBD2, GA, ..

320H C 1 25 E , , ,

, , , .

440H C 1 8 AA, (K),

, , .



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E 1: E 1: CA B3CA B3

IDENIFICADOIDENIFICADO NDAONDAO DAODAO

B4 17 8A 18 E4 17 D2 18

4A0 8

D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7

VariableIdentificado

r Mensaje Identificado

r (hex)Nº bits Datos Formula Unidades Limites

Sentido giro anterior

izqmBremse_3

BR3_Fahrtr_

VL0x4A0 1 D0

0 - Hacia delante

1-Hacia atrás

Velocidad rueda

anterior izq mBremse_3BR3_Rad_km

h_VL0x4A0 15

D1:D0<

7:1>

0.01*(D1:D0

)Km/h 0 .. 326.39

Sentido giro anterior

der mBremse_3BR3_Fahrtr_

VR0x4A0 1 D2

0 - Hacia delante

1-Hacia atrás

Velocidad rueda

anterior der mBremse_3BR3_Rad_km

h_VR0x4A0 15

D3:D2<

7:1>

0.01*(D3:D2

)Km/h 0 .. 326.39

Sentido giro trasera izqmBremse_3BR3_Fahrtr_

HL0x4A0 1 D4

0 - Hacia delante

1-Hacia atrás

Velocidad rueda

trasera izq mBremse_3BR3_Rad_km

h_HL0x4A0 15

D5:D4<

7:1>

0.01*(D5:D4

)Km/h 0 .. 326.39

Sentido giro trasera izqmBremse_3BR3_Fahrtr_

HR0x4A0 1 D6

0 - Hacia delante

1-Hacia atrás

Velocidad rueda

trasera der mBremse_3 BR3_Rad_kmh_HR 0x4A0 15D7:D6<

7:1>

0.01*(D7:D6

) Km/h 0 .. 326.39

EMIN RIO C N/C NOPEN GIJON



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B4 17 8A 18 E4 17 D2 18

4A0 8

D0 = B4 = 1011 0100D1 = 17 = 0001 0111

Sentido giro anteriormBremse_3

BR3_Fahrtr_ 0x4A0 1 D0

0 - Hacia

delante 1-Hacia

0 H

D0 = B4 = 1011 0100D1 = 17 = 0001 0111

0001 0111 1011 010 = 3034

Velocidad rueda

anterior izq mBremse_3BR3_Rad_k

mh_VL0x4A0 15

D1:D0

0.01*(D1:D

0)Km/h 0 .. 326.39

0,01

30,34 /

atrás

SEMINARIO CAN/CANOPEN GIJON



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B4 17 8A 18 E4 17 D2 18

4A0 8

Sentido giro anterior izq D0

Velocidad rueda anterior izq D1:D0B4 17

: 0 H

: 3034 0,01 = 30,34 /

8A 18 : 0 H

: 3141 0,01 = 31,41 /

Sentido giro anterior der D2

Velocidad rueda anterior der D3:D2

E4 17

: 0 H

: 3058 0,01 = 30,58 /

Sentido giro trasera izq D4

Velocidad rueda trasera izq D5:D4

D2 18

: 0 H

: 3177 0,01 = 31,77 /

Sentido giro trasera izq D6

Velocidad rueda trasera der D7:D6




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88 60 07 8A 31 4F 15 AB

5A0 8

D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7

VariableIdentificad

Mensaje Identificad

Nº bits Datos Formula Unidades Limites

or ex

Aceleración lateral mBremse_2BR2_Querb

eschl0x5A0 8 D0

0.01*D0-

1.27g

-1.27 ..

1.27

88 A. .: 136 0,01 1,27 = 0,09 GAceleración lateral D0


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HIIA BDHIIA BD

• STANDARD MUNDIAL INCLUIDO EN LOS VEHICULOS DESDE EL AÑO 2006

• IMPULSADO POR LA AGENCIA MEDIOAMBIENTAL AMERICANA EN 1988 PARA EL

CONTROL Y SUPERVISION DE EMISIONES DE GASES CONTAMINANTES.

•SUFRE EXTENSIONES PARA PODER ACCEDER NO SOLO A LOS GASES DE

COMBUSTION EMITIDOS SINO A MUCHOS OTROS PARAMETROS DISPONIBLES EN

LAS CENTRALITAS DEL VEHICULO.

•LA CONEXION FISICA SE REALIZA A TRAVES DE UN CONECTOR OBD DE 16 PINES




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CEC BDCEC BD

VARIOS PROTOCOLOS

• ISO 9141-2

•ISO 14230-4 KWP2000

•SAE J1850, VPW 10.4K

•SAE J1850, PWM 41.6K

•ISO 15765 CAN




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ISO_Funktionaler_

Req_All 0x700 1792 8 ISO-TP

ISO_Funktionaler_ Req_OBD 0x7DF 2015 8 ISO-TP

ISO_Getriebe_01_R

eq 0x7E1 2017 8 ISO-TP

ISO_Getriebe_01_R

esp 0x7E9 2025 8 ISO-TP

ISO_Gurtmikro_Re

IA DE EAJEIA DE EAJE

DE ADAD IDE ADAD I

q 0x763 1891 8 ISO-TP

ISO_Gurtmikro_Re

sp 0x7CD 1997 8 ISO-TP

ISO_Lenkhilfe_Req 0x712 1810 8 ISO-TP

ISO_Lenkhilfe_Res

p 0x77C 1916 8 ISO-TP

ISO_LWRAFS_Req 0x754 1876 8 ISO-TP

ISO_LWRAFS_Resp 0x7BE 1982 8 ISO-TP

ISO_LWS_Req 0x751 1873 8 ISO-TP

ISO_LWS_Resp 0x7BB 1979 8 ISO-TP


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D DE FCIAIE D DE FCIAIE

EACIAE DE ADAD BDEACIAE DE ADAD BD

( D1)( D1)

1. Diagnóstico en tiempo real.

2. Diagnóstico basado en memoria (Freeze Frame).

3. Petición de códigos de fallos DTC.

4. Reseteo de DTCs y valores almacenados.

5. Diagnóstico de los sensores de oxígeno.

6. Diagnóstico de test no continuo.

7. Diagnóstico de DTCs pendientes (detectados durante el último óactual ciclo de conducción).

8. On-Board Test.

9. Información del vehículo.




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IDID 1 1

( D2)( D2)

Listado completo en http://en.wikipedia.org/wiki/OBD-II_PIDs




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BD BD


03 41 05 5A AA AA AA AA

7E8F 4

D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7

• D0: NUMERO DE DATOS ADICIONALES (en el ejemplo 3)

• D1: MODO DE FUNCIONAMIENTO + 40h (en el ejemplo 1 – modo de diagnostico entiempo real)

• D2: PID (IDENTIFICACION DE PARAMETRO) SOLICITADO (en el ejemplo 05

Temperatura de refrigerante del motor).

• D3: VALOR DEL DATO SOLICITADO (en el ejemplo 5Ah = 90d, Temperatura del

refrigerante: 90 – 40 = 50ºC).




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E 1E 1


04 41 0C 0C 70 AA AA AA

7E8F 4

D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7

• D0: NUMERO DE DATOS ADICIONALES (en el ejemplo 4)

• D1: MODO DE FUNCIONAMIENTO +40h (en el ejemplo 1 – modo de diagnostico entiempo real)

• D2: PID (IDENTIFICACION DE PARAMETRO) SOLICITADO (en el ejemplo 0Ch = 12d

Revoluciones por minuto del motor).

• D3-D4: VALOR DEL DATO SOLICITADO (en el ejemplo 0Ch 70h = 12d 112d,

Revoluciones por minuto: (12 x 256 +112)/4 = 796rpm).




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E 9E 9 D D


02 09 02 AA AA AA AA AA

7DF 8

D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7

: :

: :


10 14 49 02 01 56 46 31

7E8 8

D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7

3 LIMO DAO: 56 46 31 > C ACII IN (3 B )




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E 9E 9 D D


30 00 00 00 00 00 00 00

7E0 8

D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7

: :

: :IDENIFICADOIDENIFICADO NDAONDAO DAODAO

21 4A 4D 44 45 47 36 33

7E8 8

BAIDO: JMDEG63


22 36 33 38 39 39 35 38

7E8 8

BAIDO: 6389958




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E 3E 3 C C DCDC


01 03 00 00 00 00 00 00

7DF 8

D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7

: :

: :


04 43 01 01 55 55 55 55

7E8 8

D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7

C F: 0195 M


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