CAN

Un réseau de zone de contrôleur (CAN) est un protocole de communication série qui permet aux unités de commande électroniques (ECU) d'échanger des données dans un véhicule sans ordinateur central. Au lieu d'un câblage point à point entre chaque capteur et actionneur, le CAN utilise un bus de câble à paire torsadée partagé, fonctionnant généralement à 250 kilobits par seconde sur les circuits à basse vitesse ou à 500 kilobits par seconde sur les circuits à haute vitesse dans les véhicules modernes. Chaque appareil (le module de commande du moteur, le contrôleur de transmission, le module de freinage antiblocage, etc.) écoute et diffuse des messages sur ce bus commun simultanément.

Le CAN a été introduit au début des années 1990 par Bosch comme un moyen de réduire la complexité et le poids du faisceau de câbles. Une seule voiture contient maintenant des dizaines d'ECU : le remplacement des fils de capteur individuels par du trafic de messages sur une paire de fils a permis de réduire de centaines de mètres de cuivre par véhicule. Le protocole utilise une architecture basée sur les messages où chaque trame transmise contient un identifiant, des octets de données et des bits de vérification d'erreurs. N'importe quel nœud peut transmettre lorsque le bus est libre, mais si deux nœuds transmettent en même temps, celui avec l'identifiant de priorité inférieure se retire automatiquement. Cette résolution de collision se produit en microsecondes et ne nécessite aucun arbitre central.

Variantes et disposition physique

Le CAN haute vitesse fonctionne généralement sur une paire torsadée blindée à 500 kbps et gère les systèmes de contrôle critiques comme le groupe motopropulseur. Le CAN basse vitesse utilise souvent quatre fils (deux paires torsadées) à 125 kbps et gère les fonctions de carrosserie telles que l'éclairage et les serrures de porte. Des variantes de CAN tolérantes aux pannes existent pour l'aérospatiale et l'usage industriel, mais les applications automobiles reposent principalement sur la norme ISO 11898. Le réseau est terminé aux deux extrémités par des résistances de 120 ohms pour éviter les réflexions de signal sur la paire torsadée.

Les modes de défaillance dans les systèmes CAN sont bien compris : un fil en circuit ouvert empêche toute communication sur ce bus ; un court-circuit à la batterie ou à la masse corrompt toutes les trames ; un émetteur bloqué (un ECU diffusant en continu) bloquera le bus. Les véhicules modernes utilisent plusieurs réseaux CAN indépendants pour isoler les systèmes critiques. Un CAN de contrôle de carrosserie défaillant pourrait désactiver les moteurs de vitres mais ne doit jamais affecter le fonctionnement du moteur ou des freins. Les techniciens diagnostiquent les pannes CAN à l'aide d'un oscilloscope ou d'un analyseur CAN qui lit le trafic de trames en temps réel, vérifiant à la fois les identifiants de messages et la charge utile des données par rapport aux spécifications connues.

Le CAN reste la norme mondiale pour la communication électrique automobile car il est robuste, simple et peu coûteux à mettre en œuvre. Chaque ECU ne nécessite qu'une petite puce émetteur-récepteur (un MCP2551 ou équivalent) et une petite quantité de micrologiciel pour gérer la logique du protocole. Le résultat est qu'une seule paire torsadée transporte désormais des dizaines d'entrées de capteurs, de commandes de contrôle et de signaux de diagnostic qui auraient nécessité des milliers de fils individuels dans les véhicules plus anciens.