El documento describe el protocolo de comunicaciones CAN-Bus utilizado en los automóviles para intercambiar información entre las unidades electrónicas de control. CAN-Bus permite compartir gran cantidad de datos entre las unidades y reducir cables, a la vez que aumenta las funciones en los sistemas del vehículo. La información se transmite a través de dos cables en forma de paquetes de bits con identificadores de prioridad.

1. WILMER MARTÍNEZ PARADA
FLEIDER IVAN SANDOVAL MUÑOZ

2. CAN BUS
Can-Bus es un
protocolo de
comunicación para el
intercambio de
información entre
unidades de control
electrónicas del
automóvil. Can significa Controller
Area Network (Red de área
de control) y Bus, en
informática, se entiende
como un elemento que
permite transportar una
gran cantidad de
información.

3. CAN BUS
Este sistema permite compartir una gran
cantidad de información entre las unidades de
control
Lo que provoca una reducción importante
tanto del número de sensores utilizados como
de la cantidad de cables que componen la
instalación eléctrica.
De esta forma aumentan considerablemente
las funciones presentes en los sistemas del
automóvil donde se emplea el Can-Bus sin
aumentar los costes, además de que estas
funciones pueden estar repartidas entre dichas
unidades de control.

4. CARACTERISTICAS CAN
La información que circula entre las unidades de mando
a través de los dos cables (bus) son paquetes de 0 y 1
(bit).
El mensaje no va direccionado a ninguna unidad de
mando en concreto, cada una de ellas reconocerá
mediante este identificador si el mensaje le interesa o no.
Uno de esos campos actúa de identificador del tipo de
dato que se transporta, de la unidad de mando que lo
trasmite y de la prioridad para trasmitirlo respecto a
otros.

5. CARACTERISTICAS CAN
Todas las unidades de mando pueden ser
trasmisoras y receptoras.
Una unidad de mando puede solicitar a otra una
determinada información.
Cualquier unidad de mando introduce un mensaje
en el bus con la condición de que esté libre.
Si otra lo intenta al mismo tiempo el conflicto se
resuelve por la prioridad del mensaje indicado por
el identificador del mismo.

6. CARACTERISTICAS CAN
El sistema está dotado de una serie de mecanismos
que aseguran que el mensaje es trasmitido y
recepcionado correctamente.
Cuando un mensaje presenta un error, es anulado
y vuelto a trasmitir de forma correcta.
Una unidad de mando con problemas avisa a las
demás mediante el propio mensaje.
Si la situación es irreversible, dicha unidad de
mando queda fuera de servicio pero el sistema
sigue funcionando.

7. COMPONENTES DEL SISTEMA
CABLES
ELEMENTO DE CIERRE O TERMINADOR
CONTROLADOR
TRANSMISOR / RECEPTOR

8. CABLES
La información circula por dos
cables trenzados que unen
todas las unidades de control
que forman el sistema.
La combinación adecuada de
unos y ceros conforman el
mensaje a trasmitir.

9. CABLES
La información se trasmite por
diferencia de tensión entre los
dos cables, de forma que un
valor alto de tensión representa
un 1 y un valor bajo de tensión
representa un 0.
En un cable los valores de
tensión oscilan entre 0V y
2.25V, por lo que se denomina
cable L (Low) y en el otro, el
cable H (High) lo hacen entre
2.75V. y 5V.

10. CABLES
En caso de que se interrumpa la línea H o que se
derive a masa, el sistema trabajará con la señal
de Low con respecto a masa, en el caso de que se
interrumpa la línea L, ocurrirá lo contrario.
Esta situación permite que el sistema siga
trabajando con uno de los cables cortados o
comunicados a masa.
Es importante tener en cuenta que el trenzado
entre ambas líneas sirve para anular los campos
magnéticos.

11. TERMINADOR
Son resistencias conectadas
a los extremos de los
cables H y L.
Sus valores se obtienen de
forma empírica y permiten
adecuar el funcionamiento
del sistema a diferentes
longitudes de cables y
número de unidades de
control abonadas.
Están alojadas en el
interior de algunas de las
unidades de control del
sistema.

12. CONTROLADOR
Es el elemento encargado de la comunicación
entre el microprocesador de la unidad de control y
el trasmisor-receptor.
El controlador está situado en la unidad de
control.
Existen tantos como unidades estén conectadas al
sistema.
Este elemento trabaja con niveles de tensión muy
bajos y es el que determina la velocidad de
trasmisión de los mensajes.
La línea de Can-Bus del motor-frenos-cambio
automático es de 500 K baudios, y en los sistema
de confort de 62.5 K baudios.

13. TRANSMISOR/RECEPTOR
El trasmisor-receptor tiene la
misión de recibir y de trasmitir los
datos.
Acondicionar y preparar la
información para que pueda ser
utilizada por los controladores.
El trasmisor-receptor un circuito
integrado que está situado en cada
una de las unidades de control
abonadas al sistema.
Trabaja con intensidades próximas a
0.5 A y en ningún caso interviene
modificando el contenido del
mensaje.
Está situado entre los cables que
forman la línea Can-Bus y el
controlador.

14. FUNCIONAMIENTO
Las unidades de mando que se conectan al
sistema Can-Bus son las que necesitan
compartir información, pertenezcan o no a
un mismo sistema.
En automoción generalmente están
conectadas a una línea las unidades de
control del motor, del ABS y del cambio
automático, y a otra línea (de menor
velocidad) las unidades de control
relacionadas con el sistema de confort.

15. FUNCIONAMIENTO
El sistema Can-Bus está orientado hacía el
mensaje y no al destinatario.
La información en la línea es trasmitida en forma
de mensajes estructurados.
Todas las unidades de control reciben el mensaje,
lo filtran y solo lo emplean las que necesitan
dicho dato.
La totalidad de unidades de control abonadas al
sistema son capaces tanto de introducir como de
recoger mensajes de la línea.
Cuando el bus está libre cualquier unidad
conectada puede empezar a trasmitir un nuevo
mensaje

16. FUNCIONAMIENTO
En el caso de que una o varias unidades pretendan
introducir un mensaje al mismo tiempo, lo hará la
que tenga una mayor prioridad.
La prioridad viene indicada por el identificador.
El proceso de transmisión de datos se desarrolla
siguiendo un ciclo de varias fases.

17. TRASMISIÓN DE DATOS
El controlador de dicha unidad transfiere los datos y su
identificador.
Para trasmitir el mensaje ha tenido que encontrar el
bus libre, y en caso de colisión con otra unidad de
mando intentando trasmitir simultáneamente, tener
una prioridad mayor.
A partir del momento en que esto ocurre, el resto de
unidades de mando se convierten en receptoras.

18. RECEPCIÓN DEL MENSAJE
Cuando la totalidad de las unidades de mando reciben
el mensaje, verifican el identificador para determinar
si el mensaje va a ser utilizado por ellas.
Las unidades de mando que necesiten los datos del
mensaje lo procesan, si no lo necesitan, el mensaje es
ignorado.
El sistema Can-Bus dispone de mecanismos para
detectar errores en la trasmisión de mensajes.
Todos los receptores realizan un chequeo del mensaje
analizando una parte del mismo, llamado campo CRC.

19. RECEPCIÓN DEL MENSAJE

20. COMO ES EL MENSAJE
Los mensajes son introducidos en la línea con una
cadencia que oscila entre los 7 y los 20
milisegundos.
Esta depende de la velocidad del área y de la
unidad de mando que los introduce.
Ejemplo de cómo se escribe un mensaje:

21. ¿COMO SE DIAGNOSTICA EL CAN-
BUS?
Se debe tener presente que una unidad de mando
averiada abonada al Can-Bus en ningún caso impide que
el sistema trabaje con normalidad
Es posible localizar fallos en el Can-Bus consultando el
sistema de auto diagnosis del vehículo.
Se podrá averiguar desde el estado de funcionamiento
del sistema hasta las unidades de mando asociadas al
mismo, pero necesariamente se ha de disponer del
equipo de chequeo apropiado.
Utilizando el protocolo OBD. (On Board Diagnostics)

22. CONECTOR OBD II
El conector del sistema OBDII tiene que cumplir las
siguientes
especificaciones según la normativa, ISO 15031-
3:2004

23. PROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN
Básicamente existen 3 protocolos de comunicación del sistema
OBDII con los lectores. Los fabricantes han escogido que protocolo
utilizar y todos los vehículos que salen de su fábrica salen con el
mismo protocolo, por tanto es fácil saber que tipo de protocolo
funcionan las comunicaciones de nuestro coche.
•ISO 9141-2 en vehículos Europeos, Asiáticos y Chrysler con variantes(Key Word
Protocol=Palabra Clave).
•SAE J1850 VPW que significa Ancho de Pulso Variable (Variable Pulse
Width) y lo utiliza GM USA.
•SAE J1850 PWM que indica Modulación Ancho de Pulso (Pulse Width
Modulatión) utilizado por Ford USA.
•KWP 1281 y KWP 2000 utilizado por el grupo VAG.
•ISO 14230 que lo utiliza Renault, etc.

24. INTERFAZ DE CONEXIÓN PARA
PROTOCOLO ISO 9141-2

25. INTERFAZ DE CONEXIÓN PARA
PROTOCOLO SAE J1850 PWM

26. INTERFAZ DE CONEXIÓN PARA
PROTOCOLO SAE J1850 VPW

27. SISTEMAS DE LECTURA
instrumentos de lectura de códigos, que disponen
de capacidad de lectura del OBDII sin necesidad de
ningún PC. Estos sistemas realizan el tratamiento
de la información del OBDII del vehículo y
muestran en su pantalla los códigos de error.

28. CÓDIGOS DE ERROR TREN MOTRIZ

30. UNIDAD ELECTRÓNICA DE CONTROL
La unidad electrónica de control ( ECU, calculador, centralita,
unidad de mando, …) constituye el “cerebro” del sistema y está
integrada por varios bloques con misiones específicas.

31. ARQUITECTURA DE BLOQUES DE UNA
U.E.C.
Reloj
Entradas
Interface Interface
Salidas
de PROCESADOR de
entradas salidas
diagnóstico
multiplexada
Línea de
Intersistemas Autodiagnostico
Memoria Memoria
ROM RAM
Red

32. COMPONENTES DE LA U.E.C.
Reloj: Genera los pulsos de funcionamiento del sistema.
Interface de entradas: Realiza el acondicionamiento de las
señales enviadas por los sensores. Según los tipos de señales,
estas pueden requerir conformación, amplificación, filtrado o
conversión A/D.
Procesador: Siguiendo la cadencia marcada por el reloj procesa
los datos que recibe de los sensores según los programas
almacenados en memoria. De este proceso resultan las órdenes
para el desarrollo de las operaciones de trabajo que ejecutarán
los actuadores.
Interface de salidas: Transforma las señales de salida del
procesador en señales de mando con la forma y el nivel de
potencia requeridos por los actuadores. Ello incluye conversión
D/A, conformado y amplificación.

33. COMPONENTES DE LA U.E.C.
Memoria ROM: Es memoria de “sólo lectura” y aquí están almacenados los
programas, datos y curvas característicos, valores teóricos, etc. Pueden ser
programables (PROM, EPROM,…)
Memoria RAM: Es memoria de “lect
ura y escritura” y aquí se almacenan temporalmente los datos de trabajo
durante la ejecución de un programa. Se borran cada vez que se desconecta
el sistema.
Inter sistemas: Permite enviar y recibir datos de otros sistemas a través de la
red multiplexada.
Incluye una interface de red y un gestor de protocolo. Autodiagnóstico:
Vigila el buen funcionamiento del sistema, activa el modo de emergencia
cuando sea necesario, memoriza las anomalías detectadas y permite el
diálogo con un terminal de diagnosis.

34. LOS SISTEMAS ELECTRÓNICOS
DE CONTROL EN EL AUTOMÓVIL
La implantación de sistemas automáticos de control en el
automóvil comenzó con la aparición de los primeros sistemas de
inyección electrónica de gasolina sustituyendo al carburador. Se
logró así una dosificación exacta del combustible para su mejor
combustión y la optimización del rendimiento del motor.
Desde la gestión del motor se ha ido ampliando la aplicación del
control electrónico y actualmente lo podemos encontrar en todos
los sistemas del automóvil: motor, tracción, seguridad, confort,
comunicación.

35. ESTRUCTURA DE UN SISTEMA DE CONTROL

36. SISTEMA DE INYÉCCIÓN-ENCENDIDO FIAT BRAVO
1. Centralita gestión motor 9. Sensor posición mariposa 15. Conector diagnosis 21. Bomba combustible
2,3. Relé y electroventilador 10. Sonda lambda 16. Electroválvula canister 22. Bujías encendido
4,5. Sensor y velocímetro 11. Conmutador arranque 17. Regulador ralentí 23. Bobinas encendido
6. Caudalímetro 12. Sensor detonación 18. Cuentarrevoluciones 24. Módulo encendido
7. Sensor régimen motor 13. Sensor de fase motor 19. Inyectores 25. Centralita inmovilizador
8. Sensor temperatura 14. Compresor clima 20. Relés del sistema

37. SENSORES
C onstituyen las entradas de la unidad electrónica de control.
Introducen la información necesaria para el sistema.
Transforman una magnitud física en una señal eléctrica.
Según la magnitud física que captan existen sensores de
temperatura, caudal, presión, velocidad, posición, etc.
La señal eléctrica que envían puede ser analógica (ej.: resistencia
N TC ) o digital (ej.:célula H all)

38. ACTUADORES
Se conectan en las salidas de la unidad electrónica de control.
Reciben las órdenes de ejecutar tareas concretas bajo el control del
sistema.
Transforman una corriente eléctrica de mando en movimiento,
calor, luz, etc.
Los actuadores pueden ser motores, electroimanes, bombas,
lámparas, electroválvulas, resistencias, etc.
La corriente eléctrica de mando puede ser continua de valor fijo o de
valor regulable y también puede ser una señal PWM .

39. LA NUEVA CONFIGURACIÓN DE LOS
CIRCUITOS ELÉCTRICOS
En los circuitos
actuales el
En el circuito tradicional los elemento de control
elementos de control (llave, del actuador es un
pulsador,...) funcionan como relé o transistor
interruptores de potencia incorporado en la
controlando directamente la unidad de control
corriente que hace funcionar los electrónico del
actuadores. sistema.
Los elementos de control tradicionales funcionan ahora
como emisores de señales que serán procesadas por la
unidad de control que decidirá activar al relé o transistor
correspondiente.

40. LA COMPLEJIDAD DE LAS INSTALACIONES
ELÉCTRICAS EN LOS AUTOMÓVILES ACTUALES
La mejora en las prestaciones de los automóviles actuales ha
llevado a introducir un gran número de sistemas controlados
por la electrónica.
Ello significa un elevado número de unidades electrónicas de
control que además han de estar comunicadas entre sí en
muchas ocasiones lo que hace enormemente compleja la
instalación eléctrica del automóvil: componentes, cableado,
interconexiones,…
Para simplificar la instalación LA INTEGRACIÓN
los fabricantes han recurrido a
dos soluciones
EL MULTIPLEXADO

41. ¿ QUÉ ES EL MULTIPLEXADO ?
Es un sistema de interconexión entre componentes
electrónicos – normalmente unidades de control o
sensores inteligentes – que consiste en que por una
sola línea (bus) circulan diversas informaciones en
forma de señales digitales codificadas.

42. ¿ POR QUÉ EL MULTIPLEXADO ?

43. COMUNICACIÓN ENTRE UCE CON SISTEMA
CONVENCIONAL Y SISTEMA MULTIPLEXADO

44. SISTEMA CONVENCIONAL
Un sensor para cada ECU

45. SISTEMA MULTIPLEXADO
Un solo sensor

46. LAS REDES MULTIPLEXADAS
El conjunto de calculadores interconectados y el bus que los une
recibe el nombre de red multiplexada.
En el automóvil se utilizan redes multiplexadas de tipos diferentes
siendo las características principales que los definen las siguientes:
•El soporte de transmisión de la información.
•La magnitud física que transporta la información.
•La estructura de la red.
•Las reglas de transmisión o protocolo.

47. BIBLIOGRAFÍA
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• http://www.obdcenter.com/.
• http://www.forum-auto.com/pole-
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• http://www.automecanico.com/auto2002/diagindic.html.
• http://www.autoelectronico.com/001/index.html.
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• http://www.autoxuga.com/.
• http://www.iso.org/iso/iso_catalogue/catalogue_tc/catalogue_detail.
htm?csnumber=29021.