Sistema de diagnostico para paneles de instrumentación de automóviles

Cluster Portable Automotive Tool

CPAT

Francisco José Moreno ReyesIngeniería Electrónica27 de Enero de 2005

Objetivo del ProyectoObjetivo del ProyectoDiseñar un sistema de diagnostico para paneles de instrumentación de automóviles ó clusters que permita:

Diagnosticar diferentes modelos.

Diagnósticos on board y laboratorio.

Portatil, barato y facil de usar.

La electrónica y el automóvil

Electrónica:

Ayer salvadora del automóvil

y hoy amante infiel ...

La electrónica y el automóvilLa electrónica y el automóvil1974. Primeras ideas aplicación electrónica al automóvil.

1980-1985. Electrónica se aplica al automóvil.

Circuitos analógicos.

Microprocesadores de 4 y 8 bits.

Microprocesadores de 16 bits.

Microprocesadores de 32 bits.

Redes multiplexadas.

Fibra óptica.

La electrónica y el automóvilLa electrónica y el automóvil

Los dispositivos inteligentes (hardware) representan actualmente el 22% del precio final de un vehículo y alcanzarán el 35% en 2010.

En 2010, el coste de los programas de gestión (software) supondrá el 30% del valor del automóvil.

www.elmundomotor.es

Electrónica Electrónica y y

AutomóvilAutomóvil

Visteon planta de Cádiz Controladores electrónicos de gestión de motores.

Módulos electrónicos para seguridad pasiva

Módulos para el control de la climatización

Paneles de instrumentación ó CLUSTERS

Reproductores de DVD

Módulos interface para telefonía.

DAB. Digital Audio Broadcasting. Radio Digital por satélite.

El panel de instrumentación óEl panel de instrumentación ó

CLUSTER CLUSTER

Que es un Cluster ?Que es un Cluster ?Conjunto de indicadores situados detrás del volante.

Informa sobre estado de la conducción

Alerta de anomalías – averías

Información de diversa índole

Cluster

Funciones básicasFunciones básicas

Tacómetro Velocímetro

Temperatura OdómetroIndicadores

Diagrama de Bloques Básico de un Cluster

Funcionamiento del ClusterFuncionamiento del Cluster

CPUCAN +

CAN -720 A3 45 12 B7 C3 28 55 0B

12 V

12 V

0V

0V

estímulos por software

estímulos por hardware

TX

RX

CANCANController Area NetworkController Area Network

CAN. ¿ Que es ?CAN. ¿ Que es ?

Can-Bus es un protocolo de comunicación en serie desarrollado por Bosch para el intercambio de información entre unidades de control electrónicas del automóvil.

CAN. FuncionamientoCAN. Funcionamiento

Bus CAN. Par trenzado

Definición del problemaDefinición del problema

Oportunidad de mejoraOportunidad de mejora

Incrementar el soporte técnico in-situ al cliente con objeto de aumentar su satisfacción en los siguientes productos:

Cluster Ford Focus

Cluster Ford Fiesta

Cluster Renault Megane

Soluciones propuestasSoluciones propuestas

Soluciones propuestasSoluciones propuestas

Opciones

Equipos de medida

Osciloscopio

Generador señales

Fuente alimentación

Analizador protocolo

Tarjetas estándar

Tarjeta CAN

Conversor de tensión

Fuente alimentación

Sistema a medida

Tarjeta multifunción

Tarjeta de relés

Sistema de diagnostico para Clusters CPATSistema de diagnostico para Clusters CPAT

CLUSTER

Tarjeta Multifunción

Plant Link S.L

Tarjeta de Relés

Bus de comunicación serie RS-232 a 115200 bps

Bus de comunicaciónserie TX-RX a 9600 bps

Bus de comunicación CAN HI a 500 Kbps

Bus de 8 bits paracontrol de tarjeta de relés Bus de 32 líneas de control

para entradas del cluster

Software de diagnostico Labview 6.1

PC

Estrategias del DiagnosticoEstrategias del Diagnostico

MAXIM232

CLUSTER

Tx 12V/ 9600 bps

Rx 12V/ 9600 bps

PC

Rx 5V / 9600 bps

Tx 5V / 9600 bps

Diagnostico por Bus SerieDiagnostico por Bus Serie

Conversor CMOS / TTL

CANInterface

CLUSTER

Serie TX 9600 bps

Serie RX 9600 bps

PC

CAN + 500 Kbps

CAN – 500 Kbps

Diagnostico por Bus CAN

Estimulos por niveles de tensión Estimulos por niveles de tensión

12 V

12 V

12 V

0 V

CLUSTER

Función del vehículo a emular

Función del vehículo a emular

CPU

Depósito de combustible

Diagnostico del nivel de combustible

Emular niveles de combustible

Emular depósito vacío

12 V 145 ohms

Emular depósito mitad

12 V 84.1 ohms

Emular depósito lleno

12 V 22 ohms

CPU

CLUSTER

Control tarjeta de relés Control tarjeta de relés

Test de las entradas que se activan con 12 V ó 0 V

Out 7

Out 6

SCLK

SIGND

SIOE

Out 5

Out 4

Out 0

Out 1

RST

Vpwr

GND

SO

GND

GND

VDD

SFS

Out 2

Out 1

Tarjetamultifunción

Bit 0

Bit 1

Bit 2

Bit 3

Al siguiente Driver (4 drivers en serie)

12 V

CLUSTER

Driver “Custom”

12 V

12 V

Registro de desplazamiento serie-paralelo y driver de potencia

RST

SCLK

SI

SIOE

Test del nivel de combustibleTest del nivel de combustible

Out 7

Out 6

SCLK

SIGND

SIOE

Out 5

Out 4

Out 0

Out 1

RST

Vpwr

GND

SO

GND

GND

VDD

SFS

Out 2

Out 1

Tarjetamultifunción

Bit 0

Bit 1

Bit 2

Bit 3

Al siguiente Driver

12 V 145 ohms

84.1 ohms

22 ohms

Al Cluster

Activando mas de una salida obtenemos niveles intermedios de combustible

RST

SCLK

SI

SO

Tensiones Vbat, Vign y Vcrank

Tarjetamultifunción

Bit 5

Bit 6

Bit 7

Bit 4

Algunas funciones requieren activar-desactivar estas tensiones independientemente

Bit de repuesto

12 V

12 V

12 V

12 Vbat

12 Vign

12 Vcrank

CLUSTER

Esquema Esquema eléctricoeléctrico

ESQUEMA

ELECTRICO

La tarjeta de relés

La tarjeta multifunción La tarjeta multifunción de Plant Link S.Lde Plant Link S.L

www.plantlinksl.com

Conversor de niveles CMOS / TTL

Comunicaciones CAN 500 Kpbs

Conexión entre tarjetas

Conexiones externas

Puerto serie del PC

Alimentación 12 V

Interruptor general

Conexión con el Cluster medianteun conector DB50

Apariencia final

El SoftwareEl Software

El softwareEl software

Labview 6.1 estandar de Visteon.

Todas las funciones se activan por software.

Un solo cable para comunicar con el sistema.

Software. Labview 6.1Software. Labview 6.1

Software. Pantalla principalSoftware. Pantalla principal

Software. AyudaSoftware. Ayuda

Software. Selección del modelo a diagnosticarSoftware. Selección del modelo a diagnosticar

Software. Ford FocusSoftware. Ford Focus

Software. Ford FiestaSoftware. Ford Fiesta

Software. Renault MeganeSoftware. Renault Megane

ConclusiónConclusión

El definir de manera precisa el objetivo deun proyecto suponeel éxito del mismo.

ResultadosResultadosActualmente existen cuatro unidades operativas y los resultados están siendo excelentes.

Planta de Visteon en Chihuahua, Mexico

Planta de Ford en Almusaffes, Valencia.

Planta de Ford en Colonia, Alemania.

Planta de Visteon en Cadiz, Laboratorio de Garantía.

Agradecimiento especialAgradecimiento especial

Al Profesor Dr. Joaquín Moreno Marchal

Por la búsquedade la perfección

Gracias por vuestra asistenciaGracias por vuestra asistenciay atencióny atención