Le FLEXRAY

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Description détaillée

Récemment, il y a eu une augmentation significative de l'électronique embarquée dans les véhicules. Cette tendance est vouée à continuer et s'intensifier étant donné la recherche permanente et les innovations régulières des constructeurs dans les domaines de la sécurité, de la fiabilité et du confort.

Les systèmes de gestion avancés combinant plusieurs capteurs, actionneurs, le tout autour d'unités électroniques de contrôle, exigent de plus en plus de communications et mettent une pression sur les réseaux multiplexés existants.

Le protocole FLEXRAY est né du consortium regroupant les compagnies:

BMW, Bosch, DaimlerChrysler, Freescale, GM, NXP Semiconductors et Volkswagen (consortium dissous en 2009).

Par la suite, d'autres sont venues et on a aujourd'hui un large panel de compagnies :

Ce protocole permet de répondre aux besoins soulevés et se profile comme le réseau capable d'assurer le transport d'une très grande quantité de messages, au sein d'un réseau sécurisé et adapté aux applications complexes.

Ce protocole a pour la première fois était implanté dans la nouvelle BMW X5 modèle E70 (depuis 2006) pour gérer le système « adaptive drive » qui gère l'assiette du véhicule en pilotant les amortisseurs grâce au réseau FLEXRAY à travers le calculateur de « Gestion dynamique verticale » (ou VDM). De plus, il échange entre autre, des informations avec le système de contrôle dynamique ou « Dynamic Control » gérant le roulis (barres anti-roulis pilotées), et le système « xDrive all-wheel-drive » ou transmission à quatre roues motrices.

L'Adaptive Drive connaît en permanence la vitesse, l'angle volant, les accélérations et la position de l'assiette du véhicule. C'est ainsi qu'il arrive à réguler les valves électromagnétiques des amortisseurs (le « dynamic drive » quant à lui continu de gérer les vérins rotatifs des barres antiroulis). Le conducteur peut actionner au choix le mode sport ou le mode confort.

Les besoins additionnels des applications automobiles futurs incluent :

- des débits plus importants ;

- un réseau déterministe : les messages doivent apparaître dans des fenêtres de temps spécifiques ;

- une gestion d'erreur évoluée ;

- une flexibilité de la bande passante ;

- une flexibilité de la taille du réseau ;

- une augmentation des fonctionnalités ;

- un autodiagnostic embarqué.


Pour les applications liées à la transmission, au châssis ou au contrôle de trajectoire, les besoins sont surtout d'avoir des réseaux :

- disponibles ;
- fiables ;
- à grande bande passante.


Le protocole FLEXRAY répond tout à fait à ces caractéristiques.

Il est flexible, et déterministe en combinant un mode de transmission de message ajustable, dynamique ou statique. De plus, il incorpore les avantages des protocoles synchrones (soit des réseaux qui communiquent en respectant un temps bien spécifique) ou asynchrones (soit des réseaux qui communiquent en fonction d'événements déclencheurs) usuels.

Il a pour principales caractéristiques :

- Synchronisation par horloge via une base de temps globale ou architecture dite : « Time Trigerred ou Déclenchement par Temps », avec mode dégradé.

- Accès au bus sans collision (soit évite que deux calculateurs parlent en même temps).

- Durée de latence des messages garantie (évite que des messages « traînent » en longueur).

- Adressage des messages par identificateurs (chaque calculateur a un « numéro »).

- Système extensible à modes dégradés, sur support mono ou double voies.

Il est capable de fonctionner à un débit de 10Mbit/sec avec une grande flexibilité permettant l'extension de son architecture. Ce débit est disponible sur un bus bifilaire ou deux, permettant ainsi d'atteindre un débit brut de 20Mbit/sec (pour la redondance du réseau ou l'augmentation de la bande passante).

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Méthodes et pratiques

- Remplacement ou réparation des faisceaux et des connecteurs défectueux: le choix entre le remplacement ou la réparation est à la discrétion du constructeur.

- Diagnostic et paramétrage éventuel du système: uniquement à l'aide des outils de diagnostics.



Les techniciens peuvent (quelque soit le sous système utilisant cette technologie):

• Réaliser des mises à jour des données lors d'une évolution des fonctions
• Réaliser des diagnostic-Remplacement suite à un dysfonctionnement
• Réaliser l'apprentissage et/ou un test routier après le remplacement ou dépose/repose.

Une mesure de la résistance des câbles du FlexRay ne peut pas donner de certitude sur le fonctionnement du câblage du système.

En cas de dommages tels que l'écrasement du câble ou la corrosion des connexions, la mesure statique de résistance peut donner des valeurs qui se situent dans la tolérance. L'impédance peut cependant augmenter lors du fonctionnement en raison de perturbations électriques et entraîner des erreurs dans la transmission des données.

Le FlexRay peut être réparé. En cas de dégâts, les câbles peuvent être rattachés avec des connecteurs de câble traditionnels. Tenir compte toutefois de certaines particularités lors du montage.

Pour le câblage du FlexRay, il s'agit de conducteurs torsadés. Cette torsion doit être maintenue autant que possible. Les endroits qui ont été dénudés au niveau de la réparation doivent être de nouveau rendus étanches avec de la gaine thermorétractable. L'entrée d'eau peut affecter l'impédance et, par conséquent, les performances du système de bus.

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Impact sur les compétences en atelier

Les techniciens doivent être en mesure de:

• connaître la structure des réseaux multiplexés
• connaître les protocoles et leurs modes dégradés
• maîtriser la lecture des schémas électriques.
• maîtriser toutes les fonctions de l'outil de diagnostic
• maîtriser toutes les fonctions de l'oscilloscope et du multimètre
• connaître les procédures de configuration et de paramétrage.

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Exemple d’outillage approprié

Multimètre
Oscilloscope
Outil de diagnostic