Tracteurs agricoles et Bus-CAN : quelques explications

Les calculateurs sont des boîtiers électroniques qui gèrent un grand nombre d'informations en provenance des capteurs et des instructions données par le conducteur de l'engin.

Par exemple sur un tracteur agricole Massey-Ferguson 6495 de 190 ch, on dénombre 13 calculateurs pour contrôler les 14 fonctions principales (blocage du pont avant, blocage de différentiel, prise de force, boite de vitesses, pont avant suspendu, park lock, valves électro hydraulique, relevage avant et arrière, contrôle du patinage, climatisation régulée, moteur, gestion des fourrières, stockage des infos pour tracabilité, ISO BUS).

Sans multiplexage, des faisceaux seraient montés dans tous les sens pour relier les calculateurs entre eux créant une complexité démesurée et des points d’interconnexions nombreuses, sources de perturbations. Grâce au multiplexage, une information connue et gérée par un boîtier sera ainsi mise en ligne au service d'autres calculateurs qui pourraient en avoir besoin. On peut prendre un exemple qui va devenir de plus en plus courant à l'avenir comme l'épandage d'engrais avec un épandeur DPAE (à débit proportionnel à l'avancement géré électroniquement) et un tracteur agricole équipé d'une transmission à variation continue. Pour ce type de chantier, la connaissance de la vitesse d'avancement du tracteur est essentiel pour atteindre le débit désiré à l'hectare. Cette information de vitesse est également utile pour la gestion de la transmission et du régime moteur. Par le multiplexage, le radar du tracteur renseignera de la vitesse d'évolution du tracteur et transmettra cette information à la transmission, à la pompe à injection pour définir la quantité de carburant à injecter dans les cylindres du moteur mais aussi au semoir à engrais dont la calculateur déterminera le degré d'ouverture des trappes.

Par cet exemple, on voit que le multiplexage permet d'eviter de multiplier le nombre de capteur de vitesse.

L'information entre le tracteur et l'épandeur à engrais se fait grâce à une prise ISOBUS. Les constructeurs de matériels agricoles se sont en effet mis d'accord pour adopter une norme commune, la norme internationale ISO 11783. Après la création en 1990 du sous comité ISOTC23/SC 19, la norme fût effective et approuvée de tous fin 2005 (BUS CAN à 250kbits/sec) soit 15 ans après.

Historique du multiplexage. Le monde agricole n'a rien à envier au monde de l'automobile en terme de progrès. L'évolution parrallèle du multiplexage chez le constructeur Massey-Ferguson par exemple en est la preuve parfaite:

1980 : Invention du CAN par la société Bosch

1985: Invention du VAN

1986 : commercialisation de la BMW 850 CSI. Cette voiture dotée de deux moteurs est doté d'un réseau multiplexé qui permet aux deux calaculateurs des deux moteurs six cylindres reliés macaniquement de communiquer.

1989: Apparition du multiplexage sur la Mercedes SL500 (choix du CAN chez Massey Ferguson, achat de la première carte d’évaluation)

1991: le CAN Low Speed devient la norme ISO 1519-2 standard

1992: Mercedes utilise le multiplexage CAN sur une classe S

1993: CAN High Speed devient la norme ISO 11898 (1er calculateur BUS CAN monté sur tracteur Massey Feruson, BUS CAN 100 kbits/sec utilisé comme liaison avec outil de diagnostic pour reprogrammation et paramétrage)

1994: L'Audi A4 est commercialisée avec la gestion moteur multiplexée.

1995: Le Ford Galaxy a un réseau multiplexée (sur tous les Massey-Ferguson produits à Beauvais, échanges d’informations entre calculateur transmission et ordinateur de bord)

1997 : Le confort de la Volkswagen Passat est multiplexé (fabrication des transmissions powershift à Beauvais avec un BUS CAN 250kbits/sec pour le contrôle commande de toute la transmission et du pont arrière)

1998: fabrication en série sur la Peugeot 206

1999 : Fabrication en série sur la Peugeot 406 et la Citroën Xsara Picasso (toutes les fonctions du tracteur MF sont contrôlées via des commandes BUS CAN 250 kbits/sec)

2001: Commercialisation de la Renault Laguna II avec un réseau multiplexé qui relie douze calculateurs ( ajout des valves électrohydrauliques contrôlées par BUS CAN sur les tracteurs MF)

2002: L'Audi A8 et la Mercedes Classe E sont totalement multiplexées. Sur le modèle Audi A8 version 2003, le réseau multiplexé relie jusqu'à 70 calculateurs entre eux.

2003-2004 ajout de la climatisation régulée du contrôle moteur et des séquences fourrière via le DATA 3 sur les tracteurs Massey-Ferguson

2006 : Pré-équipement ISO BUS disponible.sur les tracteurs Massey-Ferguson.

Le multiplexage, comment ca marche?

Le principe de fonctionnement du multiplexage réside dans la circulation en réseau des informations nécessaires à plusieurs calculateurs. Les informations sont codées numériquement et envoyées en réseau. Ces informations sont appelées « le message » ou encore « la trame ».

Pour faire transiter ces informations, il faut un réseau appelé « Bus de données ».

Le principe de multiplexage n'est pas nouveau. Il est utilisé depuis des décennies par France Telecom pour le réseau téléphonique car chaque abonné ne peut avoir des fils rien que pour lui.

Il existe plusieurs types de réseaux multiplexés sur nos engins agricoles. Les plus connus sont les réseaux CAN et VAN. Mais de nouveaux réseaux se développent et présentent d'autres avantages comme le LIN (réseau filaire comme le CAN et le VAN), le MOST (fibre optique) ou le Bluetooth (Hertzien, par les ondes). Chez Fendt le 936 intègre du LIN sur son nouvel accoudoir, du CAN pour le reste du tracteur et un liaison bluetooth pour le MoDaSys (logiciels de saisie des données et de traçabilité aux champs intégré au tracteur). Le BUS CAN est utilisé sur tous les tracteurs des principaux intervenants dans le machinisme agricole: Massey-Ferguson, Fendt, Valtra, JCB, Krone, John Deere, Claas, CNH, Same, Lamborgini, Hurlimann, Landini.

Gerard Charrier de Same Deutz-Fahr: « Notre groupe utilise le Bus CAN , principalement depuis 1999 » .

« Une des premières applications sur la nouvelle gamme haute 120 à 200 cv à été entre-autre la gestion des fonctions répétitives avec le SDS en Same, depuis converti en Confortip  pour la marque Deut-Fahr, et qui avait permis au Groupe d'obtenir sa 3è médaille d'Or au SIMA 99.

En 2002 avec l'arrivée du tracteur à variation continue, le Deutz-Fahr TTV avec sa technologie de pointe embarquée ne pouvait se passer du système bus Can .

La haute puissance en 2003 a continué à vulgariser le Can  avec les 210 et 265 cv 
Depuis d'autres tracteurs  dans nos gammes de 100 ch  jusqu'au 265 ch utilisent le CAN, pour une meilleure communication entre les boitiers électroniques et l'ISO BUS avec un dispositif appelé AFIS sur les Deutz-Fahr Agrotron ».

Photo ci-contre

Sur les Cx et les CR on trouve 8 calculateurs en standard. De ces 8 boitiers, 4 représentent le cerveau central de la machine qui travaillent en intercommunication permanente. L'un d'eux gère l'ensemble des fonctions de sécurité de la machine (régime des différents organes de la machine, pression d'huile, température moteur...). 47 capteurs contrôlent le régime du batteur, du broyeur, du moteur, la pression d'huile moteur, les températures des différents circuits hydrostatique et hydraulique etc...

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