Se perdre dans un labyrinthe de codes inquiétants

Ce qui se cache derrière un témoin lumineux

En tant qu'opérateur ou conducteur de machine, vous serez tôt ou tard confronté à une défaillance technique. Malheureusement, il n'y a pas moyen d'y échapper. Un avertissement apparaît sur le tableau de bord sous la forme d'un voyant, accompagné ou non d'un symbole, d'un code ou peut-être même d'un court texte descriptif. L'emballage du message dépend de la marque, mais pas la manière dont les données sont échangées. Heureusement, car c'est grâce à cette norme commune que les erreurs peuvent être rapidement détectées et tracées. Une solution est alors beaucoup plus proche. Nous profitons donc tous des avantages de la norme SAE J1939. Mais comment cela fonctionne-t-il? Dans cet article, nous levons une partie du voile mystérieux.

Le langage des machines modernes

Aujourd'hui, toute personne travaillant avec une pelleteuse, une nacelle élévatrice ou un tombereau, pour n'en citer que quelques-uns, utilise en fait un réseau d'ordinateurs ou d'unités de contrôle alimenté par les données de leurs capteurs associés. L'interaction entre ces unités de contrôle est cruciale pour le bon fonctionnement de la machine.

Qu'est-ce que la norme SAE J1939?

Le moteur, la transmission, le système hydraulique et même le tableau de bord communiquent constamment entre eux. Aujourd'hui, cette communication passe par la norme SAE J1939, qui permet aux unités de contrôle électronique (UCE) d'échanger des données. Chaque calculateur du réseau reçoit une adresse. De cette manière, le réseau sait qui envoie quelque chose et qui reçoit quelque chose. Par exemple, un contrôleur de moteur a une adresse différente de celle du tableau de bord ou de la transmission.

Pourquoi la norme SAE J1939?

La norme J1939 est née dans les années 1990 au sein de la Society of Automotive Engineers (SAE) aux États-Unis. À l'époque, les constructeurs de poids lourds rencontraient le même problème: chaque fournisseur utilisait son propre protocole de communication. Un moteur de la marque A parlait une langue différente de celle de la transmission de la marque B. Cela compliquait la combinaison, le dépannage et l'expansion. La norme SAE J1939 était censée résoudre ce problème en établissant une norme commune pour les machines de travail mobiles et les véhicules lourds.

Les éléments constitutifs de la norme SAE J939

La norme SAE J1939 permet aux systèmes électroniques de communiquer entre eux au moyen de messages fixes et normalisés. Au cœur de cette communication se trouvent trois concepts de base: PGN, SPN et FMI. Nous souhaitons les expliquer brièvement.

Numéro de groupe de paramètres

Dans le cadre de la norme SAE J1939, un PGN est le numéro qui indique l'objet d'un message. En ce sens, vous pouvez considérer le PGN comme le titre ou le sujet d'un message. Chaque message envoyé par un calculateur contient un tel PGN. Supposons que le PGN concerne le moteur. Le PGN ne dira pas, par exemple, à quel point le moteur est chaud, mais plutôt que le message se réfère au moteur. Les destinataires du réseau utilisent le PGN pour savoir si le message les concerne. Comme J1939 utilise des PGN fixes, les mêmes numéros ont la même signification pour toutes les marques. Cela permet d'utiliser les écrans, les enregistreurs de données et les équipements de diagnostic indépendamment de la marque.

Numéros de paramètres suspects

Allons plus loin. D'après le PGN, nous savons que le message concerne le moteur. Or, un moteur se compose manifestement de plusieurs sous-parties. C'est pourquoi un PGN contient généralement plusieurs valeurs de mesure ou états. Chacun de ces états individuels est appelé SPN. En d'autres termes, un SPN décrit une quantité concrète, comme le régime du moteur, la température de l'huile ou la pression du carburant. La norme J1939 définit l'unité et l'échelle dans lesquelles cette valeur est envoyée, afin que chaque récepteur puisse la lire de la même manière.

Identificateur de mode de défaillance

Dès qu'une valeur sort de sa plage normale, J1939 utilise ce même SPN pour signaler une défaillance. Pour connaître la nature de l'erreur, nous avons besoin du FMI. Celui-ci indique par un chiffre si un signal est trop élevé, trop bas, peu fiable ou s'il a complètement disparu. Par exemple, le chiffre 5 signifie que le courant est trop faible. Cette signification fait partie de la norme de communication et est donc la même pour toutes les marques.

Traduction sur le tableau de bord

Pris isolément, le SPN et le FMI ne vous sont pas d'une grande utilité. Ce n'est que lorsqu'ils sont combinés dans un message de diagnostic (DM) que l'on comprend exactement ce qui se passe et qu'un message d'erreur apparaît sur le tableau de bord. Comment cela fonctionne-t-il exactement? Pour cela, nous devons d'abord présenter une autre pièce du puzzle: le CAN.

Le rôle du CAN

Dans la pratique, le bus CAN J1939 constitue une sorte de colonne vertébrale numérique de la machine. Tous les calculateurs sont branchés en parallèle sur les deux mêmes fils: un CAN high et un CAN low. Cela nous mènerait trop loin d'approfondir ce sujet. Sachez simplement que les informations numériques sont très sensibles aux interférences électromagnétiques, par exemple. Le double câblage devrait réduire l'impact de ces influences indésirables. Lorsqu'un capteur du moteur - pour reprendre cet exemple - mesure une nouvelle valeur, le calculateur du moteur convertit cette valeur en un message J1939 et l'envoie sur le bus. Tous les autres calculateurs sont à l'écoute.

Celui qui a besoin de ces informations, par exemple un enregistreur de données, capte le message et utilise la valeur. Il n'y a donc pas d'ordinateur central qui contrôle tout. Le réseau fonctionne comme un canal partagé dans lequel chaque système offre ses propres informations. Le système CAN garantit la priorité des messages importants. Un message d'erreur provenant du moteur, par exemple, est transmis plus tôt qu'un message de confort moins critique. Cela permet à la machine de fonctionner en toute sécurité, même lorsque le trafic de données est important. Grâce à l'OBD, un connecteur de diagnostic, un appareil de diagnostic peut facilement être connecté au réseau CAN, de sorte qu'un technicien, s'il dispose de la licence appropriée, peut lire les codes d'erreur et ainsi localiser et réparer le problème beaucoup plus facilement.

Message d'erreur

Revenons à notre tableau de bord. Comment les messages de diagnostic J1939 peuvent-ils aboutir à un message d'erreur? C'est simple: le boîtier de commande de l'écran ne se contente pas de capter les messages DM envoyés sur le réseau CAN, il traduit immédiatement les SPN et les FMI qui composent le message de diagnostic en un message textuel (par exemple, "température élevée du liquide de refroidissement du moteur") ou en un code numérique (SPN 110 FMI 0). Souvent, ces messages sont associés à un voyant d'avertissement ou à une alarme sonore. Ce que l'opérateur voit n'est généralement pas le J1939 littéral, mais une interprétation formatée par le fabricant. En d'autres termes, le format du message d'erreur, c'est-à-dire le SPN, le FMI, l'état de la lampe et le DM, ainsi que sa signification et la manière dont les calculateurs le transmettent via CAN, est universel, tandis que l'emballage du message dépend de la marque. En outre, les fabricants peuvent définir leurs propres SPN et décider eux-mêmes quelles erreurs sont visibles par l'opérateur et quelle doit être la réponse de la machine.

Comment répondre à un message d'erreur?

Comme expliqué précédemment, les SPN sont regroupés par système ou par fonction. Alors que les numéros SPN faibles et moyens appartiennent souvent aux systèmes centraux de la machine, les numéros plus élevés sont généralement liés à la transmission, au système hydraulique, aux émissions, aux fonctions du véhicule ou aux systèmes de confort. Il est évident que les opérateurs doivent être particulièrement vigilants si un SPN est lié à un système central. Mais pour déterminer les mesures à prendre, l'opérateur a encore un peu plus besoin d'un numéro FMI.

Clarifions cela à l'aide d'un exemple. Le SPN 100 fait référence à la pression d'huile moteur. Bien qu'il s'agisse d'un système central, le FMI 2 rassure quelque peu: le signal n'est pas fiable. Dans ce cas, la combinaison SPN 100 FMI 2 peut indiquer un problème de capteur, de prise ou de câble. Rien de bien grave. Il en va tout autrement lorsque le SPN 100 est associé au FMI 1: le signal est trop faible. Il s'agit de l'une des erreurs les plus graves que l'on puisse rencontrer. Avec un SPN 100 FMI 1, le moteur doit être arrêté immédiatement car le manque de pression d'huile peut causer de graves dommages au moteur en l'espace de quelques secondes. Le même SPN peut donc signifier à la fois une erreur mineure et un problème qui menace le moteur. La distinction entre les deux ne peut être faite que par le numéro FMI. Le tableau ci-dessous peut servir de guide général dans ce contexte. Mais, bien entendu, tout dépend des accords conclus au sein de chaque entreprise à cet égard.

Conclusion

La norme SAE J1939 a grandement simplifié l'analyse des défauts en permettant une communication standardisée entre les calculateurs. Les messages d'erreur sont envoyés de manière uniforme, ce qui permet de reconnaître et d'interpréter rapidement les erreurs. Les appareils de diagnostic peuvent facilement lire les données en direct et les codes d'erreur. Cela réduit les vérifications manuelles et les recherches de défauts qui prennent du temps. La norme J1939 rend donc la maintenance plus efficace et plus fiable.

En collaboration avec Educam