什么是智能硬件與ECU ?
何為智能硬件, 就是包含智能控制單元的硬件, 比如發動機, 發動機上有一塊兒專門負責控制發動機進氣量, 噴油量, 排氣量的控制單元, 這塊單元相當于發動機的大腦. 他具有信號發送, 信號接收, 參數存儲等基本功能, 這個控制單元就是ECU.
ECU(Electronic ControlUnit)電子控制單元，是汽車專用微機控制器, 一個ECU一般負責1個或多個智能硬件設備.
隨著汽車的發展, 車上的智能設備越來越多, 也就是說車上的ECU也越來越多, 如何用一個網絡把這些智能設備的ECU全部連接起來并整體協調控制?
什么是CAN網絡
CAN是控制器局域網絡(Controller Area Network, CAN)的簡稱，目前普遍運用在汽車網絡。
CAN網絡的優勢
1) 開放的標準
2) 低成本
3) 高速實時傳遞, 數據傳遞更安全可靠
4) 適用于各種汽車
早期的整車CAN網絡主要是圍繞BCM(車身控制器)為控制中心, 早期的汽車, 智能硬件較少, 車身零部件(雨刮/大燈/車窗...)倒是一堆, 所以早期的正常CAN網絡把所有其他的ECU全部放在Other ECU里邊。
隨著智能硬件的越來越多, 且考慮到成本與安全,
BCM已經不夠完成如此龐大的網絡管理了, 網關應運而生,
網關管理了5條CAN總線的各類ECU,
并對這5條CAN總線的波特率及信號優先級做了區分.
之前管理一堆車身零部件(雨刮/大燈/車窗...)的BCM也成了BCAN的一個節點!
現如今的燃油車整車CAN網絡主要以網關為控制中心,
本篇文章以下主要介紹這種類型的CAN網絡.
CAN網絡基本構成單元1_ECU節點
就是車上的智能硬件設備里ECU控制單元.
比如ABS(防抱死系統)這個ECU是專門用于車輛制動過程中防止車輪被抱死的一套智能設備.
當今汽車越豪華,ECU就越多,智能控制硬件就越多,相對價格就越貴.一般的,一輛車普通的家用 轎車都有25個左右ECU.
由于車上ECU太多, 每種ECU作用各不相同, 信號傳輸速率(波特率)也不一致.
為了更加方便管理這些ECU, 我們把以上各類ECU按其功能/波特率分別布置在5條CAN總線上。
CAN網絡基本構成單元2_CAN總線
也叫CAN BUS, 為了方便測試人員理解, 可以理解成CAN支線(可理解成一個路由器上的5條分口引出來的分支網線).
一般地, 分成5條CAN總線:
①PCAN (PowerTrain CAN ) ? 動力總成CAN總線
這條CAN總線主要負責車輛動力及最高安全級.
這條CAN總線上一般有以下ECU:
ECM ( Engine Control Module ) 發動機控制模塊
SRS ( SupplementalRestraintSystem) 電子安全氣囊
BMS ( Battery Management System ) 電池管理系統
.......
PCAN上是整車CAN網絡信號優先級及信號傳輸速率最高的一條CAN總線.
②CCAN (Chassis CAN) ? 底盤控制CAN總線
這條CAN總線主要負責汽車底盤及4個輪子的制動/穩定/轉向
這條CAN總線上一般有以下ECU:
ABS ( Antilock Brake System ) 防抱死制動系統
ESP(Electronic Stability Program)車身電子穩定系統
EPS(Electric Power Steering)電子轉向助力
......
CCAN由于涉及整車制動/助力轉向等, 所以其網絡信號優先級也是較高的.
③BCAN ( Body CAN )? 車身控制總線
這條CAN總線主要車身上的一些提高舒適性/安全性的智能硬件的管理與控制
這條CAN總線上一般有以下ECU:
AC ( Air Condition ) 空調
AVM(Around View Monitor) 360環視
BCM(Body Control Module) 天窗, 車窗, 霧燈, 轉向燈, 雨刮...
IMMO(Immobilizer) 發動機防盜系統
TPMS(Tire Pressure Monitoring System) 胎壓監控系統
......
BCAN其網絡信號優先級也是較低, 因為以上設備都是輔助設備.
④ ECAN ( Entertainment CAN ) ? 娛樂系統總線
這條CAN總線主要車身上的一些提高娛樂性的智能硬件的管理與控制
這條CAN總線上一般有以下ECU:
VAES( Video Audio Entertainment System) 車載娛樂系統(中控)
IPK(Instrument Pack) 組合儀表, 當今的數字儀表, 基本有音樂, 地圖, 通話等娛樂功能.
........
ECAN, 也是輔助可選設備, 所以優先級也是較低的.
⑤DCAN ( Diagnose CAN ) ? 診斷控制總線
這條CAN總線主要提供遠程診斷功能
這條CAN總線上只有一個ECU:
Tbox(Telematics BOX) 遠程控制模塊
.......
每條CAN總線都是由2根線組成的雙絞線構成,
一根can_high, 一根can_low, 分別代表高電平, 低電平.
CAN網絡基本組成單元3_網關
網關是整個CAN網絡的核心, 控制著整車5條CAN總線的信號轉發與處理.
總結:
以上就是一個當今主流燃油車的CAN網絡
PS:
電動汽車的CAN網絡模型其實也類似,
只是其控制單元主要以VCM(Vehicle Control Module)整車控制模塊為控制中心.
