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          整車CAN網(wǎng)絡(luò)介紹

          作者:CSDN 時(shí)間:2020-02-04 來源:CSDN 收藏

          在了解can網(wǎng)絡(luò)之前, 先了解1個(gè)問題:什么是智能硬件與

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/202002/409594.htm

          何為智能硬件,就是包含智能控制單元的硬件。比如發(fā)動(dòng)機(jī),發(fā)動(dòng)機(jī)上有一塊兒專門負(fù)責(zé)控制發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量、噴油量、排氣量的控制單元,這塊單元相當(dāng)于發(fā)動(dòng)機(jī)的大腦。它具有信號(hào)發(fā)送、信號(hào)接收、參數(shù)存儲(chǔ)等基本功能,這個(gè)控制單元就是。

          (Electronic ControlUnit)電子控制單元,是汽車專用微機(jī)控制器,一個(gè)ECU一般負(fù)責(zé)1個(gè)或多個(gè)智能硬件設(shè)備。

          隨著汽車的發(fā)展,車上的智能設(shè)備越來越多,也就是說車上的ECU也越來越多,如何用一個(gè)網(wǎng)絡(luò)把這些智能設(shè)備的ECU全部連接起來并整體協(xié)調(diào)控制?

          這就是網(wǎng)絡(luò)。

          網(wǎng)絡(luò)

          (Controller Area Network)控制器局域網(wǎng)絡(luò),CAN網(wǎng)絡(luò)在早期的整車應(yīng)用中以BCM(車身控制器)為控制中心,主要是車身零部件(雨刮/大燈/車窗…),智能硬件較少,所以早期的正常CAN網(wǎng)絡(luò)把所有其他的ECU全部放在Other ECU里邊,如下圖。

          1580784269835430.png

          每條CAN總線一般都是由2根線組成的雙絞線構(gòu)成,一根can_high,一根can_low,分別代表高電平和低電平,以下是某條CAN總線的模型圖, 一條CAN總線上連著4個(gè)ECU控制單元。

          1580784284711682.png

          一般燃油車的CAN網(wǎng)絡(luò)可以分成如下5條CAN總線:

          1. PT CAN (PowerTrain CAN ) 動(dòng)力總成CAN總線

          PT CAN總線上一般有以下ECU:

          1580783149789335.png

          PT CAN負(fù)責(zé)車輛動(dòng)力,是整車CAN網(wǎng)絡(luò)信號(hào)優(yōu)先級(jí)及信號(hào)傳輸速率最高的一條CAN總線。

          2. CH CAN (Chassis CAN) 底盤控制CAN總線

          CH CAN總線上一般有以下ECU:

          1580783185495323.png

          CH CAN負(fù)責(zé)汽車底盤及4個(gè)輪子的制動(dòng)/穩(wěn)定/轉(zhuǎn)向,由于涉及整車制動(dòng)/助力轉(zhuǎn)向等, 所以其網(wǎng)絡(luò)信號(hào)優(yōu)先級(jí)也是較高的。

          3. Body CAN車身控制總線

          Body CAN總線上一般有以下ECU:

          1580783218117969.png

          Body CAN負(fù)責(zé)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,其網(wǎng)絡(luò)信號(hào)優(yōu)先級(jí)較低, 因?yàn)橐陨显O(shè)備都是輔助設(shè)備。

          4. Info CAN ( Infomercial CAN ) 娛樂系統(tǒng)總線

          Info CAN 總線上一般有以下ECU:

          1580783246910962.png

          Info CAN是輔助可選設(shè)備, 所以優(yōu)先級(jí)也是較低的,主要負(fù)責(zé)車身上的一些提高娛樂性的智能硬件的管理與控制。

          5. DiagCAN ( Diagnose CAN ) 診斷控制總線

          DiagCAN總線主要提供遠(yuǎn)程診斷功能,只有一個(gè)ECU。

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          CAN網(wǎng)絡(luò)基本構(gòu)成單元ECU節(jié)點(diǎn),就是車上的智能硬件設(shè)備里ECU控制單元。比如ABS(防抱死系統(tǒng))這個(gè)ECU是專門用于車輛制動(dòng)過程中防止車輪被抱死的一套智能設(shè)備。當(dāng)今汽車越豪華,ECU就越多,智能控制硬件就越多,相對(duì)價(jià)格就越貴。一般的,一輛車普通的家用轎車都有25個(gè)左右ECU。

          如下圖,車上某個(gè)智能硬件上的ECU(智能電子控制單元):

          2019071616494695.png

          由于車上ECU太多,每種ECU作用各不相同,信號(hào)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(wǎng)關(guān)

          CAN網(wǎng)關(guān)或叫汽車網(wǎng)關(guān),因?yàn)榫W(wǎng)關(guān)不僅處理CAN網(wǎng)絡(luò),還處理LIN網(wǎng)絡(luò)。

          CAN網(wǎng)關(guān)的外形結(jié)構(gòu):

          1580784323408638.png

          實(shí)際can網(wǎng)關(guān)大概有六七十個(gè)接線pin腳,每個(gè)接線pin腳都有嚴(yán)格的定義,要匹配規(guī)定好的can總線或者開關(guān)設(shè)備,除了剛才涉及的10個(gè)can線接線口(5條雙絞線)、2個(gè)電源線接線口,還應(yīng)包括:定速巡航設(shè)備的8個(gè)接線口、電源管理方面的3個(gè)接線口、鑰匙開關(guān)(或無鑰匙啟動(dòng)系統(tǒng))的5個(gè)接口、腳踏板的3個(gè)接線口、5個(gè)LIN接線pin腳、檔位開關(guān)的4個(gè)接線pin腳等等。

          某些汽車廠商可能有更多新的硬件開關(guān)設(shè)備,電壓電阻開關(guān)設(shè)備等也都有對(duì)應(yīng)的接線pin腳,且可能預(yù)留一些PIN腳以備用。

          CAN網(wǎng)關(guān)是整個(gè)CAN網(wǎng)絡(luò)的核心,控制著整車5條CAN總線的各類信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)與處理,基本功能包括:

          1. 連接不同波特率(傳輸速度)的CAN總線/LIN總線,以實(shí)現(xiàn)CAN網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)中繼功能。

          2. 診斷報(bào)文/非診斷報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)。

          3. 診斷防火墻管理。

          4. 節(jié)點(diǎn)在線監(jiān)控。

          5. 巡航控制器開關(guān)檢測(cè)。

          6. 腳踏板位置檢測(cè)。

          7. 網(wǎng)關(guān)休眠與喚醒管理。

          8. ECU升級(jí)/網(wǎng)關(guān)升級(jí)。

          9. 電壓管理。

          CAN網(wǎng)關(guān)可以接收任何CAN總線(還有LIN總線)傳來的不同傳輸速率網(wǎng)絡(luò)信號(hào),把這些信號(hào)按一定的標(biāo)準(zhǔn)處理后,廣播到整車網(wǎng)絡(luò)去,如果有ECU訂閱(接收)了這個(gè)信號(hào),則ECU將解析信號(hào)并做相應(yīng)的處理。

          整車所有ECU基本是以毫秒級(jí)或者微妙級(jí)的速度在源源不斷的發(fā)送并接收信號(hào),所以網(wǎng)關(guān)需要處理并轉(zhuǎn)發(fā)廣播的信號(hào)是非常多的且必須要很快處理完的。

          實(shí)例一、儀表顯示發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速

          發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速信號(hào), 先從PCAN的ECM(發(fā)動(dòng)機(jī)引擎控制模塊)節(jié)點(diǎn)發(fā)出,CAN網(wǎng)關(guān)收到后,網(wǎng)關(guān)處理后廣播以GW_開頭的ECM信號(hào)到其他4條CAN總線上去。

          用Vehicle Spy 3 CAN工具查看可以看到以下的信號(hào)內(nèi)容:ECAN上的儀表(IPK)節(jié)點(diǎn)訂閱了發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào),則會(huì)將這個(gè)轉(zhuǎn)速信號(hào)解析,并顯示到儀表盤去;由于以上信號(hào)發(fā)送頻率太快,比如上圖的9.94ms/次,則你就會(huì)看到儀表盤上的轉(zhuǎn)速指針一直在不停地偏動(dòng)。

          簡(jiǎn)略發(fā)送圖如下:

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          實(shí)例二、安全帶未扣緊,儀表端報(bào)警

          安全帶未扣緊需要兩個(gè)條件:

          1.車速大于5

          2.安全帶扣未扣(即無電壓信號(hào))

          車速一般是PCAN上的ECM(發(fā)動(dòng)機(jī)引擎控制模塊)節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)信號(hào)管理的。安全帶扣這個(gè)設(shè)備是BCAN上的BCM(負(fù)責(zé)天窗、車窗、安全帶扣、雨刮等車身零部件設(shè)備…) 節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)信號(hào)管理的。

          即網(wǎng)關(guān)收到PCAN上的ECM節(jié)點(diǎn)發(fā)出來的車速信號(hào),并收到了BCAN上的BCM發(fā)出來的安全帶扣電壓值為異常值(比如0),CAN網(wǎng)關(guān)統(tǒng)一處理后轉(zhuǎn)發(fā)并廣播以GW_開頭的信號(hào)幀,ECAN上的儀表(IPK)節(jié)點(diǎn)訂閱(接收)了GW_開頭的相關(guān)安全帶未扣信號(hào)幀, 則會(huì)解析報(bào)警并顯示到儀表盤去。

          如果安全帶扣一直未扣緊,則CAN網(wǎng)關(guān)將一直發(fā)送GW_開頭的相關(guān)安全帶信號(hào)幀,其信號(hào)值是安全帶未扣緊,所以車主會(huì)聽到一直報(bào)警。

          直到安全帶扣上,CAN網(wǎng)關(guān)繼續(xù)發(fā)送安全帶相關(guān)的信號(hào),只是這個(gè)時(shí)候的信號(hào)值是安全帶已扣緊,報(bào)警將立馬消失。

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          總結(jié)

          以上只是兩個(gè)簡(jiǎn)易的案例,實(shí)際上,整車所有ECU基本是以毫秒級(jí)或者微妙級(jí)的速度在源源不斷的發(fā)送并接收信號(hào),所以網(wǎng)關(guān)需要處理并轉(zhuǎn)發(fā)廣播的信號(hào)是非常多的且必須要很快處理完的。



          關(guān)鍵詞: ECU CAN

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