什么是智能硬件与ECU ?
何为智能硬件, 就是包含智能控制单元的硬件, 比如发动机, 发动机上有一块儿专门负责控制发动机进气量, 喷油量, 排气量的控制单元, 这块单元相当于发动机的大脑. 他具有信号发送, 信号接收, 参数存储等基本功能, 这个控制单元就是ECU.
ECU(Electronic ControlUnit）电子控制单元，是汽车专用微机控制器, 一个ECU一般负责1个或多个智能硬件设备.
随着汽车的发展, 车上的智能设备越来越多, 也就是说车上的ECU也越来越多, 如何用一个网络把这些智能设备的ECU全部连接起来并整体协调控制?
这就是CAN网络!
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什么是CAN网络
CAN是控制器局域网络(Controller Area Network, CAN)的简称.
目前普遍运用在汽车网络.
CAN网络的优势
1) 开放的标准
2) 低成本
3) 高速实时传递, 数据传递更安全可靠
4) 适用于各种汽车
CAN网络_早期基本结构图
早期的整车CAN网络主要是围绕BCM(车身控制器)为控制中心, 早期的汽车, 智能硬件较少, 车身零部件(雨刮/大灯/车窗...)倒是一堆, 所以早期的正常CAN网络把所有其他的ECU全部放在Other ECU里边.
随着智能硬件的越来越多, 且考虑到成本与安全,
BCM已经不够完成如此庞大的网络管理了, 网关应运而生,
网关管理了5条CAN总线的各类ECU,
并对这5条CAN总线的波特率及信号优先级做了区分.
之前管理一堆车身零部件(雨刮/大灯/车窗...)的BCM也成了BCAN的一个节点!
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CAN网络_当今主流结构图
现如今的燃油车整车CAN网络主要以网关为控制中心,
本篇文章以下主要介绍这种类型的CAN网络.
CAN网络基本构成单元1_ECU节点
就是车上的智能硬件设备里ECU控制单元.
比如ABS(防抱死系统)这个ECU是专门用于车辆制动过程中防止车轮被抱死的一套智能设备.
当今汽车越豪华,ECU就越多,智能控制硬件就越多,相对价格就越贵.一般的,一辆车普通的家用 轿车都有25个左右ECU.
如下图, 车上某个智能硬件上的ECU(智能电子控制单元)
由于车上ECU太多, 每种ECU作用各不相同, 信号传输速率(波特率)也不一致.
为了更加方便管理这些ECU, 我们把以上各类ECU按其功能/波特率分别布置在5条CAN总线上. ☟☟☟
CAN网络基本构成单元2_CAN总线
也叫CAN BUS, 为了方便测试人员理解, 可以理解成CAN支线(可理解成一个路由器上的5条分口引出来的分支网线).
一般地, 分成5条CAN总线:
①PCAN (PowerTrain CAN ) ☞ 动力总成CAN总线
这条CAN总线主要负责车辆动力及最高安全级.
这条CAN总线上一般有以下ECU:
ECM ( Engine Control Module ) 发动机控制模块
SRS ( SupplementalRestraintSystem) 电子安全气囊
BMS ( Battery Management System ) 电池管理系统
.......
PCAN上是整车CAN网络信号优先级及信号传输速率最高的一条CAN总线.
②CCAN (Chassis CAN) ☞ 底盘控制CAN总线
这条CAN总线主要负责汽车底盘及4个轮子的制动/稳定/转向
这条CAN总线上一般有以下ECU:
ABS ( Antilock Brake System ) 防抱死制动系统
ESP(Electronic Stability Program)车身电子稳定系统
EPS(Electric Power Steering)电子转向助力
......
CCAN由于涉及整车制动/助力转向等, 所以其网络信号优先级也是较高的.
③BCAN ( Body CAN )☞ 车身控制总线
这条CAN总线主要车身上的一些提高舒适性/安全性的智能硬件的管理与控制
这条CAN总线上一般有以下ECU:
AC ( Air Condition ) 空调
AVM(Around View Monitor) 360环视
BCM(Body Control Module) 天窗, 车窗, 雾灯, 转向灯, 雨刮...
IMMO(Immobilizer) 发动机防盗系统
TPMS(Tire Pressure Monitoring System) 胎压监控系统
......
BCAN其网络信号优先级也是较低, 因为以上设备都是辅助设备.
④ ECAN ( Entertainment CAN ) ☞ 娱乐系统总线
这条CAN总线主要车身上的一些提高娱乐性的智能硬件的管理与控制
这条CAN总线上一般有以下ECU:
VAES( Video Audio Entertainment System) 车载娱乐系统(中控)
IPK(Instrument Pack) 组合仪表, 当今的数字仪表, 基本有音乐, 地图, 通话等娱乐功能.
........
ECAN, 也是辅助可选设备, 所以优先级也是较低的.
⑤DCAN ( Diagnose CAN ) ☞ 诊断控制总线
这条CAN总线主要提供远程诊断功能
这条CAN总线上只有一个ECU:
Tbox(Telematics BOX) 远程控制模块
.......
每条CAN总线都是由2根线组成的双绞线构成,
一根can_high, 一根can_low, 分别代表高电平, 低电平.
以下是某条CAN总线的模型图, 一条CAN总线上连着4个ECU控制单元.
CAN网络基本组成单元3_网关
网关是整个CAN网络的核心, 控制着整车5条CAN总线的信号转发与处理.
由于网关功能太多, 我们下节课继续详细解读网关.
总结:
以上就是一个当今主流燃油车的CAN网络
PS:
电动汽车的CAN网络模型其实也类似,
只是其控制单元主要以VCM(Vehicle Control Module)整车控制模块为控制中心.
