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標(biāo)題: 整車CAN網(wǎng)絡(luò)介紹 [打印本頁]

作者: 故里十年 時(shí)間: 2018-9-15 23:37
標(biāo)題: 整車CAN網(wǎng)絡(luò)介紹
CAN(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。 ECU（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。CAN網(wǎng)絡(luò)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，一般燃油車的CAN網(wǎng)絡(luò)可以分成如下5條CAN總線：

PT CAN (PowerTrain CAN ) 動(dòng)力總成CAN總線
PT CAN總線上一般有以下ECU:
ECM ( Engine Control Module ) 發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊
SRS ( SupplementalRestraintSystem) 電子安全氣囊
BMS ( Battery Management System ) 電池管理系統(tǒng)
EPB Electronic Park Brake, 電子駐車系統(tǒng)
PT CAN負(fù)責(zé)車輛動(dòng)力，是整車CAN網(wǎng)絡(luò)信號優(yōu)先級及信號傳輸速率最高的一條CAN總線。
CH CAN (Chassis CAN) 底盤控制CAN總線
CH CAN總線上一般有以下ECU:
ABS ( Antilock Brake System ) 防抱死制動(dòng)系統(tǒng)
ESP(Electronic Stability Program)車身電子穩(wěn)定系統(tǒng)
EPS(Electric Power Steering)電子轉(zhuǎn)向助力
……
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)信號優(yōu)先級也是較高的。
Body CAN車身控制總線
Body CAN總線上一般有以下ECU:
AC ( Air Condition ) 空調(diào)
AVM(Around View Monitor) 360環(huán)視
BCM(Body Control Module) 天窗, 車窗, 霧燈, 轉(zhuǎn)向燈, 雨刮…
IMMO(Immobilizer) 發(fā)動(dòng)機(jī)防盜系統(tǒng)
TPMS(Tire Pressure Monitoring System) 胎壓監(jiān)控系統(tǒng)
……
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)信號優(yōu)先級較低, 因?yàn)橐陨显O(shè)備都是輔助設(shè)備。
Info CAN ( Infomercial CAN ) 娛樂系統(tǒng)總線
Info CAN 總線上一般有以下ECU:
VAES( Video Audio Entertainment System) 車載娛樂系統(tǒng)(中控)
IPK(Instrument Pack) 組合儀表, 當(dāng)今的數(shù)字儀表, 基本有音樂, 地圖, 通話等娛樂功能.
……..
Info CAN是輔助可選設(shè)備, 所以優(yōu)先級也是較低的，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。
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:
Tbox(Telematics BOX) 遠(yuǎn)程控制模塊

電動(dòng)汽車的CAN網(wǎng)絡(luò)模型也類似，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。 [img][/img]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).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總線的各類信號轉(zhuǎn)發(fā)與處理，基本功能包括:

      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。
      診斷報(bào)文/非診斷報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)。
      診斷防火墻管理。
      節(jié)點(diǎn)在線監(jiān)控。
      巡航控制器開關(guān)檢測。
      腳踏板位置檢測。
      網(wǎng)關(guān)休眠與喚醒管理。
      ECU升級/網(wǎng)關(guān)升級。
      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，把這些信號按一定的標(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, 則ECU將解析信號并做相應(yīng)的處理。整車所有ECU基本是以毫秒級或者微妙級的速度在源源不斷的發(fā)送并接收信號，所以網(wǎng)關(guān)需要處理并轉(zhuǎn)發(fā)廣播的信號是非常多的且必須要很快處理完的。車機(jī)娛樂系統(tǒng)基本來說, 當(dāng)今的智能車機(jī)基本有以下幾個(gè)特點(diǎn):

基于智能操作系統(tǒng)：Android，Linux等。
基本都是虛擬按鍵，較少用實(shí)體按鍵。
具備外網(wǎng)連接功能，即搭載了Tbox盒子。
有配套的車聯(lián)網(wǎng)App，可以當(dāng)手機(jī)鑰匙及遠(yuǎn)程車控等功能。
具備控制：空調(diào)，數(shù)字液晶儀表，360度環(huán)視攝像頭，其他車身設(shè)備(天窗, 車窗,大燈)的應(yīng)用程序。

需要說明的是：

車機(jī)娛樂系統(tǒng)是Info CAN上的一個(gè)節(jié)點(diǎn), 節(jié)點(diǎn)名稱為VAES (Video Audio Entertainment System)
空調(diào)是Body CAN上的一個(gè)節(jié)點(diǎn), 節(jié)點(diǎn)名稱AC。
儀表是Info CAN上的節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)名稱IPK，也叫ICU。
360智能環(huán)視攝像頭是Body CAN上的節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)名稱AVM。
其他車身設(shè)備(天窗, 車窗, 大燈)等設(shè)備是Body CAN上的BCM節(jié)點(diǎn)統(tǒng)一管理的。

車機(jī)節(jié)點(diǎn)是車機(jī)上的一塊MCU，專門負(fù)責(zé)車機(jī)主機(jī)對整車CAN網(wǎng)絡(luò)的CAN信號轉(zhuǎn)換的，業(yè)界一般用IPCL協(xié)議進(jìn)行CAN信號到字符串信號(程序員能識別的信號)的轉(zhuǎn)換，以上字符串信號經(jīng)過Carservice或App的解析后，轉(zhuǎn)成文字或者圖像的界面供用戶選擇和使用，這樣就把原始CAN信號轉(zhuǎn)成用戶能夠看得懂的文字或圖像。因此

VAES(車機(jī))節(jié)點(diǎn)訂閱消息(接收): 車機(jī)就是一臺(tái)顯示器。
VAES(車機(jī))節(jié)點(diǎn)發(fā)送消息: 車機(jī)就是一臺(tái)遠(yuǎn)程控制器。

TBOXTbox是汽車上的一個(gè)盒子，其實(shí)是一個(gè)Android操作系統(tǒng)的帶通訊功能的盒子，內(nèi)含一張SIM卡，一般是中國聯(lián)通SIM卡，與這個(gè)盒子配套硬件還有GPS天線，4G天線等。車機(jī)要聯(lián)網(wǎng)必須有Tbox設(shè)備才能實(shí)現(xiàn)。 TBOX的功能如下：

Tbox可以給車機(jī)提供外網(wǎng)連接功能。
如何提供外網(wǎng), 原理很簡單, 可以簡單的把它當(dāng)做是USB上網(wǎng)卡。
Tbox可以提供GPS定位服務(wù)。
Tbox有GPS天線接入，車機(jī)通過USB數(shù)據(jù)輸出接口實(shí)時(shí)獲取GPS定位信息。
(Tbox的USB接口，除了提供外網(wǎng)數(shù)據(jù), 提供GPS數(shù)據(jù)外，開發(fā)人員還可以通過這個(gè)USB線進(jìn)行Tbox開發(fā)及adb debug等。)
Tbox是Diag CAN(診斷CAN)上的一個(gè)節(jié)點(diǎn), 該節(jié)點(diǎn)可提供本地診斷和遠(yuǎn)程診斷等功能。

智能車機(jī)娛樂系統(tǒng)有配套的車聯(lián)網(wǎng)手機(jī)App，通過App可遠(yuǎn)程查看車機(jī)狀態(tài)，遠(yuǎn)程開啟座椅加熱，遠(yuǎn)程開啟空調(diào)，遠(yuǎn)程獲取車機(jī)狀態(tài)信息等。當(dāng)然，車聯(lián)網(wǎng)手機(jī)App狀態(tài)查詢/遠(yuǎn)程控制功能的實(shí)現(xiàn)，全部依托Tbox節(jié)點(diǎn)，Tbox節(jié)點(diǎn)可以接收遠(yuǎn)程4G信號，之后由Tbox在診斷CAN上發(fā)起CAN診斷及控制命令，Tbox還實(shí)時(shí)獲取相關(guān)CAN信號并上傳云平臺(tái)，云平臺(tái)返回?cái)?shù)據(jù)到車聯(lián)網(wǎng)手機(jī)App。最終達(dá)到遠(yuǎn)程診斷(遠(yuǎn)程獲取車輛狀態(tài), 遠(yuǎn)程讀取故障碼等…) 和遠(yuǎn)程控制(控制車上某些智能硬件的作用, 比如空調(diào), 座椅加熱等…)。Tbox上的SIM一般只給車主用戶提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，雖然這張電話可以打電話, 但是由于車機(jī)系統(tǒng)的功能接口限定(軟件界面上的功能限定)，限定了其只可以撥打道路救援電話，廠商客服電話，110等緊急電話，不可撥打普通手機(jī)號碼或電話號碼等。整車電源的4種狀態(tài)車輛鑰匙孔的4種狀態(tài)，即LOCK, ACC, ON, START，分別對應(yīng)4種電源模式，即OFF模式，ACC模式，RUN模式，CRANK模式。

OFF模式，就是上圖的LOCK，代表車輛電源未通電，此時(shí)整車can網(wǎng)絡(luò)一般也處于休眠狀態(tài)。
ACC模式，是對應(yīng)上圖的ACC，是Accessory的簡稱，整車上電狀態(tài)，整車通電了，can網(wǎng)絡(luò)也會(huì)喚醒并開始傳輸信號，但是發(fā)動(dòng)機(jī)未啟動(dòng)，整車基本通上了12V的電源電壓，此時(shí)車窗可用，空調(diào)可以開啟(但是由于發(fā)電機(jī)未開啟, 空調(diào)制冷制熱壓縮機(jī)都無效果，只有鼓風(fēng)機(jī)在吹風(fēng))。
CRANK模式，對應(yīng)上圖START，發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火狀態(tài)，即發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)啟動(dòng)，實(shí)際操作中，就是將鑰匙擰到底，等發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火成功后，鑰匙孔反彈到上圖的ON，也就是下面說的RUN模式。
RUN模式，對應(yīng)上圖的ON，發(fā)動(dòng)機(jī)處于運(yùn)行模式，此時(shí)發(fā)電機(jī)也運(yùn)行，并給蓄電池充電，此時(shí)的空調(diào)制冷制熱都可用。

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