嘴哥有料系列-can教程1：整车CAN网络基本结构

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在了解can网络之前, 先了解1个问题:

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.

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