速銳得解碼特斯拉Model Y整車(chē)網(wǎng)關(guān)電路及CAN通信協(xié)議DBC控制策略
2022-12-01 17:49:17
劉國(guó)瓊
研究和解碼特斯拉Model Y的整車(chē)控制中心的控制策略，比研究一般寶馬、奔馳、奧迪的CAN總線數(shù)據(jù)更有樂(lè)趣，速銳得近期解碼了特斯拉Model Y整車(chē)網(wǎng)關(guān)電路，分析出特斯拉Model Y網(wǎng)關(guān)電路圖及CAN矩陣并編譯了特斯拉Model Y通信協(xié)議DBC文件。
研究特斯拉Model Y是比較有趣的一件事，首先這款車(chē)是全球銷(xiāo)量前五其中的唯一一款電動(dòng)汽車(chē)，自從上海特斯拉Model Y量產(chǎn)以來(lái)，目前在中國(guó)的銷(xiāo)售價(jià)格也是最便宜的，起步價(jià)才28個(gè)W，今年以來(lái)就特斯拉Model Y已經(jīng)全球銷(xiāo)售了54萬(wàn)輛，不研究它，還研究誰(shuí)？
其次，特斯拉Model Y在全球的改裝件、零部件、升級(jí)、外飾、汽車(chē)電子，后續(xù)都有足夠的想象空間，能拿到特斯拉Model Y整車(chē)網(wǎng)關(guān)電路及CAN通信協(xié)議DBC控制策略，無(wú)疑在原始開(kāi)發(fā)和底層技術(shù)積累上，就掌握著一手資源和主動(dòng)權(quán)。如何去解碼一款特斯拉Model Y整車(chē)網(wǎng)關(guān)電路及CAN通信協(xié)議DBC，無(wú)疑是需要一套好用的工具、技術(shù)、人員、測(cè)試、軟件等多方面的資源。另外就是首先得有一臺(tái)特斯拉Model Y。
比較幸運(yùn)的是，客戶(hù)開(kāi)來(lái)了一臺(tái)2022新款特斯拉Model Y，已經(jīng)全身鍍膜，閃亮得有點(diǎn)心動(dòng)，很不禮貌的是，我們需要拆掉一些東西。首先我們根據(jù)接口測(cè)試，研究出特斯拉Model Y各個(gè)線纜的通路，在特斯拉中控扶手箱后邊，找到一個(gè)裝飾面板，先打開(kāi)它，然后測(cè)試?yán)锩嫠械木€序及連接網(wǎng)絡(luò)情況，如下圖所示：
網(wǎng)關(guān)接口
為了更適配原車(chē)線路，我們采用特種探針結(jié)合萬(wàn)用表及外設(shè)工具，根據(jù)結(jié)構(gòu)引腳上的線束端子，逐個(gè)做出測(cè)試，在這個(gè)接口處，有3路CAN網(wǎng)絡(luò)，我們選擇第一組CAN網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行測(cè)試。紅色探針和黑色探針?lè)謩e接入萬(wàn)用表，測(cè)量出所有線束端子的電壓，然后一一做好記錄，根據(jù)特斯拉Model Y總線網(wǎng)絡(luò)，我們擬出拓補(bǔ)圖紙，如下圖所示：
特斯拉CAN數(shù)據(jù)非常豐富，除了部分娛樂(lè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)用的以太網(wǎng)，其他基本都是用標(biāo)準(zhǔn)CAN2.0 ，這也意味著，我們從CAN總線的CANH和CANL能獲得更多可用的信息，整車(chē)有257個(gè)CANID，涉及內(nèi)容包括了國(guó)產(chǎn)化后DBC部分上做了大量的改動(dòng)，在CAN網(wǎng)關(guān)上，采用標(biāo)準(zhǔn)的CANBUS 11bit 500k的速率。速銳得通過(guò)測(cè)試發(fā)現(xiàn)，特斯拉Model Y直接實(shí)現(xiàn)的控制功能有：開(kāi)鎖、落鎖、后視鏡折疊/展開(kāi)、引擎蓋開(kāi)啟，狀態(tài)數(shù)據(jù)包括了車(chē)五門(mén)狀態(tài)、后尾箱、引擎蓋、車(chē)燈組狀態(tài)、轉(zhuǎn)向燈、方向盤(pán)轉(zhuǎn)向角、加速踏板幅度、制動(dòng)踏板、汽車(chē)擋位、Ready狀態(tài)、車(chē)速、總里程、車(chē)架號(hào)、剩余電量、續(xù)航里程、充電狀態(tài)、輸出扭矩、加速模式、轉(zhuǎn)向模式、能量回收、停止模式、兒童鎖開(kāi)關(guān)、車(chē)窗鎖開(kāi)關(guān)、雨刮、自動(dòng)遠(yuǎn)光燈等。部分?jǐn)?shù)據(jù)單獨(dú)列出來(lái)CAN ID是如下形式：
特斯拉Model Y的BMS電池管理系統(tǒng)也非常發(fā)達(dá)，這和領(lǐng)先全球的電池控制技術(shù)積累是分不開(kāi)的，電池的可用效率，目前也是全球領(lǐng)先的，通過(guò)3天的測(cè)試、類(lèi)比、環(huán)比，對(duì)照，我們拿到了很多的CAN報(bào)文，并通過(guò)SPY3，編譯了特斯拉Model Y整車(chē)控制策略DBC文件。如下圖所示：
特斯拉Model Y整車(chē)控制器策略主要功能：
一是整車(chē)能量分配及優(yōu)化管理：根據(jù)駕駛員的具體操作和實(shí)際工況對(duì)車(chē)輛進(jìn)行管理、優(yōu)化及調(diào)整，以實(shí)現(xiàn)優(yōu)化能量供給，延長(zhǎng)車(chē)輛使用壽命，提高車(chē)輛運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。
二是故障處理及診斷功能：對(duì)出現(xiàn)的異常情況進(jìn)行診斷、提示和主動(dòng)修復(fù)工作，系統(tǒng)狀態(tài)儀表顯示。
三是整車(chē)設(shè)備管理：監(jiān)控各設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。
四是系統(tǒng)控制：根據(jù)既定的操控程序?qū)︸{駛員的各項(xiàng)操作進(jìn)行及時(shí)響應(yīng)，實(shí)時(shí)與數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行比對(duì)，對(duì)各節(jié)點(diǎn)進(jìn)行動(dòng)態(tài)控制。
我們梳理下特斯拉Model Y整車(chē)控制器策略主要功能項(xiàng)目，如下表格：
序號(hào) | 功能點(diǎn) | 功能描述 |
1 | 高壓上下電功能 | 整車(chē)驅(qū)動(dòng)上下電、充電上下電時(shí)序管理 |
1.1 | 驅(qū)動(dòng)上電 | 車(chē)輛正常功能下的上電功能 |
1.2 | 驅(qū)動(dòng)下電 | 車(chē)輛正常功能下的下電功能 |
1.3 | 碰撞絕緣故障下電 | 當(dāng)出現(xiàn)碰撞故障、絕緣三級(jí)故障時(shí)的異常下電功能 |
1.4 | 一般故障下電 | 當(dāng)出現(xiàn)非絕緣三級(jí)故障，非整車(chē)三級(jí)故障時(shí)的故障下電功能 |
1.5 | 充電上電 | 充電時(shí)的上電功能 |
1.6 | 充電下電 | 充電完成或者退出充電時(shí)的下電功能 |
1.7 | 高壓上下電仲裁功能 | 保證充電上下電的優(yōu)先級(jí)高于驅(qū)動(dòng)上下電 |
2 | 驅(qū)動(dòng)功能 | 根據(jù)整車(chē)狀態(tài)，解析駕駛員意圖，輸出扭矩命令，控制整車(chē)行駛 |
2.1 | 擋位識(shí)別 | 可根據(jù)當(dāng)前車(chē)速和輸出扭矩實(shí)現(xiàn)邏輯擋位輸出 |
2.2 | 駕駛模式識(shí)別 | 在一定條件下實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)模式、NORMAL模式和切換功能 |
2.3 | 滑行工況回饋扭矩控制 | 整車(chē)制動(dòng)踏板和加速踏板均未踩下的狀態(tài)執(zhí)行滑行能量回收 |
2.4 | 制動(dòng)工況回饋扭矩控制 | 整車(chē)根據(jù)加速踏板、制動(dòng)踏板狀態(tài)執(zhí)行制動(dòng)能量回收 |
2.5 | 驅(qū)動(dòng)扭矩控制 | 正常行駛時(shí)根據(jù)加速踏板開(kāi)度、擋位、當(dāng)前車(chē)速進(jìn)行扭矩輸出，仲裁，分配及濾波。 |
2.6 | 擋位防盜 | 根據(jù)整車(chē)狀態(tài)，向換擋器輸出擋位鎖止信號(hào) |
2.7 | 最高車(chē)速限制 | 當(dāng)整車(chē)達(dá)到出廠設(shè)置的最高車(chē)速時(shí)，限制扭矩輸出，實(shí)現(xiàn)限速。 |
2.8 | 蠕行功能 | 在起步掛擋時(shí)，整車(chē)會(huì)緩慢行駛至標(biāo)定車(chē)速 |
2.9 | 跛行回家 | 當(dāng)整車(chē)有故障時(shí)，整車(chē)降扭、限速行駛 |
2.10 | 坡起輔助功能 | 當(dāng)整車(chē)在坡上時(shí)，控制整車(chē)緩慢向前行駛，輔助進(jìn)行坡起。 |
3 | 高壓互鎖防護(hù) | |
4 | 碰撞防護(hù) | 采集氣囊傳感器碰撞信號(hào)，當(dāng)有碰撞發(fā)生時(shí)停止扭矩輸出，切斷高壓電。 |
5 | 真空泵控制 | 采集真空泵信號(hào)，控制零扭矩輸出。 |
6 | 熱管理功能 | 整車(chē)高壓系統(tǒng)級(jí)空調(diào)系統(tǒng)管理功能 |
6.1 | 驅(qū)動(dòng)高壓散熱功能 | 驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下，控制水泵及風(fēng)扇，對(duì)電機(jī)，電控進(jìn)行散熱 |
6.2 | PTC加熱功能 | 控制PTC繼電器，實(shí)現(xiàn)空調(diào)加熱功能。 |
6.3 | 空調(diào)制冷功能 | 輸出壓縮機(jī)啟停信號(hào) |
7 | 動(dòng)力防盜功能 | 通過(guò)與PEPS防盜認(rèn)證，防止整車(chē)被非法啟動(dòng)。 |
8 | 附件管理功能 | 控制DCDC等相關(guān)附件的工作狀態(tài) |
9 | 剩余里程顯示功能 | 通過(guò)計(jì)算百公里平均電耗及電池剩余電量，計(jì)算續(xù)航里程 |
10 | 故障處理功能 | 對(duì)整車(chē)不同等級(jí)故障進(jìn)行處理 |
11 | 網(wǎng)關(guān)功能 | VCU具備不同總線間信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)功能 |
深入研究，才有深度可能，我們做的事情和黑客類(lèi)似，但是不是為了炫技，我們也只是在應(yīng)用端為行業(yè)提供必要的數(shù)據(jù)支撐，無(wú)論是你想做一款特斯拉的儀表盤(pán)，還是想要改裝特斯拉Model Y智能隨動(dòng)轉(zhuǎn)向大燈，或者增加一個(gè)新的電子控制器，只要和數(shù)據(jù)打上交道，使得產(chǎn)品能用，功能齊全，原車(chē)兼容，那么，我們?cè)谶@一塊就能幫得到你。
