速銳得解碼特斯拉Model Y整車網(wǎng)關(guān)電路及CAN通信協(xié)議DBC控制策略
2022-12-01 17:49:17
劉國瓊
研究和解碼特斯拉Model Y的整車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)更有樂趣，速銳得近期解碼了特斯拉Model Y整車網(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，首先這款車是全球銷量前五其中的唯一一款電動汽車，自從上海特斯拉Model Y量產(chǎn)以來，目前在中國的銷售價格也是最便宜的，起步價才28個W，今年以來就特斯拉Model Y已經(jīng)全球銷售了54萬輛，不研究它，還研究誰？
其次，特斯拉Model Y在全球的改裝件、零部件、升級、外飾、汽車電子，后續(xù)都有足夠的想象空間，能拿到特斯拉Model Y整車網(wǎng)關(guān)電路及CAN通信協(xié)議DBC控制策略，無疑在原始開發(fā)和底層技術(shù)積累上，就掌握著一手資源和主動權(quán)。如何去解碼一款特斯拉Model Y整車網(wǎng)關(guān)電路及CAN通信協(xié)議DBC，無疑是需要一套好用的工具、技術(shù)、人員、測試、軟件等多方面的資源。另外就是首先得有一臺特斯拉Model Y。
比較幸運的是，客戶開來了一臺2022新款特斯拉Model Y，已經(jīng)全身鍍膜，閃亮得有點心動，很不禮貌的是，我們需要拆掉一些東西。首先我們根據(jù)接口測試，研究出特斯拉Model Y各個線纜的通路，在特斯拉中控扶手箱后邊，找到一個裝飾面板，先打開它，然后測試?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
為了更適配原車線路，我們采用特種探針結(jié)合萬用表及外設(shè)工具，根據(jù)結(jié)構(gòu)引腳上的線束端子，逐個做出測試，在這個接口處，有3路CAN網(wǎng)絡(luò)，我們選擇第一組CAN網(wǎng)絡(luò)進行測試。紅色探針和黑色探針分別接入萬用表，測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，整車有257個CANID，涉及內(nèi)容包括了國產(chǎn)化后DBC部分上做了大量的改動，在CAN網(wǎng)關(guān)上，采用標(biāo)準(zhǔn)的CANBUS 11bit 500k的速率。速銳得通過測試發(fā)現(xiàn)，特斯拉Model Y直接實現(xiàn)的控制功能有：開鎖、落鎖、后視鏡折疊/展開、引擎蓋開啟，狀態(tài)數(shù)據(jù)包括了車五門狀態(tài)、后尾箱、引擎蓋、車燈組狀態(tài)、轉(zhuǎn)向燈、方向盤轉(zhuǎn)向角、加速踏板幅度、制動踏板、汽車擋位、Ready狀態(tài)、車速、總里程、車架號、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、兒童鎖開關(guān)、車窗鎖開關(guān)、雨刮、自動遠光燈等。部分數(shù)據(jù)單獨列出來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，這和領(lǐng)先全球的電池控制技術(shù)積累是分不開的，電池的可用效率，目前也是全球領(lǐng)先的，通過3天的測試、類比、環(huán)比，對照，我們拿到了很多的CAN報文，并通過SPY3，編譯了特斯拉Model Y整車控制策略DBC文件。如下圖所示：
特斯拉Model Y整車控制器策略主要功能：
一是整車能量分配及優(yōu)化管理：根據(jù)駕駛員的具體操作和實際工況對車輛進行管理、優(yōu)化及調(diào)整，以實現(xiàn)優(yōu)化能量供給，延長車輛使用壽命，提高車輛運行經(jīng)濟性。
二是故障處理及診斷功能：對出現(xiàn)的異常情況進行診斷、提示和主動修復(fù)工作，系統(tǒng)狀態(tài)儀表顯示。
三是整車設(shè)備管理：監(jiān)控各設(shè)備運行狀態(tài)，及時進行動態(tài)調(diào)整。
四是系統(tǒng)控制：根據(jù)既定的操控程序?qū)︸{駛員的各項操作進行及時響應(yīng)，實時與數(shù)據(jù)庫進行比對，對各節(jié)點進行動態(tài)控制。
我們梳理下特斯拉Model Y整車控制器策略主要功能項目，如下表格：
序號 | 功能點 | 功能描述 |
1 | 高壓上下電功能 | 整車驅(qū)動上下電、充電上下電時序管理 |
1.1 | 驅(qū)動上電 | 車輛正常功能下的上電功能 |
1.2 | 驅(qū)動下電 | 車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、絕緣三級故障時的異常下電功能 |
1.4 | 一般故障下電 | 當(dāng)出現(xiàn)非絕緣三級故障，非整車三級故障時的故障下電功能 |
1.5 | 充電上電 | 充電時的上電功能 |
1.6 | 充電下電 | 充電完成或者退出充電時的下電功能 |
1.7 | 高壓上下電仲裁功能 | 保證充電上下電的優(yōu)先級高于驅(qū)動上下電 |
2 | 驅(qū)動功能 | 根據(jù)整車狀態(tài)，解析駕駛員意圖，輸出扭矩命令，控制整車行駛 |
2.1 | 擋位識別 | 可根據(jù)當(dāng)前車速和輸出扭矩實現(xiàn)邏輯擋位輸出 |
2.2 | 駕駛模式識別 | 在一定條件下實現(xiàn)經(jīng)濟模式、NORMAL模式和切換功能 |
2.3 | 滑行工況回饋扭矩控制 | 整車制動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 | 制動工況回饋扭矩控制 | 整車根據(jù)加速踏板、制動踏板狀態(tài)執(zhí)行制動能量回收 |
2.5 | 驅(qū)動扭矩控制 | 正常行駛時根據(jù)加速踏板開度、擋位、當(dāng)前車速進行扭矩輸出，仲裁，分配及濾波。 |
2.6 | 擋位防盜 | 根據(jù)整車狀態(tài)，向換擋器輸出擋位鎖止信號 |
2.7 | 最高車速限制 | 當(dāng)整車達到出廠設(shè)置的最高車速時，限制扭矩輸出，實現(xiàn)限速。 |
2.8 | 蠕行功能 | 在起步掛擋時，整車會緩慢行駛至標(biāo)定車速 |
2.9 | 跛行回家 | 當(dāng)整車有故障時，整車降扭、限速行駛 |
2.10 | 坡起輔助功能 | 當(dāng)整車在坡上時，控制整車緩慢向前行駛，輔助進行坡起。 |
3 | 高壓互鎖防護 | |
4 | 碰撞防護 | 采集氣囊傳感器碰撞信號，當(dāng)有碰撞發(fā)生時停止扭矩輸出，切斷高壓電。 |
5 | 真空泵控制 | 采集真空泵信號，控制零扭矩輸出。 |
6 | 熱管理功能 | 整車高壓系統(tǒng)級空調(diào)系統(tǒng)管理功能 |
6.1 | 驅(qū)動高壓散熱功能 | 驅(qū)動狀態(tài)下，控制水泵及風(fēng)扇，對電機，電控進行散熱 |
6.2 | PTC加熱功能 | 控制PTC繼電器，實現(xiàn)空調(diào)加熱功能。 |
6.3 | 空調(diào)制冷功能 | 輸出壓縮機啟停信號 |
7 | 動力防盜功能 | 通過與PEPS防盜認證，防止整車被非法啟動。 |
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 | 通過計算百公里平均電耗及電池剩余電量，計算續(xù)航里程 |
10 | 故障處理功能 | 對整車不同等級故障進行處理 |
11 | 網(wǎng)關(guān)功能 | VCU具備不同總線間信號轉(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，無論是你想做一款特斯拉的儀表盤，還是想要改裝特斯拉Model Y智能隨動轉(zhuǎn)向大燈，或者增加一個新的電子控制器，只要和數(shù)據(jù)打上交道，使得產(chǎn)品能用，功能齊全，原車兼容，那么，我們在這一塊就能幫得到你。
