人類(lèi)有大腦，電腦有CPU，而汽車(chē)則有ECU。顯然，如果將一輛車(chē)比喻成一個(gè)人的話(huà)，那么，四個(gè)輪子就是人的四肢，車(chē)身和底盤(pán)是人的骨骼，各種電路和線(xiàn)路是人的反饋神經(jīng)，而ECU則是控制人的各種思維和行為的大腦?？匆?jiàn)ECU是整車(chē)性能好壞的最重要組成部分了。那么ECU究竟是怎么一回事呢?

 

一、什么是ECU

ECU（Electronic Control Unit）電子控制單元，又稱(chēng)“行車(chē)電腦”、“車(chē)載電腦”等。從用途上講則是汽車(chē)專(zhuān)用微機控制器。它和普通的電腦一樣,由微處理器（MCU）、存儲器（ROM、RAM）、輸入/輸出接口（I/O）、模數轉換器（A/D）以及整形、驅動(dòng)等大規模集成電路組成。

 

從外觀(guān)上也很好辨認—在發(fā)動(dòng)機電子燃油噴射系統中有一個(gè)形似方盒子的控制元件,它就是ECU。元件周?chē)性S多細密的插槽，用來(lái)連接眾多的輸入輸出電路,它和其他電子控制元件一起組成了汽車(chē)的大腦神經(jīng)中樞系統 ,隨時(shí)監控著(zhù)輸入的各種數據(比如剎車(chē)、換檔等)和汽車(chē)運行的各種狀態(tài) (加速、打滑、油耗等 ),并按照預先設計的程序計算各種傳感器送來(lái)的信息 ,經(jīng)過(guò)處理以后,把各個(gè)參數發(fā)送給各相關(guān)的執行機構 ,執行各種預定的控制功能。

 

 

圖1

 

二、 總線(xiàn)負載率對傳輸穩定性影響分析

隨著(zhù)駕駛性能以及安全等級的不斷提高，使得對各類(lèi)電控系統采集和執行的信號精準的要求越來(lái)越高，導致 ECU之間交互的信息量越來(lái)越大，報文不斷增多，負載不斷增大。一般情況下，為保證低優(yōu)先級的報文傳輸延遲在可接受的時(shí)間范圍內，總線(xiàn)利用率不應超過(guò)30%，當負載率大于38%～40％時(shí)，穩定性開(kāi)始衰減，超過(guò)55％后存在影響駕駛性及安全性風(fēng)險，大于65％時(shí)，穩定性衰減加劇，超過(guò)98％時(shí)，網(wǎng)絡(luò )將不堪重負，如圖2所示。

 

 

圖2

 

三、 高負載率對總線(xiàn)的影響

CAN總線(xiàn)本質(zhì)上還是半雙工通訊，就是“單行道”，即一個(gè)節點(diǎn)發(fā)送的時(shí)候其他節點(diǎn)無(wú)法發(fā)送數據。雖然CAN報文ID有優(yōu)先級的區分，但如果高優(yōu)先級一直占用總線(xiàn)，導致低優(yōu)先級的節點(diǎn)就無(wú)法發(fā)出數據，這就是堵塞現象。負載率高的總線(xiàn)，此現象更為嚴重。

 

擁堵的重要的危害會(huì )發(fā)生報文競爭，導致仲裁。在仲裁結束時(shí)，容易產(chǎn)生尖峰脈沖，有導致位翻轉的隱患，特別是在容抗較大場(chǎng)合，容易導致位錯誤。如圖3所示。

 

圖3

 

負載率過(guò)高，總線(xiàn)節點(diǎn)多，造成總線(xiàn)網(wǎng)線(xiàn)的分布電容很大，體現在下降沿非常緩，如圖4所示，顯性電平回到隱性電平需要的放電時(shí)間加大。對信號來(lái)說(shuō)就是會(huì )縮短隱性電平時(shí)間，容易導致位錯誤。

 

圖4

 

有人會(huì )問(wèn)CAN總線(xiàn)負載率必需小于30%嗎？CAN總線(xiàn)負載率不一定要小于30%，根據經(jīng)驗，負載率應控制在50％以?xún)?，有較為完善的網(wǎng)絡(luò )管理策略時(shí)，網(wǎng)段負載率應不超過(guò)70%。當然負載率是越低，越能保證實(shí)時(shí)性，但是負載率太低就無(wú)法傳輸足夠的數據，這是CAN的一個(gè)問(wèn)題，在數據量大的時(shí)候無(wú)法保證實(shí)時(shí)性。一般的說(shuō)法是30%左右的負載率是最好的。