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September 14, 2013

BMW

８０年代初め

複数のノード（ECU/Electric Control Unit等）間の通信を行うものとして

光ファイバを用いてトヨタセンチュリー専用に

デンソーが世界で初めて実用化するなど

自動車・部品メーカーが独自の車載ネットワークを開発していました

CAN/Controller Area Networkは

Boschによって１９８３年から開発され

８６年にSAE/Society of Automotive Engineersで技術が公開され

CANの歴史等には

ワイヤーハーネスの代わりにバス通信を用いることで

配線の軽量化とコスト削減を実現した・・・・・と書かれていますが

開発の動機は

当時の車載ネットワークに新機能を追加することであって

開発していたら・・・・・・・

配線の軽量化とコスト削減が、たまたまできちゃった・・・・・みたいで

自動車用として開発されたCANですが

開発当初からエンジニアを参加させていたベンツは、即採用せず

エレベーター等を製造販売しているフィンランドのコネや

オランダのフィリップスヘルスケア等、他業界で採用されました

なんでだろ～

技術が公開されてから数年たった９２年

BMWの場合は

９３年、BMW ７シリーズ　740i・740iL（E32）の

DME/Digital Motor ElectronicsとEGS/Electronic Transmission Controlの間に初採用し

bmw can

同じ時期にCANが

車載ネットワークの規格「ISO11898」（High Speed CAN）と

９５年、BMWはBMW ７シリーズ　750iL（E38）に

EML/Electronic Motor Load Regulationと

DSC/Dynamic Stability Controlを含むように拡張した・・・・・・と思います

最近では

ECU間通信の他に

ダイアグやECUの書換え（キャリブレーション・コーディング）など

様々な部分で使われたり

快適装備が増えてECUが増加しているため

通信線（バス）に負荷がかかることが考えられ

CANを複数チャンネル以上で使用して多チャンネル化したり

ECUの先にあるセンサーやアクチュエーターには

通信速度が遅い「LIN/Local Interconnect Network」や

リアルタイム性を重視する

by-Wireのステアリング、ブレーキ、スロットルなどには

通信速度が速い「FlexRay 」を採用したり

カーナビやオーディオなどにはFlexRayよりも通信速度が速い

「MOST/Media Oriented System Transport」といった

他の車載ネットワーク用規格も採用されています

CANの特徴は

複数のECUを接続する型には、色々あると思いますが

1本の幹縄に延縄をつけ、先端に釣り針をつけた

延縄漁法のような型で「ライン型」と呼ばれ

bmw can

接続される各ECUが御山の大将（マスター）となって優劣が無いため

どのECUでもバスが空いていれば、データを自由に送信できる

「マルチ・マスター方式」という通信方式を採用し

指定されたイベント（スイッチONでデータを受信した時など）

に対応して処理を行うのがお得意です

でも

各ECUから同時にデータが送信されるとデータが衝突してしまうため

CSMA/CA（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance）」という
（搬送波感知多重アクセス／衝突回避方式）

通信手順を採用し

優先順位を設定するために、データの中にIDを付け加え

優先順位が高いものを衝突させずに送信する仕組みになっていて

データを受信する各ECUは

付け加えられたIDによって、担当するデータかを識別することも可能なので

複数のECUが同時に受信可能になり

例えば

エンジンECUからのデータを、メーターとエアコンのECUが同時に受信し

協調制御を行うことが可能となります

送信されるデータは

「ドミナント」（優性）と「レセシブ」（劣性）の２進数に変換されバスに送信され

通信は2本線を使用し、電圧差（信号電圧＝ CAN-H- CAN-L）を用いて

「1」レセシブか「0」ドミナントを判断します

パワートレイン系で使用されるHigh Speed CAN（CAN-ClassC）は

外部からノイズが混入した場合でも

CAN-LとCAN-Hに混入するノイズの電圧は、ほぼ同一なので電圧差は変化せず

ノイズによる影響が受けにくく

Low Speed CAN（CAN-ClassB）は

高速なデータ交換が要求されないボディ系、快適装備系で使用され

High Speed CANのように、2本線を使用して電圧差にて通信を行いますが

通信線が自動車内でも外側に配置される可能性もあるので

問題がでた場合、単線に切替て通信をしたハズで

仮に

協調制御を行う場合、受信する複数のECUの1台が受信失敗すれば

受信した他のECUがデータを一度破棄し

同一のデーターを受信できるまで、破棄を繰り返しデータの一貫性を保ち

送信ECUが、送信するデータとバスに流れたデータが合っているかを確認し

違いがある場合にはエラー検出するなど

ほぼ100％に近い確率でエラー各種を検出することも可能で

落ちこぼれの私には