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출처 : Locha79 / Dreamstime.com
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많은 부서가있는 대규모 조직과 마찬가지로 자동차에는 제대로 작동하기 위해 서로 통신해야하는 많은 시스템이 있습니다. 이것은 Controller Area Network에 의해 처리됩니다.
지난 몇 년 동안, 그늘 나무 정비공은 어느 정도의 단순성으로 자신의 자동차를 진단하고 수리 할 수있었습니다. 오늘날에는보다 기술적 정교함과 컴퓨터 노하우가 필요할 수 있습니다. 당신의 차는 기계적인 운반 이상의 것이되었습니다 – 그것은 매우 복잡한 컴퓨터 시스템입니다. 실제로 자동차에는 버스 네트워크 아키텍처를 따라 연결된 컴퓨터 노드 모음이 포함될 수도 있습니다. 노드를 ECU라고하며 버스 토폴로지를 CAN (Controller Area Network)이라고합니다.
전자 제어 장치
전자 제어 장치 (ECU)는 오늘날 자동차의 전기 시스템을 제어하는 장치의 총칭입니다. 여러 유형의 ECU가 있으며 그 기능은 다양합니다. 고도로 엔지니어링 된 일부 차량에는 최대 100 개의 ECU가 포함될 수 있습니다. 이들은 다음을 포함한 다양한 기능을 수행합니다.
- 엔진 제어
- 변속기 제어
- 브레이크 제어
- 속도 보조
- 파크 어시스트
- 자동 기후 제어
- 트랙션 컨트롤
- 잠금 방지 브레이크 시스템 제어
차량 제조업체마다 명칭이 다를 수 있습니다. 엔진을 관리하는 ECU를 엔진 제어 모듈 (ECM) 또는 엔진 제어 장치 (ECU)라고합니다. 일반적인 전자 제어 장치 또는 특정 엔진 제어 모듈을 지칭하기 위해 ECU를 중복 사용하면 혼동의 원인이 될 수 있습니다. 엔진 제어 모듈과 변속기를 제어하는 장치는 종종 파워 트레인 제어 모듈 (PCM)이라고하는 ECU에 결합됩니다. 많은 사람들이 ECM 또는 PCM을 자동차의 "CPU"로 생각합니다. 실제로 자동차 전체에 설치된 다양한 ECU는 별개의 작동을 수행하고 자동차 네트워크 아키텍처 내 개별 노드로 작동합니다. (현대 자동차에서 발견되는 기술에 대한 자세한 내용은 새 차 구입 ... Er, 컴퓨터를 참조하십시오.)
제조업체는 차량 기술을 개선하고 발전시키는 야심 찬 목표를 추구했습니다. 2016 년 자동차 기술의 10 가지 주요 발전 목록은 Computerworld의 새롭고 발전된 컴퓨터 환경으로 인해 크게 가능해졌습니다. 온보드 컴퓨터의 도움으로 설계자들은 14.7 대 1의 이상적인 공연비를 목표로하는 등 여러 가지 방법으로 최적화를 목표로합니다.
ECU는 이러한 개선 프로세스를 자동 및 실시간으로 만듭니다. 폐 루프 시스템에서 여러 센서가 네트워크에서 정보를 수집하고 액추에이터로 명령을 전달하여 최상의 결과를 얻는 데 필요한 개입을 제공합니다. 센서의 출력은 시스템이 자동차의 기능을 알려줍니다. 새로운 명령의 입력은 필요한 수정을합니다. ECU는 다음과 같은 센서가 제공하는 정보를 활용합니다.
- 엔진 냉각수 온도 센서
- 기온 센서
- 매니 폴드 절대 압력 센서
- 대량 기류 센서
- 유휴 에어 컨트롤러
- 크랭크 샤프트 센서
- 캠축 센서
- 산소 센서
- 센서를 노크
ECU의 구성 요소에는 아날로그-디지털 변환기, 디지털-아날로그 변환기, 신호 컨디셔너, 통신 칩, 계기판 및 스마트 센서가 포함됩니다. 아날로그로 제공 될 수있는 정보는 전자 처리를 위해 디지털로 변환 될 수 있습니다. 이 모든 데이터는 다음과 같은 버스 토폴로지를 통해 전송됩니다.
컨트롤러 영역 네트워크
이것은 실제로 자동차 전체의 다양한 ECU와 통신하는 디지털 컴퓨터 네트워크입니다. 각 ECU 노드는 차량의 기계 및 전기 구성 요소와 인터페이스 할 때 정보의 입력 및 출력을 처리합니다. 주변 온도, 냉각수 온도, 기류 및 가속 위치와 같은 입력은 처리되어 연료 분사, 점화 타이밍, 터보 부스트 등으로 작동합니다. CAN 네트워크는 지속적인 피드백 루프를 제공합니다.
CAN 프로토콜 스택은 OSI 모델의 2 개의 하위 계층과 비교할 수 있습니다. OSI 물리 계층은 CAN 모델에서 3 개의 물리 계층과 관련됩니다. 데이터 링크 계층은 CAN의 논리 링크 제어 (LLC) 및 매체 액세스 제어 (MAC) 계층과 패리티를 찾습니다. 이 기술에 대한 자세한 정보는 ISO 11898-1 : 2015-도로 차량-CAN (Controller Area Network)에서 확인할 수 있습니다.
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Controller Area Network 버스는 1983 년 Robert Bosch GmbH에 의해 도입되었습니다. 각 CAN 노드에는 마이크로 컨트롤러, CAN 컨트롤러 및 CAN 송수신기가 포함됩니다. CAN은 11 비트 식별자 (표준 형식) 또는 29 비트 식별자 (18 개의 추가 비트가있는 확장 형식)를 사용하는 기반 프로토콜입니다.CAN 버스 구성 요소에는 하드웨어 및 소프트웨어 (실제 펌웨어)가 포함되며, 실제로 추가 칩이나 소프트웨어 명령으로 조정 및 수정할 수 있습니다.
CAN은 중재 프로세스를 사용하여 이더넷 프로토콜의 CSMA / CD와 유사한 트래픽을 규제합니다. 차량 기술 내에서 CAN은 TDMA를 사용하고 초당 최대 10 메가 비트까지 작동하는 Flexray 또는 단일 와이어 직렬 네트워크 프로토콜 인 LIN (Local Interconnect Network)과 같은 다른 방법으로 보완 될 수 있습니다. Flexray를 이더넷으로 대체해야 할 몇 가지 고려 사항이있어 몇 가지 주목할만한 이점을 제공합니다. CAN 버스는 다음 기술로 알려진 5 가지 프로토콜 표준 중 하나입니다.
온보드 진단 (OBD)
OBD-II는 1996 년에 최초의 OBD를 대체했습니다. 초기에 정부 규제를 충족시키기 위해 배출물 관리를 목표로하는 새로운 표준은 다양한 기능을 포함하도록 발전했습니다. 디지털 진단으로서 OBD-II는 http://www.troublecodes.net/에있는 큰 코드 데이터베이스를 사용합니다. 예를 들어, 코드 P0171은 "시스템이 너무 희박합니다"라는 일반적인 파워 트레인 코드입니다. 5 자리 코드는 다음과 같이 표현됩니다.
- – 영역 (본체, 섀시, 파워 트레인, U – 네트워크)
- #-제조업체 코드
- #-시스템
- #-문제 별
- #-문제 별
차량에서 OBD-II 코드를 다양한 방법으로 가져올 수 있습니다. 대부분의 자동차 부품 상점은 대시 아래 컴퓨터 포트에 연결되는 장치를 가져옵니다. 또는 스캐너 도구를 직접 구하여 Wikihow에서 설명한대로 코드를 읽을 수 있습니다. 올바른 케이블, 노트북 및 전용 소프트웨어를 사용하여 자동차의 컴퓨터를 해킹 할 수도 있습니다. 일부 그래픽 인터페이스는 자동차 컴퓨터의 내부 작동에 대한 엄청난 통찰력을 제공 할 수 있습니다. 해킹의 위험은 사용자 본인이 감수해야하며이 웹 사이트에서 권장하지 않습니다. 차량의 클라우드 연결에 대한 자세한 내용은 차량의 클라우드 컴퓨팅 : 내일 첨단 자동차를 참조하십시오.
결론
우리는 당신의 차가 컴퓨터라고 말했습니다. 실제로 자동차는 복잡한 네트워크에 여러 대의 컴퓨터로 만들어져있는 것 같습니다. 최신형 자동차의 마이크로 프로세서는 정교한 엔진 제어, 고급 진단, 새로운 안전 또는 편의 기능 및 배선 감소를 제공 할 수 있습니다. 이 최첨단 차량 컴퓨팅의 이점은 엄청난 이점을 제공하지만, 일부는 가정용 차량 수리의 단순성이 오랫동안 사라 졌다고 말할 것입니다.
나는 어린 시절에 아버지와 함께 우리의 차량에서 부품 교환, 타이밍 조정, 연료 혼합물 조작, 브레이크 작업 등 많은 시간을 보냈습니다. 그는 제 2 차 세계 대전에서 항공 정비사였으며 32 년 동안 공장에서 전기 기술자로 일했습니다. 나는 자동차 수리와 관련하여 내 이해가 그에게 촛불을 붙들 수 있다고 상상할 수 없었습니다. 이제 네트워크 엔지니어로서 몇 년 동안 여기에 지원할 수 있을지 궁금합니다. TV 시리즈 "Knight Rider"의 David Hasselhoff 자동차 KITT와 같이 자동차가자가 인식에 걸리는 시간도 궁금합니다. 진행을 멈출 수 없습니다.