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關(guān)于CAN的那些事兒

2019-10-11 23:05:04·  來源：HEAD acoustics  
　
NVH技術(shù)部海德聲科 今天點(diǎn)擊添加圖片描述（隨著汽車往智能化、數(shù)字網(wǎng)絡(luò)化和節(jié)能化的方向發(fā)展，各大主機(jī)廠也為提高產(chǎn)品競爭力將越來越多的ECU應(yīng)用在汽車部件和系
 

 
隨著汽車往智能化、數(shù)字網(wǎng)絡(luò)化和節(jié)能化的方向發(fā)展，各大主機(jī)廠也為提高產(chǎn)品競爭力將越來越多的ECU應(yīng)用在汽車部件和系統(tǒng)中，如ESP、ABS和ASR等。為了解決眾多ECU之間的數(shù)據(jù)交互和協(xié)調(diào)而開發(fā)的串行通訊協(xié)議，即為CAN總線協(xié)議，全稱為控制器局域網(wǎng)（Controller Area Network）。最早由Bosch公司開發(fā)，目前已經(jīng)成為行業(yè)通用標(biāo)準(zhǔn)。
 
CAN總線特性
CAN主要掛在CAN_H和CAN_L，各ECU節(jié)點(diǎn)通過雙絞線實(shí)現(xiàn)信號(hào)的串行差分傳輸，即大小相等跳變方向相反的信號(hào)，同時(shí)為避免信號(hào)反射和干擾，需要在CAN_H和CAN_L連接120歐姆的終端電阻（電纜阻抗特性為120歐）。
雙絞線差分傳輸
 
CAN總線定義兩個(gè)ISO標(biāo)準(zhǔn)，主要基于傳輸數(shù)據(jù)速率和優(yōu)先級(jí)

- ISO 11898定義速率為125kbps~1Mbps高速CAN

- ISO 11519定義速率為10~125kbps低速CAN

總線長度與信號(hào)速率成反比關(guān)系

針腳定義，目前常用車載CAN_BUS轉(zhuǎn)接線纜

- 端口1是連接采集前端設(shè)備的9針腳端口，通常由廠家和設(shè)備商提前定義，目前汽車行業(yè)已形成標(biāo)準(zhǔn)

- 端口2是連接在汽車CAN接口的16針腳端口，每個(gè)OEM定義會(huì)有區(qū)別
CAN 9針轉(zhuǎn)16針線纜
 
關(guān)于CAN的那些事兒
針腳定義

CAN分類與特點(diǎn)

汽車常用CAN總線協(xié)議有三種：CAN2.0、CAN_FD（CAN with Flexible Date rate）和FlexRay。


其中CAN 2.0在汽車行業(yè)最為通用，最大傳輸速率(波特率)達(dá)1Mbit/s (汽車為500Kbit/s)。隨著ECU應(yīng)用的大量增加，CAN總線的負(fù)載率急劇增大，影響了傳輸?shù)目煽啃院蛯?shí)時(shí)性，為此Bosch與Vector共同開發(fā)了CAN FD，在傳輸速率和數(shù)據(jù)長度上進(jìn)行提升。而FlexRay的出現(xiàn)主要運(yùn)用在高端車上，BMW某車型ECU數(shù)量已高達(dá)100多個(gè)。相對(duì)CAN和CAN FD，F(xiàn)lexRay擁有雙通道結(jié)構(gòu)，總速率達(dá)20Mbit/s，但性價(jià)比較低，如上圖所示。

CAN的重要性

那么CAN總線協(xié)議和NVH又有何淵源呢？

在汽車界，NVH被呼之“玄學(xué)”，而玄性之根本在于它的復(fù)雜性和不確定型。如你本意排查POT異響，鎖定工況2G@2300rpm，次日早晨準(zhǔn)備復(fù)現(xiàn)但異響消失，問題不了了之，隔日領(lǐng)導(dǎo)試駕卻又發(fā)現(xiàn)異響問題嚴(yán)重，準(zhǔn)備立項(xiàng)深度排查。

經(jīng)NVH工程師反復(fù)排查驗(yàn)證，該異響存在于油門開度60%，2G@1800-2300rpm，扭矩爬升45-80N/m區(qū)間和TCU溫度83℃的工況下，最后問題鎖定為因TCU溫度變化致使冷卻液粘稠度改變流經(jīng)閥門的敲擊聲，此異響工況介入油門開度、轉(zhuǎn)速、擋位、扭矩和冷卻液溫度等參數(shù)。NVH工程師需要盡可能掌握這些可控的客觀因素，并從客觀影響中排查問題，因此讀取CAN總線信息的重要性就不言而喻。

CAN傳感器可以幫助NVH工程師：

1.直接讀取轉(zhuǎn)速等信息，避免了像布置光電傳感器以獲取轉(zhuǎn)速的麻煩；

2.深入分析數(shù)據(jù)，只要有CAN信息的記錄，后期就可通過解碼獲取更多汽車參數(shù)。

HEAD產(chǎn)品中的CAN

CAN 信息采集硬件

HEAD 數(shù)采前端支持讀取CAN信息的硬件如下（通過OBD II或者CAN協(xié)議讀?。?/div>
所有HEAD采集硬件均支持CAN_BUS和OBD II數(shù)據(jù)讀取，其中SQ III和Lab DX支持同時(shí)讀取兩路CAN總線信息，更好地滿足工程師需求。

CAN Sensor軟件設(shè)置

HEAD軟件有兩種設(shè)置方式（任選一種）：a. 通過HEAD Sensor Explorer; b. 通過Artemis中 的Sensor Library。

a1. HEAD Sensor Explorer_ OBD II設(shè)置，在沒有DBC文件條件下HEAD默認(rèn)支持符合ISO15765-4通用標(biāo)準(zhǔn)DBC，可讀取轉(zhuǎn)速、車速和扭矩等信息。

 

a2. HEAD Sensor Explorer_ CAN設(shè)置，在有DBC文件時(shí)，設(shè)置傳感器后期監(jiān)測可獲得更多信息，如變速箱輸入/出扭矩、空調(diào)壓力和驅(qū)動(dòng)力矩等。CAN設(shè)置的第一步和第二步都相同，只是在第二步中設(shè)置如下：
鼠標(biāo)右鍵依次New Sensor>>Bus Systems>>CAN Sensor


最后，第四步設(shè)置完成并保存與OBD設(shè)置一樣。

b1. Artemis suite中Sensor Library_ OBD II設(shè)置

 
b2. Artemis suite中Sensor Library_ CAN設(shè)置，CAN設(shè)置的第一步和第二步都相同，只是在第二步中設(shè)置如下：

最后，第三步設(shè)置完成并保存與OBD設(shè)置一樣。

CAN 信息采集

CAN傳感器導(dǎo)入：可通過HEAD Sensor Explorer或通過Artemis Sensor Library。

a. HEAD Sensor Explorer導(dǎo)入


b. Artemis Sensor Library導(dǎo)入：
 

CAN信息觸發(fā)設(shè)置和在線監(jiān)測：
 
 
 
CAN 信息解碼提取
(若采集時(shí)勾選保存解碼通道則不需操作CAN解碼這一步，如下圖）

 
有時(shí)工程師在測試時(shí)并沒有相關(guān)CAN協(xié)議文件，在線監(jiān)測雖然默認(rèn)OBD II，但后期分析數(shù)據(jù)又需要更多參數(shù)，所以HEAD 軟件支持預(yù)先采集后期運(yùn)用協(xié)議文件解碼獲?。ㄖС諧AN和FlexRay文件）。
 
 
 

針對(duì)CAN信息采集和解碼，HEAD acoustics可以做得更多：

- HEAD Recorder 可實(shí)現(xiàn)多通道參數(shù)監(jiān)測和不同參數(shù)觸發(fā)；

- 支持多種形式的CAN協(xié)議（OBD II/CAN_BUS/CAN FD/Flexray）解碼，更好滿足工程師的需求；

- SQ III和Lab DX可同時(shí)支持兩路CAN信號(hào)，可更好地滿足信息交互。
 
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