劉宏君

摘 要：隨著國六排放法規(guī)的落地，OBD相關法規(guī)越來越嚴格，對于整車企業(yè)來說，OBD系統(tǒng)的驗證工作就顯得十分必要。隨著網(wǎng)絡技術的發(fā)展，現(xiàn)代汽車各電控系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)傳輸多采用CAN總線，通過總線連接解決了原有復雜的數(shù)據(jù)傳輸問題。文章結(jié)合CAN網(wǎng)絡系統(tǒng)組成和性能特點，闡述了CAN網(wǎng)絡在汽車領域的應用優(yōu)勢，并介紹了如何使用CANOE軟件進行OBD系統(tǒng)中CAN節(jié)點的故障診斷的驗證測試，為OBD系統(tǒng)開發(fā)和后續(xù)診斷維修提供了便利。

關鍵詞：CANOE;車載診斷系統(tǒng);CAN;仿真

中圖分類號：U472.9? 文獻標識碼：A? 文章編號：1671-7988（2020）22-159-03

Abstract： With the implementation of CN6 emission regulations， the relevant regulations of OBD are more and more strict. For vehicle enterprises， the verification of OBD system is very necessary. With the development of network technology， the data transmission between modern automobile electronic control systems mostly adopts CAN（Controller Area Network）， which solves the original complex data transmission problem. Combined with the composition and performance charac -teristics of CAN network system， this paper expounds the application advantages of CAN network in automobile field， and introduces how to use CANOE software to verify and test faults diagnosis of CAN nodes in OBD system， which provides convenience for the development of OBD system and subsequent diagnosis and maintenance.

Keywords： CANOE; On-Board Diagnostic; Controller Area Network; Simulation

CLC NO.： U472.9? Document Code： A? Article ID： 1671-7988（2020）22-159-03

前言

隨著汽車技術的發(fā)展，大部分汽車零部件及整車系統(tǒng)已經(jīng)逐步從原有的純機械系統(tǒng)向網(wǎng)絡化智能終端發(fā)展。尤其是近年來車載網(wǎng)絡在傳統(tǒng)有線式、集成電控單元的基礎上得到新的發(fā)展，其中，CAN網(wǎng)絡是目前國內(nèi)外應用最為普遍的一種車載網(wǎng)絡，CAN網(wǎng)絡節(jié)點的相關故障診斷也是車載診斷系統(tǒng)（OBD）的重要組成部分，本文以后處理系統(tǒng)上游NOx傳感器為例，淺析基于CANOE進行OBD診斷的方法。

1 CAN網(wǎng)絡

CAN網(wǎng)絡（Controller Area Network），即控制器局域網(wǎng)，是車載各種電子控制裝置ECU之間交換信息，形成汽車電子控制網(wǎng)絡，如圖1所示，發(fā)動機管理系統(tǒng)、儀表、車身穩(wěn)定系統(tǒng)、安全氣囊、胎壓監(jiān)測以及后處理系統(tǒng)中的NOx傳感器和PM傳感器，均嵌入CAN控制裝置。一個由CAN總線構成的單一網(wǎng)絡中，理論上可以掛接無數(shù)個節(jié)點。實際應用中，節(jié)點數(shù)目受網(wǎng)絡硬件的電氣特性所限制。CAN可提供高達1Mbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速率，這使實時控制變得非常容易，當信號傳輸距離達到10km時，CAN仍可提供高達50kbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速率。另外，硬件的錯誤檢定特性也增強了CAN的抗電磁干擾能力。

2 車載診斷系統(tǒng)

通常稱作為OBD（On Board Diagnostic）系統(tǒng)，它必須具有識別可能存在故障區(qū)域的功能，并以故障碼的方式將該信息存儲在電控單元存儲器中。該系統(tǒng)隨時監(jiān)測零部件和系統(tǒng)的故障和持續(xù)監(jiān)測排放的劣化過程，利用OBD系統(tǒng)故障監(jiān)測信息，可以簡化車檢和維修的程序，從而減少故障發(fā)生和維修之間的間隔時間。

3 CANOE

CANOE，全稱CAN Open Environment，最初主要為了汽車CAN總線的開發(fā)、仿真、測試盒分析而設計，隨著車載總線網(wǎng)絡的發(fā)展，擴展加入了Lin、FlexRay、MOST和Ethernet等網(wǎng)絡。

CANOE軟件主要由數(shù)據(jù)庫編輯器、CAPL瀏覽器、主窗口、面板編輯器、CAPL程序生成器、面板生成器等部分組成。利用數(shù)據(jù)庫編輯器可以創(chuàng)建CAN 數(shù)據(jù)庫 ，也可以復制一個已有的數(shù)據(jù)庫作為一個新的數(shù)據(jù)庫對象，通過對象鏈接功能可以在信號與消息、消息與網(wǎng)絡節(jié)點、消息信號與網(wǎng)絡節(jié)點之間建立鏈接。利用面板編輯器提供的控件創(chuàng)建可視化的用戶界面。CAPL是CAN總線訪問編程語言（CAN Access Programming Language），應用于Vector CAN工具節(jié)點編程，是類C語言，同時，CAPL是基于事件（總線事件、屬性事件、時間事件）建模的語言，具有易于使用性。

CANOE軟件在CAN總線開發(fā)中的作用，根據(jù)ECU項目的開發(fā)進度可以分為三個階段：（1）全仿真的網(wǎng)絡系統(tǒng)，在ECU開發(fā)初期，尚無實際的ECU節(jié)點時，可以利用CANOE仿真所有節(jié)點的功能，進行系統(tǒng)需求分析與可行性分析;（2）真實節(jié)點和仿真節(jié)點共存，這是在ECU開發(fā)中期，利用CANOE可以對某個或者某些部件進行仿真來測試實際的ECU節(jié)點;（3）全真實節(jié)點的網(wǎng)絡系統(tǒng)，這是在ECU開發(fā)的后期，對實際完整的系統(tǒng)進行測試分析，驗證總線的負載情況和其他的設計是否滿足要求。

4 節(jié)點仿真

以上游NOx傳感器供電電壓不合理故障為例，故障碼P2204，發(fā)動機ECU軟件內(nèi)部DFC碼為：DFC_HegnWireDiag S1B1，當傳感器供電電壓出現(xiàn)不合理情況時，NOx傳感器會自診斷，然后將診斷狀態(tài)位通過CAN總線發(fā)往發(fā)動機ECU，ECU根據(jù)接收的CAN報文信息進行OBD診斷，若滿足診斷條件將故障報出。

通過CANOE設定一個交互式信號發(fā)生器，以此來仿真上游NOx傳感器節(jié)點和CAN網(wǎng)絡進行通信，如圖2所示。

6 結(jié)論

本文首先介紹了CAN網(wǎng)絡、車載診斷系統(tǒng)和CANOE，然后基于CANOE仿真后處理系統(tǒng)NOx傳感器節(jié)點，實現(xiàn)對CAN總線進行報文發(fā)送，最后仿真NOx傳感器供電電壓不合理狀態(tài)，ECU接收到CAN報文信息后進行OBD診斷，成

功并將故障報出，測試結(jié)果理想。

參考文獻

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