豐田凱美瑞中控門鎖CAN總線解決案例-Kvaser總線分析儀

一栽埠、采集信號

CAN-BUS控制器局域網(wǎng)是總線控制系統(tǒng),意思是說所有的電路控制都是由電腦集中控制,比如當車輛行駛自動鎖車門,停車后自動打開車門.比如車輛的燈光控制,當你超車時按一下轉(zhuǎn)向燈控制手柄它會自動打三下左轉(zhuǎn)彎信號燈,當你變線時又會自動達三下右轉(zhuǎn)向燈.當車速增加是車載音響會自動增大音量,用以擬補車輛噪音的增加.駕駛員下車熄火忘關(guān)燈時CAN總線系統(tǒng)會自動在5分鐘后關(guān)閉大燈,防止電瓶電量放光.等等功能都是由電腦集中控制.

為了了解凱美瑞CAN總線上的車輛數(shù)據(jù)信息稼钩，首先必須尋找出凱美瑞的CAN總線數(shù)據(jù)線。根據(jù)CAN使用的物理介質(zhì)主要為雙絞線博肋，信號使用差分電壓傳送。我們根據(jù)CAN的邏輯電平電壓值為：CAN_H=3.5V和CAN_L=1.5V停迫。判斷出了凱美瑞的總線是以下兩線束

以下是從凱美瑞車輛CAN總線上獲取的數(shù)據(jù)信息刹震。

其中ID號為1568（16進制為620）的D5位是車門開關(guān)控制位，其中左前門開門控制數(shù)據(jù)為32擎若，右前門開門控制數(shù)據(jù)為16环自，左后門開門控制數(shù)據(jù)為4，右后門開門控制數(shù)據(jù)為8漂肖。各車門信號控制數(shù)據(jù)可以相互累加辰襟。

圖2顯示為車門全封閉狀態(tài)，圖3顯示為右后門車門開啟狀態(tài)躯括。

二赏赔，記錄CAN數(shù)據(jù)

為了模擬CAN總線數(shù)據(jù)，我們記錄了該車的CAN總線數(shù)據(jù)轮昧，具體操作如下：

在一開始進入CanKing的時候選擇Log To File模式雷倦，該模式具有保存數(shù)據(jù)的功能。見圖4：

圖4 選擇Log To File模式保存數(shù)據(jù)

進入Log To File模式之后熟排，在Log To Text File窗口點擊Start按鍵肺灭，表示開始記錄消息窗口的數(shù)據(jù)，點擊之后軟件會要求輸入保存消息數(shù)據(jù)的文件名并選擇保存路徑，消息數(shù)據(jù)即存儲在該文件上开泽，見圖5牡拇。

圖5 Log To Text File窗口

按照前面的步驟進行CAN總線數(shù)據(jù)發(fā)送或者接收，在這個過程中軟件會自動將數(shù)據(jù)保存到文件中眼姐，有關(guān)操作工作完成之后點擊Stop按鍵诅迷，打開所保存的文件即可看到所保存的數(shù)據(jù)佩番，見圖6众旗。

圖6 保存到的數(shù)據(jù)

三，調(diào)用凱美瑞上車輛總線的數(shù)據(jù)

為了測試和開發(fā)的方便趟畏。我們希望能從記錄的數(shù)據(jù)中更改必要的數(shù)值贡歧，修改某一控制部件ID數(shù)據(jù)位的值，重新回傳到車輛總線上赋秀，以達到控制某一部件的目的利朵。

具體操作如下：

圖7 導入已記錄的數(shù)據(jù)值

點擊View à history list

圖8 數(shù)據(jù)導入界面

圖9 數(shù)據(jù)導入文件界面

.hst是默認的數(shù)據(jù)文件后綴，但是文本文檔的數(shù)據(jù)也可以導入猎莲。

完成數(shù)據(jù)導入后绍弟，點擊Send All，可以往此軟件的模擬虛擬網(wǎng)絡(luò)通道上傳輸信息石阵。

原來希望可以通過數(shù)據(jù)回傳導入車載網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)汽車某部件功能郁表，但是，目前不清楚是文檔格式出錯還是協(xié)議不支持豌楷，或者儀器沒有此功能罕腿，利用儀器回傳數(shù)據(jù)這一想法在實車測量上是失敗的。在實車測量中彭倡，并沒有辦法像虛擬仿真一樣理想看群，會出現(xiàn)一些奇怪的錯誤。這一點赴笨，我們將詢問Kvaser公司具體技術(shù)詳情以便更好的利用這套儀器的功能涯锅。以下是使用虛擬通道時候的情況，可供參考：

圖11 虛擬仿真通道回傳記錄數(shù)據(jù)

虛擬數(shù)據(jù)傳送是可以實現(xiàn)的忆键，但是一旦到了實際車輛上就會出現(xiàn)錯誤樊鲁。主要是數(shù)據(jù)位錯位。具體描述如下：

8位字節(jié)數(shù)捏章，本來應(yīng)該出現(xiàn)DLC位上蔗彤，但是一上傳到實際車輛網(wǎng)絡(luò)時，8這個代表字節(jié)數(shù)的值會串到ID符號位疯兼。而后續(xù)的數(shù)據(jù)位也會串位到前一數(shù)據(jù)位然遏，如D1位的數(shù)據(jù)變到了D0，D2變到D1，D3變到D2待侵，依次類推丢早。由于ID符號位已經(jīng)變成8，所以一連串的數(shù)值都會混亂的出現(xiàn)在同一個ID中秧倾。從而得不出理想的結(jié)果怨酝。

四、CAN與LIN的控制范圍那先。

為了配合中控瑣的設(shè)計农猬，必須將各種控制單元所對應(yīng)的ID號給一一查清。但是作為中控鎖位置相關(guān)的的車門窗控制模塊售淡，其變化卻無法引起CAN數(shù)據(jù)的改變斤葱。這引起我們的疑問。是LIN還是什么其他原因揖闸？

帶著疑問帮廉，我們對車門進行了大刀闊斧的拆卸。以下是拆卸車門的實景阐赖。

圖12 車門內(nèi)架

圖13 車門電路總圖

實驗中闲耿，我們發(fā)現(xiàn)日系車型代表的凱美瑞：無論是后視鏡閉合系統(tǒng)，還是車窗控制系統(tǒng)都沒有用到CAN總線信息皆舅。同樣的也并沒有用到LIN總線减组，而只是用局部線束獨立地控制車窗或者后視鏡模塊。這樣分塊集成的好處是降低了整車的維修難度和穩(wěn)定性隶俄。很符合日系車型性價比高的特點设连。不過這樣的控制方式卻不利于后續(xù)車型的系統(tǒng)集成。凱美瑞的后視鏡閉合系統(tǒng)是通過控制鏡內(nèi)步進電機來控制閉合角度的剿蹦。而車窗升降控制則由射頻和手動控制模塊組成蛀蜀。兩者均沒有接入CAN總線系統(tǒng)。

五叹盼、相關(guān)軟硬件介紹

瑞典Kvaser公司專注于汽車报斗、卡車、工業(yè)自動化和醫(yī)學設(shè)備等現(xiàn)場測控領(lǐng)域运杭。公司創(chuàng)始人Lars-Berrno Fredriks-son是世界上頂尖的CAN總線協(xié)議人物夫啊，不但作為CAN總線的起草人和執(zhí)行者，并制定出世界上首個高層協(xié)議CANKingdom辆憔，另外還有多項世界專利,如Magi Sync和Silent mode技術(shù)撇眯。

Kvaser在多個平臺 (USB、PCMCIA虱咧、PCI熊榛、 ISA锚国、Bluetooth等)上擁有全方位的產(chǎn)品，可為相同的API CANlib開發(fā)并且相互兼容玄坦。MagiSync－－－－－－Kvaser 的核心技術(shù)之一血筑，使用創(chuàng)新的方法，不需要外部線纜就可以實現(xiàn)多個不同Kvaser 接口的同步煎楣。

局域控制網(wǎng)CAN豺总，是一種有效支持分布實時控制的串行通訊總線。它是國際上應(yīng)用最廣泛的現(xiàn)場總線之一择懂，在汽車工業(yè)喻喳、自動控制、航空航天埠限、機械工業(yè)幔膝、醫(yī)療器械等領(lǐng)域中得到了極大的發(fā)展茅铺。CAN已形成國際標準旦珊，被公認為幾種最有前途的現(xiàn)場總線之一。其典型的應(yīng)用協(xié)議有：CANKingdom毕模、SAE J1939昵诅、CANOpen、DeviceNet腌哎、CANaerospace貌梦、NMEA-2000等。

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