熟悉汽车CAN总线的通信协议和信息内容对于汽车各个控制单元性能优化和汽车故障维修具有重要的意义。广州虹科提供一种CAN总线数据记录仪，它已被成功地应用到发动机在不同工况条件下的运转参数采集系统中。

在车辆开发的整个过程中，无论是台架测试、道路测试、标定过程、耐久性测试还是风洞试验，都需要进行大量的数据测试。在一些测试现场，如道路测试时，由于供电、道路环境条件等限制，无法使用PC机来进行实时数据采集，此时CAN总线数据记录仪就发挥了重要作用。广州虹科提供的汽车CAN总线数据记录仪能实时采集汽车CAN总线的数据信息，通过对记录仪存储的数据进行重现和分析，有助于获得车辆运行细节以及故障信息，从而进一步为提高和改善车辆性能提供依据。

图1  汽车CAN网络分布

汽车CAN网络分布

CAN总线的最大传输速率可达1MB/s，通信距离（无需中继）最远可达10km。目前，汽车上的网络连接方式需采用两条CAN总线：一条用于驱动系统的高速CAN总线，速率达到500KB/s；另一条用于车身系统的低速CAN总线，速率为100KB/s。驱动CAN总线主要连接发动机控制器（EMS）、ASR及ABS控制器、安全气囊控制器等对通信实时性有较高要求的设备。车身系统CAN总线的主要连接电动车窗、后视镜、四门集控锁、空调及照明灯组等，多为低速电动机和开关量器件，对实时性要求低而数量众多。不同速度的CAN网络之间通过网关连接。对汽车CAN总线上的信号进行采集时，需要确定所采集的信号处于哪个CAN网络中，以便于设置合适的CAN通道波特率。汽车CAN网络分布如图1所示。

图2  记录仪配置步骤

记录仪系统设计

首先选用具有4路CAN通道的UniCAN2 Pro数据记录仪对发动机运转时的各项参数进行采集。汽车行驶在不同的工况条件下，每次报警时，手动控制触发开关，记录警报发生前10min和警报发生后10min的CAN数据、转速、机油压力、出水温度及机油温度等物理参数。然后在数据采集完毕之后，采用Vehicle Spy软件对其进行重现和分析，真实反映汽车在不同工况下各个控制单元的运行状况，为汽车性能的优化提供依据。

1. UniCAN2 Pro数据记录仪介绍

UniCAN2 Pro是德国CSM为汽车电子控制器诊断和系统测试专门开发的一款CAN总线数据记录仪。它具有4个CAN通道，支持CAN 2.0B，有两个CAN-Bus控制器，每个控制器都配有高速CAN-Bus (ISO11898) 或者低速CAN-Bus (ISO11519) 的收发器,可以设置开始和停止记录条件，灵活记录ECU或外部数据采集设备的信息，支持DBC和A2L调入，能同时记录CAN原始数据和物理数据值。存储的数据记录在CF卡内，能够存储数据达128G；内置GPS收发器，同时支持GPRS和UTMS传输。

图3  记录仪配置界面

2. UniCAN2 Pro系统的软件配置

使用UniCAN2 Pro之前，需要对所记录数据的各项参数进行配置，主要包括配置CAN通道参数（激活CAN通道、设置波特率）、导入DBC数据库文件、创建通道组（记录仪温度、转速及压力等物理量）、创建报文组及设置外部触发条件等。最后将设置好的配置文件写入到CF中。图2为记录仪的配置步骤，图3为记录仪的配置界面。　

图4  记录CAN报文数据格式

数据分析

1. CAN报文解析

CAN总线上传递的数据是一条一条的报文，不具有真实的物理意义。要解析CAN报文，从而得到CAN总线上实际传递的物理信号，必须先了解CAN报文传递的物理参数的字节长度、伸缩因子、偏移量及单位等报文描述信息。这些报文描述信息存储在一个通用的DBC格式的文件中。无论是CAN总线数据记录仪还是其他的CAN总线分析工具，只要加载相应的DBC数据库文件，即可以将16进制的CAN报文解析为易理解的物理量，如速度、温度及压力等。

图5  记录物理信号的数据格式

2. 数据导出格式

数据采集完成之后，通过记录仪配置工具将记录的数据导出。报文组中记录的是16进制的CAN报文，数据格式如图4所示；通道组中记录的是实际的物理量，数据格式如图5所示。这些数据文件是都是标准格式的数据文件，能够被目前世界上主流的数据采集和分析软件支持，如 INCA、CANape、Vision及Vehicle Spy等。

结束语

UniCAN2 Pro可以进行不同工况下的汽车性能参数测试，已经被许多大型的汽车厂采用，并且操作简单，测试准确。汽车运行时，被记录的物理参数、GPS速度和位置信息被同步在数据采集软件中回放和分析，能够真实地反映车辆行驶过程中各个控制单元的工作状况。