刘宏君

摘 要：随着国六排放法规的落地，OBD相关法规越来越严格，对于整车企业来说，OBD系统的验证工作就显得十分必要。随着网络技术的发展，现代汽车各电控系统之间数据传输多采用CAN总线，通过总线连接解决了原有复杂的数据传输问题。文章结合CAN网络系统组成和性能特点，阐述了CAN网络在汽车领域的应用优势，并介绍了如何使用CANOE软件进行OBD系统中CAN节点的故障诊断的验证测试，为OBD系统开发和后续诊断维修提供了便利。

关键词：CANOE;车载诊断系统;CAN;仿真

中图分类号：U472.9  文献标识码：A  文章编号：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

隨着汽车技术的发展，大部分汽车零部件及整车系统已经逐步从原有的纯机械系统向网络化智能终端发展。尤其是近年来车载网络在传统有线式、集成电控单元的基础上得到新的发展，其中，CAN网络是目前国内外应用最为普遍的一种车载网络，CAN网络节点的相关故障诊断也是车载诊断系统（OBD）的重要组成部分，本文以后处理系统上游NOx传感器为例，浅析基于CANOE进行OBD诊断的方法。

1 CAN网络

CAN网络（Controller Area Network），即控制器局域网，是车载各种电子控制装置ECU之间交换信息，形成汽车电子控制网络，如图1所示，发动机管理系统、仪表、车身稳定系统、安全气囊、胎压监测以及后处理系统中的NOx传感器和PM传感器，均嵌入CAN控制装置。一个由CAN总线构成的单一网络中，理论上可以挂接无数个节点。实际应用中，节点数目受网络硬件的电气特性所限制。CAN可提供高达1Mbit/s的数据传输速率，这使实时控制变得非常容易，当信号传输距离达到10km时，CAN仍可提供高达50kbit/s的数据传输速率。另外，硬件的错误检定特性也增强了CAN的抗电磁干扰能力。

2 车载诊断系统

通常称作为OBD（On Board Diagnostic）系统，它必须具有识别可能存在故障区域的功能，并以故障码的方式将该信息存储在电控单元存储器中。该系统随时监测零部件和系统的故障和持续监测排放的劣化过程，利用OBD系统故障监测信息，可以简化车检和维修的程序，从而减少故障发生和维修之间的间隔时间。

3 CANOE

CANOE，全称CAN Open Environment，最初主要为了汽车CAN总线的开发、仿真、测试盒分析而设计，随着车载总线网络的发展，扩展加入了Lin、FlexRay、MOST和Ethernet等网络。

CANOE软件主要由数据库编辑器、CAPL浏览器、主窗口、面板编辑器、CAPL程序生成器、面板生成器等部分组成。利用数据库编辑器可以创建CAN 数据库 ，也可以复制一个已有的数据库作为一个新的数据库对象，通过对象链接功能可以在信号与消息、消息与网络节点、消息信号与网络节点之间建立链接。利用面板编辑器提供的控件创建可视化的用户界面。CAPL是CAN总线访问编程语言（CAN Access Programming Language），应用于Vector CAN工具节点编程，是类C语言，同时，CAPL是基于事件（总线事件、属性事件、时间事件）建模的语言，具有易于使用性。

CANOE软件在CAN总线开发中的作用，根据ECU项目的开发进度可以分为三个阶段：（1）全仿真的网络系统，在ECU开发初期，尚无实际的ECU节点时，可以利用CANOE仿真所有节点的功能，进行系统需求分析与可行性分析;（2）真实节点和仿真节点共存，这是在ECU开发中期，利用CANOE可以对某个或者某些部件进行仿真来测试实际的ECU节点;（3）全真实节点的网络系统，这是在ECU开发的后期，对实际完整的系统进行测试分析，验证总线的负载情况和其他的设计是否满足要求。

4 节点仿真

以上游NOx传感器供电电压不合理故障为例，故障码P2204，发动机ECU软件内部DFC码为：DFC_HegnWireDiag S1B1，当传感器供电电压出现不合理情况时，NOx传感器会自诊断，然后将诊断状态位通过CAN总线发往发动机ECU，ECU根据接收的CAN报文信息进行OBD诊断，若满足诊断条件将故障报出。

通过CANOE设定一个交互式信号发生器，以此来仿真上游NOx传感器节点和CAN网络进行通信，如图2所示。

6 结论

本文首先介绍了CAN网络、车载诊断系统和CANOE，然后基于CANOE仿真后处理系统NOx传感器节点，实现对CAN总线进行报文发送，最后仿真NOx传感器供电电压不合理状态，ECU接收到CAN报文信息后进行OBD诊断，成

功并将故障报出，测试结果理想。

参考文献

[1] 张宏，詹德凯，林长加.基于CAN总线的汽车故障诊断系统研究与设计[J].汽车工程，2008.

[2] 李东江，张大成.汽车车载网络系统（CAN-Bus）原理与检修[M].北京：机械工业出版社，2005.

[3] 徐培.汽车CAN线原理与诊断[J].汽车实用技术，2016.

[4] 肖丽萍.基于OBD系统的诊断特性分析[J].轻型汽车技术，2006.

[5] 胡式旺.E-OBD车载系统及其故障分析[J].汽车电器，2010.