CN112415983B - 用于整车信号解析的工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种用于整车信号解析的工作方法，包括：CAN总线数据解析和CAN总线信号以外的其他信号的测试解析。其中CAN总线数据解析步骤为：S1，CAN总线网络拓扑结构解析；S2，报文与节点对应关系解析；S3，关键控制信号解析。本发明的信号解析的工作方法能有效得到信号特征，然后基于CAN总线数据解析结果，由CAN总线上的相关信号按照设计的算法，由整车模拟器的MCU计算出待模拟信号的数值，保持整车正常运转。
Description
技术领域
本发明涉及一种解析方法，尤其涉及一种用于整车信号解析的工作方法。
背景技术
发动机开发主要存在两种开发方式，即正向开发和逆向开发。发动机正向开发的核心之一是产品数据的积累。通过积累行业大量先进发动机(即标杆机)的各种性能数据，掌握性能所处水平，为在研发动机性能目标的定义和分解提供参考。因此，获得标杆机准确的性能数据至关重要。
标杆机通常都是从整车上拆解得到的，然后通过发动机台架测试获得期望的各种性能数据。然而随着现代汽车技术的进步，发动机控制系统与整车其余相关系统通过信号交互逐渐成为一个整体，发动机运行工况不同程度地受到整车其余相关系统运行状态的影响。比如挂空挡时发动机的最高转速可能会受到限制，而当传动系统出现故障时发动机扭矩也可能会受到限制。为了让标杆机在性能台架上正常运转，进而测得准确的性能数据，首先，发动机与整车各系统之间的正常信号交互是必需的；其次，某些会对发动机性能有影响的信号也必须是合适的值。因此，整车信号解析及模拟技术研究就成为标杆机性能对标需要首先攻克的难题。并且随着汽车与发动机电控系统的复杂度越来越高，特别是混合动力车型发动机对标需求的出现，整车信号解析及模拟的难度也越来越高，因此，研究并建立一套行之有效的整车信号解析及模拟技术也越发重要。
综上所述，为建立发动机正向开发能力，需要开展大量先进发动机的测试评价和积累工作，而整车信号解析及模拟技术研究就是开展发动机正向开发能力建设需要完成的第一个任务。
本专利的解析方法，能有效的应用于后续的整车模拟中。而由此得到的模拟信号不仅更准确，而且更易被整车系统认可，为电控系统越来越复杂的先进车型的对标工作提供了一套行之有效的方案，有效地提升了我们在先进发动机测试评价领域的市场竞争力。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种用于整车信号解析的工作方法。
为了实现本发明的上述目的，本发明提供了一种用于整车信号解析的工作方法，包括：CAN总线数据解析和轮速、车速、变速箱输入轴和输出轴转速信号的测试解析；
所述CAN总线数据解析步骤为：
S1，CAN总线网络拓扑结构解析；
S2，报文与节点对应关系解析；
S3，关键控制信号解析。
优选的，所述S2报文与节点对应关系解析包括：明确变速箱控制单元、发动机控制单元和ABS/ESP控制单元等各自发出了哪些报文；
所述关键控制信号解析包括：车速、档位、发动机转速和负荷，明确报文对发动机运行有影响，并对报文进行解析。
优选的，还包括：CAN总线校验信号解析，从0逐步加1直到N的周期循环的校验算法解析；将报文的字节按照加减异或计算校验值的校验算法解析；CRC8校验算法解析；
所述CRC8算法解析具体步骤如下：
S-A，CRC8算法解析流程开始；
S-B，*ptr为指向需要计算的校验值的数组tset[]，用于确定多项式值和异或值的计算；
S-C，对多项式值poly_v置0；
S-D，对异或值xor_v置0；
S-E，调整函数CRC8_Cal(*ptr，poly_v，xor_v)计算相应的CRC值check_sum；
S-F，判断check_sum是否与目标值相等，若相等，则记录poly_v和xor_v的值，并将解析成功标志flag_succ置1，若不相等执行S-G；
S-G，xor_v的值为xor_v值加一；
S-H，判断xor_v是否小于256，若小于，则执行S-E；若不小于，执行S-I；
S-I，poly_v的值为poly_v的值加一；
S-J，判断poly_v是否小于256，若小于，则执行S-D，否则执行S-K；
S-K，将解析成功标志flag_succ置0；
S-L，结束；
其中该函数CRC8_Cal(unsigned char*ptr，unsigned char poly_v，unsignedchar xor_v)；
其中，*ptr：指向需要计算校验值的数组，poly_v：多项式的值为0-255，xor_v：异或值为0-255。
优选的，所述S3关键控制信号包括：
如果为档位信号1，该信号位于0x3FD的byte2字节，表示手柄位置，定义如下：
P档：0x20 R档：0x40 N档：0x60 D档：0x80 S档:0x81 M档：0x82；
如果为档位信号2，该信号位于0x1AC的byte2字节，D档和M档在对应的档位数值一致，具体定义如下：P档为0xC3；N档为0xC1；R档为0xC2，当D1/M1档为0xC5；D2/M2档为0xC6；D3/M3档为0xC7；D4/M4档为0xC8；D5/M5档为0xC9；D6/M6档为0xCA；
如果为档位信号3，该信号位于0x39A的byte3字节，手动挡和自动挡复用相同的数值，具体定义如下：N档为0x01；R档为0x0；P档为0x03；D1/M1档为0x05；D2/M2档为0x06；D3/M3档为0x07；D4/M4档为0x08；D5/M5档为0x09；D6/M6档为0x0A；
如果为档位信号4，该信号M档为0xF2；P档、R档、N档、D档为0xF1。
优选的，所述S3关键控制信号还包括：
S3-1，获取变矩器的状态信号，该信号位于0x39A的byte7字节的高两位，0表示发动机与变速箱输入轴断开，1表示发动机与变速箱输入结合；
S3-2，获取变速箱输入轴转速信号，该信号位于0x1AF的byte3-4字节，当变矩器状态为1时，发动机转速与变速箱输入轴转速接近一致；当变矩器状态为0时，发动机转速与输入轴转速有较大差距；
S3-3，获取变速箱输出轴转速信号，该信号位于0x1AF的byte5-6字节，AT的6档速比分别为：1档为4.459，2档为2.508，3档为1.555，4档为1.142，5档为0.851，6档为0.672。在变矩器为结合状态时，输入轴转速/输出轴转速＝相应档位的传动比；
S3-4，获取轮速信号，轮速信号包括前后左右共四个，都位于0x254报文上，四个信号在直线行驶时数值一致；
S3-5，获取车速信号，该信号位于0x1A1的byte2-3字节，它的变化趋势与轮速信号一致。
S3-6，为保证CAN总线上数据的可靠性，数据帧都会包含相应的校验信息；通过解析MINI的数据帧发现在同一帧中包括两种不同算法的校验字节，一种是从0逐步加1直到14的周期循环的校验，它能告知接收方是否出现了丢帧；另一种是较为复杂的CRC8校验算法，这种算法保证了数据帧其他几个字节数据的可靠性。如图7所示为数据帧0x1AF的所有字节，其中前两个信号分别为两种校验算法得到的校验值，校验字节1为4bits的数据，校验字节2为8bits的数据；
考虑到信号模拟时需要修改CAN总线上的相关参数值，修改之后就需要重新计算校验值，因此必须将CRC算法解析出来。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：解决了先进发动机性能对标工作中的整车信号解析问题。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本发明网络拓扑结构图；
图2是本发明档位信号图；
图3是本发明变速箱输入轴转速图；
图4是本发明变速箱输入轴转速与输出轴转速关系图；
图5是本发明轮速信号图；
图6是本发明车速信号图；
图7是本发明数据帧校验字节图；
图8是本发明CRC8算法流程图；
图9是本发明网关示意图；
图10是本发明网关程序流程图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
为了完成发动机对标工作，需要让发动机在测试台架上正常运转。发动机从整车上拆解下来后，整车的车轮、变速箱等部分不能正常运转，在这种情况下，ECU出于防盗和安全方面的考虑，发动机通常不能正常运行，可能会出现限速或者限扭的情况。此时就需要对影响发动机正常运行的信号(如车速和变速箱的信号)进行模拟，以使发动机在台架上正常运转。
通常使用信号发生器等设备模拟车轮转速等信号，其缺点是模拟信号不能及时响应发动机实际运行工况变化。随着汽车电控系统越来越复杂，这种方法的缺陷也越发明显，已不能满足对标车型的信号模拟需求。
本案所使用的方法考虑了CAN总线上的信号对发动机运行的影响，先对整车CAN总线信号进行解析，然后采用网关的方式，将整车端对发动机运行有影响的关键信号过滤修改后再发给ECU，以确保发动机的正常运行。模拟信号基于CAN总线数据解析的结果，由微控制器按设计的策略自动计算并输出，与发动机实际运行工况相匹配，能够对发动机工况的变化做出及时的响应。
基于CAN总线的数据模拟技术在实施上主要包括三个方面的工作内容，一是CAN总线数据解析工作，二是信号模拟工作，三是部分执行器的驱动控制工作。
CAN总线数据解析工作大致分为以下几个方面：
1)CAN总线网络拓扑结构解析；
2)报文与节点对应关系解析，明确变速箱控制单元、发动机控制单元和ABS/ESP控制单元等各自发出了哪些报文；
3)关键控制信号解析，包括车速、档位、发动机转速和负荷等，明确哪些报文对发动机运行有影响，对这些报文进行重点解析。
整车信号模拟工作分为两个方面的内容，一是CAN总线信号模拟，二是机车分离后影响发动机正常运行的其他信号模拟。总线信号模拟采用在网络节点间加入网关的形式，基于前期数据解析的结果，对影响发动机运行的关键信号由信号模拟系统给出合适的模拟值发到网络上，对其他非关键信号则直接转发。
对于CAN总线信号以外的其他信号的模拟，大致分为三个步骤：
1)对信号特征进行测试解析，包括轮速、车速、变速箱输入轴和输出轴转速等信号；
2)基于CAN总线数据解析结果，由CAN总线上的相关信号按照设计的算法，有整车模拟器的MCU计算出待模拟信号的数值；
3)由信号模拟系统硬件电路输出模拟信号，调整硬件电气参数，保证模拟信号特征与原始信号特征基本相同。
为了完成发动机性能对标测试任务，通常还需要对标杆机的节气门、调压阀等执行器进行独立控制，信号模拟系统为此特别设计了相应的驱动控制功能。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明(以宝马MINI为例)：
1.概述
在进行发动机对标试验时，为了保证发动机在台架上正常运转，需要在试验时模拟整车其他模块的信号，如变速箱的输入输出轴信号和轮速传感器信号等。因此在前期需要对整车的重要信号进行解析，并在台架试验时根据一定的策略模拟相关信号，配合完成台架试验。
2.CAN网络信号解析
2.1信号解析内容
(1)确定宝马MINI整车CAN网络拓扑结构；
(2)分析各报文和网络节点的对应关系、发送周期等基本属性；
(3)解析整车的关键CAN信号及控制逻辑；
2.2使用设备
CANoe硬件和软件、笔记本电脑、宝马诊断仪、DB9、万用表
2.3术语与缩写
DME:发动机控制器
EGS:变速箱控制器
DSC:动态稳定控制系统
ZGM:中央网关
KOMBI:仪表板
2.4解析结果与仿真分析
2.4.1网络拓扑结构：如图1所示，整车有两路动力CAN，PT-CAN和PT-CAN2。PT-CAN用于整车通讯，PT-CAN2主要是DME和EGS之间的通讯，通讯速率为500kb/s。DSC通过flexray与ZGM进行通讯，ZGM将flexray的数据帧转换为CAN数据帧后通过PT-CAN与DME进行通讯。
2.4.2 CAN总线报文及属性
车辆正常上电且无故障状态下，PT-CAN上共有122帧报文，PT-CAN2上有25帧报文，如表1所示
表1 CAN总线报文
2.4.3关键信号及控制策略解析
由于在发动机台架试验时变速箱没有工作，为了让发动机正常运转需要模拟变速箱的相关信号，考虑到mini的变速箱为AT，则需要模拟变速箱输入轴和输出轴信号。同时还需要模拟车速及档位等信号，因此在CAN总线上对以上信号进行解析，结果如表2所示
表2关键信号解析结果
2.4.3.1档位信号1
该信号位于0x3FD的byte2字节，表示手柄位置，定义如下：
P档：0x20 R档：0x40 N档：0x60 D档：0x80 S档:0x81 M档：0x82
2.4.3.2档位信号2
该信号位于0x1AC的byte2字节，D档和M档在对应的档位数值一致，具体定义如下：
P档：0xC3 N档：0xC1 R档：0xC2
D1/M1档：0xC5 D2/M2档：0xC6 D3/M3档：0xC7
D4/M4档：0xC8 D5/M5档：0xC9 D6/M6档：0xCA
2.4.3.3档位信号3
该信号位于0x39A的byte3字节，手动挡和自动挡复用相同的数值，具体定义如下：
N档：0x01 R档：0x02 P档：0x03
D1/M1档：0x05 D2/M2档：0x06 D3/M3档：0x07
D4/M4档：0x08 D5/M5档：0x09 D6/M6档：0x0A
2.4.3.4档位信号4
M档：0xF2 P档、R档、N档、D档：0xF1
实车采集的档位信号如图2所示。
在0-57s之间，当档位信号1将车速模拟为140km/h，档位信号2保持为D2/M2档0xC6的信号，档位信号3保持为D2/M2档0xC6的信号，档位信号4保持为M档0xF2的信号，在58s-111s之间，当档位信号1将车速模拟为0km/h，档位信号2保持为R档0xC2的信号，档位信号3保持为R档0x0的信号，档位信号4为0xF1，在112s-278s之间，当档位信号1将车速模拟为140km/h，档位信号2在112s-130s保持为D1/M1档0xC5的信号，在131s-176s保持为D2/M2档0xC6的信号，在177s-205s保持为D3/M3档0xC7的信号，在206s-218s保持为D4/M4档0x08的信号，在219s-230s保持为D5/M5档0xC9的信号，在231s-232s保持为D4/M4档0x08的信号，在233s-238s保持为D3/M3档0xC7的信号，在239s-270s保持为D2/M2档0xC6的信号，档位信号4为0xF1；
在239s-270s保持为D2/M2档0xC6的信号，档位信号3在112s-130s保持为D1/M1档0xC5的信号，在131s-176s保持为D2/M2档0xC6的信号，在177s-205s保持为D3/M3档0xC7的信号，在206s-218s保持为D4/M4档0x08的信号，在219s-230s保持为D5/M5档0xC9的信号，在231s-232s保持为D4/M4档0x08的信号，在233s-238s保持为D3/M3档0xC7的信号，在239s-270s保持为D2/M2档0xC6的信号，档位信号4为0xF1。
2.4.3.5变矩器状态
该信号位于0x39A的byte7字节的高两位，0表示发动机与变速箱输入轴断开，1表示发动机与变速箱输入结合。
2.4.3.6变速箱输入轴转速
该信号位于0x1AF的byte3-4字节，CANoe解析出来的结果如图3所示。
在58-59s之间，当变矩器状态从1变为0再变为1时，发动机转速从1100r/min增加到1800r/min，变速箱输入轴转速从800r/min到2000r/min；在104-106s之间，当变矩器状态从1变为0再变为1时，发动机转速从1300r/min增加到1600r/min，变速箱输入轴转速从1200r/min增加到1500r/min；在107-109s之间，当变矩器状态从1变为0再变为1时，发动机转速从1300r/min增加到1750r/min，变速箱输入轴转速从1250r/min增加到1600r/min；在108-110s之间，当变矩器状态从1变为0再变为1时，发动机转速从1250r/min增加到1600r/min，变速箱输入轴转速从1200r/min增加到1500r/min；在110-112s之间，当变矩器状态从1变为0再变为1时，发动机转速从1200r/min增加到1850r/min，变速箱输入轴转速从1100r/min增加到1600r/min。
在186-188s之间，当变矩器状态从1变为0再变为1时，发动机转速从1200r/min增加到1600r/min，变速箱输入轴转速从1400r/min增加到1600r/min；在191-193s之间，当变矩器状态从1变为0再变为1时，发动机转速从1100r/min增加到1800r/min，变速箱输入轴转速从1100r/min增加到1600r/min；在231-238s之间，当变矩器状态反复从1变为0再变为1时，发动机转速反复从1300r/min增加到1700r/min，变速箱输入轴转速反复从1200r/min增加到1600r/min。
在304-306s之间，当变矩器状态从1变为0再变为1时，发动机转速从1100r/min增加到1800r/min，变速箱输入轴转速从1100r/min增加到1700r/min；在348-350s之间，当变矩器状态从1变为0再变为1时，发动机转速从1100r/min增加到1800r/min，变速箱输入轴转速从1100r/min增加到1600r/min；在38-398s之间，当变矩器状态反复从1变为0再变为1时，发动机转速从1100r/min增加到1700r/min，变速箱输入轴转速从1250r/min增加到1650r/min。
当变矩器状态为1时，发动机转速与变速箱输入轴转速接近一致；当变矩器状态为0时，发动机转速与输入轴转速有较大差距。
在0-57s之间，当档位信号1将车速模拟为140km/h，档位信号2保持为D2/M2档0xC6的信号，档位信号3保持为D2/M2档0xC6的信号，档位信号4保持为M档0xF2的信号，在58s-111s之间，当档位信号1将车速模拟为0km/h，档位信号2保持为R档0xC2的信号，档位信号3保持为R档0x0的信号，档位信号4为0xF1，在112s-278s之间，当档位信号1将车速模拟为140km/h，档位信号2在112s-130s保持为D1/M1档0xC5的信号，在131s-176s保持为D2/M2档0xC6的信号，在177s-205s保持为D3/M3档0xC7的信号，在206s-218s保持为D4/M4档0x08的信号，在219s-230s保持为D5/M5档0xC9的信号，在231s-232s保持为D4/M4档0x08的信号，在233s-238s保持为D3/M3档0xC7的信号，在239s-270s保持为D2/M2档0xC6的信号，档位信号3在112s-130s保持为D1/M1档0xC5的信号，在131s-176s保持为D2/M2档0xC6的信号，在177s-205s保持为D3/M3档0xC7的信号，在206s-218s保持为D4/M4档0x08的信号，在219s-230s保持为D5/M5档0xC9的信号，在231s-232s保持为D4/M4档0x08的信号，在233s-238s保持为D3/M3档0xC7的信号，在239s-270s保持为D2/M2档0xC6的信号，档位信号4为0xF1。
2.4.3.7变速箱输出轴转速
该信号位于0x1AF的byte5-6字节，AT的6档速比分别为：1档4.459，2档2.508，3档1.555，4档1.142，5档0.851，6档0.672。如图4所示，在10s-28s时，档位为M1档，输入轴转速从800r/min增加到1800r/min，输出轴转速从0r/min增加到400r/min；在28s-34s时，档位为M2档，输入轴转速从1200r/min增加到2000r/min，输出轴转速从400r/min增加到800r/min；在34s-56s时，档位为M3档，输入轴转速为1100r/min-1500r/min，输出轴转速为100r/min-800r/min；在36s-74s时，档位为M2档，输入轴转速为800r/min-2000r/min，输出轴转速为0r/min-800r/min；在76s-84s时，档位为M3档，输入轴转速为1250r/min-1950r/min，输出轴转速为800r/min-1200r/min；在84s-91s时，档位为M4档，输入轴转速为1350r/min-1800r/min，输出轴转速为1200r/min-1600r/min；
在91s-101s时，档位为M5档，输入轴转速为1350r/min-1800r/min，输出轴转速为1600r/min-2150r/min；在101s-103s时，档位为M6档，输入轴转速为1200r/min-1800r/min，输出轴转速为2000r/min-2150r/min；在103s-106s时，档位为M5档，输入轴转速为1200r/min-1600r/min，输出轴转速为1600r/min-2000r/min；在106s-110s时，档位为M4档，输入轴转速为1200r/min-1700r/min，输出轴转速为1200r/min-1600r/min；在110s-112s时，档位为M3档，输入轴转速为1150r/min-1600r/min，输出轴转速为800r/min-1200r/min；在112s-148s时，档位为M2档，输入轴转速为800r/min-2000r/min，输出轴转速为100r/min-800r/min；在148s-175s时，档位为M3档，输入轴转速为1250r/min-1950r/min，输出轴转速为800r/min-1200r/min；在175s-187s时，档位为M4档，输入轴转速为1200r/min-1600r/min，输出轴转速为1200r/min-1400r/min；在187s-190s时，档位为M3档，输入轴转速为1200r/min-1600r/min，输出轴转速为800r/min-1200r/min；在190s-202s时，档位为M2档，输入轴转速为1000r/min-2000r/min，输出轴转速为200r/min-800r/min；
在202s-209s时，档位为M3档，输入轴转速为1200r/min-2000r/min，输出轴转速为800r/min-1200r/min；在209s-220s时，档位为M4档，输入轴转速为1400r/min-2400r/min，输出轴转速为1200r/min-2000r/min；在220s-226s时，档位为M5档，输入轴转速为1800r/min-2200r/min，输出轴转速为2000r/min-2600r/min；在226s-230s时，档位为M6档，输入轴转速为1200r/min-2200r/min，输出轴转速为2100r/min-2600r/min；在230s-232s时，档位为M5档，输入轴转速为1200r/min-1600r/min，输出轴转速为1800r/min-2100r/min；在232s-234s时，档位为M4档，输入轴转速为1200r/min-1600r/min，输出轴转速为1300r/min-1800r/min；在234s-236s时，档位为M3档，输入轴转速为1200r/min-1600r/min，输出轴转速为1000r/min-1300r/min；在236s-300s时，档位为M2档，输入轴转速为800r/min-2000r/min，输出轴转速为100r/min-1000r/min；在300s-306s时，档位为M3档，输入轴转速为1180r/min-2000r/min，输出轴转速为850r/min-950r/min；在306s-326s时，档位为M2档，输入轴转速为1100-2000，输出轴转速为200r/min-800r/min；在326s-348s时，档位为M3档，输入轴转速为1100-1800，输出轴转速为800r/min-1100r/min；在348s-358s时，档位为M2档，输入轴转速为1100r/min-1800r/min，输出轴转速为200r/min-800r/min；在358s-366s时，档位为M3档，输入轴转速为1200r/min-2000r/min，输出轴转速为800r/min-1200r/min；
在366s-378s时，档位为M4档，输入轴转速为1400r/min-3000r/min，输出轴转速为1200r/min-2500r/min；在378s-382s时，档位为M5档，输入轴转速为2200r/min-3000r/min，输出轴转速为2500r/min-3000r/min；在382s-388s时，档位为M6档，输入轴转速为1200r/min-2400r/min，输出轴转速为2000r/min-2500r/min；在388s-390s时，档位为M5档，输入轴转速为1200r/min-1800r/min，输出轴转速为1600r/min-2000r/min；在390s-392s时，档位为M4档，输入轴转速为1200r/min-1800r/min，输出轴转速为1200r/min-1600r/min；在392s-396s时，档位为M3档，输入轴转速为1200r/min-1800r/min，输出轴转速为700r/min-1200r/min；在396s-468s时，档位为M2档，输入轴转速为800r/min-2000r/min，输出轴转速为50r/min-750r/min；在468s-476s时，档位为M3档，输入轴转速为1000r/min-2000r/min，输出轴转速为750r/min-900r/min；在476s-498s时，档位为M2档，输入轴转速为700r/min-2000r/min，输出轴转速为0r/min-900r/min。
在变矩器为结合状态时，输入轴转速/输出轴转速＝相应档位的传动比，变矩器断开状态时的比值与理论值有一定差异。
2.4.3.8轮速信号
轮速信号包括前后左右共四个，都位于0x254报文上，四个信号在直线行驶时数值一致，转弯时会有一定的差异，解析结果如图5所示。
2.4.3.9车速信号
该信号位于0x1A1的byte2-3字节，它的变化趋势与轮速信号一致，如图6。
2.4.4CAN总线校验信号解析
2.4.4.1总线校验信号
一般为了保证CAN总线上数据的可靠性，数据帧都会包含相应的校验信息。通过解析MINI的数据帧发现在同一帧中包括两种不同算法的校验字节，一种是从0逐步加1直到14的周期循环的校验，它能告知接收方是否出现了丢帧；另一种是较为复杂的CRC8校验算法，这种算法保证了数据帧其他几个字节数据的可靠性。如图7所示为数据帧0x1AF的所有字节，其中前两个信号分别为两种校验算法得到的校验值，校验字节1为4bits的数据，校验字节2为8bits的数据。
考虑到信号模拟时需要修改CAN总线上的相关参数值，修改之后就需要重新计算校验值，因此必须将CRC算法解析出来。
2.4.4.2 CRC8算法解析
CRC8算法是将需要校验的数值与8位多项式进行二进制除法运算，再将计算的结果与一个字节进行异或运算，因此要解析算法即是确定多项式与异或的数值。
CRC8的计算函数CRC8_Cal(unsigned char*ptr，unsigned char poly_v，unsigned char xor_v)，算法流程如图8所示。
其中，*ptr：指向需要计算校验值的数组，
poly_v：多项式的值为0-255，
xor_v：异或值为0-255，
通过此算法可以快速确定多项式和异或值，最终发现所有数据帧的CRC8都是同一个多项式，而每个异或值都不同，如表3所示。
表3校验和具体信息
| 报文ID | 异或值(hex) | CRC校验所在字节 |
| 0xF3 | 0x8F | Byte0 |
| 0x1A1 | 0x0F | Byte0 |
| 0x1AC | 0xE0 | Byte7 |
| 0x1AF | 0x43 | Byte0 |
| 0x3FD | 0x70 | Byte0 |
3.信号模拟
当进行发动机台架试验时，基于之前解析的相关信号，并根据发动机的控制策略对信号进行模拟，使发动机正常工作。
3.1网关功能
如图9所示，信号模拟通过两个网关实现。将原车的两路CAN总线从发动机侧分别断开，并加入网关。每个网关有2路CAN模块，分别与断开的CAN总线相连，它的功能是将一路CAN上接收的数据直接从另一路转发出去，或根据一定策略修改相应的数值后从另一路CAN上转发出去。
3.2信号模拟策略
对于自动挡AT，如果在台架试验时将档位挂到D档或M档，发动机运转一定时间后会出现变速箱过热故障。因此只能将档位挂到N档进行试验，而为了使发动机性能达到最大，需要通过CAN总线告诉发动机在M档，并根据发动机转速的不同模拟不同的档位。同时需要模拟变速箱输入轴和输出轴转速，以及车速信号。
由于两路CAN总线的信号需要根据发动机转速同步，而只有PT-CAN上有发动机转速信息，为了让PT-CAN2总线上能获得实时的发动机转速信息，网关1和网关2之间需要通讯，根据硬件配置可通过串口(SCI)实现。网关的程序流程图10所示。
根据之前信号解析的结果，需要修改的信号所在帧包括0xF3(包含发动机转速)、0x1AC(档位信息)、0x39A(档位和变矩器状态)、0x3FD(档位信息)、0x1AF(包含变速箱输入轴及输出轴转速)、0x1A1(车速信息)、0x254(轮速信息)等。
信号模拟在N档进行，当网关2识别到发动机转速大于900rpm，会将PT-CAN发动机侧的档位信号、变矩器锁止信号、车速和轮速信号修改为合理的值；若发动机转速小于800rpm，网关2直接转发报文，不做任何修改。
同时网关2将实际发动机转速、状态改变参数St_Val(由发动机转速决定)、以及档位通过SCI发送给网关1，若St_Val为0x55，则网关1修改PT-CAN2发动机侧的发动机转速、档位、变矩器锁止状态、输入轴和输出轴转速(通过发动机转速和档位确定)为对应的值；若St_Val为0，则网关1直接转发报文，不做任何修改。
4.发动机其他参数的解析
为了获取更多的发动机参数值，从而更深入地进行发动机台架试验，可通过解析诊断仪协议获得相关参数的实时数据。
4.1诊断协议解析
从诊断接口引出CANH和CANL，并通过CANOE观测诊断仪读取数据流操作过程中总线上的报文，分析之后可知应用层诊断协议为UDS协议——ISO 14229网络层的协议符合ISO 15765-2，包括单帧，起始帧，连续帧以及数据流控制等定义。
诊断仪发送报文ID以及各模块返回报文ID如下表4所示，各模块通过判断诊断仪发送的第一个字节区分是否是对本模块的数据流读取(如表5所示)，若判断为是，则返回相应参数的值，否则不做任何回应。
表4诊断相关报文ID
| 报文类型 | 报文ID(hex) |
| 诊断仪数据流请求报文 | 0x6F1 |
| 发动机控制器返回报文 | 0x612 |
| 变速箱控制器返回报文 | 0x618 |
| 车身控制器返回报文 | 0x640 |
表5诊断仪数据流请求服务报文第0字节数值
| 诊断仪数据流请求模块 | 请求报文第0字节数值 |
| 发动机 | 0x12 |
| 变速箱 | 0x18 |
| 车身控制器 | 0x40 |
4.2数据流解析
分析发现，诊断仪对不同模块的数据流读取采用了不同的服务[1]，即通过不同的方式达到同样的目的。
(1)对于EGS变速箱控制器模块，诊断仪直接用服务0x22(通过ID读取服务)实现数据流的读取；
(2)对于DME发动机控制器模块，诊断仪首先使用服务0x2C(动态定义ID服务)将参数的原ID值动态定义为0xF300，之后再使用服务0x22读取0xF300的值，即可读取相应参数的值。
由于主要是读取DME模块的参数，因此只需要通过第二种方式解析数据流，解析的结果如表6所示。PID表示根据协议通过相应的PID值可以获得参数的实时数据；长度指参数值由几个字节表示；系数和偏移表示总线值与物理值之间的转换关系。
表6发动机参数解析结果
4.3数据流采集
利用表6中参数对应的PID值，根据ISO14229协议编写代码获取相应参数的实时值，并将这些值通过CAN模块发送给台架，实现数据流的采集。
Claims (2)
1.一种用于整车信号解析的工作方法，其特征在于，包括：CAN总线数据解析和轮速、车速、变速箱输入轴和输出轴转速信号的测试解析；
所述CAN总线数据解析步骤为：
S1，CAN总线网络拓扑结构解析；
S2，报文与节点对应关系解析；
所述S2中的报文与节点对应关系解析包括：明确变速箱控制单元、发动机控制单元和ABS /ESP控制单元各自发出了哪些报文；
S3，关键控制信号解析；
所述S3中的关键控制信号解析包括：车速、挡位、发动机转速和负荷，明确报文对发动机运行有影响，并对报文进行解析；还包括：CAN总线校验信号解析，从0逐步加1直到N的周期循环的校验算法解析；CRC8校验算法解析；
所述CRC8算法解析具体步骤如下：
S-A，CRC8算法解析流程开始；
S-B，*ptr为指向需要计算的校验值的数组tset[]，用于确定多项式值和异或值的计算；
S-C，对多项式值poly_v置0；
S-D，对异或值xor_v置0；
S-E，调整函数CRC8_Cal(*ptr， poly_v，xor_v)计算相应的CRC值check_sum；
S-F，判断check_sum是否与目标值相等，若相等，则记录poly_v和xor_v的值，并将解析成功标志flag_succ置1，若不相等执行S-G；
S-G，xor_v的值为xor_v值加一；
S-H，判断xor_v是否小于256，若小于，则执行S-E；若不小于，执行S-I；
S-I，poly_v的值为poly_v的值加一；
S-J，判断poly_v是否小于256，若小于，则执行S-D，否则执行S-K；
S-K，将解析成功标志flag_succ置0；
S-L，结束；
其中该函数CRC8_Cal(unsigned char *ptr，unsigned char poly_v，unsigned charxor_v)；
其中，*ptr：指向需要计算校验值的数组， poly_v：多项式的值为0-255， xor _v：异或值为0-255；
所述S3中的关键控制信号包括：
如果为挡位信号1，该信号位于0x3FD的byte2字节，表示手柄位置，定义如下：
P挡：0x20 R挡：0x40 N挡：0x60 D挡：0x80 S挡:0x81 M挡：0x82；
如果为挡位信号2，该信号位于0x1AC的byte2字节，D挡和M挡在对应的挡位数值一致，具体定义如下：P挡为0xC3 ；N挡为0xC1；R挡为0xC2，当D1/M1挡为0xC5；D2/M2挡为0xC6；D3/M3挡为0xC7；D4/M4挡为0xC8；D5/M5挡为0xC9；D6/M6挡为0xCA；
如果为挡位信号3，该信号位于0x39A的byte3字节，手动挡和自动挡复用相同的数值，具体定义如下：N挡为0x01；R挡为0x02；P挡为0x03；D1/M1挡为0x05；D2/M2挡为0x06；D3/M3挡为0x07；D4/M4挡为0x08；D5/M5挡为0x09；D6/M6挡为0x0A；
如果为挡位信号4，该信号M挡为0xF2；P挡、R挡、N挡、D挡为0xF1。
2.根据权利要求1所述的用于整车信号解析的工作方法，其特征在于，所述S3中的关键控制信号还包括：
S3-1，获取变矩器的状态信号，该信号位于0x39A的byte7字节的高两位，0表示发动机与变速箱输入轴断开，1表示发动机与变速箱输入结合；
S3-2，获取变速箱输入轴转速信号，该信号位于0x1AF的byte3-4字节，当变矩器状态为1时，发动机转速与变速箱输入轴转速接近一致；当变矩器状态为0时，发动机转速与输入轴转速有差距；
S3-3，获取变速箱输出轴转速信号，该信号位于0x1AF的byte5-6字节，AT的6挡速比分别为：1挡为4.459，2挡为2.508， 3挡为1.555，4挡为1.142， 5挡为0.851，6挡为0.672；在变矩器为结合状态时，输入轴转速/输出轴转速=相应挡位的传动比；
S3-4，获取轮速信号，轮速信号包括前后左右共四个，都位于0x254报文上，四个信号在直线行驶时数值一致；
S3-5，获取车速信号，该信号位于0x1A1的byte2-3字节，它的变化趋势与轮速信号一致；
S3-6，为保证CAN总线上数据的可靠性，数据帧都会包含相应的校验信息；通过解析MINI的数据帧发现在同一帧中包括两种不同算法的校验字节，一种是从0逐步加1直到14的周期循环的校验，能告知接收方是否出现了丢帧；另一种是CRC8校验算法，这种算法保证了数据帧其他几个字节数据的可靠性；数据帧0x1AF的所有字节，其中前两个信号分别为两种校验算法得到的校验值，校验字节1为4bits的数据，校验字节2为8bits的数据。
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| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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