踏板行程传感器 长安汽车取得踏板力和踏板行程的测量装置专利，该专利可解决现有技术在测量踏板力和踏板行程时需要安装多个独立的设备，安装时间长，测量效率较低的技术问题
长安汽车取得踏板力和踏板行程的测量装置专利，该专利可解决现有技术在测量踏板力和踏板行程时需要安装多个独立的设备，安装时间长，测量效率较低的技术问题
金融界2024年6月4日消息，天眼查知识产权信息显示，重庆长安汽车股份有限公司取得一项名为“踏板力和踏板行程的测量装置“，授权公告号CN221078034U，申请日期为2023年10月。
专利摘要显示，本申请涉及一种踏板力和踏板行程的测量装置，所述踏板力和踏板行程的测量装置包括拉线位移传感器和压力传感器，分别安装在壳体的上下两端，拉线位移传感器包括拉线，拉线用于在测量时与待测量的汽车的方向盘下缘连接，拉线位移传感器用于测量汽车的待测踏板的踏板行程，压力传感器通过推杆与待测踏板连接，用于测量待测踏板的踏板力；推杆的第一端与压力传感器连接，推杆的第二端用于在测量时放置于待测踏板的踏板面；显示屏，显示屏设置在壳体内部，用于显示拉线位移传感器测量的踏板行程数据，以及压力传感器测量的踏板力数据，本申请可解决现有技术在测量踏板力和踏板行程时需要安装多个独立的设备，安装时间长，测量效率较低的技术问题。
本文源自金融界
从ECU系统视角理解CAN通讯需求
作者 | 糊涂振
出品 | 汽车电子与软件
在软件定义汽车这个时代，汽车功能越来越丰富，随之ECU越来越多，有些功能靠ECU独立实现，有些功能则需要多个ECU联合实现。总体来说，ECU绝大多数情况下都需要与其他ECU进行信息交互，比如充电功能，车载充电机OBC需要联合电池管理系统BMS和整车控制器VCU等联合才能实现。因此，这些ECU采取怎样的通讯方式来实现信息交互？目前，常用的ECU通讯方式有 CAN，LIN和FlexRay，同时随着汽车电子电器架构朝着中央集成控制方向发展，以太网的应用也越来越广泛。
source：the software Car: Building ICT Architectures for Future Electric Vehicles
当然不管汽车电子电器架构发展多么迅速，CAN通讯仍将无处不在，持续对ECU之间的信息交互扮演着极其关键的角色。因此，本文从ECU系统层级角度来探讨CAN通讯都会有怎样的需求，以及如何去理解与评估这些需求。
#01
CAN通讯需求的分析与分解
汽车ECU基本都采用V流程开发，先由OEM提供功能开发需求，然后经过ECU系统的分析与评估，再分配给ECU软硬件进行相应的开发与验证，最后由系统进行验证和确认。
Source: 一文了解汽车功能开发要做什么？怎么做？
本文将侧重点在ECU系统层面视角来看这些CAN通讯需求。通常ECU系统收到在客户关于CAN通讯的需求会涉及以下几个点:
ECU需要具备几路CAN，每路CAN的基本要求是什么； 每条CAN需要具备哪些功能； CAN通讯矩阵或DBC是怎样的。这些需求就是ECU CAN通讯开发的起点，一般称为客户需求或者利益相关者需求Stakeholder requirement。在ECU系统层面，系统工程师收到这些需求后，会拉上相关利益者一起来评估这些需求，包括硬件，软件和功能安全等项目内部成员，同时也会和客户多次对齐，最终明确好这些CAN通讯需求。
接着系统工程师将在ECU系统层面将需求细化为ECU系统需求，比如:
ECU需要两路CAN，CAN1用于ECU之间的信息交互，CAN2用于诊断和标定； 两路CAN都为CAN FD，仲裁段波特率500Kbps，数据段波特率为2Mbps，采样点均为80%，都支持标准帧和扩展帧格式； CAN1需要根据已提供的CAN通讯矩阵或DBC进行开发； CAN1需要支持特定帧报文唤醒，支持局部网络唤醒功能等。当然需求细化分解出来了很重要，但有没有彻底吃透呢？接下来我们就再进一步来探讨。
#02
如何理解CAN通讯需求
就系统工程师的经历来说，当看到这些需求，一方面要理解需求本身，另一方面需要知道这些需求将会涉及的相关利益方。下面我们就逐一解析上面所列举的CAN通讯需求。
2.1 ECU需要两路CAN，CAN1用于ECU之间的信息交互，CAN2用于诊断和标定
为什么ECU通常需要两路CAN或者更多？主要考虑因素有CAN总线的负载率以及功能需求等。所以OEM定义一路用作通讯，比如动力总成域上挂VCU, MCU, BMS 和OBC等。另一路则用于车辆的标定和诊断通讯功能，其中标定功能在量产会被禁用，这路CAN与OBD接口相连，如下所示：
当然也有有些控制器只有1路CAN，既用于通讯也用于诊断标定，比如有些电子泵产品。
对于这条需求，该如何评估，考虑点有：
主要评估当前的控制器硬件是否满足，即从接插件Pin数量是否足够提供两路CAN_H和CAN_L； PCB是否有足够空间布置两颗CAN收发器及其相应的处理电路； 微控制器芯片中CAN控制器数量是否足够。因此实现的关键点在于硬件，而对于软件来说，主要涉及工作量。
2.2 两路CAN都为CAN FD，仲裁段波特率500Kbps，数据段波特率为2Mbps，采样点均为80%，都支持标准帧和扩展帧格式；
对于这条需求，考虑因素有两个方面：
一方面是控制器硬件，即CAN收发器和MCU的CAN控制器需要支持CAN FD； 另一方面是控制器软件，CAN通讯功能模块需要支持CAN FD报文的处理。另外针对CAN数据帧格式，传输速率及采样，主要涉及软件开发的内容，另外可能需要确保测试设备支持CAN FD的测试验证。
source：CANFD an introduction, from Vector
为了更好地理解这些需求，这里对这些术语稍作解释:
CAN FD的可变速率。CAN FD采用了两种位速率：从控制场中的BRS位到ACK场之前（含CRC分界符）称为数据段速率，如上图蓝色部分，其余部分仲裁段速率。两种速率各有一套位时间定义寄存器，它们除了采用不同的位时间单位TQ外，位时间各段的分配比例也可不同，所以两者可以设置不同的波特率和采样点。500Kbps表示1秒钟可以传输500,000bit的数据，2000Kbps表示1秒钟可以传输2000,000bit的数据。 标准和扩展格式的数据帧。两者的区别在仲裁段，标准格式的仲裁段包含11位基本ID位和RTR位，而扩展格式的仲裁段除了11位基本ID位和RTR位外，还包含SRR位，IDE位和18位扩展ID位。即标准格式可表示的CAN ID（11位）范围为 0X000~0X7FF，而扩展格式可表示的CAN ID（29位）范围为0X00000000~0X1FFFFFFF。如下所示：source：CAN_E: Data Frame (vector.com)
2.3 CAN1需要根据已提供的CAN通讯矩阵或DBC进行开发
对于这条需求的理解，可以参考很不错的两篇文章（写的非常清楚）：
一文了解CAN矩阵与DBC文件； CAN矩阵和DBC里有哪些隐藏信息？主要工作内容在软件，包括CAN驱动的配置，CAN报文的收发，CAN报文信号的提取和转换等。对于CAN通讯矩阵中的信号不再做详细解释，这里了解下报文中包含保护或校验信息，比如校验和（Checksum）和滚动计数器（Rolling Counter）。
Checksum 。它是用来判断CAN报文传输过程是否会出现错误，报文的发送方采用特定的Checksum校验算法计算一条报文的CRC校验码，再将该校验码放到该报文数据中，与报文中的其他信号一起发送到CAN总线。然后报文的接收方会读取到该校验码，同时采用相同的Checksum校验算法计算出CRC校验码，再对比这两个校验码，如果一致，则说明报文传输过程没有出现错误，否则认为报文传输过程有误，这条报文有问题。 Rolling counter 。它是用来判断报文传输过程是否出现丢帧，报文的发送方发送一条报文就计数器加1，从0累加到15，然后不断循环。如果出现计数器不连续或首尾值不对，报文的接收方会认为丢帧。其实对于整个CAN通讯需求开发内容，CAN通讯矩阵涉及内容最多，并且贯穿整个软件开发的周期。
2.4 CAN1需要支持特定帧报文唤醒，支持局部网络唤醒功能等
对于这条需求，需求明确要特定帧报文唤醒功能，即对控制器硬件设计有要求，选用的CAN收发器芯片要支持特定帧唤醒。其次需求要求支持局部网络唤醒功能，因此涉及到复杂的网络管理策略。以底盘域的网络唤醒例子来理解，如下所示：
Source：一篇易懂的整车网络管理指南
一个ECU可能存本地唤醒和网络唤醒等，比如上图中假设IEB的本地唤醒源是制动踏板行程传感器BPS，即某个唤醒场景下，BPS感知到变化，以硬线信号形式传给IEB，那么处于休眠的IEB将被唤醒，对应着图中1区域。IEB唤醒后将请求唤醒EPS和VCU参与功能控制，这部分与网络唤醒策略相关。
以上就列举了一个典型的网络管理场景，要实现这样的场景，会涉及几个方面内容:
唤醒功能逻辑需求，以怎样的逻辑精准识别唤醒源； 网络管理状态机需求，采用怎么样形式,AutoSAR NM吗？以及状态之间的跳转条件和每个状态下的动作是怎样定义的； 网络管理报文需求。网络管理报文内容是怎么定义，接收与发送的规则是怎样的等。上述这些内容唤醒源检测会涉及到硬件设计，在硬件具备的情况下，那么开发的内容均由软件来实现。关于网络管理需求的实现，除了单个ECU自身需求实现，其实与其他ECU强相关，因为这些唤醒场景由这些ECU共同实现。
#03
CAN通讯需求总结
上文就从ECU系统视角介绍完了CAN通讯主要需求有哪些，怎么理解这些需求以及这些需求需要谁来实现。
当然还有很多CAN通讯需求本文还未提及展开，比如：
CAN总线Bus off处理需求； CAN报文的诊断需求，比如ID检测，超时检测，Checksum校验和故障后处理措施等； 功能安全相关的E2E保护需求。总之，CAN通讯其实是一个非常大的话题，内容非常多非常复杂，不管在主机厂还是供应商，不管是ECU系统还是ECU软硬件，都有很多相关的工作需要做，很多细节需要把控，更多CAN通讯内容，欢迎持续关注。
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