Acquisition de données CAN : comprendre, enregistrer et analyser les communications du véhicule

Dans l’automobile moderne, le CAN Bus (Controller Area Network) occupe un rôle central au cœur de l’architecture électronique. Face à l’électrification, à l’automatisation de la conduite et à la multiplication des calculateurs embarqués, l’explosion des données générées par les véhicules est devenue un défi majeur pour l’ingénierie.

Chaque trajet génère des millions de trames CAN véhiculant des données critiques sur la vitesse, la tension, la température, les commandes du conducteur ou l’état des sous-systèmes. Dans ce contexte, l’acquisition de données CAN s’impose comme une étape clé tout au long des phases de développement, de test et de validation. De la phase de prototypage jusqu’aux tests sur piste, capturer et décoder ces flux informatifs permet d’assurer la sécurité, la fiabilité et la performance des véhicules. Fort de son expertise en ingénierie automobile et en systèmes embarqués, DUNASYS conçoit des solutions matériel et logiciel sur mesure pour accompagner les OEM et équipementiers dans la maîtrise de leurs réseaux CAN.

À retenir

• L’acquisition de données CAN consiste à collecter et analyser les échanges entre les calculateurs d’un véhicule.
• Le CAN Bus est le protocole de communication le plus utilisé dans l’industrie automobile.
• Les données CAN sont essentielles pour le diagnostic, la validation ECU, les systèmes ADAS et le développement de logiciels embarqués.
• Les Data Loggers permettent d’enregistrer les trames CAN afin de les analyser en temps réel ou a posteriori.
• L’essor des véhicules connectés et des Software Defined Vehicles (SDV) renforce l’importance des solutions d’acquisition de données.

Qu’est-ce que l’acquisition de données CAN ?

L’acquisition de données CAN désigne le processus de capture, de mesure et d’enregistrement des signaux électriques et informatiques qui transitent sur un réseau CAN automobile.

Le protocole CAN Bus, standardisé depuis plusieurs décennies, permet aux différents calculateurs de communiquer entre eux sans nécessiter de câblage point à point complexe. Chaque module connecté au réseau émet et reçoit des messages sous forme de trames CAN.

L’acquisition consiste à collecter ces données, à convertir les valeurs brutes en valeurs physiques intelligibles via des fichiers de description de base de données, puis à procéder à leur analyse en temps réel ou a posteriori.

Comment fonctionne le réseau CAN Bus ?

Architecture CAN

Le circuit CAN repose sur une architecture en bus filaire différentiel. Cette structure garantit une haute immunité au bruit électromagnétique et une grande fiabilité dans l’environnement exigeant d’un véhicule.

Les calculateurs ECU

Chaque calculateur agit comme un nœud sur le réseau. Il intègre un contrôleur CAN et un émetteur/récepteur pour envoyer des données numériques ou écouter les messages diffusés sur la ligne.

Les trames CAN

La communication CAN utilise un système d’adressage basé sur l’identifiant du message plutôt que sur l’adresse de l’émetteur. Une trame classique contient l’ID, des bits de contrôle, un champ de données et un code de contrôle d’erreur.

La communication en temps réel

Le protocole utilise un mécanisme d’arbitrage bit à bit non destructif. Les messages prioritaires prennent immédiatement le dessus sur les messages secondaires, garantissant un traitement en temps réel.

Le CAN FD

Évolution majeure du standard, le CAN FD répond à la hausse des besoins en bande passante. Il permet de faire passer la taille du champ de données de 8 à 64 octets et d’augmenter la fréquence de transmission sur la partie données de la trame.

Pourquoi réaliser une acquisition de données CAN ?

• Validation de véhicules : Vérifier sur banc d’essai ou en conditions réelles de roulage que les sous-systèmes réagissent conformément aux exigences opérationnelles.
• Diagnostic automobile : Identifier rapidement les défaillances, lire les codes défauts et analyser les échanges lors de pannes intermittentes grâce au diagnostic CAN.
• Analyse des performances : Mesurer le comportement dynamique du véhicule, la consommation d’énergie ou l’efficacité thermique des batteries.
• Développement logiciel embarqué : Valider les algorithmes de commande des calculateurs en observant les variables internes transmises sur le bus.
• Tests ADAS : Suivre les interactions entre les calculateurs de trajectoire, de freinage et les aides à la conduite.

Quels équipements utiliser pour acquérir des données CAN ?

Un système complet d’acquisition repose sur une chaîne matériel et logiciel adaptée :

Data Logger

Le data logger CAN est un enregistreur autonome embarqué directement dans le véhicule. Il capture et sauvegarde en continu les trames sur des supports de stockage massifs, même en l’absence d’un opérateur.

Interfaces CAN

Une interface matériel (PC-to-CAN via USB, Ethernet ou Wi-Fi) connecte le réseau du véhicule à un ordinateur pour réaliser des mesures ou de l’invalidation d’architecture.

Conditionnement et capteurs

Pour combiner la mesure CAN à des données physiques externes, des conditionneurs et transducteurs sont souvent nécessaires. Ils appliquent un filtrage et gèrent l’isolation électrique pour convertir des signaux analogiques en données numériques réinjectées sur le bus.

Logiciels d’analyse et outils de visualisation

Les logiciels de dépouillement permettent l’affichage en temps réel, le tracé de courbes, l’analyse fréquentielle et la visualisation graphique des différents types de signaux.

Pour répondre à ces besoins, DUNASYS propose des outils avancés issus de sa gamme de produits, comme les enregistreurs Dunalog et les interfaces de communication DuanaCAN.

Acquisition CAN et validation ECU

Dans le cadre du test et de la validation fonctionnelle des calculateurs, la surveillance des bus de communication est indispensable. L’enregistrement CAN permet de vérifier le respect des chronogrammes, de calculer le taux d’occupation du réseau et de détecter la perte occasionnelle de messages.

Couplée à des méthodes de simulation d’environnement, l’acquisition permet de simuler le reste du véhicule pour tester un calculateur isolé et analyser finement ses réponses.

Acquisition de données CAN pour les systèmes ADAS

Les systèmes avancés d’aide à la conduite (ADAS) reposent sur la collecte et le traitement massif de données hétérogènes :

• Caméras : Fournissent la détection visuelle des lignes et des obstacles.
• Radars : Transmettent les distances et vitesses relatives des objets environnants.
• Fusion de capteurs : Combine les différents flux de capteurs pour reconstituer l’environnement global du véhicule.
• Conduite assistée : Transmet les consignes critiques de direction ou de freinage via CAN FD ou Ethernet.

L’acquisition CAN permet de synchroniser ces flux de données à haute fréquence d’échantillonnage pour valider la réactivité des algorithmes de décision.

CAN Bus et Software Defined Vehicle (SDV)

L’émergence des Software Defined Vehicles redéfinit l’architecture électrique et électronique vers des calculateurs zonaux et centraux plus puissants.

Dans cette transition, le volume de données à traiter explose. Même si l’Ethernet automobile prend une place grandissante pour les hauts débits, le bus CAN et le CAN FD restent incontournables pour les sous-réseaux à temps réel et les actionneurs. L’acquisition de données multi-réseaux est plus que jamais la clé de voûte du développement des véhicules pilotés par logiciel.

Les défis de l’acquisition CAN

• Volume de données : Gérer l’enregistrement de gigaoctets de flux bruts générés lors de campagnes d’essais de plusieurs semaines.
• Synchronisation : Alignement temporel parfait entre les bus CAN, les signaux vidéo, Ethernet et les données de mesure analogiques.
• Temps réel : Traitement, filtrage du bruit et analyse des alertes sans perte de trame à haute cadence.
• Cybersécurité : Garantir l’intégrité et la confidentialité des échanges lors de la collecte distante, conformément aux exigences de la cybersécurité automobile.
• Analyse multi-réseaux : Corréler simultanément des flux CAN, CAN FD, LIN, FlexRay et Ethernet.

Comment DUNASYS accompagne vos projets d’acquisition de données CAN

Spécialiste de l’ingénierie et des systèmes embarqués automobiles et télématique, DUNASYS vous accompagne de bout en bout dans l’optimisation et le déploiement de vos chaînes d’acquisition de données CAN.

De la fourniture de matériel dédié, comme nos boîtiers de test DunaDiag ou nos dataloggers Dunalog, au développement de logiciels sur mesure, nos équipes d’experts répondent à vos enjeux les plus complexes. Nous proposons des services d’assistance technique et la prise en charge globale de vos besoins à travers notre offre de projet sur mesure.