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飛思卡爾微處理器在發(fā)動(dòng)機(jī)ECU檢測(cè)中的應(yīng)用研究

時(shí)間:2015-02-02 15:48:21來(lái)源:陳龍 胡子木

導(dǎo)語(yǔ):?隨著我國(guó)在近幾年汽車(chē)工業(yè)的飛速發(fā)展,各種級(jí)別的乘用車(chē)走進(jìn)了千家萬(wàn)戶,當(dāng)今的消費(fèi)者也對(duì)車(chē)輛的主動(dòng)安全和被動(dòng)安全都比以往更加重視。

摘要:討論發(fā)動(dòng)機(jī)ECU的硬件測(cè)試,重點(diǎn)探討實(shí)現(xiàn)硬件測(cè)試的一種方法與檢測(cè)系統(tǒng)的組成,以及微處理器在發(fā)動(dòng)機(jī)ECU檢測(cè)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用研究。

關(guān)鍵詞:發(fā)動(dòng)機(jī)、被測(cè)ECU、TEST、微處理器、計(jì)算機(jī)、C++

1引言

隨著我國(guó)在近幾年汽車(chē)工業(yè)的飛速發(fā)展,各種級(jí)別的乘用車(chē)走進(jìn)了千家萬(wàn)戶,當(dāng)今的消費(fèi)者也對(duì)車(chē)輛的主動(dòng)安全和被動(dòng)安全都比以往更加重視。人們對(duì)轎車(chē)上的每個(gè)零件可靠性都要有更高的要求,作為發(fā)動(dòng)機(jī)類似于轎車(chē)心臟,ECU做為控制發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的核心,它的可靠非常重要,下面將介紹一種檢測(cè)ECU硬件是否的可靠的一種方法。

2系統(tǒng)的構(gòu)成及功能

2.1系統(tǒng)的構(gòu)成

此ECU下線檢測(cè)設(shè)備是對(duì)各種發(fā)動(dòng)機(jī)ECU進(jìn)行硬件測(cè)試,此設(shè)備主要包括各類被測(cè)ECU夾具、數(shù)字量輸入測(cè)試、模擬量輸入測(cè)試、轉(zhuǎn)速電路測(cè)試、CAN通訊測(cè)試、脈沖輸入量測(cè)試、低邊驅(qū)動(dòng)輸出測(cè)試、1個(gè)帶人機(jī)界面的監(jiān)控臺(tái)。

2.2功能描述

2.2.1一般描述

本發(fā)動(dòng)機(jī)ECU下線硬件檢測(cè)設(shè)備是對(duì)東風(fēng)汽車(chē)等現(xiàn)有各種LNG/CNG發(fā)動(dòng)機(jī)ECU做硬件檢測(cè),模擬數(shù)字/模擬量輸入、ECU帶真/假負(fù)載進(jìn)行檢測(cè),上位機(jī)將每次測(cè)試的數(shù)據(jù)同參考值做比較,從而來(lái)判斷ECU的硬件是否正常。

2.2.2詳細(xì)描述

第一步:將被測(cè)ECU一起燒寫(xiě)專用測(cè)試軟件;

第二步:進(jìn)入測(cè)試監(jiān)控界面,界面見(jiàn)下圖:

圖一:監(jiān)控界面

第三步:觀察監(jiān)控界面右上角系統(tǒng)通訊提示,如果顯示綠色“通訊正常”即可進(jìn)入下一步操作,如果顯示紅色“PC-通訊盒未連接”,此時(shí)要檢查測(cè)試臺(tái)里的通訊盒是否連接好;

第四步:點(diǎn)擊監(jiān)控界面下的“點(diǎn)火使能”,此時(shí)觀察左上角被測(cè)ECU版本號(hào),只有在版本號(hào)與被測(cè)ECU版本一致的條件下才可以進(jìn)入下一步步測(cè)試;否則要點(diǎn)擊點(diǎn)火禁止按鈕,退出檢測(cè)并拆下ECU,進(jìn)入第一步;

第五步:在上述步驟均正常的前提下進(jìn)入硬件測(cè)試,點(diǎn)擊“檢測(cè)開(kāi)始”按鈕,中途也可以檢測(cè)停止,點(diǎn)擊檢測(cè)停止即可,在沒(méi)有意外的情況下建議不要檢測(cè)停止,該設(shè)備在完成一個(gè)檢測(cè)循環(huán)后停下來(lái)最安全;第六步:觀察測(cè)試界面,測(cè)試合格的項(xiàng)目在界面上均有提示“合格”字樣,如果有“不合格”字樣,再觀察錯(cuò)誤報(bào)告窗口,將錯(cuò)誤報(bào)告上的值與檢測(cè)參考值對(duì)比,如果偏差很大,證明該項(xiàng)檢測(cè)的硬件有問(wèn)題,將有問(wèn)題的故障做記錄后送維修人員維修;同時(shí)也可以點(diǎn)擊“保存錯(cuò)誤報(bào)告”,將錯(cuò)誤信息保存為T(mén)XT文件格式供相關(guān)技術(shù)人員參考;

第七步:檢測(cè)完成后,在監(jiān)控左下角會(huì)有提示,檢測(cè)完畢,可拆卸ECU;

3控制硬件設(shè)計(jì)接口描述

3.1控制設(shè)備硬件結(jié)構(gòu)如圖圖二,為了簡(jiǎn)化接線,設(shè)備之間采用總線連接。監(jiān)控計(jì)算機(jī)是中文界面,界面直觀.操作者可根據(jù)相應(yīng)的提示直接進(jìn)行相應(yīng)的操作。

圖二:硬件系統(tǒng)圖

3.2接口描述

3.2.1接口列表

1)TEST的6塊電路板之間采用26P的排線連接,對(duì)外輸出/輸入采用24P的接插件連接;

2)TEST(測(cè)試臺(tái))、被測(cè)ECU、監(jiān)控計(jì)算機(jī)之間通過(guò)CAN通訊連接(CCP協(xié)議)。

3.2.2信息交換處理

1)測(cè)試臺(tái)與監(jiān)控計(jì)算機(jī)部分信號(hào)交換有:

定義名

地址

長(zhǎng)度

描述

DigitalValueSelect

0X3C08

1bit

選擇數(shù)字量輸出值

DigtalChAlloff

0X3C09

1bit

數(shù)字量輸出全關(guān)

DigtalChAllon

0X3C0A

1bit

數(shù)字量輸出全開(kāi)

DigitalChEnable[23]

0X3C0B

23bit

23個(gè)數(shù)字量輸出使能

AnalogOutValueSelect

0X3C22

1bit

模擬量輸出電壓選擇

AnalogOutChAlloff

0X3C23

1bit

模擬量輸出全關(guān)

AnalogOutChAllon

0X3C24

1bit

模擬量輸出全開(kāi)

AD_vRaw[24]

0X3C67

24bit

檢測(cè)到電壓值(預(yù)留)

CR0_ID

0X100

 

CCP接收地址

DT0_ID

0X200

 

CCP發(fā)送地址

2)被測(cè)ECU(V1.4噴射ECU)與監(jiān)控計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)交換有:

被測(cè)定義名

長(zhǎng)度

地址

描述

Analog_Input[0]

16bit

3030

CNGP

Analog_Input[1]

MAP

Analog_Input[2]

TURBO-P

Analog_Input[3]

電子節(jié)氣門(mén)TPS1

Analog_Input[4]

PEDALP2

Analog_Input[5]

電子節(jié)氣門(mén)TPS2,不可測(cè)

Analog_Input[6]

PEDALP1

Analog_Input[7]

CNGTemp

Analog_Input[8]

OilP-In

Analog_Input[9]

OilTemp-In

Analog_Input[10]

ExhaustTemp2-In

Analog_Input[11]

ExhaustTemp1-In

Analog_Input[12]

VehBatt

Analog_Input[13]

O2-F-In

Analog_Input[14]

MAT

Analog_Input[15]

CTS

RPM_Time

16bit

3082

轉(zhuǎn)速(周期,精度=1uS)

RPM_SMOT_Value

8bit

3084

轉(zhuǎn)速信號(hào)靈敏度【0=高靈敏度(低電壓,),1=低靈敏度(高電壓,)】

IGN_Diagnostic_TriggerTime

16bit

3085

點(diǎn)火高壓反饋觸發(fā)信號(hào)——脈寬(精度=1uS)

IGN_DiagTrig_Cnt

16bit

3087

點(diǎn)火高壓反饋觸發(fā)信號(hào)——觸發(fā)次數(shù)

IGN_DwellTime

16bit

3089

點(diǎn)火充電時(shí)間(精度=1.6uS)

IGN_DwellPeriod

16bit

308B

點(diǎn)火周期(精度=1mS)

INJ_Diagnostic_TriggerTime

16bit

308D

噴嘴高壓反饋觸發(fā)信號(hào)——脈寬(精度=1uS)

INJ_DiagTrig_Cnt

16bit

308F

噴嘴高壓反饋觸發(fā)信號(hào)——觸發(fā)次數(shù)

Throttle_En

8bit

3091

電子節(jié)氣門(mén)控制使能(0=禁止,其他=使能)

Throttle_Tgt_r

8bit

3092

電子節(jié)氣門(mén)控制目標(biāo)開(kāi)度(精度=1/256%)

TPS_r

8bit

3093

電子節(jié)氣門(mén)控制實(shí)際開(kāi)度(精度=1/256%)

TPS1_AD

16bit

3094

電子節(jié)氣門(mén)TPS1 AD值

TPS2_AD

16bit

3096

電子節(jié)氣門(mén)TPS2 AD值

O2_HeatEn

8bit

3098

氧傳感器加熱控制使能(0=禁止,其他=使能)

CJ125_REG

32bit

3099

CJ125寄存器SPI讀取返回值(正確值=0x63ff8900)

CJ125_State_OK

8bit

309D

CJ125芯片SPI通訊判斷狀態(tài)(0=Error,1=Ok)

CJ125_Ur_AD

16bit

309E

CJ125_Ur電壓AD值

CJ125_Ua_AD

16bit

30A0

CJ125_Ua電壓AD值

CJ125_IDENT_REG

8bit

30A2

CJ125_IDENT寄存器返回值

CJ125_DIAG_REG

8bit

30A3

CJ125_DIAG寄存器返回值

CJ125_INIT1_REG

8bit

30A4

CJ125_INIT1寄存器返回值

CJ125_INIT2_REG

8bit

30A5

CJ125_INIT2寄存器返回值

MC33814_SPIChckRsp

16bit

30A6

MC33814芯片SPI通訊檢查(正確值=0x7123)

IGN_Value

8bit

30A8

點(diǎn)火負(fù)載狀態(tài)(=0,點(diǎn)火真負(fù)載;=1,點(diǎn)火假負(fù)載)

SW_Version

16bit

30A9

軟件版本號(hào)

4主板原理圖

該系統(tǒng)采用的是飛思卡爾MC9S12XEP100MAC的微處理器,該芯片硬件資源豐富,是一款16位的單片機(jī)、一共144個(gè)管腳、RAM有64KB、D_Flash有32KB等,CAN原理圖如圖三;CAN收發(fā)電路主要用于數(shù)據(jù)通訊,實(shí)現(xiàn)多ECU之間的通訊,以及實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)通訊。

圖三:CAN收發(fā)電路

部分主板ECU原理圖如圖四,主ECU實(shí)現(xiàn)模擬數(shù)據(jù)采集、模擬脈沖信號(hào)、以及低邊驅(qū)動(dòng)等功能。

圖四:ECU主控電路

5程序組織結(jié)構(gòu)

5.1測(cè)試臺(tái)程序說(shuō)明:

該系統(tǒng)采用的是飛思卡爾MC9S12XEP100MAC的微處理器研制出的主控模塊,該模塊程序編寫(xiě)所用的應(yīng)用軟件為freescaleCodeWarriorV5.1軟件,該系統(tǒng)采用結(jié)構(gòu)化的編程方式進(jìn)行編寫(xiě),可讀性強(qiáng),將程序分成幾塊來(lái)管理,數(shù)字量輸出函數(shù)、模擬上輸出函數(shù)、轉(zhuǎn)速輸出函數(shù)、頻率輸出函數(shù)、CAN初始化函數(shù)、CCP函數(shù)等,這樣分類后,便于維護(hù)人員在設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)聯(lián)機(jī)快速查找故障。編程軟件是飛思卡爾公司設(shè)計(jì)面向本公司16位微處理器編程的通用軟件,限于論文篇幅,下面只節(jié)選主函數(shù)做簡(jiǎn)要說(shuō)明。

voidmain(void)

{

PE_low_level_init();//PE初始化

ErrorSta=AD16CH_Start();

ErrorSta=AD24CH_Start();

ccpBootInit(0x100,0x200);//CCP協(xié)議通訊地址

ccpInit();//CCP初始化

CAN3Init();//CAN初始化

GenFreqInit();//頻率輸出初始化

GenRPMInit();//轉(zhuǎn)速輸出初始化

AD_vRaw[0]=0;//AD量初始化

for(;;)

{

ErrorSta=ccpBackground();

if(ccpBootTransmitCrmPossible()){

ErrorSta=ccpSendCallBack();

}

if(ccpBootReceiveCro(CAN0RxBuf)){

ccpCommand(CAN0RxBuf);

}

if(Task2msFlag)

{

Task2msFlag=0;

ccpDaq(1);

}

if(Task10msFlag)

{

Task10msFlag=0;

TesterAPP_FrequencySignal();//頻率輸出函數(shù)

Calc_RPMSignal();//模擬轉(zhuǎn)速輸出函數(shù)

IOCFG_GenFreqOutput();

IOCFG_DigitalSelect();//數(shù)字量輸出函數(shù)

IOCFG_DigitalChOutput();

IOCFG_AnalogSelect();//模擬量輸出函數(shù)

IOCFG_AnalogChOutput();

IOCFG_LoadSelect();//負(fù)載切換函數(shù)

IOCFG_IGNControl();//點(diǎn)火使能函數(shù)

IOCFG_GenRPMAmpSelect();//轉(zhuǎn)速幅值調(diào)整函數(shù)

ECUCANTest();//CAN測(cè)試

ccpDaq(2);

}

if(Task100msFlag)

{

Task100msFlag=0;

ccpDaq(3);

}

}

}

5.2監(jiān)控計(jì)算機(jī)程序結(jié)構(gòu)描述

監(jiān)控軟件使用的是C++Bulider6.0的編輯環(huán)境編寫(xiě)的,該程序設(shè)計(jì)軟件相對(duì)比較容易,編譯生成監(jiān)控界面如圖一:監(jiān)控界面。

5.3被測(cè)ECU程序說(shuō)明:

由于測(cè)試臺(tái)屬于通用測(cè)試臺(tái),被測(cè)ECU可以是不同種類,目前我們對(duì)3款ECU進(jìn)行了測(cè)試,被測(cè)ECU根據(jù)自身的需要編寫(xiě)測(cè)試程序,程序與測(cè)試臺(tái)軟件有些類似,在此就不做詳細(xì)介紹了。

6結(jié)束語(yǔ)

本控制系統(tǒng)調(diào)試成功后,基本未做改動(dòng)即投入運(yùn)行,目前運(yùn)行很穩(wěn)定,至今的運(yùn)行實(shí)踐表明:

(1)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)構(gòu)思嚴(yán)謹(jǐn),功能穩(wěn)定可靠,基本不需要維護(hù)。實(shí)現(xiàn)了集中操作,分散管理,且操作簡(jiǎn)單、直觀。

(2)、調(diào)試和故障診斷方便、快速,故障診斷功能使操作員能及時(shí)發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)的故障并確定其位置,縮短了排除故障的時(shí)間。

(3)、系統(tǒng)的性能好,能夠滿足多種發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)ECU的硬件測(cè)試需求。

(4)、系統(tǒng)采用CAN總線控制,可擴(kuò)展性好,便于未來(lái)的擴(kuò)容。

參考文獻(xiàn)

1、邵貝貝單片機(jī)嵌入式應(yīng)用的在線開(kāi)發(fā)方法【M】………清華大學(xué)出版社2005版

2、譚浩強(qiáng)C程序設(shè)計(jì)【M】…………………清華大學(xué)出版社1999版

3、Freescale08系列單片機(jī)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用實(shí)例【M】北航出版社2009版

4、陳龍ABB機(jī)器人與TSX57處理器在汽車(chē)焊接中的應(yīng)用研究……………………………………電氣時(shí)代2007、9121-124

作者簡(jiǎn)介:

陳龍,男,1977年10出生,本科,工業(yè)自動(dòng)化工程師,畢業(yè)于武漢大學(xué)《電子工程》專業(yè),主要從事電氣自動(dòng)化系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)與研究工作。

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