專利名稱：一種智能型ecu在線診斷標(biāo)定控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電控系統(tǒng)的在線診斷、標(biāo)定、維護(hù)用控制器，主要是一種智能型E⑶在線診斷標(biāo)定控制器。
背景技術(shù)：
隨著汽車電子技術(shù)的快速發(fā)展，汽車的性能也越來越依賴汽車電子技術(shù)的發(fā)展，汽車電子也將引領(lǐng)汽車朝著環(huán)保、安全、節(jié)能、經(jīng)濟(jì)和網(wǎng)絡(luò)化的趨勢(shì)發(fā)展。汽車電控系統(tǒng)(ECU)在汽車上的普及，ECU的診斷、維護(hù)和軟件升級(jí)也不斷發(fā)展。不論是在ECU研發(fā)測(cè)試期間的參數(shù)標(biāo)定，軟件維護(hù)升級(jí)還是裝車后的故障診斷和功能更 新，都需要特定的系統(tǒng)工具。一些大的汽車主機(jī)廠為此專門開發(fā)一套針對(duì)本身車型的基于OBD標(biāo)準(zhǔn)的診斷維護(hù)系統(tǒng)，這樣一套系統(tǒng)僅針對(duì)其本系列車型，并不具有通用性，同時(shí)也無法在ECU的研發(fā)階段使用?，F(xiàn)有技術(shù)中基于CAN總線或者Kline總線的診斷系統(tǒng)，其特點(diǎn)是僅能針對(duì)CAN總線或者Kline線任何一種接口的ECU控制器系統(tǒng)，并只有診斷功能，功能比較單一同時(shí)不具有通用性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有系統(tǒng)的不足，同時(shí)針對(duì)汽車ECU研發(fā)測(cè)試和后期的故障診斷維護(hù)的特點(diǎn)，提供了一種便攜式、低成本、通用性的智能型ECU在線診斷標(biāo)定控制器。本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)方案來完成的。這種智能型ECU在線診斷標(biāo)定控制器，該控制器連接在便攜式上位機(jī)同ECU之間，包括單片微處理器和電源管理單元，單片微處理器通過USB控制器與USB接口相連接，采用8位單片微處理器同USB1. I標(biāo)準(zhǔn)嵌入式控制器實(shí)現(xiàn)USB副設(shè)備的功能；單片微處理器內(nèi)部集成的SCI控制器與K-Line收發(fā)器相連接，用于實(shí)現(xiàn)基于K-Line線的診斷與標(biāo)定協(xié)議；單片微處理器內(nèi)部集成的CAN2. O標(biāo)準(zhǔn)控制器與CAN收發(fā)器相連接，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)CAN2. O協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的診斷與標(biāo)定通信。所述的單片微處理器分別與電源/工作指示燈、模式選擇開關(guān)與BDM接口相連接。通過LED指示燈來顯示控制器的電源與工作情況，同時(shí)設(shè)計(jì)有硬件模式開關(guān)和軟件模式判斷兩種方式來識(shí)別當(dāng)前接入的ECU系統(tǒng)采用的是CAN2. O還是K-Line協(xié)議。本發(fā)明提供的智能型ECU在線診斷標(biāo)定控制器采用USB1. I標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范同便攜式上位機(jī)進(jìn)行通信，全速速率可達(dá)12Mbps，而當(dāng)前比較流行的汽車通信接口 CAN2. O標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范最高速率在1Mbps，因此在實(shí)現(xiàn)USB轉(zhuǎn)CAN的通信時(shí)完全能夠滿足當(dāng)前車輛通信速率的要求。本發(fā)明提供的智能型E⑶在線診斷標(biāo)定控制器采用USB接口供電，工作電壓3. 3V,工作電流在50mA左右，具有低功耗、低成本、通用和便攜等特點(diǎn)。本發(fā)明提供的智能型ECU在線診斷標(biāo)定控制器的軟件實(shí)現(xiàn)包括CAN2. O總線的物理層和鏈路層的數(shù)據(jù)協(xié)議，因此可以通用于不同應(yīng)用協(xié)議規(guī)范的診斷和標(biāo)定協(xié)議。同時(shí)只要稍微修改上位機(jī)便可以實(shí)現(xiàn)針對(duì)不同型號(hào)處理器的ECU軟件自動(dòng)更新功能，對(duì)于軟件的修改和后期維護(hù)十分方便。本發(fā)明的有益效果為提供了一種便攜式、低成本、通用性的智能型的汽車ECU在線標(biāo)定診斷維護(hù)控制器，用于連接在便攜式上位機(jī)同ECU之間，配合上位機(jī)人機(jī)交互軟件程序可以實(shí)現(xiàn)對(duì)ECU的在線診斷、標(biāo)定和軟件升級(jí)維護(hù)等多用途功能，同時(shí)能夠兼容適用于Kline線和CAN總線接口的E⑶系統(tǒng)。



圖I為智能型E⑶在線診斷標(biāo)定控制器原理框圖；圖2為智能型ECU在線診斷標(biāo)定控制器軟件工作流程圖；圖3為智能型E⑶在線診斷標(biāo)定控制器的USB副設(shè)備枚舉流程圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做詳細(xì)的介紹如附圖I所示，本發(fā)明智能型ECU在線診斷標(biāo)定控制器，硬件由USB接口與控制器、電源管理單元、BDM接口、單片微處理器、Kline收發(fā)器和CAN收發(fā)器等單元電路組成。其中電源管理單元實(shí)現(xiàn)的功能是從USB接口取得5. OV系統(tǒng)供電電源，經(jīng)過LDO線性穩(wěn)壓到3. 3V提供給控制器器件；在系統(tǒng)插入U(xiǎn)SB接口取得電源時(shí)產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)對(duì)控制器的單片機(jī)可靠復(fù)位；硬件看門狗電路是負(fù)責(zé)監(jiān)控控制器可靠穩(wěn)定工作的硬件措施，當(dāng)單片機(jī)出現(xiàn)異常時(shí)硬件看門狗能夠使得系統(tǒng)強(qiáng)制復(fù)位；系統(tǒng)時(shí)鐘電路給控制器提供穩(wěn)定可靠的工作頻率。單片微處理器單元優(yōu)選飛思卡爾公司的8位單片機(jī)MC9S08DZ32，內(nèi)部集成SCI和CAN2. O控制器和接口，通過Kline和CAN收發(fā)器及少量的元器件可以實(shí)現(xiàn)Kline和CAN2. O標(biāo)準(zhǔn)通信；通過MC9S08DZ32單片機(jī)的輸入輸出接口控制電源/工作LED指示燈和模式選擇開發(fā)；BDM接口是單片機(jī)的軟件燒寫接口。USB控制器優(yōu)選CYPRESS公司的SL811HS芯片，SL811HS控制器符合USB1. I協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，其內(nèi)部集成 SIE(Serial interface engine)和USB控制器。SIE串行接口引擎實(shí)現(xiàn)USB接口的熱拔插識(shí)別和USB總線上差分電平物理特性的邏輯轉(zhuǎn)換；USB控制器實(shí)現(xiàn)同嵌入式單片機(jī)總線方式的數(shù)據(jù)通信，本發(fā)明優(yōu)選方案的USB控制器同單片機(jī)的通信通過MC9S08DZ32單片機(jī)的GPIO 口模擬數(shù)據(jù)線、片選線、地址線和讀寫控制線以實(shí)現(xiàn)對(duì)USB控制器的總線通信。如附圖2所示，本發(fā)明的智能型ECU在線診斷標(biāo)定控制器的軟件工作流程圖。主要完成系統(tǒng)和外設(shè)接口初始化、E⑶通信模式識(shí)別、USB協(xié)議轉(zhuǎn)CAN協(xié)議和USB協(xié)議轉(zhuǎn)Kline數(shù)據(jù)格式等任務(wù)。當(dāng)控制器USB接口上電后，電源管理芯片的復(fù)位引腳產(chǎn)生一個(gè)20ms的低電平復(fù)位信號(hào)使得單片微處理器可靠復(fù)位到初始狀態(tài)，此時(shí)軟件的程序指針指向復(fù)位矢量地址，通過執(zhí)行系統(tǒng)引導(dǎo)程序?qū)⒊绦蛑羔樦赶蛑鞒绦虻氖椎刂?；此時(shí)系統(tǒng)開始進(jìn)行單片機(jī)的內(nèi)核系統(tǒng)時(shí)鐘，定時(shí)器和工作模式等初始化；完成后進(jìn)行包括SCI (串行通信接口)、CAN以及USB等外部接口的初始化。軟件程序完成初始化的各項(xiàng)參數(shù)配置后，進(jìn)入U(xiǎn)SB副設(shè)備的枚舉程序，如圖3是USB枚舉的流程圖。USB設(shè)備的枚舉一共要經(jīng)過上電狀態(tài)、默認(rèn)狀態(tài)、地址狀態(tài)和配置狀態(tài)四個(gè)狀態(tài)過程，主要是響應(yīng)上位機(jī)USB主設(shè)備發(fā)出的各種命令并通過控制端點(diǎn)發(fā)送正確的配置數(shù)據(jù)給主USB設(shè)備， 完成諸如傳輸速率控制、設(shè)備地址配置、設(shè)備描述符以及配置描述符等信息的傳輸確認(rèn)等一系列的配置過程，完成后副設(shè)備就在上位機(jī)主設(shè)備上注冊(cè)；枚舉成功后上位機(jī)才能同控制器通過USB接口進(jìn)行批量或者塊數(shù)據(jù)傳輸。如圖2所示，控制器軟件主循環(huán)的任務(wù)主要是處理上位機(jī)發(fā)送的USB數(shù)據(jù)包，解析數(shù)據(jù)包后按照E⑶的CAN總線或者Kline協(xié)議進(jìn)行打包封裝，然后處理E⑶反饋的協(xié)議并發(fā)送數(shù)據(jù)包給E⑶。由于控制器軟件在同E⑶通信時(shí)，僅需要完成基于CAN總線或者Kline線協(xié)議的數(shù)據(jù)鏈路層的協(xié)議解析處理過程，因此并不涉及高級(jí)應(yīng)用層的協(xié)議如基于CAN總線的CCP標(biāo)定協(xié)議或者基于K線的KWP200診斷協(xié)議，所以本發(fā)明提供的智能型ECU在線診斷標(biāo)定控制器具有通用性的特點(diǎn)。除上述實(shí)施例外，凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種智能型ECU在線診斷標(biāo)定控制器，其特征在于該控制器連接在便攜式上位機(jī)同E⑶之間，包括單片微處理器和電源管理單元，單片微處理器通過USB控制器與USB接口相連接，用于實(shí)現(xiàn)USB副設(shè)備的功能；單片微處理器內(nèi)部集成的SCI控制器與K-Line收發(fā)器相連接，用于實(shí)現(xiàn)基于K-Line線的診斷與標(biāo)定協(xié)議；單片微處理器內(nèi)部集成的CAN2. O標(biāo)準(zhǔn)控制器與CAN收發(fā)器相連接，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)CAN2. O協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的診斷與標(biāo)定通信。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的智能型ECU在線診斷標(biāo)定控制器，其特征在于所述的單片微處理器分別與電源/工作指示燈、模式選擇開關(guān)與BDM接口相連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種智能型ECU在線診斷標(biāo)定控制器，該控制器連接在便攜式上位機(jī)同ECU之間，包括單片微處理器和電源管理單元，單片微處理器通過USB控制器與USB接口相連接，用于實(shí)現(xiàn)USB副設(shè)備的功能；單片微處理器內(nèi)部集成的SCI控制器與K-Line收發(fā)器相連接，用于實(shí)現(xiàn)基于K-Line線的診斷與標(biāo)定協(xié)議；單片微處理器內(nèi)部集成的CAN2.0標(biāo)準(zhǔn)控制器與CAN收發(fā)器相連接，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)CAN2.0協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的診斷與標(biāo)定通信。本發(fā)明的有益效果為提供了一種便攜式、低成本、通用性的智能型的汽車ECU在線標(biāo)定診斷維護(hù)控制器，配合上位機(jī)人機(jī)交互軟件程序可以實(shí)現(xiàn)對(duì)ECU的在線診斷、標(biāo)定和軟件升級(jí)維護(hù)等多用途功能，同時(shí)能夠兼容適用于Kline線和CAN總線接口的ECU系統(tǒng)。
文檔編號(hào)G05B23/02GK102621977SQ20121008409
公開日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2012年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月27日
發(fā)明者李霖, 潘杰鋒, 諶文思, 資小林, 邱寶象, 郭增均 申請(qǐng)人:萬向錢潮股份有限公司, 萬向集團(tuán)公司