在将天窗马达安装到天窗之前,要进行多项操作和测验,详细包含:安装测验、短路测验、接地测验、软件版别验证、硬件版别验证、读取序列号、参数写入与读出和作业测验。参数写入与读出是整个周期中的一个重要的环节。参数写入的进程主要是将此参数的版别号信息、温度传感器、电流传感器、电压传感器上下限的值以及天窗滑动进程中的速度上限值等一些天窗运转进程中要满意的方针信息写入ECU中;而从ECU中读出的信息包含:此ECU的硬件和软件版别号,天窗在运转进程中滑动的位移、起翘的起伏、防夹力的巨细和反常信息等一些与天窗功用相关的参数信息,这样操作人员就能够依据相应的状况迅速地剖析和处理反常状况。
轿车天窗马达ECU通讯体系将成为操作人员、检测人员的辅佐,因而规划它是十分必要的。本着携带方便、操作简略、软硬件的可移植性好、本钱低价等准则,此通讯体系由如下设备组成:一台笔记本电脑、一根串口线、一个通讯盒和一个与马达ECU衔接的接插件(由Webasto车顶供暖体系有限公司供给)。
1 体系全体结构
此体系的硬件是依据ISO9141规范的K 线通讯方法,而其软件部分是依据Webasto通讯协议的能够一起操作*.par文件、*.s文件的通讯软件。体系结构如图1所示。
(1) .s文件与.par文件
这两种文件格局为ECU参数的不同编码方法,都记录了设备需求写入的ECU的参数值。.s文件为规范MOTOROLA s-record,其代码是由ASCII格局的字符组成的,其间包含了存储数据的地址、数据长度、存储的数据以及校验码。.par文件包含了ECU详细参数的称号和值,需求与参数阐明文件excel一起运用进行ECU的读写。
(2) File Decoder
读取、辨认两种文件格局中的数据,储存在运用程序中供用户运用,并进行文件之间彼此转化的操作。
(3) Message Handler
担任把运用程序中的参数数据依照Webasto Telegram Specification格局打包预备发送,也担任把接纳到的数据依照相同协议拆包,辨认后保存在运用程序中。
(4) Communication Agent
运用程序经过调用该层次模块完结对串行通讯接口的通明操作。
(5) COMM API
Windows串行接口API函数库。
(6) KBUS-232 ADAPTER
用来完结PC机到轿车天窗马达ECU信息传递的硬件单元。
2 硬件结构
此轿车天窗马达ECU通讯体系中,其所选的硬件是依据ISO9141通讯协议的K线通讯的,所以这儿先阐明一下K线通讯的特色,然后在此基础上阐明此天窗马达ECU通讯体系规划时所选用的硬件结构。
2.1 确诊K线通讯特色
依据SAE规则的OBD规范,车辆职业运用K、L线进行确诊和标定。经过K线对某个操控单元进行查询,经过K线、测验仪和操控单元可进行数据交流。换句话说,即经过K线数据被双向传送(从测验仪到操控单元以及从操控单元到测验仪)。最近出产的车上都装有K线。而 L线则是用来对操控单元进行查询的导线,此线在现在出产的车辆中现已不存在。因为串口的遍及,所以K线完结起来更简单。而逻辑电平的改动,仅仅需求转化电路。因而本体系选用K线的通讯方法。因为K线仅仅一根线,而PC机与操控单元都要向对方宣布信息,所以能够断定此线是半双工串行通讯。
K线通讯主要有以下特色:
(1) 两边选用半双工异步串行通讯。
(2) 作业电压规模为8~18V。
(3) 运用环境温度为-40°C~125°C。
(4) 最大速度是50kbps。
(5) 支撑大电流。
(6) 与单片机CMOS电平无缝衔接。
(7) 具有对地线保护效果。
(8) 串行通讯码的每个单元包含10位二进制数据,分别为开端位、8位数据、中止位,每个单元发送完毕后设有闲暇等候。
(9) 两边的通讯以“行”为单位轮番发送,即PC机发送一行音讯后,ECU再发送一行音讯,反之亦然。
(10) 一信息行由下列数据组成:第一位数据表明本行还要发送多少数据;第二个数据用来表明关键码,表明此次用来完结什么样的操作,如开端参数、写数据到EEPROM中等;第三个数据表明要发送的数据。
(11) 在一信息行中,还包含用于校验的反码,一方每宣布一个数据后,对方有必要对回应此数据的反码进行校验;因为K线是单线通讯,所以只要在正确处理回应数据的反码进行校验时,才干保证通讯的顺利进行。
(12) 至于PC机在每一个功用块中怎么宣布指令,ECU是怎么给出相应信息的,在软件结构中会做阐明。
2.2 K线通讯界说
在车辆网络中,为精确、牢靠地通讯,有必要确认一个固定的通讯波特率。假定确诊设备及其衔接导线的电容为CTE,K线对地电容为COBW,车辆ECU的电容为CECU.
规划时以上各电容必 须满意以下联系:
12V电源供电:CECU+COBW≤7.2nF;CTE≤2nF;24V电源供电:CECU+COBW≤5nF;CTE≤2nF。
假定K 线通讯波特率最大为10.4kbps,若通讯波特率高于最大波特率,则有必要减小答应电容;反之,有必要添加答应%&&&&&%。一起,在车辆确诊网络规划时,有必要保证任何ECU 信息不能引起其它ECU进行数据通讯,在确诊仪初始化时,只能有一个ECU呼应,或若干个ECU按必定次序呼应。
2.3 K线电路衔接方法
K 线通讯本质上为半双工串口通讯。为保证精确、牢靠的数据通讯, ECU和K线都有必要有正确的电平。在K线体系中,发送时若电压低于作业电压的20%, 则以为逻辑“0”,高于作业电压的80%,则界说为逻辑“1”;接纳时低于作业电压的30%为逻辑“0”,高于作业电压的70%为逻辑“1”,电压在作业电压的30%~70%之间状况不确认。由以上剖析可知,其电平与常用的串口电平不一致,因而有必要规划专门的K 线接口电路,以满意车辆K 线确诊要求。图2 为运用L9637D完结的K 线接口转化电路。
K线可双向传递数据,体系初始化后先传递ECU地址,衔接成功后用于信息交流,典型接口转化芯片有ST公司的L9637D和Motorola公司的33290等。L9637D是一个与ISO9141规范功用兼容的集成芯片,是专门为车辆确诊而开发的双向、半双工通讯接口芯片。
3 软件结构
此轿车天窗马达ECU通讯体系中所运用的参数主要有两种类型:*.s参数类型和*.par参数类型的文件。其主要的区别是:*.s参数文件所选用的代码格局是S-record,它是 Motorola 公司供给的一种规范文件格局,经过S-records代码,将可履行代码从主PC机发送到别的一个方针体系。在发送的进程中,S-records在其代码头上包含方针地址信息和校验信息来查验差错;而*.par参数文件是Webasto公司专用的代码格局,它的代码主要是包含在ECU中的详细参数和此参数的详细数值。此马达天窗ECU通讯体系的软件部分便是在对这两种参数类型了解的基础上进行的。
3.1 S-record格局阐明
每个S-record由如下六部分组成:
(1) SOR:代码的开端部分(ASCII ‘S’);
(2) Type:S-record Type,有几种类型:
S0:代码开端段(可选),表明在这以后还有其他的代码。S0后边的地址代码不被运用,经常是(0X0000),有的还包含额定的信息,如表1所示。
S0代码不被加载,能够被疏忽,一般为S0030000 FC;
S1:16位地址的数据代码;
S2:24位地址的数据代码;
S3:32位地址的数据代码;
S4:不同的方针体系不同的意义;
S5:不同的方针体系不同的意义;
S6:不同的方针体系不同的意义;
S7:S3代码完毕段;
S8:S2代码完毕段;
S9:S1代码完毕段;
假如S9代码后的地址代码为 0X0000,则表明数据段的完毕;假如这以后代码不为0,则地址代码表明其开端履行代码的方位,一般为S9030000FC(注:S0,S9代码是被疏忽的);
(3) Length:两位十六进制数,表明Load Address、Code/Data、Checksum的字节数;
(4) Load Address: 4、6、8个ASCII字符,表明Code/Data要加载的方针地址。如s1,用4位十六进制数来表明要加载的地址;
(5) Code/Data:0~64个ASCII字符,表明加载到方针体系的实践代码;
(6) Checksum:检测在传送中是否有过错产生,它的求法如下:
(1+sump+checksum)mod256=0
注:sump 是length、Load Address、Code/Data中从左至右每两位十六进制数代表的十进制数值进行累加所得到的值。
3.2 *.par 参数阐明
.par文件包含了ECU详细的参数称号和值,需求与参数阐明文件excel一起运用进行ECU的读写。以图3为例解说excel中的信息和*.par文件代码的意义。
代码如下:
[NORMAL]
ucCarType=2
aucPartNumber[0]=17
其间包含的参数所代表的意义和参数详细值的信息如下:
(1) Location表明此par参数在excel中的方位,此例表明在NORMAL段;
(2) Addr.表明代码在EEPROM中的存储地址信息;
(3) Parameter name表明代码参数的称号;
(4) Parameter description表明代码参数的意义;
(5) Specific description对此代码进行特定的描绘;
(6) Allowed value表明此代码取值的规模;
(7) Excel value表明此代码实践的数值,此例分别为2、17;
(8) S Value以ASCII码方法表明代码,此例分别为02、11;
(9) Drive Value表明通讯进程中实践发送和接纳的数值;
(10) Parameter表明参数类型;
(11) C source表明此代码在ECU中,用哪段代码来表明;
(12) Type key表明此代码的数据类型。
注: 0 代表无符号字符
1 代表有符号字符
2 代表无符号的短整型
3 代表有符号的短整型
4 代表8 bit 数组
5 代表16 bit 数组
3.3 K线通讯协议及运用
ISO9141主要为车辆与确诊设备之间的通讯国际规范, ISO9141已被美国加州大气委员会(California Air Resource Board)所选用,其ISO14230为专门指定的用于路途车辆确诊的协议。依据ISO14230 的规则, K线通讯音讯根本格局如表2 所示。
表2中各参数意义如下:
Fmt:帧字节;Tgt:方针地址;Src:源地址;Len:附加长度字节; Sld :功用辨认字节;Data :数据字节;CS:校验和。
其校验和满意以下公式:
i={(i-1)+}mod256(1)
式(1)中:1=1>。
K 线协议选用音讯结构进行信息传递,可分为恳求音讯、指示音讯和呼应音讯,其间,呼应音讯可分为正呼应和负呼应,一切这些音讯都具有相同的结构。
Webasto轿车天窗马达ECU与PC机的通讯方法是K 线通讯协议的一种运用,其代码根本格局如下:长度位、指令标志位、数据位(n=0…16)和校验位,如表3所示。
所以最小的通讯长度为3,即:传输的信息包含LEN、ID、CHKSUM(传输的数据位数n=0)。
为了保证PC机与ECU之间的通讯正常,运用校验码来保证发送代码的安全性,它是经过一切代码的位与CHECKSUM_BASE=0xAA异或来求得。计算方法如下:
发送端的校验码:
CHKSUM_s=CHECKSUM_BASE xor LEN xor ID xor DATA_1 xor… xor DATA_n
接纳端的校验码:
CHKSUM_r=LEN xor ID xor DATA_1 xor… xor DATA_n xor CHKSUM_s xor CHECKSUM_BASE
CHKSUM_r的成果为0,阐明通讯顺利完结。
为了保证通讯正常,在串行通讯进程中,规则两个接纳字节之间的时刻不得超越50ms,若超越,则以为此次操作失利。
此轿车天窗马达ECU通讯体系软件的程序流程如图4所示。轿车天窗马达ECU通讯体系的软件运转如图5所示。
界面上半部分担任*.s参数读写的部分,下半部分担任*.par参数读写的部分。此体系的硬件和软件在Webasto车顶供暖体系有限公司的测验平台上现现已过验证。此体系对其天窗马达ECU进行参数读写、毛病剖析时,缩短了周期,大大进步了作业效率。
当时,轿车天窗商场多由国外厂商操控,价格昂贵,其马达检测体系的理念也是跟着国外先进技术的引入而来的。因而,开发合适我国的轿车天窗马达ECU通讯体系不只能够下降整车本钱,还能够进步其国产化速度。现在越来越多的电控体系将在车辆上运用,这些设备都可经过K 线使PC机与ECU进行信息交流,以满意实践车辆运用和保护的要求。一起K线也可进行电控标定体系的开发,因而,本研讨工程运用远景十分广泛。