1引言
隨著我國在近幾年汽車工業(yè)的飛速發(fā)展，各種級別的乘用車走進了千家萬戶，當今的消費者也對車輛的主動安全和被動安全都比以往更加重視。人們對轎車上的每個零件可靠性都要有更高的要求，作為發(fā)動機類似于轎車心臟，ECU做為控制發(fā)動機運轉的核心，它的可靠非常重要，下面將介紹一種檢測ECU硬件是否的可靠的一種方法。
2系統(tǒng)的構成及功能
2.1系統(tǒng)的構成
此ECU下線檢測設備是對各種發(fā)動機ECU進行硬件測試，此設備主要包括各類被測ECU夾具、數(shù)字量輸入測試、模擬量輸入測試、轉速電路測試、CAN通訊測試、脈沖輸入量測試、低邊驅動輸出測試、1個帶人機界面的監(jiān)控臺。
2.2功能描述
2.2.1一般描述
本發(fā)動機ECU下線硬件檢測設備是對東風汽車等現(xiàn)有各種LNG/CNG發(fā)動機ECU做硬件檢測，模擬數(shù)字/模擬量輸入、ECU帶真/假負載進行檢測，上位機將每次測試的數(shù)據(jù)同參考值做比較，從而來判斷ECU的硬件是否正常。
2.2.2詳細描述
第一步：將被測ECU一起燒寫專用測試軟件；
第二步：進入測試監(jiān)控界面，界面見下圖：
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”即可進入下一步操作，如果顯示紅色“PC-通訊盒未連接”，此時要檢查測試臺里的通訊盒是否連接好；
第四步：點擊監(jiān)控界面下的“點火使能”，此時觀察左上角被測ECU版本號，只有在版本號與被測ECU版本一致的條件下才可以進入下一步步測試；否則要點擊點火禁止按鈕，退出檢測并拆下ECU，進入第一步；
第五步：在上述步驟均正常的前提下進入硬件測試，點擊“檢測開始”按鈕，中途也可以檢測停止，點擊檢測停止即可，在沒有意外的情況下建議不要檢測停止，該設備在完成一個檢測循環(huán)后停下來最安全；第六步：觀察測試界面，測試合格的項目在界面上均有提示“合格”字樣，如果有“不合格”字樣，再觀察錯誤報告窗口，將錯誤報告上的值與檢測參考值對比，如果偏差很大，證明該項檢測的硬件有問題，將有問題的故障做記錄后送維修人員維修；同時也可以點擊“保存錯誤報告”，將錯誤信息保存為TXT文件格式供相關技術人員參考；
第七步：檢測完成后，在監(jiān)控左下角會有提示，檢測完畢，可拆卸ECU；
3控制硬件設計接口描述
3.1控制設備硬件結構如圖圖二，為了簡化接線，設備之間采用總線連接。監(jiān)控計算機是中文界面,界面直觀.操作者可根據(jù)相應的提示直接進行相應的操作。
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，對外輸出/輸入采用24P的接插件連接；
2）TEST(測試臺)、被測ECU、監(jiān)控計算機之間通過CAN通訊連接（CCP協(xié)議）。
3.2.2信息交換處理
1）測試臺與監(jiān)控計算機部分信號交換有：
定義名 |
地址 |
長度 |
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 |
DigtalChAllon |
0x3C0A |
1bit |
數(shù)字量輸出全開 |
DigitalChEnable[23] |
0x3C0B |
23bit |
23個數(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 |
AnalogOutChAllon |
0x3C24 |
1bit |
模擬量輸出全開 |
AD_vRaw[24] |
0x3C67 |
24bit |
檢測到電壓值（預留） |
CR0_ID |
0x100 |
|
CCP接收地址 |
DT0_ID |
0x200 |
|
CCP發(fā)送地址 |
2）被測ECU(V1.4噴射ECU)與監(jiān)控計算機的數(shù)據(jù)交換有：
被測定義名 |
長度 |
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TPS1 |
Analog_Input[4] |
PEDALP2 |
Analog_Input[5] |
電子節(jié)氣門TPS2，不可測 |
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 |
轉速（周期，精度=1uS） |
RPM_SMOT_Value |
8bit |
3084 |
轉速信號靈敏度【0=高靈敏度（低電壓，），1=低靈敏度（高電壓，）】 |
IGN_Diagnostic_TriggerTime |
16bit |
3085 |
點火高壓反饋觸發(fā)信號——脈寬（精度=1uS） |
IGN_DiagTrig_Cnt |
16bit |
3087 |
點火高壓反饋觸發(fā)信號——觸發(fā)次數(shù) |
IGN_DwellTime |
16bit |
3089 |
點火充電時間（精度=1.6uS） |
IGN_DwellPeriod |
16bit |
308B |
點火周期（精度=1mS） |
INJ_Diagnostic_TriggerTime |
16bit |
308D |
噴嘴高壓反饋觸發(fā)信號——脈寬（精度=1uS） |
INJ_DiagTrig_Cnt |
16bit |
308F |
噴嘴高壓反饋觸發(fā)信號——觸發(fā)次數(shù) |
Throttle_En |
8bit |
3091 |
電子節(jié)氣門控制使能（0=禁止，其他=使能） |
Throttle_Tgt_r |
8bit |
3092 |
電子節(jié)氣門控制目標開度（精度=1/256%) |
TPS_r |
8bit |
3093 |
電子節(jié)氣門控制實際開度（精度=1/256%) |
TPS1_AD |
16bit |
3094 |
電子節(jié)氣門TPS1AD值 |
TPS2_AD |
16bit |
3096 |
電子節(jié)氣門TPS2AD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 |
點火負載狀態(tài)（=0，點火真負載；=1，點火假負載） |
SW_Version |
16bit |
30A9 |
軟件版本號 |
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、一共144個管腳、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，實現(xiàn)多ECU之間的通訊，以及實現(xiàn)與上位機通訊。
圖三：CAN收發(fā)電路
部分主板ECU原理圖如圖四,主ECU實現(xiàn)模擬數(shù)據(jù)采集、模擬脈沖信號、以及低邊驅動等功能。
圖四：ECU主控電路
5程序組織結構
5.1測試臺程序說明：
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，該模塊程序編寫所用的應用軟件為freescaleCodeWarriorV5.1軟件，該系統(tǒng)采用結構化的編程方式進行編寫，可讀性強，將程序分成幾塊來管理，數(shù)字量輸出函數(shù)、模擬上輸出函數(shù)、轉速輸出函數(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，便于維護人員在設備出現(xiàn)故障時聯(lián)機快速查找故障。編程軟件是飛思卡爾公司設計面向本公司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)做簡要說明。
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();//負載切換函數(shù)
IOCFG_IGNControl();//點火使能函數(shù)
IOCFG_GenRPMAmpSelect();//轉速幅值調整函數(shù)
ECUCANTest();//CAN測試
ccpDaq(2);
}
if(Task100msFlag)
{
Task100msFlag=0;
ccpDaq(3);
}
}
}
5.2監(jiān)控計算機程序結構描述
監(jiān)控軟件使用的是C++Bulider6.0的編輯環(huán)境編寫的，該程序設計軟件相對比較容易，編譯生成監(jiān)控界面如圖一：監(jiān)控界面。
5.3被測ECU程序說明：
由于測試臺屬于通用測試臺，被測ECU可以是不同種類，目前我們對3款ECU進行了測試，被測ECU根據(jù)自身的需要編寫測試程序，程序與測試臺軟件有些類似，在此就不做詳細介紹了。
6結束語
本控制系統(tǒng)調試成功后，基本未做改動即投入運行，目前運行很穩(wěn)定，至今的運行實踐表明：
（1）、系統(tǒng)設計構思嚴謹，功能穩(wěn)定可靠，基本不需要維護。實現(xiàn)了集中操作，分散管理，且操作簡單、直觀。
（2）、調試和故障診斷方便、快速，故障診斷功能使操作員能及時發(fā)現(xiàn)生產的故障并確定其位置，縮短了排除故障的時間。
（3）、系統(tǒng)的性能好，能夠滿足多種發(fā)動機機ECU的硬件測試需求。
（4）、系統(tǒng)采用CAN總線控制，可擴展性好，便于未來的擴容。
