一種基于can總線的小型電控汽油機(jī)觸摸式hmi標(biāo)定方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于CAN總線的小型電控汽油機(jī)觸摸式HMI標(biāo)定系統(tǒng)，包括上位機(jī)標(biāo)定軟件和下位機(jī)ECU標(biāo)定模塊兩部分。
技術(shù)背景
[0002]目前基于查表策略的電控發(fā)動(dòng)機(jī)，需要根據(jù)MAP來控制發(fā)動(dòng)機(jī)噴油、點(diǎn)火等運(yùn)行，這些MAP和控制參數(shù)被存儲在E⑶的Flash當(dāng)中，E⑶上電之后，將代碼和數(shù)據(jù)從Flash拷貝到RAM中運(yùn)行。利用標(biāo)定軟件可以在線調(diào)整RAM中運(yùn)行的MAP和控制參數(shù)，刷寫Flash數(shù)據(jù)，進(jìn)而獲得更優(yōu)良的空燃比控制，更精確的噴油點(diǎn)火控制，以提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能，降低發(fā)動(dòng)機(jī)排放，滿足日益嚴(yán)格的法規(guī)要求。
[0003]國際上具有代表性的標(biāo)定系統(tǒng)有ETAS公司的INCA軟件，ATI公司的VIS1N軟件，Vector公司的CANape軟件以及dSPACE公司的CalDesk軟件等。但這些軟件都沒有專用的硬件平臺，需要安裝于PC上，在便攜性、安全性和經(jīng)濟(jì)性上做出了一定的妥協(xié)。國內(nèi)已申請的相關(guān)專利方面，有北汽福田汽車股份有限公司的一種混合動(dòng)力汽車的標(biāo)定系統(tǒng)及標(biāo)定方法(申請公布號:CN 103162964 A)，深圳市郎仁科技有限公司的手持式柴油機(jī)ECU讀取、刷寫和重新標(biāo)定系統(tǒng)及方法(申請公布號:CN 103885436 A)等。這些發(fā)明專利雖然也都是面向標(biāo)定系統(tǒng)，但卻不是針對通用小型汽油機(jī)的標(biāo)定系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了完成通用小型汽油機(jī)電控系統(tǒng)的標(biāo)定工作，本發(fā)明提供了一種功能豐富、界面友好的通用小型汽油機(jī)觸摸式HMI標(biāo)定系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明的另一目的在于克服現(xiàn)有系統(tǒng)在人機(jī)交互方面的不足，現(xiàn)有標(biāo)定軟件大多為安裝在PC電腦上的應(yīng)用程序。標(biāo)定系統(tǒng)基于CAN總線，針對小型汽油機(jī)電控系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案包括以下步驟:
[0007]步驟I，建立基于CAN總線的小型電控汽油機(jī)觸摸式HMI標(biāo)定系統(tǒng)，標(biāo)定系統(tǒng)包括上位機(jī)標(biāo)定軟件和下位機(jī)ECU標(biāo)定模塊兩部分，上位機(jī)標(biāo)定軟件以HMI為載體，下位機(jī)為E⑶，通過CAN總線，接口類型為DB9針，實(shí)現(xiàn)上位機(jī)、下位機(jī)間實(shí)時(shí)、可靠的數(shù)據(jù)通信任務(wù)，使用CANopen自定義通信和標(biāo)定協(xié)議；
[0008]步驟2，下位機(jī)E⑶上電運(yùn)行后，程序?qū)⒋a和數(shù)據(jù)分別從PFlash和DFlash拷貝到RAM中運(yùn)行，并實(shí)時(shí)采集經(jīng)過硬件和軟件調(diào)節(jié)后的傳感器信號，包括曲軸位置(轉(zhuǎn)速)信號、節(jié)氣門位置(負(fù)荷)信號、氧傳感器信號、機(jī)體溫度信號、進(jìn)氣溫度信號和進(jìn)氣壓力信號;
[0009]步驟3，上位機(jī)標(biāo)定軟件上電開始運(yùn)行后，通過數(shù)據(jù)管理模塊讀取配置文件，進(jìn)行初始化設(shè)定，包括定義數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)類型、寫入初始數(shù)值以及設(shè)置主程序循環(huán)時(shí)間為50ms ;
[0010]步驟4，上位機(jī)標(biāo)定軟件主函數(shù)是一個(gè)無限循環(huán)函數(shù)，通過查詢標(biāo)志位響應(yīng)界面操作，標(biāo)定軟件界面上的控制按鈕具有通知功能，程序中當(dāng)對控制按鈕進(jìn)行操作時(shí)，將寫入特定數(shù)值到指定寄存器中，主函數(shù)根據(jù)指定寄存器中不同的數(shù)值來執(zhí)行不同的操作；
[0011]步驟5，通信控制模塊根據(jù)通信協(xié)議將不同的控制命令封裝成CAN報(bào)文，發(fā)送到下位機(jī)ECU，下位機(jī)ECU標(biāo)定模塊通過CAN驅(qū)動(dòng)接收控制命令；
[0012]步驟6，下位機(jī)ECU協(xié)議控制子模塊根據(jù)通信協(xié)議解析CAN報(bào)文，并調(diào)用相應(yīng)的應(yīng)用程序執(zhí)行對應(yīng)的控制命令，程序中設(shè)定“連接/斷開”、“監(jiān)測數(shù)據(jù)”、“請求MAP”、“在線調(diào)試”、“在線標(biāo)定”控制命令；
[0013]步驟7，步驟6中的“監(jiān)測數(shù)據(jù)”命令決定DAQ模式的開閉，若打開DAQJjWRAM中實(shí)時(shí)讀取從傳感器輸入ECU的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)，根據(jù)通信協(xié)議將其封裝成CAN報(bào)文發(fā)送；
[0014]步驟8，步驟6中的“請求MAP”命令則根據(jù)對應(yīng)MAP在RAM中的地址讀取實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息，同樣根據(jù)通信協(xié)議將其封裝成CAN報(bào)文發(fā)送；
[0015]步驟9，步驟6中的“在線調(diào)試”命令將RAM中實(shí)時(shí)運(yùn)行的標(biāo)定MAP和變量修改為目標(biāo)值；
[0016]步驟10，步驟6中的“在線標(biāo)定”命令則調(diào)用Flash刷寫函數(shù)將RAM中實(shí)時(shí)運(yùn)行的目標(biāo)MAP和變量刷寫到DFlash的對應(yīng)地址，將修改之后的數(shù)據(jù)固化到E⑶內(nèi)存中；
[0017]步驟11，上位機(jī)標(biāo)定軟件通過通信控制模塊接收CAN報(bào)文，根據(jù)通信協(xié)議進(jìn)行解析并在軟件界面上顯示或報(bào)警，程序中設(shè)定反饋信息主要有故障碼、監(jiān)測數(shù)據(jù)和MAP數(shù)據(jù)。
[0018]進(jìn)一步，所述步驟I中HMI的操作界面是觸摸式顯示屏，采用Kinco公司組態(tài)編輯軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)；實(shí)時(shí)監(jiān)視運(yùn)行參數(shù)、故障診斷通信、在線標(biāo)定以及數(shù)據(jù)保存。
[0019]進(jìn)一步，所述步驟4中所述標(biāo)定軟件界面主要包括監(jiān)視窗口、傳感器標(biāo)定、基本噴油脈寬標(biāo)定、基本點(diǎn)火提前角標(biāo)定、故障診斷以及PID整定窗口，監(jiān)視窗口作為主界面，通過數(shù)值顯示、棒圖、表盤等元件實(shí)時(shí)顯示轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、氧濃度、機(jī)體溫度、進(jìn)氣溫度、進(jìn)氣壓力等發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)；可以打開傳感器標(biāo)定、基本噴油脈寬標(biāo)定、基本點(diǎn)火提前角標(biāo)定等窗
□ O
[0020]進(jìn)一步，所述步驟10中Flash刷寫函數(shù)主要實(shí)現(xiàn)對DFlash的擦寫，F(xiàn)lash的擦除與寫入遵循以下步驟:
[0021]SI，F(xiàn)lash初始化操作，對FCLKDIV(Flash時(shí)鐘分頻寄存器)進(jìn)行設(shè)置，以產(chǎn)生一個(gè)目標(biāo)頻率IMHz的內(nèi)部Flash時(shí)鐘FCLK ；
[0022]S2，讀取FSTAT (Flash狀態(tài)寄存器)，查詢其中的CCIF (命令完成中斷標(biāo)志位)，等待Flash操作完成；
[0023]S3，對FSTAT (Flash狀態(tài)寄存器)中的ACCERR(錯(cuò)誤標(biāo)志位)進(jìn)行清除，并FPV1L位寫保護(hù)；
[0024]S4，寫FCCOBIX (Flash命令對象索引寄存器)，以設(shè)置FCCOB (Flash命令對象寄存器)中寫入數(shù)據(jù)的意義；
[0025]S5，寫FCCOB (Flash命令對象寄存器)，根據(jù)FCCOBIX (Flash命令對象索引寄存器)的設(shè)置，分別寫入對應(yīng)的命令、地址或數(shù)據(jù)；
[0026]S6，置FSTAT (Flash狀態(tài)寄存器)后開始執(zhí)行Flash擦寫命令。
[0027]進(jìn)一步，所述步驟10還包括，通過對prm文件進(jìn)行修改操作，將MAP等標(biāo)定量放置于0x0400起始的DFlash內(nèi)存塊中；通過對DFlash的擦寫，實(shí)現(xiàn)將在線標(biāo)定完成后的MAP數(shù)據(jù)固化到ECU內(nèi)存中。
[0028]本發(fā)明具有以下技術(shù)功能和特點(diǎn):
[0029](I)實(shí)時(shí)顯示發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)。標(biāo)定系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集來自電子控制單元(ECU)傳感器的數(shù)據(jù)，在監(jiān)視界面以圖形、表格或數(shù)字的形式顯示發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)，作為標(biāo)定時(shí)的依據(jù)。
[0030](2)故障診斷(OBD)通信。根據(jù)制定的通信協(xié)議，在線監(jiān)視傳感器、執(zhí)行器數(shù)據(jù)以及發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)，接收來自電子控制單元(ECU)故障診斷模塊的故障碼，查詢診斷數(shù)據(jù)庫并報(bào)告相應(yīng)故障。
[0031](3)在線標(biāo)定。標(biāo)定軟件向電子控制單元(E⑶)發(fā)送不同的控制命令，在線調(diào)整RAM中的MAP、PID等數(shù)據(jù)，使發(fā)動(dòng)機(jī)按照不同的參數(shù)運(yùn)行，并將它們刷寫至DFlash中，以使下次發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)再次調(diào)用這些運(yùn)行參數(shù)。
[0032](4)歷史數(shù)據(jù)保存。根據(jù)標(biāo)定結(jié)果，記錄參數(shù)并存儲到外部U盤，以便后期進(jìn)行處理和分析。
【附圖說明】
[0033]圖1 為上位機(jī) Kinco MT4414TE-CAN ；
[0034]圖2為主界面監(jiān)視窗口 ；
[0035]圖3為故障診斷窗口 ；
[0036]圖4為HMI標(biāo)定軟件通信控制模塊程序流程圖；
[0037]圖5為標(biāo)定系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖；
[0038]圖6為CAN總線收發(fā)器原理圖；
[0039]圖7為標(biāo)定系統(tǒng)總體架構(gòu)；
[0040]圖8為標(biāo)定系統(tǒng)軟件流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0041]本發(fā)明的目的通過如下技術(shù)方案完成:
[0042]標(biāo)定系統(tǒng)開發(fā)內(nèi)容包括上位機(jī)標(biāo)定軟件和下位機(jī)ECU標(biāo)定模塊兩部分，在小型汽油機(jī)電控系統(tǒng)軟硬件平臺上，通過上、下位機(jī)的“橋梁” 一一CAN總線，實(shí)現(xiàn)各節(jié)點(diǎn)間實(shí)時(shí)、可靠的數(shù)據(jù)通信任務(wù)。上位機(jī)標(biāo)定軟件以觸摸式人機(jī)交互設(shè)備(HMI)為載體進(jìn)行開發(fā)，包含前臺界面、數(shù)據(jù)管理和通信控制三個(gè)子模塊。其中，標(biāo)定界面提供人機(jī)交互訪問并響應(yīng)用戶操作，數(shù)據(jù)管理優(yōu)化全局變量并建立工程文件，通信控制合理組織、發(fā)送與接收數(shù)據(jù)，是實(shí)現(xiàn)通信協(xié)議的重點(diǎn)環(huán)節(jié)。下位機(jī)E⑶主芯片選用