ECU硬件丨微处理器在发动机ECU的应用

1引言

随着我国在近几年汽车工业的飞速发展，各种级别的乘用车走进了千家万户，当今的消费者也对车辆的主动安全和被动安全都比以往更加重视。人们对轿车上的每个零件可靠性都要有更高的要求，作为发动机类似于轿车心脏，ECU做为控制发动机运转的核心，它的可靠非常重要，下面将介绍一种检测ECU硬件是否的可靠的一种方法。

2系统的构成及功能

2.1系统的构成

此ECU下线检测设备是对各种发动机ECU进行硬件测试，此设备主要包括各类被测ECU夹具、数字量输入测试、模拟量输入测试、转速电路测试、CAN通讯测试、脉冲输入量测试、低边驱动输出测试、1个带人机界面的监控台。

2.2功能描述

2.2.1一般描述

本发动机ECU下线硬件检测设备是对东风汽车等现有各种LNG/CNG发动机ECU做硬件检测，模拟数字/模拟量输入、ECU带真/假负载进行检测，上位机将每次测试的数据同参考值做比较，从而来判断ECU的硬件是否正常。

2.2.2详细描述

第一步：将被测ECU一起烧写专用测试软件；

第二步：进入测试监控界面，界面见下图：

图一：监控界面

第三步：观察监控界面右上角系统通讯提示，如果显示绿色“通讯正常”即可进入下一步操作，如果显示红色“PC-通讯盒未连接”，此时要检查测试台里的通讯盒是否连接好；

第四步：点击监控界面下的“点火使能”，此时观察左上角被测ECU版本号，只有在版本号与被测ECU版本一致的条件下才可以进入下一步步测试；否则要点击点火禁止按钮，退出检测并拆下ECU，进入第一步；

第五步：在上述步骤均正常的前提下进入硬件测试，点击“检测开始”按钮，中途也可以检测停止，点击检测停止即可，在没有意外的情况下建议不要检测停止，该设备在完成一个检测循环后停下来最安全；第六步：观察测试界面，测试合格的项目在界面上均有提示“合格”字样，如果有“不合格”字样，再观察错误报告窗口，将错误报告上的值与检测参考值对比，如果偏差很大，证明该项检测的硬件有问题，将有问题的故障做记录后送维修人员维修；同时也可以点击“保存错误报告”，将错误信息保存为TXT文件格式供相关技术人员参考；

第七步：检测完成后，在监控左下角会有提示，检测完毕，可拆卸ECU；

3控制硬件设计接口描述

3.1控制设备硬件结构如图图二，为了简化接线，设备之间采用总线连接。监控计算机是中文界面,界面直观.操作者可根据相应的提示直接进行相应的操作。

图二：硬件系统图

3.2接口描述

3.2.1接口列表

1）TEST的6块电路板之间采用26P的排线连接，对外输出/输入采用24P的接插件连接；

2）TEST(测试台)、被测ECU、监控计算机之间通过CAN通讯连接（CCP协议）。

3.2.2信息交换处理

1）测试台与监控计算机部分信号交换有：

2）被测ECU(V1.4喷射ECU)与监控计算机的数据交换有：

4主板原理图

该系统采用的是飞思卡尔MC9S12XEP100MAC的微处理器，该芯片硬件资源丰富，是一款16位的单片机、一共144个管脚、RAM有64KB、D_Flash有32KB等，CAN原理图如图三；CAN收发电路主要用于数据通讯，实现多ECU之间的通讯，以及实现与上位机通讯。

图三：CAN收发电路

部分主板ECU原理图如图四,主ECU实现模拟数据采集、模拟脉冲信号、以及低边驱动等功能。

图四：ECU主控电路

5程序组织结构

5.1测试台程序说明：

该系统采用的是飞思卡尔MC9S12XEP100MAC的微处理器研制出的主控模块，该模块程序编写所用的应用软件为freescaleCodeWarriorV5.1软件，该系统采用结构化的编程方式进行编写，可读性强，将程序分成几块来管理，数字量输出函数、模拟上输出函数、转速输出函数、频率输出函数、CAN初始化函数、CCP函数等，这样分类后，便于维护人员在设备出现故障时联机快速查找故障。编程软件是飞思卡尔公司设计面向本公司16位微处理器编程的通用软件，限于论文篇幅，下面只节选主函数做简要说明。

voidmain(void)

{

PE_low_level_init();//PE初始化

ErrorSta=AD16CH_Start();

ErrorSta=AD24CH_Start();

ccpBootInit(0x100,0x200);//CCP协议通讯地址

ccpInit();//CCP初始化

CAN3Init();//CAN初始化

GenFreqInit();//频率输出初始化

GenRPMInit();//转速输出初始化

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();//频率输出函数

Calc_RPMSignal();//模拟转速输出函数

IOCFG_GenFreqOutput();

IOCFG_DigitalSelect();//数字量输出函数

IOCFG_DigitalChOutput();

IOCFG_AnalogSelect();//模拟量输出函数

IOCFG_AnalogChOutput();

IOCFG_LoadSelect();//负载切换函数

IOCFG_IGNControl();//点火使能函数

IOCFG_GenRPMAmpSelect();//转速幅值调整函数

ECUCANTest();//CAN测试

ccpDaq(2);

}

if(Task100msFlag)

{

Task100msFlag=0;

ccpDaq(3);

}

}

}

5.2监控计算机程序结构描述

监控软件使用的是C++Bulider6.0的编辑环境编写的，该程序设计软件相对比较容易，编译生成监控界面如图一：监控界面。

5.3被测ECU程序说明：

由于测试台属于通用测试台，被测ECU可以是不同种类，目前我们对3款ECU进行了测试，被测ECU根据自身的需要编写测试程序，程序与测试台软件有些类似，在此就不做详细介绍了。

6结束语

本控制系统调试成功后，基本未做改动即投入运行，目前运行很稳定，至今的运行实践表明：

（1）、系统设计构思严谨，功能稳定可靠，基本不需要维护。实现了集中操作，分散管理，且操作简单、直观。

（2）、调试和故障诊断方便、快速，故障诊断功能使操作员能及时发现生产的故障并确定其位置，缩短了排除故障的时间。

（3）、系统的性能好，能够满足多种发动机机ECU的硬件测试需求。

（4）、系统采用CAN总线控制，可扩展性好，便于未来的扩容。