CN101286066A - 一种汽车控制器软件刷新的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种汽车控制器软件刷新的方法，将诊断技术应用于控制器的软件刷新，利用诊断通讯实现刷新过程，可直接在ECU控制器和诊断测试设备原有硬件基础之上直接进行刷新开发，无需添加硬件，利用已有诊断通讯服务，添加刷新专用服务即可完成刷新功能。可大大缩短刷新开发周期和工作量，减少开发成本，有利于主机厂进行售后服务和控制。
Description
技术领域
本发明涉及汽车自动化领域，进一步涉及车载诊断和电子控制器软件刷新的方法等方面。
背景技术
1.汽车诊断技术及刷新
汽车电子技术的飞跃发展带来汽车诊断技术的应用和进步，当前汽车诊断技术在国内应用尚未普及，即使电子控制模块具备诊断功能，也仅仅限于读取和清除控制器中故障码或读取数据流，很少用到诊断技术其它功能。而汽车诊断技术不止于此，将汽车诊断技术与汽车控制器内部特定功能结合成为一个新的发展方向。
随着人们对车辆性能要求的提高，车辆控制器功能不断增加，控制过程更加复杂，控制器功能在不断升级中。一方面ECU控制器硬件设计改动要求控制器软件做出相应变更，另一方面，为了使控制器操作更加稳定，性能更加完善，也需要对控制器的软件进行刷新。在控制器开发过程中，需要不断下载与更新软件，完成软件功能更改及数据标定与匹配；在售后服务中，当控制器软件损坏，或者软件发生版本升级时也可以用刷新设备进行刷新，完成硬件不动情况下的软件升级，获取所需升级功能。刷新控制器还可以解决ECU控制器前期设计中存在的一些问题，改进ECU控制器性能，提高ECU控制器系统的稳定性，降低ECU控制器更改时间，节约ECU控制器设计开发成本，保证ECU控制器产品的一致性软件刷新在软件设计过程和售后都越来越重要。所谓的软件刷新就是控制器内部软件的升级和更新。目前，开发过程中的软件刷新由控制器供应商通过烧写器将程序烧写到控制器中；开发结束进行正式批量生产时，控制器程序的刷入和控制器的电路板生产过程融为一体，在单片机芯片进行PCB贴片后，需要单独一道工序和单独的生产设备检测设备来进行控制器的软件刷新。也即程序的输入，在控制器未加外部封装或者壳体前，为纯电路生产时刷入。轿车出厂后，如控制器软件需更新，需要返回控制器供应商处进行刷新，控制器软件更新流通周期过长；同时各供应商控制器刷新过程方法各异，有拆开控制器利用开发过程中的烧写固化程序，也有开发专门刷新工具或者PC机程序和相应硬件接口装置进行刷入，不利于主机厂进行控制。同时如开发单独的刷新工具，需要额外开发费用和成本。
2.诊断通讯标准
国际通用诊断协议如下：
| 诊断类型 | 诊断层次 | 诊断标准 |
| K线诊断 | 物理层 | ISO 14230-1 |
| 数据链路层张洪 | ISO 14230-2 | |
| 应用层 | ISO 14230-3 | |
| 高速CAN诊断 | 物理层 | ISO 11898-1 |
| 数据链路层 | ISO 11898-2 | |
| 网络层 | ISO 15765-2 | |
| 应用层 | ISO 14230-3/ISO 15765-3 | |
| 低速CAN诊断 | 物理层 | ISO 11898-3 |
| 数据链路层 | ISO 11898-3 | |
| 网络层 | ISO 15765-2 | |
| 应用层 | ISO 14230-3/ISO 15765-3 |
表1
发明内容
本发明的目的在于提供一种方便和稳定的方法实现ECU控制器的软件刷新，解决现有技术中刷新方法的硬件、条件等方面的效率低下问题。
奇瑞汽车有限公司将诊断技术应用于控制器的软件刷新，利用诊断通讯实现刷新过程，可直接在ECU控制器和诊断测试设备原有硬件基础之上直接进行刷新开发，无需添加硬件，利用已有诊断通讯服务，添加刷新专用服务即可完成刷新功能。可大大缩短刷新开发周期和工作量，减少开发成本，有利于主机厂进行售后服务和控制。再者，现有技术中，控制器生产时程序的刷入为固化一次性刷入，这种刷入为控制器裸机时不含bootloader底层软件时的方法，不能满足控制器根据功能进行程序选择性刷入，如有时需要刷入标定数据，有时刷入应用层程序。
该汽车控制器软件刷新的方法，使用诊断设备与控制器ECU之间的诊断通讯进行控制器软件的刷新。
控制器ECU和诊断仪之间建立通讯；诊断仪存储数据并将其向ECU上传；ECU为刷新做软硬件准备并接收数据和更新重启，从而通过诊断通讯来实现ECU的软件刷新。其中，控制器EUC的软件刷新兼容国际K线诊断和CAN诊断通用国际诊断标准，可进行常规诊断和控制器刷新。
该方法的具体操作过程如下：
通过诊断接头连接诊断测试设备与整车诊断接口；
选择诊断设备中相应车型诊断系统，进入待刷新控制器诊断系统；
选择刷新诊断功能，根据诊断设备提示进行刷新；
刷新完成，退出刷新控制器诊断系统，退出诊断系统；
拔下诊断接头，刷新结束。
其中，控制器ECU包括应用程序和底层软件，所述底层软件与应用软件相对应并和硬件相关联，用于控制器根据功能进行包括应用程序在内的程序选择性刷入。外部诊断测试设备在刷新前读取ECU控制器中相关信息，在刷新过程结束后，诊断测试设备再次读取ECU控制器相关信息用于刷新前后比较，验证程序刷新具体实现情况。
诊断通讯开始时，在ECU控制器的应用程序中进行如下步骤：
初始化控制器，进入诊断通讯；
进入默认诊断模式；
读取控制器的刷新前相关产品信息。
当诊断仪发出进入刷新诊断模式命令，ECU检查自身输入输出情况，当确定满足刷新条件，从应用程序进入底层软件中，并屏蔽非刷新相关诊断服务及非刷新的网络通讯为刷新数据的上传下载排除干扰，在ECU控制器的底层软件中进行如下步骤：
进入刷新诊断模式；
读取控制器刷新前日志；
通过身份等级验证和密码验证解锁控制器；
擦除控制器中相关程序内存并自检擦除是否成功；
下载数据；
下载数据自检；
刷新结束，控制器重新启动。
诊断模式保护开启刷新诊断模式，只有在该模式中才可以进行刷新相关的诊断服务，否则控制器中刷新相关诊断服务将拒绝执行；ECU安全解锁要启用安全访问诊断服务，此服务在待刷新控制器和诊断测试设备中均含有加密算法，需提供身份验证和密码验证，并且此服务在ECU上电10s内禁止使用，在连续两次安全验证失败后延时10s，此段时间内诊断仪发送安全验证，ECU拒绝接受，以持续性防暴力侵入。
当控制器刷新结束并且重新启动，重新加载新的软件，则进入应用程序并：
初始化控制器，进入诊断通讯；
进入默认诊断模式；
读取控制器刷新后相关产品信息；
读取控制器刷新后日志；
结束。
通过上述方法，用诊断通讯来实现ECU的软件刷新，ECU和诊断仪双方相互通讯，诊断仪需要存储数据并上传给ECU，ECU需为刷新做软硬件准备，并接收数据和更新重启。
本发明通过诊断通讯实现控制器的软件刷新功能，减少软件开发过程和售后软件刷新设备的重复开发，利用主机厂统一刷新工具进行刷新，该方法安全可靠，简单实用，使用方便。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1是本发明ECU控制器流程图；
图2是本发明ECU控制器刷新流程图；
图3是本发明EUC控制器重新启动加载新软件流程图；
具体实施方式
1.软件刷新的几个名词术语：
Diagnostic mode：诊断模式。本文含有默认诊断模式(default diagnosticmode)，其含进行诊断必须具备的基本诊断诊断服务；刷新诊断模式(reprogramming diagnostic mode)：含有刷新数据上传下载诊断服务及进入/退出，安全验证等诊断服务。
Application Software：应用程序，应用软件
Bootloader Software：和应用软件相对应，主要是底层软件，和硬件相关联部分软件。
ECU：Electric Control Unit电子控制器，诊断通讯中，回复相关诊断信息；刷新过程中，上传数据的对象。
Tester：诊断测试设备，诊断仪器，又称诊断仪，诊断通讯中，担任发出命令，接收ECU数据并按通讯协议要求显示；刷新过程中，上传数据给ECU。
2.诊断通讯标准：
控制器的软件刷新技术是汽车诊断技术的一个新发展方向。目前欧洲不少供应商均采用CCP(CAN Calibration Protocol)-CAN标定协议，此协议对CAN的刷新很有用，但是不属于国际刷新通用规范。奇瑞汽车有限公司控制器软件刷新兼容国际K线诊断、CAN诊断通用国际诊断标准，即可进行常规诊断也可进行控制器刷新。(协议参照表1)
3.软件刷新主要步骤：
综合K，CAN诊断通讯的特点，奇瑞汽车有限公司定义的ECU控制器软件刷新过程主要有三个步骤：
步骤一：
本过程发生在ECU控制器的应用程序Application Software中。对于CAN诊断来说，上电即可以进行诊断服务通讯，对K诊断来说需要用快速初始化来完成初始化控制器这个过程。
步骤二：
本过程发生在ECU控制器的bootloader中，当诊断仪发出进入刷新诊断模式命令时，ECU检查自身输入输出情况，确定满足刷新条件后，从applicationsoftware进入bootloader software中，并屏蔽非刷新相关诊断服务及非刷新的网络通讯为刷新数据的上传下载排除干扰。
步骤三：
控制器重新启动后，重新加载新的软件，又处于application software中。
本控制器软件刷新过程有如下优点：
1.简洁实用。可以保证控制器软件刷新过程的正确性、安全性、保密性及实际操作过程的简便快捷。
2.提供刷新验证工作。外部诊断测试设备在刷新前读取ECU控制器中相关信息如控制器软件，硬件版本号，产品更新日期及控制器供应商相关信息及日志；在刷新过程结束后，诊断测试设备将再次读取ECU控制器相关信息及日志用于刷新前后比较，验证程序刷新具体实现情况。
3.双重安全验证。使用诊断模式保护和ECU安全解锁保护机制，阻止其它未授权设备非法入侵刷新过程。诊断模式保护开启刷新诊断模式，只有在刷新诊断模式中才可以进行刷新相关的诊断服务，否则控制器中刷新相关诊断服务将拒绝执行。ECU安全解锁，启用SecurityAccess诊断服务，此服务在待刷新控制器和诊断测试设备中均含有加密算法，提供身份验证，密码验证；且此服务在ECU上电10s内禁止使用，并在连续两次安全验证失败后延时10s，此段时间内诊断仪发送安全验证，ECU拒绝接受，以持续性防暴力侵入。
4.提供控制器系统自检。无论是擦除控制器内部程序还是下载数据，都提供控制器系统自检，设置控制器保护模式状态避免控制器的误操作带来的损失。
5.便于在线生产，售后维修。利用诊断技术来实现控制器的刷新功能，可在奇瑞汽车主机厂生产线上进行，便于主机厂控制，增加控制器软件刷新的安全度和保密性，降低控制器的刷新成本，提高生产匹配速度；同时可以为售后服务提供便利。
控制器程序刷新操作过程注意事项：
1.蓄电池电源供电充足，确保刷新用电；
2.数据线正常使用，确保通讯线路安全；
3.刷新过程中勿拔诊断连接器接口及供电电源；
4.确认诊断测试设备中刷新程序软件的版本的正确性；
5.关闭控制器程序的其它功能，确保刷新工作顺利进行。
在主机厂生产线或售后服务中，控制器程序刷新的具体操作过程如下：
1.通过诊断接头连接诊断测试设备与整车诊断接口；
2.选择诊断设备中相应车型诊断系统，进入待刷新控制器诊断系统；
3.选择刷新诊断功能，根据诊断设备提示进行刷新；
4.刷新完成，退出刷新控制器诊断系统，退出诊断系统；
5.拔下诊断接头，刷新结束。
上述过程用简捷快速的操作实现控制器复杂的软件升级与更新，整个软件刷新过程简单，迅速，安全，保密性强。
Claims (10)
1、一种汽车控制器软件刷新的方法，其特征在于，使用诊断设备与控制器ECU之间的诊断通讯进行控制器软件的刷新。
2、根据权利要求1所述的汽车控制器软件刷新的方法，其特征在于，控制器ECU和诊断仪之间建立通讯；诊断仪存储数据并将其向ECU上传；ECU为刷新做软硬件准备并接收数据和更新重启，从而通过诊断通讯来实现ECU的软件刷新。
3、根据权利要求1或2所述的汽车控制器软件刷新的方法，其特征在于，控制器EUC的软件刷新兼容国际K线诊断和CAN诊断通用国际诊断标准，可进行常规诊断和控制器刷新。
4、根据权利要求3所述的汽车控制器软件刷新的方法，其特征在于，控制器ECU包括应用程序和底层软件，所述底层软件与应用软件相对应并和硬件相关联，用于控制器根据功能进行包括应用程序在内的程序选择性刷入。
5、根据权利要求4所述的汽车控制器软件刷新的方法，其特征在于，诊断通讯开始时，在ECU控制器的应用程序中进行如下步骤：
初始化控制器，进入诊断通讯；
进入默认诊断模式；
读取控制器的刷新前相关产品信息。
6、根据权利要求4所述的汽车控制器软件刷新的方法，其特征在于，当诊断仪发出进入刷新诊断模式命令，ECU检查自身输入输出情况，当确定满足刷新条件，从应用程序进入底层软件中，并屏蔽非刷新相关诊断服务及非刷新的网络通讯为刷新数据的上传下载排除干扰，在ECU控制器的底层软件中进行如下步骤：
进入刷新诊断模式；
读取控制器刷新前日志；
通过身份等级验证和密码验证解锁控制器；
擦除控制器中相关程序内存并自检擦除是否成功；
下载数据；
下载数据自检；
刷新结束，控制器重新启动。
7、根据权利要求4所述的汽车控制器软件刷新的方法，其特征在于，当控制器刷新结束并且重新启动，重新加载新的软件，则进入应用程序并：
初始化控制器，进入诊断通讯；
进入默认诊断模式；
读取控制器刷新后相关产品信息；
读取控制器刷新后日志；
结束。
8、根据权利要求1或2所述的汽车控制器软件刷新的方法，其特征在于，外部诊断测试设备在刷新前读取ECU控制器中相关信息，在刷新过程结束后，诊断测试设备再次读取ECU控制器相关信息用于刷新前后比较，验证程序刷新具体实现情况。
9、根据权利要求6所述的汽车控制器软件刷新的方法，其特征在于，诊断模式保护开启刷新诊断模式，只有在该模式中才可以进行刷新相关的诊断服务，否则控制器中刷新相关诊断服务将拒绝执行；ECU安全解锁要启用安全访问诊断服务，此服务在待刷新控制器和诊断测试设备中均含有加密算法，需提供身份验证和密码验证，并且此服务在ECU上电10s内禁止使用，在连续两次安全验证失败后延时10s，此段时间内诊断仪发送安全验证，ECU拒绝接受，以持续性防暴力侵入。
10、根据权利要求1或2所述的汽车控制器软件刷新的方法，其特征在于，控制器程序刷新的具体操作过程如下：
通过诊断接头连接诊断测试设备与整车诊断接口；
选择诊断设备中相应车型诊断系统，进入待刷新控制器诊断系统；
选择刷新诊断功能，根据诊断设备提示进行刷新；
刷新完成，退出刷新控制器诊断系统，退出诊断系统；
拔下诊断接头，刷新结束。
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