CN103105825A

CN103105825A - 一种电子控制单元及使用方法

Info

Publication number: CN103105825A
Application number: CN2011103532285A
Authority: CN
Inventors: 朱明�
Original assignee: SHANGHAI HUAFENG INDUSTRIAL CONTROL TECHNOLOGY Corp
Current assignee: SHANGHAI HUAFENG INDUSTRIAL CONTROL TECHNOLOGY Corp
Priority date: 2011-11-09
Filing date: 2011-11-09
Publication date: 2013-05-15

Abstract

本发明公开了一种可嵌入用户软件的发动机电子控制单元及相关使用方法，以及装备这电子控制单元的发动机，其特点是，该电子控制单元除了通常用于控制发动机的配置外，还提供了用户嵌入其特定程序的环境，包括冗余输入、输出端口，存储嵌入程序的程序存储单元，及用以存储用户嵌入程序的数据及状态的寄存器，还包括用户编制嵌入程序所用的以某种语言表达的指令集等。本发明使用户可根据其特定需要，编制其特定程序，并嵌入发动机电子控制单元的程序中，免除了另设专用控制器及其相应的稳压电源，使发动机控制单元与专用控制单元的数据通讯成为同一控制器内部的信号传送，提高了可靠性及经济性，缩短产品开发周期。

Description

一种电子控制单元及使用方法

技术领域

本发明涉及可嵌入用户程序的发动机电子控制单元(ECU)，涉及发动机在专用车辆中的应用。

背景技术

柴油机、汽油机等发动机发展至今，为提高性能、应用发动机电子控制单元(ECU)日益普及。但发动机的应用千差万别。不同的应用，有不同的控制要求，一般可在发动机电子控制单元外，另置专用控制器去实现，这就需要配专用的控制器及其电源；若其特定控制要求的实现，需要与发动机的参数相关，还得在二个控制器间连线并实现信息交换。

由于很多特定控制要求并不复杂，占用的输入、输出端不多，完成该要求的程序容量小，执行时间也不长。而ECU往往有多余的输入、输出端未被利用，所以以下解决方案便应运而生。

发明内容

本发明是为了充分利用日益普及的发动机电子控制单元(ECU)的功能，使节约外在的专用控制器及其电源，使二个控制器之间的信息交换成为一个控制器的内部通讯，省去了二个控制器间的连线，提高了经济性及可靠性。

由于发动机的应用中的专用控制要求，用户最清楚；由发动机电子控制单元制造商来针对不同应用，分别在程序中实现，不如提供一个用户嵌入专用软件的硬件、软件环境由用户去实现来得更经济合理。对ECU制造商而言，将同一发动机的不同控制要求，统一以同一的硬件及系统软件环境去实现，集各种不同应用的小批量为大批量，使以较低的成本提高了发动机的适用性及经济价值；对不同的应用用户而言，由自己对最熟悉的特定要求编制特定的控制程序，不但花费少，而且大大缩短了产品的试制或改进的周期，是一个两全齐美的解决方案。

本方案是：一种电子控制单元(含软件)，其特点是，除了其控制发动机工作外，它还包括用户可自行嵌入其它程序的环境，即包括除控制发动机所需的输入、输出端以外的冗余的输入、输出端，还包括用以嵌入用户程序的程序存储单元，或在程序存储单元里设置了用以放置用户程序的存储区，还包括用户嵌入程序运行中存储数据及状态的寄存器，还包括用户编制嵌入程序所用的用某种语言表达的指令集。

上述电子控制单元的一种使用方法，其中，向用户提供将所述指令集编成的程序编译成机器指令程序的工具程序。

上述电子控制单元的一种使用方法，其中，存在路径，使发动机通过CAN总线传送出的信息由用户嵌入程序可用指令直接读取。

上述电子控制单元的一种使用方法，其中，存在路径，使发动机通过CAN总线读取的信息，由用户嵌入程序可用指令直接送达。

上述电子控制单元的一种使用方法，其中，用户嵌入程序作为子程序处理，即在主程序中留有转(嵌入)子程序的指令，而在(嵌入)子程序中有返主程序指令。

上述电子控制单元的一种使用方法，其嵌入程序的操作，由专用的操作工具程序完成，该工具程序中包含了嵌入程序的生成操作模块及嵌入操作模块，生成操作模块产生嵌入程序，嵌入操作模块启动后，执行将嵌入程序写入ECU中嵌入程序存储单元或程序存储单元中的指定区域。

一种发动机，其特点是，它包含权利要求1所述的发动机电子控制单元。

上述发动机的一种使用方法，其特点是，其中的电子控制单元采用上述权利要求2、或3、或4、或5或6的使用方法。

附图说明

下面，参照附图，对于熟悉本技术领域的人员而言，从对本发明方法的详细描述中，本发明的上述和其他目的、特征和优点将显而易见。

图1为本发明的一种电子控制单元的硬件示意图。

图2为未采用本方案时，外在的专用控制器与ECU之硬件连接示意图。

具体实施方式

参见图1，本发明的一种电子控制单元(件1)的硬件示意图，用于专用车的发动机，它与通常的电子控制单元(ECU)类同。它有CPU11，程序存储单元12及数据寄存器13，还有输入端口14、输出端口15，电源端口18及其它端口19，该其它端口可以是CAN总线或其它总线的端口，或专门的写程序端口等。

所述实施例中，控制发动机占用了一部分输入、输出端口外，尚有冗余，控制发动机用去一部分程序存储单元及数据寄存器。为了在原程序中让用户嵌入用户特定程序，将ECU划出一个用户区(用虚线110表示区分)，指定确定的输入端16、输出端17为用户程序所用。确定程序存储单元中某区域为用户嵌入程序的专用区域，也可以是浮动的，通过工具程序测定原程序的长度，灵活布置嵌入程序的专用区域。可以指定一部分数据寄存器专为用户嵌入程序所用，也可通过工具程序，测定原程序中未曾使用的数据寄存器，归用户嵌入程序用。前者较为简单，而后者对工具程序提出了较高的要求，但对充分利用ECU的资源有利。

在实施例中，用某种语言表达的指令集，是为用户编制嵌入程序而准备的。该指令集可以是机器指令，但是用其编程不直观，因此，可用汇编语言或C语言等高级语言表达的指令集。一般专用车的控制要求并不复杂，而且为避免不影响程序的执行周期超限，该指令集不必穷尽该ECU所有可能的指令，仅从中选用基本的、执行时间确定的指令。通常，不向发动机的最终用户(指原始设备制造商)公开ECU的所有指令的指令集，但为了专用车制造商的嵌入程序的编程，该经过选择的面向用户的指令集确是必要的软件设备。当向用户提供非机器指令而是提供其它语言的指令集时，也须向用户提供，将上述指令集编成的程序编译成机器指令程序的工具程序，以便用户完成编译。

应当说明，上述发动机电子控制单元是广义的。它硬件可能本身就是一个嵌入系统，是由多个ECU组成的ECU组，并分别读取各控制对象部件的信息，执行控制各部件的功能。但只要这个ECU组读取发动机的信息，并控制发动机的功能，该ECU组若符合本方案特点，也应属本方案范围。

具体一点，对广义的ECU(即ECU组)，在未采用本方案时，须用外在的专用控制器完成对象(例如专用车)的专用的控制要求，采用本方案后，就是将外在的专用控制器的功能，让ECU组中的某个ECU去完成，让用户就它的专用功能编程，并将该程序嵌入其中的一个ECU的程序中去。当然，该ECU与通常专用控制器需要获得的发动机有关信息(例如转速等)最有关。

为了说明为采用本方案时，ECU与外在控制器的信息传输，参见图2。图中，件1为电子控制单元(ECU)，控制发动机及发动机制造商指定的通用附加设备，件11，12分别为ECU之输入、输出端，13为其电源端；2为外在的用户专用控制器，控制对象(例如专用车)的专用设备，15，16分别为控制器的输入、输出端，17为电源端；专用控制器须读取发动机转速信号、油耗信息，甚至车之行进速度等通用数据时，可以通过总线(例如CAN总线)进行，14与18分别为ECU与专用控制器之CAN总线通讯端，根据相关协议，交换信息。

当采用本方案时，上述数据，须提供路径，以便可由用户程序读取及发送原由CAN总线交换的信息，该路径可以由ECU程序编制方指定上述数据的数据寄存器地址，或指定变量名，这样，便可由用户程序读取该数据。当采用指定变量名作为路径时，还同时由ECU程序编制方提供使用该变量名的原程序所用语言的编译工具，这样，就可做到用户嵌入程序对上述数据的内部直接读取及传送。

用户嵌入程序在ECU程序编制的主程序中，作为子程序处理是较为容易的现实方法。因为只须规定主程序中有转入嵌入程序的转子指令，并且在子程序中具有通常应有的返主指令，并且规定子程序长度受控，其执行周期受控(例如可禁止中断指令)，不必在意嵌入程序开始及结束的具体存储地址。

为了使用户完成嵌入程序的编制及应用，向用户提供操作工具程序是可行的方法。

为了方便用户，宜提供汇编语言或C语言等高级语言。这就特别宜向用户提供专用的操作工具程序。该工具程序中，包含嵌入程序的生成操作模块及嵌入操作模块。

生成操作模块产生嵌入程序，其中，可实行句法检查、语法检查，程序执行时限检查；句法检查可剔除不合法指令，不合法变量；语法检查保证程序结构的完整性并避免程序结构缺陷引起死机；程序执行时限检查避免嵌入程序执行周期超时而影响原ECU主程序的执行周期超时。

嵌入操作模块，执行将嵌入程序写入ECU中程序存储单元或程序存储单元中的指定区域。其中，可实行将嵌入程序编译成机器指令程序的功能，即该模块包含了编译工具程序。此外，实行检查机器指令程序长度功能，使不超出预先规定长度；当采用充分利用程序存储器资源方案时，该模块还应具有检查主程序长度功能；使主程序及用户嵌入程序总长度能被系统资源中程序存储器所容纳。

该模块还包含检查用户嵌入程序中占用数据寄存器的数，使不超过预先规定长度；当采用充分利用数据寄存器方案时，该模块还应具有检查主程序中占用数据寄存器个数，使其与嵌入程序合用的数据寄存器数不超过资源中数据寄存器之总额。该模块根据执行该模块中写入指令，将检查合格的经过编译为机器指令的嵌入程序，写入预先制定的地址开始的程序存储区，该地址也可由检查主程序长度后确定。

该工具程序的二个模块，还可以进一步包括资源显示，程序缺陷提示等一系列附加功能，二个模块的功能之间的划分也可能有所进出，这不影响使用这一工具程序的意义。

至于安装上述方案的ECU单元的发动机，自然也同样达到了节约、安全的目的，而采用上述方案使用方法的ECU所装备的发动机的使用方法自然也达到了同样的目的，在此不必重复。

前面提供了对较佳实施例的描述，以使本领域内的任何技术人员可使用或利用本发明。对这些实施例的各种修改对本领域内的技术人员是显而易见的，可把这里所述的总的原理应用到其他实施例而不使用创造性。因而，本发明将不限于这里所示的实施例，而应依据符合这里所揭示的原理和新特征的最宽范围。

Claims

1.一种电子控制单元(含软件)，其特征在于，除了其控制发动机工作外，它还包括用户可自行嵌入其它程序的环境，即包括除控制发动机所需的输入、输出端以外的冗余的输入、输出端，还包括用以嵌入用户程序的程序存储单元，或在程序存储单元里设置了用以放置用户程序的存储区，还包括用户嵌入程序运行中存储数据及状态的寄存器，还包括用户编制嵌入程序所用的某种语言表达的指令集。

2.如权利要求1所述的电子控制单元的一种使用方法，其特征在于，向用户提供，将所述指令集编成的程序编译成机器指令程序的工具程序。

3.如权利要求1所述的电子控制单元的一种使用方法，其特征在于，存在路径，使发动机通过总线传送出的信息由用户嵌入程序可用指令直接读取。

4.如权利要求1所述的电子控制单元的一种使用方法，其特征在于，存在路径，使发动机通过总线读取的信息，由用户嵌入程序可用指令直接送达。

5.如权利要求1所述的电子控制单元的一种使用方法，其特征在于，其用户嵌入程序作为子程序处理，即其中的主程序中留有转(嵌入)子程序的指令，而在(嵌入)子程序中有返主程序指令。

6.如权利要求1所述的电子控制单元的一种使用方法，其特征在于，其嵌入程序的操作由专用的操作工具程序完成，该工具程序中包含了嵌入程序的生成操作模块及嵌入操作模块，生成操作模块产生嵌入程序，嵌入操作模块启动后，执行将嵌入程序写入ECU中嵌入程序存储单元或程序存储单元中的指定区域。

7.一种发动机，其特征在于，它包含了权利要求1所述的发动机电子控制单元。

8.如权利要求7所述的发动机的一种使用方法，其特征在于，其发动机的电子控制单元采用权利要求2、或3、或4、或5或6的使用方法。