CN111679836B - 一种汽车ecu刷写系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车ECU刷写系统及方法，本发明涉及汽车诊断技术领域和计算机软件技术领域。本发明的ECU刷写系统包括：ECU刷写模块、通信模块、下位机、车载ECU。ECU刷写模块包括初始化模块，准备指令发送模块、刷写指令发送模块，建立ECU刷写模块与车载ECU的连接，并向车载ECU发送指令。通信模块包括OBDII数据通信和USB通信、蓝牙通信，联系ECU刷写系统中的各模块。本发明用于汽车ECU的刷写，针对需要更新数据的汽车ECU，将数据写入ECU存储器中，对原有数据进行更新实现功能升级。本发明通过建立刷写模块与车载ECU之间的连接，选用所需刷写数据完成刷写功能，操作简单，能大大提高刷写效率，降低刷写成本，满足汽车维修厂的需要。

Description

一种汽车ECU刷写系统及方法

技术领域

本发明涉及汽车诊断技术领域，具体地说，涉及一种汽车ECU刷写系统及方法。

背景技术

随着汽车电子技术的发展，车载ECU被广泛地应用到汽车上。ECU由微处理器(CPU)、存储器(ROM、RAM)、输入/输出接口(I/O)、模数转换器(A/D)以及整形、驱动等大规模集成电路组成。ECU运行时通过读取数据来实现功能的跳转。当汽车厂家对自家车型的 ECU数据进行更新时，需要对ECU进行刷写，将更新的数据写入ECU中来实现升级。

目前，由于各汽车厂商都有专门的刷写设备，汽车维修商配备各种专门的刷写设备的代价高昂，且市面上的车型和ECU型号种类繁多，不能很好的整合到一起，汽车维修人员需要掌握各种刷写方法，为汽车刷写带来麻烦。这些都使得汽车的ECU刷写成本高昂。

经检索，中国专利申请号：2018110892802，发明创造名称为：一种汽车ECU数据刷写方法及相关设备，申请公布日为2019年1月11日。该申请案的步骤为：获取预设数据与待刷写数据；根据所述预设数据建立与电子控制单元ECU的通信连接；通过所述通信连接向所述ECU发送模式切换命令，以使得所述ECU根据所述模式切换命令由诊断模式切换至刷写模式；向所述ECU发送待刷写数据。在一定程度上实现汽车ECU数据的自动刷写，对大量一样的汽车进行刷写可以提高刷写效率，减少人为的操作。但该申请案仅能针对一样的汽车提高刷写效率，未能解决不同型号汽车便捷刷写的问题。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

为克服现有汽车型号和ECU型号繁多，汽车修理商缺少适应各种型号ECU的刷写设备，不便对不同ECU进行刷写的问题，本发明提供了一种汽车ECU刷写系统和方法，本发明提供的技术方案能针对不同的车型制作相应车型的数据库，通过刷写程序调用数据库和数据包进行ECU刷写，操作简单的同时保证了刷写效率。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种汽车ECU刷写系统，包括车载ECU、ECU刷写模块、通信模块和下位机；所述的ECU刷写模块通过通信模块，与下位机以及车载ECU建立通信连接，下位机通过单片机来实现；ECU刷写模块包括初始化模块、准备指令发送模块、刷写指令发送模块，向车载ECU发送指令。

更进一步地，所述的通信模块包括包括OBDII数据通信和USB通信、蓝牙通信，采用OBDII总线连接下位机和车载ECU，采用USB线或无线蓝牙连接下位机和ECU刷写模块。

更进一步地，所述的初始化指令发送模块能够发送初始化IO、初始化ECU指令，使车载ECU与ECU刷写模块正确建立连接；所述的准备指令发送模块向车载ECU发送指令，调整车载ECU运行状态，为写入数据做准备；所述的刷写指令发送模块向车载ECU发送指令，将对应ECU型号的数据包中的数据通过命令发送的形式写入车载ECU中。

更进一步地，所述的ECU刷写模块通过制作XML刷写数据库来实现，数据库包括车型信息和各个功能模块的指令信息，通过采样生产商的专用设备与车载ECU的通信数据，并根据指令的功能将各指令数据填写进数据库对应的功能模块中。

更进一步地，所述的初始化指令发送模块包括初始化IO、初始化协议类型、命令发送的地址以及打包方式、初始化ECU、菜单显示功能，使车载ECU与电脑的刷写模块正确建立连接，并提供显示界面。

本发明的一种汽车ECU刷写方法，包括以下步骤：

步骤一、建立电脑中ECU刷写模块与车载ECU之间的通信连接；

步骤二、执行初始化操作；

步骤三、执行准备指令发送；

步骤四、执行刷写指令发送。

更进一步地，执行初始化操作的具体步骤为：

1)采用函数INIT_IO进行初始化IO操作选择通信端口，命令的打包方式为“00”，ORD 协议类型为“10”，表示基于CAN协议向下位机发送初始化IO参数，共有十六进制01～0c号参数，包括通信波特率、工作模式、ECU接收发送地址、通信引脚以及驱动电压的设置；

2)采用MSG_ALL函数设置协议类型、命令发送的地址以及打包方式，命令打包方式为“22”，协议类型为“30”表示CAN协议，CANSEND是当前ECU刷写模块发送地址， CANREAD是当前ECU刷写模块接收地址；

3)利用函数INIT_ECU，协议类型为“20”，表示基于CAN协议向车载ECU发送初始化ECU指令；

4)采用MENU_DISPLAY函数显示ECU刷写菜单界面，ECU刷写信息框的TYPE属性值为“00”，返回的TYPE属性值为“FF”，开始并跳转下一步的TYPE属性为“01”，XTABLE 为开始刷写跳转的位置，完成初始化操作后进入准备指令发送模块。

更进一步地，执行准备指令发送的具体步骤为：

1)程序首先采用DOWNLOAD_DATA函数，获取ECU刷写数据包的数据个数，将其与数据库中填写的数据包数据个数进行对比，若相同则进入MSG节点，数据库中SUMDATA 表示数据包中写入车载ECU的数据个数；

2)采用DOWNLOAD_DATA函数进行准备指令发送，首先向车载ECU发送请求写入数据指令，发送进入编程会话模式指令；再读取下一个节点的属性信息，修改当前ECU刷写模块发送和接收地址，CANSEND是当前ECU刷写模块发送地址，CANREAD是当前ECU刷写模块接收地址；

3)发送恢复默认会话模式指令，再发送进入扩展会话模式指令对车载ECU的功能进行设置，解锁ECU最高功能权限，再发送关闭车载ECU记录故障码功能指令，发送关闭与ECU 刷写无关的通信功能指令。

本过程中，发送指令的TYPE属性均采用“01”，修改地址的TYPE属性采用“04”。

更进一步地，执行刷写指令发送的具体步骤为：

1)采用DOWNLOAD_DATA函数，首先发送进入编程会话模式指令，对车载ECU的功能进行设置；读取下一节点，进入安全诊断服务，LOGIN表示安全诊断服务的节点位置，程序跳转到数据库中该节点位置进行27指令的发送，通过安全诊断服务；

2)发送从数据包读取序列号指令，将读取的数据填充在该指令后发送给车载ECU，用于识别对车载ECU内存进行了操作记录；

3)向车载ECU发送下载数据请求指令，车载ECU收到指令后作出肯定应答，接受数据下载；

4)发送多条数据传输指令将数据传输到车载ECU中，STARTADD表示读取的数据在数据包中的起始位置，DATANUM表示需要写入车载ECU中的数据个数，FRAME表示每条36 指令传输的数据个数，程序分别获取三个属性的值，从数据包读取数据，每次读取FRAME 属性值大小的数据存入sendbuf数组中发送给车载ECU，直到将DATANUM属性值大小的数据全部发送完；

5)发送退出数据传输指令；

6)发送读取数据包指令，将读取数据包中的数据发送给车载ECU，并检查上一段写入车载ECU的数据是否完整，LEN表示需要读取的数据的长度，POS表示读取的数据在该指令上的起始填充位置；

7)发送准备第二段数据传输指令，发送向车载ECU发送下载数据请求指令，发送多条数据传输指令进行数据传输，发送退出数据传输指令退出数据传输，发送检查写入数据完整性指令；直到所有数据都成功写入到车载ECU中，发送刷写完成指令提示所有数据已经刷写完毕；

8)确认所有数据传输完成后，发送ECU硬件复位指令，使车载ECU恢复到正常工作状态。

本过程中，安全诊断服务的函数TYPE属性为“00”，发送指令的TYPE属性均采用“01”，读取数据包数据发送指令的TYPE属性为“02”，36指令发送的TYPE属性采用“03”。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：

(1)本发明的一种汽车ECU刷写系统和方法，采用模块化设计，包括ECU刷写模块、通信模块、下位机、车载ECU。功能可扩展性强，当需要制作其它车型ECU的刷写程序时，可在此数据库和程序的基础上进行添加修改，提高了开发效率，缩短了开发周期同时降低了开发成本，同时软件适用性强。

(2)本发明的一种汽车ECU刷写系统和方法，操作简单方便，在软件人机交互界面选择对应车型，点击对应的ECU型号，选择数据包即可进行ECU刷写，不需要对维修人员进行复杂培训，能提高刷写效率同时降低刷写的成本。

(3)本发明的一种汽车ECU刷写系统和方法，涉及计算机软件开发技术、通信技术和数据库技术，同时还涉及汽车诊断协议理论与汽车诊断技术，体现了多学科与多领域的交叉性。

附图说明

图1为本发明的一种汽车ECU刷写系统框架图；

图2为刷写模块与ECU通信连接示意图；

图3为本发明的一种汽车ECU刷写方法中初始化流程图；

图4为本发明的一种汽车ECU刷写方法中准备指令发送流程图；

图5为本发明的一种汽车ECU刷写方法中刷写指令发送流程图；

图6为正在刷写ECU的用户界面视图；

图7为ECU刷写完成的用户界面视图。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。

实施例1

本实施例的一种汽车ECU刷写系统，包括ECU刷写模块、通信模块、下位机和车载ECU (参见图1)。所述的ECU刷写模块由PC电脑软件实现，其包括初始化模块、准备指令发送模块、刷写指令发送模块。其中初始化模块包括初始化IO、初始化协议类型、命令发送的地址以及打包方式、初始化ECU、菜单显示功能，使车载ECU和电脑中的ECU刷写模块正确建立连接，并提供显示界面；准备指令发送模块向车载ECU发送指令，调整车载ECU运行状态，为写入数据做准备；刷写指令发送模块向车载ECU发送指令，将对应ECU型号的数据包中的数据通过命令发送的形式写入车载ECU中。

所述的通信模块包括OBDII数据通信和USB通信、蓝牙通信，本实施例中采用OBDII总线连接下位机和车载ECU，采用USB线连接下位机和ECU刷写模块，建立起ECU刷写模块和车载ECU之间的通信连接。所述的下位机通过单片机来实现。

其中的指令发送功能，通过开发C语言程序、编写XML刷写数据库和调用刷写数据包来实现。所述的刷写数据包包括了ECU运行所需的数据，通过购买不同车型生产厂家的数据包，并统一集中到ECU刷写设备中来降低维修人员的刷写成本。ECU刷写模块通过制作XML刷写数据库来实现，数据库包括车型信息和各个功能模块的指令信息，通过采样生产商的专用设备与车载ECU的通信数据，并根据指令的功能将各指令数据填写进数据库对应的功能模块中。其它车型的刷写数据库均可按照类似的功能模块进行制作，提高了开发效率，缩短了开发周期同时降低了开发成本，同时软件适用性强。

实施例2

本实施例的一种汽车ECU刷写方法，利用了实施例1的刷写系统，通过初始化模块，准备指令发送模块、刷写指令发送模块发送相关指令实现对车载ECU的刷写，具体步骤为：

步骤一、建立ECU刷写模块与车载ECU的通信连接

ECU刷写模块与车载ECU的通信连接见图2。下位机和电脑中的ECU刷写模块采用USB 线连接，下位机和车载ECU采用OBDII总线连接。

步骤二、执行初始化操作

结合图3，在初始化模块进行初始化IO、初始化协议类型、设置命令发送的地址以及打包方式、初始化ECU、菜单显示，使车载ECU和电脑中的ECU刷写模块正确建立连接的具体步骤为：

1)采用函数INIT_IO进行初始化IO操作选择通信端口，命令的打包方式为“00”，ORD 协议类型为“10”，表示基于CAN协议向下位机发送通信初始化IO参数，共有十六进制01～0c 号参数，包括通信波特率、工作模式、ECU接收发送地址、通信引脚以及驱动电压的设置；

2)采用MSG_ALL函数设置协议类型、命令发送的地址以及打包方式，命令打包方式为“22”，协议类型为“30”表示CAN协议，CANSEND是当前ECU刷写模块发送地址，为000007e0，CANREAD是当前ECU刷写模块接收地址，为000007e8；

3)采用函数INIT_ECU，协议类型为“20”，表示基于CAN协议向车载ECU发送初始化ECU指令，该指令为10，03；

4)采用MENU_DISPLAY函数显示ECU刷写菜单界面，ECU刷写信息框的TYPE属性值为“00”，返回的TYPE属性值为“FF”，开始并跳转下一步的TYPE属性为“01”，XTABLE 为开始刷写跳转的位置，完成初始化操作后进入准备指令发送模块。

步骤三、执行准备指令发送

结合图4，在准备指令发送模块向车载ECU发送指令，调整车载ECU运行状态为写入数据做准备，在发送准备指令前需要对刷写数据包与ECU是否匹配进行判断，所以在制作数据库时定义了FILENUM属性，表示数据包中数据总个数，将对应的刷写数据包中数据个数作为属性值填写在该位置。利用函数的TYPE属性实现程序跳转和控制的具体步骤为：

1)采用DOWNLOAD_DATA函数，获取ECU刷写数据包的数据个数，将其与数据库中填写的数据包数据个数(数据库中FILENUM属性值)进行对比，若相同则进入MSG节点。数据库中FILENUM表示数据包中数据总个数，为十六进制F19C1，SUMDATA表示数据包中写入ECU的数据个数，为十六进制F19A4；

2)采用DOWNLOAD_DATA函数进行准备指令发送，TYPE属性为“01”，借助TYPE＝01属性，首先向车载ECU发送请求写入数据指令：2e，f0，10，b5，再发送进入编程会话模式指令：10，02，对车载ECU的部分参数进行修改；通过TYPE属性为“04”的函数读取下一节点的属性信息，修改当前ECU刷写模块发送和接收地址，CANSEND是当前ECU刷写模块发送地址，为00000700，CANREAD是当前ECU刷写模块接收地址，为00000708；

3)采用DOWNLOAD_DATA函数，发送恢复默认会话模式的指令：10，01，再发送进入扩展会话模式的指令：10，03，对车载ECU的功能进行设置，解锁ECU最高功能权限；再发送关闭车载ECU记录故障码功能的指令：85，02，FF，FF，FF，再发送关闭与ECU刷写无关通信功能的指令：28，01，01，发送指令的函数TYPE属性为“01”。

步骤四、执行刷写指令发送

结合图5，在刷写指令发送模块向ECU发送指令，将对应ECU型号的数据包中的数据通过命令发送的形式写入车载ECU中，利用函数的TYPE属性实现程序跳转和控制的具体步骤为：

1)采用DOWNLOAD_DATA函数，借助TYPE＝01属性，发送进入编程会话模式指令：10，02，对ECU的功能进行设置；读取下一个节点信息，借助TYPE＝00属性进入安全诊断服务，LOGIN表示安全诊断服务的节点位置，程序跳转到数据库中该节点位置进行27指令的发送，通过安全诊断服务；

2)采用DOWNLOAD_DATA函数，借助TYPE＝02属性，发送从数据包读取序列号指令，STARTADD表示读取的数据在数据包中的起始位置，为000000，LEN表示需要读取的数据的长度，为09，POS表示读取的数据在该指令上的起始填充位置，为03；将读取的09位数据填充在2E，F1，5A指令后发送给车载ECU，用于识别对车载ECU内存进行了操作记录；

3)采用DOWNLOAD_DATA函数，借助TYPE＝01属性向车载ECU发送下载数据请求指令：34，00，44，00，00，00，00，00，00，0A，04，车载ECU收到指令后作出肯定应答表示接受数据下载；

4)采用DOWNLOAD_DATA函数，借助TYPE＝03属性发送多条数据传输指令：36，将数据传输到ECU中，STARTADD表示读取的数据在数据包中的起始位置，为000009， DATANUM表示需要写入ECU中的数据个数，为000A04，FRAME表示每条36指令传输的数据个数，为400；分别获取STARTADD、DATANUM和FRAME三个属性的值，从数据包读取数据，每次读取FRAME属性值大小的数据(十六进制400个数据)存入sendbuf数组中发送给车载ECU，直到将DATANUM属性值大小(000A04)的数据全部发送完；

5)利用DOWNLOAD_DATA函数，发送退出数据传输指令：37，发送指令的函数TYPE 属性为“01”；

6)采用DOWNLOAD_DATA函数，借助TYPE＝02属性在数据包中000A0D处读取04 位数据填充在31，01，02，02指令后发送给车载ECU，并检查上一段通过36指令写入车载 ECU的数据是否完整，STARTADD表示读取的数据在数据包中的起始位置，LEN表示需要读取的数据的长度，POS表示读取的数据在该指令上的起始填充位置；

7)借助TYPE＝01属性，发送准备第二段数据传输的指令：31，01，FF，00，44，00，01，00，00，00，05，00，00，发送向车载ECU发送下载数据请求的指令：34，发送多条数据传输指令36进行数据传输，发送退出数据传输指令37退出数据传输，发送检查写入数据完整性的指令31检查写入数据完整性；重复上述步骤3)至7)直到所有数据都成功写入到车载ECU中，发送刷写完成指令：31，01，ff，01，提示所有数据已经刷写完毕；ECU正在刷写用户界面见图6。8)采用DOWNLOAD_DATA函数，发送指令的函数TYPE属性为“01”，确认所有数据传输完成后，发送ECU硬件复位指令：11，01，表明刷写数据成功，使车载 ECU恢复到正常工作状态。ECU刷写成功用户界面见图7。本发明利用了计算机软件开发技术、通信技术和数据库技术，同时还涉及汽车诊断协议理论与汽车诊断技术，体现了多学科与多领域的交叉性；且利用本发明进行ECU刷写的操作简单方便，在软件人机交互界面选择对应车型，点击对应的ECU型号，选择数据包即可进行ECU刷写，不需要对维修人员进行复杂培训，提高刷写效率同时降低刷写的成本。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种汽车ECU刷写系统，包括车载ECU，其特征在于：还包括ECU刷写模块、通信模块和下位机；所述的ECU刷写模块通过通信模块，与下位机以及车载ECU建立通信连接，下位机通过单片机来实现；ECU刷写模块包括初始化模块、准备指令发送模块、刷写指令发送模块，ECU刷写模块向车载ECU发送指令；

所述的通信模块包括OBDII数据通信和USB通信、蓝牙通信，采用OBDII总线连接下位机和车载ECU，采用USB线或无线蓝牙连接下位机和ECU刷写模块；

所述的初始化模块能够发送初始化IO、初始化ECU指令，使车载ECU与ECU刷写模块正确建立连接；

所述的准备指令发送模块向车载ECU发送指令，调整车载ECU运行状态，为写入数据做准备；

所述的刷写指令发送模块向车载ECU发送指令，将对应ECU型号的数据包中的数据通过命令发送的形式写入车载ECU中；

所述的ECU刷写模块通过制作XML刷写数据库来实现，数据库包括车型信息和各个功能模块的指令信息，通过采样生产商的专用设备与车载ECU的通信数据，并根据指令的功能将各指令数据填写进数据库对应的功能模块中。

2.根据权利要求1所述的一种汽车ECU刷写系统，其特征在于：所述的初始化模块包括初始化IO、初始化协议类型、命令发送的地址以及打包方式、初始化ECU、菜单显示功能，使车载ECU与电脑的刷写模块正确建立连接，并提供显示界面。

3.一种汽车ECU刷写方法，其特征在于，利用权利要求1或2所述的系统进行刷写，包括以下步骤：

步骤一、建立电脑中ECU刷写模块与车载ECU之间的通信连接；

步骤二、执行初始化操作；步骤为：

1)初始化IO操作选择通信端口，基于CAN协议向下位机发送通信初始化IO参数，包括通信波特率、工作模式、ECU接收发送地址、通信引脚以及驱动电压的设置；

2)设置协议类型、命令发送的地址以及打包方式；

3)基于CAN协议向车载ECU发送初始化ECU指令；

4)显示ECU刷写菜单界面，完成初始化操作后进入准备指令发送模块；

步骤三、执行准备指令发送；具体步骤为：

1)获取ECU刷写数据包的数据个数，将其与数据库中填写的数据包数据个数进行对比，若相同则进入指定节点；

2)进行准备指令发送，首先向车载ECU发送请求写入数据指令，再发送进入编程会话模式指令，对车载ECU的部分参数进行修改；读取下一节点的属性信息，修改当前ECU刷写发送和接收地址；

3)发送恢复默认会话模式指令，再发送进入扩展会话模式指令对车载ECU的功能进行设置，解锁ECU最高功能权限，再发送关闭车载ECU记录故障码功能指令，发送关闭与ECU刷写无关的通信功能指令；

步骤四、执行刷写指令发送。

4.根据权利要求3所述的一种汽车ECU刷写方法，其特征在于，执行刷写指令发送的具体步骤为：

1)发送进入编程会话模式指令，对车载ECU的功能进行设置；读取下一节点，进入安全诊断服务，再通过安全诊断服务；

2)发送从数据包读取序列号指令，将读取的数据填充在该指令后发送给车载ECU，用于识别对车载ECU内存进行了操作记录；

3)向车载ECU发送下载数据请求指令，车载ECU收到指令后作出肯定应答，接受数据下载；

4)发送多条数据传输指令将数据传输到车载ECU中，从数据包读取数据存入数组中发送给车载ECU，直到将数据全部发送完；

5)发送退出数据传输指令；

6)发送读取数据包指令，将读取数据包中的数据发送给车载ECU，并检查上一段写入车载ECU的数据是否完整；

7)发送准备第二段数据传输指令、向车载ECU发送下载数据请求指令，发送多条数据传输指令进行数据传输，发送退出数据传输指令退出数据传输，发送检查写入数据完整性指令；直到所有数据都成功写入到车载ECU中，发送刷写完成指令提示所有数据已经刷写完毕；

8)确认所有数据传输完成后，发送ECU硬件复位指令，使车载ECU恢复到正常工作状态。

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