CN202512434U - 智能型ecu在线诊断标定控制器 - Google Patents

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资小林
李霖
谌文思
潘杰锋
邱宝象
郭增均
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Wanxiang Qianchao Co Ltd
Wanxiang Group Corp
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Abstract

本实用新型涉及一种智能型ECU在线诊断标定控制器，该控制器连接在便携式上位机同ECU之间，包括单片微处理器和电源管理单元，单片微处理器通过USB控制器与USB接口相连接，用于实现USB副设备的功能；单片微处理器内部集成的SCI控制器与K-Line收发器相连接，用于实现基于K-Line线的诊断与标定协议；单片微处理器内部集成的CAN2.0标准控制器与CAN收发器相连接，用于实现对CAN2.0协议标准的诊断与标定通信。本实用新型的有益效果为：提供了一种便携式、低成本、通用性的智能型的汽车ECU在线标定诊断维护控制器，配合上位机人机交互软件程序可以实现对ECU的在线诊断、标定和软件升级维护等多用途功能，同时能够兼容适用于Kline线和CAN总线接口的ECU系统。

Description

智能型ECU在线诊断标定控制器
技术领域
本实用新型涉及一种电控系统的在线诊断、标定、维护用控制器，主要是一种智能型ECU在线诊断标定控制器。
背景技术
随着汽车电子技术的快速发展，汽车的性能也越来越依赖汽车电子技术的发展，汽车电子也将引领汽车朝着环保、安全、节能、经济和网络化的趋势发展。
汽车电控系统(ECU)在汽车上的普及，ECU的诊断、维护和软件升级也不断发展。不论是在ECU研发测试期间的参数标定，软件维护升级还是装车后的故障诊断和功能更新，都需要特定的系统工具。一些大的汽车主机厂为此专门开发一套针对本身车型的基于OBD标准的诊断维护系统，这样一套系统仅针对其本系列车型，并不具有通用性，同时也无法在ECU的研发阶段使用。现有技术中基于CAN总线或者Kline总线的诊断系统，其特点是仅能针对CAN总线或者Kline线任何一种接口的ECU控制器系统，并只有诊断功能，功能比较单一同时不具有通用性。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有系统的不足，同时针对汽车ECU研发测试和后期的故障诊断维护的特点，提供了一种便携式、低成本、通用性的智能型ECU在线诊断标定控制器。
本实用新型的目的是通过如下技术方案来完成的。这种智能型ECU在线诊断标定控制器，该控制器连接在便携式上位机同ECU之间，包括单片微处理器和电源管理单元，单片微处理器通过USB控制器与USB接口相连接，采用8位单片微处理器同USB1.1标准嵌入式控制器实现USB副设备的功能；单片微处理器内部集成的SCI控制器与K-Line收发器相连接，用于实现基于K-Line线的诊断与标定协议；单片微处理器内部集成的CAN2.0标准控制器与CAN收发器相连接，用于实现对CAN2.0协议标准的诊断与标定通信。
所述的单片微处理器分别与电源/工作指示灯、模式选择开关与BDM接口相连接。通过LED指示灯来显示控制器的电源与工作情况，同时设计有硬件模式开关和软件模式判断两种方式来识别当前接入的ECU系统采用的是CAN2.0还是K-Line协议。
本实用新型提供的智能型ECU在线诊断标定控制器采用USB1.1标准规范同便携式上位机进行通信，全速速率可达12Mbps，而当前比较流行的汽车通信接口CAN2.0标准规范最高速率在1Mbps，因此在实现USB转CAN的通信时完全能够满足当前车辆通信速率的要求。
本实用新型提供的智能型ECU在线诊断标定控制器采用USB接口供电，工作电压3.3V，工作电流在50mA左右，具有低功耗、低成本、通用和便携等特点。
本实用新型提供的智能型ECU在线诊断标定控制器的软件实现包括CAN2.0总线的物理层和链路层的数据协议，因此可以通用于不同应用协议规范的诊断和标定协议。同时只要稍微修改上位机便可以实现针对不同型号处理器的ECU软件自动更新功能，对于软件的修改和后期维护十分方便。
本实用新型的有益效果为：提供了一种便携式、低成本、通用性的智能型的汽车ECU在线标定诊断维护控制器，用于连接在便携式上位机同ECU之间，配合上位机人机交互软件程序可以实现对ECU的在线诊断、标定和软件升级维护等多用途功能，同时能够兼容适用于Kline线和CAN总线接口的ECU系统。
附图说明
图1为智能型ECU在线诊断标定控制器原理框图；
图2为智能型ECU在线诊断标定控制器软件工作流程图；
图3为智能型ECU在线诊断标定控制器的USB副设备枚举流程图。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型做详细的介绍：
如附图1所示，本实用新型智能型ECU在线诊断标定控制器，硬件由USB接口与控制器、电源管理单元、BDM接口、单片微处理器、Kline收发器和CAN收发器等单元电路组成。其中电源管理单元实现的功能是从USB接口取得5.0V系统供电电源，经过LDO线性稳压到3.3V提供给控制器器件；在系统插入USB接口取得电源时产生复位信号对控制器的单片机可靠复位；硬件看门狗电路是负责监控控制器可靠稳定工作的硬件措施，当单片机出现异常时硬件看门狗能够使得系统强制复位；系统时钟电路给控制器提供稳定可靠的工作频率。单片微处理器单元优选飞思卡尔公司的8位单片机MC9S08DZ32，内部集成SCI和CAN2.0控制器和接口，通过Kline和CAN收发器及少量的元器件可以实现Kline和CAN2.0标准通信；通过MC9S08DZ32单片机的输入输出接口控制电源/工作LED指示灯和模式选择开发；BDM接口是单片机的软件烧写接口。
USB控制器优选CYPRESS公司的SL811HS芯片，SL811HS控制器符合USB1.1协议标准，其内部集成SIE(Serial interface engine)和USB控制器。SIE串行接口引擎实现USB接口的热拔插识别和USB总线上差分电平物理特性的逻辑转换；USB控制器实现同嵌入式单片机总线方式的数据通信，本实用新型优选方案的USB控制器同单片机的通信通过MC9S08DZ32单片机的GPIO口模拟数据线、片选线、地址线和读写控制线以实现对USB控制器的总线通信。
如附图2所示，本实用新型的智能型ECU在线诊断标定控制器的软件工作流程图。主要完成系统和外设接口初始化、ECU通信模式识别、USB协议转CAN协议和USB协议转Kline数据格式等任务。当控制器USB接口上电后，电源管理芯片的复位引脚产生一个20ms的低电平复位信号使得单片微处理器可靠复位到初始状态，此时软件的程序指针指向复位矢量地址，通过执行系统引导程序将程序指针指向主程序的首地址；此时系统开始进行单片机的内核系统时钟，定时器和工作模式等初始化；完成后进行包括SCI(串行通信接口)、CAN以及USB等外部接口的初始化。
软件程序完成初始化的各项参数配置后，进入USB副设备的枚举程序，如图3是USB枚举的流程图。USB设备的枚举一共要经过上电状态、默认状态、地址状态和配置状态四个状态过程，主要是响应上位机USB主设备发出的各种命令并通过控制端点发送正确的配置数据给主USB设备，完成诸如传输速率控制、设备地址配置、设备描述符以及配置描述符等信息的传输确认等一系列的配置过程，完成后副设备就在上位机主设备上注册；枚举成功后上位机才能同控制器通过USB接口进行批量或者块数据传输。
如图2所示，控制器软件主循环的任务主要是处理上位机发送的USB数据包，解析数据包后按照ECU的CAN总线或者Kline协议进行打包封装，然后处理ECU反馈的协议并发送数据包给ECU。由于控制器软件在同ECU通信时，仅需要完成基于CAN总线或者Kline线协议的数据链路层的协议解析处理过程，因此并不涉及高级应用层的协议如基于CAN总线的CCP标定协议或者基于K线的KWP200诊断协议，所以本实用新型提供的智能型ECU在线诊断标定控制器具有通用性的特点。
除上述实施例外，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。

Claims (2)

1.一种智能型ECU在线诊断标定控制器，其特征在于：该控制器连接在便携式上位机同ECU之间，包括单片微处理器和电源管理单元，单片微处理器通过USB控制器与USB接口相连接，用于实现USB副设备的功能；单片微处理器内部集成的SCI控制器与K-Line收发器相连接，用于实现基于K-Line线的诊断与标定协议；单片微处理器内部集成的CAN2.0标准控制器与CAN收发器相连接，用于实现对CAN2.0协议标准的诊断与标定通信。
2.根据权利要求1所述的智能型ECU在线诊断标定控制器，其特征在于：所述的单片微处理器分别与电源/工作指示灯、模式选择开关与BDM接口相连接。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102621977A (zh) * 2012-03-27 2012-08-01 万向钱潮股份有限公司 一种智能型ecu在线诊断标定控制器
CN103257648A (zh) * 2013-04-11 2013-08-21 北京经纬恒润科技有限公司 汽车标定系统
CN103885436A (zh) * 2014-03-11 2014-06-25 深圳市朗仁科技有限公司 手持式柴油机ecu读取、刷写和重新标定系统及方法

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