利用CANape进行基于CCP的汽车控制器的匹配标定的设计

CCP协议共定义了28条命令,每条命令在CCPdriver中都对应一组相应的子函数,代表不同的功能,如EEPROM标定、DAQ工作模式等。用户可根据实际需要,选择实现其中部分或全部功能。每增加一个新的功能,必须在底层程序中添加开放该项功能的程序接口[3]。如对EEPROM标定,首先ECU应用程序中应包含EEPROM模块子函数,同时还需实现命令处理器与EEPROM模块之间的调用接口。

3 利用CANape实现基于CCP的标定

CANape[4]是德国Vector公司出品的一款基于ASAP标准的ECU测试和标定工具。它通过一个控制器硬件接口与ECU相连,两者之间常用的物理连接是基于CCP协议的CAN总线。只有控制器的底层程序中有支持CCP协议的程序接口,CANape才能与控制器通信。

CANape提供了多种功能:在线数据评估、离线评估、数据管理、FLASH编程、参数标定及ASAP2数据编辑器等。此外,测试过程中由CAN总线上传的数据还可以通过CANape在计算机显示和保存,以进行离线标定和数据评估。

3.1 ASAP2控制器描述文件及ASAP2编辑器

CANape与控制器间的通信需要一个描述文件支持,这个文件称为ASAP2控制器描述文件[4]。CANape对控制器的参数标定和数据测量都是基于这个文件,该文件记录了控制器中各参数的详细信息,如标定参数和测量变量在控制器中的存储地址、存储结构、数据类型和转换公式等。在CANape中,每个标定参数和测量数据都会有一个变量名,如发动机温度、冷却水温度。当CANape需要访问某个变量,就在ASAP2描述文件中根据变量名,找到该变量在控制器中的存储地址、数据长度等信息,然后进行操作,如图5。

图5 ASAP2控制器描述文件

为了方便用户对ASAP2文件进行维护和修改,CANape集成了一个ASAP2数据库编辑器,用以生成和修改ASAP2控制器描述文件。所有的信息都能通过对话框的形式进行设置和修改。该数据库编辑器还能工作在独立模式下,以生成一个ASAP2格式的控制器描述文件。

当ECU底层程序修改后,一些标定参数和测量数据的内存地址可能发生变动,CANape虽然仍能进行标定,但修改的已不是原来需要标定的参数,而是程序变动后原先地址下当前存放的某个新的未知数据。为了简化手工修改地址的繁琐,防止因为随意修改某个数据而破坏程序的正常运行,CANape支持通过linker map文件自动更新ASAP2文件里的信息。Map文件是ECU底层程序在编译时由编译器生成的一种映射文件,通过Map文件可以自动更新ASAP2文件。

3.2 CANape使用配置

每个需要标定的ECU都要在CANape中进行配置。

CANape共定义了28条命令,用以实现不同的功能,在配置页面里均有复选框与其对应。控制器的配置必须与CCP Driver在ECU底层程序的具体实现相匹配,只有对某个功能的程序接口已经开放,才能在CANape中选择使用该项功能[2][5]。

3.3 CANape中的参数标定

在CANape中,需要标定的变量称为标定参数,CANape将标定定义为修改驻扎在ECU内存中的变量的内容。CANape支持多种标定方法。这里标定方法指如何对标定参数所在的内存区域进行初始化、数据改写及保存。根据标定参数所在不同地址空间(ROM、FLASH或EEPROM),CANape规定了不同的标定方法。

当标定参数需要存放在FLASH或ROM中时,在ECU上电初始化后,程序首先将标定参数的初始值复制到RAM中,在CANape中该段用来存放标定参数的RAM称为Calibration RAM。标定过程中,CANape修改Calibration RAM中的参数值。标定全部结束后,再将该段RAM中的内容复制回FLASH或ROM中。

当标定参数存放在EEPROM中,有两种标定方法。第一种与上述方法相同,首先将标定参数复制到RAM中,标定结束后再将RAM中的数据覆盖到EEPROM。此外,也可对EEPROM中的参数直接进行改写,实现这种方法需要对EEPROM进行频繁擦写操作,但不占用额外的RAM空间。

由于汽车电子网络系统已开始得到广泛的使用,基于网络连接的电子控制单元的匹配标定和传统的匹配标定方法已有了很大的不同,特别是基于CAN总线的匹配标定技术,目前已成为研究和应用的重点。

采用CANape进行基于CCP的匹配标定,实现了标定工具和内容的统一。根据这种方法能够快速有效地进行汽车电子控制单元的匹配标定,在实际开发应用中取得了良好的效果。