发动机ECU匹配标定
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商用车车载ECU电子数据标定杨京鸿;刘发丽【摘要】本文从ECU电子数据的构成、ECU电子数据匹配标定的原理着手,阐述了一种针对商用车车载ECU电子数据标定的设计、生产、售后智能化集成以及一套在生产线上实现工业化的方法.对ECU电子数据进行模块化拆分,对模块化数据与整车配置建立关联关系的从而配置化车辆ECU电子数据文件;采用EPI标定硬件完成总成及整车在生产环节ECU电子数据标定的过程自动化;搭建企业内部的车辆EOL电子数据平台实现ECU电子数据的智能化管理,具有条码扫描、输入和测试等功能确保ECU电子数据批量标定过程准确无误.【期刊名称】《汽车科技》【年(卷),期】2015(000)006【总页数】6页(P22-27)【关键词】车载ECU;数据标定;模块化;自动化;智能化【作者】杨京鸿;刘发丽【作者单位】东风商用车有限公司,十堰442001;东风商用车有限公司,十堰442001【正文语种】中文【中图分类】U469.051 前言车载ECU的功用是根据其内存的程序和数据对各种传感器输入的信号进行处理、判断、运算,然后向执行器输出指令。
ECU内部的控制策略是固定的,数千个运行代码组成电控功能ECU程序,但其包含的数千个自由参数是可调的,程序运行中需要读取ECU内存数据,车型配置的不同,对相应的参数进行调试优化,实现功能跳转,使得整车通过各种排放法规并满足各种驾驶性能指标。
例如可通过配置发动机MAP,调整和优化电控系统的运行参数(如发动机转数)等使发动机在最佳状态下工作,通过修改驾驶踏板曲线数据实现运动模式和普通模式的切换等等。
这一过程设计被称之为ECU匹配标定。
匹配标定是一个复杂的系统工程。
ECU由硬件、软件、电子数据组成,ECU电子数据被分类并存放在不同的区域,分类的方法由用户和ECU开发商共同来定义。
用户也可以对不同区域的数据设置不同的访问权限,以提高ECU电子数据的安全性。
ECU电子数据区包括零部件或车辆信息配置区域、动力参数区、排放参数区、故障诊断区等。
专业解读:发动机ECU标定全流程标定好比磨刀,基于这把刀的材质、硬度、形状,功能来打造一把合适的刀,完美的标定是发挥出刀的最佳性能,突出重点!一、发动机匹配工作的目标:1 通过发动机台架的匹配,使发动机具有良好的稳态性能,在保证发动机工作可靠性(无爆震,无过热)的情况下,达到发动机的设计功率,扭矩和油耗性能。
2 通过对发动机在车辆上的匹配,使发动机与车辆其他系统(各种电器负载,传动系统,制动系统,三元催化转化器等等)协调工作,保证发动机在各种环境和工作条件下,都具有良好的起动怠速性能,良好的驾驶舒适性和排放性能。
同时还要进行完善的车载诊断系统(OBD)的匹配。
3 通过高温,高寒和高原等道路环境试验,对匹配好的各种性能进行全方位地验证,保证发动机和车辆在各种情况下都能达到既定的安全,环保和驾驶舒适性等严格的指标。
对于汽油机来说,技术上就是控制进气(合理的配气相位,节气门开度等)、喷油(最佳的空燃比)及点火(合适的点火提前角)三者的配合。
需要加以说明的是,发动机的动力性能和经济性能的最大潜力取决于发动机的本体设计,发动机匹配工作只不过是努力使这些潜力得到挖掘或协调。
例如,汽油机通过改变进气量来改变输出的扭矩和功率,进排气系统的设计决定了发动机的充气效率,因此当发动机结构确定时,一定工况下发动机的最大充气量就已确定,发动机的动力性能也就确定;又如,发动机的工作效率,即燃油经济性,决定于燃烧效率及机械效率,通过改变喷油时间、喷油量以及点火提前角可以改善燃油经济性,但是不能突破由于发动机设计限定的燃油经济性极限。
二.发动机管理系统(EMS)和电子控制单元(ECU)发动机管理系统(EngineManagement System, 缩写为EMS):1979年,BOSCH公司将点火提前角电子控制与燃油定量电子控制融为一体,开发出Motronic,并引入爆震控制、排气再循环等,以满足更趋严格的性能和排放要求,其电子控制范围覆盖整个发动机,称为发动机电子管理系统,其核心是燃油定量和点火正时电子控制。
发动机匹配标定方案Engine Controls and Calibration范明星应用工程师意昂神州(北京)科技有限公司北京市海淀区上地信息路26号中关村创业大厦315-326室电话:(010)8289-8056传真:(010)8278-0433电邮:Jeff.fan@提纲匹配标定的概念标定的基本流程基本标定系统的组成基本标定工具发动机标定和测量系统解决方案系统配置VISION标定和测量系统主要功能特点VISION标定和测量系统竞争优势发动机数据采集系统CSM数据采集设备介绍CSM与VISION基于CAN总线应用示意图CSM测量设备与ETAS测量设备的对比 标定过程中常用空燃比测定仪匹配标定概念发动机控制策略与OBD策略包含了上万个自由参数(单值参数,二维表格,和三维表格等)。
对于一个新的车型应用,这些自由参数需要重新调整从而使该发动机:-在各种不同的环境下运转优良:高温、高寒、高原、水平面等-满足要求的排放标准-具有优良的驾驶性-油耗最小-冷热启动稳定等标定基本流程投放生产整车验证车辆标定台架基本标定三高标定试验排放试验故障诊断标定一般情况下,标定系统都是由3部分组成:-标定软件:核心部分,标定工作全部都在其图形化界面内完成-接口硬件:提供了标定软件与ECU 及测量部分的接口通道-测量模块:提供了标定的依据基本标定系统组成标定软件:ATI VISIONThermo ScanDual ScanUSBHUB基本标定工具 主流标定软件:ATI VISIONETAS INCARA DiagRAVector CANapedSpace CalDesk针对发动机标定与测量系统解决方案的系统配置标定软件:ATI VISION接口硬件:Kvaser LAPcanII或Kvaser USBcanII, T-Connector 数据采集系统:CSM数采模块Thermo-Scan SMB/CAN (可选)Dual-Scan SMB/CAN (可选)Baro-Scan SMB (可选)Thermo-Scan MiniModule(可选)AD-Scan MiniModule(可选)Kvaser USBcan IIUSBATI VISIONPressure sensor orT-ConnectorTherno-Scan MiniModulePT-Scan MiniModuleAD-Scan MiniModuleCANTermination PlugPT100SensorK73 CableKvaser USBCAN ⅡVISION Calibration SoftwareVISION 标定和测量系统-概述系统介绍:ATI (Accurate Technologies Inc) 公司是美国的一家车载嵌入式电控系统的开发、标定与测试工具技术的知名提供商之一。
汽车ECU 标定系统CCP 软件的实现摘要:CCP 协议是一种CAN 总线标定匹配协议。
本文简单介绍该协议的基本原理,以及一种基于该协议的汽车ECU 标定系统的实现方法。
最后,结合MC9S12DP256 芯片以及μC/OS-II操作系统,详细讨论了此标定系统的CCP 软件实现方法。
1 前言标定是指根据整车的各种性能要求(如动力性、经济性、排放及辅助功能等),来调整、优化和确定整车上各ECU(包括发动机和各子系统 ECU)的运行及控制参数的控制算法。
通过标定系统,能够很方便的读取 ECU 中的标定变量数据到标定平台,并可以对这些数据进行编辑修改,编辑后的数据又可以写入 ECU,从而达到修改 ECU 中标定参数的目的。
功能完善且灵活方便的标定软件对整个汽车ECU 控制系统的开发起到事半功倍的效果。
目前,一般的标定系统都是采用基于串行口的点对点的通信方式,这种通信方式具有很大的局限性,而且通信协议都不一样。
在这个ECU 系统中,将采用 CAN 总线的通信方式和CCP(CAN Calibration Protocol)协议。
2 CCP 协议简介1996 年6 月,欧洲ASAP 项目组发布了现行的2.0 版,它采用CAN 2.0B(11 位或29位ID)进行MCS(measurement and calibration system)与ECU 之间的通信[1]。
该协议具有通用性强,适用范围广的特点,无论对8 位低速带CAN 的控制器,还是32 位高速带CAN 的控制器,均可满足工作要求。
基于CCP 协议的ECU 标定采用主-从通信方式,主设备通过CAN 总线与多个从设备相连,其中主设备是测量标定系统MCS(Measurement CalibrationSystem),从设备是需要标定的ECU。
根据CCP 协议,主设备首先与其中一个从设备建立逻辑链接,建立逻辑连接后,主、从机之间所有的数据传递均由主机控制,从机执行主机命令后返回包含命令响应值或错误代码等信息的报文。
汽车研发:整车ECU开发方法及流程!美女分为很多种,有外貌美女、气质美女、知性美女、还有内涵美女等等,往往是这几种综合到一起是最迷人的!汽车也是,外观漂亮了,还需要有好的性能,两者结合是最完美的。
要想有好的性能,汽车的心脏(发动机)很重要,心脏好了,还需要聪明的大脑来指挥,作为大脑的ECU就至关重要。
那么,今天漫谈君就和大家聊一聊:汽车大脑(ECU)的开发方法及流程一ECU的定义ECU(Electronic Control Unit):电子控制单元,又称“行车电脑”、“车载电脑”等。
从用途上讲则是汽车专用微机控制器,用一句简单的话来形容就是“ECU就是汽车的大脑”。
二ECU的组成ECU和普通的电脑一样,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。
三ECU体系结构四ECU的工作原理ECU中CPU是核心部分,它具有运算与控制的功能,发动机在运行时,它采集各传感器的信号,进行运算,并将运算的结果转变为控制信号,控制被控对象的工作。
它还实行对存储器(ROM/FLASH/EEPROM、RAM)、输入/输出接口(I/O)和其它外部电路的控制;存储器ROM中存放的程序是经过精确计算和大量实验取得的数据为基础编写出来的,这个固有程序在发动机工作时,不断地与采集来的各传感器的信号进行比较和计算。
把比较和计算的结果用来对发动机的点火、空燃比、怠速、废气再循环等多项参数的控制。
五ECU开发流程01原型ECU—原型阶段又叫原型PCM(Powertrain Control Module),代表设计产品的早期阶段。
主要是用来定义基本结构,设计底层软件一级开发控制策略。
硬件配置较为灵活,信号调节和输出信号驱动都是初始设计的。
一般来讲,体积比较大,并未考虑产品阶段产品阶段的要求。
换言之,原型ECU是用来优化软件质量的。
02开发ECU—标定阶段又叫标定ECU,开发PCM,代表设计产品的优化阶段,需要将原型ECU上开发的软件移植到开发ECU中,在开发ECU中主要用来修改ECU 的标定参数,以使得ECU与具体的发动机或者整车能够匹配。
电控发动机ECU标定系统摘要:汽车作为一种重要的交通工具,对社会生产力的提高和人们生活水平的改善起了重要的作用。
目前,许多国家都将汽车工业作为国民经济的支柱产业,随着汽车工业高速发展,这使得世界汽车保有量急剧增加。
基于 CAN 总线通讯的发动机电子控制单元标定系统。
标定系统包括标定系统软件、通信模块、待标定发动机电子控制单元和被测发动机,采用多主结构 CAN-bus 数据通信方式。
实现了上位机的标定表格设计,表格数据的整理,标准协议与自定义协议的转换接口的设计,基于协议的数据传输、在线烧录、采集、控制与诊断等功能。
关键词:电控发动机;标定;电子控制为了实现对发动机不同工况下的有效和良好的控制,必须对发动机电控单元进行匹配标定以确定各控制参数。
根据发动机不同的工作状态,对发动机基本点火提前角和喷射脉宽等进行MAP标定,向电控单元发出控制命令,按照在线修改的控制策略和一控制数据实施控制,是发动机电控系统中最高层控制软件。
某一型号发动机 ECU 内部有固定的控制算法和数千个可调的自由参数,对于不同的车型这些参数都需要通过发动机匹配标定进行优化,使得整车达到各种排放与驾驶性能指标。
依靠标定系统可以测量 ECU 内部的 MAP 以及动态实时数据,调整、优化和确定电控系统的运行参数、控制参数和各控制数学模型,来对ECU 中的参数进行全局优化,并最终确定这些参数的最佳值。
一、发动机标定的概念标定是根据发动机及整车的各项性能要求,如动力性、经济性、排放等,调整、优化和确定电控系统软件的运行参数(发动机转速、冷却水温)、控制参数(喷油脉宽、喷油提前角、点火提前角、EGR阀开度等)和各控制数学模型的整个过程。
一个制成的电控系统在匹配任何一种形式的发动机时,其软件中的控制程序和数学模型以及硬件模式基本确定,能不能使匹配的发动机在动力性、经济性和排放诸方面发挥最佳水平,将取决于能否获得软件中的最佳标定参数。
这一取得最佳标定参数的过程,就是匹配标定上作的主要任务,称之为标定。
发动机ECU匹配标定基本概述ECU内部的控制策略是固定的,但其包含的数千个自由参数是可调的。
对不同的发动机,不同的车型,这些参数都需要进行调试优化,使得整车通过各种排放法规并满足各种驾驶性能指标。
这一调试过程被称之为发动机匹配标定。
匹配标定是一个复杂的系统工程。
它包括台架试验、可控环境实验室试验、基于数学模型的标定计算、排放试验、功能验证试验等。
ECU标定系统的主要类型有:1)ATI VISION CCP 标定系统;2)ATI VISION M6标定系统;3)ETAS INCA CCP标定系统;4)ETAS INCA ETK标定系统等。
但无论那一种标定系统都离不开软件和硬件的支持。
目前,我公司提供的软件平台主要有:ATI VISION、ETAS INCA、RA DiagRA MCD.这三种软件各有特色,但均包含项目管理、标定、数据分析及标定对比等功能。
同时,我公司也为广大客户提供了丰富的硬件支持模块:Therme-Scan SMB/CAN温度采集模块、Dual-Scan SMB/CAN温度-模拟信号混合采集模块、AD-Scan SMB/CAN模拟信号数据采集模块、Thermo-Scan Minimcdule CAN温度采集微型模块、AD-Scan Minimodul CAN 微型模拟信号数据采集工具、ATI EDAQ Modules数据采集模块、Lambda测量仪、Bosch宽域型氧传感器、IGTM-2000点火时间测试仪、SmartTach通用转速测试仪等。
而且,基于我们丰富的软硬资源,我们还将根据客户的不同需求搭建起完整的ECU匹配标定平台。
发动机ECU快速开发平台-NO-Hooks技术NO-Hooks OnTarget 是一项最新的美国专利技术。
该产品是一款软件工具,主要用于ECU策略软件开发与标定。
这一产品功能强大,价格低廉,无需任何附加硬件。
用户可首先用SimulinkR建立新的控制策略开的与标定,EOBD(OBDⅡ)开发,标定及功能验证、对车辆设置某种特定工作状态或进行某种重复试验。
该开发系统已被通用汽车公司动力总成部门、德国IA V等公司用于ECU控制的开发过程中。
主要特性:1、利用SimulinkR能力。
支持VISION标定功能2、不需外硬件,可以方便地实现对控制策略软件的改进、优化与测试3、自动生成的旁路模型可以实时在ECU的空闲资源上运行不需访问和修改ECU源代码。
只需ECU的标定文件4、与VISION功能的完全兼容。
主控制策略和旁路模型可同步标定5、可以方便的在主控制策略和旁路模型进行切换对比典型应用:ECU开发与标定、故障诊断与校准、车辆运行状态设置以及重复性试验等。
发动机ECU快速开发平台-基于生产ECU控制策略开发技术电控单元ECU的开发是一个极其复杂的过程。
它包括多个步骤新任务;功能概念定义。
算法开发。
硬件设计。
操作系统和驱动程序开发。
硬件在线仿真测试,匹配标定及验证。
ECU软件灌装等。
这些众多步骤在多数情况下相互关联且反复循环。
其大量的工作要求学科知识、经验和技能。
这就给许多项目产品的开发带来很多困难和不便,美国Moto Tron公司开发的Motosolusion对从ECU产品开发到生产提供了一套完整的解决方案及平台。
MotoHawk—基于ECU的快速开发平台MotoHawk是一套基于生产ECU的快速开发平台。
从控制开发、测试到验证,该平台为研发人员提供了一套完整的解决方案,整个建设过程是以ContronlCore 软件为基础。
通过Simulink/stateflow 来完成。
与dspace系统或其它平台不同的是。
MotoHawk利用生产ECU为硬件平台。
从而大大缩短了从开发到生产的周期,而且成本较低。
Moto Tune-ECU标定工具与ETAS或ATI标定系统一样,MotoTune 标定工具能够实现各种典型的标定功能。
工程师可以用它来完成日常的标定工作,而且其界面直观度好,工程师可以做容易地获得ECU中RAM和ROM内的每个相关参数。
并对其进行分析、调节或修改。
主要特性:1、所有的标定参数和测试信号均可以工程单位显示2、能同时连接多个ECU3、每个ECU可以连接多个应用程序4、完善的在线帮助系统5、用户可自定义快捷键6、界面友好、操作容易、简单MotoFlash-ECU软件灌装生产线ECU软件批量灌装要求整个过程准确无误,且具有条码扫描、输入和测试等功能。
MotoFlash为ECU软件灌装提供了一套完整的生产线主要特性:1、通过扫描两个条码启动软件灌装过程2、程序下载完成后,产品标识可自动打印3、完善的在线帮助系统4、用户自定义工具栏5、界面友好,操作容易、简单MotoUpdate-售后ECU软件在灌装工具车辆售出后,有可能需要在修车行或其它现场对其ECU进行控制软件在灌装。
MotoUpdate为这一工作提供了有效的解决方案。
它由一套MotoUpdate灌装软件和通讯接口组成。
主要特性:1、软件操作界面简单2、容易对ECU标定进行升级3、现场升级ECU软件。
省时省费发动机ECU快速开发平台—柴油机高压共轨(Flexible Injection Ignition for Rapid Engineering)高压共轨电控系统快速开发平台德国IA V公司的喷油与点火控制单元是进行柴油发动机研发的理想工具。
当前大多数标准的控制单元缺少对发动机动机喷油或点火的灵活控制。
在一个燃烧周期内,不能对多缸同时产生足够的喷油次数或点火次数。
IA V公司的FI克服了这一困难,给用户提供了一个对发动机喷油或点火可进行灵活调节。
FI通过精确的控制电流和电压实现喷油或点火正时,从而使发动机的研究开发人员方便的实现自己的设计和算法开发。
这是一个进行发动机系统和控制模型快速开发的有力工具。
FI在改善排放、燃油经济性、整车性能和NVH等方面具有出色的作用,同时,FI在替代燃料研究中也大有用途。
另外,FI也可以应用在一个没有ECU发动机的启动上,允许发动机动机的各项开发工作同步进行,从调节省时间和费用。
FI功能的灵活性不但表现在对驱动的可配置上,而且它可以应用于已工作的发动机上,通过CAN总线对喷油或火花塞点火进行旁路控制。
FI可与ECU dspace MicroAutoBox或PC/104,通过CAN总线建成一个控制策略快速开发平台,进行全控或局部旁路控制开发。
FI另一个常用的功能是在实验台上进行部件或整机试验,这种试验是在微机控制下的开环操作。
这种灵活性使得它在装配生产线上用于对喷油器的测试。
主要特性:1、适用于喷油发动机(多至12缸)2、适用于火花塞式发动机(多至8缸,汽油发动机,LPG/ONG发动机)3、适用于电磁式或压电式喷油器4、在每缸的一个燃烧周期内可以完成多达5次喷油(柴油发动机)5、每个燃烧周期内可以完成多达3次点火(汽油发动机)6、8路模拟信号输入,12路脉宽调制信号输出7、每个通道允许的最大电流为30A,最大电压为150V8、输出功效模块的短路保护和高温保护。
故障自诊断及安全性的自动校验9、Motorola MPC555 +DSP芯片用于输入输出控制和同外界通信典型应用:1、发动机排放、燃油经济性、动力性能研究2、新发动机控制系统的快速新建3、匹配标定4、NVH优化5、评估测试非传统性喷油或点火序列CAN总哉控制信号:1、起始喷油时间(每缸多至5次喷射)和喷油时间长度2、起动开启电流和保持电流。
电流控制PWM频率3、阀门关闭时输入电压EOBD开发测试软件DiagRA PC Version-EOBD标定测试软件(PC版)DiagRA-PC是一个EOBD标定测试软件。
工程师可以通过一软件读出ECU中的各种故障诊断数据,使用该软件的前提是具备ECU标定文件,该软件有三个基本功能:1)OEM特定的维修故障诊断;2)OBDII/EOBD故障诊断;3)真正开发功能。
支持Windows 95/98/2000/xp/NT.DiagRA CE Version-EOBD标定测试软件(掌上电脑版)DiagRA- CE是一个EOBD标定测试软件。
工程师可以通过这一软从基于Windows CE的操作系统环境下读出ECU中的各种故障诊断数据。
使用该软件前提是具备ECU标定文件,该软件有两个基本功能;OEM特定的维修故障诊断;OBDII/EOBD故障诊断。
UniCAN Professional主要用于故障诊断、错误检测和CAN总线数据采集。
主要特性:1、UN CAN记录仪用于诊断和分析采集型的数据2、2G容量的可攥写内存,能与手提电脑进行数据交换3、可安滤波器和触发条件,经久耐用。
结构紧凑,数据安全性高4、使用温度范围:-40°C-+50°C5、通过UniCAN Manager操作简单方便。
并可与Vector数据库互联6、可用ETAS或Vector等软件工具进行数据分析ECU售后故障诊断工具现代车辆的内置ECU及其它车内电子越来越复杂。
如出现故障,人工机械式的维修已无法解决问题。
而且,发动机及变速箱ECU内装有先进的故障自诊断系统。
如何读取各种错误代码是车辆维修中的一个重要的问题。
我公司针对各种电控系统开发出了一套完整的故障诊断工具。
本产品是一款软件工具,它可以在PC、PDA或其它掌上电脑之上运行,主要支持ECU电控系统。
主要特点:1、支持KWP2000、J1850及ISO协议2、实时监测记录发动机各种参数3、显示错误代码,清除错误码代码4、对Injectors、Coils等进行主动测试实验5、重新设置MIL指示灯6、标定怠速及喷油参数7、设置节气门传感器8、显示系统代码9、支持多国语言(英制或工制单位)发动机ECU快速开发平台-基于生产ECU控制策略开发技术电控单元ECU的开发是一个极其复杂的过程。
它包括多个步骤新任务;功能概念定义。
算法开发。
硬件设计。
操作系统和驱动程序开发。
硬件在线仿真测试,匹配标定及验证。
ECU软件灌装等。
这些众多步骤在多数情况下相互关联且反复循环。
其大量的工作要求学科知识、经验和技能。
这就给许多项目产品的开发带来很多困难和不便,美国Moto Tron公司开发的Motosolusion对从ECU产品开发到生产提供了一套完整的解决方案及平台。
MotoHawk—基于ECU的快速开发平台MotoHawk是一套基于生产ECU的快速开发平台。
从控制开发、测试到验证,该平台为研发人员提供了一套完整的解决方案,整个建设过程是以ContronlCore 软件为基础。
通过Simulink/stateflow 来完成。
与dspace系统或其它平台不同的是。
MotoHawk利用生产ECU为硬件平台。
从而大大缩短了从开发到生产的周期,而且成本较低。