一种基于can总线的小型电控汽油机触摸式hmi标定方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种基于CAN总线的小型电控汽油机触摸式HMI标定系统，包括上位机标定软件和下位机ECU标定模块两部分。
技术背景
[0002]目前基于查表策略的电控发动机，需要根据MAP来控制发动机喷油、点火等运行，这些MAP和控制参数被存储在E⑶的Flash当中，E⑶上电之后，将代码和数据从Flash拷贝到RAM中运行。利用标定软件可以在线调整RAM中运行的MAP和控制参数，刷写Flash数据，进而获得更优良的空燃比控制，更精确的喷油点火控制，以提高发动机性能，降低发动机排放，满足日益严格的法规要求。
[0003]国际上具有代表性的标定系统有ETAS公司的INCA软件，ATI公司的VIS1N软件，Vector公司的CANape软件以及dSPACE公司的CalDesk软件等。但这些软件都没有专用的硬件平台，需要安装于PC上，在便携性、安全性和经济性上做出了一定的妥协。国内已申请的相关专利方面，有北汽福田汽车股份有限公司的一种混合动力汽车的标定系统及标定方法(申请公布号:CN 103162964 A)，深圳市郎仁科技有限公司的手持式柴油机ECU读取、刷写和重新标定系统及方法(申请公布号:CN 103885436 A)等。这些发明专利虽然也都是面向标定系统，但却不是针对通用小型汽油机的标定系统。
【发明内容】
[0004]为了完成通用小型汽油机电控系统的标定工作，本发明提供了一种功能丰富、界面友好的通用小型汽油机触摸式HMI标定系统。
[0005]本发明的另一目的在于克服现有系统在人机交互方面的不足，现有标定软件大多为安装在PC电脑上的应用程序。标定系统基于CAN总线，针对小型汽油机电控系统进行了优化。
[0006]本发明的技术方案包括以下步骤:
[0007]步骤I，建立基于CAN总线的小型电控汽油机触摸式HMI标定系统，标定系统包括上位机标定软件和下位机ECU标定模块两部分，上位机标定软件以HMI为载体，下位机为E⑶，通过CAN总线，接口类型为DB9针，实现上位机、下位机间实时、可靠的数据通信任务，使用CANopen自定义通信和标定协议；
[0008]步骤2，下位机E⑶上电运行后，程序将代码和数据分别从PFlash和DFlash拷贝到RAM中运行，并实时采集经过硬件和软件调节后的传感器信号，包括曲轴位置(转速)信号、节气门位置(负荷)信号、氧传感器信号、机体温度信号、进气温度信号和进气压力信号;
[0009]步骤3，上位机标定软件上电开始运行后，通过数据管理模块读取配置文件，进行初始化设定，包括定义数据结构类型、写入初始数值以及设置主程序循环时间为50ms ;
[0010]步骤4，上位机标定软件主函数是一个无限循环函数，通过查询标志位响应界面操作，标定软件界面上的控制按钮具有通知功能，程序中当对控制按钮进行操作时，将写入特定数值到指定寄存器中，主函数根据指定寄存器中不同的数值来执行不同的操作；
[0011]步骤5，通信控制模块根据通信协议将不同的控制命令封装成CAN报文，发送到下位机ECU，下位机ECU标定模块通过CAN驱动接收控制命令；
[0012]步骤6，下位机ECU协议控制子模块根据通信协议解析CAN报文，并调用相应的应用程序执行对应的控制命令，程序中设定“连接/断开”、“监测数据”、“请求MAP”、“在线调试”、“在线标定”控制命令；
[0013]步骤7，步骤6中的“监测数据”命令决定DAQ模式的开闭，若打开DAQJjWRAM中实时读取从传感器输入ECU的发动机运行参数，根据通信协议将其封装成CAN报文发送；
[0014]步骤8，步骤6中的“请求MAP”命令则根据对应MAP在RAM中的地址读取实时数据信息，同样根据通信协议将其封装成CAN报文发送；
[0015]步骤9，步骤6中的“在线调试”命令将RAM中实时运行的标定MAP和变量修改为目标值；
[0016]步骤10，步骤6中的“在线标定”命令则调用Flash刷写函数将RAM中实时运行的目标MAP和变量刷写到DFlash的对应地址，将修改之后的数据固化到E⑶内存中；
[0017]步骤11，上位机标定软件通过通信控制模块接收CAN报文，根据通信协议进行解析并在软件界面上显示或报警，程序中设定反馈信息主要有故障码、监测数据和MAP数据。
[0018]进一步，所述步骤I中HMI的操作界面是触摸式显示屏，采用Kinco公司组态编辑软件进行设计；实时监视运行参数、故障诊断通信、在线标定以及数据保存。
[0019]进一步，所述步骤4中所述标定软件界面主要包括监视窗口、传感器标定、基本喷油脉宽标定、基本点火提前角标定、故障诊断以及PID整定窗口，监视窗口作为主界面，通过数值显示、棒图、表盘等元件实时显示转速、负荷、氧浓度、机体温度、进气温度、进气压力等发动机运行参数；可以打开传感器标定、基本喷油脉宽标定、基本点火提前角标定等窗
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[0020]进一步，所述步骤10中Flash刷写函数主要实现对DFlash的擦写，Flash的擦除与写入遵循以下步骤:
[0021]SI，Flash初始化操作，对FCLKDIV(Flash时钟分频寄存器)进行设置，以产生一个目标频率IMHz的内部Flash时钟FCLK ；
[0022]S2，读取FSTAT (Flash状态寄存器)，查询其中的CCIF (命令完成中断标志位)，等待Flash操作完成；
[0023]S3，对FSTAT (Flash状态寄存器)中的ACCERR(错误标志位)进行清除，并FPV1L位写保护；
[0024]S4，写FCCOBIX (Flash命令对象索引寄存器)，以设置FCCOB (Flash命令对象寄存器)中写入数据的意义；
[0025]S5，写FCCOB (Flash命令对象寄存器)，根据FCCOBIX (Flash命令对象索引寄存器)的设置，分别写入对应的命令、地址或数据；
[0026]S6，置FSTAT (Flash状态寄存器)后开始执行Flash擦写命令。
[0027]进一步，所述步骤10还包括，通过对prm文件进行修改操作，将MAP等标定量放置于0x0400起始的DFlash内存块中；通过对DFlash的擦写，实现将在线标定完成后的MAP数据固化到ECU内存中。
[0028]本发明具有以下技术功能和特点:
[0029](I)实时显示发动机运行参数。标定系统实时采集来自电子控制单元(ECU)传感器的数据，在监视界面以图形、表格或数字的形式显示发动机工作状态，作为标定时的依据。
[0030](2)故障诊断(OBD)通信。根据制定的通信协议，在线监视传感器、执行器数据以及发动机运行参数，接收来自电子控制单元(ECU)故障诊断模块的故障码，查询诊断数据库并报告相应故障。
[0031](3)在线标定。标定软件向电子控制单元(E⑶)发送不同的控制命令，在线调整RAM中的MAP、PID等数据，使发动机按照不同的参数运行，并将它们刷写至DFlash中，以使下次发动机启动时再次调用这些运行参数。
[0032](4)历史数据保存。根据标定结果，记录参数并存储到外部U盘，以便后期进行处理和分析。
【附图说明】
[0033]图1 为上位机 Kinco MT4414TE-CAN ；
[0034]图2为主界面监视窗口 ；
[0035]图3为故障诊断窗口 ；
[0036]图4为HMI标定软件通信控制模块程序流程图；
[0037]图5为标定系统硬件结构图；
[0038]图6为CAN总线收发器原理图；
[0039]图7为标定系统总体架构；
[0040]图8为标定系统软件流程图。
【具体实施方式】
[0041]本发明的目的通过如下技术方案完成:
[0042]标定系统开发内容包括上位机标定软件和下位机ECU标定模块两部分，在小型汽油机电控系统软硬件平台上，通过上、下位机的“桥梁” 一一CAN总线，实现各节点间实时、可靠的数据通信任务。上位机标定软件以触摸式人机交互设备(HMI)为载体进行开发，包含前台界面、数据管理和通信控制三个子模块。其中，标定界面提供人机交互访问并响应用户操作，数据管理优化全局变量并建立工程文件，通信控制合理组织、发送与接收数据，是实现通信协议的重点环节。下位机E⑶主芯片选用