利用CANape進行基于CCP的汽車控制器的匹配標定的設

圖3 CCP標定程序接口

·發送端:DTO通過CAN driver的發送子函數以CAN報文的格式上傳給MCS。

·接收端:主設備發送的命令以CAN報文的格式首先進入CAN driver的接收子函數,由其判斷為CRO后,進一步交給命令處理器處理。

命令處理器作為CCP driver的一個主要組成部分,負責將接收到的CRO,通過其CRM代碼進行命令解釋,執行相應操作,組織反饋數據并調用CAN發送子函數。DAQ處理器支持DAQ工作模式,當命令處理器判斷收到的命令為DAQ請求后,進一步將數據傳給DAQ處理器,由DAQ處理器組織數據并直接調用CAN 發送子函數,以DAQ-DTO的形式定期向主設備上傳。

基于CCP協議的基本CAN通信流程如圖4所示。ECU接收到報文后,轉入CAN接收子函數,在常規接收流程后,對報文的ID標識符進行判斷,如為CRO_ID,則將CCP標志位(Ccp_indicator)置位。由于采用中斷方式接收報文,為了避免占用過多中斷時間而影響其他函數或中斷級別較低的程序運行,在對ID標識符進行判斷后,并不直接在函數中調用CCP driver的命令處理器。命令處理器的調用會在主函數中進行。

圖4 接口程序基本流程圖

主函數通過判斷標志位的狀態,調用CCP driver的ccpCommand()子函數。該函數是命令處理器的主要組成部分,也是命令處理器與CAN driver的接口函數,它負責解釋并執行收到的CRO命令,調用CCP driver中的其他函數,進行數據處理并組織需要反饋的數據。

ccpCommand()通過調用CAN driver中的CCP發送子函數ccpSend()發送一幀DTO。ccpSend()須在CAN driver中實現,由CCP driver調用。按實際情況,將CAN發送子函數直接以ccpSend()的形式實現,或在保留原有發送子函數的基礎上添加一個ccpSend()子函數,在其中調用CAN發送子函數,以完成DTO的發送。

CCP協議為確保主設備與ECU之間正常通信,每次發送后,程序必須通過調用CCP driver中的ccpSendCallback()子函數檢查剛才的DTO是否已經發送,否則不能發送下一幀報文。針對不同的CAN driver實現,該函數調用的位置不同。最后主函數將CCP標志位清空,等待下一條CRO命令。

一個完整的CCP driver 接口還包括與ECU其他應用程序的接口。每次單片機初始化后,主函數調用一次CCP driver的CCP初始化子函數ccpInit(),將上次標定殘留在ECU內存中的數據清空,為下次標定與測量做準備。

CCP協議共定義了28條命令,每條命令在CCP driver中都對應一組相應的子函數,代表不同的功能,如EEPROM標定、DAQ工作模式等。用戶可根據實際需要,選擇實現其中部分或全部功能。每增加一個新的功能,必須在底層程序中添加開放該項功能的程序接口[3]。如對EEPROM標定,首先ECU應用程序中應包含EEPROM模塊子函數,同時還需實現命令處理器與EEPROM模塊之間的調用接口。

3 利用CANape實現基于CCP的標定

CANape[4]是德國Vector公司出品的一款基于ASAP標準的ECU測試和標定工具。它通過一個控制器硬件接口與ECU相連,兩者之間常用的物理連接是基于CCP協議的CAN總線。只有控制器的底層程序中有支持CCP協議的程序接口, CANape才能與控制器通信。

CANape提供了多種功能:在線數據評估、離線評估、數據管理、FLASH編程、參數標定及ASAP2數據編輯器等。此外,測試過程中由CAN總線上傳的數據還可以通過CANape在計算機顯示和保存,以進行離線標定和數據評估。

3.1 ASAP2控制器描述文件及ASAP2編輯器

CANape與控制器間的通信需要一個描述文件支持,這個文件稱為ASAP2控制器描述文件[4]。CANape對控制器的參數標定和數據測量都是基于這個文件,該文件記錄了控制器中各參數的詳細信息,如標定參數和測量變量在控制器中的存儲地址、存儲結構、數據類型和轉換公式等。在CANape中,每個標定參數和測量數據都會有一個變量名,如發動機溫度、冷卻水溫度。當CANape需要訪問某個變量,就在ASAP2描述文件中根據變量名,找到該變量在控制器中的存儲地址、數據長度等信息,然后進行操作,如圖5。

圖5 ASAP2控制器描述文件

為了方便用戶對ASAP2文件進行維護和修改,CANape集成了一個ASAP2數據庫編輯器,用以生成和修改ASAP2控制器描述文件。所有的信息都能通過對話框的形式進行設置和修改。該數據庫編輯器還能工作在獨立模式下,以生成一個ASAP2格式的控制器描述文件。

當ECU底層程序修改后,一些標定參數和測量數據的內存地址可能發生變動,CANape雖然仍能進行標定,但修改的已不是原來需要標定的參數,而是程序變動后原先地址下當前存放的某個新的未知數據。為了簡化手工修改地址的繁瑣,防止因為隨意修改某個數據而破壞程序的正常運行,CANape支持通過linker map文件自動更新ASAP2文件里的信息。Map文件是ECU底層程序在編譯時由編譯器生成的一種映射文件,通過Map文件可以自動更新ASAP2文件。

3.2 CANape使用配置

每個需要標定的ECU都要在CANape中進行配置。

CANape共定義了28條命令,用以實現不同的功能,在配置頁面里均有復選框與其對應。控制器的配置必須與CCP Driver在ECU底層程序的具體實現相匹配,只有對某個功能的程序接口已經開放,才能在CANape中選擇使用該項功能[2][5]。

3.3 CANape中的參數標定

在CANape中,需要標定的變量稱為標定參數,CANape將標定定義為修改駐扎在ECU內存中的變量的內容。CANape支持多種標定方法。這里標定方法指如何對標定參數所在的內存區域進行初始化、數據改寫及保存。根據標定參數所在不同地址空間(ROM、FLASH或EEPROM),CANape規定了不同的標定方法。

當標定參數需要存放在FLASH或ROM中時,在ECU上電初始化后,程序首先將標定參數的初始值復制到RAM中,在CANape中該段用來存放標定參數的RAM稱為Calibration RAM。標定過程中,CANape修改Calibration RAM中的參數值。標定全部結束后,再將該段RAM中的內容復制回FLASH或ROM中。