柴油机电控高压共轨系统EOL解决方案

摘要

柴油机电控高压共轨技术作为最具发展前途的柴油机电控技术，因其突出的燃油经济性、动力安全性和绿色环保性受到柴油动力市场的广泛青睐和重视。 在国内，一汽无锡油泵油嘴研究所与浙江大学开发出完全自主知识产权的电控共轨系统。目前该系统面临着产业化等一系列技术问题。本课题的提出和解决正是以该系统产业化的技术需求为背景的。 作为电控系统产业化的关键性技术，本课题EOL方案包含了控制程序和基本数据的下载管理、离散特征数据的开发、通讯协议的实现、诊断与标定功能，并直接面向产业化生产流程。 控制程序和基本数据的下载是基于XC167的CAN Bootloader功能实现的。基于CAN的Bootloader方式无论在代码重载速度上，还是对外界现场环境的抗干扰上，都相对于传统的串口方式有明显的优势。本文根据XC167所支持的RAM启动CAN Bootloader方式给出了详细的重载流程和相关驱动的开发。同时，为了实现上位机(PC或工业控制机)对于CAN Bootloader的可控性，还针对课题的需要开发出了EOL，通讯控制单元，实现了CAN-USB总线的转接和CANBootloader功能。 课题结合国内自主开发柴油机电控高压共轨系统产业化技术需求，设计出符合该系统产业化的EOL流程，并对相关数据库的设计做了研究。本文主要设计了针对喷油器特性的补偿和相关关键传感器的特性补偿。同时，还就EOL流程中发动机出厂标定的功率标定做了详细的介绍，并给出了相关算法和标定流程。 在EOL离散数据的下载和相关变量的标定与诊断部分，本课题选用了车载网络中通用的J1939协议作为通讯协议，并对J1939协议基于AUTOSAR规范的软件开发架构以及J1939协议应用诊断层的开发做了介绍。同时，结合EOL流程的功能需求介绍了系统参数下载、变量监控和标定以及故障诊断等功能模块的实现。 本课题通过EOL方案的设计和相关系统的开发，解决了汽车电子控制单元下线管理时的代码下载、数据管理、出厂标定及故障诊断等诸多技术问题，满足了电控系统的下线管理的需要，也为自主开发的汽车电控系统的产业化提供了有力的保障和技术支持。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章前言

1.1.课题的目的和意义

1.2.国内外发展现状

1.2.1.柴油机电控高压共轨系统发展现状

1.2.2.高压共轨系统简介

1.2.3.汽车电控系统EOL管理系统发展现状

1.2.4.基于CAN的Bootloader技术发展概况

1.2.5.CAN总线和J1939协议在国内外的发展

1.3.课题方案及各部分内容

第二章电控高压共轨系统EOL方案设计

2.1.电控高压共轨系统EOL流程设计

2.2.EOL系统目标文件的生成

2.3.EOL权限设置和加密算法

2.3.1.系统权限设置

2.3.2.电控ECU的硬件安全与加密保护

2.4.电控共轨系统EOL装配线零件特征数据与信息管理系统

2.5.EOL数据库设计

2.5.1. EOL数据处理的两种模式

2.5.2.基于SPI的E2PROM底层开发

2.5.3.EOL流程中的数据库设计

2.6.EOL功率修正方案设计

2.6.1.功率修正算法

2.6.2.功率修正标定流程

第三章EOL通讯控制单元开发

3.1.EOL通讯控制单元硬件设计

3.2.EOL通讯控制单元软件开发

3.2.1.USB上位机控制模块开发

3.2.2.USB固件程序设计

3.2.3.CAN通讯中断模块开发

3.3.EOL通讯控制单元控制过程设计

第四章基于CAN Bootloader的代码重载模块开发

4.1.基于Infineon XC167的CAN Bootloader功能开发

4.1.1.CANBSL的初始化阶段

4.1.2.CANBSL应答阶段

4.1.3.CANBSL数据发送阶段

4.1.4.CANBSL波特率的选择和确定

4.2.CANBSL中CAN通讯模块的重配置

4.3.基于CAN的Flash-on-Fly代码重载

4.4.Flash驱动模块开发

4.5.CANBSL功能验证与小结

第五章基于J1939协议的EOL标定及故障诊断模块开发

5.1.CAN总线和J1939协议

5.1.1.CAN总线协议介绍

5.1.2.J1939协议规范介绍

5.1.3.J1939协议物理层

5.1.4.J1939协议数据链路层

5.2.J1939通讯协议软件架构及模块开发

5.2.1.硬件设计

5.2.2.协议架构功能实现

5.3.J1939协议诊断模块开发

5.3.1.故障码读取和清除

5.3.2.冻结帧FF(Freeze Frame)处理

5.3.3.监控数据测试

5.3.4.数据下载

5.4.标定及故障诊断模块功能实现和验证

5.4.1.发动机、ECU及车辆基本参数下线管理

5.4.2.重要参数的实时监控

5.4.3.发动机出厂标定

5.4.4.故障诊断与故障码读取清除

5.4.5.喷油器油泵主动测试

5.4.6.喷油器特性数据下载管理

5.4.7.试验验证

第六章总结与展望

6.1.总结

6.2.展望

参考文献

致谢