河海大学工程管理硕士-河海大学工程管理硕士
第
4
期
(
总第
18 9
期
)
2010
年
8
月
车
用
发
动
机
V
EH
ICLE
ENG
IN
E
N
o
.
4
(
Se
rial
N
o
.
189
)
A
ug
.
2010
基于
CCP
协议的发动机标定系统开发
王明文
1
,
唐
岚
2
,
甘海云
3
(<
/p>
1
.
黎明职业大学
,
福建
< p>泉州
362000
;
2
.< /p>
西华大学
,
四川
成都
610039
;
3
.
中国汽车工程研究院有限公 司
,
重庆
400039
)
摘要
:
介绍了
CCP
协议的
基本原理
、
通信方式和工作方法
,
在此基础上开发了基于
CCP
协议的
发动机标定< /p>
系
统
。
介绍了标定系统硬件和软件的组成< /p>
,
并分
别在控制
器和上
位机实
现了
CCP
协议
的通信
。
本
系统实
现了数
据
的采
集 与显示
、
在线标定
、
数据的存储和读取等功能
,
具有通
信可靠
、
传
输 速度快
、
通
用性好
等优点
,
还可
以针对
用
户需求进行功能配置
。
关键词
:
CCP
协议
;
CAN
总线
;
汽车发动机< /p>
;
电控单
元
;
标定系统
中图分类号
:
T
K407
.
< p>4
文献标志码
:
B
< /p>
文章编号
:
1001
-
2222
(
2010
)
04
-
0 028
-
04
标定系统为标定试验提 供
了一个可视化
的平
台
,
使标定人员能够在试验过程中对各种控制量实
施控制
,
并 随时观察控制量的值
。
标定的工作内容
是通过调整
、
优化控制参数使电控单元与被控系统
相匹配
,
主要包括实时监测电控单元运行过程中的
重要变量数据
,
在线修改电控单元存储器中的
M
AP
图<
/p>
、
曲线及各参数
,
以及进行离
线标定 和数据
处理
等
。
目前
,< /p>
传统的标定方式如基于
SCI
串行通信方
式
的标定系统仍然在广泛使用
,
标定软件之间不具
备通
用性
,
造成资源浪费
,
增加了用户的负 担
。
为
此
,
欧洲
ASAP
组织推出了
CCP
标定协议
,
CCP
协
议为控制器标定系统的开发提供了一个标准平台
,
自
1996
年发布了实际应用的
< p>2.
0
版本以来
,
在欧美
已被
V
EC
TOR
,
dsPACE
,
ETAS
等
大公
< p>司广泛接
受并成为标准
。
应用
CCP
协议的标定工具可以在
控制器运行过程中实现对控制器中
数据及特性参数
的动态标定
,
相对于传
统 的标定系统
,
具有稳
定可
靠
、
准确快速
、
成本低等优点
[
1
-
2
]
DTO
包 含了命令应答消息
(
Comm
and
Return
Mes
-
[
3
]
sage
,
C
RM
)
。
图
1
主设备和从设备之间 的通信方式
命令接收消息
CRO
是主 设备向从设备发送的
命令
,
CRO
报文帧 格式描述见图
2
。
C
RO
数据场的
第
1
个字节为命令代
码
(
Com
mand
Code
,
CMD
)
,
从设备通过
CM
D< /p>
代码判断主设备请求的是哪条命
令
;
数据场 的第
2
个字节是命令计数器
(
Com
mand
Counter
,
C
TR
)
,
用于统计当前命令已发生的次数
;
剩余
6
个字节均为命令参数
,
每条命令有 各自对应
的命令参数
。
CCP
协议总共定 义了
28
条不同的命
令
,
标定系统的所有功能都可通过这些命令不同组
合来实现
。
。
1
C
CP
协 议
根据
CAN
总线规
范
,
CCP
协议将所有
收发的
数据都打包成最
多
8
个字节的报文
,
报文分为命令
接收消息
(
Comm
and
Receiv
e
Object
,
C
RO
)
和数据
发送消息
(
Data
Transmission
Object
,
DTO
)
。
主设
备
(
也称上位机
)
和从设备
(
也称下位机
)
之间的通信
方式见图
1
,
< p>主设备向从设备发送C
RO
,
从设备接收
主设备发送的消息后发送相应的
DTO
到主设备
,
收稿日期
:
2009
< p>-09
-
28
;
修回日期
:
2010
-
08
-
2 0
基金项目
:
国家
“
八六三
”
计划基金资助项目
(
20 06AA11A1C1
)
图
2
CRO
报
文帧格式
DTO
共有以下
3
种形式
:
a
)
命令返回消息
(
Com
mand
Return
M
essag
e
,
作者简介
:
王明文
(
1982
—)
,
男
,
硕士< /p>
,
主要研究方向为发动机电子控制技术
;
w
angmingw
en
@
163
.
com
。
·
29
·
2010
年
8
月
王明文
,
等
:
基于< /p>
CCP
协议的发动机标定系统开发
< /p>
C
RM
)
由从设备发送至主设备
,
用于反馈
CRO
命
令执行情况的报文
,
报文帧格式见图
3a
;
b
)
事件消息
(
< p>EventMessage
)
当从设备检测
到内部发生错误机制时
,
由从设备自行向主设备发
送
,
报告其当前的运行状态
,
并 请求主设备暂停当前
工作进程以处理发
生的错误
,
报文帧格式与
C
RM
相同
;
c
)
数据采集消息
(
Data
Acquisitio
n
M
essage
,
DAQ
)
在
D AQ
测量模式下
,
该消息用于周期性自
行
向主机上传所采集的数据
,
报文帧格式见图
3b
。
3
标定系统软件设计
综合对目
前标定软件的功能分析
,
以及本项目
所需的功能要求
,
本标定系统具备以下基本功能
:
a
)
数据的采集与显示
EC
U
将
现
场
采
集
得
< br>到的
数据
传递到
PC
机标定
平台软
件
进行
显示
,
以监
测发
动机的
工作状
况
,
< p>软件提
供数
字
、
图形
多
种
显
示方
式
,< /p>
方
便
标
定
人员
对
发
动
机
状态
作
直观
的评
价
;
b
)
数据的修改
通过标定平台软件
,
标定人 员
能够方便地对
ECU
控制参数值进行修改
,
以适应
不同标定目的的需要
;
c
)
数据的存储和读取
包括标定过程中实时< /p>
监测到的参数值的记录存储及标定完成后参数数据
的存储和读取<
/p>
;
d
)
在线标定
标定人员可以在线对控制参数
进行修改
,
并能立即 看到参数优化后的运行结果
;
e
)
标定系 统的通用性
可通过设置配置文件
对不同的
EC
U
或控制器进行标定
。
3
.
1
控制器
CCP
功能的 实现
在使用
CCP
协议的标定软件对控制器进行标
定之前
,
必须先针对控制器开发相应的
CCP< /p>
通信软
件
,
主要开发两个功能模块
:
a
)
CAN
驱动程序
< p>(CAN
driv
er
)
实 现控制器
的
CAN
通信功能
,
< p>可以供应用程序和CCP
驱动程
序调用
;
b
)
CCP
驱动程序
(
CCP
driv
er
)
用于解析和
执行
CCP
命令
,< /p>
实现对控制器监测和标定的功能
。
控制器主要程序模块见图
4
,
本研究所编写的
CAN
通信程序能够稳定地实现
控制器
CAN
数据
的接
收和
发
送
、
发送
状
态查
询
等功
能
,
主
要
包括
CAN
控制器初始化
、
CAN
数据接收
、
CAN
< p>数据发
送
3
个模块
。
图
3
D
TO
报文帧格式
DTO
数据
场的第
1
个字节
称为
PID
(
Packet
ID
)
,
决定了
DTO< /p>
的类型
;
第
2
个字节为命令返回
/
错误代码
(
Com
mand
Return
-
/
E
rror
Co
de
,
ERR
)
;
第
3
字节
C
TR
是命令计数器
,
该位数值和与其对应
的
的
C
TR
值相同
。
CCP
协议中
,
数据获取方式主
要有两种
,
一种
是查询模式
(
Polling
)
,
该模式是一问
一答模式
,
通
过与从机交互来实现
。
另一种是用
DAQ
模式获取
数据
,
它通过
ECU
内部的时钟按照一定的周期
,
< p>或
者通过某一事件的发生时开始自行组织所需要发送
的数据
并上传
,
常用来上传测量变量的数据
,
使用时
首先需由主机在
Polling
模式下对从机配置对象描
述表
ODT
(
Object
D escriptor
Table
,
ODT
)
,
这种模
式在多通道采集时实现相对复杂
,
但总线的利用率
较高
[
3
< p>]
。
2
标定系统硬件组成
本研究开发的标定系统主要硬件设备包括
PC
机
(
笔记本电脑
)
、
CANcard 2
卡
、
两个高速电缆
DH
-
SC
和控制器
。
CAN
card2
卡内置
16
位处理器
,
能够预处理和
缓存高达
1
M
bps
的数据
,
在汽车电子中应
用十分
广泛
[
4
]
。
控 制器处理芯片采用
MC9S12XDP512
单
片机
,
该芯片集成了
m
sCAN12
模块< /p>
,
具有除收发功
能以外所有的
CAN
总线控制器的功能
,
控
制器使
用
PCA82C250
作为
CAN
接口的收发芯片< /p>
,
主从设
备之间通过双绞线实现物理连接
。
图
4
CCP
标定控制器 程序模块
CCP
驱
动的
实现
主要
是
采用
Vector
提
供的