姚萬里，仝朋，田永愷

(1.長城汽車股份有限公司技術(shù)中心,河北保定 071000；2.河北省汽車工程技術(shù)研究中心，河北保定071000)

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ECU刷寫時間影響因素的研究

姚萬里1,2，仝朋1,2，田永愷1,2

(1.長城汽車股份有限公司技術(shù)中心,河北保定 071000；2.河北省汽車工程技術(shù)研究中心，河北保定071000)

主要介紹了新車型開發(fā)過程中影響ECU刷寫時間的因素。對跳網(wǎng)關(guān)刷寫進(jìn)行重點分析，根據(jù)刷寫時間要求對后期車型開發(fā)提出要求，對降低采購成本、降低管理成本、提升汽車制造商的技術(shù)水平具有重要意義。

ECU；刷寫時間；網(wǎng)關(guān)

0 引言

ECU(Electronic Control Unit,電子控制單元)刷寫是整車總裝生產(chǎn)制造的最關(guān)鍵工藝環(huán)節(jié)之一。ECU刷寫基于CAN線通信理論，在技術(shù)上有一定的復(fù)雜性。隨著汽車技術(shù)的快速發(fā)展和車輛功能配置的增加，ECU刷寫數(shù)據(jù)量也不斷增多。目前在新車型試生產(chǎn)過程中，現(xiàn)場普遍反映ECU刷寫時間長，不能滿足現(xiàn)場生產(chǎn)節(jié)拍，影響車輛量產(chǎn)。為解決ECU刷寫時間長問題，為后期車型開發(fā)提供參考，特別對ECU刷寫時間影響因素進(jìn)行分析。

1 刷寫原理

車輛經(jīng)過ECU刷寫工位時，掃描VIN碼，通過聯(lián)網(wǎng)調(diào)取車型信息中(本地數(shù)據(jù)庫)對應(yīng)的數(shù)據(jù)包名稱，現(xiàn)場已經(jīng)通過格式轉(zhuǎn)化器，將FP格式的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)化為BIN的數(shù)據(jù)包并儲存在本地數(shù)據(jù)庫中，同時手持設(shè)備將BIN文件下載到手持設(shè)備中進(jìn)行儲存，聯(lián)網(wǎng)刷寫過程中調(diào)用手持中的BIN文件，將其分段寫入到ECU中。

2 問題描述

A6車型ECU型號是WE178，ECU刷寫過程需要通過從診斷接口通過網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)(見圖1)。

圖1 A6車型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

刷寫讀條時間達(dá)到120 s(不包括人員操作時間)，不能滿足62 s的生產(chǎn)節(jié)拍(現(xiàn)場使用兩把終端手持)。

3 原因分析

此車型的ECU數(shù)據(jù)包大小是1.2 MB，刷寫發(fā)動機ECU時，數(shù)據(jù)以每8 B為一個幀進(jìn)行分段發(fā)送(見圖2)，再由網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)換到PT-CAN上，傳送到ECU內(nèi)?？紤]到網(wǎng)關(guān)的轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)能力和緩沖儲存量有限，每個幀之間都要間隔0.08 ms，總刷寫讀條時間計算如下：

(1.2×1 024×1 204)×0.08÷8=12 583 ms=125 s

如果跳過網(wǎng)關(guān)，可以減少網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)的時間，每個幀之間的時間間隔可以減少到0.04 ms，總刷寫讀條時間計算如下：

(1.2×1 024×1 204)×0.04÷8=6 291 ms=63 s

綜上所述：跳過網(wǎng)關(guān)的刷寫讀條時間能減少50%，加上人員30 s的操作時間，總的作業(yè)時間可以控制在兩個節(jié)拍內(nèi)，現(xiàn)

場需要兩把手持和一名員工即可保證生產(chǎn)節(jié)拍。

圖2 CAN數(shù)據(jù)電碼結(jié)構(gòu)

4 標(biāo)桿對比

成熟車型A2進(jìn)行跳網(wǎng)關(guān)刷寫ECU(見圖3)，跳網(wǎng)關(guān)前刷寫讀條時間是160 s,跳網(wǎng)關(guān)后刷寫讀條的時間是80 s，大幅縮短了刷寫時間。

圖3 A2車型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

5 后期開發(fā)車型要求

根據(jù)車型刷寫時間需要，啟動診斷接口的3號、11號引腳分別作為新增CAN線的CAN_H,CAN_L(見圖4),并在診斷接口3腳、11腳上引出CAN線，分別連接到PT_CAN的CAN_H與CAN_L上，跳過網(wǎng)關(guān)刷寫ECU，減少刷寫時間，保證生產(chǎn)節(jié)拍。

6 其他因素及解決方案

(1)刷寫走網(wǎng)關(guān)問題。與網(wǎng)絡(luò)平臺和線束開發(fā)專業(yè)人員確認(rèn)，此車型刷寫ECU過程是否走網(wǎng)關(guān)。發(fā)動機的ECU布置在PT_CAN上，如果診斷接口是通過網(wǎng)關(guān)與PT_CAN相連，那么在刷寫ECU過程中，網(wǎng)關(guān)需要將設(shè)備發(fā)送的信息轉(zhuǎn)換到PT_CAN上。與此同時，車輛中的主總線系統(tǒng)內(nèi)會有其他信息通過網(wǎng)關(guān)進(jìn)行互相轉(zhuǎn)換，而手持設(shè)備發(fā)送的標(biāo)準(zhǔn)幀是其中優(yōu)先級較低的。不同總線系統(tǒng)的輸出數(shù)據(jù)到達(dá)網(wǎng)關(guān)，在網(wǎng)關(guān)中過濾各個信息的速度、數(shù)據(jù)量和緊急程度，并在必要時進(jìn)行緩沖存儲，但此緩沖量非常有限，如果設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)的速度超過了網(wǎng)關(guān)的負(fù)載，就會出現(xiàn)丟幀現(xiàn)象(數(shù)據(jù)丟失刷寫失敗)。所以，當(dāng)通過網(wǎng)關(guān)刷寫ECU時，廠家會降低設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)的帶寬，相應(yīng)的刷寫讀條時間會增加一倍。

設(shè)備采用跳網(wǎng)關(guān)刷寫，增加刷寫速度，是目前唯一增加刷寫速度的方法。即跳過網(wǎng)關(guān)，啟用診斷接口的3號、11號引腳作為新增CAN線的CAN_H和CAN_L(原接口是6號、14號)分別直接連接到PT_CAN上，設(shè)備上需要增加一個轉(zhuǎn)接頭(將

原來連接6號、14號的引腳改到3號和11號引腳上)，廠家再修改刷寫程序的帶寬，可以直接減少刷寫時間。

圖4 后期車型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D要求

(2)刷寫設(shè)備兼容性問題。新開發(fā)的ECU刷寫程序既要滿足新車型刷寫要求，也要保證能夠滿足現(xiàn)有老車型的刷寫，所以現(xiàn)場車型種類越多，兼容性問題越難解決。

針對該問題和程序開發(fā)廠家、ECU產(chǎn)品廠家溝通，現(xiàn)場進(jìn)行調(diào)試驗證。

(3)ECU刷寫數(shù)據(jù)的優(yōu)先級比較低，這是由通信協(xié)議決定的，無法進(jìn)行修改，設(shè)備刷寫速度是由整個CAN網(wǎng)路狀態(tài)決定的，較低優(yōu)先級的數(shù)據(jù)延遲發(fā)送，只有通過CAN優(yōu)先級仲裁機制后才會發(fā)生數(shù)據(jù)，導(dǎo)致目前ECU在線刷寫過程只能利用5%～10%的CAN通信資源。

可通過增加數(shù)據(jù)底層，來減少在線刷寫數(shù)據(jù)量(如4D13發(fā)動機后期會搭載不同配置車型，數(shù)據(jù)包也會有區(qū)分，但可以提前將數(shù)據(jù)包內(nèi)“共性”的部分寫入ECU內(nèi)，減少在線刷寫量)。

(4)工藝布局、工位規(guī)劃不合理，導(dǎo)致刷寫時間不夠。根據(jù)刷寫需要時間，合理計算規(guī)劃工位數(shù)量，并配備相應(yīng)數(shù)量的手持、人員。

(5)設(shè)備硬件的選擇和配置。增加硬件配置，采用進(jìn)口檢測設(shè)備。

(6)軟件開發(fā)嚴(yán)格按照技術(shù)協(xié)議，保證網(wǎng)關(guān)最大轉(zhuǎn)發(fā)速率，如果網(wǎng)關(guān)負(fù)載過大增加靜默服務(wù)和持續(xù)保持。

7 結(jié)論

研究提高ECU刷寫的技術(shù)具有以下意義：

(1)降低采購成本：①主機廠不再需要生產(chǎn)商對電控單元進(jìn)行初始化；②可確保在ECU 中安裝的是最新版軟件；③ECU 具有通用性，從ECU供應(yīng)商處只需購買通用產(chǎn)品。

(2)降低管理成本：①不同車型的總成可以共用相同的電控單元；②由于ECU具有通用性，可以簡化庫存管理；③由于不同車型可以共用同一ECU，可以減小庫存量。

(3)提升汽車制造商的技術(shù)水平。

【1】董敬，莊志，常思勤.汽車拖拉機發(fā)動機[M].北京:機械工業(yè)出版社,2011.

【2】李鐵軍.柴油機電控技術(shù)實用教程[M].北京:機械工業(yè)出版社,2012.

【3】黃流軍.發(fā)動機標(biāo)定方法及性能預(yù)測的探討[J].汽車科技，2009(4):11-14. HUANG L J.Discussion about Calibration Methods and Performance Forecast for Engine[J].Automobile Science & Technology,2009(4):11-14.

Research on Influence Factors for ECU Flash Time

YAO Wanli1,2,TONG Peng1,2,TIAN Yongkai1,2

(1.Technical Center of Great Wall Motor Co., Ltd.,Baoding Hebei 071000,China ;2.Automotive Engineering Technology Research Center, Baoding Hebei 071000,China)

The influence factors for ECU flash time were mainly introduced during new type vehicle development process. Skipping gateway ECU flash was emphatically analyzed. Requirements for new type vehicle development were put forward according to the flash time requirement. The research has significance for decreasing purchase and management cost, promoting technology level of vehicle manufacturers.

ECU;Flash time; Gateway

2016-07-26

姚萬里(1990—)，男，本科，主要從事汽車總裝車間生產(chǎn)設(shè)備選型安裝工作。E-mail：1015167055@qq.com。

10.19466/j.cnki.1674-1986.2016.11.014

U461.7

A

1674-1986(2016)11-057-03