CN103812944A - 一种用于电动汽车ecu的远程更新***及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于电动汽车ECU的远程更新***及方法，该远程更新***包括设于远程数据中心的传输计算机以及设于车载端的ECU，还包括设于车载端的GPRS数据收发器和数据记录仪，所述传输计算机通过Internet网络平台和移动网络平台与GPRS数据收发器交互式连接，所述GPRS数据收发器与数据记录仪交互式连接，所述数据记录仪通过CAN总线与ECU交互式连接。本发明还涉及一种用于电动汽车ECU的远程更新方法。本发明实现了车载ECU程序的远程更新，从而使车厂或ECU供应商的程序维护更加方便快捷，提高了技术保障水平。

Description

一种用于电动汽车ECU的远程更新***及方法
技术领域
本发明涉及电动汽车控制技术领域，具体是一种用于电动汽车ECU的远程更新***及方法。
 
背景技术
随着电动汽车电子技术的发展及汽车性能的不断提高，电动汽车上的ECU（电子控制单元）越来越多，如电机驱动***、电池管理***、空调***、高低压控制***、仪表及车身控制***等。这些ECU都是采用新技术的电子产品，其维护要求较高，由于驾驶员和维护人员技术水平的参差不齐，当出现故障时，很难及时分析和查找问题，对故障的排除很难做到及时有效。此外，当由于某种原因需要对某个ECU进行固件升级或控制参数调整时，需要将车辆开到指定地点，由维护人员或专业服务人员携带笔记本电脑、逆变器等相关设备上车，打开控制器外壳，进行手动更新，操作十分繁琐，费时费力。
 
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于电动汽车ECU的远程更新***及方法，通过该***及方法能够实现对车载ECU进行远距离的数据传输、写入和更新。
本发明的技术方案为：
一种用于电动汽车ECU的远程更新***，包括设于远程数据中心的传输计算机以及设于车载端的ECU，还包括设于车载端的GPRS数据收发器和数据记录仪，所述传输计算机通过Internet网络平台和移动网络平台与GPRS数据收发器交互式连接，所述GPRS数据收发器与数据记录仪交互式连接，所述数据记录仪通过CAN总线与ECU交互式连接。
所述的用于电动汽车ECU的远程更新***，所述数据记录仪包括中央处理器、串行通讯接口、CAN通讯接口、TF卡接口和TF卡，所述中央处理器通过串行通讯接口与GPRS数据收发器交互式连接，所述中央处理器通过CAN通讯接口与汽车CAN总线交互式连接，所述中央处理器通过TF卡接口与TF卡交互式连接。 
所述的用于电动汽车ECU的远程更新***，所述ECU包括整车控制单元、仪表显示单元和电池管理单元。
所述的用于电动汽车ECU的远程更新***，所述数据记录仪还包括RTC时钟电路，所述RTC时钟电路与中央处理器交互式连接，所述RTC时钟为数据记录仪提供实时时钟。
所述的用于电动汽车ECU的远程更新***，所述数据记录仪还包括电源电路，所述电源电路为数据记录仪提供工作电源。
所述的用于电动汽车ECU的远程更新***，所述串行通讯接口为RS232串行通讯接口。
一种用于电动汽车ECU的远程更新方法，该方法包括以下步骤：
（1）远程数据中心的传输计算机将预先保存在其中的车载端ECU的新用户程序通过Internet网络平台和移动网络平台发送到车载端的GPRS数据收发器；
（2）所述GPRS数据收发器将接收到的新用户程序通过串行总线发送给数据记录仪，数据记录仪对接收到的新用户程序数据进行校验，并将校验正确的数据保存到其内部的TF卡中；
（3）当数据记录仪接收到需要给ECU中的用户程序进行更新的指令后，将保存在自身TF卡中的用户程序通过CAN总线发送给ECU；
（4）所述ECU中预先烧写有引导程序，ECU进行上电复位，利用引导程序确定是否需要进行用户程序的更新，如果是，则通过CAN总线接收来自数据记录仪的用户程序，并写入到内部指定的FLASH空间中，完成在线更新。
所述的用于电动汽车ECU的远程更新方法，所述步骤（3）中，数据记录仪根据不同的更新目标，发出相应的ID信息命令帧，当数据记录仪接收到目标ECU返回的确认指令后，进行数据连续发送。
由上述技术方案可知，本发明基于无线数字通讯，将需要写入的文件通过Internet网络平台、移动网络平台、GPRS数据收发器、数据记录仪和CAN总线传送给车载端的待更新的ECU，待更新的ECU擦除内部FLASH空间，将接收到的程序二进制文件写入FLASH空间指定地址，实现了车载ECU程序的远程更新，从而使车厂或ECU供应商的程序维护更加方便快捷，提高了技术保障水平。
附图说明
图1是本发明具体实施例的结构示意图；
图2是本发明具体实施例数据记录仪的内部结构示意图；
图3是本发明具体实施例ECU内部存储器的空间分布图；
图4是本发明具体实施例ECU内部引导程序运行流程图。
 
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例进一步说明本发明。
如图1所示，一种用于电动汽车ECU的远程更新***，包括设于远程数据中心的传输计算机1以及设于车载端的GPRS数据收发器4、数据记录仪5和ECU7，本文中的ECU7泛指整车控制单元71、仪表显示单元72、电池管理单元73等电子控制单元等。传输计算机1通过Internet网络平台2和移动网络平台3与GPRS数据收发器4交互式连接，GPRS数据收发器4与数据记录仪5交互式连接，数据记录仪5通过CAN总线6与ECU7交互式连接。
如图2所示，数据记录仪5包括中央处理器51、串行通讯接口52、CAN通讯接口53、TF卡接口54、TF卡 55、RTC时钟电路56和电源电路57。中央处理器51通过RS232串行通讯接口52与GPRS数据收发器4交互式连接，中央处理器51通过CAN通讯接口53与CAN总线6交互式连接，中央处理器51通过TF卡接口54与TF卡55交互式连接。RTC时钟56为数据记录仪5提供实时时钟，RTC时钟电路56与中央处理器51交互式连接。电源电路57为数据记录仪5提供工作电源。
一种用于电动汽车ECU的远程更新方法，包括以下步骤：
S1、远程数据中心的传输计算机与Internet网络平台连接，并通过Internet网络平台与移动网络平台建立无线链路，GPRS数据收发器通过移动网络平台与传输计算机建立无线连接进行数据传输；
GPRS数据收发器将其接收到的传输计算机通过Internet网络平台和移动网络平台发送过来的数据，通过数据记录仪和CAN总线发送到ECU；在车辆行驶时，GPRS数据收发器将其接收到的ECU通过CAN总线和数据记录仪发送过来的车辆运行的实时数据，通过移动网络平台和Internet网络平台发送到远程数据中心的传输计算机。
S2、数据记录仪对其接收到的GPRS收发器发送过来的数据进行校验，将校验正确的数据保存到其内部的TF卡中；在车辆行驶时，数据记录仪根据需要对车辆运行的实时数据进行长时间记录并实时保存到其内部的TF卡中。
数据记录仪的作用相当于一个信息中转机构，GPRS收发器发送过来的数据通过RS232串行通讯接口传入数据记录仪的中央处理器，中央处理器对接收到的数据进行校验，并通过TF卡接口将校验正确的数据写入到TF卡内的一个文件夹中予以保存（s19文件），完成远程数据包接收过程。校验是对接收到的每一行s19文件数据进行累加校验，将其累加和的低字节与发送方传过来的校验和进行比对，以验证数据传输是否出错，若比对结果为相同，表明数据传输正确，反之则返回数据出错信息，要求发送方对该行数据进行重新发送。
数据记录仪内部的RTC时钟为数据记录仪提供实时时钟，在车辆行驶时，车辆的运行信息通过CAN通讯接口传入数据记录仪的中央处理器，数据记录仪根据需要对车辆运行的实时数据进行长时间记录并实时保存到其内部的TF卡中，记录的数据包括当前时间、电压、电流、温度、输出功率、输出状态等参数，以便于技术人员进行分析。
S3、GPRS数据收发器将其接收到的程序更新指令通过串行总线发送给数据记录仪，数据记录仪将保存在TF卡中的s19文件读出，并以相应的CAN ID信息传输到CAN总线网络上；待更新的ECU接收到该CAN ID信息，确认其与本身的命令信息相符后，即进行应答并连续接收数据，并将接收到的数据写入到内部指定的FLASH存储器指定空间，完成在线下载。
当数据记录仪接收到GPRS数据收发器发送过来的程序更新指令后，根据不同的更新目标，发出相应的ID信息命令帧，如整车控制单元ID=0X18FF0001，仪表显示单元ID=0X18FF0002，电池管理单元ID=0X18FF000X，当数据记录仪接收到待更新的ECU的返回指令后，进行连续数据发送。保存在TF卡中的数据包是按行保存的，每行数据包括包头、字符串长度、写入地址、连续数据包、校验和。数据记录仪将连续数据字节拆分成若干个连续数据帧，发送到CAN总线上。CAN总线上相应的ECU接收到这些数据后，按协议要求对其进行处理，并写入内部的FLASH空间。
ECU内部微处理器的内存空间分布如图3所示，不同型号的微处理器，其内存空间分布大致相同，其内存大小为16KB、32 KB、64 KB、128 KB、256 KB、512 KB不等。内存空间由低到高分别为寄存器空间、EEPROM空间、FLASH空间、RAM空间、直接访问FLASH空间（0x4000～0x8000）、分页访问FLASH空间、直接访问FLASH空间（0xC000～0xFFFF,其中，0xFF00～0xFFFF是中断向量表空间）。
寄存器在内存中占用1～2KB的地址空间；EEPROM在内存中也占用1～2KB的地址空间，用来保存一些掉电后不会丢失的运行数据，如汽车控制中用到的各种配置参数；不同型号的微处理器具有不同容量的片内RAM，有2KB、4KB、8KB等（占用地址空间为0x2000～0x4000）。
0x4000～0xFFFF的48KB为FLASH空间，分为三部分，每部分16KB，其中，0x4000～0x8000为直接访问FLASH空间，0x8000～0xC000为分页访问FLASH空间，可以映射不同的FLASH空间，如64KB，128KB，256KB，512KB等，0xC000～0xFFFF为直接访问FLASH空间，包含程序引导空间和中断向量表空间。
如图4所示，当ECU内部的微处理器重新上电或者被复位后，首先将BootLoader程序复制到起始地址为0x2000的RAM空间，随后运行BootLoader程序中的Boot_main程序，对硬件进行配置、初始化MSCAN模块，并等待CAN 中断，如果在相应的时间内没有收到CAN下载信息，Boot_main程序会超时退出，跳转到主程序的入口地址，去执行用户应用程序；如果在相应的时间内接收到CAN下载的命令信息，Boot_main程序跳转到擦写FLASH空间处，对直接访问FLASH及分页访问FLASH进行擦除，即图3中的0x4000～0x8000、0xC000～0xF000及0x8000～0xC000空间。擦除完毕后，等待CAN接收中断，并执行相应的数据接收，对接收到的数据进行校验，当数据校验正确时，返回给发送方一个校验帧数据；当每行数据接收完毕后，对接收的数据进行处理，找出数据的写入起始地址、数据长度、校验和等，并将其中的数据文件写入到指定的FLASH空间；写入一行结束后，Boot_main程序返回一个结束帧，并开始接收下一行，直到全部数据包接收结束后，退出当前程序，并返回到用户应用程序。
    引导程序（BootLoader），代码空间约为2KB左右，其存放地址为直接访问FLASH中的0xF000～0xFF00，该空间为被保护的引导扇区，即使在CAN反复BootLoader时也不会被擦除。当BootLoader程序被下载到微处理器的0xF000～0xFF00空间后，除了中断向量表所占用的0xFF00～0xFFFF空间之外，该空间为微处理器内部直接寻址的最高地址空间，用户应用程序下载时不会覆盖该空间，用户代码只占用0x4000～0x8000或者0xC000～0xF000空间和分页访问地址空间0x8000～0xC000。用户可根据自己的代码空间大小分配不同的内存空间地址。
以上所述实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种用于电动汽车ECU的远程更新***，包括设于远程数据中心的传输计算机以及设于车载端的ECU，其特征在于：还包括设于车载端的GPRS数据收发器和数据记录仪，所述传输计算机通过Internet网络平台和移动网络平台与GPRS数据收发器交互式连接，所述GPRS数据收发器与数据记录仪交互式连接，所述数据记录仪通过CAN总线与ECU交互式连接。
2.根据权利要求1所述的用于电动汽车ECU的远程更新***，其特征在于：所述数据记录仪包括中央处理器、串行通讯接口、CAN通讯接口、TF卡接口和TF卡，所述中央处理器通过串行通讯接口与GPRS数据收发器交互式连接，所述中央处理器通过CAN通讯接口与汽车CAN总线交互式连接，所述中央处理器通过TF卡接口与TF卡交互式连接。
3.根据权利要求1所述的用于电动汽车ECU的远程更新***，其特征在于：所述ECU包括整车控制单元、仪表显示单元和电池管理单元。
4.根据权利要求2所述的用于电动汽车ECU的远程更新***，其特征在于：所述数据记录仪还包括RTC时钟电路，所述RTC时钟电路与中央处理器交互式连接，所述RTC时钟为数据记录仪提供实时时钟。
5.根据权利要求2所述的用于电动汽车ECU的远程更新***，其特征在于：所述数据记录仪还包括电源电路，所述电源电路为数据记录仪提供工作电源。
6.根据权利要求2所述的用于电动汽车ECU的远程更新***，其特征在于：所述串行通讯接口为RS232串行通讯接口。
7.一种用于电动汽车ECU的远程更新方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
（1）远程数据中心的传输计算机将预先保存在其中的车载端ECU的新用户程序通过Internet网络平台和移动网络平台发送到车载端的GPRS数据收发器；
（2）所述GPRS数据收发器将接收到的新用户程序通过串行总线发送给数据记录仪，数据记录仪对接收到的新用户程序数据进行校验，并将校验正确的数据保存到其内部的TF卡中；
（3）当数据记录仪接收到需要给ECU中的用户程序进行更新的指令后，将保存在自身TF卡中的用户程序通过CAN总线发送给ECU；
（4）所述ECU中预先烧写有引导程序，ECU进行上电复位，利用引导程序确定是否需要进行用户程序的更新，如果是，则通过CAN总线接收来自数据记录仪的用户程序，并写入到内部指定的FLASH空间中，完成在线更新。
8.根据权利要求7所述的用于电动汽车ECU的远程更新方法，其特征在于，所述步骤（3）中，数据记录仪根据不同的更新目标，发出相应的ID信息命令帧，当数据记录仪接收到目标ECU返回的确认指令后，进行数据连续发送。
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