Diagnose von Kfz-Steuergeräten. Klaus Dinnes Roland Magolei

Transkript

1 LabVIEW-Werkzeuge Werkzeuge für die Kalibrierung und Diagnose von Kfz-Steuergeräten Klaus Dinnes Roland Magolei

2 Agenda NI Hard- und Software für Automotive Bus-Systeme Electric Control Unit (ECU) Kalibrierung von ECUs Diagnose von ECUs

3 Automotive Embedded Networks LIN CAN HIGH SPEED CAN FAULT TOLERANT FlexRay MOST

4 Automotive Embedded Networks Übersicht MOST FlexRay CAN Highspeed CAN Lowspeed LIN

5 Die NI-CAN Treiberarchitektur Visual Basic Visual C/C++ Borland C/C++ Software NI-CAN Treiber Measurement & Automation Explorer Hardware and Software configuration utility Application Programming Interface (API) Bus Monitor Channel API NI Spy Hardware Frame API

6 Eigenschaften der NI CAN Hardware High-speed CAN Low-speed/Fault-tolerant CAN Hardware-Synchronisierung flexible Kundenlösungen durch NI LabVIEW Real-Time Unterstützung z.b. für HIL Applikationen Integrierter CAN-Bus-Transceiver Module für die crio Plattform

7 CAN und LIN Module für USB 2.0 Hi-Speed-USB-Anschluss Stromversorgung über USB-Bus Optionale Hardwaresynchronisierung Optische Isolierung bis 500 VDC Integrierter CAN oder LIN-Bus-Transceiver Hardward-Zeitstempel Auflösung 1 µs

8 Synchronisierung Anschluss von externen Synchronisierungs- i und Triggersignalen 3-pin COMBICON Anschluss Automatische Erkennung von externen Taktgebern 20 Mhz, 10 Mhz und 1 Mhz Generierung von 1 MHz CAN, LIN Vision Motion DAQ

9 CAN Programmierung in NI LabVIEW

10 ECU (Electronic Control Unit) im Automobil Microcontroller zur Steuerung/Regelung Motor, Getriebe, Bremse (ABS/ESP/ ), Kombiinstr., Airback, Tür ~10 bis zu 70 ECUs in aktuellen Kfz-Modellen verbaut Komplexität und Anzahl der ECUs wächst ständig Wachsende Anzahl der ECUs erhöht den Software-Anteil im KFZ Höherer Aufwand für ECU Test

11 Kalibrierung von ECUs Was versteht man unter der Kalibrierung von ECUs? Anpassung der ECU an den Aktuator z.b. Motor und die Sensor-Peripherie durch Optimierung der gespeicherten Kennwerte, Kennlinien und Kennfelder auf der ECU Wann kommt die Kalibrierung zum Einsatz? In der Prototypenphase der ECU Entwicklung Welche Standards liegen dafür zu Grunde? ASAM Standards: CCP (CAN Calibration Protokoll) XCP (Universal Calibration Protocol) ASAM Datenbank Datei (*.a2l)

12 ASAM Standards für ECU Kalibrierung CCP CAN Calibration Protocol XCP Universal Measurement and Calibration Protocol Unterstützte Transportprotokolle CAN Unterstützte Transportprotokolle TCP/IP, UDP, CAN, USB, FlexRay und LIN Einsatzgebiete Einsatzgebiete ECU Parameter Kalibrierung (1D, 2D, 3D) ECU Parameter Kalibrierung (1D, 2D, 3D) ECU Messwerterfassung ECU Messwerterfassung Asynchrones lesen vom Master (Measurement) Asynchrones lesen vom Master (Measurement) asynchrones oder synchrones Event der ECU asynchrones oder synchrones Event der EC Flash Programmierung ECU Stimulation (Sensor Simulation) Flash Programmierung

13 ASAM Datenbank Datei: A2L Standard zur Beschreibung von ECU Speicherbereichen Informationen über relevante ECU Datenobjekte Messgrößen, Stellgrößen (1..3D) Speicheradressen, Datenlayout, Datentypen, etc. Konvertierung/Skalierungsregeln Datenbank wird autom. generiert bei ECU Software-Compilierprozess

14 Klassische ECU Testsystem inkl. ECU Messen-Kalibrieren (MC) Analog I/O Digital I/O CAN CAN (CCP / XCP ) Test System COM MCD-3 COM MCD3 Server Restbus Simulation, HIL

15 Integriertes MC Testsystem mit NI Komponenten Ethernet CAN Bus Analog I/O Digital I/O CAN CCP XCP/CAN XCP/Ethernet NI DAQmx NI-CAN NI ECU MC Test System Restbus Simulation, HIL

16 NI ECU Measurement and Calibration Toolkit High-level API zur einfachen Erstellung von Mess- und Kalibrierungsapplikationen CCP und XCP Master CCP und XCP (CAN, TCP, UDP) Unterstützung Zugriff auf ECU interne Daten Messgrößen (DAQ-Listen) Stellgrößen (Characteristiken 1D, 2D, 3D) Verwendung von ASAM A2L Datenbank Dateien Flash Programmierung

17 ECU MC Toolkit API Ähnlich zu DAQmx / NI-CAN Channel API DAQ-Liste lesen

18 ECU MC Toolkit API Charakteristik Schreiben/Lesen

19 ECU MC Toolkit API A2L Zugriff Bsp: Datenbank Browser

20 Kalibrierung mit LabVIEW

21 ECU MC Pakete Entwicklungs Lizenz 1149 Deployment Lizenz 429 Deployment + NI-USB CAN 728

22 Steuergeräte Diagnose stark ansteigende Komplexität elektronischer Fahrzeugsysteme Diagnosefunktionen in den Steuergeräten Fehlererkennung und Fehlermeldung Standardisierter Zugriff auf die Diagnose Informationen

23 Beispiel von Diagnose Anwendungen Grenzwertüberwachung Plausibilitätsprüfung Online Daten Speicherinhalt lesen/schreiben Aktivierung/Deaktivierung von Software Optionen ECU Software Flash Band-Ende Programmierung (Fertigung) Software Update (Fertigung, Werkstatt) (Sensor)daten erfassen (Entwicklung, Werkstatt) tt)

24 Klassische ECU Testsystem inkl. Diagnose (D) - Funktionen CAN Bus Analog I/O Digital I/O CAN CAN KWP2000, UDS, OBD Test System COM MCD-3 COM Diagnose Server Restbus Simulation, HIL

25 Integriertes Diagnose Testsystem Analog I/O Digital I/O CAN CAN NI-DAQmx NI-CAN NI-ADCS CAN Bus Test System Restbus Simulation, HIL

26 NI Automotive Diagnostic Command Set ADCS Unterstützt gängige Diagnose Protokolle KWP2000 UDS (Diag on CAN) Transport Protokolle ISO TP VW TP 2.0 Programmierung über LabVIEW (RT), CVI oder C/C++ NI-CAN PCI, PXI, PCMCIA, USB

27 ADCS Treiber Struktur

28 ADCS Beispiel Auslesen der unterstützen Diagnose Services

29 ADCS Beispiel Bibliothek praxisnahe Beispiele KWP2000 UDS ECU Simulator Diagnostic Monitor

30 LabVIEW Werkzeuge für die Kalibrierung und Diagnose von Kfz-Steuergeräten

31 ADCS Pakete Entwicklungs Lizenz 779 Deployment Lizenz 289 Deployment & NI-USB CAN 588

32 Integriertes NI MC+D Testsystem Ethernet CAN Bus Analog I/O Digital I/O CAN KWP2000 UDS NI-DAQmx NI-CAN NI-ADCS OBD CCP XCP/CAN XCP/Ethernet NI-ECU MC T t S t Test System Restbus Simulation, HIL