机车喷射系统诊断通讯参数研发计画

1、光陽公司計畫編號 : 97AF15機車噴射系統診斷通訊參數研發計畫期中報告委託廠商 : 光陽工業股份有限公司執行單位：國立虎尾科技大學 車輛工程系計畫主持人：褚文和 副教授撰寫人 : 賴大溪 教授 、陳啟成、林建成 研究生聯絡地址：雲林縣虎尾鎮文化路64號 車輛工程系聯絡電話 : 05-6315450, 05-6315692, 0939298643執行期間：民國97年7月1日至97年12月31日中華民國 九十七 年 十一 月 十七 日計畫編號 : 97AF15光陽公司機車噴射系統診斷通訊參數研發計畫期中報告 查核點1：資料鏈結層側錄 查核點2：認證密碼解晰委託廠商 : 光陽工業股份有限公司執行

2、單位：國立虎尾科技大學 車輛工程系計畫主持人：褚文和 副教授撰寫人 : 賴大溪 教授 、陳啟成、林建成 研究生聯絡地址：雲林縣虎尾鎮文化路64號 車輛工程系聯絡電話 : 05-6315450, 05-6315692, 0939298643執行期間：民國97年7月1日至97年12月31日中華民國 九十七 年 十一 月 十七 日目 錄目 錄.1圖目錄.2表目錄.3、RS232側錄程式7二、FI診斷儀器92.1診斷儀器簡介92.2診斷儀器模式10三、執行過程113.1 K-Line113.2 驗證傳輸鮑率113.3 確定傳輸鮑率123.4 認證密碼解析123.5 透過RS232側錄程式擷取資料123

3、.6 診斷儀器和ECU未連線前側錄133.7 般模式的側錄143.8 診斷模式下的側錄143.9 CO模式的側錄16四、目前進度16五、未來進度16圖目錄執行步驟示意圖6圖1-1 程式流程圖8圖2-1 診斷儀器9圖2-2 操作流程10圖3-1 示波器11圖3-2 RS232程式鮑率設定11圖3-3 接線配置12圖3-4 13圖3-5 14圖3-614圖3-7 14圖3-8 15圖3-9 15圖3-10 16表目錄表1查核點一覽表17摘 要 相較於傳統化油器的機車，採用電子噴射系統控制噴油及點火之機車引擎，一氧化碳及碳氫化合物等污燃物的排放減少上將近一半，又能減少約18%油耗。無論在環保或使用者

4、在燃料成本的節省及其他各項功能上，噴射引擎機車都較傳統化油器機車優越。由於配備電子噴射系統的機車，雖具備許多優點，卻因增加許多輸入感測器和輸出作動器，使得電子噴射系統的構造，變得更複雜。 自民國98年起，全國各大機車廠所生產販售機車均須搭載不同型式的電子式噴射系統，因為如何維修保養這些新技術產品，將是目前急需解決的課題。為使機車維修技工能迅速地診斷出機車的故障，使用診斷儀器乃是一種必要的手段。而機車用的診斷儀器的型式各有不同，甚至同廠牌的不同車種所使用的診斷儀器也不盡相同，因此增加了維修保養的困難度。 本計劃【機車噴射系統診斷通訊參數研發計畫】，係利用自行發展之訊框測錄程式的軟體，從旁擷取電子

5、噴射診斷系統之通訊訊框資料。藉由分析比對訊框訊息資料，除了可以了解故障碼讀取、清除故障碼外，也可以讀取引擎ECU之運轉參數如車型、引擎轉速、引擎溫度、進汽岐管壓力、進汽岐管溫度、轉倒感知器、電瓶電壓、O2 sensor電壓等。本計劃完成後，所設計之PC版簡易程式與他牌ECU通訊，可以透過與ECU單體及整車的通訊連線測試，驗證前面所敘之各項功能，以作為發展診斷程式軟體技術之所需。此外，藉由診斷維修軟硬體規格標準化，達成一套診斷系統，即能診斷多種廠牌及車型之目的，因此可以降低機車行所需添加設備之維修成本。目 標本計畫之目標為:(1). 解出他牌噴射ECU診斷通訊協定，如有認證密碼需包含認證密碼公式

6、解出。本項通訊協定需包含ECU參數讀取及故障碼讀取、故障碼清除。(2). 完成的通訊協定所包含之ECU參數讀取項目至少包含車型、引擎轉速、引擎溫度、進汽岐管壓力、進汽岐管溫度、轉倒感知器、電瓶電壓、O2 sensor電壓等。(3). 完成的通訊協定需包含固障碼讀取、故障碼清除。(4). 完成他牌通訊協定的完整解析報告，內含解析方法、步驟、ECU參數讀取、故障碼讀取及故障碼清除，如有認證密碼需包含通訊所需之認證密碼。(5). 完成PC版簡易程式與他牌ECU通訊，並使(2)及(3)之各項功能，須通過ECU單體及整車的通訊驗證。執行方法本計畫依下列步驟進行:(1). 資料收集、專利分析及軟體系統規劃

7、(2). 資料鏈結層軟體程式設計(3). 訊框側錄程式的軟體設計(4). 認證密碼解析(5). 應用層軟體程式設計(6). PC版簡易診斷程式軟體的程式設計(7). 診斷程式軟體與ECU單體及整車的通訊驗證 - 資料收集、專利分析及軟體系統規劃- 資料鏈結層軟體程式設計- 訊框側錄程式的軟體設計- 認證密碼解析-應用層軟體程式設計-PC版簡易診斷程式軟體的程式設計- 診斷程式軟體與ECU單體及整車的通訊驗證規劃設計研發設計整合驗證執行步驟示意圖、RS232側錄程式本程式訊息接收目的是接收ECU跟診斷儀器互相傳遞的訊息，其中在程式設計上必須確認診斷儀器的命令和ECU的回應訊息才接收，否則會造成程

8、式所接收資料的錯誤。因此，本程式採用多執行緒來設計。圖1-1為多執行緒的流程圖，其中多執行緒流程可分為以下四點。1. 首先在執行多執行緒程式之前， 需清除串列傳送與接收的暫存資料。2. 執行多執行緒程式。3. 等待接收訊息、結束執行緒以及時間逾時的事件觸發。4.1 接收訊息事件、接收程式對ECU回應之訊息做接收，並在資料接收完成後繼續做事件的等待。4.2 結束執行緒事件，接收程式結束多執行緒程式。4.3 時間逾時事件，當等待時間超過兩秒，多執行緒會跳出事件迴圈，並重新等待事件觸發。圖1-1 程式流程圖二、FI診斷儀器2.1 診斷儀器簡介圖2-1 : 診斷儀器l UP按鈕，DOWN按鈕CO調整汽

9、缸號碼，CO調整值，診斷代碼的變更等時使用。l MODE按鈕進入CO調整 / 診斷模式，決定使用何種模式。l 電源燈(綠色)電源供應到診斷儀器時點燈。l 警示燈(澄黃色)ECU檢驗出FI系統有異常時，ECU和故障診斷器間的異常檢出時點燈。l 液晶螢幕 作出引擎轉速、引擎溫度(水冷機種時為冷卻水溫度)自動診斷異常代碼、CO表示值、診斷代碼等的顯示。 2.2 診斷儀器模式 : 可以分為三個模式，一般模式、DIAG模式及CO模式，操作流程如圖所示。圖2-2 操作流程三、執行過程3.1 從車上的ECU線路中，找出診斷儀器和ECU之間溝通的傳輸線(K-Line) K-Line是屬於半雙工的傳輸模式，它被

10、診斷系統用來喚醒ECU的初始化模式，在傳送完初始化資訊後，K-Line於診斷系統與ECU間，以雙向傳輸訊號的方式作為診斷通訊。3.2 驗證傳輸鮑率 從K-Line拉出一條線透過示波器，觀察其波形的最小間隔約為68s，換算成鮑率約為14700 kbs，可看成11400kbs，因有正負5%的誤差，如圖3-1所示。此外，從RS232測錄程式將其傳輸速度設14400kbs，並可擷取到訊息，如圖所示3-2。圖3-1示波器圖3-2 RS232程式鮑率設定3.3 確定鮑率為14400kbs，且推斷可能為自訂協定 查詢通訊協定相關資料、書籍，並沒有找到鮑率為14400kbs的協定，因此推斷他牌可能使用自訂協定

11、。如此一來，並無相關訊框格式資料可以參考，會增加解出及設計應用層的困難度。3.4 認證密碼解析 在Y牌連線初始化中，並無認證密碼。至於S牌密碼部分：公司所提供的乃為正確公式如式1:K = (S * P1) xor P2 (1)期中K 為光陽公司所測錄提供之Key，S為光陽公司所測錄提供之Seed，而p1及p2為待求之密碼部分。所解出之密碼p1及p2分別為：p1=0x7b2af27e;p2=0x17c22b2d;例一:S: A238A23B，則 k = 402bb427。例二:S: 5FDD5FDF，則 k = 44e9d6ef。本組密碼p1及p2經光陽公司驗證結果，目前屬正確之解。3.5 透過

12、RS232側錄程式擷取資料 從ECU上的K-Line分為兩條線，其中一條線接到診斷儀器，另一條接到RS232轉換電路板上並透過RS232轉接頭Rx與 Tx 端接到PC電腦，如圖3-3所示。ECU診斷儀器轉換電路板RS232側錄程式圖3-3 接線配置3.6 診斷儀器和ECU未連線前的側錄 診斷儀器和ECU未連線前，在診斷儀器上出現Wait For Connection，此時RS232側錄程式擷取到重複發送的FD訊息，此FD為診斷儀器發出的請求連線訊息。連線後，在FD後的五組訊息，80 80 80 80 80為ECU回應的訊息，81為診斷儀器送出的Request，而後面訊息為ECU回應的訊息，如圖

13、3-4所示。 圖3-4 3.7 一般模式的側錄 一般模式下，圖3-5為利用RS232所收到的訊息，圖3-6為儀器上的值，分別顯示出轉速、進氣溫度、 S/D代碼(故障碼)。圖3-5圖3-6 3.8 診斷模式下的側錄 在CO / DIAG選單下選擇DIAG，RS232測錄程式所側錄到的訊號，如圖3-7所示。 圖3-7 進入後診斷碼為D01: 0，可使用DOWN鍵往下跳至D70: 00，如圖3-8所示。圖3-8 從D01切換至D70的訊息中，可以發現出規律，再每七筆固定訊息後，儀器才會有收到一筆有資料的訊息，而且確定須在此筆送出請求才會有作用，如圖3-9。n EA為放開Mode鍵後，診斷器所送出的Requestn EE為壓下Mode鍵後，診斷器所送出的Requestn EC為壓下Down鍵後，診斷器所送出的Requestn EB為壓下Up鍵後，診斷器所送出的Request圖3-93.9 CO模式的側錄 在CO / DIAG選單下選擇CO，並且進入CO模式，RS232側錄程式所側錄到的訊號，如圖3-10所示。 圖3-10四、目前進度已確定請求訊息碼為FD、EA、EE、EB及EC，並且可以透過側錄程式自行發送請求碼控制ECU作動與溝通；一般模式，DLAG模式D01D70及CO模式中所有功能訊息側錄完畢。五、未來進度1. 解析ECU所回應之訊息內容代表意義為何，以便破解應用層2.