【摘 要】隨著汽車智能化與個(gè)性化需求的日益增長(zhǎng)，如何在保證車輛功能多樣化的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)軟件的高效復(fù)用與統(tǒng)一維護(hù)，成為汽車行業(yè)面臨的重要挑戰(zhàn)。文章提出汽車配置參數(shù)（Car Config Parameter，CCP）的概念，詳細(xì)介紹CCP在軟件開發(fā)中的實(shí)現(xiàn)過程，包括配置參數(shù)的定義、報(bào)文的接收與檢驗(yàn)、診斷報(bào)碼的實(shí)現(xiàn)以及高級(jí)功能和轉(zhuǎn)向手感的選擇。最后，通過CANoe對(duì)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)發(fā)送CCP配置參數(shù)來進(jìn)行仿真和驗(yàn)證。結(jié)果表明該設(shè)計(jì)能夠有效地實(shí)現(xiàn)配置參數(shù)的動(dòng)態(tài)加載與功能切換，并且能夠按照預(yù)期報(bào)出診斷故障碼（DTC）。

【關(guān)鍵詞】汽車配置參數(shù);DTC;高級(jí)功能;Tuning參數(shù)

中圖分類號(hào)：U463.654 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-8639（ 2024 ）11-0047-04

Design and Implementation of Vehicle Parameter Configuration of Automobile Steering System

【Abstract】With the increasing demand for automotive intelligence and personalization，how to realize efficient software reuse and unified maintenance while ensuring the diversification of vehicle functions has become an important challenge for the automotive industry. In this paper，the concept of Car Config Parameter（CCP）is proposed，and the implementation process of CCP in software development is introduced in detail，including the definition of configuration parameters，the receiving and checking of messages，the implementation of diagnostic codes，and the selection of advanced functions and steering feel. Finally，CCP configuration parameters were sent to the steering system by CANoe for simulation and verification. The results show that the design can realize dynamic loading of configuration parameters and function switching effectively，and can report the diagnostic fault code as expected.

【Key words】vehicle configuration parameters;DTC;advanced functions;tuning parameter

汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)作為車輛操控性的核心組成部分，無疑是連接駕駛員意圖與車輛行駛方向的橋梁，更是確保行車安全、提升駕駛體驗(yàn)的關(guān)鍵[1]。隨著汽車技術(shù)的不斷進(jìn)步，現(xiàn)代汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)還融入駕駛輔助功能的集成，進(jìn)一步提升了駕駛的便捷性和舒適性。在快速發(fā)展的汽車行業(yè)中，隨著消費(fèi)者對(duì)車輛功能多樣化與個(gè)性化需求的日益增長(zhǎng)，汽車制造商面臨著如何在保持成本效益的同時(shí)，提供高度定制化產(chǎn)品的挑戰(zhàn)[2]。本文提出CCP設(shè)計(jì)，作為EPS與上位機(jī)高級(jí)功能交互實(shí)現(xiàn)的橋梁，通過預(yù)設(shè)一系列配置參數(shù)，允許制造商在不改變軟件主體架構(gòu)的前提下，靈活調(diào)整車輛的功能配置，使得同一版本的軟件能夠適配不同配置級(jí)別的車型。這種設(shè)計(jì)策略不僅提高了軟件的復(fù)用度，降低了開發(fā)成本，還加速了新產(chǎn)品的上市速度，滿足了市場(chǎng)快速變化的需求。

1 CCP的功能設(shè)計(jì)

1.1 概述

轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的車輛配置參數(shù)CCP（Car Config Parameter）是連接車輛中央控制單元與電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（Electric Power Steering，EPS）的橋梁，該軟件通過接收整車中央控制模塊發(fā)送的車輛參數(shù)信號(hào)，通過高效解析并響應(yīng)來自整車控制系統(tǒng)的參數(shù)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了在不觸動(dòng)底層軟硬件架構(gòu)的前提下，靈活調(diào)整EPS系統(tǒng)的操控手感曲線，極大地增強(qiáng)了駕駛體驗(yàn)的個(gè)性化與適應(yīng)性。更為重要的是，CCP軟件還賦予了車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)更高級(jí)別的功能配置能力，如車道保持輔助（Lane Keeping Assist，LKA）、自動(dòng)泊車系統(tǒng)（Automatic Parking System，APS）[3]等智能化功能的兼容性驗(yàn)證與啟用，為現(xiàn)代汽車智能化、自動(dòng)化發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的軟件支持。這種靈活性與可擴(kuò)展性，使得CCP能夠緊密跟隨并滿足原始設(shè)備制造商（OEM）日益增長(zhǎng)的車輛功能定制化需求，通過模塊化設(shè)計(jì)，輕松適應(yīng)不同車型與市場(chǎng)的獨(dú)特要求。

在技術(shù)實(shí)現(xiàn)層面，CCP軟件的核心功能架構(gòu)主要由3大模塊構(gòu)成：①CCP數(shù)據(jù)處理及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，負(fù)責(zé)接收、解析并存儲(chǔ)來自整車控制節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)信息，為后續(xù)的配置調(diào)整與功能實(shí)現(xiàn)提供精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)支撐;②CCP異常檢測(cè)模塊，作為系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的守護(hù)者，實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)流動(dòng)與功能執(zhí)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并報(bào)告潛在故障或異常，確保轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的安全性與可靠性;③CCP高級(jí)功能及手感選擇模塊，則是實(shí)現(xiàn)個(gè)性化定制與高級(jí)功能配置的關(guān)鍵，讓用戶或OEM能夠輕松選擇適合的操控手感曲線，并驗(yàn)證、激活車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的高級(jí)輔助駕駛功能。CCP軟件架構(gòu)如圖1所示。

1.2 CCP功能設(shè)計(jì)

1.2.1 CCP數(shù)據(jù)格式

每個(gè)CCP大小為1Byte，254個(gè)可能的十六進(jìn)制數(shù)（除了0x00和0xff），CCP數(shù)據(jù)包含在VddmChas1Fr30（ID：0x250）和VddmChas1Fr33（ID：0x3F7）兩幀報(bào)文中。以VddmChas1Fr30報(bào)文數(shù)據(jù)為例進(jìn)行解析，CCP與Tuning車型匹配關(guān)系見表1。

CCFReqMsg（ID：0x250）包含CCP1-504的信號(hào)，其對(duì)應(yīng)的位置解析計(jì)算方法：BlockID#=int[（CCP#+6）/7]、BytePos#=CCP#-（BlockID#×7-6）+2。

例如報(bào)文為：47 00 00 00 02 00 00 00，BlockID#=0x47、BytePos#=5，可以計(jì)算出對(duì)應(yīng)的CCP ID=494。這個(gè)CCP號(hào)在軟件中定義為yeeHighwayAssist_xdu8，含義為高速行駛的車道保持。

1.2.2 CCP信號(hào)處理

從總線上接收?qǐng)?bào)文，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效性檢查，判定是否在CCP預(yù)先定義好的有效范圍內(nèi)，如果都在有效值范圍內(nèi)，則本次點(diǎn)火循環(huán)接收到的這組CCP信號(hào)有效;如果不在有效值范圍內(nèi)，并且不能為0xff，則使用damos_nv來記錄無效值，更新對(duì)應(yīng)位置掩碼為0用來報(bào)碼，而后將這些掩碼傳遞給CCP異常檢測(cè)模塊。CCP信號(hào)處理如圖2所示。

1.2.3 CCP信號(hào)存儲(chǔ)

CCP模塊在校驗(yàn)完成所有數(shù)據(jù)之后，通過CarConfig_ Write（）API將CCP信號(hào)參數(shù)存儲(chǔ)到NVM。當(dāng)下個(gè)點(diǎn)火周期上電后，DCMNvDataI_RE_CarConfig（）API將上個(gè)點(diǎn)火循環(huán)存儲(chǔ)的CCP參數(shù)同步到CCP模塊中。

1.2.4 CCP報(bào)碼設(shè)計(jì)

在CCP功能中根據(jù)從節(jié)點(diǎn)的ECU是否有完整接收并評(píng)估過所需支持的CCP參數(shù)，將ECU分為以下兩種狀態(tài)。

1）Bulk State。未經(jīng)編程的ECU，即空件，沒有配置過CCP參數(shù)值。如果接收到的CCP參數(shù)完整性沒問題，但是有效性錯(cuò)誤，那么會(huì)報(bào)出DTC E30055和E30056，同時(shí)會(huì)記錄無效CCP值。如果接收到的參數(shù)不完整，則會(huì)報(bào)DTC E30056。通過DID E103可以獲取記錄的無效值。報(bào)碼流程如圖3所示。

2）Valid Configured State。所有預(yù)期/允許的CCP值都在使用中，并且所有值已經(jīng)至少被評(píng)估一次，且是有效的。在此狀態(tài)下，僅用于檢測(cè)車輛配置的可能變化。只有在滿足接收數(shù)據(jù)的完整性且存在無效數(shù)據(jù)的情況下，才會(huì)報(bào)DTC E30056并且DID E103會(huì)記錄無效CCP數(shù)據(jù)。報(bào)碼流程如圖4所示。

兩種狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換如圖5所示。剛出廠的EPS從未配置過CCP參數(shù)處于Bulk State（初始狀態(tài)）。整車每次上電30s內(nèi)，EPS接收來自中央控制器的所有CCP參數(shù)，并且在判斷這些參數(shù)全部有效后，下KL15電，使接收到的有效CCP參數(shù)存到EPS控制器NVM內(nèi)，完成這些操作后，EPS便進(jìn)入Valid Configuration State（有效配置狀態(tài)）。而想要從Bulk State狀態(tài)進(jìn)入Valid Configuration State，只能通過清除NVM內(nèi)的CCP有效值來還原Bulk State狀態(tài)。

通過DID E103可以進(jìn)行無效參數(shù)讀取，如果CCP軟件識(shí)別到當(dāng)前駕駛循環(huán)整車中央控制器發(fā)送的CCP參數(shù)為無效值，則把無效參數(shù)賦值damos_nv，并且由CCP數(shù)據(jù)處理及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊將這些值存入NVM，使OEM可以通過診斷服務(wù)$22來隨時(shí)讀取無效值，有利于故障診斷。

1.2.5 CCP高級(jí)功能使能

目前EPS所支持的常見的高級(jí)功能，如自動(dòng)泊車、車道保持、緊急避讓以及自動(dòng)駕駛相關(guān)的功能等，這些功能的開啟需要CCP參數(shù)輸入Enable/Disable相應(yīng)的高級(jí)功能。

EPS上電后，從NVM中獲取上個(gè)點(diǎn)火循環(huán)存儲(chǔ)CCP參數(shù)值，判斷這些值是否為有效值，且不等于0xff，條件滿足即使能相應(yīng)的高級(jí)功能，這個(gè)過程在上電的500ms內(nèi)即可完成。CCP參數(shù)使能高級(jí)功能邏輯如圖6所示。

1.2.6 CCP參數(shù)選擇Tuning曲線

為了滿足同一版軟件支持不同車型的手感曲線，在定義的很多CCP參數(shù)中，使用CCP1和CCP13來共同作為車型區(qū)分。CCP與Tuning車型匹配關(guān)系見表2。

2 測(cè)試驗(yàn)證

前文中對(duì)CCP的功能進(jìn)行了設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，需要進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。發(fā)送端采用CANoe和Panel界面建立仿真模型。圖7為CAPL語言的CCP配置參數(shù)，圖8為整車仿真工程。

測(cè)試的總體步驟為：車輛的駕駛模式切為usgModActv，向總線發(fā)送CCP參數(shù)，等待30s后，K15下電存儲(chǔ)CCP的參數(shù)值，然后再次上電。

1）CCP有效值存儲(chǔ)測(cè)試：CCP參數(shù)全配為有效值，觀測(cè)CCP對(duì)應(yīng)內(nèi)部的damos值均為有效值，對(duì)應(yīng)的damos_nv=255，并沒有報(bào)DTC。如圖9所示。

2）CCP1無效值報(bào)碼：當(dāng)發(fā)送無效CCP1時(shí)，對(duì)應(yīng)的damos_nv記錄無效值，并且報(bào)30057，上電后接收到的CCP1 Vehicle Type不在有效值范圍內(nèi)。如圖10所示。

3）在Bulk State之下發(fā)送無效CCP值時(shí)，對(duì)應(yīng)的damos_nv記錄無效值，并且報(bào)E30055和E30056。如圖11所示。

4）在Valid Configured State下發(fā)送無效CCP值時(shí)，對(duì)應(yīng)的damos_nv記錄無效值，并且報(bào)E30056。如圖12所示。

經(jīng)過上述的測(cè)試，本文第2章的設(shè)計(jì)方法合理，能夠?qū)CP的參數(shù)配置有效的存儲(chǔ)和報(bào)碼。

3 結(jié)束語

本文詳細(xì)闡述了汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的車輛參數(shù)配置設(shè)計(jì)方法，涵蓋了CCP數(shù)據(jù)處理、存儲(chǔ)以及異常檢測(cè)等方面內(nèi)容，并進(jìn)行了詳細(xì)的測(cè)試。測(cè)試結(jié)果表明，該設(shè)計(jì)能夠成功實(shí)現(xiàn)相關(guān)功能，大大提高了軟件對(duì)車輛的兼容性。

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