汽車裝配線電器模塊數(shù)據(jù)匹配刷寫的研究

田 瑞，肖文龍 Tian Rui，Xiao Wenlong

?

汽車裝配線電器模塊數(shù)據(jù)匹配刷寫的研究

田 瑞，肖文龍 Tian Rui，Xiao Wenlong

(長(zhǎng)城汽車股份有限公司 河北省汽車工程技術(shù)研究中心，河北 保定 071000)

隨著電子電器技術(shù)的不斷發(fā)展，汽車配置愈加豐富，ECU（Electronic Control Unit，電子控制單元）等電器模塊除在總裝進(jìn)行安裝外，還需要進(jìn)行數(shù)據(jù)刷寫，以實(shí)現(xiàn)不同配置的電器模塊的功能。汽車裝配線主要涉及鑰匙、電子轉(zhuǎn)向鎖匹配學(xué)習(xí)，發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)刷寫，防盜匹配，整車配置字刷寫，胎壓匹配5大項(xiàng)，從總裝數(shù)據(jù)刷寫匹配工藝角度深入分析總裝工藝采用的方式。

汽車裝配線；ECU；總裝數(shù)據(jù)刷寫

0 引 言

隨著電子電器技術(shù)的發(fā)展，汽車的配置愈加豐富，從成本、防錯(cuò)、工藝等方面考慮，涉及到總裝車間電器刷寫的項(xiàng)目越來越多。

1 總裝數(shù)據(jù)刷寫、匹配分類

總裝汽車裝配線在完成所有電子電器件裝配后，因整車配置不同，需要進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的刷寫、學(xué)習(xí)匹配，現(xiàn)對(duì)涉及到的鑰匙、電子轉(zhuǎn)向鎖匹配學(xué)習(xí)，發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)刷寫，防盜匹配，整車配置字刷寫，胎壓匹配5大項(xiàng)，從總裝數(shù)據(jù)刷寫匹配工藝角度深入分析總裝工藝采用的方式。

1.1 鑰匙、電子轉(zhuǎn)向鎖匹配學(xué)習(xí)

鑰匙、電子轉(zhuǎn)向鎖匹配學(xué)習(xí)適用于按鍵式一鍵啟動(dòng)配置的車型，需與防盜匹配區(qū)分開，首先實(shí)行按鍵式一鍵啟動(dòng)開關(guān)上電功能，以滿足后續(xù)其他電檢項(xiàng)目的上電條件；對(duì)于非一鍵啟動(dòng)配置車型，可以通過機(jī)械鑰匙進(jìn)行上電，防盜匹配包括鑰匙匹配過程，在工藝排布過程中需要區(qū)分開。

鑰匙、電子轉(zhuǎn)向鎖匹配學(xué)習(xí)主要包括以下內(nèi)容，如圖1所示[1]。

設(shè)備掃描VIN后，通過加密算法生成PIN，并將VIN和PIN寫入防盜控制器，防盜控制器生成SK，鎖定防盜控制器。

認(rèn)證匹配鑰匙時(shí)，將SK寫入鑰匙，同時(shí)將每個(gè)鑰匙中唯一的ID（Identification，身份標(biāo)識(shí)號(hào)碼）寫入防盜控制器；鑰匙通過加密算法生成A并反饋給防盜控制器。同時(shí)，防盜控制器結(jié)合自身存儲(chǔ)的密碼和SK，計(jì)算得到結(jié)果B，比對(duì)A 和B，若兩者相等，則鑰匙認(rèn)證通過。

在此過程中，鑰匙需放置在車內(nèi)防盜線圈周邊，如有多把鑰匙，需根據(jù)設(shè)備提示，對(duì)多把鑰匙依次進(jìn)行學(xué)習(xí)匹配；整個(gè)過程涉及到PEPS控制器、防盜線圈、鑰匙、電子轉(zhuǎn)向鎖、蓄電池正負(fù)極線束連接，對(duì)總裝工藝排布存在依賴性。

1.2 發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)刷寫

發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)刷寫主要包括汽油和柴油發(fā)動(dòng)機(jī)ECM（Engine Control Module，發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊）數(shù)據(jù)刷寫，對(duì)于純電動(dòng)車主要涉及整車控制器數(shù)據(jù)刷寫。ECU（Electronic Control Unit，電子控制單元）數(shù)據(jù)刷寫，又稱為ECU數(shù)據(jù)灌裝，其基本原理是：外部數(shù)據(jù)刷寫工具通過ECU通信網(wǎng)絡(luò)，向ECU發(fā)送數(shù)據(jù)信息，實(shí)現(xiàn)ECU數(shù)據(jù)的管理和更新，使同一款ECU滿足不同車輛的控制需求，降低ECU研發(fā)和維護(hù)成本。

注：PIN（Personal Identification Number，個(gè)人識(shí)別代碼），設(shè)備根據(jù)17位VIN信息，通過特定的公式算法，生成十六進(jìn)制8位PIN；VIN（Vehicle Identification Number，車輛識(shí)別號(hào)碼）；PEPS（Passive Entry Passive Start，無鑰匙進(jìn)入和啟動(dòng)系統(tǒng)）；SK（Secret Key，密鑰碼）是通信加密算法的密鑰，一般長(zhǎng)度為128 byte，SK在每次整套系統(tǒng)匹配時(shí)隨機(jī)產(chǎn)生，防盜系統(tǒng)匹配成功后，SK就成為各部分識(shí)別的密碼。

發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)刷寫在總裝工藝形式上可分為兩種，一種為線下數(shù)據(jù)刷寫，即在發(fā)動(dòng)機(jī)ECM裝配到整車前，在線下進(jìn)行數(shù)據(jù)刷寫；另一種為線上數(shù)據(jù)刷寫，即在發(fā)動(dòng)機(jī)ECM裝配完成后，通過OBD（On Board Diagnostics，車載診斷系統(tǒng)）外接設(shè)備進(jìn)行刷寫。兩種形式都滿足數(shù)據(jù)刷寫的需求，線下數(shù)據(jù)刷寫方式需要做好工藝防錯(cuò)，規(guī)避刷寫完成的發(fā)動(dòng)機(jī)ECM錯(cuò)裝到其他配置整車上；線上數(shù)據(jù)刷寫方式可建立VIN、數(shù)據(jù)配置代碼、物料號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)形式，通過掃描VIN調(diào)取數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)應(yīng)的刷寫數(shù)據(jù)，有效規(guī)避數(shù)據(jù)刷寫錯(cuò)誤，但是因?yàn)樾枰ㄟ^設(shè)備，包括OBD、網(wǎng)關(guān)、ECM，所以在數(shù)據(jù)刷寫時(shí)間上比線下刷寫數(shù)據(jù)花費(fèi)長(zhǎng)。

1.3 整車配置字刷寫

配置信息里包含有整車相關(guān)配置，通過下線設(shè)備或診斷儀寫入各ECU內(nèi)部，ECU通過配置信息識(shí)別整車配置，然后調(diào)用不同的軟件來實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)功能，實(shí)現(xiàn)了同一個(gè)零件號(hào)的ECU可以適用于幾款甚至十幾款車型，減少了零件的種類。

總裝工藝在同步過程中，需識(shí)別整車配置字?jǐn)?shù)量，制定總裝數(shù)據(jù)刷寫工藝方案，降低刷寫設(shè)備升級(jí)次數(shù)（升級(jí)費(fèi)用平均1萬元/次），降低過程開發(fā)成本。

配置字由字節(jié)（byte）組成，每個(gè)字節(jié)有8 bit，各種配置信息由二進(jìn)制數(shù)0、1表示，錄入后轉(zhuǎn)化成十六進(jìn)制數(shù)0~F進(jìn)行刷寫匹配。

以配置字17個(gè)字節(jié)中1個(gè)字節(jié)為例進(jìn)行說明，見表1。

表1 配置字某字節(jié)

十六進(jìn)制中各值分別為：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A（代表10）、B（代表11）、C（代表12）、D（代表13）、E（代表14）、F（代表15）。

經(jīng)過計(jì)算，表1中字節(jié)在ECU中的十六進(jìn)制數(shù)值為62。

1.4 VIN寫入

汽車ECU應(yīng)存儲(chǔ)VIN等特征信息，且存儲(chǔ)的特征信息不應(yīng)被篡改，并能被市場(chǎng)上可獲取的工具讀取。

1.5 數(shù)據(jù)讀取上傳

針對(duì)配置車聯(lián)網(wǎng)功能的車型在生產(chǎn)線上必須讀取VIN、ICCID（Integrate Circuit Card Identification，集成電路卡識(shí)別碼）、IMSI（International Mobile Subscriber Identification，國(guó)際移動(dòng)用戶識(shí)別碼）信息并上傳至本地設(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù)，三者一一對(duì)應(yīng)，ICCID、IMSI是車上裝配的物聯(lián)網(wǎng)卡信息。車輛銷售時(shí)可根據(jù)車輛信息激活對(duì)應(yīng)的物聯(lián)網(wǎng)卡，開通車聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，包括：

1）新能源車型，按照國(guó)家規(guī)定進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，并實(shí)時(shí)監(jiān)控整車電池包、電機(jī)等零件信息；

2）遠(yuǎn)程控制類，例如通過手機(jī)APP啟動(dòng)或關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，解閉鎖，開關(guān)空調(diào)等；

3）車況檢測(cè)類，通過手機(jī)遠(yuǎn)程檢測(cè)車況信息；

4）服務(wù)類，包括呼叫中心服務(wù)，道路救援，緊急救援等。

1.6 BCM下線檢測(cè)

BCM（Bady Control Module，車身控制器）是包含各類燈以及門鎖功能的模塊，用來控制不需要專用控制器的常用功能，包括車窗、車鏡、車門鎖、車燈、雨刷控制，實(shí)現(xiàn)接收車鑰匙信息和胎壓監(jiān)測(cè)信息等，BCM下線檢測(cè)是通過設(shè)備輸入信號(hào)對(duì)BCM控制的車身功能進(jìn)行在線檢測(cè)，如圖2所示。

圖2 BCM功能信號(hào)

1.7 故障碼清除

主要清除歷史故障碼，歷史故障碼是過去發(fā)生但當(dāng)前沒有發(fā)生的故障所產(chǎn)生的還未被清除的故障碼，前期故障已經(jīng)被排除，該故障碼被清除后不會(huì)再次產(chǎn)生，利用外接設(shè)備解碼器，按照提示自動(dòng)清除故障碼。

對(duì)于不能清除的故障碼，需要進(jìn)一步對(duì)故障進(jìn)行排查，解除故障后，再使用設(shè)備清除故障碼。

2 總裝數(shù)據(jù)刷寫匹配工藝方案

從刷寫質(zhì)量、設(shè)備投入成本和節(jié)拍上對(duì)總裝數(shù)據(jù)刷寫匹配的工藝進(jìn)行排布，有以下兩種方案。

方案1：整體布置主要集中在最終裝配線程序檢查和測(cè)試工位、檢測(cè)線四輪轉(zhuǎn)鼓工位，見表2；各工序布置如圖3所示。

表2 工位布置

圖3 方案1工序布置圖

方案2：數(shù)據(jù)刷寫通過離線方式，對(duì)分裝件或在ECU裝配前，線下通過設(shè)備進(jìn)行刷寫，其他項(xiàng)目整體布置主要集中在綜合線（組裝線）、檢測(cè)線的四輪轉(zhuǎn)鼓工位，如圖4所示。

圖4 方案2工序布置圖

3 方案對(duì)比分析

電器模塊數(shù)據(jù)刷寫匹配中，方案1和方案2的主要區(qū)別是控制器數(shù)據(jù)刷寫工藝形式不同，方案1在線通過整車車輛診斷接口刷寫，方案2設(shè)備直接連接控制器端口進(jìn)行刷寫，具體見表3。

表3 方案對(duì)比

通過對(duì)比分析方案1、2，最終確定各工位布置見表4。

表4 最優(yōu)布置方案

4 總 結(jié)

汽車制造已經(jīng)進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，越來越多的配置功能和電器配件需要在總裝車間實(shí)現(xiàn)，相對(duì)應(yīng)的工藝研究、解決方案需要提前策劃，高效、成熟的總裝工藝是制造汽車必不可少的一部分。

[1]鄒凡剛，陳善彪，廖歡. 汽車制造過程常見電器模塊刷寫數(shù)據(jù)的研究[J]. 時(shí)代汽車，2017（1）：79-80.

2018-12-11

1002-4581（2019）02-0040-04

U468.2+1

A

10.14175/j.issn.1002-4581.2019.02.011