重型汽车发动机ECU紧急解锁装置及其方法与流程

本发明属于汽车电子应用领域，具体涉及一种重型汽车发动机ECU紧急解锁的装置和方法。

背景技术：

CAN总线技术是目前汽车控制领域应用最为广泛的一种汽车总线技术。重型汽车发动机ECU与检测终端之间采用CAN总线通讯模式。CAN总线是实施电子装置之间信息交换的一种串行通信方式，其方法是，利用金属线分别连接各个电子装置中CAN通信接口电路的输入输出信号端，构成基于总线的数据通信网络，完成电子装置之间的信息交换。

随着我国国III排放标准和欧III排放标准的逐步实施，越来越多的重型汽车将采用电喷发动机。对于装配了电喷发动机的重型汽车，由于发动机与车身的其他网络节点如ABS系统、空气悬挂系统、空调系统等存在着大量数据信息交换和共享，为了保证通信的实时性和可靠性，将CAN总线技术应用于重型汽车控制已成为一种必然趋势。

对于市场上现有的重型汽车CAN总线产品而言，当重型汽车发动机ECU发生未经许可的软件刷机，导致重型汽车发动机ECU形成软件不稳定因素，尤其在夜间或者恶劣天气下行车时，重型汽车发动机ECU一旦出现故障，可能导致整车处于自锁定状态，从而汽车必须立即停车甚至再也无法启动，这会给正常的生产和生活带来极大的不便。当发动机进入自锁定状态时，可使用解锁装置解除发动机锁定，进而重新升级发动机ECU软件版本，从而解决上述问题，使重型汽车回复到正常状态。

发明专利内容

本发明的目的在于克服未经许可及授权的软件版本刷入重型汽车发动机ECU或重型汽车发动机因复杂工况而导致发动机自锁定时，暂时使发动机解除自锁定，为重型汽车维修带来便利，而提供一种重型汽车发动机ECU紧急解锁装置及其方 法。解决了重型汽车发动机ECU发生未经许可的软件刷机导致重型汽车发动机ECU进入自锁定状态后，临时解锁重新升级重型汽车发动机ECU软件版本的问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种重型汽车发动机ECU紧急解锁装置，其特征在于，包括解锁终端，解锁终端包括解锁终端CAN总线控制器、解锁终端CPU、人机交互装置、电源模块、时钟模块；具体地：

解锁终端的CAN总线控制器连接重型汽车发动机ECU的CAN总线控制器，构成CAN总线通信系统；

解锁终端CAN总线控制器连接解锁终端CPU；

人机交互装置连接解锁终端CPU，人机交互装置设有紧急解锁码输入界面，供紧急解锁码输入；

解锁终端CPU包括解锁码匹配模块、解除锁定控制单元，解锁码匹配模块将紧急解锁码进行匹配验证，验证成功则与解除锁定控制单元进行连接，解除锁定控制单元连接解锁终端的CAN总线控制器，解除锁定控制单元控制重型汽车发动机ECU解锁。

进一步地，所述的重型汽车发动机ECU与解锁终端由两根金属导线连接；解锁终端的时钟模块采用时钟晶振；解锁终端的电源模块采用电源控制芯片。

进一步地，所述的紧急解锁码由上位机生成，上位机与解锁终端之间的通讯采用人或网络连接，所述的上位机根据指定要素生成紧急解锁码，该紧急解锁码用于解锁终端的人机交互装置上，该指定要素包括时间或该车辆的相关ID或该解锁终端的相关ID。

进一步地，解锁终端包括显示装置，显示装置连接解锁终端CPU，显示装置显示的内容包括重型汽车发动机ECU回传的应答指令信息、解锁终端CPU解锁状态信息，显示装置包括语音提示装置、或显示屏、或语音提示装置和显示屏。

进一步地，解锁终端包括手机通讯单元，手机通讯单元设有唯一的手机号码，所述的指定要素包括时间、该辆车的车辆VIN、该辆车配发的解锁终端ID、该解锁终端的手机通讯单元的手机号码其中之一或之二或多个或全部。

进一步地，所述的解锁码匹配模块包括解锁码生成模块、解锁码算法验证模块，所述的解锁码生成模块根据指定要素生成验证码，解锁码算法验证模块从解锁码生成模块获得该验证码，解锁码算法验证模块通过人机交互装置获得紧急解锁码，对 该验证码与该紧急解锁码进行比较，如相应则验证成功，如不相应则验证失败，根据验证结果，解锁码算法验证模块选择性地连接车辆解锁成功模块或车辆解锁失败模块。

进一步地，所述的解锁终端CPU包括依次连接的如下模块：

紧急解锁功能开始模块，该模块接收外部指令启动紧急解锁功能；紧急解锁功能设置模块，通过人机交互界面被选择进入紧急解锁功能的指令，连接解锁码输入模块；

解锁码输入模块，该模块连接人机交互界面获得输入的紧急解锁码，并将该紧急解锁码发送给下一模块；

解锁码输入完毕模块，该模块根据人机交互界面的是否输入完毕的指令判断，如输入未完则返回解锁码输入模块，如输入完毕则连接解锁码算法验证模块；

解锁码算法验证模块，解锁码算法验证模块并联连接解锁成功模块、解锁失败模块，将紧急解锁码与解锁终端采用相同算法、相同要素生成的验证码进行匹配，如匹配成功则发送指令给发动机ECU进行解锁并进入解锁成功模块，如匹配失败则进入解锁失败模块；

解锁成功模块、解锁失败模块均连接解锁功能结束模块。

进一步地，所述的上位机包括依次连接的解锁码要素获得模块、时间获取模块、与运算模块、或运算模块、异或运算模块、ASCII码转化模块、码元判断及组合模块、解锁码生成模块、结束模块，其中：解锁码要素获得模块获得所需解码的车辆VIN、该辆车配发的解锁终端ID、该解锁终端的手机通讯单元的手机号码；时间获取模块自动获取当前系统时间；与运算模块，将当前系统时间、所需解码的车辆VIN、该辆车配发的解锁终端ID、该解锁终端的手机通讯单元的手机号码参数进行与运算；或运算模块，将当前系统时间、所需解码的车辆VIN、该辆车配发的解锁终端ID、该解锁终端的手机通讯单元的手机号码参数进行或运算；异或运算模块，将当前系统时间、所需解码的车辆VIN、该辆车配发的解锁终端ID、该解锁终端的手机通讯单元的手机号码参数进行异或运算；ASCII码转化模块，将经与运算模块、或运算模块、异或运算模块得到的运算结果转化为ASCII码；码元判断及组合模块，对码元是否大于指定数值进行判断，剔除异常值，将码元组合成ASCII解锁码；解锁码生成模块，获得上一模块的ASCII解锁码，准备输出；结束模块，将结果输出并结束任务。

一种重型汽车发动机ECU紧急解锁方法，其特征在于，采用解锁终端，解锁终端包括解锁终端CAN总线控制器，包括如下步骤：

第一步，采用金属导线连接需解锁重型汽车发动机ECU(22)的CAN总线控制器(30)接口和解锁终端(26)的CAN总线控制器(24)接口，构成CAN总线通信系统，使重型汽车发动机ECU(22)与具有重型汽车发动机ECU紧急解锁功能的解锁终端(26)之间通过CAN总线进行CAN信息交互；

第二步，解锁终端(26)的人机交互界面接收输入的紧急解锁码，解锁终端对紧急解锁码进行匹配后，解锁终端向重型汽车发动机ECU(22)发送解锁指令；所述的紧急解锁码从外部系统或车联网的后台获得；该紧急解锁码基于该需解锁车辆的特征识别号码生成；

第三步，重型汽车发动机ECU(22)回传相应的解锁成功或失败应答在解锁终端上进行语音提示、显示屏显示的形式表现出来。

进一步地，所述的解锁终端(26)包括两部分，一部分是与解锁终端(26)的CAN总线控制器(24)即CAN总线物理层；另一部分是微控制器即解锁终端(26)CPU以及其它辅助元件组成的解锁终端逻辑算法处理单元，解锁终端(26)的CAN总线物理层与解锁终端(26)逻辑算法处理单元之间通过2根金属导线连接CAN发送信号和CAN接收信号；解锁终端(26)的CAN总线控制器(24)将CAN总线信号转换为TTL接收信号(28)输入到解锁终端逻辑算法处理单元(27)中，而由解锁终端逻辑算法处理单元(27)产生TTL发送信号(25)通过解锁终端(26)的CAN总线控制器(24)转换为CAN总线信号，发送到CAN总线中；被解锁重型汽车发动机ECU(22)通过重型汽车发动机ECU(22)的CAN总线控制器(30)，将接收解锁终端(26)解锁指令CAN总线信号转换为TTL接收信号输入到重型汽车发动机ECU(22)，重型汽车发动机ECU(22)将解锁应答TTL发送信号(31)通过重型汽车发动机ECU的CAN总线控制器(30)转换为CAN总线信号回复监测数据至解锁终端(26)。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式详细说明本发明。

图1为重型汽车发动机ECU紧急解锁装置的一个实施例的组成框图；

图2为重型汽车发动机ECU紧急解锁装置的一个实施例的结构框图；

图3为重型汽车发动机ECU紧急解锁装置的一个实施例的电路的一部分原理 图；

图4为重型汽车发动机ECU紧急解锁装置的一个实施例的电路的另一部分的原理图；

图5为重型汽车发动机ECU紧急解锁装置的一个实施例的电路板图；

图6为重型汽车发动机ECU紧急解锁装置的一个实施例的解锁终端CPU工作流程图；

图7为重型汽车发动机ECU紧急解锁装置的一个实施例的紧急解锁码生成的逻辑流程图；

图8为重型汽车发动机ECU紧急解锁装置的解锁终端CPU的一个实施例的架构图；

图9为重型汽车发动机ECU紧急解锁装置的解锁终端CPU的另一个实施例的架构图；

图10为重型汽车发动机ECU紧急解锁装置的解锁终端CPU的一个实施例的上位机的紧急解锁码生成单元的架构图；

图11为重型汽车发动机ECU紧急解锁装置的三方通讯架构图。

具体实施方式

现结合附图及具体实施例对本发明作进一步地说明。

图1是本发明用于重型汽车发动机ECU紧急解锁装置的一个实施例的组成框图，它包括重型汽车发动机ECU装置(22)和解锁终端(26)。两部分由信号线CAN_L(29)和CAN_H(23)金属导线连接实现通信。其中重型汽车发动机ECU装置(22)主要由重型汽车发动机ECU CPU装置(20)、重型汽车发动机ECU CAN总线控制器(30)、信号线CAN_TX(31)和信号线CAN_RX(21)组成；解锁终端(26)由解锁终端CAN总线控制器(24)和解锁终端CPU(27)通过信号线CAN_RX(28)和CAN_TX(25)连接。

重型汽车发动机ECU CPU(20)通过CAN_TX(31)传递TTL信号至重型汽车发动机ECU CAN总线控制器(30)，重型汽车发动机ECU CAN总线控制器(30)通过信号线CAN_L(29)传递CAN信号实现与解锁终端CAN总线控制器(24)的通信；解锁终端(26)接收到CAN信号后，通过CAN_RX(28)向解锁终端CPU(27)发送TTL信号，解锁终端CPU(27)处理后通过CAN_TX(25)发 送TTL信号反馈给解锁终端CAN总线控制器(24)，解锁终端CAN总线控制器(24)通过信号线CAN_H(23)反馈CAN信息至重型汽车发动机ECU CAN总线控制器(30)，重型汽车发动机ECU CAN总线控制器(30)通过CAN_RX(21)向重型汽车发动机ECU CPU(20)反馈TTL信息，从而完成整个通信过程。

图2是本发明用于重型汽车发动机ECU紧急解锁装置的一个实施例的结构框图。它主要由解锁终端CAN总线控制器24、电源模块06、解锁终端CPU27和时钟模块09组成。电源模块分别通过电源线16、15向解锁终端CAN总线控制器和解锁终端CPU供应电量；时钟模块09通过电源线17向解锁终端CPU传输时间信息。解锁终端CAN总线控制器和解锁终端CPU通过信号线CAN_RX和CAN_TX传输TTL信号实现通信。

解锁终端包括人机交互装置，人机交互装置连接解锁终端CPU，人机交互装置设有紧急解锁码输入界面，供紧急解锁码输入。

图3、4、5是重型汽车发动机ECU紧急解锁装置核心部件的原理图，它主要由CAN总线控制器TJA1040、5V转3.3V LDO电源芯片LM1117-33、以及CPU LPC1768构成。由电源芯片向CPU LPC1768及CAN总线控制器TJA1040供电。CPU LPC176845管脚P0.0连接CAN总线控制器TJA10404管脚rxd，46管脚P0.0连接CAN总线控制器TJA10401管脚txd。

图6是重型汽车发动机ECU紧急解锁装置的一个实施例的解锁终端CPU工作流程图。紧急解锁功能开始后，进入紧急解锁终端设置主菜单界面，后选择紧急解锁功能解锁码菜单选项，进入紧急解锁功能解锁码输入界面，判断是否输入解锁码完毕？，如果否，返回重复执行判断；如果是，检测输入解锁码是否通过算法验证，如果否，执行车辆解锁失败，终端紧急解锁功能结束；如果是，车辆解锁成功，终端紧急解锁功能结束。

在一个实施例中，解锁终端CPU包括解锁码匹配模块、解除锁定控制单元，解锁码匹配模块将紧急解锁码进行匹配验证，验证成功则与解除锁定控制单元进行连接，解除锁定控制单元连接解锁终端的CAN总线控制器，解除锁定控制单元控制重型汽车发动机ECU解锁。

解锁码匹配模块包括解锁码生成模块、解锁码算法验证模块，所述的解锁码生成模块根据指定要素生成验证码，解锁码算法验证模块从解锁码生成模块获得该验证码，解锁码算法验证模块通过人机交互装置获得紧急解锁码，对该验证码与该紧 急解锁码进行比较，如相应则验证成功，如不相应则验证失败，根据验证结果，解锁码算法验证模块选择性地连接车辆解锁成功模块或车辆解锁失败模块。

在另一个实施例中，解锁终端CPU包括依次连接的如下模块：

紧急解锁功能开始模块，该模块接收外部指令启动紧急解锁功能；紧急解锁功能设置模块，通过人机交互界面被选择进入紧急解锁功能的指令，连接解锁码输入模块；

解锁码输入模块，该模块连接人机交互界面获得输入的紧急解锁码，并将该紧急解锁码发送给下一模块；

解锁码输入完毕模块，该模块根据人机交互界面的是否输入完毕的指令判断，如输入未完则返回解锁码输入模块，如输入完毕则连接解锁码算法验证模块；

解锁码算法验证模块，解锁码算法验证模块并联连接解锁成功模块、解锁失败模块，将紧急解锁码与解锁终端采用相同算法、相同要素生成的验证码进行匹配，如匹配成功则发送指令给发动机ECU进行解锁并进入解锁成功模块，如匹配失败则进入解锁失败模块；

解锁成功模块、解锁失败模块均连接解锁功能结束模块。

图7是重型汽车发动机ECU紧急解锁装置的一个实施例的解锁码生成的逻辑流程图。根据重型汽车发动机ECU紧急解锁的装置软件的产品识别号，当前时间，产品所使用手机号码为参数由上位机软件进行运算产生紧急解锁一次性解锁码。同时当用户输入该解锁码后，重型汽车发动机ECU紧急解锁的装置根据相同算法进行解锁码匹配。

上位机包括依次连接的解锁码要素获得模块、时间获取模块、与运算模块、或运算模块、异或运算模块、ASCII码转化模块、码元判断及组合模块、解锁码生成模块、结束模块，其中：解锁码要素获得模块获得所需解码的车辆VIN、该辆车配发的解锁终端ID、该解锁终端的手机通讯单元的手机号码；时间获取模块自动获取当前系统时间；与运算模块，将当前系统时间、所需解码的车辆VIN、该辆车配发的解锁终端ID、该解锁终端的手机通讯单元的手机号码参数进行与运算；或运算模块，将当前系统时间、所需解码的车辆VIN、该辆车配发的解锁终端ID、该解锁终端的手机通讯单元的手机号码参数进行或运算；异或运算模块，将当前系统时间、所需解码的车辆VIN、该辆车配发的解锁终端ID、该解锁终端的手机通讯单元的手机号码参数进行异或运算；ASCII码转化模块，将经与运算模块、或运算模块、异 或运算模块得到的运算结果转化为ASCII码；码元判断及组合模块，对码元是否大于指定数值进行判断，剔除异常值，将码元组合成ASCII解锁码；解锁码生成模块，获得上一模块的ASCII解锁码，准备输出；结束模块，将结果输出并结束任务。

重型汽车发动机ECU紧急解锁的装置由重型汽车发动机ECU和解锁终端，由两根金属导线连接成一个CAN总线通讯系统，构成了整个重型汽车发动机ECU紧急解锁的装置。重型汽车发动机ECU包括CPU和CAN总线控制器以及其他一些辅助元器件如时钟晶振，电源控制芯片等；解锁终端包括CPU和CAN总线控制器以及其他一些辅助元器件如时钟晶振，电源控制芯片等。

重型汽车发动机ECU进入自锁定状态后，解锁终端根据时间(年-月-日)、车辆VIN、解锁终端ID及其他唯一参数生成紧急解锁码，该解锁码以单个自然天为有效周期。用户将该解锁码输入解锁终端，解锁终端利用解锁算法进行运算最终与用户在解锁终端输入的解锁码进行匹配，若匹配成功则重型汽车发动机ECU进入解除锁定状态，紧急解锁码解锁成功，同时该解锁码该自然天内依然有效；若不能匹配则重型汽车发动机ECU仍处于自锁定状态，直到正确的紧急解锁码输入成功，重型汽车发动机ECU进入解除锁定状态。同时通过解锁终端显示屏及语音提示告知用户解锁结果。

在一个具体实施例中，紧急解锁码通过上位机获得，由人员通过车联网中心，通过电话或者网络通讯方式将车辆的发动机号码信息报送，然后车联网中心将上位机上通过运算生成的紧急解锁码告知该人员，该人员将紧急解锁码输入解锁终端，解锁终端自动实现解锁流程。

在另外的实施例中，紧急解锁码也可以通过其他网络连接方式自动获得，比如扫码，第三方软件，查表等形式获得。

紧急解锁码的运算基础为指定要素，实际应用中，指定要素的范围较广，可以包括时间、该辆车的车辆VIN、该辆车配发的解锁终端ID、该解锁终端的手机通讯单元的手机号码其中之一或之二或多个或全部，根据系统设计人员的需求进行相应调整；本发明的具体的每一步的运算模块中采用的方法均为本领域人员可以实现的公知方法。

一种重型汽车发动机ECU紧急解锁方法，采用解锁终端，解锁终端包括解锁终端CAN总线控制器，包括如下步骤：

第一步，采用金属导线连接需解锁重型汽车发动机ECU(22)的CAN总线控 制器(30)接口和解锁终端(26)的CAN总线控制器(24)接口，构成CAN总线通信系统，使重型汽车发动机ECU(22)与具有重型汽车发动机ECU紧急解锁功能的解锁终端(26)之间通过CAN总线进行CAN信息交互；

第二步，解锁终端(26)的人机交互界面接收输入的紧急解锁码，解锁终端对紧急解锁码进行匹配后，解锁终端向重型汽车发动机ECU(22)发送解锁指令；所述的紧急解锁码从外部系统或车联网的后台获得；该紧急解锁码基于该需解锁车辆的特征识别号码生成；

第三步，重型汽车发动机ECU(22)回传相应的解锁成功或失败应答在解锁终端上进行语音提示、显示屏显示的形式表现出来。

解锁终端(26)的通信方式的具体描述：解锁终端包括两部分，一部分是与解锁终端(26)的CAN总线控制器(24)即CAN总线物理层；另一部分是微控制器即解锁终端(26)CPU以及其它辅助元件组成的解锁终端逻辑算法处理单元，解锁终端(26)的CAN总线物理层与解锁终端(26)逻辑算法处理单元之间通过2根金属导线连接CAN发送信号和CAN接收信号；解锁终端(26)的CAN总线控制器(24)将CAN总线信号转换为TTL接收信号(28)输入到解锁终端逻辑算法处理单元(27)中，而由解锁终端逻辑算法处理单元(27)产生TTL发送信号(25)通过解锁终端(26)的CAN总线控制器(24)转换为CAN总线信号，发送到CAN总线中；被解锁重型汽车发动机ECU(22)通过重型汽车发动机ECU(22)的CAN总线控制器(30)，将接收解锁终端(26)解锁指令CAN总线信号转换为TTL接收信号输入到重型汽车发动机ECU(22)，重型汽车发动机ECU(22)将解锁应答TTL发送信号(31)通过重型汽车发动机ECU的CAN总线控制器(30)转换为CAN总线信号回复监测数据至解锁终端(26)。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本案的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本案进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本案的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本案技术方案的精神，其均应涵盖在本案请求保护的技术方案范围当中。