本文關(guān)鍵詞：基于CAN總線的車用儀表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究

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【摘要】：在駕駛員與汽車進(jìn)行信息交互的過程中,汽車儀表作為其重要的接口和顯示界面,對汽車的行駛安全起著及其重要的作用。近年來,隨著汽車的機(jī)械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及汽車電子技術(shù)的不斷發(fā)展,需要顯示在汽車儀表板上的信息量會不斷的增多,傳統(tǒng)機(jī)械指針式的汽車儀表越來越不能滿足現(xiàn)有數(shù)據(jù)量傳輸?shù)囊?一種基于控制器局域網(wǎng)(CAN)總線的車用儀表控制系統(tǒng)克服了傳統(tǒng)儀表的不足,通過編程可實(shí)現(xiàn)將汽車內(nèi)部復(fù)雜的參數(shù)形象地顯示出來,實(shí)現(xiàn)硬件的在環(huán)仿真與測試。本文在研究了CAN總線技術(shù)理論的基礎(chǔ)上,通過對汽車儀表的功能需求進(jìn)行了分析,建立了儀表系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖,運(yùn)用Matlab/Simulink平臺建立各個節(jié)點(diǎn)的算法模型,實(shí)現(xiàn)真實(shí)儀表系統(tǒng)的控制與測試。同時運(yùn)用CANoe工具實(shí)現(xiàn)汽車虛擬儀表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。針對真實(shí)的CAN網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),將其儀表系統(tǒng)進(jìn)行虛擬化建模,在此基礎(chǔ)上把若干真實(shí)的節(jié)點(diǎn)引入到該虛擬系統(tǒng)中,并通過實(shí)驗(yàn)的方法測試驗(yàn)證了該系統(tǒng)設(shè)計(jì)的可行性。本文的主要工作如下:(1)根據(jù)車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的特點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)傳輸方式,結(jié)合汽車車身結(jié)構(gòu)的演變、汽車電子技術(shù)、汽車儀表系統(tǒng)的國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r,總結(jié)出儀表控制系統(tǒng)未來的發(fā)展趨勢。對CAN總線傳輸協(xié)議進(jìn)行深入研究,主要的內(nèi)容包括了CAN網(wǎng)絡(luò)的分層結(jié)構(gòu)、組網(wǎng)方式和CAN報文數(shù)據(jù)幀格式。(2)通過采用經(jīng)典V型的產(chǎn)品開發(fā)流程,根據(jù)實(shí)驗(yàn)室的硬件控制器,建立儀表控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖,在最終方案的基礎(chǔ)上,對該儀表系統(tǒng)控制方式進(jìn)行設(shè)計(jì)。軟件設(shè)計(jì)主要是各ECU節(jié)點(diǎn)的控制算法設(shè)計(jì),主要包括發(fā)動機(jī)管理控制系統(tǒng)EMS、整車控制單元VCU和變速箱控制單元TCU。(3)在CANoe的開發(fā)環(huán)境下,設(shè)計(jì)了可視化儀表系統(tǒng)的操作界面,并能夠?qū)崟r查看各報文信息的當(dāng)前值。結(jié)合本文設(shè)計(jì)的真實(shí)CAN網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng),運(yùn)用CANoe硬件VN1610進(jìn)一步搭建了系統(tǒng)的測試平臺,對儀表控制系統(tǒng)的手動控制功能與自動控制功能進(jìn)行了在線測試。測試的結(jié)果表明,該儀表控制系統(tǒng)能夠?qū)崟r反映車輛的工作狀況,并且具有較好的移植性,滿足設(shè)計(jì)要求。本文研究的CAN網(wǎng)絡(luò)儀表控制系統(tǒng)為車用儀表系統(tǒng)的研發(fā)提供了良好的范例。
【關(guān)鍵詞】：控制器局域網(wǎng)總線 儀表系統(tǒng) 測試與驗(yàn)證 CANoe仿真
【學(xué)位授予單位】：上海工程技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U463.7;TP273
【目錄】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-12
• 第一章 緒論12-21
• 1.1 汽車結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢12-14
• 1.2 汽車電子技術(shù)的發(fā)展14-16
• 1.3 汽車儀表技術(shù)發(fā)展16-17
• 1.4 課題研究的目的和意義17-18
• 1.5 本文的研究內(nèi)容與章節(jié)安排18-21
• 第二章 CAN總線技術(shù)21-25
• 2.1 CAN總線簡介21-22
• 2.1.1 CAN總線的概念21
• 2.1.2 CAN總線的特點(diǎn)21-22
• 2.2 CAN總線技術(shù)規(guī)范22-24
• 2.2.1 CAN的分層結(jié)構(gòu)22-23
• 2.2.2 CAN報文幀類型格式23-24
• 2.3 本章小結(jié)24-25
• 第三章 系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì)25-33
• 3.1 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則25-26
• 3.2 系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)26-29
• 3.2.1 典型汽車網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)26-27
• 3.2.2 總線系統(tǒng)V型開發(fā)流程27
• 3.2.3 儀表系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)27-29
• 3.3 系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境29-32
• 3.3.1 汽車儀表的選用29-31
• 3.3.2 控制器硬件性能參數(shù)31-32
• 3.3.3 軟件開發(fā)環(huán)境32
• 3.4 本章小結(jié)32-33
• 第四章 儀表系統(tǒng)各節(jié)點(diǎn)的控制策略設(shè)計(jì)33-46
• 4.1 發(fā)動機(jī)控制單元的算法設(shè)計(jì)33-38
• 4.1.1 控制算法總體結(jié)構(gòu)33-35
• 4.1.2 電子節(jié)氣門的PID算法設(shè)計(jì)35-37
• 4.1.3 基于EMS單元的標(biāo)定實(shí)驗(yàn)37-38
• 4.2 變速箱控制單元算法的設(shè)計(jì)38-40
• 4.2.1 變速箱控制算法的總體設(shè)計(jì)39
• 4.2.2 變速箱速度仿真模型的設(shè)計(jì)39-40
• 4.3 整車控制單元的算法設(shè)計(jì)40-43
• 4.3.1 整車控制器算法的總體結(jié)構(gòu)40-41
• 4.3.2 自動測試程序的設(shè)計(jì)41-43
• 4.4 儀表控制系統(tǒng)的測試43-45
• 4.4.1 儀表系統(tǒng)的手動測試過程43-44
• 4.4.2 儀表系統(tǒng)的自動測試過程44-45
• 4.5 本章小結(jié)45-46
• 第五章 CANoe仿真平臺的建立46-60
• 5.1 系統(tǒng)仿真工具CANoe簡介46-47
• 5.2 儀表控制系統(tǒng)仿真模型建立47-54
• 5.2.1 DBC通訊數(shù)據(jù)庫的建立47-48
• 5.2.2 虛擬節(jié)點(diǎn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的建立48-50
• 5.2.3 使用CAPL語言編寫程序50-53
• 5.2.4 控制面板Panel的創(chuàng)建53-54
• 5.3 儀表系統(tǒng)仿真調(diào)試及結(jié)果分析54-57
• 5.4 儀表系統(tǒng)的實(shí)時在線仿真調(diào)試實(shí)驗(yàn)57-59
• 5.4.1 儀表系統(tǒng)的在線自動測試實(shí)驗(yàn)57-58
• 5.4.2 儀表系統(tǒng)的在線手動測試實(shí)驗(yàn)58-59
• 5.5 本章小結(jié)59-60
• 第六章 總結(jié)與展望60-62
• 6.1 本文工作總結(jié)60-61
• 6.2 本文展望61-62
• 參考文獻(xiàn)62-65
• 附錄65-68
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及取得的相關(guān)科研成果68-69
• 致謝69-70

【相似文獻(xiàn)】

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