【摘要】：隨著人們生活水平的不斷提高,汽車已經(jīng)成為了人們最主要的交通工具,但同時(shí)也帶來(lái)了能源消耗以及環(huán)境污染等一系列的問(wèn)題,而純電動(dòng)汽車作為解決能源及環(huán)境問(wèn)題的重要方向越來(lái)越受到重視。純電動(dòng)汽車大多數(shù)控制單元之間是通過(guò)CAN總線實(shí)現(xiàn)通信的,而整車控制器作為電動(dòng)汽車整車控制系統(tǒng)的樞紐,其消息能否進(jìn)行及時(shí)有效的傳遞、處理將直接影響到整車控制系統(tǒng)的性能。因此,有必要對(duì)整車控制器CAN通信節(jié)點(diǎn)進(jìn)行深入研究,從而保證整車控制器中的消息能夠及時(shí)、有效的發(fā)送。本文以純電動(dòng)汽車整車控制器為研究對(duì)象,對(duì)CAN總線調(diào)度算法進(jìn)行研究分析并將其應(yīng)用于整車控制器節(jié)點(diǎn)的消息調(diào)度,另外還對(duì)整車控制器應(yīng)用程序在線更新方式進(jìn)行了深入研究,利用更為有效的方式實(shí)現(xiàn)了整車控制器應(yīng)用程序的在線更新。本文主要內(nèi)容為:(1)分析了CAN總線的通信機(jī)制以及消息調(diào)度策略,結(jié)合靜態(tài)調(diào)度算法和動(dòng)態(tài)調(diào)度算法,設(shè)計(jì)了一種混合調(diào)度算法,利用指數(shù)分區(qū)的方式對(duì)消息截止期進(jìn)行分區(qū)編碼,通過(guò)分級(jí)調(diào)度在保證高優(yōu)先級(jí)消息傳輸實(shí)時(shí)性的基礎(chǔ)上減少了低優(yōu)先級(jí)消息的時(shí)延;利用Simulink/Truetime工具箱建立了控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)調(diào)度模型,仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:混合調(diào)度算法能夠降低消息的延時(shí),提高控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。(2)對(duì)整車控制器在線更新引導(dǎo)程序CAN Bootloader進(jìn)行了設(shè)計(jì),在程序中采用了EEPROM標(biāo)志位判斷的方式,避免了外接開(kāi)關(guān)方式導(dǎo)致的密封性差以及延時(shí)等待方式導(dǎo)致的實(shí)時(shí)性差等問(wèn)題,并加入了錯(cuò)誤檢測(cè)機(jī)制,對(duì)整車控制器在線更新過(guò)程中出現(xiàn)的錯(cuò)誤進(jìn)行及時(shí)檢測(cè)、定位。(3)對(duì)整車控制器節(jié)點(diǎn)的通信框架以及通信協(xié)議進(jìn)行了設(shè)計(jì),并進(jìn)行了可調(diào)度性分析;設(shè)計(jì)了該節(jié)點(diǎn)CAN通信硬件,并將混合調(diào)度算法應(yīng)用于整車控制器節(jié)點(diǎn)通信軟件設(shè)計(jì)中;搭建通信測(cè)試實(shí)驗(yàn)平臺(tái),利用CAN Bootloader對(duì)整車控制器應(yīng)用程序進(jìn)行在線更新,并利用電池管理系統(tǒng)主控板節(jié)點(diǎn)和整車控制器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)表明:CAN Bootloader能夠?qū)φ嚳刂破鲬?yīng)用程序進(jìn)行快速、有效的更新,基于混合調(diào)度算法的整車控制器節(jié)點(diǎn)能正常完成通信,從而驗(yàn)證了混合調(diào)度算法在整車控制器節(jié)點(diǎn)上應(yīng)用的可行性。
【圖文】：

通過(guò)相應(yīng)的 CAN 總線接口來(lái)與現(xiàn)場(chǎng)總線進(jìn)行連接的，雖然 CAN 總線具有較高的通信速率，隨著傳輸距離的增加其速率也受到一定的限制。CAN 總線節(jié)點(diǎn)間的最大傳輸速度與節(jié)點(diǎn)間的傳輸距離之間的關(guān)系如圖 2.2 所示。圖 2.2 CAN 總線傳輸速度與位速率關(guān)系圖由圖 2.2 可知，CAN 總線的傳輸速率與 CAN 總線節(jié)點(diǎn)間的距離存在著一定的線性關(guān)系。隨著傳輸距離的增大，CAN 總線的傳輸速率會(huì)變得越來(lái)越慢，當(dāng)超過(guò)一定距離的時(shí)候，CAN 總線的傳輸速率會(huì)立刻降低到 0。當(dāng)節(jié)點(diǎn)間的傳輸距離在 40m 范圍內(nèi)時(shí)，CAN 總線的傳輸速率將會(huì)達(dá)到最大 1M/s，受總線自身因素的制約，當(dāng)再減小傳輸距離，傳輸速率將維持在 1M/s 左右。CAN2.0 技術(shù)規(guī)范分為 CAN2.0A 和 CAN2.0B 兩部分。CAN2.0A 傳輸?shù)南L(zhǎng)度為 11 位標(biāo)識(shí)符

圖 2.2 CAN 總線傳輸速度與位速率關(guān)系圖由圖 2.2 可知，CAN 總線的傳輸速率與 CAN 總線節(jié)點(diǎn)間的距離存在著一線性關(guān)系。隨著傳輸距離的增大，CAN 總線的傳輸速率會(huì)變得越來(lái)越慢，當(dāng)一定距離的時(shí)候，CAN 總線的傳輸速率會(huì)立刻降低到 0。當(dāng)節(jié)點(diǎn)間的傳輸距 40m 范圍內(nèi)時(shí)，CAN 總線的傳輸速率將會(huì)達(dá)到最大 1M/s，受總線自身因素約，當(dāng)再減小傳輸距離，傳輸速率將維持在 1M/s 左右。CAN2.0 技術(shù)規(guī)范分為 CAN2.0A 和 CAN2.0B 兩部分。CAN2.0A 傳輸?shù)南L(zhǎng)度為 11 位標(biāo)識(shí)符，稱為標(biāo)準(zhǔn)幀格式；CAN2.0B 傳輸?shù)南L(zhǎng)度為 29 位符，稱為擴(kuò)展幀。CAN 總線中是通過(guò)一個(gè)標(biāo)識(shí)符擴(kuò)展位來(lái)對(duì)消息進(jìn)行標(biāo)識(shí)的標(biāo)準(zhǔn)幀格式中為顯性電平，，在擴(kuò)展幀中為隱形電平[27]。幀結(jié)構(gòu)如圖 2.3 所示
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U469.72

【參考文獻(xiàn)】

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1 宋小慶;陳永星;趙梓旭;張健;朱昀p

本文編號(hào)：2676877