本文關鍵詞：車載網(wǎng)絡FlexRay在線控制動系統(tǒng)中的應用與研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 汽車電子化是當前汽車技術發(fā)展的必然趨勢。繼電子技術在發(fā)動機、變速器、轉向器和懸架等系統(tǒng)中得到廣泛應用之后,汽車制動系統(tǒng)也有了飛速的發(fā)展,未來的制動系統(tǒng)將轉變成沒有機械和液壓后備、完全由電驅動的線控制動系統(tǒng)(Brake-By-Wire,簡稱BBW系統(tǒng))。它具有響應快速而準確、質量輕和維修方便等優(yōu)點。是當前汽車技術發(fā)展的研究熱點和前沿技術之一。 對BBW系統(tǒng)來說,數(shù)據(jù)的實時性、安全性和可靠性是必須解決的關鍵問題。本文首先對各類現(xiàn)有車載網(wǎng)絡的特點進行了分析,并結合BBW系統(tǒng)的性能要求,選用符合SAE C類標準的FlexRay協(xié)議作為通信協(xié)議對系統(tǒng)進行研究與應用。 其次,在對BBW系統(tǒng)進行系統(tǒng)功能建模與分解的基礎上,利用故障模式與效果(FMEA)和故障樹(FTA)綜合分析法對BBW系統(tǒng)進行可靠性分析,提出了一種雙冗余容錯結構,研究結果表明該結構可滿足系統(tǒng)可靠性要求。 然后,根據(jù)FlexRay總線的特點和容錯機制對BBW系統(tǒng)的網(wǎng)絡拓撲結構進行優(yōu)化,提出了較為理想的結構——雙主動星型連接器結構,與總線結構相比,該結構具有故障隔離作用,提高了系統(tǒng)的可靠性;針對該系統(tǒng),且考慮到信息在不同節(jié)點上的共享性,搭建了FlexRay網(wǎng)絡傳遞采集的輸入信號,并制定相應的FlexRay總線應用層定義,使各個節(jié)點接收FlexRay網(wǎng)絡的信息,完成線控制動功能,最終實現(xiàn)數(shù)據(jù)安全、可靠的傳輸。 最后,本文選用MC9S12XF512單片機、MFR4200通信控制器和TJA1080總線驅動器進行硬件設計,構造BBW系統(tǒng)的主控節(jié)點,并對其外圍接口電路進行設計,從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的接收與發(fā)送。并針對上文所制定的FlexRay應用層協(xié)議和硬件設計對相關的軟件流程進行了設計。
【關鍵詞】：線控制動系統(tǒng) FlexRay 容錯 網(wǎng)絡拓撲 可靠性分析
【學位授予單位】：湖南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2009
【分類號】：U463.6
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-16
• 1.1 車載網(wǎng)絡概述9-13
• 1.1.1 車載網(wǎng)絡的產(chǎn)生及發(fā)展過程9-12
• 1.1.2 車載網(wǎng)絡的分類12-13
• 1.2 汽車制動系統(tǒng)的發(fā)展趨勢13-14
• 1.3 BBW 系統(tǒng)對總線技術的基本要求14-15
• 1.4 本文的研究內容15-16
• 第2章 基于可靠性分析和容錯技術的BBW 系統(tǒng)冗余結構設計16-33
• 2.1 BBW 系統(tǒng)的工作原理16-17
• 2.2 BBW 系統(tǒng)的非冗余結構及功能描述17-19
• 2.2.1 功能建模17-18
• 2.2.2 功能分解18-19
• 2.2.3 BBW 系統(tǒng)的非冗余結構19
• 2.3 基于FMEA 和FTA 的BBW 可靠性綜合分析法19-30
• 2.3.1 基于FMEA 法的BBW 系統(tǒng)的可靠性分析21-24
• 2.3.2 基于FTA 法的BBW 系統(tǒng)的可靠性分析24-30
• 2.4 BBW 系統(tǒng)的容錯技術30-32
• 2.4.1 容錯技術概述30-31
• 2.4.2 基于可靠性分析和容錯技術的BBW 系統(tǒng)冗余結構設計31-32
• 2.5 本章小結32-33
• 第3章 車載網(wǎng)絡FLEXRAY 及其容錯機制33-43
• 3.1 FLEXRAY 的特性分析33-34
• 3.2 FLEXRAY 節(jié)點結構34
• 3.3 FLEXRAY 通信協(xié)議功能和機制分析34-41
• 3.3.1 FlexRay 通信協(xié)議流程34-35
• 3.3.2 媒體訪問方式35-36
• 3.3.3 數(shù)據(jù)幀36-38
• 3.3.5 時鐘同步38-39
• 3.3.6 FlexRay 的運行狀態(tài)39-40
• 3.3.7 FlexRay 的網(wǎng)絡拓撲結構40-41
• 3.4 FLEXRAY 協(xié)議對 BBW 系統(tǒng)故障的處理能力41-42
• 3.5 本章小結42-43
• 第4章 基于FLEXRAY 協(xié)議的BBW 系統(tǒng)的整體實現(xiàn)43-57
• 4.1 基于FLEXRAY 的網(wǎng)絡拓撲結構43-47
• 4.1.1 總線型網(wǎng)絡拓撲結構43-44
• 4.1.2 對角線型網(wǎng)絡拓撲結構44-45
• 4.1.3 星型網(wǎng)絡拓撲結構45-47
• 4.2 基于FLEXRAY 協(xié)議的 BBW 系統(tǒng)的通信協(xié)議的定制47-56
• 4.2.2 FlexRay 總線應用層對標識符設定49-51
• 4.2.3 FlexRay 總線應用層對數(shù)據(jù)的設定51-53
• 4.2.4 集群節(jié)點的時隙分配53-56
• 4.3 本章小結56-57
• 第5章 BBW 系統(tǒng)典型節(jié)點的設計與實現(xiàn)57-72
• 5.1 BBW 系統(tǒng)主控節(jié)點各部件的選取57-60
• 5.1.1 MC9S12XF512 單片機的特點57-58
• 5.1.2 MFR4200 通信控制器的特點58-59
• 5.1.3 各類傳感器選擇59-60
• 5.2 BBW 系統(tǒng)主控節(jié)點基本組成單元60-61
• 5.3 BBW 系統(tǒng)主控節(jié)點的硬件設計61-65
• 5.4 傳感器接口設計65-66
• 5.5 人機接口電路設計66-67
• 5.6 BBW 系統(tǒng)節(jié)點的軟件設計67-71
• 5.6.1 初始化子程序67-68
• 5.6.2 主程序流程68
• 5.6.3 踏板信號處理模塊68-70
• 5.6.4 輪速信號采集模塊70
• 5.6.5 FlexRay 數(shù)據(jù)通信流程70-71
• 5.7 本章小結71-72
• 結論72-74
• 參考文獻74-78
• 致謝78-79
• 附錄 A 攻讀學位期間所發(fā)表的學術論文目錄79

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