基于CAN总线的车用仪表系统的设计与研究.docx

目录

TOC\o1-3\h\u摘要 1

关键词: 1

Abstract: 2

Keywords 3

1绪论 3

1.1汽车电子技术的发展 3

1.2汽车仪表技术发展 5

1.3课题研究的目的和意义 6

1.4本文的研究内容与章节安排 7

2CAN总线技术 9

2.1CAN总线简介 9

2.1.1CAN总线的概念 9

2.1.2CAN总线的特点 9

2.2CAN总线技术规范 10

2.2.1CAN的分层结构 10

2.2.2CAN报文帧类型格式 11

2.3本章小结 11

3系统的总体方案设计 11

3.1系统的设计原则 11

3.2系统的总体结构 13

3.2.1典型汽车网络拓扑结构 13

3.2.2总线系统Ⅳ型开发流程 13

3.2.3仪表系统总体结构 14

3.3系统的开发环境 15

3.3.1汽车仪表的选用 15

3.3.2控制器硬件性能参数 17

3.3.3软件开发环境 19

3.4本章小结 19

4仪表系统各节点的控制策略设计 19

4.1发动机控制单元的算法设计 20

4.1.1控制算法总体结构 20

4.1.2电子节气门的PID算法设计 22

4.1.3基于EMS单元的标定实验 23

4.2变速箱控制单元算法的设计 25

4.2.1变速箱控制算法的总体设计 25

4.2.2变速箱速度仿真模型的设计 26

4.3整车控制单元的算法设计 27

4.3.1整车控制器算法的总体结构 27

4.3.2自动测试程序的设计 28

4.4仪表控制系统的测试 29

4.4.1仪表系统的手动测试过程 29

4.4.2仪表系统的自动测试过程 30

4.5本章小结 31

5CANoe仿真平台的建立 32

5.1系统仿真工具CANoe简介 32

5.2仪表控制系统仿真模型建立 33

5.2.1DBC通讯数据库的建立 33

5.2.2虚拟节点拓扑结构的建立 34

5.2.3使用CAPL语言编写程序 36

5.2.4控制面板Panel的创建 39

5.3仪表系统仿真调试及结果分析 40

5.4仪表系统的实时在线仿真调试实验 42

5.4.1仪表系统的在线自动测试实验 43

5.4.2仪表系统的在线手动测试实验 44

5.5本章小结 45

6总结与展望 45

6.1本文工作总结 45

6.2本文展望 46

参考文献 47

致谢 49

附录: 50

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基于CAN总线的车用仪表系统的设计与检测

导师：庞涛

摘要：汽车仪表是驾驶员与汽车之间的重要沟通桥梁，它不仅是汽车行驶的重要接口，而且还是汽车行驶安全的关键因素，具有极高的重要性。随着汽车技术的进步，传统的汽车仪表已经不能满足日益增长的信息需求。为此，提出了一种基于控制器局域网（CAN）总线的车用仪器控制系统，该系统可以通过编程技术将复杂的参数显示出来，并实现硬件的在环仿真和调试。以CAN总线技术理论为基础，本文对车用仪表的功能需求进行了深入分析，构建出了一套完整的仪表系统网络结构图，并利用Matlab/Simulink软件来构建各节点的算法模型，以实现对真实仪表系统的控制和调试。为了提高车辆的性能，提高车辆的可靠性，本文采用了CANoe技术。在此基础上，通过对仪器系统进行虚拟化，在其上加入了几个实际的节点，通过多次试验，得出了该方案的可行性。(1)本论文的目的是通过对车体结构的演化、电子技术的发展和车辆仪控系统的国际和国内的发展状况的分析，对车辆仪控系统的发展方向进行分析，并对车辆仪控系统的发展方向进行了展望。文章从CAN总线的层次结构、网络结构和报文的数据帧格式等方面对CAN总线的传输协议进行了较为详细的论述。(2)利用V形产品开发过程，与实验室中的硬件控制器相结合，构造了一套仪器控制系统的网络架构，并根据这一架构，仔细地设计了一套符合用户要求的控制模式。藉由引擎管理控制系统之EMS，引擎控制系统之VCU，齿轮箱控制系统之TCU，其控制系统之TCU，将可达到整体控制之目的。(3)在CANoe开发环境下进行可视化仪器系统的设计，能够对各个报文的当前数据进行实时显示，提高了运行的效率和精度。本论文采用CANoe软体VN1610，构造出一套完整的CA