基于CAN-LIN混合網(wǎng)絡(luò)的車輛電控平臺(tái)的構(gòu)建與研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代汽車工業(yè)的飛速發(fā)展,運(yùn)用在汽車上的電子設(shè)備不斷增加,它們提供了更多的功能,用于增強(qiáng)車輛的安全性與舒適性;另外,由于成本的限制,要求不同廠商的電氣電子單元能夠集成在整車上成為一個(gè)功能整體,汽車網(wǎng)絡(luò)正是在這樣的背景下孕育而生的。汽車網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展經(jīng)歷了從點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連結(jié)的架構(gòu)、自定義網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)到開(kāi)放式車輛控制通信網(wǎng)絡(luò)三個(gè)階段。汽車網(wǎng)絡(luò)具有很好的開(kāi)放性、實(shí)時(shí)性和擴(kuò)展性,具有全數(shù)字化通信、低成本和適應(yīng)性強(qiáng)的特點(diǎn)。本文在研讀了LIN2.1協(xié)議和Bos

2、ch公司的CAN2.0B協(xié)議的基礎(chǔ)上,構(gòu)建了某微型車的電子控制網(wǎng)絡(luò)通信平臺(tái),涵蓋高速CAN子網(wǎng)段和低速LIN子網(wǎng)段,高速CAN總線被運(yùn)用到實(shí)時(shí)性要求較高的發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元、變速箱控制單元和電子車身穩(wěn)定系統(tǒng),LIN總線則運(yùn)用于對(duì)信息傳輸實(shí)時(shí)性要求較低的車身控制系統(tǒng),這兩個(gè)網(wǎng)段通過(guò)中央網(wǎng)關(guān)電子儀表連接起來(lái),實(shí)現(xiàn)全車的信息共享。
　　 本文介紹了微型車電控網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的構(gòu)建,包括整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、參數(shù)的設(shè)定、節(jié)點(diǎn)的劃分,對(duì)報(bào)文ID及周期進(jìn)

3、行了定義。在網(wǎng)關(guān)的設(shè)計(jì)方面,一般網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)總是作為L(zhǎng)IN網(wǎng)段上的主節(jié)點(diǎn),本課題采用了比較新穎的方式,網(wǎng)關(guān)僅作為L(zhǎng)IN網(wǎng)絡(luò)上的從節(jié)點(diǎn),執(zhí)行從機(jī)功能。
　　 課題重點(diǎn)討論微型車電控平臺(tái)的硬件及軟件設(shè)計(jì),選用MC9S12HZ128作為CAN/LIN網(wǎng)關(guān)的主控芯片、TJAl040作為高速CAN網(wǎng)段的收發(fā)器、TJA1020作為低速LIN網(wǎng)段的收發(fā)器,選用TLE4275作為網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)的電源調(diào)節(jié)器;設(shè)計(jì)了網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)的初始化、報(bào)文發(fā)送和接收的程序流程

4、圖。介紹了高速CAN和低速LIN子網(wǎng)段的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及節(jié)點(diǎn)的硬件結(jié)構(gòu),并對(duì)LIN網(wǎng)段主機(jī)節(jié)點(diǎn)報(bào)文幀幀頭的發(fā)送方式、電子儀表從機(jī)節(jié)點(diǎn)功能的執(zhí)行過(guò)程及網(wǎng)關(guān)功能執(zhí)行過(guò)程進(jìn)行說(shuō)明。此外,對(duì)網(wǎng)絡(luò)中各子網(wǎng)段的網(wǎng)絡(luò)管理和基于K_Line通信的微型車故障診斷的啟動(dòng)過(guò)程進(jìn)行介紹。
　　 文章最后運(yùn)用CANoe軟件對(duì)構(gòu)建的微型車電控網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)負(fù)載和報(bào)文幀傳送等性能的仿真測(cè)試,在仿真后搭建臺(tái)架試驗(yàn)。CANoe軟件的仿真試驗(yàn)主要包括:網(wǎng)絡(luò)物理節(jié)點(diǎn)、網(wǎng)

5、絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)文件的建立,CANoe環(huán)境下CAPL語(yǔ)言的編寫,仿真試驗(yàn)等。高速CAN網(wǎng)絡(luò)仿真環(huán)節(jié)對(duì)通信的負(fù)載率進(jìn)行了仿真,得出CAN網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載率為2.52%,滿足設(shè)計(jì)要求。LIN網(wǎng)絡(luò)仿真環(huán)節(jié),對(duì)部分節(jié)點(diǎn)的報(bào)文調(diào)度順序及報(bào)文發(fā)送周期進(jìn)行仿真,結(jié)果表明網(wǎng)絡(luò)能按預(yù)定的發(fā)送順序及周期來(lái)發(fā)送報(bào)文。
　　 臺(tái)架試驗(yàn)方面,對(duì)高速CAN和LIN網(wǎng)絡(luò)分別進(jìn)行試驗(yàn)。高速CAN網(wǎng)絡(luò)部分,用CANstress模塊對(duì)網(wǎng)絡(luò)施壓負(fù)載,網(wǎng)絡(luò)能正常運(yùn)行,且未出現(xiàn)錯(cuò)誤幀