混合动力客车CAN网络设计开发关键技术研究

发布时间：2017-10-19 20:00

  本文关键词：混合动力客车CAN网络设计开发关键技术研究

  更多相关文章： 混合动力客车 CAN网络 动力协调控制 电磁兼容 通信质量评价

【摘要】：全球范围内的能源危机和环境污染,使得我们达成这样的一致共识:汽车,要节能,更要环保。在国家政策鼓励和市场驱动下,新能源汽车的推广越来越受到社会各方面的重视。城市公共客车,是国家优先发展的新能源汽车产品。混合动力系统,是目前最适应城市公共客车运行工况的动力系统构型。整车CAN网络的高质量通信,是混合动力客车动力总成正常工作的必要条件。本文面向混合动力客车CAN网络系统研发平台化的需求,重点针对其网络拓扑结构、通讯协议制定、网络设计仿真等问题,以某型混合动力客车为研究对象,对混合动力客车CAN网络设计开发关键技术进行了深入研究。首先,针对混合动力客车的需求,设计了适用于研究车型的整车网络架构及协议,搭建CAN网络仿真试验台。其中基于J1939协议,针对混合动力客车的系统结构及主要总成部件,制定了整车网络架构,并提出了详细完整的CAN通讯协议。利用CANoe网络仿真软件,通过其网络负载率、错误帧测试等功能,对所制定的网络进行了仿真、实车测试和优化。基于以上CAN网络,解决了其在混合动力客车管理系统实际应用中的协同控制问题。包括CAN网络时延对动力总成协同控制的影响分析、混合动力系统不同网络节点的整车网络协议报文冲突问题处理等。为了解决混合动力系统中电机等零部件高压电磁干扰导致CAN网络信息错误发送和接收的问题,对电控零部件的接口和结构设计进行了分析,针对网络的布局、发送设置等问题进行了优化。本文设计了径直和分层相结合的网络布局,选择CAN报文发送的合理频率,优化总线型CAN网络干线和分支线长度,确保了混合动力客车动力总成控制策略的准确执行和CAN报文在混合动力客车复杂CAN网络中的高效可靠收发。最后,结合混合动力客车的需求及仿真实验平台研究提出了混合动力客车通信质量评价的主要问题和指标,并进行了实车测试和验证。本文提出的全新的面向混合动力客车的CAN网络通信质量评价指标包含总线网络错误帧、负载率等,可以有效地测试所开发系统的通讯质量,为混合动力客车CAN网络的开发、验证和优化提供了依据。本课题完成了混合动力城市客车的整车CAN网络架构及协议的制定,重点解决了网络协调控制、高压电磁干扰及通信质量评价等问题,相关研究为新能源客车产业化实际工程设计提供了依据,对提升新能源车辆CAN网络通信水平具有重要意义。
【关键词】：混合动力客车 CAN网络 动力协调控制 电磁兼容 通信质量评价
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U469.7;U463.67
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 混合动力城市客车10-11
• 1.2 客车CAN网络11-13
• 1.3 课题研究内容与意义13-15
• 1.3.1 本课题的主要研究内容13-15
• 1.3.2 本课题研究的意义与工程价值15
• 1.4 小结15-16
• 第2章 混合动力城市客车CAN网络设计需求16-22
• 2.1 混合动力城市客车构型16-18
• 2.2 CAN网络设计需求分析18-20
• 2.3 小结20-22
• 第3章 混合动力城市客车CAN网络拓扑结构及通信规范制定22-40
• 3.1 CAN总线及J1939介绍22-26
• 3.1.1 CAN总线特性22
• 3.1.2 CAN总线的分层结构22-23
• 3.1.3 物理层23-24
• 3.1.4 数据链路层24
• 3.1.5 J 1939协议24-26
• 3.2 混合动力城市客车CAN网络拓扑结构设计26-34
• 3.2.1 常见网络拓扑分类26-27
• 3.2.2 基于CAN的网络控制原理27-29
• 3.2.3 混合动力城市客车CAN网络29-31
• 3.2.4 CAN网络长度的影响因素31-34
• 3.3 基于CANoe网络仿真及实车测试34-38
• 3.3.1 CANoe软件介绍35-36
• 3.3.2 车辆CAN网络仿真36
• 3.3.3 实车CAN网络测试36-38
• 3.4 小结38-40
• 第4章 混合动力城市客车动力总成协同控制研究40-46
• 4.1 动力总成控制特点40
• 4.2 基于CAN的动力总成网络控制时延分析40-42
• 4.3 发动机怠速启停功能控制的逻辑实现42-43
• 4.3.1 发动机启动控制方式42-43
• 4.3.2 发动机熄火控制方式43
• 4.4 节点报文冲突的解决43-45
• 4.5 小结45-46
• 第5章 混合动力城市客车CAN网络通信质量设计优化及通信质量评价46-54
• 5.1 CAN网络通信质量影响因素46
• 5.2 混合动力城市客车高压电磁干扰46-48
• 5.2.1 电磁兼容性概念46
• 5.2.2 电磁兼容标准法规46-48
• 5.3 动力系统总成及CAN网络电磁兼容设计48-50
• 5.3.1 结构设计48-49
• 5.3.2 接口设计49-50
• 5.4 整车CAN网络通信交互参数设置50-51
• 5.4.1 通信速率50
• 5.4.2 采样点50-51
• 5.5 CAN网络干线和分支线长度51-52
• 5.6 CAN网络通信质量评价指标52
• 5.7 小结52-54
• 第6章 总结54-56
• 参考文献56-61
• 作者简介及在学期间所取得的科研成果61-63
• 致谢63

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

1 于秀敏;曹珊;李君;高莹;杨世春;钟祥麟;孙平;;混合动力汽车控制策略的研究现状及其发展趋势[J];机械工程学报;2006年11期

2 杨伟斌;吴光强;秦大同;鞠丽娟;;混合动力汽车传动系优化匹配及性能仿真[J];同济大学学报(自然科学版);2006年07期

3 张卫青;;混合动力汽车的发展现状及其关键技术[J];重庆工学院学报;2006年05期

4 张新波,孙泽昌,罗峰;使用CANoe对车身控制器局域网络仿真的研究[J];江苏大学学报(自然科学版);2003年05期

5 杨宏亮,陈全世;混联式混合动力汽车控制策略研究综述[J];公路交通科技;2002年01期

6 王庆年,何洪文,李幼德,初亮;并联混合动力汽车传动系参数匹配[J];吉林工业大学自然科学学报;2000年01期

中国博士学位论文全文数据库 前4条

1 潘卫华;网络控制系统调度与控制协同设计的研究[D];华北电力大学（河北）;2010年

2 吴剑;并联式混合动力汽车能量管理策略优化研究[D];山东大学;2008年

3 曹珊;基于CAN总线的混合动力汽车辅助动力单元系统与控制策略研究[D];吉林大学;2007年

4 范兴刚;网络控制系统若干通信网络实时特性研究[D];浙江大学;2004年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 徐超;汽车电子的电磁兼容性研究[D];上海交通大学;2012年

2 李润鑫;混合动力客车整车控制器的设计与开发[D];北京交通大学;2012年

3 欧士琪;混合动力客车的动力传动系统仿真及其优化[D];大连理工大学;2012年

4 巴特;混联混合动力客车的参数匹配与控制策略研究[D];吉林大学;2012年

5 杨鹏;基于CAN的油电混合动力电动汽车动力网络控制关键技术研究[D];华南理工大学;2011年

6 方华;混合动力客车动力系统经济性仿真与试验研究[D];上海交通大学;2011年

7 苏信杰;混合动力城市客车总体设计与控制策略的研究[D];合肥工业大学;2009年

8 曲凤丽;汽车网络研究及CAN总线网络拓扑的优化[D];浙江大学;2008年

9 林长加;CAN总线技术在混合动力汽车中的应用[D];大连理工大学;2008年

10 许铁娟;基于CAN总线的HEV通信系统网络的研究[D];合肥工业大学;2008年

，

本文编号：1063024