基于CAN总线的纯电动汽车诊断系统设计及仿真
发布时间：2021-10-13 13:08
随着新能汽车技术的发展,尤其以纯电动汽车的发展较为迅速。纯电动汽车的机械结构比传统内燃机简单,但是电气系统比较复杂,它是一个由多个子系统组成的高度集成化的系统,燃油汽车电控单元间的线束连接混乱,电动汽车上的CAN总线可解决此问题,将电控单元连接到CAN总线上,而各传感器又连接到相应的电控单元,形成各电控单元间的CAN网络通讯结构。在传统汽车故障诊断与排除过程中,故障查找和故障排除消耗的时间较长,当纯电动汽车出现通讯或电子电气故障时,采用传统手动工具排除故障的方法很难确定车辆的故障。因此,对于纯电动汽车而言,基于CAN网络诊断系统的开发是尤为重要的。本文首先介绍了 CAN总线和诊断系统国内外研究现状,针对CAN网络的OSI（Open System Interconnection）7层基本参考模型,分别对物理层（ISO 11898-1）、数据链路层（ISO 11898-2）、网络层（ISO 15765-2）以及应用层（ISO 14229-1）进行相应的解释和理论分析;参考ISO 15031-6标准中故障码的格式定义,确定符合纯电动汽车故障系统的故障码格式,依据ISO 15765-2标准中C...
【文章来源】：东北林业大学黑龙江省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１高速ＣＡＮ总线电压??－６－??
有区别；当超过８位时，网络格式编码传输顺序为从字节低位到高位，在通讯矩阵中由??上到下传输；摩托罗拉格式编码传输顺序为从字节低位到高位，在通讯矩阵由下到上传??输［３４］。本文采用摩托罗拉格式编码的通讯矩阵，如图２－３所示。??７?６?５?４?３?２?１?０??Ｓｉｇｎａｌ＿７??７??６?５．?４?３?＾?１＿?Ｊｓｈ?２＿??Ｓｉｇｎａｌ＿６??６?１５?１４?１３?１２?１１?１０?９?ｋｈ?８??Ｓｉｇｎａｌ—５??５?２．３?２２?２ｌＪ?２０．?１９?Ｈ?ＩＺｌｓｈ?１６．??Ｓｉｇｎａｌ＿４??＾ｍｓｈ?３１＿?３，０?２９?２８?２７?２６?２５??２４??〇?Ｓｉｇｎａｌ＿３??３?，ｍｓｈ?３９?３８?３６?３５?３４?３３?ｋｈ?３２??Ｓｉｇｎａｌ＿２??２??４７??４５?４４?４３．?４２?ｉｉｉｓｈ?４０??Ｓｉｇｎａｌｌ??１?５５?５４?Ｕ?５２?５１?５０?４９?ｋｈ?４８??ＳｉｇｎａｌＯ??〇?＿?ｍｓｈ?＾４．?６３?６２?６１?６０＾?５９?５７?ｉ＜；ｈ?５６??图２－３?ＣＡＮ总线通讯矩阵??数据在传输过程中一般每个数据块都有一定的实际参数物理值，主要考虑的参数包??括数据长度、比例系数、偏移量等。因此在信号进行通讯矩阵编排时，还需要定义求解??参数物理值的公式，参数的物理值的计算公式如式２－１所示，其屮０为参数物理值，ａ??为比例系数，Ｖ为总线值，Ｐ为偏移量。??－１３－??
些用于监测车体自身状态的信号或者车载部件中比较重要的开关信号和模拟信号，由传??感器直接传递给整车控制器，而不通过ＣＡＮ总线。只有独立系统的电气，才会共用??ＣＡＮ总线的方式进行信息传递。整车控制器原理图如图３－２所示。??整车控制器的基本功能是为汽车提供驱动控制即对数据的采集以及采取合理的控制??策略；同时在电动汽车上因存在再生制动系统，即需对制动能量的回馈优化控制等。在??相关系统进行监控和数据传输时，依据整车控制器本身的硬件和电路功能原理，对整车??控制器的引脚进行定义，各系统传感器采集的电压信号从线束通过引脚传递到整车控制??器中，整车控制器需要依靠传感器采集的挡位、制动踏板和加速踏板等信号分析出驾驶??员的各种意图，计算并选定最优的控制策略。??本文仅针对制动踏板、加速踏板、换挡以及冷却系统水栗所涉及的整车控制器引脚??进行定义说明。由于在开发的过程中所使用的单片机的型号和芯片不同，对于引脚的定??义会略有不同，本文采用恩智浦公司的ＭＰＣ５７４４ｐ型单片机，其整车控制器部分引脚定??义如表３－１所示
【参考文献】：
期刊论文
[1]新能源汽车检测技术应用分析[J]. 邱斌,占百春. 汽车实用技术. 2019(01)
[2]浅析基于CAN总线的网络拓扑结构设计[J]. 孙永锋. 汽车实用技术. 2017(21)
[3]基于CAN的纯电动汽车电驱动故障诊断研究[J]. 温晶晶,韩峻峰,郭毅锋,张洪森. 工业控制计算机. 2016(11)
[4]整车CAN总线最大长度和节点数的测算方法[J]. 任志伟. 汽车工程师. 2016(04)
[5]电动汽车驱动电机及其控制系统应用概述[J]. 罗龙飞,袁守华. 汽车实用技术. 2014(04)
[6]基于CANoe的can总线通信模拟研究[J]. 徐雨晨. 科技创新与应用. 2014(02)
[7]基于CAN bus的汽车网络设计概述[J]. 高越,李洪雷,韩金丰. 机电产品开发与创新. 2013(04)
[8]车辆通用故障诊断协议的研究与开发[J]. 刘丽丽,徐皑冬,宋岩,周亚. 计算机工程. 2012(16)
[9]电动汽车非车载充电机技术分析与试验研究[J]. 丁心志,毕志周,曹敏,王恩,翟少磊. 电测与仪表. 2012(04)
[10]基于ISO15765的车载CAN网络诊断设计[J]. 李锐,王晶莹,姚燕,瞿钧. 计算机工程. 2012(04)
硕士论文
[1]基于CAN总线的UDS诊断系统的设计与实现[D]. 黄悦鹏.南京邮电大学 2016
[2]基于CAN总线的纯电动客车电机及整车控制器研究[D]. 杨小林.重庆大学 2016
[3]纯电动汽车故障诊断系统开发[D]. 曹红.山东大学 2014
[4]CAN总线UDS的研究与应用[D]. 郭凯凯.安徽理工大学 2013
[5]车载CAN网络数据链路层和传输层软件的设计与实现[D]. 李璐璐.电子科技大学 2013
[6]汽车网络研究及CAN总线网络拓扑的优化[D]. 曲凤丽.浙江大学 2008
[7]混合动力轿车CAN通讯协议的制定与基本实现[D]. 蔡莉.武汉理工大学 2003
本文编号：3434729
【文章来源】：东北林业大学黑龙江省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１高速ＣＡＮ总线电压??－６－??
有区别；当超过８位时，网络格式编码传输顺序为从字节低位到高位，在通讯矩阵中由??上到下传输；摩托罗拉格式编码传输顺序为从字节低位到高位，在通讯矩阵由下到上传??输［３４］。本文采用摩托罗拉格式编码的通讯矩阵，如图２－３所示。??７?６?５?４?３?２?１?０??Ｓｉｇｎａｌ＿７??７??６?５．?４?３?＾?１＿?Ｊｓｈ?２＿??Ｓｉｇｎａｌ＿６??６?１５?１４?１３?１２?１１?１０?９?ｋｈ?８??Ｓｉｇｎａｌ—５??５?２．３?２２?２ｌＪ?２０．?１９?Ｈ?ＩＺｌｓｈ?１６．??Ｓｉｇｎａｌ＿４??＾ｍｓｈ?３１＿?３，０?２９?２８?２７?２６?２５??２４??〇?Ｓｉｇｎａｌ＿３??３?，ｍｓｈ?３９?３８?３６?３５?３４?３３?ｋｈ?３２??Ｓｉｇｎａｌ＿２??２??４７??４５?４４?４３．?４２?ｉｉｉｓｈ?４０??Ｓｉｇｎａｌｌ??１?５５?５４?Ｕ?５２?５１?５０?４９?ｋｈ?４８??ＳｉｇｎａｌＯ??〇?＿?ｍｓｈ?＾４．?６３?６２?６１?６０＾?５９?５７?ｉ＜；ｈ?５６??图２－３?ＣＡＮ总线通讯矩阵??数据在传输过程中一般每个数据块都有一定的实际参数物理值，主要考虑的参数包??括数据长度、比例系数、偏移量等。因此在信号进行通讯矩阵编排时，还需要定义求解??参数物理值的公式，参数的物理值的计算公式如式２－１所示，其屮０为参数物理值，ａ??为比例系数，Ｖ为总线值，Ｐ为偏移量。??－１３－??
些用于监测车体自身状态的信号或者车载部件中比较重要的开关信号和模拟信号，由传??感器直接传递给整车控制器，而不通过ＣＡＮ总线。只有独立系统的电气，才会共用??ＣＡＮ总线的方式进行信息传递。整车控制器原理图如图３－２所示。??整车控制器的基本功能是为汽车提供驱动控制即对数据的采集以及采取合理的控制??策略；同时在电动汽车上因存在再生制动系统，即需对制动能量的回馈优化控制等。在??相关系统进行监控和数据传输时，依据整车控制器本身的硬件和电路功能原理，对整车??控制器的引脚进行定义，各系统传感器采集的电压信号从线束通过引脚传递到整车控制??器中，整车控制器需要依靠传感器采集的挡位、制动踏板和加速踏板等信号分析出驾驶??员的各种意图，计算并选定最优的控制策略。??本文仅针对制动踏板、加速踏板、换挡以及冷却系统水栗所涉及的整车控制器引脚??进行定义说明。由于在开发的过程中所使用的单片机的型号和芯片不同，对于引脚的定??义会略有不同，本文采用恩智浦公司的ＭＰＣ５７４４ｐ型单片机，其整车控制器部分引脚定??义如表３－１所示
【参考文献】：
期刊论文
[1]新能源汽车检测技术应用分析[J]. 邱斌,占百春. 汽车实用技术. 2019(01)
[2]浅析基于CAN总线的网络拓扑结构设计[J]. 孙永锋. 汽车实用技术. 2017(21)
[3]基于CAN的纯电动汽车电驱动故障诊断研究[J]. 温晶晶,韩峻峰,郭毅锋,张洪森. 工业控制计算机. 2016(11)
[4]整车CAN总线最大长度和节点数的测算方法[J]. 任志伟. 汽车工程师. 2016(04)
[5]电动汽车驱动电机及其控制系统应用概述[J]. 罗龙飞,袁守华. 汽车实用技术. 2014(04)
[6]基于CANoe的can总线通信模拟研究[J]. 徐雨晨. 科技创新与应用. 2014(02)
[7]基于CAN bus的汽车网络设计概述[J]. 高越,李洪雷,韩金丰. 机电产品开发与创新. 2013(04)
[8]车辆通用故障诊断协议的研究与开发[J]. 刘丽丽,徐皑冬,宋岩,周亚. 计算机工程. 2012(16)
[9]电动汽车非车载充电机技术分析与试验研究[J]. 丁心志,毕志周,曹敏,王恩,翟少磊. 电测与仪表. 2012(04)
[10]基于ISO15765的车载CAN网络诊断设计[J]. 李锐,王晶莹,姚燕,瞿钧. 计算机工程. 2012(04)
硕士论文
[1]基于CAN总线的UDS诊断系统的设计与实现[D]. 黄悦鹏.南京邮电大学 2016
[2]基于CAN总线的纯电动客车电机及整车控制器研究[D]. 杨小林.重庆大学 2016
[3]纯电动汽车故障诊断系统开发[D]. 曹红.山东大学 2014
[4]CAN总线UDS的研究与应用[D]. 郭凯凯.安徽理工大学 2013
[5]车载CAN网络数据链路层和传输层软件的设计与实现[D]. 李璐璐.电子科技大学 2013
[6]汽车网络研究及CAN总线网络拓扑的优化[D]. 曲凤丽.浙江大学 2008
[7]混合动力轿车CAN通讯协议的制定与基本实现[D]. 蔡莉.武汉理工大学 2003
本文编号：3434729
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