基于CAN总线的OBD系统的研究与开发

论文摘要

随着现代汽车技术的发展和政府部门对环境保护工作的日益重视,要实现对汽车性能的提升及对汽车尾气排放更精确的控制必须研究汽车故障自动诊断技术。另一方面,现代汽车中车内信号的传输载体也从传统线束转变为适应车辆通信环境的现场总线上来。汽车电子设备所占汽车成本的比例逐年升高,汽车电子技术发展的已成为汽车产业发展的趋势和推动力。但我国在汽车故障诊断和汽车总线通信的发展均落后于世界平均水平,缺少拥有自主知识产权的设备与技术,特别是在发动机电控领域所属的故障诊断系统开发方面,由于其开发技术难度大,国内产品几乎全部被国外跨国企业垄断,产品价格决定权完全掌握在国外企业手中。本文针对这种状况提出了解决问题的一个着眼点。至2009年7月1日,我国所生产的乘用车必须全部加装车载故障诊断系统,因此本论文所研究的问题有着很重要的现实意义与价值。本文完成的工作主要有:(1)根据当前国际汽车工业发展趋势及我国汽车工业发展现状,确定论文的研究方向及具体实施方法。(2)以国家颁布的相关法规为标准,深入研究CAN总线通信原理及网络协议规范,在深入研究车辆故障诊断系统的基础上完成网络协议的配置。(3)研究了汽车排放相关故障诊断系统的诊断原理及策略。(4)研究了汽车故障信息的存储、传输及故障指示灯的控制。(5)对所设计的系统进行调试,利用ECU和PC机诊断界面进行了实物验证。(6)最后对整个系统开发进行了总结,并提出可行的改进和完善意见,并对本课题的后续发展和前景做出可行性分析。本文在车用总线的协议研究及车辆故障信息诊断系统的研究上做了较为细致的研究,证明了在上述方面通过自主研发打破国外企业技术垄断可行性,完全自主的制定了汽车故障诊断系统的部分执行策略及按照国家相关法规实现总线通信。论文中所形成的研究结果已通过可靠性测试并应用在实际产品中,对提升我国汽车电子产业的技术水平做了有益的工作。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 汽车电子产业的发展情况
• 1.1.1 汽车电子产业的发展形势
• 1.1.2 我国汽车电子产业的发展状况
• 1.2 通信技术在汽车产品上的应用
• 1.3 本文主要研究内容
• 1.3.1 论文研究领域目前状况
• 1.3.2 本文的研究内容
• 本章小结
• 第二章 CAN 总线协议研究
• 2.1 CAN 总线的概念及网络分层
• 2.2 CAN 线物理层
• 2.3 CAN 线数据链路层
• 2.3.1 数据链路层定义
• 2.3.2 介质访问控制子层
• 2.3.3 逻辑链路控制子层
• 本章小结
• 第三章 关于OBD 系统研究
• 3.1 OBD 系统诊断内容
• 3.1.1 OBD 检测原理及检测内容
• 3.1.2 故障指示器（MI）的控制
• 3.1.3 故障代码的储存与清除
• 3.2 OBD 系统的诊断模式
• 本章小结
• 第四章 诊断系统应用层协议研究
• 4.1 应用层协议研究
• 4.1.1 应用层协议研究
• 4.1.2 应用层时序控制
• 4.1.3 应用层报文格式
• 4.1.4 OBD 系统输出信息的9 种模式
• 4.2 网络层协议研究
• 4.2.1 网络协议数据单元
• 4.2.2 协议控制信息说明
• 4.2.3 网络层帧传输过程
• 4.2.4 网络层定时控制
• 本章小结
• 第五章 OBD 系统的通信验证
• 5.1 实验方法
• 5.2 调试结果
• 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢