基于现场总线的汽车信息系统的研究

论文摘要

汽车电子技术步入控制系统综合化、信息共享化、功能智能化的发展新阶段。针对目前国内汽车传统的电控方式,本文对汽车信息系统进行了分析,研究了基于CAN总线技术、在线诊断技术、微型计算机控制技术的汽车信息系统。该系统改变汽车的控制方式和传统仪表的结构方式,实现了信息的集中检测,传输、控制、以及数据共享,易于功能扩展,减少了线束,提高了系统的维护性和可靠性,增强了系统的性能。本文分析探讨了车辆网络技术的发展现状及趋势,在深入研究CAN总线技术、汽车信息系统和各模块功能的基础上,提出了应用CAN总线代替汽车传统的线束数据传输方式,设计了基于CAN总线的汽车信息系统方案,重点对汽车仪表进行了基于CAN总线的数字化改进设计。针对各个重要ECU模块的功能及诊断原理进行了设计分析。本系统采用T型连接的CAN总线连接方式,车窗模块、车身模块、发动机模块以及各个通用模块分别与数字仪表模块并联,增强了各个模块之间的通讯能力和抗干扰能力,分析了各个模块与仪表间的通讯。选取传感器供电模块、曲轴传感器等典型部件进行了诊断流程设计。最后在实验平台上对CAN总线仪表以及车身模块进行了多项抗扰度测试和抛负载高压测试,测试结果均达到国家标准。目前这些模块已通过实际装车功能测试及常规道路试验测试。测试表明,这些模块能很好的满足现代重卡的总线信息系统要求,产品可靠性高,已做好投入市场的准备。本论文结合华菱公司重型卡车电子系统的自主研发项目,对我国自主开发汽车信息系统作了有益的探索,对我国实现汽车信息化起到积极的作用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 汽车电子技术现状和发展趋势
• 1.3 课题来源和研究内容
• 1.4 论文研究方法
• 第2章 CAN 总线和SAE J1939 协议
• 2.1 CAN 总线
• 2.1.1 CAN 总线的发展
• 2.1.2 CAN 总线的分层结构及功能
• 2.1.3 CAN 总线的特性
• 2.2 SAE J1939 协议
• 2.3 本章小结
• 第3章 H08 CAN 总线组合仪表设计
• 3.1 H08 总线仪表设计方案
• 3.1.1 H08 总线仪表整体功能分析
• 3.1.2 H08 总线仪表硬件设计分析
• 3.2 H08 总线仪表硬件设计
• 3.2.1 微处理器
• 3.2.2 CAN 通信芯片
• 3.2.3 信号处理
• 3.3 H08 总线仪表软件设计
• 3.3.1 H08 总线组合仪表主控程序
• 3.3.2 车速信号采集部分程序设计
• 3.3.3 气压信号采集部分程序设计
• 3.4 本章小结
• 第4章 H08 CAN 总线信息系统及故障诊断
• 4.1 H08 信息系统设计方案
• 4.1.1 系统框架设计
• 4.1.2 控制模块布局
• 4.2 H08 CAN 总线通信设计
• 4.2.1 H08 CAN 总线仪表通信
• 4.2.2 车窗模块通信
• 4.2.3 发动机ECU 模块通信
• 4.3 故障诊断
• 4.3.1 故障诊断系统监测的内容
• 4.3.2 典型部件的诊断原理设计
• 4.4 本章小结
• 第5章 总线仪表及车身模块性能测试及应用
• 5.1 测试标准
• 5.1.1 抗扰性限值
• 5.1.2 频率范围和承受时间
• 5.1.3 抗扰度测试性能判据
• 5.2 抗扰度测试
• 5.2.1 静电放电抗扰度测试
• 5.2.2 射频抗扰度测试
• 5.2.3 大电流注入抗扰度测试
• 5.2.4 带状线射频抗扰度测试
• 5.2.5 ISO 7637 抗扰度测试
• 5.3 抛负载高压测试
• 5.4 应用
• 5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录A 实用新型专利证书
• 附录B 华菱H08 车型CAN 总线系统电气原理框图
• 附录C 车速信号采集程序程序
• 附录D 气压信号采集和报警判断程序