混合动力电动汽车TTCAN网络研究

论文摘要

汽车电子技术的飞速发展,促进了新型通信网络技术在汽车上的应用,特别对于采用了更多数字化电子控制单元的混合动力电动汽车,通信网络技术的研究应用将具有更大的意义。本论文以“863”重大专项电动汽车课题“电动汽车控制算法与基础技术研究”为依托,以EQ6110混合动力客车动力总成系统为研究对像,开展了TTCAN网络系统的设计开发工作。本文分析了EQ6110混合动力客车动力总成系统的工作特性,确定了总线上各节点功能及各控制单元之间交互的信息,在此基础上对整车网络进行了总体规划和设计,设计了兼容SAE J1939协议的TTCAN应用层协议。在CANoe汽车网络仿真软件中,对软件进行了二次开发,增加了TTCAN模型的应用层和会话层,建立了采用TTCAN协议的EQ6110混合动力客车的模型。开展了对模型网络性能的研究,对节点数目、消息优先级、数据场长度等因素对TTCAN网络实时性的影响以及总线波特率对网络负载率的影响关系进行了试验研究。本文对采用TTCAN协议的HEV硬件通信网络仿真也进行了研究,经过软硬件设计,建立了可靠有效的通信网络平台。通过在硬件平台上的通信试验研究,对比分析了TTCAN协议和CAN协议在网络实时性,网络负载率以及网络吞吐量等网络性能方面的差异,证明了TTCAN协议是一种有着良好网络性能的网络协议,能适应将来汽车网络技术发展的需求。

论文目录

• 致谢
• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章:绪论
• 1.1 混合动力电动汽车及汽车网络技术发展现状
• 1.2 TTCAN总线技术的研究
• 1.3 混合动力电动汽车网络性能及研究方法
• 1.4 论文研究内容
• 第二章 混合动力电动汽车TTCAN通信网络设计
• 2.1 EQ6110HEV网络总体规划
• 2.1.1 EQ6110HEV特性分析
• 2.1.2 EQ6110HEV通信网络总体设计
• 2.2 TTCAN通信协议研究
• 2.2.1 CAN总线通信协议
• 2.2.2 TTCAN总线通信协议
• 2.3 混合动力电动汽车TTCAN网络设计
• 2.3.1 HEV网络物理层设计
• 2.3.2 HEV网络应用层消息编码
• 2.4 故障诊断与处理
• 2.5 本章小结
• 第三章 混合动力电动汽车TTCAN网络性能仿真分析
• 3.1 汽车网络仿真方法
• 3.1.1 基于软件的计算机仿真
• 3.1.2 基于硬件的实时仿真
• 3.2 混合动力电动汽车TTCAN网络仿真模型建立
• 3.2.1 TTCAN模型结构及运行机制分析
• 3.2.2 TTCAN协议软件仿真平台的实现
• 3.2.3 混合动力电动汽车模型建立
• 3.2.4 TTCAN矩阵调度表设计
• 3.3 TTCAN网络性能仿真结果分析
• 3.3.1 RMA数学分析法
• 3.3.2 TTCAN协议实时性分析
• 3.3.3 TTCAN协议下网络负载率分析
• 3.4 本章小结
• 第四章:HEV网络实验平台的开发
• 4.1 实验平台的设计方案
• 4.2 实验平台硬件电路设计
• 4.2.1 硬件芯片选型
• 4.2.2 CAN接口电路设计
• 4.2.3 电源设计
• 4.2.4 控制器抗干扰设计
• 4.3 实验平台系统软件设计
• 4.3.1 开发环境的选择
• 4.3.2 编程语言的选择
• 4.3.3 基于SAEJ1939协议的网络平台软件程序设计
• 4.3.4 基于TTCAN协议的网络平台软件程序设计
• 4.4 实验平台功能测试
• 4.5 本章小结
• 第五章 基于网络试验平台的TTCAN网络与CAN网络性能对比
• 5.1
• 5.1.1 试验方案设计
• 5.1.2 试验内容设计
• 5.2 试验结果分析
• 5.2.1 两种协议下网络实时性分析
• 5.2.2 网络负载率及吞吐量的研究
• 5.3 本章小结
• 第六章 全文总结
• 参考文献
• 作者简历
• 学位论文数据集