混合动力汽车车载故障诊断记录系统研究与开发

论文摘要

石油资源的日益减少,环境日益恶化,然而汽车需求却日益增大,造成能源和排放问题越来越严重。因此开发以混合动力汽车为代表的清洁汽车迫在眉睫。本文以混合动力电动汽车车载故障诊断记录系统为研究对象,以实时的记录混合动力电动汽车行驶过程中各电控单元运行及控制参数,以及故障发生时的信息记录为目标,开发了相应的故障驱动参数记录系统,为混合动力电动汽车开发过程中的匹配、安全控制策略的制定和优化,以及为汽车出现故障后的故障分析提供充足客观的数据分析依据,并具有简单的故障监测和信息显示功能。本文通过分析系统的设计需求,确定了故障诊断信息记录系统的数据源即CAN总线和K线,提出了基于USB存储技术的车载网络数据采集系统设计方案。本文设计了数据采集、显示以及USB主从模式存储等电路,阐述了硬件电路电磁兼容和抗干扰设计等内容。采用C语言模块化编程完成了系统的初始化、网络通信模块、人机交互模块以及USB数据存储模块的程序设计。设计了基于LabVIEW的试验数据处理软件,实现了采集数据的离线读取、显示以及故障识别功能。为汽车的故障诊断和分析提供了快捷的分析工具。在混合动力汽车冬季实验过程中,该系统运行稳定,数据记录完整。在离线数据分析过程中,数据及信息的显示直观、方便,能较好的反映车辆行驶状态。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 国内外现状
• 1.2.1 混合动力电动汽车的研究现状
• 1.2.2 汽车信息记录系统的研究现状
• 1.3 课题的来源和研究内容
• 1.3.1 课题的来源
• 1.3.2 课题的研究内容
• 2 系统的总体技术原理
• 2.1 系统设计要求
• 2.2 系统的总体结构设计
• 2.2.1 混合动力汽车电控单元的通讯网络分析
• 2.2.2 混合动力汽车故障信息记录系统硬件方案设计
• 2.3 汽车电控系统故障诊断原理
• 2.3.1 汽车故障诊断的原理
• 2.3.2 汽车电控系统故障诊断方法
• 2.4 USB 接口
• 2.4.1 USB 的发展历史
• 2.4.2 USB 系统描叙
• 2.4.3 USB 传输要素
• 2.4.4 事务与联络信号
• 2.4.5 USB 的传输方式
• 2.4.6 USB 海量存储协议概述
• 2.5 本章小结
• 3 故障诊断信息记录系统的硬件研发
• 3.1 硬件系统的设计原则
• 3.2 硬件系统的框架结构设计
• 3.3 核心芯片的选型
• 3.3.1 主控芯片TI DSP TMS320F2812 选型
• 3.3.2 USB 控制芯片CH3755V 选型
• 3.3.3 12864 点阵LCD 模块选型
• 3.4 CPU 模块硬件电路设计
• 3.4.1 TMS320F2812 供电模块及引脚信号定义
• 3.4.2 电源电路设计
• 3.4.3 时钟晶振和手动复位电路设计
• 3.4.4 JTAG 接口电路设计
• 3.4.5 外扩存储器电路设计
• 3.5 数据采集通讯模块电路设计
• 3.5.1 CAN 通信模块电路设计
• 3.5.2 K 通信模块电路设计
• 3.6 基于USB 的数据存储电路设计
• 3.7 液晶显示与键盘输入电路模块设计.
• 3.7.1 液晶显示模块的设计
• 3.7.2 键盘操作模块的设计
• 3.8 时钟电路的设计
• 3.9 硬件电路电磁兼容性和抗干扰性设计
• 3.9.1 硬件电路的电磁兼容性设计
• 3.9.2 硬件电路的抗干扰分析设计
• 3.10 本章小结
• 4 故障诊断信息记录系统软件开发
• 4.1 CCS 集成开发工具
• 4.2 系统软件结构
• 4.3 故障诊断信息记录系统模块化程序设计
• 4.3.1 初始化模块设计
• 4.3.2 网络通信模块设计
• 4.3.3 人机交互模块设计
• 4.3.4 USB 存储模块设计.
• 4.3.5 故障诊断模块设计
• 4.4 本章小结
• 5 试验数据处理软件设计
• 5.1 系统试验与数据的存储结构
• 5.2 试验数据处理存储形式
• 5.3 试验数据处理软件设计
• 5.3.1 试验数据处理工具简介
• 5.3.2 数据处理软件界面设计
• 5.3.3 数据处理软件程序设计
• 5.4 试验数据处理的显示
• 5.5 本章小结
• 6 全文总结与展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• A. 作者在攻读硕士学位期间发表的论文
• B. 作者在攻读硕士学位期间取得的科研成果
• C. 作者在攻读硕士学位期间参与的科研项目