基于CAN-LIN混合網(wǎng)絡(luò)的車輛電控平臺的構(gòu)建與研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代汽車工業(yè)的飛速發(fā)展,運用在汽車上的電子設(shè)備不斷增加,它們提供了更多的功能,用于增強車輛的安全性與舒適性;另外,由于成本的限制,要求不同廠商的電氣電子單元能夠集成在整車上成為一個功能整體,汽車網(wǎng)絡(luò)正是在這樣的背景下孕育而生的。汽車網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展經(jīng)歷了從點對點連結(jié)的架構(gòu)、自定義網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)到開放式車輛控制通信網(wǎng)絡(luò)三個階段。汽車網(wǎng)絡(luò)具有很好的開放性、實時性和擴展性,具有全數(shù)字化通信、低成本和適應性強的特點。本文在研讀了LIN2.1協(xié)議和Bos

2、ch公司的CAN2.0B協(xié)議的基礎(chǔ)上,構(gòu)建了某微型車的電子控制網(wǎng)絡(luò)通信平臺,涵蓋高速CAN子網(wǎng)段和低速LIN子網(wǎng)段,高速CAN總線被運用到實時性要求較高的發(fā)動機電控單元、變速箱控制單元和電子車身穩(wěn)定系統(tǒng),LIN總線則運用于對信息傳輸實時性要求較低的車身控制系統(tǒng),這兩個網(wǎng)段通過中央網(wǎng)關(guān)電子儀表連接起來,實現(xiàn)全車的信息共享。
　　 本文介紹了微型車電控網(wǎng)絡(luò)平臺的構(gòu)建,包括整個網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)、參數(shù)的設(shè)定、節(jié)點的劃分,對報文ID及周期進

3、行了定義。在網(wǎng)關(guān)的設(shè)計方面,一般網(wǎng)關(guān)節(jié)點總是作為LIN網(wǎng)段上的主節(jié)點,本課題采用了比較新穎的方式,網(wǎng)關(guān)僅作為LIN網(wǎng)絡(luò)上的從節(jié)點,執(zhí)行從機功能。
　　 課題重點討論微型車電控平臺的硬件及軟件設(shè)計,選用MC9S12HZ128作為CAN/LIN網(wǎng)關(guān)的主控芯片、TJAl040作為高速CAN網(wǎng)段的收發(fā)器、TJA1020作為低速LIN網(wǎng)段的收發(fā)器,選用TLE4275作為網(wǎng)關(guān)節(jié)點的電源調(diào)節(jié)器;設(shè)計了網(wǎng)關(guān)節(jié)點的初始化、報文發(fā)送和接收的程序流程

4、圖。介紹了高速CAN和低速LIN子網(wǎng)段的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)及節(jié)點的硬件結(jié)構(gòu),并對LIN網(wǎng)段主機節(jié)點報文幀幀頭的發(fā)送方式、電子儀表從機節(jié)點功能的執(zhí)行過程及網(wǎng)關(guān)功能執(zhí)行過程進行說明。此外,對網(wǎng)絡(luò)中各子網(wǎng)段的網(wǎng)絡(luò)管理和基于K_Line通信的微型車故障診斷的啟動過程進行介紹。
　　 文章最后運用CANoe軟件對構(gòu)建的微型車電控網(wǎng)絡(luò)進行網(wǎng)絡(luò)負載和報文幀傳送等性能的仿真測試,在仿真后搭建臺架試驗。CANoe軟件的仿真試驗主要包括:網(wǎng)絡(luò)物理節(jié)點、網(wǎng)

5、絡(luò)數(shù)據(jù)庫文件的建立,CANoe環(huán)境下CAPL語言的編寫,仿真試驗等。高速CAN網(wǎng)絡(luò)仿真環(huán)節(jié)對通信的負載率進行了仿真,得出CAN網(wǎng)絡(luò)的負載率為2.52%,滿足設(shè)計要求。LIN網(wǎng)絡(luò)仿真環(huán)節(jié),對部分節(jié)點的報文調(diào)度順序及報文發(fā)送周期進行仿真,結(jié)果表明網(wǎng)絡(luò)能按預定的發(fā)送順序及周期來發(fā)送報文。
　　 臺架試驗方面,對高速CAN和LIN網(wǎng)絡(luò)分別進行試驗。高速CAN網(wǎng)絡(luò)部分,用CANstress模塊對網(wǎng)絡(luò)施壓負載,網(wǎng)絡(luò)能正常運行,且未出現(xiàn)錯誤幀