基于CAN总线的发动机仿真系统研究.pdf

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1、第39卷第3期2010年6月小型内燃机与摩托车SMALLINTERNALCOMBUSTIONENGINEANDMOTORCYCLEV01．39No．3Jun．2010基于CAN总线的发动机仿真系统研究陈恒江治民(西京学院电子技术研究所陕西西安710123)摘要：本研究设计的系统由发动机仿真模型和CAN总线部分组成。CAN总线作为有前途的现场总线，将用于本系统仿真通讯中。系统应用ARM控制器作为核心单元、采用嵌入式技术实现发动机实时仿真并采用CAN总线协议将传感器、输入控制变量和发动机参数集成一体。最后，对整个系统进行检测实验。仿真实验表明系统运行稳定可靠，能够模拟发动机运行，系统

2、性能良好。关键词：仿真CAN总线ARM控制器嵌入式系统技术中图分类号：TK402文献标识码：A文章编号：1671—0630(2010)03_0013一03StudyonanEngineSimulationSystemBasedontheCANBusChenHeng，JiangZhiminElectronicTechnologyInstitute，XijingCollege(Xihn，Shanxi，710123，China)Abstract：Theenginesimulationsystemisconsistedoftherealtimeen西nemodelandCANbus．AR

3、MMCUisthekeymanagementcenter．CANbusistheimportantbus，whichisusedforcommunicationinthissystem．TheembedsystemisusedtomodelingtheengineandtheCANbusisusedtointegratethesensor童signals，in·putcontrolvaluesandtheparametersoftheen舀ne．Finally，thesimulationtestismade，thetestresultshowsthatthewholesystem

4、isreliable，callbeusedtosimulationefl百neandhasgoodperformance．Keywords：Simulation，CANbus，ARMMCU，Embedsystem引言目前，国内发动机研制正由以实物开发为主和控制系统以机械式控制为主，向以仿真与实物系统并重的开发体系过渡。发动机仿真技术有很大的发展空间。CAN总线具有可靠性、实时性和灵活性强等突出特点，得到了业界的广泛认同，并正式成为国际标准和行业标准，被誉为“最有前途的现场总线”之一⋯。以CAN总线为代表的总线技术在汽车上的应用不但减少了车身线束，也提高了汽车的可靠性【2一J。国内

5、CAN总线技术在汽车上的应用存在着很大的潜力。1CAN总线技术的技术特点CAN总线属于现场总线范畴，是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络。CAN总线在工业控制领域广泛应用得益于其自身的技术特点Hj。1)只需通过报文滤波即可实现点对点、一点对多点及全局广播等几种方式传送接收数据，无须专门的“调度”。2)通信方式灵活。3)CAN采用非破坏性总线仲裁技术，当多个节点同时向总线发送信息时，优先级较低的节点会主动地退出发送，而最高优先级的节点可不受影响地继续传输数据。4)采用短帧格式通信，传输时间短，受干扰概率低，具有极好的检错效果。5)CAN的每帧信息都有CRC校验及其他检错

6、措施，保证数据通信的可靠性。2发动机仿真系统的设计2．1发动机与测试系统的基本结构发动机仿真必须掌握发动机各参数及与其相关的测试系统情况，发动机试验台架基本结构主要包括：国作者简介：陈恒(1965一)，男，副教授。主要研究方向为计算机仿真、控制系统技术，发动机测控技术。14小型内燃机与摩托车第39卷产汽油发动机、光电旋转编码器、节气门位置信号传感器、空气质量流量计、油量及点火调节电位计、喷油器、喷油及点火驱动电路、数字采集仪和控制模块。发动机要在测试系统中正常工作，通过控制模块给电子点火系统一个信号，同时控制模块通过喷油驱动电路给燃油喷射系统一定的油量，在这种条件下发动机就开始了

7、运行状态，发动机通过光电旋转编码器产生转速信号和上止点信号，而直接产生空气流量信号、温度传感信号、压力传感信号和节气门位置信号。将这些信号通过数据采集板采集下来，然后进行记录和分析，最后得出发动机的运行情况。发动机的仿真就是模拟在测试条件下发动机各参数的运行变化情况。2．2CAN总线发动机仿真系统的总体设计CAN总线设计是发动机仿真系统的重要部分，如图1所示。当PC机的主控系统发出发动机的运行指令后，PC机的指令通过TCP／IP—CAN转换器转换成CAN总线结构数据格式放在CAN