基于can总线的标定系统界面平台设计

《基于can总线的标定系统界面平台设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第一章绪论1．1引言汽车行业的快速发展在推动社会进步，给人们带来极大便利的同时，也产生了一系列突出的负面效应，突出表现在对环境的污染和石油能源的利用方面，无疑，越来越多的车辆给资源和环境带来了巨大的压力。为减少环境污染和节约石油能源，国际组织和各国政府不仅制定了排放法规来严格控制汽车尾气排放，还颁布了油耗法规用以限制汽车耗油量。随着时间的推移，这些法规经过不断修改，其标准也越来越严格。发动机电控技术是降低发动机排气污染，提高其动力性和经济性的一个重要手段，它的研究和开发越来越受到人们的重视【1】【21。在应用电控系统对发动机进行控制的同时，为了使发动机获得较

2、好的动力、经济性能，满足国家的排放法规，保持良好的工作稳定性能，需要对电控系统与发动机进行调试匹配，对控制参数进行标定和优化。同时，电控系统的标定对发动机控制策略的编写有指导作用。这些工作需要借助标定系统才能实现【31。社会发展的需要、排放法规的推动和科学技术的进步、世晃性石油短缺、使用者对车辆驾驶性、舒适性和安全性的需求日益提高，使电控技术成为改善发动机性能及排放的主要手段，同时也是汽车上采用电子技术并迅速发展的根本原因。在当前汽车电子技术的发展中，动力系统的电子控制占有重要地位，它可以实现低油耗、低污染，并提高汽车的动力性。发动机乃至整个车辆的工作过程都

3、是非常复杂的动态、非线性、具有相应滞后的混合时变系统，它们的性能都依赖于大量的机械动力学和热力学参数，很难用准确的数学模型精确地表达出来。发动机电控系统的控制参数对发动机的性能影响较大。为使发动机达到最佳的综合性能，必须对电控系统的控制参数进行精确的标定，使发动机按照最优的控制参数运行。1．2课题研究的背景及意义当今发动机的发展，不仅面临着动力性、燃料消耗、废气排放三方面性能不断提高的挑战，而且必须满足日趋严格的排放法规，因此利用发动机电控系统来对排放和性能进行精确控制己成为汽车行业发展的趋势。而发动机ECU则是电控系统的核心，其内存储了大量的机械动力学和热

4、力学参数(诸如：各种MAP、特征值等)，这些重要的参数将最终决定整车的性能。由于发动机的许多指标相互排斥，因此需要通过反复的发动机台架试验和道路试验，依靠标定系统来对ECU中的控制参数进行全局优化，并最终确定这些参数的最佳值【4】，由于标定系统不直接与电控系统硬件交往，因此具有对各类大连交通人学l：学硕+学位论文统的普遍适用性。近几年，国内虽然在此方面已有所研究，但和国外相比，国内所研发的标定系统大部分协议均为自定义，使得系统在规范性、通用性和产业化上有所欠缺。基于上述目的，本文研究并开发了全新的标定系统。系统ECU通讯基于CAN(ControlAreaNe

5、twork)总线方式，并扩展了KWP2000(Keyword2000)协议来完成监测、标定和诊断服务。标定系统可以对ECU内部的各种MAP以及动态实时数据进行准确的监测。同时与传统的手动离线标定相比，系统的在线标定和自动标定功能，极大地减轻了标定人员的工作量，提高了标定过程的准确性。从使用的标定珍断协议来看。目前，现场总线有许多种类，几种有影响的总线为：基金会现场总线，LONWORKS，PROFIBUS，CAN，HART等，由于CAN总线最初是针对汽车提出的，故在汽车网络控制领域，可以说CAN总线占据着霸权的地位。CAN总线具有卓越的特性、极高的可靠性和独特

6、的设计，因此，已经在汽车工业、航空工业、控制安全防护、嵌入式网络和保安系统等领域得到了广泛应用。控制器局域网CAN为串行通信协议，能有效地支持具有很高安全等级的分布实时控制。CAN的应用范围很广，从高速的网络到低价位的多路配线都可以使用CAN。CAN总线是一种单一的网络总线，其最大的优点是：所有的控制器件都可以挂接在CAN总线(只有两根电线)上。CAN总线通信接口中集成了CAN协议的物理层和数据链路层功能，可完成对通信数据的整帧处理，包括位填充、数据块编码、循环冗余检测、优先级判别等项工作。CAN采用非破坏总线仲裁技术。当多个节点同时向总线发送信息出现冲突时

7、，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，从而大大节省了总线冲突仲裁时间。尤其是在网络负载很重的情况下，也不会出现网络瘫痪的情况

8、5J(以太网则可能出现这种情况)。标定是一项十分复杂的工作，一方面，发动机的性能表现在多方面，诸如动力性、燃油经济性和排放性能，进行控制参数的标定必须对各种性能指标的影响进行综合考虑；另一方面，发动机的各个控制参数之间也存在着相互影响，将各个控制参数单独地进行选择并不十分科学。标定方法的设计直接影响标定工作的精确性、标定周期、标定成本。课题的研究，一方面是为项目开发的汽油、氢气发动机电控系统提

9、供标定试验的平台，通过试验使电控系统达到最佳控制效果