电动汽车控制网络实时性分析研究new

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1、张峻霞等：电动汽车控制网络实时性分析研究电动汽车控制网络实时性分析研究!张峻霞!王丽芳"!廖承林!（天津科技大学机械工程学院天津!""###）（!中国科学院电工研究所北京$"""%"）摘要分析了影响电动汽车分布式控制系统实时性的主要因素，通过对整个网络系统的测试，考察了实际运行的网络的性能是否能够满足汽车动力系统的实时性要求。对目前电动汽车网络中常采用的$#&’()*，#&"’()*和&""’()*三种通信速率的+,-网络实时性进行了对比测试分析，结果表明：在相同的网络中，总线正常通信的情况下，提高总线通信速率，能有效降低总线负载率；$".*的信息在网络上实

2、时性要求比较高，将主要影响网络实时性能。所得研究结果对制定电动汽车+,-网络协议具有重要参考价值。关键词电动汽车，+,-总线，实时性，测试高层协议，专为像汽车发动机控制等高可靠性应用［!，C］"引言系统开发的。我国传统车用网络、总线、通讯协议的研究起步电动汽车是为解决燃油危机和环境污染问题孕较晚，基础薄弱。目前在国家“十五”%D!计划的支育而生的。与传统汽车相比，它的电子装置更多而持下，+,-总线在各电动汽车整车中得到广泛应且相互间的关联性更强，因此数据通信更为重要。用，文献［&］对于+,-总线技术在电动轿车中的具电动汽车控制系统实时性要求严格，而其电磁环境

3、体实现作了研究；文献［D］提出了基于+,-总线的恶劣，同时受到了空间的限制和成本的约束，这无形纯电动轿车分布式控制系统拓扑结构，开发了+,-增加了提高其网络实时性的难度。在微处理器)微总线应用层协议，还对+,-总线系统进行综合实测控制器技术高速发展的今天，微处理器)微控制器对和评价；文献［E］利用2F-G4建立了+,-网络模型，复杂的控制决策的约束将越来越小，而网络的实时应用该模型对所设计的混合动力电动车+,-协议性则成为进一步提高分布式实时控制系统在汽车控的实时性和可靠性进行了仿真分析；文献［%］把进行制中的性能的障碍。实时系统分析的单调速率分析（91,）

4、方法应用于车为了增强系统的可靠性、减少线束和降低成本，上+,-总线，并以一款混合动力电动汽车+,-网基于串行数据传输的网络拓扑结构已成为分布式实络设计为例，进行了实时性分析；文献［H］研究开发时系统的主流方式，在汽车中采用的分布式实时控了+,-总线实时仿真测试平台，用于车用+,-总制系统，受可靠性、空间和成本的约束，无一例外地线相关技术的研发及车载+,-总线通讯网络性能采用了串行数据传输的网络拓扑结构，如+,-、/0-、的测试。从这些文献资料可以看出，我国在电动汽1234、567897:。目前应用最广泛且支撑技术和元器车应用+,-方面开展了富有成效的研究，同

5、时对电［$］件最丰富的是+,-。+,-是#"世纪%"年代初动汽车上+,-协议的实时性进行了初步分析研究。;23+<公司开发的一种串行通信协议，目前已得到如何制定合适的+,-网络协议是整车网络规［#］广泛认同和应用，奔驰、宝马、大众、沃尔沃等汽车划的重要内容，网络的实时性是反映整个网络性能都将+,-作为控制联网的手段。#""$年，一种基于的重要参数，下面就影响分布式控制系统实时性的时间触发的新的+,-总线协议44+,-（=>.?@=A>BB?A主要因素进行分析，并对整个网络系统进行对比测+,-）出现，它是在传统+,-总线协议的基础上的试分析，试图对制定电动汽车

6、+,-网络协议提供一#%D!计划（#""&,,&"$H#"）资助项目。!女，$HD%年生，博士，副教授；研究方向：电动汽车研制与开发。"通讯作者，G@.7>6：I6JK.7>6L>??L7MLMN（收稿日期：#""D@$$@"!）—D#!—高技术通讯)--9年8月第!9卷第8期些有价值的参考。同时发送，但其简单的仲裁规则确保仅有一个节点控制总线并发送信息。收发器如同一个漏极开路结!测试规范构，能够监听自身的输出。逻辑高状态由上拉电阻电动汽车网络总线通讯协议性能评价规范包括驱动，因而低有效输出状态（-）起决定性作用。对物理层、数据链路层和应用层的测试评价，它可

7、针对需接入总线系统的单个控制器（"#$），也可对整个网络系统的性能进行测试。其中对物理层测试的内容包括#%&总线发送电平和位时间，对数据链路层和应用层的测试主要是测试实时性。#%&总线的数据线由#%&’和#%&(两根线组成（如图!）。图&’()!!*+*规定的"#$总线电平解决总线访问冲突是通过仲裁每个标识位，即每个节点都逐位监测总线电平按照“线与”机制，即显性状态（逻辑-）能够改写隐性状态（逻辑!），当某图!典型的"#$总线组网图个节点失去总线分配竞争时，则表现为隐性发送和显性观测状态。所有退出竞争的节点成为那些最高#%&能够使用多种物理介质，例如双绞线、

8、光优先级信息的接收器，并且不再试图发送自己的信纤等。