混合动力城市客车CAN监控与显示系统的研制

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1、一吉林大学硕士论文-第一章引言汽车是当今社会的重要交通工具，然而目前整个世界石油资源a-乏、汽车尾气造成的城市大气污染问题日趋严重。从源头上解决能源节约和汽车尾气污染，必须改进汽车的动力装置和生产清洁燃料同时并举。当前普遍使用的燃油发动机汽车存在种种弊病，统计表明在占80%以上的道路条件下，一辆普通轿车仅利用了动力潜能的40%，在市区还会跌至25%，更严重的是排放废气污染环境。20世纪90年代以来，世界各国对改善环保的呼声日益高涨，各种各样的电动汽车脱颖而出。虽然人们普遍认为未来是电动汽车的天下，但目前的电池技术问题阻碍了电动汽车的应用。由于电池的能量密度与汽油

2、相比差上百倍，远未达到人们所要求的数值。现实迫使工程师们想出了个两全其美的办法，开发了一种混合动力装置(Hybrid-ElectricVehicel,缩写HEV)的汽车。所谓混合动力装置就是将电动机与辅助动力单元组合在一辆汽车上做驱动力，辅助动力单元实际上是一台小型燃料发动机或动力发电机组。形象一点说，就是将传统发动机尽量做小，让一部分动力由电池一电动机系统承担。这种混合动力装置既发挥了发动机持续工作时间长，动力性好的优点又可以发挥电动机无污染、低噪声的好处，二者“并肩战斗”，取长补短，燃油消耗可降低30%以上，废气排放指标可降低50%以上。目前国际国内混合动力

3、汽车的研制处于起步阶段，一汽集团目前正在开发、研制的解放牌混合动力城市客车，设计采用并联式混合动力源。由于涉及到两套系统(发动机与电动机)的协调工作、对发动机的动力性能的控制、降低能源消耗以及污染气体排放等问题，混合动力车必须采用电控发动机。这就必须用到大量的电子器件，器件之间要进行频繁第Il:一吉林大学硕士论文-的、大量的数据交换，传统的通讯线束满足不了快捷的要求，而且线束过多会对车的保养维护造成很多的麻烦还会增加车的自重。因此，对于这样一个集内燃机动力和电动机动力为一体的高复杂的系统，特殊的多能源管理结构使得计算机智能化控制非常必要。目前普遍采用的方式是车上

4、各部件间的信息通过“控制器局域网”CAN(ControllerAreaNetwork)进行通讯，形成主电控处理器，各个部件电控处理器，各个智能传感器，各个智能执行部件通过CAN互联的格局，从信息的角度看，整车是由各个智能部件通过CAN总线构成的局域网。网络上的信息、参数实时地反映了车辆的工作状态，相当一部分信息对于驾驶员在行车过程中了解车况(特别是多能源动力分配信息)合理地调整车辆运行状态，最大限度地发挥出混合动力客车的优越性是非常重要和必要的，这里面包括了最佳经济运行、良好的驾驶习惯、合理保养、延长部件寿命等方面。另外在这样一个复杂的系统出现异常和故障时，驾驶

5、员(特别是经验不足者)尽早发现、及时应对，采取必要措施，显著地增加安全性和可靠性。混合动力汽车由于智能化程度高，信息复杂，用传统的指针式仪表或固定字段式仪表反映难度大，仪表板会过于复杂，不仅成本高，实现困难，使用起来也不够方便。因此，根据混合动力客车的具体结构设计研制新型的“CAN监控与显示系统”是非常必要的。我们设计的带有智能CAN接口的“CAN监控与显示系统”能够直接从汽车CAN总线上获取信息，并通过智能点阵式彩色液晶屏对多种信息按轻重缓急和功能需要进行多次分屏切换显示。除了可以显示大量必要的信息，还可以用明确直观的图标、动态变化的曲线清晰地表现各种状态和各

6、参数的变化趋势。一第2页-一吉林大学硕士论文-我们的工作主要分为两个部分:研制适合我们使用模拟的汽车CAN总线系统—我们称之为“"CAN工具””;并在其基础上，设计并调试我们的“CAN监控与显示系统”。1.CAN的应用研究在我国刚刚起步，首先我们通过查阅有关资料，选择了SJA1000作为我们的CAN控制器，选择PCA82C250作为CAN接口器件。并在研制“CAN工具”的过程中熟悉了它们的控制和使用方法(包括硬件和软件)，为以后的工作奠定了基础。我们的“CAN工具”通过RS232串口与微机通讯，"CAN工具”在CAN总线上发送的数据及其ID码都是由微机控制。数据

7、发送的周期，也可以通过微机上的串口程序设定。2在“CAN工具”的基础上设计并调试“CAN监控与显示系统’，。CAN接口负责从CAN总线接收数据，80196KC按照数据的ID对数据进行分组，并区分其类型在不同的画面上显示。通过键盘可以在这些设定的画面之间来回切换。除了准确的数字显示，我们还设计了随数据动态变化的进度条、图表等，以便于驾驶员更直观的观察。一第3页-一吉林大学硕士论文-第二章CAN简介CAN(ControllerAreaNetwork)也就是控制器局域网，是一个串行的、异步的、多主机的通讯协议。它是全数字化，双向的现场总线。CAN具有下列主要特性:—多

8、主站依据优先权进行总线访