论文部分内容阅读
随着汽车CAN网络应用需求不断扩大,其开发技术成为推动汽车网络技术发展的关键因素。但由于CAN总线引入国内的时间不长,加上CAN网络本身的复杂性以及前期国内CAN网络相关建设人员的缺乏,导致某些正在开发甚至已经上市的车型中难免存在一些网络通信问题。因此,制定一套完善的汽车CAN网络的测试评价方案具有重要的意义。 本文主要对商用车CAN网络进行研究。与乘用车相比,商用车的工作环境更加恶劣,对CAN网络的运行提出了更高的要求,因此本文对某整车厂车型A进行了测试,并对网络性能进行了评价,主要的内容如下: ①综述了国内外汽车网络技术的发展现状和趋势,在此基础上,分析了CAN总线技术、CAN总线协议报文、仲裁机制和应用层协议规范SAE J1939,重点分析了影响CAN总线性能的因数,最后根据某整车厂的具体需求,提出了汽车CAN网络测试的总体方案。 ②汽车网络系统设计时,需要进行一系列的性能测试来保证其安全性和可靠性,同时根据网络测试结果做进一步改进设计。因此,本文根据CAN网络测试分析的总体方案,以整车CAN网络为研究对象,对其物理层、数据链路层和网络应用层进行了测试分析。物理层方面主要对终端电阻、内部电容、内部差分电容、电压一致性和位定时参数进行测评,获得评价物理层波形的性能指标,并详细分析了节点物理层波形上出现的过冲、震荡对CAN网络通信的影响;数据链路层测试主要从错误管理方面进行,采用干扰法验证CAN总线的错误管理机制的合理性;网络应用层方面通过CANoe软件对报文的接收和发送属性进行测试验证,并对节点上电和掉电时报文的延迟进行测试分析。测试结果表明,该车CAN网络性能基本符合SAE J1939协议规范要求。 ③对该车仪表节点CAN总线的硬件和软件进行改进以达到提升其通信性能的目的。在硬件改进方面,本文采用MC9S12DP256控制器和TJA1040T总线收发器,并进行了系统的硬件抗干扰和电磁兼容分析;以对规范ISO7637-3的快速脉冲和慢速脉冲的有效抑制为依据设计了共模扼流圈L1,并调整CAN H/CAN_L的滤波电容C61/C62的值,使整个系统工作在最佳阻尼比状态,再通过地线故障实验对静电抗干扰元件D061进行设计,从而完成了完整的硬件组成电路的改进设计,通过实验证明了该硬件改进方案能够有效地减小CAN总线物理层波形的过冲和震荡。在软件改进方面,对仪表节点CAN网络应用层出现的故障进行分析,通过完成对相关软件的改进设计,解决了仪表节点CAN网络应用层的问题。 此外,课题的研究也为国内独立对CAN网络测试分析、改进优化积累了经验。