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原文传递网络化车身电子电器控制系统的设计

论文题名：	网络化车身电子电器控制系统的设计
关键词：	汽车;车门控制;电子控制;灯光系统;故障诊断;控制系统;通讯系统
摘要：	智能化、集成化、网络化是汽车电子控制技术的发展方向。传统的车身电器采用点对点连接，整车线束相当复杂，一旦出现故障维修困难。车用总线技术由此获得了广泛的关注和应用。本文研究了基于CAN总线的车身网络控制与诊断系统的网络拓扑、硬件及软件的设计。在详细介绍了目前车身网络发展情况的基础上，结合生产应用实际要求，首先设计了基于CAN总线的车门控制系统和灯光控制系统的网络结构。为了实现两个独立网络间的数据交换，采用了车身控制模块（BCM）作为整车CAN通讯的网关，并设计了高速CAN总线网络接口，实现未来与其它车载高速网络的数据通讯。在网络通讯协议上参考SAE J1939协议，结合本网络特点及需求，制定了具有完全自主知识产权的网络应用层协议，最终实现了一个完整的整车网络通讯系统。在毕业设计中完成了车门控制系统的硬件和软件设计。根据控制功能将车门系统划分为左前门、右前门、左后门、右后门四个CAN节点，各个节点实现带防夹功能的电动玻璃升降器、带加热功能的电动后视镜、集控门锁、车内灯等执行器的控制与诊断，并设计了各类控制输入信号的采集、验证和处理电路。在软件上实现了底层网络通讯程序、车窗防夹算法、系统故障诊断程序的开发。其中车窗防夹算法完成了基于Hall传感器的车窗防夹功能，该算法利用Hall元件在电机转动过程中的脉冲来监测电机转速进而推算出车窗位置，能有效地判断防夹是否需要作用，防夹效果达到了设计要求。设计了灯光控制系统的硬件和软件结构。将灯光控制系统根据功能划分为前组合大灯、后组合大灯、组合开关三个网络节点，在各个节点设计了各类灯光的驱动和诊断处理电路，实现了对传统灯光控制系统的替代。在软件上设计了总线通讯和系统故障诊断算法，帮助驾驶员及时了解外部功能指示灯的工作状态，并提示对故障及时维修，车辆行驶安全性较传统灯光系统得到较大提高。设计了车身控制单元BCM和总线监测系统。将BCM作为系统的网关，实现本系统两个相对独立网络之间的数据交换、未来与车载高速CAN总线网络的通讯。同时考虑到车身控制的发展要求，在BCM中设计了相应的硬件接口，将BCM作为车身电子控制系统的扩展平台，未来可以根据需要加入合适的控制信号，减少因为功能需求变化而对灯光控制子系统和车门子控制系统的软件、硬件修改。为了实时地监测总线网络中的数据，设计了监控系统的上位机软件和下位机软件，该工具能利用计算机实现总线网络数据帧监控和系统中执行器的控制，直观地显示故障诊断的结果和总线数据收发情况，提高了系统的开发效率，为后续的进一步开发和诊断奠定了技术基础。目前整个系统工作稳定、通讯可靠、各种功能满足设计要求，已通过了厂家的第二阶段验收。
作者：	姚雷
专业：	电力电子与电力传动
导师：	唐厚君
授予学位：	硕士
授予学位单位：	上海交通大学
学位年度：	2007
正文语种：	中文