一種車(chē)用CAN總線(xiàn)測(cè)試平臺(tái)的研發(fā)與應(yīng)用

引言

　　隨著汽車(chē)電子技術(shù)的發(fā)展及對(duì)汽車(chē)性能要求的不斷提高,汽車(chē)上的電子裝置越來(lái)越多。一輛用傳統(tǒng)布線(xiàn)方法設(shè)計(jì)的高檔車(chē)中,其電線(xiàn)的長(zhǎng)度可達(dá)2km ,電氣節(jié)點(diǎn)數(shù)可能高達(dá)1500 個(gè),并且保持大約每10 年增長(zhǎng)1 倍的發(fā)展速度。在這種狀況下,粗大的線(xiàn)束與汽車(chē)中有限的可用空間之間的矛盾越來(lái)越尖銳,而且也成為汽車(chē)輕量化和進(jìn)一步電子化的最大障礙。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展為解決此問(wèn)題提供了可能。

　　各大汽車(chē)廠(chǎng)商從上世紀(jì)70 年代末就開(kāi)始進(jìn)行車(chē)用網(wǎng)絡(luò)的研究,車(chē)用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)化研究也在國(guó)外迅速地發(fā)展起來(lái)。到90 年代初,協(xié)議的研發(fā)到了相對(duì)成熟的階段,由于車(chē)用電氣的種類(lèi)繁多,對(duì)網(wǎng)絡(luò)的傳輸速度和成本要求差異較大,因此呈現(xiàn)出多元化的趨勢(shì)。這些車(chē)用協(xié)議中較為突出的是BOSCH公司于20 世紀(jì)80 年代初提出的CAN(Controller Area Network) 。還有一些適合不同傳輸速率等級(jí)及特殊用途的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,如低速的LIN、中高速的SAE J1939、用于診斷的KWP2000、用于X-by-wire的TTP、多媒體應(yīng)用中的MOST 等協(xié)議。

　　電動(dòng)汽車(chē)是為解決燃油危機(jī)和環(huán)境污染問(wèn)題孕育而生的。與傳統(tǒng)汽車(chē)相比,它的電子裝置更多而且相互間的關(guān)聯(lián)性更強(qiáng),因此數(shù)據(jù)通信更為重要。各類(lèi)電動(dòng)汽車(chē)中的控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集反映整車(chē)和零部件的運(yùn)行狀態(tài)以及駕駛員意愿的參數(shù),并發(fā)送相關(guān)運(yùn)行指令。這些功能的實(shí)現(xiàn)都對(duì)ECU 之間的通信提出了很高的要求,并直接影響了車(chē)輛的運(yùn)行性能和安全性。

　　我國(guó)傳統(tǒng)車(chē)用網(wǎng)絡(luò)、總線(xiàn)、通訊協(xié)議的研究起步較晚,基礎(chǔ)相當(dāng)薄弱,目前在國(guó)家“十五”863 計(jì)劃的支持下,CAN 總線(xiàn)在各電動(dòng)汽車(chē)整車(chē)中得到廣泛應(yīng)用。在自主研發(fā)電動(dòng)汽車(chē)的過(guò)程中,充分借鑒、吸收國(guó)外的經(jīng)驗(yàn),制定出電動(dòng)汽車(chē)用網(wǎng)絡(luò)、總線(xiàn)、通信協(xié)議,可更快地提升我國(guó)在此方面的技術(shù)水平。

　　車(chē)輛系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的研制需事先搭建仿真系統(tǒng)來(lái)模擬網(wǎng)絡(luò),調(diào)整和改進(jìn)設(shè)計(jì)。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的制定和實(shí)施,必須對(duì)其核心的性能指標(biāo)通過(guò)仿真或?qū)嶋H測(cè)試進(jìn)行評(píng)價(jià),這樣才能保證在實(shí)際應(yīng)用中網(wǎng)絡(luò)正常工作和滿(mǎn)足系統(tǒng)的要求。這一過(guò)程對(duì)于網(wǎng)絡(luò)上的各個(gè)ECU節(jié)點(diǎn)而言都是需要進(jìn)行的。車(chē)用CAN 總線(xiàn)測(cè)試臺(tái)就是在國(guó)家“十五”863 計(jì)劃電動(dòng)汽車(chē)重大專(zhuān)項(xiàng)支持下研發(fā)的,通過(guò)公共平臺(tái)的建設(shè),可以對(duì)車(chē)用總線(xiàn)協(xié)議進(jìn)行仿真測(cè)試,對(duì)整車(chē)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的性能進(jìn)行評(píng)估,并可以對(duì)關(guān)鍵零部件的通訊性能進(jìn)行測(cè)試與評(píng)估。

現(xiàn)有CAN 總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)分析評(píng)價(jià)方法評(píng)述

　　目前,對(duì)CAN 總線(xiàn)的分析評(píng)價(jià)方法主要有數(shù)學(xué)建模、網(wǎng)絡(luò)一致性分析及直接測(cè)試分析。其中數(shù)學(xué)建模通常用于網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)初期和開(kāi)發(fā)過(guò)程中,它是對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行規(guī)劃。而一致性測(cè)試及直接測(cè)試分析主要是在開(kāi)發(fā)后期,網(wǎng)絡(luò)投入使用后進(jìn)行,用來(lái)對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能進(jìn)行真實(shí)的評(píng)價(jià)。