随着汽车电子、网络控制技术的快速发展和广泛应用,使得汽车网络控制系统的实时性问题、乘用车通信数据安全性问题、网络调度问题成为一个研究中热点和难点。由于汽车驾驶的要求和功能不断增多,乘客安全性需求的提高、城市环保意识的加强等一系列因素,使得对现有汽车的电子电器平台、网络控制平台提出了更严格更苛刻的要求,因而汽车电器控制器越来越多,网络越来越复杂,相互协同工作的信息量也越来越大,速度越来越快,相互之间耦合度也越来越紧,带来了电子电器平台信息数据信息量大、网络信息延迟、系统控制性能降低等一系列的问题,进而引发了汽车驾驶的安全性和稳定性的不确定性。因此,需要采用一些新的分析方法和新的设计思路来设计汽车控制网络系统、采用新的调度策略来减少网络时延可能性,进而提高汽车网络控制系统的整体性能,达到并满足对汽车驾驶新的要求。本文主要采用从理论到实践再到验证的系统方法来进行研究。从开始仿真理论建模,到实际应用设计和分析,再到实验台架验证等步骤,对乘用车网络控制系统的时延问题、调度问题和时钟同步问题进行了深入的分析和研究。首先,论文概述了乘用车的网络控制系统的特点,重点分析了系统中主要存在的问题,并对系统中存在的时延问题和调度问题的研究进展情况进行了跟踪和分析。其次,在乘用车网络控制系统的现有数学模型的基础上,并对采用典型的网络调度算法对网络通信性能进行了分析,找出影响网络通信时延和调度的关键因素。①针对CAN网络的周期性报文延迟,提出了一种基于网络节点优先级的静态调度算法。该算法在单调速率调度算法的基础上,通过分析网络节点的优先级和报文周期的关系,找出通信过程延迟时间最大的时刻点,并将该时刻作为延迟的变量引入到数学模型中去,从而能准确的估算出网络节点时延的情况,减少了网络消息时延。整车网络平台验证结果表明,该算法有效的减少了网络时延,提高了系统的整体性能。②针对CAN网络的事件性的网络管理类报文,提出了一种柔性动态调度算法。该算法提出了柔性系数的概念,将该系数作为网络报文周期的权因子,根据网络带宽动态分配权重,降低了网络拥堵的可能性,从而提高了网络带宽的利用率。整车,网络平台验证结果表明,所提出的柔性动态调度算法在增强了网络的稳定性的同时,有效地提高了网络的通信性能。③面向未来基于CAN/FlexRay混合网络的乘用车,提出了一种基于时钟补偿的混合网络的调度算法。根据新型乘用车网络控制系统的特点,在已有调度算法的基础上,根据时钟补偿的大小,合理分配通信队列的发送时间,降低了报文的延迟时间,改善了CAN/FlexRay网络通信性能。最后,根据实际的汽车电子电器平台的需求,设计并实现了乘用车整车级网络控制系统的研究与测试平台,该平台是一个HIL(硬件在环,Hardware In Loop)系统,能完全模拟整车电子电器的逻辑控制过程,具有对乘用车网络控制系统平台进行分析和测试的能力。同时,基于该平台对上述提出的基于优先级的静态调度算法、柔性动态调度算法和基于时钟补偿的CAN/FlexRay混合网络的调度算法进行了验证,验证结果表明,所提出的算法有效的减少了网络时延的发生、增强了网络的稳定性,改善了网络的通信性能。该平台不仅能用于调度算法的评估,也能应用于整车级网络控制系统的其他算法的验证。