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动力主干网通信网技术是先进发动机控制领域的热点课题。未来汽车的动力总成将使用更多的传感器、传动装置及电控单元。它们发出的信息、控制命令以及相关要求越来越繁多和苛刻,目前的使用的CAN网络己难以完全满足这些要求,因此需要开发更强大的网络通信协议。本文基于为下一代车内网设计的FlexRay协议,在国内外专家学者的研究基础上,利用数字通信传输技术,结合计算机语言,通过对与该协议相关领域的分析研究,开发了FlexRay动力系主干通信仿真系统。它以发动机转速采集为应用背景,包括控制参数获取、数据采集、标准通信帧生成、信息码元校验、实际发送位流编码添加和接收位流解码等软件模块组成,重点研究如何实现协议详细数据结构及通信控制,为我国自主开发下一代车内网控制系统的目标迈出第一步,在理论研究和工程开发上都有较大意义。
本研究前两章分析车内网的重要性,FlexRay技术的研究现状,结合动力机械电控,讲述了本课题的研究意义,并综合先进发动机控制、车内网通信和信息编码与传送理论,根据FlexRay的特点及内部机制设计了形成协议数据结构和实现通信编、解码功能的解决方案,并通过实验台架采集发动机运转参数作为FlexRay的通信负载,实现FlexRay动力系主干网的功能。第四章详细分析该网络基本通信单元-FlexRay标准帧的格式,研究由标准帧生成信道上最终通信位流的编解码原理。对动、静态通信段帧组件进行算法设计并加以编程实现和结果分析,将采集到的内燃机转速信号处理为FlexRay协议标准通信帧。按FlexRay协议对发送帧加以重新编码,添加各种通信控制编码后置于信道上供通信控制器调用;编写接收端的接码程序,将接收到的位流还原为发动机参数以供ECU使用。FlexRay对通信位流的校验方式相比传统总线进行了加深和扩展,本文第五章对此作了深入研究,提出了CRC模型算法并实现了FlexRay循环冗余校验。