混合动力汽车整车控制器底层软件设计与实现

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万方数据
ABSTRACT
ABSTRACT
With energy structure for fossil energy, the depletion of traditional energy sources and the increasing of cars in China, the energy crisis and environmental pollution problems facing the country are becoming more and more serious. Consumers focus more on vehicle fuel economy and emission standards, and on the improving of the state of the gas vehicle. Therefore in order to achieve energy-saving emission reduction and the promotion of the national energy structure, the government vigorously supports and promotes the research and development of new energy vehicles in China, including hybrid cars, pure electric vehicles, fuel cell vehicles etc. As plug-in hybrid with new model structure and function requirement is strongly supported by government, and with the publishment of AUTOSAR and ISO26262 standard, a new-generation HCU for PHEV is an inevitable trend; platform software development is one of the key contents of the research. The main task of this thesis is to research on plug in hybrid electric vehicle system controller software, and will research on the design and realization of platform software. The main content is: 1. As the key technology for automobile controller, by introducing the background of the topic, and analyzing several key technology of vehicle control software system. The thesis introduces the definition of software, design of system structure, and introduces the research contents of this thesis. 2. The function design of controller. By analyzing the actual requirements of the project, the definition of software is introducing. With of platform-based design and modularization method, the efficiency is improved significantly. 3. A design of diagnosis and management system and communication protocol is proposed and implementation. According to the characteristics of automotive software, by introducing CAN interface protocol and diagnostic system, simulation and test results are given, the communication protocol of system is tested, and the experimental results are given. On vehicle INCA software is introduced to do measurement 、 reprogramming and real-time calibration on vehicle. Keywords: PHEV, Hybrid Control Unit, Platform Software, V cycle Development, Diagnostic
作 者 姓 名 指 导 教 师
万方数据
分类号 UDC 注 1
密级
学
位
论
文
混合动力汽车整车控制器底层软件设计与实现
王振庆
指导教师
李龙江 电子科技大学 方运舟 奇瑞新能源汽车技术有限公司
研究员 成都 高工 芜湖
申请学位级别 提交论文日期
硕士
专业学位类别
工程硕士 2014.5.10 2014 年 06 月 30 日
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独创性声明
本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作 及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方 外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为 获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与 我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的 说明并表示谢意。
作者签名：
日期：
年
月
日
论文使用授权
本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文 的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘， 允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全 部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描 等复制手段保存、汇编学位论文。 （保密的学位论文在解密后应遵守此规定） 作者签名： 导师签名： 日期： 年 月
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摘要
摘要
当前我国能源结构的主要组成部分为化石能源，随着石油煤炭等能源的枯竭 和汽车保有量的增加，国家面临的能源危机和环境污染问题日益严重。国家及消 费者对汽车燃油经济性和排放标准的要求越来越高。因此，政府为了实现节能减 排，推动国家能源结构的转型，全力支持与推进国内新能源汽车的研发和示范运 营，包括插电式混合电力驱动汽车、纯电驱动汽车以及燃料电池汽车等。 面对当前国家重点支持的插电式混合动力的新型结构和功能需求，以及 AUTOSAR 软件结构标准及 ISO26262 功能安全标准的正式发布，新一代插电式混 合动力控制器的软硬件的研发成了必然的趋势。底层软件的开发也是插电式混合 动力系统开发的核心内容之一。本文的主要任务就是围绕插电式混合动力汽车系 统进行整车控制器底层软件的研究，并完成系统相关软件的设计与实现。 主要内容为： 1. 作为汽车控制器的关键技术，介绍了本课题的立项背景，分析了插电式整 车控制器面临开发的几大关键技术，明确定义了控制器底层软件及软件结构，规 定了论文的研究与开发内容。 2. 研究控制器底层软件的功能设计，分析了项目的实际需求及平台化趋势， 介绍了对软件功能定义，研究软件的结构设计，分析了国际流行的设计标准，结 合开发实际情况，提出了一种能满足平台化设计、层次清晰、合理有效的结构设 计。该结构能满足与其他通用模块的接口要求，又符合内部开发的形式，采用模 块化开发方法，提高了开发效率，在开发周期上得到了很好的体现。 3. 完成了诊断管理系统的设计与实现、汽车通讯协议的设计与实现。针对汽 车软件的特点，介绍了汽车控制器对软件系统的特殊要求，并对其中的 CAN 接口 协议及诊断系统作了深入研究，并给出了仿真和测试结果，对通讯协议系统进行 了验证，并给出了实验结果。本文同时还介绍了如何利用 INCA 软件系统在整车 上进行实时的测量与软件参数标定，以及软件在线刷新技术。 关键词：插电式混合动力汽车，整车控制器，底层软件，V 流程开发，诊断
2014.3.15 论文答辩日期 电子科技大学
学位授予单位和日期 答辩委员会主席 评阅人
注 1：注明《国际十进分类法 UDC》的类号。
万方数据
DESIGN AND IMPLEMENTATION OF PLATFORM SOFTWARE IN HCU OF HYBRID ELECTRICAL VEHICLE
电 子 科 技 大 学
UNIVERSITY OF ELECTRONIC SCIENCE AND TECHNOLOGY OF CHINA
专业学位硕士学位论文
MASTER THESIS FOR PROFESSIONAL DEGREE
论文题目 混合动力汽车整车控制器底层软件设计与实现
专业学位类别 学 号 工程硕士 201191270130 王振庆 李龙江 研究员
IIΒιβλιοθήκη Baidu
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目录
目 录
第一章 绪论 .................................................................................................................... 1 1.1 选题来源与依据 ................................................................................................. 1 1.2 国内外研究情况 ................................................................................................. 2 1.3 研究价值与意义 ................................................................................................. 4 1.4 整车控制技术概述 ............................................................................................. 5 1.4.1 整车控制结构技术简介 ............................................................................. 5 1.4.2 相关技术简介 ............................................................................................. 8 1.4.3 整车技术研究难点 ..................................................................................... 9 1.5 基于 V 模式的系统开发 .................................................................................. 10 1.6 本文研究的内容 ............................................................................................... 13 第二章 整车控制系统需求分析 .................................................................................. 15 2.1 HCU 控制器技术 .............................................................................................. 15 2.1.1 PHEV 简介及控制模式介绍 .................................................................... 15 2.1.2 系统技术需求分析 .................................................................................. 17 2.2 整车控制器通讯接口要求 ............................................................................... 22 2.2.1 HCU CAN 接口要求 ................................................................................ 22 2.2.2 CAN 协议要求 .......................................................................................... 23 2.3 软件其他要求 ................................................................................................... 23 2.3.1 硬件抽象层 .............................................................................................. 23 2.3.2 内存管理 ................................................................................................... 24 2.3.3 上下电管理： ........................................................................................... 24 2.3.4 软件开发环境： ....................................................................................... 25 2.4 本章小结 ........................................................................................................... 25 第三章 整车控制器底层软件总体设计 ...................................................................... 26 3.1 HCU 软件架构设计 .......................................................................................... 26 3.2 应用策略负责高层次功能设计 ....................................................................... 26 3.3 系统各功能模块介绍 ....................................................................................... 29 3.3.1 驱动层 ....................................................................................................... 29 3.3.2 HAL 层设计 .............................................................................................. 31 3.3.3 储存系统设计 ........................................................................................... 32
A Master Thesis Submitted to University of Electronic Science and Technology of China
Major: Author: Advisor: School:
Master of Engineering Wang Zhenqing Prof. Li Longjiang Institute of Electronic and Information Engineering in Dongguan, UESTC