专利名称：面向汽车底盘集成控制的车载can-bus测试与评价系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于汽车车载电子系统，尤其是车载CAN-BUS的测试评价装置制造领域。
背景技术：
作为集成控制式电控汽车底盘的关键系统之一，车载CAN-BUS及其节点电控单元的构造、性能与组织形式对于底盘以至整车性能具有决定性的影响。为此，在集成控制式电控汽车底盘的产品开发过程中，有必要建立起相应的测试与评价系统，针对多样化的节点电控单元的构造、性能与组织形式，提供高效、便捷的车载CAN-BUS综合性能测试、评价手
段，并作为产品开发流程的有机组成部分。 CAN-BUS测试工具多种多样，从最低端的RS232CAN分析仪到Vector公司的一系列CAN仿真及测试设备，都可以对CAN-BUS进行测试。现有CAN-BUS测试工具的主要用途是基于总线上运行的数据，反映总线的传输速率、总线吞吐量、总线利用率、信息传输延时、节点ECU的通讯负载以及总线的EMC特性等，同时进行网络一致性测试，但这些尚不能全面满足集成控制式电控汽车底盘产品设计开发对车载CAN-BUS综合性能的测试、评价要求。具体体现在 (1)不能提供真实有效的总线控制节点输入、输出数据及其数据吞吐节律，致使总线上运行的数据与实际情况存在较大差距，由此造成对车载CAN-BUS综合性能的测试、评价缺乏实际意义。 (2)不能反映总线控制节点控制策略及算法的变化对于车载CAN-BUS数据运行状态的影响，因此难以适应产品开发中不可避免的反复调试、调整以及优化设计的工作要求。
(3)不能提供面向底盘电控单元集成控制的车载CAN-BUS综合性能评价指标体系，致使测试与评价脱节，无法形成一体化处理的能力，成为制约产品开发工作效率提高的瓶颈。 另一方面，目前在汽车底盘集成控制领域已公开的发明专利与本发明有着显著区别。其中，吴光强、杨林孟、邱绪云、谢晗、鞠丽娟的发明专利"汽车底盘集成控制器硬件在环仿真试验台(申请号/专利号200810040444)"是针对集成控制器的性能进行硬件在环的混合仿真分析，而不是针对CAN-BUS车载网络测评；孙国辉、资小林、丁渭平、黄建根的发明专利"一种CAN-BUS集成控制式电控汽车底盘系统(申请号200810063471. l，审中)"针对的是集成控制式电控汽车底盘系统的产品本身，而非其产品开发流程。
发明内容
鉴于现有技术的以上缺点，本发明的目的是为集成控制式电控汽车底盘的产品设计开发提供一种高效、便捷的车载CAN-BUS综合性能测试与评价装置，以完善其产品开发流程，提高产品开发效率，适应飞速变化、发展的市场需求。具体解决了如下3个方面的问题总线控制节点输入、输出数据及其数据吞吐节律，使总线上运行的数据与实际情况相吻合，从而确保对车载CAN-BUS综合性能的测试、评价具有实际意义。 (2)提供总线控制节点控制策略及算法的选择、调整、转换、扩展及更新功能，以反映总线控制节点控制策略及算法的变化对于车载CAN-BUS数据运行状态的影响，从而适应产品开发中不可避免的反复调试、调整以及优化设计的工作要求。 (3)提供具有开放性的面向底盘电控单元集成控制的车载CAN-BUS综合性能评价指标体系，并据以形成车载CAN-BUS测试与评价一体化处理的能力，从而支持产品开发工作效率的提高。 本发明的目的是通过以下的手段实现的。 面向汽车底盘集成控制的车载CAN-BUS测试与评价系统，包括CAN接口，系统总控与管理单元，LAN接口 ，总线控制节点，LAN，整车模拟器。由底盘CAN-BUS，车身CAN-BUS，车身网关，CAN仪表，发动机网关，发动机CAN-BUS构成的完整的待测车载CAN-BUS ;所述待测车载CAN-BUS与总线控制节点之间通过CAN接口相连接；总线控制节点、系统总控与管理单元、整车模拟器由LAN接口连接于LAN之上。 本发明为集成控制式电控汽车底盘的产品设计开发提供一种高效便捷的车载CAN-BUS综合性能测试与评价装置。具有下述优点 (1)能够提供真实有效的总线控制节点输入、输出数据及其数据吞吐节律，使总线上运行的数据与实际情况相吻合。 (2)能够提供总线控制节点控制策略及算法的选择、调整、转换、扩展及更新功能，以反映总线控制节点控制策略及算法的变化对于车载CAN-BUS数据运行状态的影响。
(3)能够提供面向底盘电控单元集成控制的车载CAN-BUS综合性能评价指标体系，并据以形成车载CAN-BUS测试与评价一体化处理的能力。 (4)依托工程数据库系统本身的开放性，实现了包括车载CAN-BUS综合性能评价指标体系在内的系统运行数据的开放式管理。 (5)模块化的系统结构与开放的系统运行数据管理模式，使系统组织灵活，功能扩展方便，对各种不同的测试、评价需求具有良好的适应性。 (6)本发明尤其适用于采用分布式集成控制模式的集成控制式电控汽车底盘的产品开发流程。
图1是本发明的系统结构图。
图2是本发明实施例图。 下面结合附图对本发明的结构作进一步的详述。 在图1中可看到，面向汽车底盘集成控制的车载CAN-BUS测试与评价系统，包括CAN接口 7 (多个，以"…"表示)，系统总控与管理单元8， LAN接口 9 (多个，以"…"表示)，总线控制节点10(多个，以"…"表示)，LAN11，整车模拟器12。由底盘CAN-BUS l，车身CAN-BUS 2，车身网关3， CAN仪表4，发动机网关5，发动机CAN-BUS 6构成的完整的待测车载CAN-BUS(如图中虚线所围部分)；所述待测车载CAN-BUS与总线控制节点10之间通过
4CAN接口 7相连接；总线控制节点10、系统总控与管理单元8、整车模拟器12由LAN接口 9连接于LAN ll之上。 由底盘CAN-BUS 1，车身CAN-BUS 2，车身网关3， CAN仪表4，发动机网关5，发动机CAN-BUS 6构成了完整的"待测车载CAN-BUS"，这是系统测试与评价的对象，并可视需要进行取舍、选装。 总线控制节点10分为3种类型底盘节点、车身节点、发动机节点，它们向车载CAN-BUS提供真实有效的输入、输出数据及其数据吞吐节律，并设置"正常"和"故障"工作模式，由此构成了车载CAN-BUS数据运行的外部仿真环境。 总线控制节点10的具体实现采用两种方式计算机纯数字仿真、硬件在环的混合仿真。无论何种方式，其控制策略及算法均在工控机支持下的Matlab/Simulink环境中予以开放，可以由授权用户在Matlab/Simulink环境中进行选择、调整、转换、扩展及更新。
待测车载CAN-BUS与总线控制节点10之间通过CAN接口 7相连接。同时，总线控制节点10、系统总控与管理单元8以及整车模拟器12再由LAN接口 9连接于LAN ll之上，用以承担设计要求中不应由车载CAN-BUS承担的数据传输任务(这些数据传输任务来源于测试、评价的需求)，从而避免干扰车载CAN-BUS上设计要求的数据运行状态。
CAN接口 7能够支持两个层次上的数据交换一是车载CAN-BUS与工控机之间的数据交换；二是工控机与其内在Matlab/Simulink环境之间的数据交换。前者直接采用通用的USB-CAN单元来实现；后者则在MATLAB/Simulink环境下，针对CAN-BUS节点通讯的四个步骤(节点初始化、报文发送、报文接收、节点复位)，采用S-F皿ction开发出专门的CAN-BUS通讯模块。 整车模拟器12用以实时模拟底盘集成控制模式下的整车运行状态，并提供总线控制节点IO协调运行的驱动与衔接数据。其所反映的相关整车性能可作为检验底盘集成控制最终效果的重要依据。其具体实现方式是在高性能微机的支持下，在Matlab/Simulink与MSC. ADAMS/Car联合仿真环境中，建立相应的整车虚拟样机，并可以由授权用户对虚拟样机进行选择、调整、转换、扩展及更新。 系统总控与管理单元8用以驱动系统运行并对运行数据加以开放式的管理。由此
提供用户操作界面、底盘集成控制程序、系统调度程序、故障模拟程序、系统维护程序以及
工程数据库系统。其中，工程数据库系统由"工程数据库"及"数据库应用程序"构成。 在工程数据库中存储了面向底盘电控单元集成控制的车载CAN-BUS综合性能评
价指标体系，而基于这一指标体系所开发的车载CAN-BUS综合性能的智能化评价程序则成
为数据库应用程序的有机组成部分，并由此实现了测试与评价的一体化。 工程数据库中还存储了多种总线控制节点的控制策略及算法，相应的控制策略及
算法管理程序也成为数据库应用程序的有机组成部分，以支持授权用户对控制策略及算法
的选择、调整、转换、扩展及更新。 工程数据库中还存储了多种系列化车型的整车虚拟样机，相应的整车虚拟样机管理程序也成为数据库应用程序的有机组成部分，以支持授权用户对整车虚拟样机的选择、调整、转换、扩展及更新。实施例 如附图2所示，已开发出了一套车载CAN-BUS测试与评价系统并已投入使用。具体面向底盘集成控制中的主动安全系统，涉及ABS(Anti-lock Brake System,防抱死制动系统)、EBD (ElectronicBrake-Force Distribution,电子制动力分配系统)、ASR (Acceleration Slip Regulation,驱动防滑系统)、ESP (ElectronicStabilityProgram,电子稳定程序系统)、TCS (Traction ControlSystem,牵引力控制系统，又称循迹控制系统)以及VSA(VehicleStability Assist,车辆稳定辅助系统)的功能覆盖与延伸关系、数据传输与共享要求、集成控制系统架构以及集成控制策略和算法等，这些基于车载CAN-BUS提供的数据传输与共享机制而得以实现。基于ABS、 EBD、 ASR、 ESP、 TCS、 VSA的功能覆盖与延伸关系，其底层控制功能主要落实于ABS、AT(Automatic Transmission,自动变速器)两个实体的底盘电控单元之上，并需要与发动机电控单元协同工作，而与车身电控单元的关联不大。因此，此处建立的车载CAN-BUS测试与评价系统一共设有三个总线控制节点及其相应的CAN接口、 LAN接口。三个总线控制节点从左到右依次为发动机节点、底盘节点ABS、底盘节点AT。与附图1比较，其中省略了车身节点及相应的CAN接口、 LAN接口，以简化系统结构并降低成本。事实上，此处作为测评对象的车载CAN-BUS，也省去了车身CAN-BUS及车身网关。
权利要求
面向汽车底盘集成控制的车载CAN-BUS测试与评价系统，包括CAN接口7，系统总控与管理单元8，LAN接口9，总线控制节点10，LAN 11，整车模拟器12，其特征在于，由底盘CAN-BUS 1，车身CAN-BUS2，车身网关3，CAN仪表4，发动机网关5，发动机CAN-BUS 6构成的完整的待测车载CAN-BUS；所述待测车载CAN-BUS与总线控制节点10之间通过CAN接口7相连接；总线控制节点10、系统总控与管理单元8、整车模拟器12由LAN接口9连接于LAN 11之上，用以实时模拟底盘集成控制模式下的整车运行状态，并提供总线控制节点10协调运行的驱动与衔接数据。
2. 根据权利要求1所述之面向汽车底盘集成控制的车载CAN-BUS测试与评价系统，其特征在于，所述总线控制节点10向待测车载CAN-BUS提供底盘节点、车身节点、发动机节点三种类型数据吞吐节律的数据输出，并设置"正常"和"故障"工作模式，由此构成了待测车载CAN-BUS数据运行的外部仿真环境。
3. 根据权利要求1所述之面向汽车底盘集成控制的车载CAN-BUS测试与评价系统，其特征在于，所述CAN接口 7支持两个层次上的数据交换一是车载CAN-BUS与工控机之间的数据交换；二是工控机与其内在Matlab/Simulink环境之间的数据交换；前者直接采用通用的USB-CAN单元来实现；后者则在MATLAB/Simulink环境下，针对CAN-BUS节点通讯的节点初始化、报文发送、报文接收、节点复位四个步骤，采用S-F皿ction开发出专门的CAN-BUS通讯模块。
4. 根据权利要求2所述之面向汽车底盘集成控制的车载CAN-BUS测试与评价系统，其特征在于，所述总线控制节点10的具体实现采用两种方式计算机纯数字仿真和硬件在环的混合仿真；其控制策略及算法均在工控机支持下的Matlab/Simulink环境中予以开放，以实现由授权用户在Matlab/Simulink环境中进行选择、调整、转换、扩展及更新。
全文摘要
本发明公开了一种面向汽车底盘集成控制的车载CAN-BUS测试与评价系统，包括CAN接口7，系统总控与管理单元8，LAN接口9，总线控制节点10，LAN11，整车模拟器12。由底盘CAN-BUS 1，车身CAN-BUS 2，车身网关3，CAN仪表4，发动机网关5，发动机CAN-BUS6构成的完整待测车载CAN-BUS与总线控制节点10之间通过CAN接口7相连接；总线控制节点10、系统总控与管理单元8、整车模拟器12由LAN接口9连接于LAN11之上。本发明为集成控制式电控汽车底盘的产品设计开发提供一种高效便捷的车载CAN-BUS综合性能测试与评价装置。
文档编号G05B19/418GK101776903SQ200910216800
公开日2010年7月14日 申请日期2009年12月15日 优先权日2009年12月15日
发明者丁渭平, 刘平, 彭宇明, 梁健 申请人:西南交通大学