AUTOSAR从入门到精通-【应用篇】基于 AUTOSAR 的纯电动汽车整车控制系统软件开发与功能映射研究

本文深入探讨了基于AUTOSAR的纯电动汽车整车控制系统软件开发,涵盖软件架构设计、VCU软件开发、硬件在环仿真及功能映射优化。内容包括AUTOSAR技术基础、MCU、BMS和VCU的软件架构设计、驱动控制策略、ECU配置及HIL实验,以及功能映射评价方法设计和应用测试。

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目录

前言

AUTOSAR 发展现状

功能映射研究

相关技术基础

2.1 AUTOSAR 技术基础

 2.1.1 软件组件

2.1.2 运行实体(Runnables)

2.1.3 AUTOSAR OS 和调度性

2.1.4 通信

2.2 依托工具链的 AUTOSAR 应用程序开发

2.2.1 AUTOSAR 的方法论

2.2.2 AUTOSAR 工具链的交互

2.3 分布式实时系统时序分析基础

整车控制系统软件架构的设计

3.1 基于 AUTOSAR 的 MCU 软件架构的设计

3.1.1 MCU 功能分析

3.1.2 MCU 软件组件的划分和设计

3.1.3 MCU 软件架构设计

3.2 基于 AUTOSAR 的 BMS 软件架构设计

3.2.1 BMS 功能分析

3.2.2 BMS 软件组件的划分和设计

3.2.3 BMS 软件架构设计

3.3 基于 AUTOSAR 的 VCU 软件架构的设计

3.3.1 VCU 功能分析

3.3.2 VCU 软件组件的划分和设计

3.3.3 VCU 软件架构设计

基于 AUTOSAR 的 VCU 软件开发

4.1 整车控制器硬件介绍

4.2 纯电动汽车整车驱动控制策略

4.2.1 起步模式

4.2.2 正常行驶驱动模式

4.2.3 再生制动能量回馈模式

4.3 软件组件功能开发与实现

4.4 系统配置

4.5 ECU 配置与底层代码生成

4.5.1 RTE 配置及代码生成

4.5.2 BSWDT 配置及代码生成

4.5.3 OS 配置及代码生成

4.5.4 MCAL 配置及代码生成

整车控制器硬件在环仿真系统

5.1 硬件在环仿真系统需求分析

5.2 基于 dSPACE 的 VCU 硬件在环仿真系统

5.3 整车实时仿真模型

5.3.1 驾驶员模型

5.3.2 动力电池模型

5.3.3 电机模型

5.3.4 传动系模型

5.3.5 车轮模型

5.3.6 车体模型

5.4 HIL 仿真实验结果

5.4.1 HIL 仿真实验台

5.4.2 动力性能测试

5.4.3 FTP 工况 HIL 测试

功能映射及优化

6.1 分布式实时系统建模

6.2 功能映射评价方法设计

6.2.1 功能映射影响分析

6.2.2 评价指标

6.2.3 成本函数

6.3 功能映射优化工具

6.3.2 工具实现

6.4 定速巡航测试

6.4.1 测试用例说明

6.4.2 测试结果分析

6.5 纯电动整车控制系统应用测试


前言

随着汽车越来越多地进入到人们的生活中,汽车再也不仅是代步工具,而是
与人们休息、娱乐、生活息息相关的空间。在人们不断增长的需求的刺激下,汽
车也在不断发展,功能不断完善。越来越多的关于动力性、操作性、舒适性、安
全性、娱乐性的要求使得汽车集成更多的功能,同时电子控制系统也变得越来越
复杂。由集中式控制向分布式控制发展,由单平台单 ECU
课程大纲1-什么是 AutoSAR 为什么要学习 AutoSAR2-AutoSAR课程大纲3-用Linux操作系统思维理解AutoSAR4-AutoSAR出现的背景和行业状况5-AutoSAR运行的硬件环境ECU6-AutoSAR优势和代码演示7-AutoSAR开发方法论8-汽车电子岗位介绍9-AUTOSAR工具链讲解10-BSW概述-111-BSW概述-212-CAN总线物理层讲解-113-CAN总线物理层讲解-214-CAN总线物理层讲解-标准和仲裁机制15-CAN总线物理层讲解-数据帧16-CAN总线物理层讲解-错误检测机制17-CAN总线物理层讲解-位时间和同步18-CAN总线DBC文件讲解19-AutoSAR通信概述-通信服务架构120-AutoSAR通信概述-通信服务架构221-AutoSAR通信概述-PDU和收发数据流22-CAN总线网络传输层CanTp讲解-Can诊断网络分层23-CAN总线网络传输层CanTp讲解-CanTp组帧拆帧过程-124-CAN总线网络传输层CanTp讲解-CanTp组帧拆帧过程-225-CAN总线网络传输层CanTp讲解-CanTp时间参数和诊断数据流26-车载以太网第一讲-车载以太网基础知识MAC PHY27-车载以太网第一讲-车载以太网和工业以太网区别28-车载以太网在Autosar上的应用-以太网协议栈软件架构29-车载以太网在AutoSAR上的应用-Soad PduR30-LIN总线入门精通第一讲-Lin总线基础知识31-LIN总线入门精通第一讲-Lin协议格式32-LIN总线入门精通第一讲-Lin帧类型33-LIN总线的通信矩阵和LDF文件讲解34-LIN总线在AutoSAR上的应用35-Lin总线诊断应用-LinTp传输层36-Lin总线诊断应用-Lin主节点诊断流程37-SPI总线基础知识38-AutoSAR SPI应用39-协议数据单元PDU和服务数据单元SDU40-Pdu Router(PduR)模块详解41-Com模块讲解-报文和信号42-Com模块讲解-COM内部实现原理43-诊断功能第一讲-诊断基础知识44-诊断功能第二讲-UDS服务讲解-UDS基础知识45-诊断功能第二讲-UDS服务讲解-物理寻址和功能寻址46-诊断功能第二讲-UDS服务讲解-具体服务讲解-147-诊断功能第二讲-UDS服务讲解-具体服务讲解-248-诊断功能第二讲-DCM模块讲解49-诊断功能第四讲-OBD服务50-存储知识和AUTOSAR存储架构51-AUTOSAR 存储服务之Fee换页策略52-Autosar BswM模块讲解53-AutoSAR OS和OSEK OS54-AutoSAR应用软件层-RTE层概述55-AutoSAR应用软件层-AppL层概述
这里的NM主要是针对Can协议的网路管理。 AUTOSAR CanNM的核心思想主要归纳为以下两条: 1.  如果节点需要保持通信,则节点需要周期的发送NMPDUs,否则停止发送NMPDUs 2.     如果总线上的所有节点不需要使用总线,那么总线上过了一段时间没有NMPDUs时,则会进入Bus-Sleep Mode。   工作模式和状态   CanNm一共有三个工作模式 1.  Network Mode 2.  PrepareBus-Sleep Mode 3.  Bus-Sleep Mode 模式的改变应该通过回调函数通知上层。 下面单独说每种模式   (1)Network Mode Network Mode又包括三个内部状态 1. Repeat Message State 2. Normal Operation State 3. Ready Sleep State ①Repeat Message State 这个模式被用来确保从Bus-Sleep or Prepare Bus-Sleep到Network Mode的节点被总线上面其他节点发现。这个状态可以用来检测总线上的节点。 当进入Repeat Message State时,节点应该开始传送NMPDUs。 在Repeat Message State时,当NM-Timeout Timer溢出,CanNm模块应该重载Timer。 CanNm模块应该在Repeat Message State 下保持一段时间,这段时间可以通过CANNM_REPEAT_MESSAGE_TIME来进行配置。 当离开Repeat Message State的时候,如果节点需要通信,则进入Normal Operation State;如果节点不需要通信,则进入Ready Sleep State。并且清空Repeat Message Bit。   ②Normal Operation State 这个状态可以保持总线处于唤醒状态。从Ready sleep state进入这个状态的时候应该发送NMPDUs。 在Normal Operation State当NM-Timeout Timer溢出,CanNm模块应该重载Timer。 如果节点不需要使用通信,则网络应该被释放,节点应该进入Ready Sleep State。 如果节点接收到Repeat Message Request Bit,则节点进入Repeat Message State。如果节点自身需要进入Repeat Message State,则该节点进入Repeat Message State并且设置Repeat Message Request Bit。   ③ReadySleep State 这个状态是为了如果本节点已经准备释放总线,而其他节点还需要使用总线的时候,在这个状态下等待其他总线上的节点进入Perpere Bus-Sleep Mode。进入这个状态之后,CanNm模块应该停止NMPDUs的传送。 如果NM-Timeout Timer溢出,节点将会进入Prepare Bus-Sleep Mode。 如果该节点需要使用总线,则节点进入Nomal Operation State。 如果节点接收到Repeat Message Request Bit,则节点进入Repeat Message State。如果节点自身需要进入Repeat Message State,则该节点进入Repeat Message State并且设置Repeat Message Request Bit。 (2)PrepareBus-Sleep Mode   这个状态是为了等待总线上的所有节点能够在进入Bus-Sleep Mode之前,有时间停止节点的active状态如清空队列中为发送的报文。在Prepare Bus –Sleep Mode下,所有节点都静默下来。 当节点进入PrepareBus Mode时,应该通知上层应用。通过配置CANNM_WAIT_BUS_SLEEP_TIME参数,可以改变节点在PrepareBus-Sleep Mode停留的时间,在这段时间之后节点将会进入其他状态。 在Prepare Bus-Sleep Mode下面接收到NMPDU或者被上层应用请求通信时,节点将进入Network Mode中的Normal operation State。   (3)Bus-SleepMode   Bus-Sleep Mode的目的是当没有消息被传送的时候可以减少能量的消耗。在Bus-Sleep Mode下面,节点可以被唤醒(如本地唤醒源和CAN线唤醒源)。CANNM_TIMEOUT_TIME+CANNM_WAIT_BUS_SLEEP_TIME两个参数在整个总线上面的节点都应该时一样的配置,保证了总线上的节点能够统一的进行休眠。 当进入Bus-Sleep Mode时候,应该通知上层应用。 在Bus-Sleep Mode下,如果成功接收到NMPDU,CAN NM模块应该调用Nm_NetworkStartIndication。 如果CanNm_PassiveStartUp被调用,则CAN NM模块进入Network Mode 中的Repeat Message State。 ———————————————— 版权声明:本文为优快云博主「cococenstar」的原创文章,遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议,转载请附上原文出处链接及本声明。 原文链接:https://blog.youkuaiyun.com/cococenstar/article/details/84096689
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