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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:李旺軒
研究生(外文):WangShuan Lee
論文名稱:控制區域網路技術應用於車上電瓶電量與引擎怠速控制之研究
論文名稱(外文):The Application of Controller Area Network Technology in Vehicle Battery and Engine Idle Speed Control
指導教授:黃榮文
指導教授(外文):RongWen Huang
學位類別:碩士
校院名稱:國立彰化師範大學
系所名稱:機械工程學系
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:95
中文關鍵詞:控制區域網路智慧型感測器電瓶殘電量
外文關鍵詞:Controller Area NetworkSmart TransducerBattery Residual Energy
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現在消費者對於汽車的舒適性、安全性、馬力性能,以及較低的燃油消耗率等要求日益提高,而各國政府對於廢氣排放控制標準又日益嚴格,因此一輛現代的高級汽車內包含有許許多多的功能裝置,如防鎖死煞車系統、引擎控制系統等,使得汽車不僅線束重量增加、製造困難,更因而降低汽車的品質可靠率。世界各大汽車廠、研究單位、汽車零組件供應商、儀器製造商等不斷尋找相關的因應對策,而汽車控制網路為其解決方法之一。
汽車控制網路系統中,每個節點皆能傳送與接收網路資料,以享資源共用之益處。本研究以目前汽車業界中最為盛行之控制區域網路(CAN)為研究重點,並自訂簡易協定,模擬電氣負載作動情形並進行引擎怠速控制。利用筆記型電腦透過資料擷取卡(DAQ)擷取電氣負載作動訊號後,經由程式模擬成CAN封包形式,經由PCMCIA-CAN卡送出到匯流排網路上,再由桌上型電腦之PCI-CAN 卡接收,經計算處理以找出最佳的怠速值,最後再透過PCI-DAQ卡控制引擎的怠速空氣控制閥步進馬達進行怠速控制。
未來計畫將以單晶片取代目前之電腦任務,研發出能量測電氣負載之電壓及電流值、具有CAN能力之智慧型感測器,並架構一電瓶殘電量即時監控網路系統。
The requirements relating to driving safety, driving comfort, exhaust emissions and fuel economy for vehicles are becoming more and more stringent. This entails more electronic control units and more complex wiring systems in the vehicle, and more intensive information exchange between control units. A well-engineered solution is necessary to reduce the size and weight of wiring harness and to ensure that the vehicle’s quality and reliability can be maintained, or even improved. One of the technologies to achieve these goals is the vehicle control network.
In a vehicle control network, each node can access the network bus and share data with one another. Currently most widely used vehicle control network is the controller area network (CAN), which is one of the focuses of this study. By applying CAN technology, whenever the starting motor, air conditioning, lighting system and power windows are functioning, these signals are acquired by a notebook through data acquisition card (DAQ card). The data are encapsulated into CAN frames and sent to central control computer (a desktop) through CANbus. The desktop then decodes the frames, calculates the corresponding optimal engine idle speed, and sends out the control signal through another DAQ card to the idle air control valve stepping motor to adjust the engine idle speed.
In the future, a smart transducer, which can measure the current and voltage of in-vehicle electrical devices, will be developed. Also, based on CAN technology, the vehicle’s battery-residual-energy can be calculated and displayed on vehicle’s instrument panel for real-time monitoring.
目 錄
中文摘要
英文摘要
目錄
表目錄
圖目錄
第一章 緒論
1-1 研究動機與背景
1-2 研究目的與內容
1-3 研究方法與步驟
1-4 研究架構
第二章 資料傳輸原理與CAN通訊協定
2-1 資料傳輸原理
2-1.1 通信協定說明
2-1.2 資料編碼型態介紹
2-2 汽車控制網路的特性與種類
2-2.1 工業控制網路介紹
2-2.2 常用的汽車控制網路
2-3 CAN通訊協定
2-3.1 OSI七層模式
2-3.2 CAN系統架構
2-3.3 CAN之實體層
2-3.3.1 CAN之實體接線
2-3.3.2 資料傳輸的過程
2-3.3.3 非破壞位元判斷的原理
2-3.4 CAN之資料鏈結層
2-3.4.1 CAN的框架架構
2-3.4.2 快速匯流排配置的技術
2-3.4.3 最佳的錯誤偵測與處理
2-4 CAN之優缺點
第三章 NI-LabVIEW環境與NI-CAN、NI-DAQ之整合應用
3-1 NI-LabVIEW環境介紹
3-2 NI-CAN、NI-DAQ之應用
3-2.1 NI-CAN PCI介面卡
3-2.2 NI-CAN PCMCIA介面卡
3-2.3 NI-DAQ PCI介面卡
3-2.4 NI-DAQ PCMCIA介面卡
3-3 整合應用技術
3-3.1 在LabVIEW環境中整合CAN與DAQ程式
3-3.2 使用RTSI技術整合CAN與DAQ程式
3-3.3 個人電腦設備 48
第四章 系統整合過程與研究結果討論
4-1 Cefiro車身控制網路
4-2 引擎控制技術
4-2.1 Cefiro A32引擎改裝技術
4-2.2 模擬點火開關動作
4-2.3 引擎水溫量測
4-2.4 引擎轉速量測
4-2.5 引擎怠速控制
4-3 以CAN技術模擬電氣負載作動進行怠速控制
4-3.1 模擬目的與過程
4-3.2 傳送端工作內容
4-3.3 接收端工作內容
4-4 研究結果討論
第五章 結論與建議及未來研究方向
5-1 結論與建議
5-2 未來研究方向
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