收藏本站
《山东大学》 2008年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于量子框架的开放式汽车电控系统体系架构及其应用研究

李晓军  
【摘要】: 随着嵌入式技术的迅猛发展,汽车电子化为汽车生产企业带来了新的经济增长点,汽车电子在整车中所占的比例越来越高。汽车电子控制系统研究厂商众多,系统中用到的处理器也是千差万别,运行环境更是各有千秋,因此在开发汽车电控系统过程中的一个主要难题就是嵌入式软件的复用。同时,嵌入式系统本身资源有限,对实时性的要求较高,汽车电子控制系统的控制逻辑规定了电控单元(Electronic Control Unit,简称ECU)完成特定功能所必须的步骤和事件的序列。为了提高自己产品的竞争力,各汽车生产厂商又在不停地对电控系统更新换代,这使得电控系统的控制越来越复杂。当向控制系统中添加新的部件、增加新的控制算法或替换已有的子系统时,其控制逻辑必然发生改变。因此,针对不同产品的开发过程不同,每次开发过程又有不少重复性的工作,控制系统的扩展性、移植性都很差。为了解决这些问题,目前汽车电控系统正由封闭式结构走向开放式结构,这一研究工作在国际上正处于起步阶段。 本文以中国重型汽车集团新一代HOWO重型卡车的机械式自动变速器系统为研究对象,开展了开放式汽车电控系统研究,旨在为国内开放式汽车电控系统的研究提供一种快速高效的设计方法,主要的研究工作如下: 本文探讨了现有的开放式体系结构,重点对OSEK/VDX和AUTOSAR两种典型的应用于汽车电控系统的开放式体系结构从基本结构、模块功能、运行机制、实现技术等方面进行了分析,然后分析了有限状态机与量子框架的关系,讨论了量子框架的活动对象、状态调度、通信方法等内部运行机制,并在此基础上提出了一种新型的开放式汽车电控系统体系架构——OSAQ(Open System ArchitectureBased on Quantum framework),该架构不依赖于汽车ECU的硬件和操作系统的类型,真正地实现了汽车电控系统在软件和硬件层次上的开放,并比较了OSEK/VDX、AUTOSAR和OSAQ之间的差别,给出了构建开放式汽车电控系统的一种思路。 基于量子框架的软件总线是OSAQ体系结构中的信息交互媒介,所有活动对象间的消息传递都是通过量子框架来实现的,因此必须配置系统软件层中的每个活动对象使其具有标准的外部通信接口,这是实现功能模块代码重用的基础。另外,根据实际应用的嵌入式操作系统的不同,需要对运行环境层的软件总线接口进行配置。针对不同的ECU硬件又需要进行操作系统的代码移植,即要编写不同的硬件抽象层文件。操作系统的代码移植、系统软件层的接口配置和运行环境层接口配置是量子框架软件总线实现既定功能的关键技术。本文对量子框架在典型的硬件平台上实现从硬件平台选择和软件平台选择、实时操作系统移植等方面进行了分析,然后在此基础上分别分析了软件总线在运行环境层和系统软件层的配置方法,通过对软件总线的配置可以大大增强汽车电控系统软件模块的可重用性和系统开放性。当底层硬件或系统功能发生变化时,可以通过分别配置量子框架软件总线的运行环境层和系统软件层接口来实现系统的行为重构和功能扩展。 代码自动生成技术就是帮助程序员完成系统底层的、重复性代码的自动生成,减少软件开发中枯燥且重复的编码工作,使得程序员将更多的时间花在系统架构研究、软件工程等方面,从而提高软件系统健壮性、可扩展性、以及可维护性。本文对QF代码自动生成平台的开发进行了需求分析,研究了基于量子框架的嵌入式代码生成方法,通过设计基于量子框架的XSLT模板,将得到的XML文件直接转换为QF活动对象的代码框架,开发了QF代码自动生成平台QFCodeGenerator。在QF代码自动生成平台中通过相关配置,就能够自动生成符合QF标准的嵌入式代码。 在对开放式汽车电控系统体系架构OSAQ进行深入研究研究的基础上,完成了HOWO重型卡车的机械系统改造及控制系统开发,建立了基于量子框架开放式重型卡车AMT原型系统。研究了重型卡车AMT系统的硬件结构以及关键执行机构,分析了AMT系统的工作过程并建立了AMT系统各个功能模块活动对象的基于量子框架的状态机模型,然后以前后台和操作系统两种系统软件设计模式分别研究了设计开放式汽车电控系统软件的设计方法,并通过实例验证了OSAQ体系架构的开放性及其有效性。 在中国重汽HOWO型重型卡车AMT系统试验平台上对AMT系统的换挡逻辑、换挡过程、换挡时间等方面进行了试验研究,验证了系统的整体功能和性能。
【学位授予单位】:山东大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TP311.52

手机知网App
【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 徐鑫朋;王翔;陆建华;徐军;张晓先;;基于AUTOSAR方法论的应用组件配置[J];计算机工程;2010年18期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 黄铁雄;开放式发动机管理系统体系结构及其虚拟原型技术研究[D];华中科技大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 张晓辉;基于RTW的AMT代码自动生成技术研究[D];山东大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘然,陈英,赵小林;基于UML的CASE平台的代码自动生成[J];北京理工大学学报;2002年02期
2 孙维堂;刘永贤;张禹;张延成;;有限状态机在开放式数控系统中的应用[J];东北大学学报(自然科学版);2007年08期
3 王二暖;马宏琳;;XML中使用XSL模板规则[J];电脑开发与应用;2007年06期
4 李秀梅,杨国青;OSEK/VDX标准与车控电子产品开发[J];单片机与嵌入式系统应用;2005年04期
5 龚黎明 ,辜承林;基于OSEK/VDX标准的嵌入式实时操作系统PICOS18[J];电子技术;2004年05期
6 贾智平;刘甜甜;张承慧;Edwin H.-M.Sha;;嵌入式通信中间件的马尔可夫路由决策与选择[J];电子学报;2007年07期
7 郑太雄;;硬件在回路仿真平台的ABS测试方法[J];重庆大学学报(自然科学版);2007年11期
8 徐进永;王同建;;线控转向技术在工程机械领域的应用[J];工程机械;2006年10期
9 黄磊;;嵌入式系统的平台化开发[J];国外电子测量技术;2006年07期
10 资小龙,李莹;OSEK车用嵌入式RTOS的设计[J];工业控制计算机;2005年03期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 杨国青;基于模型驱动的汽车电子软件开发方法研究[D];浙江大学;2006年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 赵育良;孙志;王淑娟;;基于SCA61T的驻车坡度采集[J];兵工自动化;2011年03期
2 康存锋;方庆华;马春敏;黄旭东;;SERCOSⅡ在注塑机全电动设计中的应用[J];北京工业大学学报;2006年08期
3 邹静,陈英,姜波;多用户界面应用程序代码自动生成机制研究[J];北京理工大学学报;2003年05期
4 朱玉文,王俊,贾云得;一种基于特征跟踪的图像稳定方法[J];北京理工大学学报;2003年05期
5 冯道宁;刘昭度;裴晓飞;;汽车自适应巡航系统中电子节气门的精确控制[J];北京理工大学学报;2011年05期
6 连金江;李晖;;基于PCI总线的功率输出模块设计[J];北京汽车;2009年05期
7 熊光明;郭丽丽;周圣砚;席军强;董益亮;李红军;;Study on Control of Pneumatic Selecting and Shifting Actuators Using Rapid Control Prototyping[J];Journal of Beijing Institute of Technology;2010年01期
8 王铁强;;浅谈汽车底盘线控技术的应用与发展[J];才智;2010年22期
9 谢昊飞;陈家佳;舒强;;基于OSEKTime的共存模型的改进与实现[J];重庆邮电大学学报(自然科学版);2009年05期
10 李银国;叶家盛;蒋建春;;OSEK/VDX OS服务调用的规范一致性检测方法[J];重庆邮电大学学报(自然科学版);2010年06期
中国重要会议论文全文数据库 前6条
1 苏清波;张在琛;;S-MAC协议为上层提供接口的解决方案[A];2011年通信与信息技术新进展——第八届中国通信学会学术年会论文集[C];2011年
2 初亮;孙万峰;房永;刘明辉;魏文若;尚蕴志;;基于快速控制原型系统的ABS控制逻辑开发研究[A];中国汽车工程学会汽车电子技术分会第七届(2006)年会暨学术研讨会论文集[C];2006年
3 李艳彩;杜太行;刘春恰;韩冬冬;陈杨;;汽车ABS控制系统的建模与控制算法仿真[A];'2006系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2006年
4 叶玉玲;赵冉;;水下航行体快速控制原型技术研究[A];2009系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2009年
5 甘宏;潘丹;;基于嵌入式计算机性能评测技术的分析与研究[A];第十五届计算机工程与工艺年会暨第一届微处理器技术论坛论文集(A辑)[C];2011年
6 汪映辉;何阳;刘现涛;;基于状态机的电动汽车电池更换全流程自动控制研究与实现[A];2012年电力通信管理暨智能电网通信技术论坛论文集[C];2013年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 尹安东;基于混合系统理论的混合动力客车控制策略和参数优化研究[D];合肥工业大学;2010年
2 游颖;客车信息集成控制系统配置设计中的分解技术研究[D];武汉理工大学;2010年
3 王吉;电动轮汽车制动集成控制策略与复合ABS控制研究[D];吉林大学;2011年
4 郝赫;多轴重型汽车刚弹耦合虚拟样机分析与匹配[D];吉林大学;2011年
5 田杰;汽车线控转向系统动力学分析与控制方法研究[D];江苏大学;2011年
6 尹燕莉;超轻度混合动力汽车优化匹配与仿真研究[D];重庆大学;2011年
7 黄铁雄;开放式发动机管理系统体系结构及其虚拟原型技术研究[D];华中科技大学;2011年
8 刘兴华;飞行控制系统数字化设计技术研究[D];南京航空航天大学;2011年
9 王加雪;双电机混合动力系统参数匹配与协调控制研究[D];吉林大学;2011年
10 曹云鹏;船用LPG发动机喷射控制系统设计技术研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 禚百田;UML在空调嵌入式系统开发中的应用研究[D];山东科技大学;2010年
2 朱丽;基于PSoC的汽车前照灯智能控制系统研究[D];长春理工大学;2010年
3 林冬梅;基于非线性动态PID神经网络的无刷直流电机控制系统设计[D];长沙理工大学;2009年
4 崔康乐;UML时序图模型到UPPAAL时间自动机模型转换方法研究和工具实现[D];华东师范大学;2011年
5 朱艳;基于UML大型制造业企业MES系统建模[D];华东师范大学;2010年
6 夏云龙;基于模板的代码自动生成系统的研究与实现[D];沈阳理工大学;2010年
7 戴贤青;电动车动力电池仿真系统的研究与设计[D];哈尔滨理工大学;2010年
8 崔明博;基于实时滑移率的汽车防抱制动系统及其仿真研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
9 李连玉;基于LabVIEW的电力参数监测系统设计[D];哈尔滨理工大学;2010年
10 张庆新;基于xUML的列控系统需求规范验证方法研究[D];北京交通大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 文凌波,王玉海,李兴坤,薛春宇;基于MATLAB/STATEFLOW的AMT控制策略仿真系统[J];车辆与动力技术;2005年01期
2 赵福堂,宾科,冯国胜,蔡遂生;共轨燃油压力模糊PID控制器的设计[J];北京理工大学学报;2003年03期
3 郭江华,梁述海,王英辉,陈国钧;舰用柴油机建模方法综述[J];船舶工程;2005年02期
4 梁锋,谭文春,肖文雍,王俊席,卓斌;高压共轨式电控柴油机动态仿真研究[J];车用发动机;2003年06期
5 刘胜;李映华;;μC/O S-Ⅱ中最高优先级查找算法分析[J];电子工程师;2006年01期
6 吕京建;何玉军;赵珀璋;杨建军;冯升波;;汽车计算平台综述[J];电子技术应用;2007年04期
7 姚琳;;SMARTCAR平台实现汽车电子系统软件的整体设计[J];电子设计技术;2008年09期
8 汪伟华;时国平;;车辆机械式自动变速器控制系统的研制[J];工业仪表与自动化装置;2009年04期
9 黄永葵,薛秋晖,李卫民;开放式系统结构及其标准研究[J];航空电子技术;2005年01期
10 时亚忠;王旭永;张红伟;;采用C MEX S函数编写xPC环境下设备驱动模块的研究[J];测控技术;2006年07期
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 北京西曼自动化技术有限 责任公司 丁志盛博士;[N];计算机世界;2005年
中国博士学位论文全文数据库 前9条
1 赵文辉;电子产品并行设计方法及虚拟原型仿真环境研究[D];国防科学技术大学;2002年
2 李洪斌;基于量子框架的开放式重型汽车AMT系统关键技术研究[D];山东大学;2006年
3 王俊席;基于嵌入式系统的高压共轨控制软件研究[D];上海交通大学;2006年
4 杨国青;基于模型驱动的汽车电子软件开发方法研究[D];浙江大学;2006年
5 孔峰;关于EMS开发系统的研究与多功能发动机电控单元快速原型开发平台—UECU的自主开发[D];大连理工大学;2007年
6 毛小兵;变结构控制理论在非线性发动机调速系统中的应用研究[D];武汉理工大学;2008年
7 李素文;柴油机单体泵控制系统研究开发[D];吉林大学;2008年
8 裴海灵;高压共轨喷油控制策略及共轨管优化设计研究[D];中南大学;2009年
9 于镒隆;发动机管理系统开发的测试技术与平台研究[D];天津大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 解洪林;AMT故障自诊断系统研究[D];山东大学;2011年
2 任亮;高压共轨柴油机电控喷射系统软件设计[D];清华大学;2005年
3 蔡毅;基于MATLAB/RTW实时仿真系统的设计与研究[D];天津大学;2005年
4 吕攀;SmartAMT:基于SmartOSEK OS的汽车电控机械式自动变速箱控制系统[D];浙江大学;2006年
5 张斌;高压共轨柴油机起动研究[D];吉林大学;2007年
6 刘巨江;基于模型的高压共轨柴油机扭矩算法研究[D];浙江大学;2007年
7 高权;基于Simulink和Stateflow建模的嵌入式软件开发平台研究[D];电子科技大学;2008年
8 赵家强;基于UML的AMT系统建模与实现[D];合肥工业大学;2008年
9 兰欣;电控柴油机控制模拟平台的研究[D];山东大学;2008年
10 王彪;面向汽车电子的嵌入式软件开发基本平台关键技术研究与实现[D];电子科技大学;2010年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 佘庆;张晓先;戴柔逸;;AUTOSAR通信模块的设计与实现[J];计算机工程;2011年09期
2 舒适;李银国;蒋建春;;嵌入式系统底层驱动可视化配置映射规则挖掘[J];计算机工程与科学;2013年02期
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 彭威;SmartSAR RTE[D];浙江大学;2011年
2 张富强;面向汽车电子虚拟功能总线应用开发环境的研究[D];电子科技大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘波澜,孙业保;OSEK/VDX——汽车电子系统的开放式平台[J];车辆与动力技术;2002年02期
2 章亮,刘斌,陆民燕;嵌入式软件测试开发环境的框架设计[J];北京航空航天大学学报;2005年03期
3 张莉,葛科,王云,周伯生;UML 软件开发过程和支持环境研究[J];北京航空航天大学学报;1998年04期
4 陈英,施兴华,赵小林;基于UML软件开发过程的CASE平台研制[J];北京理工大学学报;2001年01期
5 楚育军,刘守印;利用实时内核开发嵌入式多任务程序[J];单片机与嵌入式系统应用;2001年06期
6 李秀梅,杨国青;OSEK/VDX标准与车控电子产品开发[J];单片机与嵌入式系统应用;2005年04期
7 周文华 ,赵雁南 ,王家钦;SERCOS总线及其在机器人系统中的应用[J];电子技术应用;2001年10期
8 李海,武小栋;LabWindows/CVI在半实物分布式仿真系统中的应用[J];电子技术应用;2005年04期
9 蔡希尧;论开放式系统[J];电子科技;1995年01期
10 郑相全;郭伟;葛利嘉;刘仁婷;;一种基于跨层设计和蚁群优化的自组网负载均衡路由协议[J];电子学报;2006年07期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 王磊;容错实时系统可调度性分析研究[D];浙江大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 徐德华;实时半实物仿真系统关键技术的研究[D];哈尔滨工程大学;2005年
2 钟伟;线控制动系统的安全策略研究[D];武汉理工大学;2006年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 洪炳熔,卢东昕;基于软件总线的小卫星系统软件可重用结构设计[J];计算机工程;1999年08期
2 王光平;OO软件总线研究[J];武汉汽车工业大学学报;1999年03期
3 王书达;基于软件总线的星载系统软件结构的研究与设计[J];计算机工程;2003年07期
4 陈丽娟,夏安邦,杨欣;基于软件总线的管控一体化信息集成研究[J];控制工程;2004年06期
5 卢东昕,洪炳熔,张宇;基于CCSDS的小卫星系统软件重用技术研究[J];高技术通讯;2000年12期
6 卢东昕,洪炳熔,高峰;基于软件总线的星载系统软件设计及其仿真[J];计算机工程与设计;2000年03期
7 王光平;OO软件总线研究[J];计算机工程与应用;2000年03期
8 ;软件总线在东大阿尔派[J];软件工程师;2001年04期
9 邱雪松,张侃,蒋佳,王颖;基于软件总线与Web/Java技术的EPON网络管理系统[J];电信科学;2003年05期
10 李平均,李增智;网络环境下基于软件接口的MIS设计[J];西安交通大学学报;1995年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张秋余;袁占亭;瞿志万;冯涛;;基于软件总线的软件开发技术(英文)[A];第十九届全国数据库学术会议论文集(技术报告篇)[C];2002年
2 吴志红;孙萌;毛明平;;基于Matlab/RTW的车载无刷直流电机调速系统代码自动生成[A];全国先进制造技术高层论坛暨制造业自动化、信息化技术研讨会论文集[C];2005年
3 陈虔;刘慧;;基于分布协同管理平台搭建项目管理系统[A];第七届北京青年科技论文评选获奖论文集[C];2003年
4 卢雷;万建成;鹿旭东;郭小涛;李学庆;;基于界面组成结构的Web界面模型[A];第一届建立和谐人机环境联合学术会议(HHME2005)论文集[C];2005年
5 鞠训卓;万建成;冯仕红;;模型驱动的Web用户界面设计模式[A];第二届和谐人机环境联合学术会议(HHME2006)——第2届中国人机交互学术会议(CHCI'06)论文集[C];2006年
6 董雄鹤;周杰敏;余建华;;基于MATLAB/Simulink及TargetLink的AMT电控系统软件开发[A];2007年APC联合学术年会论文集[C];2007年
7 何天添;凌志浩;;嵌入式软件模块代码测试框架的实现[A];2010中国仪器仪表学术、产业大会(论文集1)[C];2010年
8 张舞杰;;面向先进装备的数字控制及机器视觉技术[A];中国自动化学会中南六省(区)2010年第28届年会·论文集[C];2010年
9 叶玉玲;赵冉;;水下航行体快速控制原型技术研究[A];2009系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2009年
10 赵秀才;李春灵;;基于COM的通用自动测试系统软件的设计[A];2007'中国仪器仪表与测控技术交流大会论文集(二)[C];2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 刘欣和;开放式架构与高性价比[N];人民邮电;2011年
2 ;东软“软件总线”支撑应用软件[N];网络世界;2001年
3 ;语音产品走向开放式架构[N];中国计算机报;2004年
4 ;让代码自动生成[N];网络世界;2006年
5 ;视频终端:走向开放式架构[N];网络世界;2003年
6 信息产业部电信研究院中国泰尔实验室无线通信部副主任 贺鹏记者 孟祥初;分布式基站成TD建网新宠[N];通信产业报;2007年
7 陈编;矽统SiS633T/SiS733抢占低端市场[N];计算机世界;2001年
8 郝明辉;时力永联力推For-MDC[N];通信产业报;2001年
9 记者 林雨;浪潮突破高端商用市场[N];民营经济报;2006年
10 本报记者 薛斐;软件开发的高起点[N];计算机世界;2001年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李晓军;基于量子框架的开放式汽车电控系统体系架构及其应用研究[D];山东大学;2008年
2 綦声波;SOPC Plus协同设计架构及在AMT中的应用研究[D];山东大学;2011年
3 李洪斌;基于量子框架的开放式重型汽车AMT系统关键技术研究[D];山东大学;2006年
4 韩江;开放式网络化齿轮加工数控系统研究[D];合肥工业大学;2006年
5 王文斌;嵌入式可重构数控系统及其关键技术研究[D];上海大学;2007年
6 王珉;大型CAD系统软件架构及其开发方法研究[D];西北工业大学;2006年
7 吴震;网管软件可靠性工程框架及若干关键技术研究[D];北京邮电大学;2008年
8 高超;面向业务的终端软件开放式架构及关键技术研究[D];中国科学技术大学;2010年
9 王淼;面向多核处理器的并行编译及优化关键技术研究[D];国防科学技术大学;2010年
10 马长年;金川二矿区下向分层采矿充填体力学行为及其作用的研究[D];中南大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杨泉;基于量子框架的汽车电控系统软件总线研究[D];山东大学;2008年
2 朱伟;基于量子框架AMT系统的代码自动生成技术研究[D];山东大学;2008年
3 夏云龙;基于模板的代码自动生成系统的研究与实现[D];沈阳理工大学;2010年
4 王志超;面向活动图的代码自动生成技术研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
5 张宪宝;嵌入式信号处理系统及其代码自动生成技术研究[D];华南理工大学;2012年
6 储启明;软件总线技术在发电企业ERP中的应用与研究[D];华北电力大学(北京);2003年
7 唐丽;面向神光Ⅲ分布式控制的软件总线技术研究[D];中国工程物理研究院北京研究生部;2002年
8 李婧;基于软件总线的跨平台ATM控制系统的设计与实现[D];华中科技大学;2009年
9 李婧;基于软件总线的跨平台ATM控制系统的设计与实现[D];华中科技大学;2009年
10 沈坚;基于中间件和软件总线结构的软件开发研究[D];昆明理工大学;2002年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026