汽车复杂网络控制系统关键理论的研究

The CAN bus has become the most successful vehicle network standard and widely used in automotive control systems. Following by the rapid development of technology, and the requirement of handling and comfort, as well as the increasing number of vehicle electronic control unit, the validity, real-time and bandwidth resource utilization of the vehicle CAN bus vehicle networks can not meet the development of automotive. To solve these problems, the project intends to carry out research in two aspects: in-vehicle network data scheduling algorithms and electronic control unit integrated performance optimization. Firstly, introduced the scheduling algorithm of microprocessor to the vehicle CAN network control system, and proposed DISA intelligent scheduling algorithm, Can effectively reduce the high priority data transmission delay，improve the effectiveness of the automotive vehicle networks when large amounts of data and real-time.Secondly, optimize and manage the network electronic control unit ,while the vehicle CAN bus network transmission of data tend to saturation, with the purpose of reduce network bandwidth usage meanwhile improve the control and transmission performance of the automotive vehicle networks. The research results could provide new scientific data and theoretical basis for the development of networking and intelligent of the car in the future.

CAN总线已经成为当今最成功的车载网络标准，广泛应用于现代汽车控制系统中。但是随着科学技术的发展，对汽车操控性、舒适性要求的提高，车内电子控制单元数量迅速增加，汽车CAN总线车载网络在大数据量传输时的有效性、实时性以及带宽资源利用率已不能满足今后汽车网络化发展的需求。为了解决这些问题，本项目拟在车载网络数据智能调度算法和车内电子控制单元性能优化两个方面开展研究。首先，将处理器中多任务调度算法思想引入汽车CAN网络控制系统中，提出DISA智能调度算法，能够有效减小高优先级数据的传输延时，提高汽车车载网络对大数据量传输时的有效性和实时性。其次，研究汽车CAN总线网络中当传输的数据趋于饱和时，通过对网络上电子控制单元性能的优化与管理，达到减少网络带宽使用量，提高汽车车载网络的控制性能和传输性能的目的。研究结果可为今后汽车的网络化和智能化发展提供新的科学资料和理论依据。

汽车复杂网络控制系统是由许多传感器、控制器、执行器和一些电气设备构成的多回路分布式控制系统，复杂多变的控制任务以分时复用的方式共享网络资源，由于网络中数据流量变化的不规则性以及网络带宽资源的有限性，会造成数据传输的不确定性和数据传输的延时，使车载网络在大数据量传输信息时系统的控制性能和稳定性能下降，不能保证车载网络控制系统工作的安全性和可靠性。本项目通过对汽车复杂网络控制系统中数据传输时的智能调度和对网络上的电子控制单元性能优化与管理的研究，提出了在汽车复杂网络控制系统中能够快速、准确完成大数据量传输信息的数据智能调度算法（Data Intelligent Scheduling Algorithm, DISA）和基于优化电子控制单元（Electronic Control Units, ECU）的网络带宽分配与管理的新方法，能够有效减小高优先级数据的传输延时，减少网络带宽的使用量，提高汽车车载网络的控制性能和传输性能，解决今后汽车因功能增加、控制任务增多而在大数据量传输信息时，网络趋于饱和、车载网络系统的控制性能和传输性能不能满足今后汽车发展需要的问题，完善车载网络控制理论，促进汽车复杂网络控制技术的发展。