摘 要本设计从新能源混合动力汽车实际传感器为出发点，设计了信息处理模块以及原理图，通过采集传感器的开关信号、模拟信号和电源信号来获取传感器的工作状态与正常状态下各个传感器信号量相对比。通过CAN总线来确保数据传输的稳定信与安全性，以此来解决车辆模块的快速检测。同时为了让车身模块系统能够适用于不同的车型，我们在开发混合动力客车的车身模块时提出了电子编程站的需求，电子编程站主要解决的是车身模块系统，车身模块系统包括仪表、IO模块和开关条组成。配置开发出的电子编程站可以适用于不同的车型的车身模块系统。
目录
一、 引言 1
（一）新能源汽车的车载信息与监控系统的发展背景 1
（二）新能源汽车的车载信息与监控系统的国内外发展现状 1
二、硬件介绍 1
（一）发动机工作过程涉及的系统 1
2.1.1 曲轴连杆机构 1
2.1.2 配气机构 2
2.1.3 燃料供给系统 3
2.1.4 点火系统 3
2.1.5冷却系统 3
（二）发动机工作过程涉及常见的传感器 4
2.2.1空气流量传感器 4
2.2.2凸轮轴位置传感器 5
2.2.3曲轴位置传感器 5
2.2.4节气门位置传感器 6
2.2.5前氧传感器 6
2.2.5后氧传感器 7
2.2.6冷却液温度传感器 7
2.2.7加速踏板位置传感器 8
三、信号处理模块 8
（一）开关信号 8
3.1.1开关信号设计要求 8
3.1.2 开关信号处理方法 8
3.1.3开关信号模块基本原理图 9
（二）模拟信号 9
3.2.1设计要求 10
3.2.2信号处理方法 10
（三）CAN通讯模块 11
3.3.1设计要求 11
3.3.2 CAN信号处理方法 11
3.3.3  基本原理图 12
四、电子编程设计 12
（一）CAN总线通信技术 12
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二）方案设计 13
（二）电器设计配置功能 14
（三）CAN通讯硬件电路设计 15
（四）CAN通讯软件设计 15
五、调试模块信号波形 16
（一）开关量输入输出测试波形 16
（二）模拟量输入输出测试波形 16
（三）电源测试波形 17
总结 19
参考文献 21
致 谢 21
引言
（一）新能源汽车的车载信息与监控系统的发展背景
汽车电子的飞速发展和消费者对各种车载设备需求量的增长，汽车里的嵌入式电子产品也越来越多，总线技术可大大简化信号传输用的线束，总线化已经成为目前智能汽车的发展趋势之一。混合动力汽车将发动机、电机和动力电池组合在一起，可同时发挥内燃机汽车和电动汽车的优点，是实现节能和减排的有效技术途径之一。由于混合动力汽车的功能开发比传统的汽车复杂，故对于混合动力汽车电子编程站的开发的重要性与日俱增，电子编程站的开发对实现汽车网络化的发展有着重要的作用。国内对于电子编程站的研究还处于起步阶段，结合混合动力汽车的开发，设计了基于CAN总线的新能源汽车中车载信息采集与监控系统的设计。
（二）新能源汽车的车载信息与监控系统的国内外发展现状
随着民众生活品质越来越高，新科技层出不穷。新能源汽车与我们间的距离被大大缩小。汽车能源要求降低能耗的同时，也在注意车载信息的配置情况。在国外，作为新能源汽车巨头特斯拉每年对于研发的投入多达几十亿美元。同时，苹果公司也在研发更先进的汽车传感器，为进军汽车产业做准备，而在最新的奥迪车上就可以看到苹果的Siri身影。同为传统的汽车产业也不甘落，NVIDIA与现代集团达成合作，将为其提供更加先进的NVIDIA驱动器用来提供车载信息的技术支持。国内，作为世界上重要的超级市场，汽车的竞争更加激烈。从国务院的《新能源汽车产业发展规划》其中此产业的发展还是给与坚定的支持。新能源汽车的销售占比25%，由于未来对于环境可持续发展和推动绿色发展，且由于我国的新能源汽车核心技术不足，且政府对于这个产业给予了很多扶持。
二、硬件介绍
（一）发动机工作过程涉及的系统
2.1.1 曲轴连杆机构
曲柄连杆机构是发动机实现工作循环、完成能量转换的传动机构。在作功行程中，曲柄连杆机构将活塞在气体压力作用下的往复运动转变成曲轴的旋转运动，对外输出动力，而在进气 、压缩 、排气三个行程中又将曲轴的旋转运动转变成活塞的往复运动 ，使发动机的工作得以循环继续。曲柄连杆机构由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组等组成。如图1为其结构图。
图1. 曲轴连杆机构结构图
2.1.2 配气机构
配气机构是按照发动机每一气缸内所进行的工作循环和点火顺序的要求，定时开启和关闭各气缸的进、排气门，使可燃混合气或空气可以及时进入气缸，废气则排出气缸。在压缩和做功行程中，关闭气门保证燃烧室密封。配气系统包括气门组和气门传动组两大部分。如下图2所示。
图2. 配气机构结构图（左）与实物图（右）
2.1.3 燃料供给系统
汽油机燃料供给系统的任务是根据发动机各种不同工况的要求，配制出一定数量和浓度的可燃混合气，供入气缸，使之在临近压缩终了时点火燃烧而膨胀做功。最后，供给系统将燃烧产生的废气排入大气中。其燃料供给系统工作如下图3所示。
图3. 燃料供给系统工作图
2.1.4 点火系统
点火系统是根据发动机的工作需要，定时、可靠地点燃气缸内混合气的系统。由点火线圈、火花塞等组成。其原理组成如下图4所示。
图4. 点火系统原理图
2.1.5冷却系统
冷却系统如下图5所示，该系统是按照发动机工作需要，保证其在适宜的温度下进行工作的系统。包括散热器、节温器等。
图5. 冷却系统结构图
（二）发动机工作过程涉及常见的传感器
为了保证上述系统正常运作，需对多种信号进行监测。涉及到的传感器种类较多，其中包括温度传感器、压力传感器、转速和角度传感器、流量传感器、位置传感器、气体浓度传感器、爆震传感器等。这些传感器是整个发动机的核心，利用它们可提高发动机动力性、降低油耗、减少废气、反映故障等。
2.2.1空气流量传感器

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