摘 要

水陆两栖车相较于正常汽车而言可以更好的适应复杂的地形，极大地提高驱动的效率，所以水陆两栖车未来在军事领域与在民用领域里都有极高的探索价值。为了充分发挥水陆两栖车硬件的性能、提高其经济性、安全性，设计一款与水陆两栖车相契合的整车控制软件是很有必要的。国外的相关研究起步较早已趋于成熟，而国内的相关研究虽然起步较晚，但如今已经足以自主研究创新。

首先设计整车控制软件要对水陆两栖汽车的结构、设备与其对应的整车控制器有一个详细的了解，之后以此定义整车控制软件的功能，根据功能划分模块。根据对于整车控制器的性能与软件的功能要求选择合适的硬件设备，使软件与硬件之间可以最发程度的契合，充分发挥其性能。

其次要完成整车控制软件的数据结构与整车控制策略。在进行软件架构编写软件时，充分了解编写软件的基础代码是前提。在理解后则开始对整车控制软件进行整体架构，分为硬件底层、服务层与应用层三部分，之前划分的模块都处于这三层结构中。而整车控制策略相当于整车的大脑，占据重要的地位。整车控制策略主要分为驱动策略、制动策略与故障处理策略。

最后要完成对于数据库的设计、人机界面的设计、模块功能仿真与整车控制器的仿真四部分内容。数据库与人机界面设计在整车控制软件的设计中是必要的，而模块功能与整车控制器的仿真的目的是为了在实车实验之前把可能遇到的问题提前解决，以降低成本。

关键词：整车控制；软件架构；整车策略；模块划分；驱动；

Abstract

Compared with normal cars, amphibious vehicles can better adapt to complex terrain and greatly improve the efficiency of driving. Therefore, amphibious vehicles will be of high exploration value in both the military field and the civilian field in the future. In order to give full play to the performance of amphibious vehicle hardware and improve its economy and safety, it is necessary to design a vehicle control software that is compatible with amphibious vehicle.The relevant researches in foreign countries have already started to mature, while those in China, though starting later, are now enough for independent research and innovation.

Firstly, the design of vehicle control software requires a detailed understanding of the structure and equipment of the amphibious vehicle and its corresponding vehicle controller. Then, the functions of the vehicle control software are defined and the modules are divided according to the functions. According to the performance of the vehicle controller and the functional requirements of the software to select the appropriate hardware equipment, so that the software and hardware can be the most appropriate degree of fit, give full play to its performance.

Secondly, the data structure of vehicle control software and vehicle control strategy should be completed. When writing software architecture, it is a prerequisite to fully understand the basic code of writing software. After understanding, the overall architecture of the vehicle control software is started, which is divided into three parts: the hardware bottom layer, the service layer and the application layer. The modules previously divided are all in these three layers. The vehicle control strategy is equivalent to the vehicle brain, occupies an important position. The vehicle control strategy is divided into three parts: driving strategy, braking strategy and fault handling strategy.

Finally, the design of the database, the design of the man-machine interface, the module function simulation and the simulation of the vehicle controller are four parts to be completed. Database and human-computer interface design are necessary in the design of vehicle control software, and the purpose of the simulation of module function and vehicle controller is to solve possible problems in advance before the actual vehicle experiment, so as to reduce the cost.

Key words: Vehicle control; Software architecture; Vehicle strategy; Module division;drive；

目录

第一章 绪论 8

1.1 国内外现状 8

1.1.1 国内现状 9

1.1.2 国外现状 10

1.2研究内容 11

1.2.1主要研究内容 11

1.2.2 关键问题 11

1.2.3 创新点 12

1.3 技术路线 12

1.3.1 整体流程 12

1.3.2整车控制器软件构架设计 12

第二章水陆两栖车运行结构与控制原理 14

2.1 车辆结构与整车控制器原理 14

2.1.1 整车基本构型 14

2.1.2 整车控制系统电气结构 15

2.2 整车控制器软件的模块划分 15

2.2.1 水陆两栖车整车控制器分析 15

2.2.2 CAN通讯模块 16

2.2.3电源电路模块 17

2.2.4驱动电机管理模块 18

2.2.5车辆运行模块 18

2.2.6故障处理模块 18

2.3整车结构 19

2.3.1驱动电机与电机控制器 19

2.3.2整车信息系统 20

第三章 软件架构与控制策略 22

3.1软件架构设计 22

3.1.1软件整体架构 22

3.1.2 硬件底层设计方案 24

3.1.3 服务层功能实现 25

3.1.4应用层功能实现 29

3.2基础软件代码实现 31

3.2.1 CAN驱动程序的实现 31

3.2.2 CCP内容研究与实现 33

3.2.3 UDS 内容研究与实现 35

3.3整车控制策略 38

3.3.1驱动策略 39

3.3.2制动策略 41

3.3.3故障处理策略 43

第四章 测试与数据库设计 44

4.1模型构建 44

4.1.1仿真环境整体架构 44

4.1.2驱动电机模型 45

4.1.3动力电池模型 45

4.2 整车控制器测试 45

4.2.1 整车控制器HIL测试 45

4.2.2 整车控制器功能测试 48

4.3数据库设计与人机界面设计 50

4.3.1Microsoft Office Access工具 50

4.3.2人机界面设计 54

4.3.3 Microsoft Visual Studio 54

4.3.4 ADO 55

第五章 总结与展望 57

5.1 全文总结 57

5.2 工作展望 57

参考文献 58

致谢 59

第一章 绪论

1.1 国内外现状

引言：整车控制器在汽车整体结构而言占据了极为重要的地位，是非传统汽车（比如说以电力驱动、燃料电池驱动、混合动力驱动等方式作为能源的汽车）的核心设备，因为本文选择以电力为主要驱动源，故下面会对电动汽车的整车控制器完成说明，在电动汽车的基础上进行优化开发出适合水陆两栖车的整车控制软件。

1.1.1 国内现状

我国整车控制器的探索与发展主要依托高校为主，几十年前一直处于摸索的层面，通过不断地尝试累积经验。而到如今在动力电池等关键技术上有了重大的突破^[23]，基本了解了开发整车控制器软件、硬件两个层面的过程、方式方法以及未来的道路方向。我们虽然起步晚但现在已然可以自主研发产品，产品功能较为完备，基本可以满足需求并成功应用。基本上目前在市场上的知名汽车企业在整车控制技术上有自己独到的见解。

我国目前在整车控制器领域的探索是多方面的，例如测试管理方面，宁胜花通过对整车控制系统的需求分析，发现由于产品功能模糊等原因导致评价标准存在差异，梳理并改进了整车控制系统功能的测试管理方法，优化了测试策略与计划以及测试环境的搭建测试用例及测试用例库管理等内容，保证了系统的安全性与可靠性，为测试工作提供相对全面的引导思路并指导后续控制系统的研究和测试工作^[3]。