CAN總線混合動力汽車電控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

本車各單元之間大量數(shù)據(jù)傳送通過CAN總線來完成，這也是本混合動力電控系統(tǒng)的一個與眾不同的特色，由于CAN總線的使用，減輕了電控系統(tǒng)的線束重量，降低了系統(tǒng)的復(fù)雜性。另外，由于CAN總線是差分傳輸?shù)囊环N抗干擾能力很強(qiáng)的現(xiàn)場總線，從而保證了系統(tǒng)通信的可靠性。

CAN總線簡介

　　CAN 總線是德國Bosch公司20世紀(jì)80年代初為解決現(xiàn)代汽車中眾多的控制與測試儀器之間的數(shù)據(jù)交換而開發(fā)的一種串行數(shù)據(jù)通信協(xié)議。CAN已成為國際標(biāo)準(zhǔn) (ISO-11898)，是具有國際標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場總線，規(guī)范2.0A和2.0B。CAN總線可支持8/16位CPU，可與各種處理器接口或組成智能化儀器儀表；可工作于多主工作方式，任一節(jié)點任一時刻均可主動發(fā)送信息，不分主從，通訊方式靈活，可方便的構(gòu)成多機(jī)容錯系統(tǒng);節(jié)點可分成不同優(yōu)先級，滿足不同的實時要求；采用非破壞性總線仲裁技術(shù)，多點同時發(fā)送時，優(yōu)先級低的節(jié)點，主動停止發(fā)送，優(yōu)先級高的不受影響繼續(xù)發(fā)送，有效的避免了總線沖突;可采用點對點、一點對多點及全局廣播等方式傳送和接收數(shù)據(jù)，直接傳送距離達(dá)10km/5Kbps，速率最高達(dá)1Mbps/40m，總線上的節(jié)點數(shù)據(jù)理論值達(dá)2000個，實際由于時延可達(dá)110個；采用短幀結(jié)構(gòu)每一幀有效字節(jié)8個，傳輸時間短，受干擾概率低，重新發(fā)送快；通訊介質(zhì)可采用雙絞線及光纖；用戶接口簡單、編程方便；溫度-40℃～+125℃工作；節(jié)點故障時有自動關(guān)閉總線功能，可以與總線脫離，不影響總線操作；每幀具有CRC校驗和其它檢測措施，保證出錯率極低；具有很高的適應(yīng)性;接口收發(fā)器具有瞬時電壓保護(hù)，RT抑制、熱保護(hù)、短路保護(hù)等。

通信協(xié)議

　　本系統(tǒng)在CAN2.0A協(xié)議基礎(chǔ)上定義通信協(xié)議。N1節(jié)點發(fā)出命令，N2～N6節(jié)點接受后不發(fā)確認(rèn)信號，N1節(jié)點收到N2～N6節(jié)點的信息后判斷是否正確，如果不正確或在規(guī)定的時間內(nèi)收不到N2～N6幀，則重新發(fā)命令，重發(fā)超過規(guī)定的次數(shù)為通訊故障；N2～N6幀發(fā)出信息，N1節(jié)點接受后，不發(fā)確認(rèn)信息，N2～N6節(jié)點在規(guī)定的時間內(nèi)收不到N1節(jié)點的命令，則為通訊故障;N6節(jié)點收到N1幀上電復(fù)位后的第一幀時在規(guī)定的時間內(nèi)回答，在運行時若N6無故障，則不回答N1.節(jié)點數(shù)據(jù)幀基本結(jié)構(gòu)定義如下：

　　系統(tǒng)中每個節(jié)點數(shù)據(jù)幀用ID區(qū)別，每個節(jié)點可定義多個不同的數(shù)據(jù)幀，用以傳送不同的信息。

性能分析

　　表1為混合動力汽車與傳統(tǒng)汽車性能對比，從測試參數(shù)來看混合動力汽車的動力和經(jīng)濟(jì)性方面均比傳統(tǒng)汽車要優(yōu)越，其排放也達(dá)到了“歐2”標(biāo)準(zhǔn)，而且通過測試可知，其尾氣中因不完全燃燒而產(chǎn)生的CO和NOx量要比傳統(tǒng)汽車要少。

結(jié)束語

　　提出了一種由智能節(jié)點和CAN總線通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的混合動力汽車的電控系統(tǒng)，在國內(nèi)混合動力車的控制系統(tǒng)中以CAN總線構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，CAN總線良好的性能在此得到了驗證。從性能角度看，在電控系統(tǒng)優(yōu)秀控制策略的控制下，混合動力汽車的發(fā)動機(jī)能最大限度工作在高效率和低排放的狀態(tài)下，同時也可將部分能量進(jìn)行回收，達(dá)到了混合動力的節(jié)能和環(huán)保目的。另外，由于電機(jī)動力的加入也提高了汽車的動力性能?？梢詳喽ǎS著電控系統(tǒng)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，混合動力汽車必將成為綠色汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展熱點。