CAN总线技术在CFA6470型混合动力汽车中的应用

　根据CFA6470长丰混合动力汽车的特点，运用TMS320LF240X系列数字信号处理器和89C52单片机，组建了基于CAN总线多主分布式控制技术的控制网络。提出了一种基于TMS320LF2407A内嵌式CAN控制器的混合动力汽车能源总成控制系统设计与实现方案。
    关键词：混合动力汽车，CAN，分布式控制，能源总成控制系统

1　引　言
　　混合动力汽车（HEV）表示有多种动力参与汽车驱动，一般指的是燃油发动机和电机这两种动力。目前，国内和国际上对混合动力汽车的研究和开发方兴未艾，这种车综合了传统汽车引擎驱动与电机驱动的两大优点。主要能源仍然是汽油、柴油。混合动力汽车既充分发挥了燃料发动机持续工作时间长、动力性好的优点，又可以发挥电动机无污染、低噪声的好处，具有低油耗、低污染的特性。并且，混合动力汽车可以在运行过程中维持电量的均衡，不像纯电动汽车需要配备专用的充电器等配套设备。在不远的将来，混合动力车将与传统燃油车、纯电动车形成三足鼎立的局面。
　　混合动力汽车在传统的燃油车的基础上，新增了电机、电池等部件，从而需要电机控制器、电池管理系统、能源总成控制系统对发动机、电机进行协调控制，使各设备工作在高效区，提高能源的利用率，使整车性能最佳。传统燃油车内的制动控制器、变速器控制器、发动机ECU（Engine ControlUnit）等电控设备、仪表仪器采用CAN总线进行通讯，CAN总线具有实时性强、传输距离远、抗电磁干扰能力强、成本低、多主站等特点，混合动力汽车沿用燃油车的传统，新增的电机控制器、电池管理系统、能源总成控制系统也采用CAN总线联成一体，进行信息的交换。
2　CAN总线技术简介
　　CAN（Controller Area Network）是一种先进的串行通信协议，它最初是为了解决汽车中众多的控制与测试仪器之间的数据交换而开发的一种串行数据通讯总线，属于现场总线范畴。1993年CAN总线成为国际标准（ISO11898：道路车辆的高速控制局域网数字信息交换标准），它有效支持分布式控制及实时控制，并采用了带优先级的CSMA／CD协议对总线进行仲裁。因此，CAN总线允许多站点同时发送，这样，既保证了信息处理的实时性，又使得CAN总线网络可以构成多主结构的系统，保证了系统的可靠性。另外，CAN采用短帧结构，且每帧信息都有校验及其他检错措施，保证了数据的实时性、低传输出错率。其传输介质可以使用双绞线、同轴电缆或光纤。
3　混合动力汽车CAN总线网络
　　下面以长丰CFA6470HEV混合动力汽车为例加以讨论。CFA6470HEV以CFA6470G四轮驱动越野车为平台，去掉了分动箱，发动机仅驱动后桥，电机以镍氢动力电池为能源驱动前桥，前轮、后轮通过地面摩擦力达到速度一致。能源总成控制系统根据整车的状态协调控制发动机的启停、电机的出力。整个CFA6470HEV功能结构图如图1所示。