引 言
混合動力汽車（HEV）表示有多種動力參與汽車驅(qū)動，一般指的是燃油發(fā)動機(jī)和電機(jī)這兩種動力。目前，國內(nèi)和國際上對混合動力汽車的研究和開發(fā)方興未艾，這種車綜合了傳統(tǒng)汽車引擎驅(qū)動與電機(jī)驅(qū)動的兩大優(yōu)點(diǎn)。主要能源仍然是汽油、柴油。混合動力汽車既充分發(fā)揮了燃料發(fā)動機(jī)持續(xù)工作時(shí)間長、動力性好的優(yōu)點(diǎn)，又可以發(fā)揮電動機(jī)無污染、低噪聲的好處，具有低油耗、低污染的特性。并且，混合動力汽車可以在運(yùn)行過程中維持電量的均衡，不像純電動汽車需要配備專用的充電器等配套設(shè)備。在不遠(yuǎn)的將來，混合動力車將與傳統(tǒng)燃油車、純電動車形成三足鼎立的局面。
混合動力汽車在傳統(tǒng)的燃油車的基礎(chǔ)上，新增了電機(jī)、電池等部件，從而需要電機(jī)控制器、電池管理系統(tǒng)、能源總成控制系統(tǒng)對發(fā)動機(jī)、電機(jī)進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，使各設(shè)備工作在高效區(qū)，提高能源的利用率，使整車性能最佳。傳統(tǒng)燃油車內(nèi)的制動控制器、變速器控制器、發(fā)動機(jī)ECU（Engine ControlUnit）等電控設(shè)備、儀表儀器采用CAN總線進(jìn)行通訊，CAN總線具有實(shí)時(shí)性強(qiáng)、傳輸距離遠(yuǎn)、抗電磁干擾能力強(qiáng)、成本低、多主站等特點(diǎn)，混合動力汽車沿用燃油車的傳統(tǒng)，新增的電機(jī)控制器、電池管理系統(tǒng)、能源總成控制系統(tǒng)也采用CAN總線聯(lián)成一體，進(jìn)行信息的交換。
2 CAN總線技術(shù)簡介
CAN（Controller Area Network）是一種先進(jìn)的串行通信協(xié)議，它最初是為了解決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)通訊總線，屬于現(xiàn)場總線范疇。1993年CAN總線成為國際標(biāo)準(zhǔn)（ISO11898：道路車輛的高速控制局域網(wǎng)數(shù)字信息交換標(biāo)準(zhǔn)），它有效支持分布式控制及實(shí)時(shí)控制，并采用了帶優(yōu)先級的CSMA／CD協(xié)議對總線進(jìn)行仲裁。因此，CAN總線允許多站點(diǎn)同時(shí)發(fā)送，這樣，既保證了信息處理的實(shí)時(shí)性，又使得CAN總線網(wǎng)絡(luò)可以構(gòu)成多主結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，保證了系統(tǒng)的可靠性。另外，CAN采用短幀結(jié)構(gòu)，且每幀信息都有校驗(yàn)及其他檢錯(cuò)措施，保證了數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性、低傳輸出錯(cuò)率。其傳輸介質(zhì)可以使用雙絞線、同軸電纜或光纖。
3 混合動力汽車CAN總線網(wǎng)絡(luò)
下面以長豐CFA6470HEV混合動力汽車為例加以討論。CFA6470HEV 以CFA6470G四輪驅(qū)動越野車為平臺，去掉了分動箱，發(fā)動機(jī)僅驅(qū)動后橋，電機(jī)以鎳氫動力電池為能源驅(qū)動前橋，前輪、后輪通過地面摩擦力達(dá)到速度一致。能源總成控制系統(tǒng)根據(jù)整車的狀態(tài)協(xié)調(diào)控制發(fā)動機(jī)的啟停、電機(jī)的出力。整個(gè)CFA6470HEV功能結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。
針對CFA6470HEV混合動力汽車，我們組建了如圖2所示的CFA6470HEV混合動力汽車CAN控制網(wǎng)絡(luò)。
其中能源總成控制系統(tǒng)、電機(jī)控制器以TMS320LF240x（參見TI公司：TMS320LF24xADSPControllers Reference Guide，1999）系列數(shù)字信號處理器為CPU，電池管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集顯示器以89C52為CPU。其各節(jié)點(diǎn)間的數(shù)據(jù)信息流圖見圖3。
4 混合動力汽車能源總成控制系統(tǒng)CAN接口設(shè)計(jì)
混合動力汽車能源總成控制系統(tǒng)作為混合動力汽車的中央處理器，要求實(shí)時(shí)性高、運(yùn)算能力強(qiáng)，且要與CAN總線相連，故其CPU選用TI公司內(nèi)嵌CAN控制器的TMS320LF2407A。
4．1 TMS320LF2407ACAN控制器簡介
TMS320LF2407A的CAN控制器模塊是一個(gè)完全的CAN控制器，該控制器是一個(gè)16位的外設(shè)模塊，完全支持CAN2．0B協(xié)議，支持?jǐn)?shù)據(jù)幀、遠(yuǎn)程幀，可工作在標(biāo)準(zhǔn)模式或擴(kuò)展模式下，它采用郵箱發(fā)送、接收數(shù)據(jù)，對接收郵箱可配置接收屏蔽字，可編程位定時(shí)器、可編程中斷配置、可編程CAN總線喚醒功能，自動回復(fù)遠(yuǎn)程請求，當(dāng)發(fā)送出現(xiàn)錯(cuò)誤或仲裁時(shí)丟失數(shù)據(jù)時(shí)，CAN控制器自動重發(fā)，具有總線錯(cuò)誤診斷功能，可工作在自測試模式下。
