【正文】 有相同的標(biāo)識符的數(shù)據(jù)幀和遠(yuǎn)程幀同時(shí)初始化時(shí)，數(shù)據(jù)幀優(yōu)先于遠(yuǎn)程幀。圖4 信息幀(5)CAN系統(tǒng)中，節(jié)點(diǎn)不使用關(guān)于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的任何信息，使得系統(tǒng)配置靈活。表1 傳輸速率與有效長度的關(guān)系位速率(kbps)10005002501251005020105位速率(m)4013027053062013003300670010000 (9)CAN節(jié)點(diǎn)具有睡眠模式/喚醒功能[9]。(11)CAN總線的總線值分為“顯性”電平和“隱性”電平，“顯性”位與“隱性”位同時(shí)發(fā)送，總線值將呈“顯性”。目標(biāo)層、傳輸層包括所有由ISO/OSI模型定義的鏈路層的服務(wù)和功能，目標(biāo)層用于查找被發(fā)送的報(bào)文、確定由實(shí)際要使用的傳輸層接收哪一個報(bào)文、提供與硬件有關(guān)應(yīng)用層的接口，傳輸層的功能包括控制幀結(jié)構(gòu)、執(zhí)行仲裁、錯誤檢測、出錯標(biāo)定、故障界定[10]。CAN特性如下：第一，CAN是一種有效支持分布式控制和實(shí)時(shí)控制的串行通信網(wǎng)絡(luò)。第五，CAN上的節(jié)點(diǎn)數(shù)可達(dá)110個。 混合電動汽車CAN通信網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成湖南大學(xué)與長豐集團(tuán)聯(lián)合研制的CFA6470HEV越野型混合電動汽車以CFA6470G四輪驅(qū)動越野車為平臺，采用并聯(lián)驅(qū)動方式，去掉了分動箱，發(fā)動機(jī)僅驅(qū)動后橋，驅(qū)動電機(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[12]。圖5 CFA6470HEV 功能結(jié)構(gòu)圖 其中發(fā)動機(jī)型號(4G64)、排量( L)、最大功率(92 KW)、最大扭矩(188 NM)；驅(qū)動電機(jī)采用SOLECTRIA的三相交流感應(yīng)電動機(jī)AC21A,該電機(jī)額定功率(16 KW)、額定轉(zhuǎn)矩(30 Nm)、額定轉(zhuǎn)速(4000 rpm)、最高轉(zhuǎn)速(12000 rpm)；啟動電機(jī)額定功率(5 KW)、最高轉(zhuǎn)速(15000 rpm)、最高扭矩(38 Nm)；鎳氫動力電池容量(8 AH)、單體電壓()、額定電壓(336V)、最大放電倍率(15 C)、最大放電電流(120 A)、最大充電電流(60 A)、總能量(2688 WH)；驅(qū)動電機(jī)控制器采用逆變器DMOC425，該逆變器采用矢量控制法，根據(jù)EACS的扭矩命令進(jìn)行出力；電池管理系統(tǒng)監(jiān)視電池的運(yùn)行狀況，采用溫度補(bǔ)償、自放電率補(bǔ)償?shù)确椒ü烙?jì)剩余電量；啟動電機(jī)控制器采用矢量控制法，根據(jù)EACS的扭矩命令出力；能源總成控制系統(tǒng)根據(jù)整車的當(dāng)前狀態(tài)及路況進(jìn)行下一步?jīng)Q策，確定整車的運(yùn)行模式、發(fā)動機(jī)節(jié)氣門的位置、驅(qū)動電機(jī)的出力、啟動電機(jī)的出力，并顯示整車的運(yùn)行情況。CAN總線通信只用到兩根導(dǎo)線CANH、CANL，對通信介質(zhì)的要求較低，雙絞線、同軸電纜或光纖均可，通常采用廉價(jià)的雙絞線即可[13]。按照CAN國際標(biāo)準(zhǔn)ISO11898的建議，在總線位速率為1 Mbps時(shí)，S和L的值應(yīng)小于40 m，但當(dāng)總線位速率小于5 Kbps以下時(shí)，L的允許值可達(dá)10Km。整個CAN通信網(wǎng)絡(luò)傳輸速率為 250 kbps，其中驅(qū)動電機(jī)控制器、啟動電機(jī)控制器每50 ms發(fā)送兩幀狀態(tài)數(shù)據(jù)給能源總成控制系統(tǒng)，而能源總成控制系統(tǒng)每50ms分別給驅(qū)動電機(jī)控制器、啟動電機(jī)控制器發(fā)一幀扭矩控制數(shù)據(jù)；電池管理系統(tǒng)每1 s發(fā)送兩幀狀態(tài)數(shù)據(jù)給能源總成控制系統(tǒng)，且當(dāng)發(fā)現(xiàn)電池錯誤或其他錯誤時(shí)，立即發(fā)送第一幀數(shù)據(jù)[14]。s nodeControl MessageBCU Init 8 bits0x01 : BCU intialize0x0164 bitsReserved8 bits0xffID:01100001010BReserved48 bits0xffffffSoc8 bits0x00:Soc is 0%. 0x23: Soc is 35% 0x64: Soc is 100%max. possible CAN bits0x64Status8 bitsbit0: Bat. work/not work (1/0)Reserved bits: 0bit1: Bat. charge/discharge (1/0)Status Message 1 64 bitsVoltage16 bits0V:0x0000。C: 0x0000 。C:0xFE0CTransmit data = Actual_temp.*10Status Message 1 64 bitsPoint B bits0176。 50176。C: 0x01F4。在基于CAN總線的混合電動汽車中，追加的電子控制單元：能源總成控制系統(tǒng)、驅(qū)動電機(jī)控制器、電池管理系統(tǒng)、啟動電機(jī)控制器，均是獨(dú)立的CAN總線節(jié)點(diǎn)。SJA1000的主要特性如下： (1)管腳、電氣特性及軟件與獨(dú)立CAN總線控制器PCA82C200兼容；(2)同時(shí)支持11位和29位標(biāo)識符；(3)1個發(fā)送緩沖區(qū)，1個接收緩沖區(qū)(4)擴(kuò)展接收緩存區(qū)（64字節(jié)FIFO）；(5)支持標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)和擴(kuò)展結(jié)構(gòu)信息的接收與傳送，在標(biāo)準(zhǔn)格式和擴(kuò)展格式中都有單/雙接收過濾器（含接收碼寄存器ACR和接收屏蔽寄存器AMR）；(6)可讀/寫訪問的錯誤計(jì)數(shù)器，可編程的錯誤限制報(bào)警；(7)一次性發(fā)送（當(dāng)錯誤或仲裁丟失時(shí)不重發(fā)）；(8)只聽模式（CAN總線監(jiān)聽，無應(yīng)答，無錯誤標(biāo)志）；(9)采用24MHz時(shí)鐘頻率，具有高達(dá)1Mbps的速率；(10)工作溫度范圍提升為：－40℃～＋125℃。而TMS320LF2407A的CAN控制器有6個郵箱，其中2個接收郵箱(MBOX0、1)，2個發(fā)送郵箱(MBOX5)，2個可配置為接收或發(fā)送郵箱(MBOX3)，每個發(fā)送郵箱相當(dāng)于一個發(fā)送數(shù)據(jù)區(qū)，每個接收郵箱等同于一個接收數(shù)據(jù)區(qū)，使得TMS320LF2407A在不改變標(biāo)識符寄存器或接收屏蔽寄存器的情況下最少可接收2幀（最多4幀）不同標(biāo)識符的數(shù)據(jù)幀、最少可發(fā)送2幀（最多4幀）不同標(biāo)識符的數(shù)據(jù)幀，不可同時(shí)最多，這對發(fā)送、接收數(shù)據(jù)幀類型不多的CAN節(jié)點(diǎn)很適用[16]。 CAN接口硬件設(shè)計(jì)通用CAN節(jié)點(diǎn)接口電路如圖7所示，其中總線末端電阻可通過跳線器JP1選擇,原因是該CAN節(jié)點(diǎn)不一定是終端節(jié)點(diǎn),若為終端節(jié)點(diǎn)，則短接跳線器JP1的3引腳，接入末端電阻，否則，取消匹配電阻；SJA1000與微處理器可擁有各自的工作時(shí)鐘，為了省去二者的工作時(shí)序匹配問題，微處理器的工作時(shí)鐘可通過SJA1000的時(shí)鐘輸出引腳CLKOUT獲取。其初始化流程見圖8。圖9 通用CAN節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)發(fā)送流程 內(nèi)嵌式CAN節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)以TMS320LF2407A為例，介紹內(nèi)嵌式CAN節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)[18]。同樣120的匹配電阻設(shè)計(jì)成可選的形式。1. 初始化CAN控制器[18]根據(jù)整車要求，混合電動汽車能源總成控制系統(tǒng)需接收4種不同標(biāo)識符的數(shù)據(jù)幀、發(fā)送兩種不同標(biāo)識符的數(shù)據(jù)幀，因此，將TMS320LF2407A的MBOX3配成接收方式，在初始化程序中一次配置好標(biāo)識符、接收屏蔽字。圖12內(nèi)嵌式CAN節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)發(fā)送流程 CAN通信的關(guān)鍵技術(shù)1. 光電隔離設(shè)計(jì)為了進(jìn)一步提高微處理器的抗干擾能力，CAN總線接口往往采用光電隔離電路。上述節(jié)點(diǎn)采用6N137，可滿足CAN總線250kbps的波特率要求。這樣，當(dāng)一個節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)問題時(shí)，不會影響其它節(jié)點(diǎn)。SJA1000對比較器輸入引腳RX1的電平有一定的要求，如果處理不好，難以形成CAN協(xié)議所要求的電平邏輯。此時(shí)，CAN信息在輸入比較器這一級的傳輸延時(shí)時(shí)間為tD1。單CAN口設(shè)計(jì)時(shí)建議將輸入比較器旁路，以獲取最大的通信距離圖13 SJA1000的接收輸入比較器 本章小結(jié)本章以SJA1000、82C250、TMS320LF2407A為例介紹了通用CAN節(jié)點(diǎn)、內(nèi)嵌式CAN節(jié)點(diǎn)的軟、硬件設(shè)計(jì)。實(shí)現(xiàn)了以圖形界面的形式對電機(jī)的監(jiān)控，便于對電機(jī)控制器進(jìn)行控制和了解所要的信息，在實(shí)際試驗(yàn)中取得了良好的效果。 軟件設(shè)計(jì)中，采用了大量的硬件中斷和軟件中斷，這對系統(tǒng)的穩(wěn)定性和實(shí)時(shí)性有一定的影響?，F(xiàn)場總線CAN原理與應(yīng)用技術(shù)，北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2003．5并聯(lián)式混合動力電動汽車模糊控制策略的仿真研究．公路交通科技，2005(2)：126—130[19]Zhang R．a(chǎn)nd Chen Y．Control of hybrid dynamic systems for electric．in：Proc ofthe American Control Conference，Arlington，VA，USA，2005：2884—2889[20]Michael James Ogburn．Systems Integration，Modeling，and Validation of a Fuel CellHybrid Electric Vehicle．gichael J．Ogburn，2003致謝本論文是在我的導(dǎo)師的悉心指導(dǎo)下完成的。我每向前邁進(jìn)一步都離不開家人的支持和鼓勵，在此，向我的家人深深的說聲：謝謝!我身邊的同學(xué)以及師兄師弟，特別是徐鵬同學(xué)，對我論文的完成給予了不少的幫助，在此也一并表示真誠的感謝