混合动力汽车CAN总线通信系统的设计与测试

——唐风敏　张殿明混合动力汽车ＣＡＮ总线通信系统的设计与测试—１０９

混合动力汽车ＣＡＮ总线通信系统的设计与测试

唐风敏　张殿明

（）中国汽车技术研究中心　天津３００１６２

摘　要　为了解决混合动力汽车对自身弱电设备电磁干扰强、信号传递实时性要求高以及传递信息量大的特点，设计了１套符合ＳＡＥＪ１９３９标准的混合动力汽车ＣＡＮ总线通信协议。协议内容包括物理层协议、网络管理协议、交互层协议、应用层协议以及故障诊断处理方案。在协议中提出了网络通协议不仅可以满足在混合动力汽车复杂电磁干信的具体的性能指标。经过零部件和实车测试表明，

扰环境下基本的功能要求，而且具有良好的通信性能及故障自诊断能力。关键词　混合动力汽车；电磁干扰ＣＡＮ总线；

：／中图分类号：Ｕ４６９．７９　　文献标志码：Ａ　　ｄｏｉ１０．３９６３．ｉｓｓｎ１６７４４８６１．２０１２．０５．０２３　－ｊ

０　引　言

与传统的汽车相比，混合动力电动汽车（ｈ－ｙ

，存在大量高压元器ｂｒｉｄｅｌｅｃｔｒｉｃｖｅｈｉｃｌｅＨＥＶ）　　

／比如高压动力电池、电机、会件，ＤＣＤＣ等设备，

对自身弱电设备产生严重的干扰，所以要求各种控制信号在传输过程中具有强大的抗干扰能力。同时由于混合动力电动车不仅包含发动机系统，还存在电驱动系统以及电池管理系统等，因此其控制系统十分复杂。控制节点的大量增加使而且ＨＥＶ控制装置需要相互交换的信息增多，

动力系统控制本身还要求具有很高的实时性。因此，提高ＣＡＮ总线的抗干扰性和通信的实时性是本文研究的重点。

本文以典型混合动力电动汽车电子电气系统为研究对象，结合混合动力控制系统通信需求，制定了符合ＳＡＥＪ１９３９协议且适用于混合动力控　制系统的Ｃ完成该系统物理ＡＮ总线通信协议，层、数据链路层、交互层和应用层设计，并进行了零部件和实车测试。

以防止信号反射，终终端以合适的终端电阻终止，

端电阻直接安装在ＣＡＮ总线干线２端。每１端

［］

阻值是１采用独立的终端电阻，２０Ω１。

图１　网络拓扑图Ｆｉ．１　Ｎｅｔｗｏｒｋｔｏｏｌｏ　ｇｐｇｙ

１．２　混合动力控制系统ＣＡＮ总线网络管理协议

设计

ＡＮ网络良好工作的必要保　　网络管理是Ｃ

［］

／可将网络管理划障。根据ＯＳＥＫＶＤＸ模型２，分为直接网络管理和间接网络管理。直接网络管理有特定的网络管理报文。间接网络管理通过被动监测各节点周期性发送的应用报文确定网络节点的状态。如果一定时间内没有接收到某节点周即认为该节点不在网络上。间期性的应用报文，

接网络管理相对于直接网络管理具有实现简单且总线负荷小的特点。该混合动力系统网络管理协／议采用ＯＳＥＫＶＤＸ规定的间接网络管理策略。被监控报文的超时时间参数定义见表１。１．３　混合动力控制系统ＣＡＮ总线应用层协议设

计

驱动电机、　　混合动力系统增加了一些新部件（

，动力电池和动力总成控制单元）在ＳＡＥＪ１９３９

１　混合动力总成控制系统的ＣＡＮ

通讯设计

１．１　混合动力控制系统网络拓扑

在典型的混合动力控制系统中，各控制单元构成了１个分布式车载网络，见图１。

１］

，整车网络采用线性拓扑结构［总线干线的

收稿日期：２０１２０３１５２０１２０７２７－－　　修回日期：－－

），：第一作者简介：唐风敏（硕士．研究方向：车载网络．１９８２Ｅ－ｍａｉｌｔａｎｆｅｎｍｉｎ＠ｃａｔａｒｃ．ａｃ．ｃｎｇｇ