基于CAN總線的并聯(lián)液壓混合動力車控制系統(tǒng)

本課題研究的控制系統(tǒng)，可使并聯(lián)液壓混合動力車充分利用制動能量，在頻繁剎車和啟動的路況，可以明顯提高車輛啟動、加速和減速特性，改善車輛排放，降低油耗，延長發(fā)動機及剎車裝置的壽命。而且與混合動力電動車相比，該系統(tǒng)在成本，技術(shù)成熟度，可靠性，維護性等方面均占有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢。

并聯(lián)式液壓混合動力車的動力傳動系中有兩種或兩種以上的動力源可同時或單獨提供動力，有兩個或兩個以上相應(yīng)的執(zhí)行元件可同時驅(qū)動負(fù)載，該動力傳動系主要由發(fā)動機、變速箱、主減速器、液壓蓄能器和液壓泵/馬達組成。并聯(lián)形式保留傳統(tǒng)車的動力傳動鏈，只是在原傳動鏈上增加了由液壓泵/馬達和液壓蓄能器組成的能量再生系統(tǒng)，從而形成雙動力驅(qū)動。

目前，并聯(lián)液壓混合動力車技術(shù)已經(jīng)比較成熟，如圖1所示。

車輛在啟動和加速時，液壓驅(qū)動系統(tǒng)提供輔助動力，釋放蓄能器中儲存的能量；車輛減速和制動時，液壓驅(qū)動系統(tǒng)提供輔助制動力，并向蓄能器中儲存能量。

圖1 并聯(lián)液壓混合動力車結(jié)構(gòu)原理圖

2 控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

CAN總線是一種有效支持分布式控制或?qū)崟r控制的串行通信網(wǎng)絡(luò)，優(yōu)越性是顯而易見的，同時，CAN總線也被認(rèn)為是混合動力車最佳通訊結(jié)構(gòu)，本文采用CAN總線網(wǎng)絡(luò)來搭建控制系統(tǒng)。

圖如下圖2所示，控制系統(tǒng)采用分布式控制，共有5個節(jié)點控制器，主要分布在車上控制量和采集量密集的地方，包括主控制模塊、液壓系統(tǒng)測控模塊、液壓充液控制模塊、車輛信息采集模塊以及發(fā)動機控制模塊。

圖2 控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

主控制模塊控制器采用配備了智能PC104CAN控制卡的PC104計算機，其他模塊控制器采用以P80C592單片機為核心構(gòu)成。P80C592芯片本身集成有CAN控制器，A/D轉(zhuǎn)換器，看門狗，使用該芯片使各控制節(jié)點小型化成為可能，在它的基礎(chǔ)上擴展了外圍模擬量和數(shù)字量的輸入和輸出，便于過程控制。

3 控制系統(tǒng)的通訊管理

3.1 CAN總線節(jié)點地址分配

對于以上述P80C592和PC104結(jié)構(gòu)CAN通訊卡為硬件基礎(chǔ)的CAN總線網(wǎng)絡(luò)形式，節(jié)點之間通訊報文所用到的信息幀有兩種：數(shù)據(jù)幀和遠(yuǎn)程幀。數(shù)據(jù)幀和遠(yuǎn)程幀的幀起始位之后都包括有標(biāo)識符和遠(yuǎn)程發(fā)送請求位（RTR）組成的仲裁場。標(biāo)識符的長度為11（ID.10～ID.0）位，包含信息幀目標(biāo)地址特征。RTR位在數(shù)據(jù)幀中必須是“顯性”電平，用以標(biāo)記幀類型。