汽車電子機械制動系統CAN總線通信的分析

劉勝男

（中科院沈陽計算技術研究所 110000)

1 汽車電子機械制動系統主要功能

汽車電子機械制動系統應用CAN總線時，需要保證該系統可以實現3個主要功能：汽車制動系統需要具有防滑控制功能，可以避免汽車在加速時出現驅動車輪滑轉情況；需要具有防抱死功能，防止后輪抱死讓汽車因較小橫向力而出現側滑情況；非抱死條件下的制動功能[1]。

2 CAN總線通信在汽車電子機械制動系統中的應用

2.1 整體方案設計

在汽車電子機械制動系統產品的開發過程中，依照汽車電子機械制動系統所實現功能對通信方案進行制定，主要包含了對CAN節點數量進行確認、對網絡拓撲結構進行搭建、對節點名字及地址進行分配和對節點收發報文進行分配等。制定CAN總線在汽車電子機械制動系統中的應用方案，主要包含了電子機械制動系統、網絡拓撲結構建立、節點地質分配以及節點傳輸報文分配等。在對系統防滑轉制動功能與防抱死制動功能分析基礎上，可以確定其CAN網絡中包含電子油門節點、發動機節點、四輪制動執行控制器節點與ABS及ASR中心控制節點。依照CAN高層應用協議，可以對各個節點名字與地址進行分配處理，依照標準協議及系統功能，將具體報文分配給各個節點。

在電子機械制動系統ABS功能的實現中，采用ABS控制器完成采集傳感器信號、PID控制算法實現、模糊控制、計算輸出目標制動力、電機閉環控制和PWM信號控制電機運轉等工作。在汽車電子機械制動系統ARS功能的實現中，采用電子與機械結合控制模式，在沒有額外硬件添加的條件下，利用軟件可以讓ASR功能得以實現。在該產品中，主要采用一種在PID控制算法基礎上的ASR油門控制模式和在PID神經網絡控制算法基礎上的ASR制動控制模式。在驅動防滑控制系統中，ASR油門控制與ASR制動控制可以讓汽車在有滑轉情況出現時減小發動機扭矩并采取制動來對車輪滑轉進行控制。在該產品的開發過程中，需要在通過離線仿真驗證后，才能開始搭建系統。此產品的仿真驗證系統選擇了Vector公司的CANoe，主要對電子機械制動系統總線通信高速CAN與電子機械制動子CAN開展離線仿真工作，經過驗證，發現此方案具有可行性。

2.2 CAN節點硬件電路設計

CAN節點硬件電路設計一般流程為2個步驟。首先，需要依照功能需求完成芯片選型，然后依照芯片選型完成電路圖設計工作。在電子機械制動系統中，會涉及到中心控制主節點和電機控制節點2種類型。在設計理念上，可選擇ABS及ASR中心控制器芯片，用來控制車輪制動執行機構，之后可以設計最小系統電路原理圖、脈沖數字量信號采集電路原理圖、模擬量信號采集電路原理圖及CAN總線接口電路原理圖。在硬件電路設計中，該產品主要應用飛思卡爾MC9S12DP512作為ABS及ASR中心控制器芯片，車輪制動執行機構電機控制芯片主要為MC56F8036芯片。

2.3 CAN節點軟件設計

所有電機控制節點與中心控制節點芯片上都集成有MSCAN控制器單元，因此，在CAN機電軟件設計過程中，會圍繞MSCAN報文發送控制單元、MSCAN初始化控制單元與MSCAN報文接收控制單元完成具體設計工作。在初始化控制單元設計中，主要包含了初始化流程、初始化寄存器介紹、波特率寄存器跳蟲以及濾波寄存器填充。在發送控制單元設計中，主要包含了發送流程介紹、發送寄存器介紹和ABS及ASR中心控制器發送至電子油門節點發送程序設計。在接收控制單元設計中，主要包含了接收流程介紹、接收寄存器介紹和ABS及ASR中心控制器接收四輪制動執行器電機控制器狀態信息中斷接收的程序設計。

3 結束語

采用MC9S12XDP512中心控制芯片，MC56F8036車輪制動執行機構電機控制芯片等硬件設備，可以對CAN節點軟件進行設計。然后應用CAN總線通信完成汽車電子機械制動系統設計工作，該系統具有良好的防滑控制功能、防抱死功能和制動功能。

[1]陳睿.汽車電子機械制動的關鍵技術發展研究[J].內燃機與配件,2018(01):96-97.