基于CAN总线的并联液压混合动力车控制系统

本课题研究的控制系统，可使并联液压混合动力车充分利用制动能量，在频繁刹车和启动的路况，可以明显提高车辆启动、加速和减速特性，改善车辆排放，降低油耗，延长发动机及刹车装置的寿命。而且与混合动力电动车相比，该系统在成本，技术成熟度，可靠性，维护性等方面均占有相当的优势。

并联式液压混合动力车的动力传动系中有两种或两种以上的动力源可同时或单独提供动力，有两个或两个以上相应的执行元件可同时驱动负载，该动力传动系主要由发动机、变速箱、主减速器、液压蓄能器和液压泵/马达组成。并联形式保留传统车的动力传动链，只是在原传动链上增加了由液压泵/马达和液压蓄能器组成的能量再生系统，从而形成双动力驱动。

目前，并联液压混合动力车技术已经比较成熟，如图1所示。

车辆在启动和加速时，液压驱动系统提供辅助动力，释放蓄能器中储存的能量；车辆减速和制动时，液压驱动系统提供辅助制动力，并向蓄能器中储存能量。

图1 并联液压混合动力车结构原理图

2 控制系统网络结构

CAN总线是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络，优越性是显而易见的，同时，CAN总线也被认为是混合动力车最佳通讯结构，本文采用CAN总线网络来搭建控制系统。

图如下图2所示，控制系统采用分布式控制，共有5个节点控制器，主要分布在车上控制量和采集量密集的地方，包括主控制模块、液压系统测控模块、液压充液控制模块、车辆信息采集模块以及发动机控制模块。

图2 控制系统网络结构

主控制模块控制器采用配备了智能PC104CAN控制卡的PC104计算机，其他模块控制器采用以P80C592单片机为核心构成。P80C592芯片本身集成有CAN控制器，A/D转换器，看门狗，使用该芯片使各控制节点小型化成为可能，在它的基础上扩展了外围模拟量和数字量的输入和输出，便于过程控制。

3 控制系统的通讯管理

3.1 CAN总线节点地址分配

对于以上述P80C592和PC104结构CAN通讯卡为硬件基础的CAN总线网络形式，节点之间通讯报文所用到的信息帧有两种：数据帧和远程帧。数据帧和远程帧的帧起始位之后都包括有标识符和远程发送请求位（RTR）组成的仲裁场。标识符的长度为11（ID.10～ID.0）位，包含信息帧目标地址特征。RTR位在数据帧中必须是“显性”电平，用以标记帧类型。