基于CAN总线的微型电动汽车电机控制节点的设计

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1、万方数据基于CAN总线的微型电动汽车电机控制节点的设计李军伟，宋长有(山东理工大学交通与车辆工程学院，淄博2550"49)摘要：介绍了CAN总线技术在电动汽车上的应用，给出了微型电动汽车CAN通讯网络的拓扑图。设计了基于TMS320LF2407DSP的微型电动汽车电机驱动系统，给出了系统硬件设计方案以及软件设计实现过程。试验结果表明本文所提出的设计方案具有较高的可靠性。关键词：微型电动汽车；CAN总线；DSP控制器；无刷直流电机中图分类号：U472．7文献标识码：A文章编号：1009-0134(2006)07—0051—03Designofthemotorcon

2、troIsystemusedinmicro-electricvehiclebasedonCANbusLIJun．wei．SONGChang．you(SchoolofTransporIandVehicleEngineering，ShandongUniversityofTechnology，Zibo255049，China)Abstract：Inthispaper，theapplicationofCANbusinelectricvehicleisintroducedandthecommunicationnettopologyformicro-electricvehi

3、cleisgiven．BasedontheTMS320LF2407DSPcontroller，thebrushlessDCmotorcontrolsystemisdesigned．Thedetaileddescriptionofthehardwareandsoftwareisgiveninthispaper．Theexperimentalresultsshowthattheproposedapproachpossesseshighreliability．Keywords：micro-electricvehicle；CANbus；DSPcontroller；bru

4、shlessDCmotor0概述局域网CAN(ControllerAreaNetwork)是国际上应用最为广泛的现场总线之一，20世纪80年代末由德国Bosch公司提出，最先应用于汽车工业中。CAN总线是目前汽车控制器局域网中最流行、最常用的总线。其主要特点是：①CAN总线为多主站总线，各节点均可在任意时刻主动向网络上的其它节点发送信息，不分主从，通信灵活；②CAN总线采用独特的非破坏性总线仲裁技术，优先级高的节点优先传送数据，能满足实时性要求；CAN总线具有点对点，一点对多点及全局广播传送数据的功能；④CAN总线上每帧有效字节数最多为8个，并有CRC及其它校验

5、措施，数据出错率极低，当某个节点出现严重错误，可自动脱离总线，总线上的其它操作不受影响；⑤CAN总线只有两根导线，系统扩充时可直接将新节点挂在总线上，因此走线少，系统扩充容易，改型灵活；⑥CAN总线传输速度快，在传输距离小于40m时，最大传输速率可达1Mb／s，所以CAN总线的应用不仅能简化线束，实现整车信息共享，降低系统成本，而且还能大大降低车辆的故障率。因此，CAN总线在汽车上的应用是现代汽车技术的发展趋势，是电动汽车控制系统的理想总线【1’2】。1微型电动汽车CAN通讯网络设计目前电动汽车趋向小型化、个性化和家庭化方向发展，主要为家庭辅助用车或休闲用车，有

6、广阔的市场前景。微型电动汽车的计算机控制系统一般包括主控制器、电动机控制系统、电池管理系统、仪表管理系统、车身管理系统等，所有这些子系统连接起来构成一个实时控制系统。电动汽车电子控制系统的动态信息必须具有实时性，各子系统需要将n车辆的公共数据实时共享，如电机转速、蓄电池电量、电子油门位置和刹车踏板位置等。但不同控制单元的控制周期不同，数据转换速度、各控制命令收稿日期：2006—0l一20基金项目：山东省自然科学基金资助项目(2004ZXl9)作者简介：李军伟(1964一)，男，副教授，博士，主要从事机电控制方面的教学和科研工作。第28卷第7期2006-07【51

7、】万方数据优先级也不同，因此需要一种具有优先权竞争模式的数据交换网络，并且本身具有极高的通信速率。此外，作为一种载人交通工具，电动汽车必须具有较好的舒适性，整车通讯系统必须具有很强的容错能力和快速处理能力。根据微型电动汽车各节点对实时性的要求，设计了高、低速两个速率不同的CAN通信网络。将实时性要求严格的节点组成高速CAN通信网络，将其它实时性要求相对较低的节点组成低速CAN通信网络，并架设网关将这两个速率不同的CAN通信网络连接起来，实现全部节点之间的数据共享。整个电动汽车的通信网络拓扑结构如图1所示。电机控制系统电池管理系统{}{jNJ塞CAN总线睦控制器(

8、网关){}低速cAN总线