汽车电子机械制动系统CAN总线通信的分析

刘胜男

（中科院沈阳计算技术研究所 110000)

1 汽车电子机械制动系统主要功能

汽车电子机械制动系统应用CAN总线时，需要保证该系统可以实现3个主要功能：汽车制动系统需要具有防滑控制功能，可以避免汽车在加速时出现驱动车轮滑转情况；需要具有防抱死功能，防止后轮抱死让汽车因较小横向力而出现侧滑情况；非抱死条件下的制动功能[1]。

2 CAN总线通信在汽车电子机械制动系统中的应用

2.1 整体方案设计

在汽车电子机械制动系统产品的开发过程中，依照汽车电子机械制动系统所实现功能对通信方案进行制定，主要包含了对CAN节点数量进行确认、对网络拓扑结构进行搭建、对节点名字及地址进行分配和对节点收发报文进行分配等。制定CAN总线在汽车电子机械制动系统中的应用方案，主要包含了电子机械制动系统、网络拓扑结构建立、节点地质分配以及节点传输报文分配等。在对系统防滑转制动功能与防抱死制动功能分析基础上，可以确定其CAN网络中包含电子油门节点、发动机节点、四轮制动执行控制器节点与ABS及ASR中心控制节点。依照CAN高层应用协议，可以对各个节点名字与地址进行分配处理，依照标准协议及系统功能，将具体报文分配给各个节点。

在电子机械制动系统ABS功能的实现中，采用ABS控制器完成采集传感器信号、PID控制算法实现、模糊控制、计算输出目标制动力、电机闭环控制和PWM信号控制电机运转等工作。在汽车电子机械制动系统ARS功能的实现中，采用电子与机械结合控制模式，在没有额外硬件添加的条件下，利用软件可以让ASR功能得以实现。在该产品中，主要采用一种在PID控制算法基础上的ASR油门控制模式和在PID神经网络控制算法基础上的ASR制动控制模式。在驱动防滑控制系统中，ASR油门控制与ASR制动控制可以让汽车在有滑转情况出现时减小发动机扭矩并采取制动来对车轮滑转进行控制。在该产品的开发过程中，需要在通过离线仿真验证后，才能开始搭建系统。此产品的仿真验证系统选择了Vector公司的CANoe，主要对电子机械制动系统总线通信高速CAN与电子机械制动子CAN开展离线仿真工作，经过验证，发现此方案具有可行性。

2.2 CAN节点硬件电路设计

CAN节点硬件电路设计一般流程为2个步骤。首先，需要依照功能需求完成芯片选型，然后依照芯片选型完成电路图设计工作。在电子机械制动系统中，会涉及到中心控制主节点和电机控制节点2种类型。在设计理念上，可选择ABS及ASR中心控制器芯片，用来控制车轮制动执行机构，之后可以设计最小系统电路原理图、脉冲数字量信号采集电路原理图、模拟量信号采集电路原理图及CAN总线接口电路原理图。在硬件电路设计中，该产品主要应用飞思卡尔MC9S12DP512作为ABS及ASR中心控制器芯片，车轮制动执行机构电机控制芯片主要为MC56F8036芯片。

2.3 CAN节点软件设计

所有电机控制节点与中心控制节点芯片上都集成有MSCAN控制器单元，因此，在CAN机电软件设计过程中，会围绕MSCAN报文发送控制单元、MSCAN初始化控制单元与MSCAN报文接收控制单元完成具体设计工作。在初始化控制单元设计中，主要包含了初始化流程、初始化寄存器介绍、波特率寄存器跳虫以及滤波寄存器填充。在发送控制单元设计中，主要包含了发送流程介绍、发送寄存器介绍和ABS及ASR中心控制器发送至电子油门节点发送程序设计。在接收控制单元设计中，主要包含了接收流程介绍、接收寄存器介绍和ABS及ASR中心控制器接收四轮制动执行器电机控制器状态信息中断接收的程序设计。

3 结束语

采用MC9S12XDP512中心控制芯片，MC56F8036车轮制动执行机构电机控制芯片等硬件设备，可以对CAN节点软件进行设计。然后应用CAN总线通信完成汽车电子机械制动系统设计工作，该系统具有良好的防滑控制功能、防抱死功能和制动功能。

[1]陈睿.汽车电子机械制动的关键技术发展研究[J].内燃机与配件,2018(01):96-97.