基于CAN总线技术的发动机起动控制策略研究

2020-06-04周在芳齐善东

汽车电器 2020年5期

张莹，周在芳，齐善东

（中国重汽集团汽车研究总院，山东济南 250002）

目前，越来越多的控制器应用在重型卡车上，传统的布线方式已无法满足传输速率的要求。以CAN为底层协议的J1939协议已广泛应用于重型卡车。本文主要介绍一种基于J1939协议的发动机CAN起动控制策略。

1 起动系统的组成

传统的起动系统由蓄电池、起动机、起动继电器和钥匙开关等组成。起动系统的工作原理是：启动钥匙开关，启动继电器在ECU的控制下吸合，由蓄电池提供电能，起动机将电能转化为机械能，带动发动机飞轮齿圈和曲轴转动，从而使发动机进入自行运转状态。起动系统的工作原理如图1所示。

图1 起动系统工作原理

2 基于CAN总线技术的发动机起动控制原理

日前，汽车网络研发不断深入，越来越多的控制器应用在重型卡车上。传统硬线的布线方式，传输数据的速率已远远不能满足，车载网络控制系统由此而生。车载网络控制的应用节省了汽车制造厂的开支，减少了硬线连接，便于汽车线路的维修工作，提高了车用信息的传输速率，同时提高了电控系统的可靠性。

本文介绍一种基于CAN总线技术的发动机起动控制策略。钥匙开关上电后，NANO发启动请求给ECU，ECU收到启动信号后，回复VIN码。NANO校验VIN码，校验成功后，发启动请求给ECU。CAN启动逻辑见图2。

图2 CAN启动逻辑

3 底层程序开发

ECU端负责对NANO发送的CAN消息帧进行解析并执行，包括CAN消息帧的发送和接收。本研究使用CodeWarrior集成开发环境，基于C语言完成CAN消息帧的发送和接收。

3.1 CAN数据接收模块

当NANO对ECU发送启动请求时，发动机ECU需要接收请求，编写ECU的CAN接收模块代码，对CAN报文进行接收。接收设计如下：

#define J1939_PGN_CANst 0x00EA00 ／／接收启动请求PGN

for（i=0；i<8；i++）／／接收启动请求

{

Com_dPGNRQByte［i］=msg->data［i］；

}

3.2 CAN数据发送模块

当ECU接收到启动请求后，发送VIN码给NANO验证。发送程序设计如下：

const vuint32_t J1939_idVIN_C=0x18EBFF00；／／发送地址

static void J1939CalcVIN1（void）／／发送数据赋值

{

J1939_VIN.B［0］=VIN_CA［0］；

J1939_VIN.B［1］=VIN_CA［1］；

J1939_VIN.B［2］=VIN_CA［2］；

J1939_VIN.B［3］=VIN_CA［3］；

J1939_VIN.B［4］=VIN_CA［4］；

J1939_VIN.B［5］=VIN_CA［5］；

J1939_VIN.B［6］=VIN_CA［6］；

J1939_VIN.B［7］=VIN_CA［7］；

}

J1939VINSend（J1939_idVIN_C，&J1939_VIN.B［0］）；／／发送VIN码

4 应用层程序开发

应用程序开发在MATLAB软件中进行。MATLAB是一款集算法开发、数据分析及数值计算为一体的可视化商业数学软件，是当今国际科学计算软件的先进代表。主要分为MATLAB和Simulink两部分，其中Simulink是MATLAB最重要的组件之一，为用户提供了图形化的工作环境。Simulink搭建模型如图3所示，本模型可以通过标定StSys_stCondActv_C选择不同的启动方式，硬线启动、CAN启动或者车下启动，操作灵活。