整车控制CAN通信电气和通讯规范基于SAEJ1939V1090513.docx
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整车控制CAN通信电气和通讯规范基于SAEJ1939V1090513
整车控制CAN通信
电气和通讯规范(基于SAEJ1939)
制订日期:
2008年月日
编制:
审核:
批准:
日期:
日期:
日期:
一、目的
定义整车控制器与动力电源系统、车身网络、电机系统和仪表之间的电气连接和通讯规范。
二、电气规范
整车控制器与组合仪表、车身网络、发动机ECU、动力电池系统、电机控制器和功率控制器之间的电气连接应该如下图所示,整车控制器与动力电池系统的电源由各自单独连接。
各子网需用两个120欧姆电阻端接。
三、网络拓扑
图1CAN网络连接图
参考图1所示,整车控制器1、车身网络模块、仪表和发动机ECU为1个子网(Net1),通讯波特率为250KbPS;整车控制器2、功率控制器和电池管理系统为1个子网(Net2),通信波特率为250KbPS;整车控制器3、电机控制器和AMT为1个子网(Net3),通信波特率为250KbPS。
四、通讯规范
使用CAN2.0B的扩展帧格式,总线通讯波特率为:
250KbPS。
握手协议采用广播式和应答式两种。
广播帧包含的数据主要是电池组的总信息,包括总电压、总电流、最高温度、电池单体最高电压、电池单体最低电压、管理系统错误代码;应答帧主要是根据所要电池组的序号回复详细的单节电池电压信息。
由两个或两个以上数据字节组成的参数,应首先传递低位有效字节。
诊断信息实现了DM1,格式如下:
FMI:
实效模式标识(5bits),详细可参考J1939-71
FMI值
含义
FMI值
含义
0
数据有效,但高于正常范围,程度严重
1
数据有效,但低于正常范围,程度严重
2
数据不稳定或断续或不正确
3
电压高于正常值,或与电源端短路
4
电压低于正常值,或与地短路
5
电流低于正常值,或断路
6
电流高于正常值,或与地短路
7
机械系统失调
8
异常的频率、脉宽或周期
9
异常更新速率
10
异常的变化率
11
未知原因
12
智能设备或部件损坏
13
超出标定范围
14
特殊指令
15
数据有效,但高于正常范围,程度轻微
16
数据有效,但高于正常范围,程度中等
17
数据有效,但低于正常范围,程度轻微
18
数据有效,但低于正常范围,程度中等
19
收到错误的网络数据
20
数据漂移高
21
数据漂移低
CM:
转化模式,通常为0;
OC:
该故障发生的次数,1-127
4.1CAN总线网络报文结构图
报文ID结构如下表:
IDENTIFIER11BITS
SRR
IDE
IDENTIFIEREXTENSION18BITS
优先级
R
DP
PDUFORMAT(PF)
SRR
IDE
PF
PDUSPECIFIC(PS)
SOURCEADDRESS(SA)
3
2
1
1
1
8
7
6
5
4
3
2
1
8
7
6
5
4
3
2
1
8
7
6
5
4
3
2
1
以上为29标识符的分配表:
其中,优先级为3位,可以有8个优先级;R一般固定为0;DP现固定为0;
一个CAN2.0的扩展帧格式如下(参见J1939-21):
4.2CAN网络地址分配表
CAN总线节点地址从J1939标准中的定义获得;其中129-132使用SAE的保留地址
结点名称
地址SOURCEADDRESS(SA)
仪表(Instrument)
23
电池管理系统(BMS)
243
车身网络模块(BCU)
33
电机控制器(MCU)
129
功率控制器(APU)
247
整车控制器1(HCU1)
130
整车控制器2(HCU2)
131
整车控制器3(HCU3)
132
发动机ECU
0
变速箱ECU
3
五、报文内容
5.5、整车控制器3(其PGN的PF为FF,PS为:
64-79)
5.6.1、电池组状态
OUT
IN
ID
周期mS
整车控制器3(132)
电机控制器(129)
0x18FF4084
(P:
6,PF:
255,PS:
64,SA:
132)
1000
数据项同5.5.1
1
总电压
16bit,1V/bit,偏移量:
0,范围:
0V~600V
520236
3
总电流
16bit,1A/bit,偏移量:
-400A,范围:
-400A~400A
520237
5
电池最高温度
8bit,1°C/bit,偏移量:
-40°C,范围:
-40°C~210°C
520238
6
电池容量SOC
8bit,1%/bit,偏移量:
0,范围:
0~100%
520239
7
电池管理系统错误代码
见后表
520240
8
电池开关量信息
见后表
520241
电池管理系统错误代码表
位置
Bit7
Bit6
Bit5
Bit4
Bit3
Bit2
Bit1
Bit0
内容(1表示错误,0表示正常)
下位机无响应报警
温度超限
容量低报警
单节最低电压超限
单节最高电压超限
平均电压
总电流超限
总电压超限
电池开关量信息表
位置
Bit7~4
Bit3
Bit2
Bit1
Bit0
内容
故障码定义(由电池管理系统厂家给出)
0绝缘电阻正常;1绝缘电阻低
0为允许充电;1为停止充电
00:
正常01:
小故障,不影响行车10:
大故障但可勉强行车11:
重大故障:
应立即停车检查。
注:
电机在收到此报文后,应根据故障代码和故障程度,决定停车或限功率输出。
5.7、电机控制器(其PGN的PF为FF,PS为:
80-95)
5.7.1、电机转速转矩信息
OUT
IN
ID
周期mS
电机控制器(129)
整车控制器3(132)、AMT(3)
0x18FF5081
(P:
3,PF:
255,PS:
80,SA:
129)
100
数据
位置
参数定义
参数说明
SPN
1
电机目标输出转矩
16bit,(建议分辨率)1NM/bit
偏移:
-32000
3
电机目标转速
16bit,(建议分辨率)0.125RPM/bit
5
电机当前输出转矩
16bit,(建议分辨率)1NM/bit
偏移:
-32000
7
电机当前转速
16bit,(建议分辨率)0.125RPM/bit
注:
制动状态下,转矩应为负值,目标转速与当前转速的差值应为负值。
5.7.2、电机控制器电压电流及功率
OUT
IN
ID
周期mS
电机控制器(129)
整车控制器3(132)、AMT(3)
0x18FF5181
(6:
3,PF:
255,PS:
81,SA:
129)
200
数据
位置
参数定义
参数说明
SPN
1
当前电机功率
16bit,(建议分辨率)0.01KW/bit
偏移:
-30000
3
电机目标功率
16bit,(建议分辨率)0.01KW/bit
偏移:
-30000
5
电机控制器输入电流
16bit,(建议分辨率)0.1A/bit
偏移:
-10000
7
电机控制器输入电压
16bit,(建议分辨率)0.1V/bit
偏移:
-10000
5.7.3、电机控制器其他信息
OUT
IN
ID
周期mS
电机控制器(129)
整车控制器3(132)、AMT(3)
0x18FF5281
(P:
6,PF:
255,PS:
82,SA:
129)
200
数据
位置
参数定义
参数说明
SPN
1
油门踏板位置百分比
8bit,0.4%/bit
2
制动踏板位置百分比
8bit,0.4%/bit
3
电机温度
8bit,建议分辨率)1℃/bit偏移:
-40
4
电机控制器温度
8bit,建议分辨率)1℃/bit偏移:
-40
5
电机控制器工作状态
见附表
6
电机控制器命令请求(待定)
见附表
7
电机故障代码(33-48故障,0正常)
(具体由厂家确定)
8
电机控制器LIFE
当前电机控制器状态。
具体含义如下:
BIT7
BIT6
BIT5
BIT4
BIT3
BIT2
BIT1
BIT0
ready
故障
保留
保留
停机
制动
反转
驱动
每位1为有效,0为无效。
每位具体含义如下:
Ready:
电机控制器工作正常,可以发送转矩命令。
故障:
电机控制器当前处于故障状态,禁止对电机控制器发送工作命令。
反转:
电机控制器当前状态为倒车。
驱动:
电机控制器当前状态为前进。
怠速:
电机控制器当前状态为怠速,无转矩输出。
停机:
电机控制器当前状态为停机。
启动:
暂时未用,保留。
电机控制器命令请求字节。
具体含义如下:
BIT7
BIT6
BIT5
BIT4
BIT3
BIT2
BIT1
BIT0
保留
保留
保留
保留
保留
保留
待定
待定
5.7.4、电机控制器应答信息
OUT
IN
ID
周期mS
电机控制器(129)
AMT(3)
0xCFF5381
(P:
3,PF:
255,PS:
83,SA:
129)
Whenneeded
数据
位置
参数定义
参数说明
SPN
1~8
保留
此处1-8字节应该是和5.8.1对应的内容,请补充。
5.8、AMT(其PGN的PF为FF,PS为:
96-100)
5.8.1、电机转速设定指令
OUT
IN
ID
周期mS
AMT(3)
电机控制器(129)
0xCFF6003
(P:
3,PF:
255,PS:
96,SA:
3)
Whenneeded
数据
位置
参数定义
参数说明
SPN
1
电机目标转矩
16bit,1NM/bit,参数范围0~64000,偏移量-32000
3
电机目标转速
16bit,0.125RPM/bit,参数范围0~64000,
5
上调时间
8bit,0.1S/bit,参数范围0~25.5S,实际范围0~3S
6.1
电机开关
1bit,1:
电机上电,0:
电机下电
6.2
电机状态
1bit,1:
电动,0:
发电
7.1
转矩/转速切换开关
1bit,1:
转速控制,0:
转矩控制
7.2
控制模式切换开关
1bit,1:
CAN控制模式,0:
踏板控制模式
8
保留
8bit
六、测试过程
数据接收;
数据发送;
数据的准确性;
间隔时间的准确性;
上车试验。