基于CAN的发动机转速调节装置及方法与流程

本发明涉及can(controllerareanetwork,can，控制器局域网络)总线技术领域，具体地指一种基于can的发动机转速调节装置及方法。

背景技术：

传统转速调节装置采用的方式是断开原车油门信号输入，并接入单片机模拟油门，输入一个电压信号来调节发动机转速，这种控制策略对原车油门信号的影响较大，影响车辆行驶性能和安全性，稳定性低，可靠性差，一般在驻车情况下使用。

技术实现要素：

本发明提供一种基于can的发动机转速调节装置及方法，本发明旨在实现车载发动机的运转速度在行车与驻车条件下的高精度、稳定、更可靠的控制，发动机转速稳定输出，为车上设备对车辆底盘的取电取力需求提供保障。

为实现此目的，本发明所设计的一种基于can的发动机转速调节装置，它包括车辆离合器控制器、车辆刹车控制器、光耦隔离降压模块、can控制器、can收发器和光耦隔离器；

所述车辆离合器控制器的离合器状态信号输出端通过光耦隔离降压模块连接can控制器的离合器状态输入端，车辆刹车控制器的刹车状态信号输出端通过光耦隔离降压模块连接can控制器的刹车状态信号输入端，所述can控制器具有车辆发动机目标转速值输入接口，can控制器的发动机转速请求tcs1(torquespeedcontrol扭矩/速度控制)报文格式序列ttl(transistor-transistorlogic，逻辑门电路)信号通信端通过光耦隔离器连接can收发器的发动机转速请求tcs1报文格式序列ttl信号通信端，can收发器的发动机转速请求tcs1报文格式序列can总线差分信号通信端用于通过整车can网络连接发动机ecu的can总线通信端。

一种利用上述装置的发动机转速调节方法，它包括如下步骤：

步骤1：can控制器将预设的车辆发动机目标转速值根据车辆的共轨柴油电喷发动机自身的电控协议，转化为发动机转速请求tcs1报文格式序列ttl信号；

步骤2：can收发器将发动机转速请求tcs1报文格式序列ttl信号转换为发动机转速请求tcs1报文格式序列can总线差分信号；

步骤3：can收发器通过整车can网络向发动机ecu发送发动机转速请求tcs1报文格式序列can总线差分信号；

步骤4：所述发动机ecu(electroniccontrolunit，电子控制单元)通过can节点芯片解析发动机转速请求tcs1报文格式序列can总线差分信号得到目标转速值的ttl信号，并根据目标转速值的ttl信号的目标转速值信息来调节喷油量和进气量，以实现发动机转速的调节。

所述步骤1～步骤3中，所述车辆离合器控制器实时向can控制器传输车辆离合器状态信号；车辆刹车控制器实时向can控制器传输车辆刹车状态信号；

can控制器在接收到离合器断开状态信号时，解除发动机转速调节功能；can控制器在接收到车辆刹车信号时，解除发动机转速调节功能。

本发明中，根据发动机底层设计，tsc1的目的是，给变速箱、车辆控制器等设备通过此功能控制发动机转速和扭矩的功能，属于对于整车和发动机出厂性能和技术标准没有任何人为改动，同时发动机底层设计时，tcs1报文优先级低于油门(两个都生效是，油门先工作)，不影响行驶时油门的功能。

本发明采用了can总线控制方式，区别与传统模拟油门线性电压信号控制，信号的产生和传输可靠性提高，同时不影响整车的油门踏板电路和功能(根据发动机ecu控制程序定义：油门转速优先级高于tsc1转速)，不影响车辆本身的形驶性和安全性，使用效果良好，成功的实现了行车状态下发动机转速调节功能，本发明使用在防护型突击车时，可以拓展防护型突击车改装的空间(因为能满足特种车辆行进中的转速控制，使得车辆可以进行一些需要行车取力、取电的改装)。

本发明中信号的产生和传输可靠性提高的原因是：

一、can信号采用的双路差分信号传输，遇到外部电磁环境干扰时，双路信号一起偏移，差值基本不变；

二、总线线缆采用的是屏蔽双绞线(saej1939的规定)，比普通线束抗干扰能力强。

附图说明

图1为本发明的原理框图；

其中，1—车辆离合器控制器、2—车辆刹车控制器、3—can控制器、4—can收发器、5—光耦隔离器、6—整车can网络、7—发动机ecu、8—光耦隔离降压模块、9—组合仪表、10—转速控制功能开关。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明：

本发明所设计的一种基于can的发动机转速调节装置，如图1所示，它包括车辆离合器控制器1、车辆刹车控制器2、光耦隔离降压模块8、can控制器3、can收发器4和光耦隔离器5；

所述车辆离合器控制器1的离合器状态信号输出端通过光耦隔离降压模块8连接can控制器3的离合器状态输入端，车辆刹车控制器2的刹车状态信号输出端通过光耦隔离降压模块8连接can控制器3的刹车状态信号输入端，所述can控制器3具有车辆发动机目标转速值输入接口(用于写入目标转速)，can控制器3的发动机转速请求tcs1报文格式序列ttl信号通信端通过光耦隔离器5连接can收发器4的发动机转速请求tcs1报文格式序列ttl信号通信端，can收发器4的发动机转速请求tcs1报文格式序列can总线差分信号通信端用于通过整车can网络6连接发动机ecu7的can总线通信端。

上述技术方案中，所述车辆离合器控制器1的离合器状态信号输出端输送24v的离合器状态信号到光耦隔离降压模块8，光耦隔离降压模块8进行信号隔离降压滤波后输出5v的离合器状态信号；

车辆刹车控制器2的刹车状态信号输出端输送24v的车辆刹车状态信号到光耦隔离降压模块8，光耦隔离降压模块8进行信号隔离降压滤波后输出5v的刹车状态信号。满足芯片工作电压的需要。

上述技术方案中，所述光耦隔离器5用于在can控制器3与can收发器4之间抑制瞬态电流干扰和共模干扰，提高信号的抗干扰性。

上述技术方案中，所述整车can网络6上还连接有组合仪表9，所述组合仪表9用于显示can收发器4的工作状态；can控制器3的转速控制开关通信端还通过光耦隔离降压模块8连接转速控制功能开关10。

上述技术方案中，所述车辆离合器控制器1用于向can控制器3传输车辆离合器状态信号；

车辆刹车控制器2用于向can控制器3传输车辆刹车状态信号；

can控制器3用于将预设的车辆发动机目标转速值根据车辆的高压共轨柴油电喷发动机自身的电控协议(saej1939协议，societyofautomotiveengineers)，转化为发动机转速请求tcs1报文格式序列ttl信号(含有目标转速信息的)；tsc1报文是一个29位的高低电平字符串，这个字符串分成多个域(几位组成一个域)，其中有一个域是存放目标转速数值的域，通过软件(canoe软件)将这个目标转速数值写入这个域中。

can控制器3用于在接收到离合器断开状态信号时，解除发动机转速调节功能；离合器断开状态信号作为保护信号，防止发动机转速调节造成车辆加减档时的发动机转速不受控。

can控制器3还用于在接收到车辆刹车信号时，解除发动机转速调节功能；车辆刹车信号为保护信号，防止发动机转速调节功能影响车辆制动。

can收发器4用于将发动机转速请求tcs1报文格式序列ttl信号转换为发动机转速请求tcs1报文格式序列can总线差分信号(差分信号用于在整车can网络6中传输，提高信号传输抗干扰能力，以满足最高输速率可达1mbps的要求)；

can收发器4还用于通过整车can网络6向发动机ecu7发送发动机转速请求tcs1报文格式序列can总线差分信号。

上述技术方案中，所述发动机ecu7用于通过can节点芯片解析发动机转速请求tcs1报文格式序列can总线差分信号得到目标转速值的ttl信号(tcs1报文格式序列的ttl信号)，ttl是元件电路最终能识别执行的高低电平，并根据目标转速值的ttl信号的目标转速值信息来调节喷油量和进气量，以实现发动机转速的调节，保证发动机输出稳定可靠的转速。

上述技术方案中，车辆离合器控制器1采用1602020j-0c6500离合器踏板总成、车辆刹车控制器2采用3504020j-0c6502制动踏板总成、can控制器3采用美国微芯科技公司的pic18f2480-i/so、can收发器4采用美国微芯科技公司的mcp2551t-i/sn、光耦隔离器5采用的是安华高科技的6n137s-ta1、光耦隔离降压模块8、组合仪表9采用3801010j-c66a01组合仪表总成、转速控制功能开关10采用3750541j-0c6600八联翘板开关。

一种利用上述装置的发动机转速调节方法，其特征在于，它包括如下步骤：

步骤1：can控制器3检测到转速控制功能开关10开启信号后，can控制器3将预设的车辆发动机目标转速值根据车辆的高压共轨柴油电喷发动机自身的电控协议，转化为发动机转速请求tcs1报文格式序列ttl信号；

步骤2：can收发器4将发动机转速请求tcs1报文格式序列ttl信号转换为发动机转速请求tcs1报文格式序列can总线差分信号；

步骤3：can收发器4通过整车can网络6向发动机ecu7发送发动机转速请求tcs1报文格式序列can总线差分信号；

步骤4：所述发动机ecu7通过can节点芯片解析发动机转速请求tcs1报文格式序列can总线差分信号得到目标转速值的ttl信号(tcs1报文格式序列的ttl信号)，并根据目标转速值的ttl信号的目标转速值信息来调节喷油量和进气量，以实现发动机转速的调节，保证发动机输出稳定可靠的转速，控制器根据tsc1报文周期，每10ms发送一次，周期性发送，实现高频次周期性向发动机发送定值转速需求。

上述技术方案的步骤1～步骤3中，所述车辆离合器控制器1实时向can控制器3传输车辆离合器状态信号；车辆刹车控制器2实时向can控制器3传输车辆刹车状态信号；

can控制器3在接收到离合器断开状态信号时，解除发动机转速调节功能；can控制器3在接收到车辆刹车信号时，解除发动机转速调节功能。

上述技术方案中，can控制器3进行解除发动机转速调节功能操作时，can控制器3通过组合仪表9进行闪烁报警。

上述技术方案中，组合仪表9在can收发器4工作状态异常时进行报警。

本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。