基于LIN总线的车用无刷直流电机控制器设计讨论

　　随着汽车部件的电动化、自动化程度不断提高和对汽车电机的噪声、电磁兼容、效率的高要求,永磁无刷直流电机正在逐步替代有刷的永磁直流电机 。永磁无刷电机具有体积小、寿命长、效率高、结构简单、可靠性好等优点,利用它作为汽车部件的驱动执行元件可有效地提高汽车部件的性能。例如在Freightliner公司的M2系列商务车上,采用无刷电机驱动其空调系统的鼓风机,更好地调节了送风速度 。

　　由于汽车总线技术的日趋成熟,汽车内多个电机单元的控制方式正从传统的集中式线束控制向分布式总线控制转变。分布式总线控制可以减少线束,降低成本,便于各个电机控制单元和车内其它电控单元一起形成一个综合协调的控制系统,提高各控制单元的运行可靠性,减少冗余的传感器及相应的软硬件配置,实现信息交换和资源共享。目前常用的汽车总线包括CAN、LIN等,其中LIN面向低速场合的应用。作者设计基于LIN总线的无刷直流电机控制器,该控制器以文献中介绍的MC68HC908MR16单片机、PC33896前置驱动器、MC33399LIN收发器为核心构成,以低廉的成本获得了较好的控制性能。

2 基于LIN总线的无刷直流电机控制系统?

　　LIN总线是一种新型的低成本汽车车身总线,1999年由欧洲汽车制造商Audi、BMW、Daimler2Chrysler、Volvo、Volkswagen、VCT等公司和半导体厂商Motorola共同组成的LIN协会推出,从2003年开始投入使用。

　　LIN总线使用串行通信协议,它有下面的特性:单主机多从机组织(即无需总线仲裁) ; 基于普通UART/SCI接口的低成本硬件实现,低成本软件或作为纯状态机;从机节点不需要石英或陶瓷谐振器即可以实现自同步;保证信号传输的延迟时间;低成本的单线通信介质,通信速率最大可达20kb/s。一个LIN网络由1个主节点、最多不超过15个从节点组成。所有节点都有一个从机任务,从机任务分为接收任务和发送任务,主节点还有一个主机任务。LIN网络上的通信总是由主机任务所发起,主机任务传输报文帧头,报文帧头包括同步间隔场、同步场和标志符场;从机任务作出报文响应,报文响应包括2、4或8字节的数据场和校验场,报文帧头和报文响应组成完整的报文帧。