張芳玲

摘 要：ABS作為一種主動(dòng)安全裝置，必須要有可靠完善的自診斷系統(tǒng)，但診斷系統(tǒng)必須標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化，本文針對(duì)自主研發(fā)的ABS系統(tǒng)，按國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)診斷通訊協(xié)議SAE J1939和ISO14230，介紹基于PC機(jī)通信結(jié)構(gòu)的ABS故障診斷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟和思路。

關(guān)鍵詞：ABS；故障診斷；故障碼；PC機(jī)

汽車防抱死制動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)稱ABS，是在傳統(tǒng)的普通制動(dòng)系統(tǒng)基礎(chǔ)上加入電子控制技術(shù)，在汽車緊急制動(dòng)時(shí)通過(guò)反復(fù)調(diào)節(jié)制動(dòng)系統(tǒng)壓力以調(diào)節(jié)車輪制動(dòng)力大小來(lái)避免車輪出現(xiàn)抱死現(xiàn)象，從而提高汽車緊急制動(dòng)時(shí)的操控穩(wěn)定性，并縮短制動(dòng)距離，以獲得最佳的制動(dòng)效果，提高汽車的安全性能。

ABS作為一種主動(dòng)安全裝置，必須要有可靠完善的自診斷系統(tǒng)，以便在系統(tǒng)產(chǎn)生故障時(shí)能及時(shí)通過(guò)警示燈來(lái)提醒駕駛員，使其能夠及時(shí)采取相應(yīng)的措施，同時(shí)ABS也要自動(dòng)退出控制，以免產(chǎn)生誤動(dòng)作。同時(shí)診斷系統(tǒng)將故障以故障代碼的形式存儲(chǔ)到隨機(jī)存儲(chǔ)器，以便維修時(shí)調(diào)取幫助更快確定故障情況。確保并提高汽車ABS系統(tǒng)可靠性的最直接、最有效的方法就是提升系統(tǒng)的故障自診斷技術(shù)，因此世界各國(guó)汽車公司都在加大對(duì)ABS系統(tǒng)故障診斷技術(shù)的研究與實(shí)踐。當(dāng)然，診斷系統(tǒng)必須標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化，否則各個(gè)廠家各種式樣，不能相互通用，就會(huì)給用戶特別是維修人員帶來(lái)許多不必要的麻煩。所以所有ABS診斷系統(tǒng)最好按標(biāo)準(zhǔn)的診斷協(xié)議來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)與開發(fā)，為此本文研究按國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的故障診斷系統(tǒng)。

1 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 通訊電路

微機(jī)與單片機(jī)串行通訊不能直接相連，必須將微機(jī)RS-232C串行口±12V的電平轉(zhuǎn)換為單片機(jī)0～+5V的電平，同時(shí)單片機(jī)電平也要變換為微機(jī)串行口電平，此為雙向傳輸?shù)倪^(guò)程，一般的方法是利用專用芯片1488或1489完成電平的轉(zhuǎn)換，這一系 統(tǒng)有個(gè)顯著的缺點(diǎn)是需要+12V電 源構(gòu)成電路。原因是一般情況這種變換電路都是直接做在控制器的電路板上，而電路板上一般都是+5V的單一電源，所以必須進(jìn)行電源變換，從而增加了電路的復(fù)雜性。目前已經(jīng)有單+5V的串行口轉(zhuǎn)換模塊，相應(yīng)的原理框圖見圖1。

所設(shè)計(jì)的基于Infineon C164CI單片機(jī)包括輸入、輸出、通訊、故障診斷、CAN網(wǎng)絡(luò)等五個(gè)主要模塊及其他的一些輔助模塊，輔助模塊方面如指示燈，可以用輸入/輸出端口來(lái)驅(qū)動(dòng)；一些硬件電路的診斷，如檢測(cè)電源是否超出正常工作電壓范圍、輪速傳感器有無(wú)工作狀態(tài)異常等可用模數(shù)轉(zhuǎn)換器端口來(lái)完成。

防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的故障檢測(cè)內(nèi)容包括輪速傳感器的短路、斷路及不正常信號(hào)，電磁閥短路、斷路情況，供電電源電壓異常，電控單元故障以及故障警示燈的故障等，當(dāng)中最核心最重要的是對(duì)各個(gè)輪速傳感器和電磁閥的檢測(cè)。本系統(tǒng)可以利用RS232接口直接與專用故障診斷儀或PC連接，以完成使用中的故障診斷和系統(tǒng)測(cè)試工作。

1.2 車輪轉(zhuǎn)速信號(hào)采集系統(tǒng)故障檢測(cè)電路

輪速傳感器為電控單元提供車輪轉(zhuǎn)速信息，如果輪速傳感器出現(xiàn)故障，電控單元就無(wú)法對(duì)車輪制動(dòng)力實(shí)施有效控制，從而使系統(tǒng)失效或誤動(dòng)作。對(duì)輪速傳感器故障檢測(cè)的方法采用的是加壓測(cè)分壓，輪速信號(hào)正常時(shí)該電路將不起作用，而當(dāng)電控單元接收不到輪速信號(hào)時(shí)，就會(huì)對(duì)該傳感器進(jìn)行檢測(cè)。

1.3 電磁閥故障檢測(cè)電路

對(duì)于ABS系統(tǒng)電磁閥的檢測(cè)則充分利用檢測(cè)端子ST，在信號(hào)ST異常時(shí)使用分壓求分壓的辦法對(duì)電磁閥進(jìn)行檢測(cè)。

2 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 軟件系統(tǒng)初始化程序

初始化的主要工作是設(shè)置防抱控制的初始化參數(shù)，如給定防抱的加速度邏輯門限、參考滑移率、系統(tǒng)的初始化標(biāo)志清零或賦初始值。在程序運(yùn)行過(guò)程中一部分初始化參數(shù)要改變，而部分參數(shù)是不變的。每次上 電后都要執(zhí)行這一程序。如果ABS系統(tǒng)需要應(yīng)用于不同的車輛，那么可以通過(guò)調(diào)整這些初始化的參數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。ABS的狀態(tài)標(biāo)志位則用于標(biāo)志ABS系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。初始化必須清零，以便系統(tǒng)處于正確的初始狀態(tài)。

2.2 軟件設(shè)計(jì)

單片機(jī)與微機(jī)串行通訊的軟件需要分別設(shè)計(jì)各自的通訊協(xié)議，在微機(jī)方面VB語(yǔ)言中已有專用于串行通訊的控件，即MScomm控件，通過(guò)這一控件可設(shè)置電腦串行通訊的波特率以及數(shù)據(jù)格式。由于通訊控件可引發(fā)并響應(yīng)OnComm操作，用戶可在事件過(guò)程中了解通訊狀態(tài)，從而進(jìn)行數(shù)據(jù)的收發(fā)和處理。

3 故障閃碼的設(shè)計(jì)

故障閃碼是獲取故障信息的傳統(tǒng)方法，它是通過(guò)故障警示燈的閃爍來(lái)顯示故障信息，包括發(fā)生故障的零部件及故障類型。如圖2所示，故障閃碼序列的第一部分表示產(chǎn)生故障的零部件名稱，間隔1.5s再發(fā)出的第二部分表示故障的類型，即圖中表示第一個(gè)故障代碼為42。其中高電位表示警示燈亮，低電位表示警示燈滅。當(dāng)隨機(jī)存儲(chǔ)器中存有2個(gè)以上的故障代碼時(shí)，首先顯示小數(shù)值的代碼，間隔2.5s后顯示第二個(gè)，依次顯示，所有故障代碼閃爍結(jié)束后間隔4.5s重復(fù)。

針對(duì)自主開發(fā)的四通道四傳感器（簡(jiǎn)稱4M/4S）式ABS系統(tǒng)，編制出ABS系統(tǒng)故障診斷代碼表，給出整個(gè)ABS系統(tǒng)的閃碼編碼。這樣維修人員調(diào)取故障代碼后就可以根據(jù)該表查出故障部件和故障類型。

4 PC機(jī)診斷儀

電腦診斷儀的的故障代碼一般仍采用閃碼的標(biāo)號(hào)規(guī)則，并給出存放于E2P只讀存儲(chǔ)器中的故障編碼的地址。ABS診斷儀的故障診斷系統(tǒng)基于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO14230設(shè)計(jì)，這一標(biāo)準(zhǔn)在原有標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了擴(kuò)充與完善，是最新的關(guān)于車輛故障診斷的協(xié)議。其主要作用是用于診斷，主要任務(wù)是定義故障診斷系統(tǒng)的啟動(dòng)方式以及建立ECU控制器與診斷儀之間的通訊協(xié)議。由于篇幅問(wèn)題，本文不贅述具體的設(shè)計(jì)過(guò)程和步驟。

5 結(jié)語(yǔ)

本文簡(jiǎn)單介紹了兩種診斷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，一種是利用ABS故障警示燈的閃亮規(guī)律來(lái)讀取故障代碼的方式；另一種為PC 機(jī)診斷儀，將PC 機(jī)串口與電控單元串口連接，通過(guò)PC 機(jī)將來(lái)自電控單元的故障碼直接顯示出來(lái)。首先介紹了包括通訊電路和診斷信號(hào)處理模塊的ABS故障診斷系統(tǒng)的硬件電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)，然后是采用VB語(yǔ)言編寫程序的相關(guān)控制軟件的設(shè)計(jì)開發(fā)。

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