集成了防抱死制动体系ABS(Anti-lock Braking System)、驱动防滑操控体系ASR(Acceleration Slip Regulation System)与车辆动力学操控体系VDC(Vehicle Dynamic Control System)的ABS/ASR/VDC集成体系是轿车自动安全性操控体系的中心设备之一。该体系可明显进步车辆的制动性、驱动性、转向可操纵性和横向稳定性,削减轮胎磨损和事端危险,添加行进安全性和驾驭简便性[1]。
为进步体系的可靠性,国际各大轿车整车厂或零部件厂商在推出的ABS/ASR/VDC产品中都配有毛病确诊体系。该体系经过有关电气元件状况参数的在线测验,监控ABS/ASR/VDC体系的作业状况,完成了体系自确诊。
ABS/ASR/VDC体系常见的首要毛病发生在电磁阀、轮速传感器、电源、电子操控单元ECU(Electronic Control Unit)、电磁阀总开关等部位[2]。在ABS/ASR/VDC毛病确诊体系中,要对稳压电源、轮速处理电路、电磁阀驱动电路、电磁阀总开关等进行监测。当ABS/ASR/VDC体系呈现毛病时,封闭电磁阀总开关,使ABS/ASR/VDC退出作业,康复到惯例制动与驱动,一起存储毛病代码,供修理时运用。毛病代码能够经过不同的方法显现:由外表盘的毛病正告灯闪耀毛病代码;由外表盘上的显现屏直接显现毛病代码的数字和信息材料;用专用的毛病检测仪连接到确诊座上,读取毛病代码[3]。
现代轿车上配备的ABS/ASR/VDC体系的毛病确诊进程一般可分为三个阶段[4]:(1)体系静态自检;(2)轿车起步时的动态自检;(3)轿车行进中的守时动态自检。
1 ABS/ASR/VDC体系要害部件的毛病确诊电路
ABS/ASR/VDC体系ECU首要完成轮速信号收集与处理、操控软件存储与运转、压力调节器电磁阀驱动以及与其他ECU或核算机进行通讯等功用。现在国际上几大ABS/ASR/VDC体系生产厂商都采用了主、辅双MCU的整体规划方案:主MCU首要担任信号收集、核算处理,并依据操控逻辑发生相应的操控指令输出到体系执行机构;辅MCU首要担任检测主MCU运转状况,并具有必定毛病检测和应急处理功用,当检测到主MCU不能正常作业或发现毛病时,ABS/ASR/VDC及时退出操控并康复惯例制动与驱动。本文研讨并规划了根据双MCU架构的ABS/ASR/VDC毛病确诊体系。
1.1 电磁阀毛病确诊电路
MCU对轮速输入数据进行剖析、处理后,经必定的操控逻辑判别后输出相应的操控信号。操控信号有必要经过功率扩大后才干驱动执行机构。驱动电路的首要作用是把MCU输出的TTL电平转化为执行机构所需求的驱动电平,并且把很小的电流扩大到满足驱动执行机构。别的,因为驱动执行机构动作时电流大、改变快,处理不妥将对电源电压搅扰很大、引起较大动摇。为了减小搅扰,在驱动电路和其他电路之间进行电气阻隔。驱动电路顺便有毛病监测电路,实时监测电磁阀作业状况,及时将毛病信息反馈给MCU。电磁阀驱动及其毛病确诊电路如图1所示。
1.2 轮速传感器毛病确诊电路
磁电式轮速传感器的静态毛病包含传感器内部电磁线圈的短路和断路,体系自检时能经过硬件毛病确诊电路作出判别和监测。本文规划了一个分压电路,经过丈量传感器电磁线圈上的分压值反映传感器内阻,然后判别有无短路、断路毛病。挑选CD4066(四通道双向模仿开关)操控分压电路与轮速信号输出分时作业。分压电路的总电压为+5 V,与电阻R、芯片CD4066、传感器内阻和接地相连组成一个回路。图2所示为轮速传感器毛病确诊电路图。
电路的作业原理是当PA1输出高电平时,引脚6、12为高电平,操控引脚8和9以及引脚10和11均导通,此刻,+5 V电源电压经过RC101和CD4066内阻、传感器内阻到地构成回路,PAD01处的电压值直接反映传感器的内阻,接入辅MCU的AD转化通道,将转化数值与短路限压值3.05 V和断路限压值4.5 V别离比较即可揣度传感器有无短路、断路毛病;当PA1输出为低电平时,经过反相器,PA1输出为高电平,输入到引脚13、15,操控引脚1和2以及引脚3和4均导通,然后传感器输出的轮速信号就进入轮速处理电路。
1.3 MCU毛病确诊电路规划
为确保主MCU安全可靠运转,规划了SPI(Serial Peripheral Interface)接口通讯电路,辅MCU经过通讯完成对主MCU的监控。SPI是一种高速高效率的同步串行接口,首要用于MCU与外部的接口芯片交流数据。经过别离拉高和拉低隶属挑选(SS)引脚,设定主MCU为主机形式,辅MCU为从机形式。详细的SPI通讯电路如图3所示。