CN102495624B

CN102495624B - Absecu自动检测设备

Info

Publication number: CN102495624B
Application number: CN201110393362.8A
Authority: CN
Inventors: 黄智�; 刘李盼
Original assignee: Hunan University
Current assignee: Hunan University
Priority date: 2011-12-02
Filing date: 2011-12-02
Publication date: 2014-03-19
Anticipated expiration: 2031-12-02
Also published as: CN102495624A

Abstract

本发明涉及一种汽车ABSECU自动检测设备，包括有阀异常模拟模块、阀驱动异常模拟模块、传感器异常模拟模块、轮速模拟模块、电源异常模拟模块、诊断模块、供电模块、单片机系统和PC机。PC机上运行检测控制程序，通过串口发指令给单片机系统，控制各异常模拟模块工作，模拟ABSECU的各种工况，单片机系统采集ABSECU阀输出端口和警告灯输出端口电压状态，发送给PC机，并且PC机通过诊断模块直接对ABSECU进行信息读取与控制，通过端口电压状态及诊断通信响应判断ABSECU是否通过检测，实现对ABSECU质量的全面检测。本发明可快速、全面的对ABSECU进行出厂质量检测。

Description

ABSECU自动检测设备

技术领域

本发明涉及一种汽车防抱死制动控制器（以下简称ABS ECU）的自动化检测设备，属于汽车电子、电器设备质量检测技术领域。

背景技术

ABS是车辆底盘系统的关键安全部件，ABS ECU出厂前需经过严格的检测，从而将因设计隐患、电路板制造缺陷、电子元件质量不合格、焊接不合格等原因造成的不合格ECU筛选出来。

现有的ABS ECU出厂检测方法为：将ECU通过ABS线束连接传感器、阀、电源和警告灯，利用ECU上电时的自检动作判断ECU是否可启动运行，然后通过一可调速的齿圈激励轮速传感器，模拟紧急制动时的轮速信号，由阀的动作判断ECU是否进行制动压力调节。现有方法完全由人工操作，检测周期较长，生产效率低，另外由于没有对ECU的异常处理（如传感器、阀、电源异常等）、轮速测量电路、阀驱动控制电路进行全面检测，导致出厂的ECU可能存在可靠性隐患。尤其当ABS ECU大批量供货时，问题尤为突出。因此，需要一种有效检测手段，对ECU出厂前进行各项快速、全面检测，以确保将有制造缺陷的产品筛选出来。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术手段存在的不足，提供一种自动化的ABS ECU质量检测设备，对ECU进行快速、全面的检测。同时，本发明还会自动记录有缺陷的ECU的具体故障特征，以便返厂检修。

本发明的ABS ECU质量检测设备包括阀异常模拟模块（2）、阀驱动异常模拟模块（3）、传感器异常模拟模块（4）、轮速模拟模块（5）、电源异常模拟模块（6）、诊断模块（7）、供电模块（8）、单片机系统（9）和PC机（10），其中，阀异常模拟模块（2）和阀驱动异常模拟模块（3）通过连接器与ABS ECU（1）的阀驱动输出端连接，传感器异常模拟模块（4）和轮速模拟模块（5）通过连接器与ABS ECU（1）的传感器输入端连接，将轮速模拟模块（5）产生的轮速信号传送到ABS ECU（1）；电源异常模拟模块（6）与ABS ECU（1）供电端连接，为ABS ECU（1）提供工作电源；供电模块（8）为IO接口板提供工作电源；PC机（10）经一个串口与IO接口板的单片机系统（9）通信，通过单片机系统（9）控制IO接口板上的其他模块工作，并采集ABS ECU（1）的各端口电压状态；PC机（10）经另一串口与诊断模块（7）通信，通过诊断模块（7）实现与ABS ECU（1）上的诊断系统建立连接。

上述的阀异常模拟模块（2）、阀驱动异常模拟模块（3）、传感器异常模拟模块（4）、轮速模拟模块（5）、电源异常模拟模块（6）、诊断模块（7）、单片机系统（9）均集成在一块IO接口板上。

上述的阀异常模拟模块（2）由结构相同的若干个单元电路构成。以前左增压阀单元电路为例，由Q2、Q4、R7、R8、R9、R4和D3构成。FL_IN_VALVE端连接到ABS ECU（1）的前左增压阀输出端。R7模拟阀线圈电阻，R4模拟ABS ECU（1）阀输出端对地的短路电阻。单片机系统（9）控制Q4和Q2的导通状态。当Q4和Q2均不导通时，阀输出端对地电阻无穷大，模拟阀驱动回路开路故障，当Q4导通、Q2不导通时，模拟正常的阀驱动回路，当Q2导通时，模拟阀驱动回路短路。

上述的阀驱动异常模拟模块（3）由结构相同的若干个单元电路构成。以前左增压阀单元电路为例，由Q25和R28构成，由单片机系统（9）控制Q25导通，Q25将24V电源施加到ABS ECU（1）前左增压阀的输出端口，模拟阀驱动电路击穿后使阀异常带电的工况。

上述传感器异常模拟模块（4）由结构相同的若干个单元电路构成。以前左传感器为例，由Q5、Q6和R79、R80构成，FL_SENSOR连接到ABS ECU（1）的前左传感器输入端， R79模拟传感器线圈电阻，R80模拟传感器回路对地短路电阻。单片机系统（9）控制Q5、Q6的导通状态。当Q5、Q6均不导通时，模拟传感器回路开路，当Q5导通，Q6不导通时，模拟正常的传感器回路，当Q6导通时，模拟传感器回路对地短路。

上述轮速模拟模块（5）由一个频率可编程的信号发生模块构成，由单片机系统（9）通过数字逻辑控制使其产生可变频率的正弦信号输出，输出的正弦信号经C20、C21、C22、C23传输到ABS ECU（1）的轮速传感器输入端。

上述电源异常模拟模块（6）由Q33、Q34、Q35、D15、D16及C35构成。PWR端接ABS ECU（1）的供电输入端，+30V、+24V和+16V端分别接供电模块（8）的相应电压输出端。由单片机系统（9）通过控制24V_SW、16_SW、30V_SW控制Q33、Q34、Q35的导通状态，决定给ABS ECU（1）的供电电压。当Q35导通时，供电电压30V，模拟过压故障，当Q33导通且Q35不导通时，供电电压24V，模拟正常供电，当Q34导通，且Q33、Q35均不导通时，供电电压16V，模拟低压故障，当Q33、Q34、Q35均不导通时，ABS ECU（1）断电。

上述诊断模块（7）由U4、U6、U7及必要外围器件构成的K线通信单元电路和由R97、R98、D13、D14构成的警告灯电路构成。KLINE端接ABS ECU（1）的K线端口，WARN_LAMP接ABS ECU（1）的警告灯输出端口，当警告灯输出端口对地导通时，D13被点亮。

上述供电模块（8）由提供16V、24V和30V三种电压的电源构成。

上述单片机系统（9）由MC9S12XS128及相关外围电路、驱动放大电路和输入滤波、保护电路构成。

本发明对ABS ECU(1)质量检测过程为：运行在PC机（10）上的检测台控制软件（以下简称控制软件）按照固定的项目检测流程通过串口发送指令给单片机系统（9）和诊断模块（7），控制IO接口板上其它模块工作，单片机系统（9）周期性将阀输出端和警告灯输出端电压状态发送至PC机（10），控制软件判断ABS ECU（1）是否能正确响应。项目检测流程具体由如下10个项目检测部分构成：

1）上电自检；

2）建立诊断链接；

3）阀异常检测；

4）阀驱动异常检测；

5）传感器异常检测；

6）轮速信号检测；

7）电源异常检测；

8）ABS功能检测；

9）EEPROM读写测试与ABS ECU（1）信息写入。

控制软件以阀输出端电压幅值及电压变化状态、诊断通信响应及之间的时序关系判断ABS ECU（1）是否通过该项检测，若通过则继续下一个项目的检测，若有一项未通过则判断ABS ECU（1）检测不合格，并退出本次检测流程。通过人机界面控制、获取检测进程，并以记录保存未通过检测ECU的序号、故障类型，方便对次品的维修处理。本发明可快速、全面地对ABS ECU进行出厂质量检测。

附图说明

图1是整体结构示意图；

图2是阀异常模拟电路示意图；

图3是传感器异常模拟电路示意图；

图4是电源异常模拟电路示意图；

图5是警告灯接口电路示意图；

图6是诊断通信接口示意图。

具体实施方式

下面，结合本发明的一个具体实施例对本发明进行详细描述。

本发明的结构示意图如图1所示，包括有阀异常模拟模块（2）、阀驱动异常模拟模块（3）、传感器异常模拟模块（4）、轮速模拟模块（5）、电源异常模拟模块（6）、诊断模块（7）、供电模块（8）、单片机系统（9）和PC机（10）等构成。其中，阀异常模拟模块（2）和阀驱动异常模拟模块（3）通过连接器与ABS ECU（1）的阀驱动输出端连接，传感器异常模拟模块（4）和轮速模拟模块（5）通过连接器与ABS ECU（1）的传感器输入端连接，将轮速模拟模块（5）产生的轮速信号传送到ABS ECU（1）。电源异常模拟模块（6）与ABS ECU（1）供电端连接，为ABS ECU（1）提供工作电源。供电模块（8）为IO接口板提供工作电源。PC机（10）经一个串口与IO接口板的单片机系统（9）通信，通过单片机系统（9）控制IO接口板上的其他模块工作，并采集ABS ECU（1）的各端口电压状态。PC机（10）经另一串口与诊断模块（7）通信，通过诊断模块（7）实现与ABS ECU（1）上的诊断系统建立连接。

上述的阀异常模拟模块（2）如图2所示，由结构相同的8个（以4通道为例）单元电路构成。以前左增压阀单元电路为例，由Q2、Q4、R7、R8、R9、R4和D3构成。FL_IN_VALVE端连接到ABS ECU（1）的前左增压阀输出端。R7模拟阀线圈电阻，R4模拟ABS ECU（1）阀输出端对地的短路电阻。单片机系统（9）控制Q4和Q2的导通状态。当Q4和Q2均不导通时，阀输出端对地电阻无穷大，模拟阀驱动回路开路故障，当Q4导通、Q2不导通时，模拟正常的阀驱动回路，当Q2导通时，模拟阀驱动回路短路。

上述的阀驱动异常模拟模块（3）如图2所示，由结构相同的8个（以4通道为例）单元电路构成。以前左增压阀单元电路为例，由Q25和R28构成，由单片机系统（9）控制Q25导通，Q25将24V电源施加到ABS ECU（1）前左增压阀的输出端口，模拟阀驱动电路击穿后使阀异常带电的工况。

上述传感器异常模拟模块（4）如图3所示，由结构相同的4个（以4通道为例）单元电路构成。以前左传感器为例，由Q5、Q6和R79、R80构成，FL_SENSOR连接到ABS ECU（1）的前左传感器输入端，R79模拟传感器线圈电阻，R80模拟传感器回路对地短路电阻。单片机系统（9）控制Q5、Q6的导通状态。当Q5、Q6均不导通时，模拟传感器回路开路，当Q5导通，Q6不导通时，模拟正常的传感器回路，当Q6导通时，模拟传感器回路对地短路。

上述轮速模拟模块（5）由一个频率可编程的信号发生模块构成，本实例采用直接数字频率合成集成电路AD9850构成信号发生模块，由单片机系统（9）通过数字逻辑控制使其产生可变频率的正弦信号输出，输出的正弦信号经C20、C21、C22、C23传输到ABS ECU（1）的轮速传感器输入端。

上述电源异常模拟模块（6）如图4所示，由Q33、Q34、Q35、D15、D16及C35构成。PWR端接ABS ECU（1）的供电输入端，+30V、+24V和+16V端分别接供电模块（8）的相应电压输出端。由单片机系统（9）通过控制24V_SW、16_SW、30V_SW控制Q33、Q34、Q35的导通状态，决定给ABS ECU（1）的供电电压。当Q35导通时，供电电压30V，模拟过压故障，当Q33导通且Q35不导通时，供电电压24V，模拟正常供电，当Q34导通，且Q33、Q35均不导通时，供电电压16V，模拟低压故障，当Q33、Q34、Q35均不导通时，ABS ECU（1）断电。

上述诊断模块（7）如图5、图6所示，由U4、U6、U7及必要外围器件构成的K线通信单元电路和由R97、R98、D13、D14构成的警告灯电路构成。本实例以K线作为检测台与ABS ECU（1）的通信媒介，KLINE端接ABS ECU（1）的K线端口，WARN_LAMP接ABS ECU（1）的警告灯输出端口，当警告灯输出端口对地导通时，D13被点亮。

上述供电模块（8）由提供16V、24V和30V三种电压的电源构成，本实例采用3个独立的开关电源组成。

本发明对ABS ECU(1)质量检测过程为：运行在PC机（10）上的检测台控制软件（以下简称控制软件）按照固定的项目检测流程通过串口发送指令给单片机系统（9）和诊断模块（7），控制IO接口板上其它模块工作，单片机系统（9）周期性将阀输出端和警告灯输出端电压状态发送至PC机（10），控制软件判断ABS ECU（1）是否能正确响应。控制软件以阀输出端电压幅值及电压变化状态、诊断通信响应及之间的时序关系判断ABS ECU（1）是否通过该项检测，若通过则继续下一个项目的检测，若有一项未通过则判断ABS ECU（1）检测不合格，并退出本次检测流程。通过人机界面控制、获取检测进程，并以记录保存未通过检测ECU的序号、故障类型，方便对次品的维修处理。

质量检测流程具体由如下9个项目检测部分构成：

1）上电自检，控制软件发送上电指令给单片机系统（9），由电源异常模块（6）给ABS ECU（1）供24V电源，正常情况下检测到ABS ECU（1）依次在阀输出端输出窄的正脉冲，警告灯输出端在自检期间电压约0.7V；

2）建立诊断链接，控制软件通过诊断模块发送建立链接指令、密码认证指令给ABS ECU（1），正常情况下ABS ECU（1）产生正确的通信响应；

3）阀异常检测，控制阀异常模拟模块依次模拟阀回路短路、断路，PC机（10）通过诊断模块（7）控制ABS ECU（1）的阀上电动作，正常情况下ABS ECU（1）正确识别到阀异常故障，内部切断给阀驱动器的供电，警告灯输出端对地导通以指示故障，通过诊断模块（7）可以读出正确的故障码，模拟故障撤除后，通过诊断模块（7）可以清除故障信息；

4）阀驱动异常检测，控制阀驱动异常模拟模块，模拟阀驱动被击穿故障，正常情况下ABS ECU（1）正确识别到阀驱动异常故障，内部切断给阀驱动的供电，警告灯输出端对地导通以指示故障，通过诊断模块（7）读出正确的故障码，模拟故障撤除后，通过诊断模块（7）可以清除故障信息；

5）传感器异常检测，控制传感器异常模拟模块，依次模拟传感器回路短路和断路故障，正常情况下ABS ECU（1）正确识别到传感器异常故障，内部切断给阀驱动的供电，警告灯输出端对地导通以指示故障，通过诊断模块（7）可以读出正确的故障码，模拟故障撤除后，通过诊断模块（7）可以清除故障信息；

6）轮速信号检测，控制轮速模拟模块（5）产生低速的车速模拟信号，通过诊断模块读出ABS ECU（1）的内部车速读数、轮速信号峰峰值Vpp，正常情况下ABS ECU（1）转换的车速和Vpp在限定范围内；

7）电源异常检测，控制电源异常模块给ABS ECU（1）分别提供16V、30V电源，正常情况下ABS ECU（1）在限定时间内检测到欠压或过压故障，警告灯输出端对地导通以指示故障，通过诊断模块（7）可以读出正确的故障码，模拟故障撤除后，通过诊断模块（7）可以清除故障信息；

8）ABS功能检测，控制软件发送扫频指令给单片机系统（9）,控制轮速模拟模块（5）产生类似ABS调节过程中的轮速变化，正常情况下ABS ECU（1）产生调节动作，即阀输出端口产生正脉冲输出；

9）EEPROM读写测试与ABS ECU（1）信息写入，控制软件通过诊断模块（7）发送写ABS ECU信息指令，并对写入的信息进行读取校验，正常情况下ABS ECU（1）产生正确的通信响应，且数据校验无误。

Claims

1.一种汽车ABS ECU自动检测设备，包括阀异常模拟模块（2）、阀驱动异常模拟模块（3）、传感器异常模拟模块（4）、轮速模拟模块（5）、电源异常模拟模块（6）、诊断模块（7）、供电模块（8）、单片机系统（9）、PC机（10）构成，其中阀异常模拟模块（2）及阀驱动异常模拟模块（3）与ABS ECU（1）阀输出端连接，传感器异常模拟模块（4）及轮速模拟模块（5）与ABS ECU（1）的传感器输入端连接，电源异常模拟模块（6）与ABS ECU（1）供电端连接，诊断模块（7）与ABS ECU（1）的诊断总线及警告灯输出端连接；PC机（10）通过串口与单片机系统（9）连接，由单片机系统（9）控制IO接口板上其它模块完成故障模拟和轮速信号激励；单片机系统（9）采集ABS ECU（1）阀和警告灯输出端电压，通过串口发送到PC机（10）；PC机（10）通过另一串口与诊断模块（7）连接；其特征在于：

阀异常模拟模块（2）包括阀异常模拟模块短路开关（Q2）、阀异常模拟模块断路开关（Q4）和阀异常模拟模块阀线圈负载模拟电阻（R7）和阀异常模拟模块短路模拟电阻（R4），通过阀异常模拟模块短路开关（Q2）和阀异常模拟模块断路开关（Q4）的不同开关状态组合，实现阀回路短路、阀回路断路和阀回路正常等三种工况的模拟。

2.根据权利要求1所述的汽车ABS ECU自动检测设备，其特征在于上述阀驱动异常模拟模块（3）包括阀驱动异常模拟模块开关（Q25）、阀驱动异常模拟模块电阻（R28）构成，通过向阀输出端口灌电流模拟阀驱动芯片击穿故障。

3.根据权利要求1所述的汽车ABS ECU自动检测设备，其特征在于上述传感器异常模拟模块（4）由传感器异常模拟模块断路开关（Q5）、传感器异常模拟模块短路开关（Q6）、传感器线圈模拟电阻（R79）、传感器异常模拟模块短路模拟电阻（R80）构成，通过传感器异常模拟模块断路开关（Q5）、传感器异常模拟模块短路开关（Q6）的不同开关状态组合实现传感器回路短路、传感器回路开路、传感器回路正常等三种工况模拟。

4.根据权利要求1所述的汽车ABS ECU自动检测设备，其特征在于上述轮速模拟模块由可编程信号发生模块构成，可实现连续扫频输出。

5.根据权利要求1所述的汽车ABS ECU自动检测设备，其特征在于上述电源异常模拟模块（6）由24V电源开关（Q33）、16V电源开关（Q34）、30V电源开关（Q35）和隔离二极管（D15、D16）等构成，通过24V电源开关（Q33）、16V电源开关（Q34）、30V电源开关（Q35）的各种开关状态组合，实现向ABS ECU（1）提供正常电压、过压、欠压等三种电源。

6.根据权利要求1所述的汽车ABS ECU自动检测设备，其特征在于上述诊断模块（7）由具有双串口的单片机、RS232接口电路、诊断总线驱动器构成，起到桥接RS232总线与总线的网关作用，使PC机（10）可以利用串口与ABS ECU（1）的诊断接口通信。

7.根据权利要求1所述的汽车ABS ECU自动检测设备，其特征在于上述PC机（10）上运行检测台控制软件，控制整个检测流程，提供人机操作界面，记录并保存检测结果。

8.一种汽车ABS ECU自动检测方法，具体包括如下步骤：