專利名稱：汽車真空助力器疲勞試驗中防抱死剎車系統(tǒng)的電子通信控制系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種控制多路ABS的控制系統(tǒng)，尤其是涉及汽車真空助力器疲勞試驗 中防抱死剎車系統(tǒng)的電子通信控制系統(tǒng)，應用于汽車制動系統(tǒng)零部件試驗的檢測和控制。
背景技術：
ABS (Anti-lock Braking System)的全稱是防抱死剎車系統(tǒng)，它是一種具有防滑、 防鎖死等優(yōu)點的汽車安全控制系統(tǒng)。ABS通過電子機械的控制，以非常快的速度精密地控制 制動液壓力的收放，來達到防止車輪抱死，確保輪胎的最大制動力以及制動過程中的轉向 能力，使車輛在緊急制動時也能避開障礙。目前絕大多數汽車已將ABS列為標準配備。汽車制動系統(tǒng)直接影響行車安全，因此制動系統(tǒng)的各類試驗和檢測工作顯得尤為 重要，真空助力器則其中必不可少的一環(huán)。由于其在制動系統(tǒng)中的關鍵作用，試驗數據真實 可靠的重要性不言而喻。為真實反映實際使用情況，真空助力器的疲勞試驗中應當涉及ABS 的聯(lián)動試驗，但因為ABS的精密性和工作方式的特殊性，目前在該類試驗中，通常只能采用 波形發(fā)生器來模擬緊急制動時車輪的速度信號以觸發(fā)ABS工作。然而，采用模擬信號的方 法產生的輪速信號單一，不利于對真空助力器作完整、全面的測試；而且由于不能直接控制 ABS的啟動和停止，所以ABS的運行過程不可干預，兩者相互獨立，同步性差。上述缺點使得 該方法無法滿足真空助力器疲勞試驗的需求。

發(fā)明內容
為了克服上述缺點，本發(fā)明設計了一種用于汽車真空助力器疲勞試驗中防抱死剎 車系統(tǒng)的控制多路ABS的電子通信控制系統(tǒng)，利用主機通過與ABS的電子控制單元(ECU) 進行通信，來控制ABS的啟動、停止及各種工作狀態(tài)，并能實現(xiàn)對8路ABS進行獨立的控制 或者進行并行控制，是汽車真空助力器試驗系統(tǒng)實現(xiàn)多軸試驗所必需的關鍵技術。根據本發(fā)明的汽車真空助力器疲勞試驗中防抱死剎車系統(tǒng)的電子通信控制系統(tǒng)， 包括主機、數字I/O卡、RS232-K-LINE信號轉換電路和通道切換電路，主機還包括第一串行 通信接口和第二串行通信接口，其中，主機通過所述第二串行通信接口接受外部命令輸入， 獲取防抱死剎車系統(tǒng)的工作參數并進行同步調節(jié)；主機還通過所述數字I/O卡控制所述通 道切換電路選擇通信通道，選定多路ABS中的一路ABS作為控制對象；主機從所述第一串行 通信接口輸出控制ABS動作的命令信號，然后該命令信號經過RS232-K-LINE信號轉換電路 以及所述通道切換電路，與所選定的ABS的電子控制單元進行通信報文的交換，完成ABS系 統(tǒng)的一系列動作控制。根據本發(fā)明的汽車真空助力器疲勞試驗中防抱死剎車系統(tǒng)的電子通信控制系統(tǒng) 的一個實施方式，所述主機還與一顯示屏相連，以實時顯示當前選定的ABS的工作狀態(tài)。根據本發(fā)明的汽車真空助力器疲勞試驗中防抱死剎車系統(tǒng)的電子通信控制系統(tǒng) 的一個實施方式，所述RS232-K-LINE信號轉換電路包括芯片MAX232和MC33290。
根據本發(fā)明的汽車真空助力器疲勞試驗中防抱死剎車系統(tǒng)的電子通信控制系統(tǒng) 的一個實施方式，采用多任務流水線的方式控制所述多路ABS，每個任務單獨控制一路指定 的ABS，并對各任務進行優(yōu)先級的排序，按優(yōu)先級由高至低循環(huán)執(zhí)行與各路ABS相對應的任
務。 根據本發(fā)明的汽車真空助力器疲勞試驗中防抱死剎車系統(tǒng)的電子通信控制系統(tǒng) 的一個實施方式，在LabVIEW環(huán)境下采用狀態(tài)機的程序結構編寫與各路ABS相對應的任務 程序，利用移位寄存器建立事件控制塊，實現(xiàn)各狀態(tài)間的跳轉和任務切換。根據本發(fā)明的汽車真空助力器疲勞試驗中防抱死剎車系統(tǒng)的電子通信控制系統(tǒng) 的一個實施方式，在對一路ABS發(fā)送命令的期間，各任務之間的切換被禁止。根據本發(fā)明的另一汽車真空助力器疲勞試驗中防抱死剎車系統(tǒng)的電子通信控制 系統(tǒng)，包括主機、數字I/O卡、RS232-K-LINE信號轉換電路和通道切換電路，主機還包括串 行通信接口和人機界面，其中，主機通過人機界面獲取防抱死剎車系統(tǒng)的工作參數并進行 同步調節(jié)；主機還通過所述數字I/O卡控制所述通道切換電路選擇通信通道，選定多路ABS 中的一路ABS作為控制對象；主機從所述串行通信接口輸出控制ABS動作的命令信號，然后 該命令信號經過RS232-K-LINE信號轉換電路以及所述通道切換電路，與所選定的ABS的電 子控制單元進行通信報文的交換，完成ABS系統(tǒng)的一系列動作控制。根據本發(fā)明設計的汽車真空助力器疲勞試驗中防抱死剎車系統(tǒng)的電子通信控制 系統(tǒng)，是應用于真空助力器的疲勞試驗中對防抱死剎車系統(tǒng)的在線控制。本發(fā)明的有益效果是采用與ABS電子通信的方式實現(xiàn)了 ABS的觸發(fā)控制，具有實 時性、靈活性、可靠性等優(yōu)點。ABS制動壓力的保持、減小和增大的時間以及其液電磁閥的切 換頻率等具體的工作參數可以根據試驗要求任意定制。系統(tǒng)采用多任務的調度技術，可以 同時控制8路ABS獨立與并行工作，大大提高了試驗效率。本發(fā)明既能通過人機界面手動 控制運行，又能作為一個子系統(tǒng)接受外部命令運行，從而構建功能全、效率高的汽車真空助 力器試驗平臺。


圖1是根據本發(fā)明的防抱死剎車系統(tǒng)的電子通信控制系統(tǒng)的一個具體實施方式
的系統(tǒng)結構原理框圖；圖2是根據本發(fā)明的防抱死剎車系統(tǒng)的電子通信控制系統(tǒng)防抱死剎車系統(tǒng)的一 個具體實施方式
中的多路ABS系統(tǒng)同時工作的時序狀態(tài)圖；圖3是根據本發(fā)明的防抱死剎車系統(tǒng)的電子通信控制系統(tǒng)防抱死剎車系統(tǒng)的一 個具體實施方式
中的RS232-K-LINE信號轉換模塊的電路原理圖。
具體實施例方式本發(fā)明以主機作為中央控制單元，通過專門設計的RS232-K-LINE轉換電路，采用 汽車在線診斷協(xié)議KWP2000與ABS的電子控制單元(ECU)進行通信，根據相應命令控制ABS 動作以實現(xiàn)汽車真空助力器試驗要求有關ABS的增壓、保壓、減壓等各種工作狀態(tài)。采用數 字I/O卡控制通道切換電路選擇8路ABS的通信端口。軟件設計中采用多任務并行控制技 術，以流水線方式使各路ABS完全獨立運行在不同的工作狀態(tài)。系統(tǒng)具有完善的人機交互界面，實時顯示各路ABS的工作狀態(tài)并可以設定各類工作參數。整個系統(tǒng)不僅可以單獨進 行手動或自動的ABS調試及控制，而且可以以從站方式接收外部控制設備(主站)的命令 進行工作并返回有關數據。因此，本發(fā)明以子系統(tǒng)的形式嵌入應用于真空助力器疲勞多軸 試驗系統(tǒng)中。為了更好地理解和實施本發(fā)明，下面將通過結合上述附圖1-3以舉例的方式詳細 說明本發(fā)明。如圖1所示，主機(1)(例如采用工控機)通過串口 2(4)接受外部控制命令輸 入，獲取ABS的工作參數并進行同步調節(jié)，保證真空助力器在到達指定負載狀態(tài)后即刻啟 動ABS，并在ABS完成試驗動作后撤除負載。工控機(1)通過數字I/O卡(5)控制通道切 換電路(7)選擇通信通道，當切換至指定的ABS通道時，工控機(1)上的串口 1(3)經過 RS232-K-LINE信號轉換電路(6)將串口 1輸出的RS232格式的命令先由MAX232數字芯片 進行電平轉換，然后采用K-LINE接口芯片MC33290再將命令信號轉換為汽車在線診斷協(xié)議 KWP2000格式，與該路ABS的電子控制單元進行通信報文的交換，完成ABS的一系列動作控 制，實現(xiàn)例如汽車真空助力器試驗要求有關ABS的增壓、保壓、減壓等工作狀態(tài)。通信報文 完全按照ISO 14230標準中敘述的KWP2000協(xié)議通信格式，采取的是不定長的串行命令，包 括ABS的控制升壓和降壓的電磁閥的開閉、油泵的運行以及各種狀態(tài)的讀取等指令。系統(tǒng) 將指令封裝成固定的命令列表，對應制動壓力的增大、保持和減小等操作。當ABS的電子控 制單元收到命令后，會執(zhí)行動作并返回結果，系統(tǒng)收到返回信息后將各路ABS的當前工作 狀態(tài)通過顯示屏(2)實時顯示并更新。在圖2所示的一個對多路ABS并行控制的實施方式中，示出了多路ABS系統(tǒng)同時 工作的時序狀態(tài)圖。其中，采用多任務流水線的控制方式，每個任務單獨控制一路指定的 ABS，即每個任務對應一路ABS。控制系統(tǒng)中對各路ABS采用多任務調度程序進行控制，多任務調度程序是在 LabVIEW環(huán)境下采用狀態(tài)機的程序結構編寫，利用移位寄存器建立事件控制塊，實現(xiàn)各狀態(tài) 間的跳轉和任務切換。具體說來，例如，高優(yōu)先級的任務A(例如對應ABS1)優(yōu)先獲得系統(tǒng) 的控制權并發(fā)送命令使ABS1執(zhí)行動作，當任務A處于空閑狀態(tài)時，轉而執(zhí)行就緒隊列中優(yōu) 先級較高的任務B (例如對應ABS2)，任務B對EOT通道進行切換并發(fā)送命令使ABS2執(zhí)行 動作，依此類推。在發(fā)送命令期間各任務之間的切換被禁止以保證系統(tǒng)與ABS的ECU間通 信的穩(wěn)定。在低優(yōu)先級任務C(例如對應ABS3)處于非通信狀態(tài)時，高優(yōu)先級任務A再次就 緒，并獲得系統(tǒng)的控制權而又開始運行，因而ABS1的下一個動作得以及時執(zhí)行。系統(tǒng)根據 具體控制要求動態(tài)分配了各ABS動作的優(yōu)先級順序，有良好的沖突處理機制。由于各任務 之間的切換時間很短，并且每個ECU通道的動作狀態(tài)均在切換前后都被保存，因此，8路ABS 能夠同時獨立進行工作。本發(fā)明的防抱死剎車系統(tǒng)的電子通信控制系統(tǒng)不僅能作為一個子系統(tǒng)接收外部 命令運行，也可作為一個獨立的控制器獨立工作。當作為單獨的控制器獨立工作時，系統(tǒng)無 須通過串口 2(4)接受命令，而是通過人機界面選擇手動模式，接收ABS工作參數的手動設 置后自動運行。
權利要求
一種汽車真空助力器疲勞試驗中防抱死剎車系統(tǒng)的電子通信控制系統(tǒng)，包括主機、數字I/O卡、RS232-K-LINE信號轉換電路和通道切換電路，所述主機還包括第一串行通信接口和第二串行通信接口，其中所述主機通過所述第二串行通信接口接受外部命令輸入，獲取防抱死剎車系統(tǒng)的工作參數并進行同步調節(jié)；所述主機通過所述數字I/O卡控制所述通道切換電路選擇通信通道，選定多路ABS中的一路ABS作為控制對象；所述主機從所述第一串行通信接口輸出控制ABS動作的命令信號，然后該命令信號經過RS232-K-LINE信號轉換電路以及所述通道切換電路，與所選定的ABS的電子控制單元進行通信報文的交換，完成ABS系統(tǒng)的一系列動作控制。
2.根據權利要求1所述的汽車真空助力器疲勞試驗中防抱死剎車系統(tǒng)的電子通信控 制系統(tǒng)，其特征在于，所述主機還與一顯示屏相連，以實時顯示當前選定的ABS的工作狀 態(tài)。
3.根據權利要求1所述的汽車真空助力器疲勞試驗中防抱死剎車系統(tǒng)的電子通信控 制系統(tǒng)，其特征在于所述RS232-K-LINE信號轉換電路包括芯片MAX232和MC33290。
4.根據權利要求1-3中任一項權利要求所述的汽車真空助力器疲勞試驗中防抱死剎 車系統(tǒng)的電子通信控制系統(tǒng)，其特征在于采用多任務流水線的方式控制所述多路ABS，每 個任務單獨控制一路指定的ABS，并對各任務進行優(yōu)先級的排序，按優(yōu)先級由高至低循環(huán)執(zhí) 行與各路ABS相對應的任務。
5.根據權利要求4所述的汽車真空助力器疲勞試驗中防抱死剎車系統(tǒng)的電子通信控 制系統(tǒng)，其特征在于在LabVIEW環(huán)境下采用狀態(tài)機的程序結構編寫與各路ABS相對應的任 務程序，利用移位寄存器建立事件控制塊，實現(xiàn)各狀態(tài)間的跳轉和任務切換。
6.根據權利要求4所述的汽車真空助力器疲勞試驗中防抱死剎車系統(tǒng)的電子通信控 制系統(tǒng)，其特征在于在對一路ABS發(fā)送命令的期間，各任務之間的切換被禁止。
7.一種汽車真空助力器疲勞試驗中防抱死剎車系統(tǒng)的電子通信控制系統(tǒng)，包括主機、 數字I/O卡、RS232-K-LINE信號轉換電路和通道切換電路，所述主機還包括串行通信接口 和人機界面，其中所述主機通過人機界面獲取防抱死剎車系統(tǒng)的工作參數；所述主機通過所述數字I/O卡控制所述通道切換電路選擇通信通道，選定多路ABS中 的一路ABS作為控制對象；所述主機從所述串行通信接口輸出控制ABS動作的命令信號，然后該命令信號經過 RS232 — K-LINE信號轉換電路以及所述通道切換電路，與所選定的ABS的電子控制單元進 行通信報文的交換，完成ABS系統(tǒng)的一系列動作控制。
8.根據權利要求1或7所述的汽車真空助力器疲勞試驗中防抱死剎車系統(tǒng)的電子通信 控制系統(tǒng)，其特征在于，該控制系統(tǒng)應用于真空助力器的疲勞試驗中對防抱死剎車系統(tǒng)的 在線控制。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種汽車真空助力器疲勞試驗中防抱死剎車系統(tǒng)的電子通信控制系統(tǒng)，硬件設備包括工控機、串行通信接口、數字I/O卡、顯示屏、RS232-K-LINE信號轉換電路以及通道切換電路，工控機接受外部命令后，按要求對ABS的工作參數進行設置。在動態(tài)分配控制ABS執(zhí)行的多個任務的優(yōu)先級后，系統(tǒng)根據任務要求對通道切換電路進行控制，當切換至指定的通道時，通過專門設計的RS232-K-LINE信號轉換電路與該路ABS的電子控制單元進行通信報文的收發(fā)，然后重新啟動下一輪任務調度來完成各個ABS的一系列動作控制。本發(fā)明實時性好，適用性強，而且能夠自行定制ABS的工作參數，滿足汽車真空助力器疲勞試驗對防抱死剎車系統(tǒng)控制的各種要求并顯著提高了試驗效率。
文檔編號G05B19/418GK101866174SQ20101019737
公開日2010年10月20日 申請日期2010年6月10日 優(yōu)先權日2010年6月10日
發(fā)明者周正陽, 戴曙光, 穆平安, 金晅宏 申請人:上海理工大學