汽车测试

汽车测试（共11篇）

汽车测试 篇1

摘要：为了提高汽车拉索弹性形变的测量精度,解决在传统工业生产中人工成本过高、生产效率低下、自动化水平偏低的现状,提出了基于LABVIEW虚拟仪器设计平台,采用NI CRIO-9074开发的一种智能化数据采集系统。实践证明:能够完成对汽车拉索的弹性形变测试功能,使测量的精度达到0.1%,测试的精度和自动化程度相较传统方法都有了显著地提高。

关键词：汽车拉索,数据采集,伺服控制,弹性测试,精度

0 引言

汽车拉索是汽车零部件之一，是用于拉动改变变速器档位、刹车、离合器等的一种钢丝绳索，在汽车生产应用领域有着广泛的应用[1]。汽车拉索的使用寿命、承载能力、损伤程度，时时刻刻关系到使用者的安全，长期使用的拉索会产生磨损和变形，由于这种变形是不可恢复的，所以长期使用会降低其使用的效率，加速它的老化，降低使用寿命，危及使用者的生命，所以研究它的弹性变形、永久变形是至关重要的[2]。目前我国汽车行业标准QC/T 29101-1992汽车用操纵拉索总成关于弹性形变的测量方法，主要是采用人工手动检测的方式，存在稳定性差、测试效率低、测量精度低等问题[3]，不能适应我国汽车零配件行业高速发展和对产品大批量测试的要求，所以寻找一种合适的方法保证弹性形变时的精度至关重要。文中根据国内汽车零配件相关企业的现实需求，研发了一套汽车拉索弹性形变测试系统，实现了汽车拉索弹性形变测试的高精度、快速和自动化，满足了企业的实际要求。

1 系统硬件设计

汽车拉索弹性测试系统是基于LABVIEW和NI数据采集卡研发的，主要测试汽车拉索在拉伸状态下的力和位移的状态值。通过设置固定的拉伸目标值，重复拉伸拉索，得出测量值。比较这些测量值与标准值之间的差值来判断此汽车拉索的好坏。总体的硬件设计模块框图如图1所示。

如图1所示，此测试系统是由工控机、NI Compact RIO控制器、五个NI数据采集卡、伺服驱动器、伺服电动缸、力传感器、位移传感器、汽车拉索构成，下面具体的介绍各部分的作用。

(1)NI Compact RIO平台:NI Compact RIO平台包括实时控制器与机箱，NI数据采集卡可以插入到Compact RIO机箱中，机箱的背面板可以运行LABVIEW编程的FPGA程序，而实时控制器运行的是实时操作系统，通过网线其可与上位机进行通讯。

(2)NI9401是一款运动控制板卡，它能从使能信号、脉冲信号、方向信号三个方面控制伺服电机驱动器，从而控制伺服电动缸运动，拉动拉索。本设计总共有2个NI9237模块，都与力传感器相连，共八个通道，其主要用来采集力传感器的电压值。NI9215模块有四个通道，与位移传感器相连，实时采样位移传感器电压模拟输入。

(3)伺服电动缸与驱动器:伺服驱动器主要是用来驱动电动缸运转，电动缸主要是来带动连接着位移和力传感器的汽车拉索运动。

(4)传感器:传感器都与拉索相连，用以检测拉索形变时的参数变化情况。测得的电信号按相应的转换规律转换为力或位移值。

(5)工控机:主要用来实时显示系统的工作状态、对被控对象进行设置和控制、能够对历史数据进行回放和分析等。

2 系统软件的编写

测控系统软件是在LABVIEW 2010开发环境下完成的，分为两层:上位机通讯层和下位机数据采集与控制层。上位机通讯层包括对下位机通道数值的读取，将读取的通道数值制成曲线直观的反映在用户界面上等，还有为了满足拉索测试的精度要求，而进行的循环测试和行程测试。下位机数据采集和控制层主要包括采集力和位移的电压值，控制伺服电机运转和将得到的电压值写入到DMA FIFO中，供上位机来读取。

2.1 下位机采集和控制功能实现

2.1.1 上位机与Compact RIO系统通讯实现

在下位机软件编程之前，首先要创建FPGA项目，完成Compact RIO系统与上位机之间的通信。通过一系列的步骤将用于项目管理的VI、终端和I/O模块创建完成。至此，软件上FPGA I/O与硬件外部I/O的联系就建立起来，通过操作和控制软件上的FPGA I/O就相当于直接操作外部的I/O点[4]。

2.1.2 模拟量采集程序设计

下文以NI9237模块对力传感器(PST300 kg)电压信号的采集和NI9215模块对位移传感器(NS-WY02)电压信号的采集为例，讲述模拟量采集的程序设计过程，具体步骤如下:右键单击FPGA的终端(FPGA Target)项，选择新建->VI。在后面板中放入While循环，右键单击编程->FPGA I/O->I/O Node，然后单击I/O Item，选择Mod1/AI0、Mod1/AI1、Mod1/AI2、Mod1/AI3。同2创建Mod2/AI0、Mod2/AI1、Mod2/AI2、Mod2/AI3、Mod5/AI0、Mod5/AI1、Mod5/AI2、Mod5/AI3。创建子VI signal processor和signal processor＿shift，对采集到的力和位移的数据进行滤波求平均值。得出处理完的通道采集值。通过上述步骤，得到如图2所示的程序框图。

图2中标号1为模拟输出的I/O，其是从FPGA项目中的直接拖放过来，因外部的I/O点直接和传感器相连，所以通过标号1可以读取此时传感器的电压值。图中标号2所示的Mod1为经过处理的电压值。图中标号3为替换数组子集，通过移位寄存器将每次标号4处理的有效值替换到Mod1数组中。正如上文所述，Mod1和Mod2都对应外部的NI9237通道，是用来采集力传感器的电压值，而Mod5对应外部的NI9215通道，其用来采集位移传感器的电压值。

2.1.3 采集数据写入DMA FIFO

在高速采集过程中，FPGA的运行速率可以达到ns的级别，而RT系统一般在ms的级别。在这种情况下，如果要求上位机读取全部的数据，又不会出现数据丢失，就需要采用DMA FIFO方式来传递数据[5]。要通过DMA FIFO完成数据交换的功能，首先要创建和配置DMA FIFO，配置和创建完成后，在程序框图中放置一个循环，然后将创建配置完的FPGA FIFO拖放到循环内，将采集到的力和位移传感器的数据写入到DMA FIFO中。如图3所示Mod1和Mod2采集的力传感器数据写入到1.9237FIFO中，Mod3采集的位移传感器数据写入到3.9215FIFO中，写入的数据供上位机来读取，具体步骤详看2.2节。

2.2 上位机功能模块实现

2.1.3节讲述了将采集的力和位移的数据通过FPGA写入到DMA FIFO中，要实现通道数值的实时显示，需在上位机上将写入到DMA FIFO中的数据读取出来[6]。在完成此步骤之前，首先要将FPGA程序下载编译生成的LVBITX文件，引用到上位机，供上位机使用。下图中的标号1(9074Ref Container.VI)就是引用到上位机的LVBITX文件，通过调用此VI，就能将显示在下位机上的前面板数值调用到上位机界面上。如下图所示的程序框图中首先创建了一个while循环，然后调用9074Ref Container子VI，添加Read/Write control(标号2)控件，与之相连。进入While循环，让图中控件Invoke method(标号3)来读取采样通道的数值，最终得到Data、Data2、Data3。其中Data和Data2为力传感器的数据，Data3为位移传感器的数据。读取通道数值的程序框图如图4所示。

通过上述步骤就能将各个通道的数据读取上来，在前面板中显示。

2.3 测试主界面

通过上述的软件编程，最终得到的测试主界面如图5所示。

图中标号1为主显示区，标号2为传感器的配置区域，标号3为主显示配置菜单，标号4为功能配置区，标号5为图表显示区域，标号6为实验功能设置区。

3 行程实验

先选取500 kg的称重传感器一个，点击标号3的主显示配置区域，选择力通道CH＿2传感器1，设置上下限分别为5 000 N和-100 N，位移通道为CH＿1位移1，上下限为500 mm,-10 mm。然后点击标号6实验功能设置区中的行程控制，选定通道CH＿2传感器1为主的观测参数，目标值设定为283.6 N，速度为10mm/s，点击开始按钮运行，伺服电动缸带动汽车拉索运动，与汽车拉索相连的力和位移传感器将实时的数值显示在主界面上，此时显示的力数值在283.6 N波动，位移数值在40.2 mm波动，其中位移的精确性更高一点，这里近似等于40.2 mm。

如上文介绍本测试系统共用2个NI9237的数据采集卡，共8个通道来测试汽车拉索的拉伸力。8个通道都可以与力传感器相连，将与力传感器相连的航空插头，分别插入到剩余通道，以同样的方法测试剩余7个通道的传感器数值，并分别记录。本测试系统共用4个通道来测试汽车拉索的拉伸位移，用同样的方法将位移传感器接入到剩余的3个通道。因力和位移同时测定汽车拉索的拉伸力和拉伸位移，所以力和位移的数值同时变化，且位移的波动较小，现以力(牛顿)作为主测试参数来观察是否实现弹性形变测试。导出的EXCEL数据如表1所示。

精度值的计算公式为:

式中T为精确度;X为被测量的目标值;X0为被测量的真值。从公式可以得出，T精确度的绝对值越小，表明被测量值越逼近于标准值，测量的精确度更准;将表1所得数据带入此公式，可得拉索弹性形变的精度误差允许范围在±0.1%N之内。

4 结束语

在测试的精度上，传统的测量方法在读取弹簧测力计数值方面肯定存在误差，而汽车拉索弹性形变测试系统用高精度的称重传感器检测拉伸值，以NI数据采集卡作为数据采集工具，再借助LABVIEW编程语言，能够高效、精确、及时的显示测量结果。在测试的效率上，与传统的测试方法相比，该测试系统完成一次的测试时间只有传统测试方法的1/5，效率值高。在测试的自动化程度上，相较于传统的测量方法，显著地提升了测试自动化的水平。

参考文献

[1]佟炳勇,郑海龙,赵超越.汽车门锁拉线设计的几点注意[J].汽车零部件,2015,10(7):70-72.

[2]景爽,王建生,康献民,等.基于Lab VIEW的摩托车拉索效率测试平台设计[J].自动化与仪表,2009,29(7):55-57.

[3]关丽丽.车用拉索总成效率试验台架设计[J].科技传播,2012,4(15):173-175.

[4]王树东,孙野,梁国栋.基于Lab VIEW和FPGA在数据采集系统中的开发设计[J].自动化与仪器仪表,2014,34(6):64-67.

[5]陈树学,刘萱.LABVIEW宝典[M].北京:电子工业出版社,2011.

[6]陈标龙,王保成.基于FPGA和FIFO技术的多串口系统设计与实现[J].计算机测量与控制,2013,21(10):2835-2837.

汽车转向系统测试技术与规范 篇2

摘 要：作为汽车安全行驶的重要保障，汽车转向系统在汽车生产中具有十分重要的作用。开展汽车转向系统缺陷工程分析的基础性工作，就是研究汽车专向系统测试技术和规范的工作。本文对汽车转向系统液压助力装置和机械结构部件的测试方法和技术进行了分析和介绍，希望能够对缺陷工程分析实验工作具有一定的借鉴作用。

关键词：转向系统；测试技术；测试规范

有大量的机械结构部件存在于汽车的转向系统中，这些转向系统在汽车的行驶中具有十分重要的作用。从驾驶员端到转向车轮末端都存在着转向系统，一般来说，汽车的转向系统一共包括以下几种相关的机械结构部件，也就是汽车转向传动机构、汽车转向器以及汽车转向操纵机构等。本文对这些机械结构部件以及转向系统液压助力装置测试技术和方法，进行了分析和介绍。

1 机械结构部件在汽车转向系统中测试技术研究

1.1 测试汽车转向操纵机构的技术分析

在驾驶员和转向器之间的汽车的转向操纵机构主要是发挥了连接的作用，其属于包括转向器到转向盘之间全部零部件在内的总称，一般来说，现在汽车转向操纵机构的主要作用就是向转向器传递驾驶员转动转向盘的操作力。其中的转向盘主要由轮辋、轮辐以及轮缘等组成，利用汽车轮毂之间的内花键转向盘换就能够发挥出连接转向管柱的作用。

①目前在我国一般都是选择QC/T 563-1999试验方法对转向盘进行试验，主要的试验项目包括以下几种：也就是老化试验、摩擦试验、表面硬度、受力变形、热性能以及外观等。

②现在我国主要采用QC/T 649-2000试验方法来试验汽车的转向传动轴总成，汽车的转向传动轴的试验项目在我国一般来说主要包括以下几个方面：扭转疲劳寿命试验、静扭强度试验、滑动花键的滑动启动力试验、转动力矩试验以及总成间隙试验等[1]。

③现在我国主要采用QC/T 647-2000试验方法来试验汽车的转向万向节总成，汽车的转向万向节总成试验项目在我国一般来说主要包括以下几个方面：轴承的压出力试验、万向节与轴的拔拉力试验、转动方向间隙试验、摆动力矩试验、最大工作角试验等。

1.2 测试转向器的技术

在转向传动机构和操纵机构中转向器起到了连接的作用，现在常见的汽车转向器包括蜗杆曲柄指销式转向器、循环球式转向器、齿轮齿条式转向器等。

现在我国主要采用QC/T 29096-92试验方法对非动力转向器总成进行试验，非动力转向器总成试验的主要方法包括疲劳寿命试验、强度试验以及性能试验等；采用QC/T 529-2000试验方法对液压助力转向器总成进行试验，液压助力转向器总成试验主要包括可靠性试验和性能试验等[2]。

1.3 测试转向传动机构的技术研究

汽车的转向传动机构的发挥的最为关键的供能就是向汽车转向轮传递转向器输出的力，这样就能够利用汽车两侧转向轮偏转的方式确保驾驶的汽车能够顺利的完成转向操作。现在我国主要采用QC/T 648-2000试验标准对转向传动机构进行试验，转向传动机构的主要方法包括转向拉杆球头销的试验、转向拉杆接头总成的试验以及转向拉杆总成的试验等。

2 测试电动助力转向系统传感器、控制器以及助力电机的规范

2.1 测试助力电机的规范研究

目前我国的汽车助力电机性能试验主要包括耐电压、绝缘电阻、噪声、机械特性、电动机最高工作电压以及电动机性能参数等。其中可靠性试验一般来说主要包括振动可靠性试验、耐久性试验等。环境试验一般来说主要包括防尘防水试验、盐雾试验、温度湿度循环试验、温度冲击试验等。

2.2 测试EPS控制器的规范

控制器的试验项目在电动助力转向系统中也被划分为可靠性试验、环境试验以及性能试验等。其中的可靠性试验主要包括振动试验、逆驱动试验以及磨损试验等，环境试验同样包括电磁兼容试验、防尘防水试验、盐雾试验、温度湿度循环试验等[3]。

2.3 测试EPS转矩传感器的规范研究

汽车的传感器的试验项目在电动助力转向系统中也同样包括可靠性试验、环境试验以及性能试验等。其中的EPS转矩传感器可靠性试验一般来说主要包括EPS转矩传感器老化试验、EPS转矩传感器耐久试验、EPS转矩传感器短路输出试验、EPS转矩传感器过压保护、EPS转矩传感器跌落试验、EPS转矩传感器冲击试验、EPS转矩传感器振动试验等。环境试验同样为电磁兼容试验、防尘防水试验、盐雾试验、温度湿度循环试验、温度冲击试验等。性能试验主要包括引出线抗拉强度、绝缘性能、信号对称度、独立线性度等。

3 测试转向系统的技术与规范研究

现在我国的测试转向系统的技术与规范标准很多都具有推荐性标准和汽车行业标准的性质，尤其是现在并没有建立比较完善的电动助力转向的标准。所以在汽车行业中上述的这些测试规范和技术具有十分有限的影响，而且在指导汽车行业的时候也具有十分有限的作用，特别是很难有效的支撑汽车召回主管部门的汽车缺陷工程分析试验工作和缺陷调查工作。

4 结语

本文对于汽车转向系统相关的测试规范和技术的标准进行了系统的总结。通过分析我国汽车转向系统召回案例，我们能够清楚的了解到这些被召回的汽车的电子助力装置，液压助力装置以及机械机构部件等均存在着一定程度的问题，因此需要采用召回的方式加以消除。电液助力转向系统和电子助力转向系统是汽车转向系统在未来进行研发的重点方向，因此可能会出现越来越多的关于电子助力装置和液压动力装置的召回。所以召回主管部门必须要对电子助力装置和液压动力装置测试规范和技术予以更多的关注。

参考文献：

[1]张卫亮，肖凌云，刘亚辉.汽车转向系统缺陷风险评估准则与汽车召回案例[J].汽车安全与节能学报，2013（04）.

[2]陈秋红，张向娟.汽车转向系统可靠性优化过程研究与仿真[J].计算机仿真，2014（03）.

汽车安全气囊高压钢瓶测试机台 篇3

汽车安全气囊的原理是当汽车受到碰撞时, 通过一个盛满压缩气体的储气筒, 对隐藏在方向盘中央以及仪表板旁的空气袋快速充气, 借此来减少车上人员受到伤害。而在保障驾驶员与乘客安全的前提下, 一套具有安全质量保障的汽车安全气囊系统, 必不能忽略其储气筒的质量, 因为一旦容器破裂, 高速喷出的气体作用力将会使容器碎片对周遭对象及人员造成重大危害。因此, 目前各国对于高压钢瓶均制订了相关的制造、质量与检验规范, 通过专业的汽车安全气囊高压瓶测试机台, 对容器进行相关测试正是制造过程中确保产品质量与安全的必要手段。

系统需求

各种类型的钢瓶在制造过程中都需要对容器进行相关验证测试, 对于尺寸只有两根手指大小的安全气囊高压瓶而言, 最主要的两大项目即是疲劳与爆破测试。首先, 测试机台的疲劳测试系统必须根据设定的测试压力及次数, 自动对压力容器进行加压、泄压的循环疲劳测试;另外, 爆破测试系统则是以高压方式对钢瓶进行监控, 以了解瓶子在多少压力下会破裂;最后系统还要能对测试过程进行记录, 并运算出压力和时间之相对曲线, 以便取得钢瓶可承受压力的详细数据, 进而可对产品进行相关的分析与修正。

过去, 这样的测试设备采用PC机与PLC来完成测试机台的运作, 但PLC对于模拟讯号的取样速度不足, 因此会造成数据失真, 无法取得正确样本, 也就无法精确分析钢瓶的耐受性。另外, 在项目的该区域并没有这类的标准测试机器, 客户的汽车安全气囊高压瓶测试机台必须通过自行研发组装来完成, 因此需要在地的立即支持, 才能有效协助客户快速解决相关的技术问题。而所有零组件是否能一次性购足, 而不会因为采用不同厂商的产品而出现兼容性问题, 也是客户的重点需求。

系统描述

研华针对此项目提供了可缩减客户自行研发时间的IEC 61131-3控制软件、对容器进行高速压力与流量量测的APAX-5017H、可处理油压阀控制的APAX-5028、监测各种设备状态的APAX-5040、处理电磁阀与指示灯的A-PAX-5046, 另外再配合研华的工业计算机IPC-610-H与多功能PCI卡PCI-1711UL来进行快速的数据采集, 搭配上可实时显示数据的可编程人机界面Web OP-2057V, 即可为此测试机台提供精确的量测、记录、制作报表等功能。

其中, APAX-5017H是一款高速模拟量输入模块, 当测试机台在对钢瓶进行10万次的加压、减压疲劳测试时, 通过机台上的压力传感器, APAX-5017H可以每秒1000次的取样速度, 采集快速变化的连续性压力讯号, 大幅提升了取样率, 其速度比PLC产品快10倍。另外, 针对客户要求取得精确的压力资料方面, PCI-1711UL以优于PLC 100倍的速度来进行快速数据采集, 解决了客户过去以PC搭配PLC造成数据失真的问题。

研华一系列丰富的产品满足了客户对各种软硬件的需求, 客户不再需要自行寻找单一产品来组合出想要的解决方案, 而在地的专业技术人员, 在客户研发组装的过程中实时提供技术支持, 以解决各种难题与瓶颈, 进而加快测试机台的完成时间。

结论

汽车起重机测试题及答案 篇4

姓名： 日期： 成绩：

一、填空题（每空1分）

1、在吊装作业快要结束时，严禁

工作与

工作同时进行。

2、吊钩与钢丝绳接触处磨损达到原高度

时应报废。

3、起重机在实际工作中吊臂仰角一般在 范围内。

4、行驶时，吊车操纵室

坐人。

5、起重机工作场地，地面应坚实平整，承载压力不小于

,整机应。

6、起重机工作时，风力大于

或

时应停止工作，并将吊臂缩回成 状态。

7、支腿操作时，按下

或

，会使工作速度加快。

8.卷扬机卷筒上的钢丝绳圈数在任何吊重情况下不得少于。

9、进行起升作业时，在起吊载荷尚未离地前，不能用

和

将其吊离地面。

10、信号员

代替起重工指挥移动起重机和载荷，但在任何时候。

11、当实际载荷达到额定载荷的 时，力限器发生蜂鸣报警。

12、取力装置在接合前，操纵室内各操纵手柄应处于各自的。

13、起重机作业过程中支撑地面不得

，若地面较软，要在支

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脚板下垫上结实的。

14、主臂的伸缩操作由操纵室内的 控制。

15、额定总起重量等于

与

及吊装吊具重量的和。

16、安全规程中的三违是指：

。

17、安全管理规定的总方针是：

，、。

二、判断题（每题2分）

1、起吊物埋入地面或与其它物体挂连在一起，只要起吊物不超重，就可以起安全起吊。

（）

2、吊装货物的基本方法是：找准货物重心，吊钩要与货物重心保持垂直，吊绳歪斜时要及时调整。

（）

3、起吊重物时，人员必须手扶重物，直到吊起到一定高度。

（）

4、起重机的控制器应逐级开动，任何情况禁止将控制器手柄从顺转位置直接转到反转位置作为停车之用。

（）

5、汽车吊行驶时，应将起重臂放在支架上，吊钩挂在保险杠的挂钩上，并将钢丝绳拉紧。行驶时防止障碍物刮坏吊装机构及小驾驶室。

（）

6、吊车吊着重物回转时，应慢速进行，速度不应超过规定值。禁止在斜坡处吊重物回转。

（）

7、起重机起升限位器是防止吊钩上升超过极限位置时的安全装置。

（）

8、几种不同属性的物件混杂在一起，只要用专门可靠的吊具，再加

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上被起升物件上站有专人看护就可安全起吊。

（）

9、重物在空中作较长时间停留时，司机可以离开操纵室。

（）

10、主、副起升复合动作时，必须踩下油门踏板，使发动机处于中高转速。操纵杆不能同时扳到最大。

（）

三、解答题（每题10分）

1.哪些因素会造成液压汽车起重机起升机构停止后重物发生下沉？

2.起重作业时的注意事项有哪些？

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3.起重作业十不吊？

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汽车起重机测试题答案

一、填空题（每空2分）

1、在吊装作业快要结束时，严禁上车收存 工作与下车收腿 工作同时进行。

2、吊钩与钢丝绳接触处磨损达到原高度 10% 时应报废。

3、起重机在实际工作中吊臂仰角一般在30-75°范围内。

4、行驶时，吊车操纵室严禁 坐人。

5、起重机工作场地，地面应坚实平整，承载压力不小于3.5MPa ,整机应水平。

6、起重机工作时，风力大于6级 或雷电 时应停止工作，并将吊臂缩回成行驶 状态。

7、支腿操作时，按下油门加速手柄 或油门加速按钮，会使工作速度加快。

8.卷扬机卷筒上的钢丝绳圈数在任何吊重情况下不得少于三圈。

9、进行起升作业时，在起吊载荷尚未离地前，不能用起臂 和升臂 将其吊离地面。

10、信号员可以 代替起重工指挥移动起重机和载荷，但在任何时候只能由一个人承担。

11、当实际载荷达到额定载荷的90% 时，力限器发生蜂鸣报警。

12、取力装置在接合前，操纵室内各操纵手柄应处于各自的中位。

13、起重机作业过程中支撑地面不得下陷，若地面较软，要在支脚板下垫上结实的木块。

（共4页）

14、主臂的伸缩操作由操纵室内的主臂伸缩操纵杆 控制。

15、额定总起重量等于吊物重量

与吊钩重量

及吊装吊具重量 的和。

二、判断题（每题2分）

1、起吊物埋入地面或与其它物体挂连在一起，只要起吊物不超重，就可以起安全起吊。

（×）

2、吊装货物的基本方法是：找准货物重心，吊钩要与货物重心保持垂直，吊绳歪斜时要及时调整。

（√）

3、起吊重物时，人员必须手扶重物，直到吊起到一定高度。

（×）

4、起重机的控制器应逐级开动，任何情况禁止将控制器手柄从顺转位置直接转到反转位置作为停车之用。

（√）

5、汽车吊行驶时，应将起重臂放在支架上，吊钩挂在保险杠的挂钩上，并将钢丝绳拉紧。行驶时防止障碍物刮坏吊装机构及小驾驶室。

（√）

6、吊车吊着重物回转时，应慢速进行，速度不应超过规定值。禁止在斜坡处吊重物回转。

（√）

7、起重机起升限位器是防止吊钩上升超过极限位置时的安全装置。

（√）

8、几种不同属性的物件混杂在一起，只要用专门可靠的吊具，再加上被起升物件上站有专人看护就可安全起吊。

（×）

9、重物在空中作较长时间停留时，司机可以离开操纵室。

（×）

10、主、副起升复合动作时，必须踩下油门踏板，使发动机处于中高

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转速。操纵杆不能同时扳到最大。

（√）

三、解答题（每题10分）

1.哪些因素会造成液压汽车起重机起升机构停止后重物发生下沉？（1）变幅液压缸回缩；（2）伸缩液压缸回缩；

（3）载荷作用侧支腿液压缸回缩；（4）起升机构制动力矩不足或失效；（5）处于载荷作用侧的支腿支承处消沉；（6）平衡阀或液压锁作用不良。

2.起重作业时的注意事项有哪些？（1）起重臂下严禁站人。（2）整机工作前要调平。（3）风力大于6级应停止工作。

（4）起重作业时，不要扳动支腿操纵阀手柄。

（5）重物较长时间停在空中时，驾驶员不许离开操纵室。

（6）操作应平稳、和缓、严禁猛拉、猛推、猛操作，严禁带载伸缩。（7）不用起重机吊拔埋在地下或冻住的物件。

（8）起升卷扬筒上钢丝绳圈数在任何吊重情况下不得小于3圈。

3.起重作业十不吊？

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汽车测试 篇5

关键词：虚拟仪器技术;汽车测试;应用

引言

改革开放以来，随着通信技术、计算机技术、仪器仪表技术的飞速发展，随之出现了一些新的测量仪器与测量理论方法，这当中就包含虚拟仪器（virtualinstrument，VI）技术。虚拟仪器技术是计算机与现代仪器系统紧密结合的产物，它的出现打破了人们对传统仪器概念的理解，带来了一种全新的理念，在很大程度上对测试、测量领域产生影响。近二十多年来，虚拟仪器因为其特殊的优点被广泛应用在电子、教育、机械、通信、汽车制造等各个方面。在汽车电子领域，常常要实施各种测量、测试实验。如果使用传统仪器进行台架实验，不但需要投入大量的物力、人力以及时间，并且效率不高，同时还会出现实验结果与实际汽车工况不符合的情况。虚拟仪器技术的出现，给这一状况带来了新的转机。对虚拟仪器技术的研究和应用对汽车设计、制造、测试以及使用，对我国仪器仪表领域的技术发展，都具有十分重要的意义。

一、虚拟仪器及其特点

传统测量仪器主要由3个功能模块组成：信号采集与控制单元、结果表达与输出单元与信号分析与处理单元。因为这些功能模块一般情况下都是以固化的软件或者硬件的形式存在的，只能通过厂家来定义并制造仪器，所以，传统的仪器灵活性差，设计复杂，仍然采用手动的操作模式，并未独立使用，全部的测试过程只限于简单的模仿人工测试的步骤，当需要测试的参数比较多或者现场情况比较复杂的时候，使用非常不方便。随着软件技术、网络技术与计算机技术的快速发展，计算机在仪器与电子测量领域的应用越来越广，同时不断出现一些新的测试理论、方法与仪器，在这种状况下，虚拟仪器应运而生，作为传统仪器观念的因此变革，成为仪器产业重要的发展方向。虚拟仪器由模块化仪器硬件、计算机硬件资源与拥有过程通信、数据分析以及图形化用户界面的软件组成的测控系统。

与传统仪器相比，虚拟仪器具有以下特点：

1、功能越来越丰富、强大

虚拟仪器技术充分利用了计算机强大的数据传输、处理以及发布的能力，传统仪器中的信号显示、分析、存储、打印以及其他操作都由计算机来进行，得到了一个简单、灵活的测量测试系统。

2、具有较高的重复利用率和较快的开发速度

虚拟仪器的主体是软件，把传统仪器中的硬件部分替换掉，使得需要硬件完成的工作利用计算机的软件来完成，不仅减小了开发的周期，而且在满足市场需求、技术发展以及产品的可重复利用与更新换代方面的优势非常明显。

3、修改、设计更加方便

传统仪器的修改与设计需要专业的人员来进行，但是对于虚拟仪器来说，用户可以加入到设计中来，能够进行自定义，而且可以在仪器的功能面板上方便地进行修改。

4、开发以及维护费用较低

虚拟仪器的开发、加工、更新等环节都实现了软件化，与传统仪器相比有比较低的制造成本。同时，虚拟仪器的代码有很高的复用率，在其生产、包装、运输中节约了人力、财力以及物力，并减少了维护的费用。

5、构成复杂的测试系统比较容易

虚拟仪器能够当作测试仪器独立使用，也能够利用高速计算机网络构成复杂的分布式测试系统进行远程监控、测试以及故障诊断。

二、汽车检测技术

汽车经过一百多年的发展，已以其卓越的性能和广泛的用途渗透到人类活动的各个领域，成为人们生活中不可缺少的一种交通工具。

伴随着汽车工业的迅猛发展，特别是现代电子技术和计算机技术的进步，汽车检测发展成为一门重要的学科，并在汽车制造、汽车使用、汽车维修等部门获得广泛的应用。汽车检测技术是综合利用各种现代化的检测技术和先进的检测设备，在汽车不解体或不完全解体的前提下，判断出车辆技术状况、查明故障部位和原因的一种技术手段，主要对汽车的动力性、经济性、操作稳定性、安全性、可靠性等进行检测分析，并提供公正的、科学的数据。

三、虚拟仪器技术在汽车工程中的应用

液力变矩器的性能对汽车的行驶安全性有着直接影响，能够通过虚拟仪器系统，测量不同进口压力与转速下的液力变矩器的性能参数。

通过人机接口完成系统资源的配置与试验设计以及测试数据的打印与回放。主控台根据初始信息调用仪器驱动程序，负责系统间的协调与通信工作，接收从I/O口回馈的试验信号，经数据处理后，发出控制信号使液力变矩器保持稳定，并到达预定状态，同时对该状态进行性能测试。该系统明显优于传统的测试仪，更加利于智能测试与诊断的开发以及系统功能的扩充。

在汽车道路测试过程中，主要采用的仪器有垂直陀螺仪、方位陀螺仪与非接触式车速仪、五轮仪等。这些设备大多数成本比较高、结构比较复杂，有些参数的测量误差较大，没有综合测试的配套软件、数据处理不方便等。

计算机与虚拟仪器的结合，具有极大的发展空间，基于PC机的虚拟仪器技术将向高性能、多功能、集成化、网络化方向发展。因此，虚拟仪器技术在汽车工程中具有广阔的发展前景，它必将为测试人员提供更加优良的测试环境。

结语

虚拟仪器可使用相同的硬件采集系统，通过配用不同的测试软件与传感器实现完全不同的测试功能。虚拟仪器技术在汽车性能测试领域的应用，使得汽车检测设备开发周期短，投资少，易于维护，通用性强，而且提高了性能测试的精度与智能化程度;该系统人机界面友好，操作方便，能够有效提高工作效率。因为虚拟仪器技术的越来越完善，它必将在汽车性能测试领域中得到更为广泛的应用。

参考文献：

[1]刘玉梅，苏建，潘洪达，翟乃斌，杨秀坤.虚拟仪器技术在汽车性能测试中的应用[J].中国公路学报，2005，02：112-115.

[2]薛雯，徐洋，胡彬.虚拟仪器技术在汽车测试中的应用[J].重庆工学院学报（自然科学版），2009，07：27-30.

[3]王亚芹，陈云明，王国义，夏新运.虚拟仪器技术在汽车检测中的应用[J].电子技术，2010，05：76-78.

《汽车测试技术》教学方式的探讨 篇6

1 课程教学现状与存在的问题

很多高校或高职院校都开设有《汽车测试技术》或相关课程, 但由于每个学校的学科、课程和学生培养目标不同, 存在着教材不适应、实验配合较差、教学内容和手段单一等问题, 造成学生一知半解, 学习肤浅。

《汽车测试技术》涵盖信号描述及分析、控制工程、自动控制原理、信号处理等课程的知识[2,3], 其中, 多数高校考虑到课程内容重复率和课时分配时, 在无信号描述及分析、自动控制原理等前导课程的基础上即开设该课程, 给《汽车测试技术》的授课带来了一定难度, 学生掌握较为困难, 有必要对其教学方式进行相关探讨。

2 课程教学改革措施与方法

2.1 教学主线的清晰化

改变过去课程知识满堂灌的方式, 在课程前沿做好学生互动, 使学生对该课程教学主线有清晰的认识。以日常生活中有反馈的事物举例, 该课程的信号采集、信号描述及分析、信号调理直到记录简化描述, 同时将该装置的动态特性测试表达出来, 形成教学主线如图1。

2.2 专业理论与实验教学的贯穿与统一

使学生对汽车测试技术有总体了解, 加强感性认识, 建立健全汽车汽车技术实验系统。以《汽车应变片传感器的设计及测试技术实验》为例, 将等强度梁、电阻应变片、兆欧表、电阻应变仪应变仪等基本测试仪器设备应用其中, 将专业知识与实践教学有机贯穿与统一。由于上述设备具有便携的特点, 故可以将实验搬上课堂, 学生通过感性认识可以对测试技术各个知识点间的关系与具体应用有更深的了解, 并具备基本的操作技能。

2.3 专业理论与实习内容的统一化与专一化

专业理论知识需在实车上进行应用才能得到真正发挥应用, 《汽车测试技术》课程可以由汽车整车线束走向为主线, 将发动机线束、仪表线束、室内线束、四门线束上的所有电器电子设备以实物的形式在汽车整机厂、零部件厂家或车辆实验室里进行实物展示, 并动手操作实验。结合实物展示和实验测试, 了解信号的走向和逻辑控制关系, 达到专业理论知识与实践内容的统一化和专一化。

2.4 授课方式的多元化和模块化

由于《汽车测试技术》前期知识理论性较强, 需要将其与汽车构造、汽车理论和汽车实验学的知识交叉来完成教学, 使教学实践性更强, 应用性更明确, 感性更强。为了加强教学的系统性和实践性, 可以以汽车主要构造为模块进行模块化教学, 分专题进行讲授, 使学生更易接收。

3 结论

本文针对我校《汽车测试技术》课程教学中存在的问题, 提出了相应的教改思路和方式, 其目的在于改变现有的教学模式, 提高该课程的教学质量。将实验讲学融入到课程中, 使学生在实验过程中完成对课程主要知识的掌握。

摘要：基于汽车测试技术重要性的逐年增加和我校车辆工程本科专业建设的需要, 《汽车测试技术》教学必须以巩固学生专业理论知识、提高学生分析能力、综合能力为目标, 对课程的教学思路、教学方法进行改革。

关键词：汽车测试,综合能力,教学改革

参考文献

[1]徐忠朝, 张永武等.汽车实验教学模式的改革与创新研究[J].宁波工程学院学报, 2012 (24) , 3:93～96.

[2]魏远.汽车实验教学方式的探讨[J].交通职业教育, 2002.2:22.

汽车电动助力转向测试台设计 篇7

电动助力转向最初应用在日本的微型轿车上, 1988年, 铃木公司依次在Cervo和Alto上使用该装置, 此后, 日本的大发、三菱、本田以及美国Delphi公司、TRW公司等都相继研发出了电动助力转向装置。在国外, 电动助力转向装置应用得到规模生产和应用, 甚至已经作为标准件在汽车上使用, 在助力转向行业也已经成为发展主流。在全球市场, 电动助力转向正在占领轿车市场, 并在逐渐向微型车、中型车和轻型车发展。

1.测试台总体设计

现行国标《汽车电动助力转向装置技术条件与台架试验防范》, 一套典型的汽车电动助力转向装置包括转向管柱、转向传动轴、减速器、传感器、电动机 (带电磁离合器或不带) 、电子控制器及转向器等。ECU检测到汽车点火信号后, 会监视转向轴的扭矩传感器和角度传感器, 一旦发现这两个信号产生输入, 将会对着两个信号进行处理, 并传给控制器, 同时结合输入的车速信号、负载信号等, 采用一定的控制方法, 控制助力电机的工作电流, 从而实现对转向盘的助力及优化回正力。对于助力电动机电流的控制一般可采用PID闭环控制, 此外, 控制器还会增加一些额外的保护诊断功能, 一旦发现系统有异常工作情况, 将会立即停止助力转向, 并将该异常通过某种方式通知司乘人员, 同时, 助力转向将切换为纯手动转向, 由司乘人员手动控制转向。在实现助力的同时可以保障整个系统的可靠、稳定, 从而大大提高该ECU的安全性能。

2.测试台硬件设计

测试台的机械结构如图所示。上半部分为测试台台架的俯视图, 下部分为转向齿轮的正视图。测试台的机械机构主要包括测试台架、模拟转向盘装置、转向齿轮装置等以及台架上用于固定转向装置的构件 (图中未加示意) 。

主控单元主要是接受输入的转向盘扭矩和角度信号、车速信号以及发动机信号等, 对这些信号进行分析计算后, 依据控制算法对助力电机和离合器发送指令。此外, 主控单元还负责自我保护和诊断, 一旦检测到有任何异常之后, 将立即取消助力功能, 系统将切换为纯粹手动转向, 同时将启动系统自检功能, 对发生的故障进行分析诊断。

助力电机一般可选择感应式电动机或者永磁有刷电动机, 前者为三相定子结构, 无永磁体, 结构比较简单, 负荷效率一般可以达到90%至92%, 力矩波动也比较小, 使用技术很成熟, 但驱动电路较为复杂;相比而言, 后者为转动绕组、具有机械转向器, 负荷效率有85%-97%, 力矩波动可以在设计电机时进行调整, 可靠性较前者要好, 控制技术很成熟, 结构也比较简单。此外还有永磁无刷电动机, 无刷电机是将来的发展方向, 该电机控制结构简单、可靠性要优于前两种电机, 目前仍处于发展阶段, 可以预见, 该类电机将是今后发展的主流方向。

数据采集系统包括扭矩传感器及其调理电路、角度传感器及其调理电路、以及带动转向盘的步进电机等。本文中测试的助力装置中的扭矩传感器采用中国航天空气动力技术研究院 (原中国航天科技集团公司第701研究所) 研制的AKC-98静态扭矩传感器, 该传感器采用电阻应变式原理, 精度高, 性能稳定可靠, 可用于大量程扭矩测量, 两端为法兰盘连接, 安装使用十分方便。

3.软件设计

测试台的最终性能是由软件和硬件协同作业时的表现决定的, 软件部分已可以分为两部分, 一部分是测试台上的硬件电路中用于数据采集和信号处理传输的软件, 即数据采集软件;另一部分是PC上用于数据输出和显示以及提供测控系统控制接口的软件, 即人机交互软件。

3.1数据采集软件。典型的数据采集过程, 一般具有如下采集流程:首先需要借助相应的传感器来获取原始数据信号, 这是采集模块的输入部分;但是对于传感器直接产生的数据, 很难达到处理的目的, 因此需要对信号进行调理, 如放大、整流、隔离以及A/D转换等等, 这部分构成了采集模块的调理部分;最后通过上位机总线上的数据采集卡传递到上位机, 供上位机处理, 构成信号采集的输出部分, 如图所示。

主控单元处于整个系统的核心图主控单元控制流程图地位, 其整个控制流程采用前/后台的控制方式。系统上电后, 对各个模块进行初始化, 然后进入主控制的死循环当中, 时钟对整个系统处于监视状态, 如果监视到有故障发生, 则跳出循环, 切断助力装置, 发出故障指示信号。采用前/后台的编程方式, 前台程序通过检测后台程序的标志为状态决定是否执行后台程序。标志位的设置依赖于定时器、程序状态、数据采集状态等。其主控制流程如图。

3.2人机交互软件

人机交互软件是指在上位机上用于控制整个测控装置的操作界面, 此软件是根据开发需要进行编写, 主要负责控制控制数据输出和数据测控过程。其控制流程如图所示。

上位机安装的操作系统一般为Windows系列的图形化操作系统, 为了增加交互的友好性, 采用Windows可视化图形编程技术。Windows环境下的应用程序编程是目前的编程趋势, 对用户而言, 此接口软件必须界面必须友好、操作方便。为了增加程序的编写效率, 采用Visual Basic (VB) 来实现, VB中有很多已经集成好的系统控件, 可供直接调用。

4.测试结果

测试数据必须能够最终反映助力系统的整体性能, 测试数据应该可以反映助力系统的如下特性:

EPS系统主控单元 (ECU) 的各项性能指标。这是最重要的一个指标, 助力转向系统中最重要的器件就是主控单元, 主控单元的性能优劣将直接影响助力转向系统的性能。

负载扭矩。这个值和转向盘的实际扭矩综合起来可以反映助力转向系统的助力效果。

转向盘的实际扭矩值。只有知道转向盘的实际扭矩, 才可以用这个值和负载扭矩相比较, 从而得知实际的助力效果。

车速信号。在不同的车速下, 助力的效果是完全不同的, 驻车时, 助力效果最明显;高速行车时, 助力效果不明显甚至会取消助力。

在分析测试数据时, 必须综合起来对测得的数据进行多方面的比较, 才能得出该助力转向系统的。测试数据中必须含有上述几方面的数据, 将测得的数据以图表的方式展示出来。

图为转向盘扭矩和助力电流之间的关系曲线。转向盘扭矩较小时, 助力电流处于截止状态;随着转向盘扭矩的继续增大, 助力电流也开始逐渐增大;当转向盘扭矩增大到某一值时, 助力电流进入饱和状态, 不再增大, 此时产生的助力最大。

5.结束语

汽车电动助力转向装置是当前汽车助力转向的应用热点, 本文对电动汽车助力转向器的工作原理进行了分析, 在研究汽车电动助力转向特性的基础上提出了一套用于测试汽车电动助力装置的方案。

摘要：为了提高电动助力转向装置安装到汽车上的成功率和提高助力转向装置的安全可靠性, 在安装前对其进行室内测试是非常必要的。本文开发了一套电动助力转向装置的测试设备, 该测试台用砝码产生的力矩来模拟汽车转向的阻力矩, 转向装置被固定在测试台上, 扭矩传感器、角度传感器等采集到的数据通过数据采集卡传送至上位工控机, 同时将车速信号、助力电动机电压和电流等也被传至上位工控机, 在模拟实车运行情况下对转向装置的特性参数进行测试。

汽车氙灯测试方法:相关性研究 篇8

在1989年以前, 汽车行业没有一个专门的氙灯加速老化测试方法的国际标准。1989年, 汽车工程学会 (SAE) 发布了J1960“水冷式氙灯汽车外饰件加速暴露测试”和SAE J1885“水冷式氙灯汽车内饰件加速暴露测试”两项汽车材料耐候性测试标准。当时, SAE J1960和J1885有利于汽车制造商统一测试条件。但是, 这些老化测试标准基于特定型号的设备构造, 指定了某生产商的两种型号设备。标准指定设备的要求产生了两个主要的后果:a.阻碍了技术发展, 使得设备制造商没有积极性去开发、生产更精确或更符合实际条件的老化试验箱;b.形成垄断, 导致测试设备价格与运行成本高昂。

汽车工业在许多领域引领世界, 但在采用以性能为基础的老化测试标准方面却很滞后。在20世纪90年代后期, SAE协会开始认识到老化测试标准中这一缺陷, 最终发布了以下3个新的老化标准。

SAE J2527“氙灯汽车外饰件加速暴露测试”, 是一个以性能为基础的标准, 取代J1960, 2003年10月发布。

SAE J2412“氙灯汽车内饰件加速暴露测试”, 也是一个以性能为基础的标准, 取代J1885, 2004年2月发布。

SAE J2413[5]“检验新的氙灯测试设备性能的方法”, 一种验证氙灯老化设备能否运行某一指定的加速暴露测试程序的方法, 于2003年12月发布。

新的以性能为基础的老化标准和旧的以硬件为基础的标准之间的主要差别是, 删除了所有指定生产商的内容, 测试标准中涉及到生产商商标名称的部分被通用的定义所取代。

改变之一是, 测试中所用的光学过滤器已被重新定义。旧的以硬件为基础的测试标准中, 其光学过滤器要求“石英内过滤器和S型硼硅玻璃外过滤器”。测试标准中指定使用某一商标名称的过滤器可能使得购买过滤器更容易, 但是它没有描述特殊型号过滤器产生的光谱。在新的以性能为基础的测试标准中, 光学过滤器的商标名称被删除, 取而代之的是对所需光谱功率分布 (SPD) 的叙述。

在发布这3个新的测试标准之前, 2002年初, 克莱斯勒、巴斯夫和Q-Lab公司共同开发了一个测试方案, 以验证新的以性能为基础的SAE材料加速老化测试方法。对两种试验箱按照SAE J2413验证方法进行试验, 比较测试结果, 得到关于两种类型试验箱的比较数据。两种试验箱是依照J1960运行的转鼓式试验箱 (Ci65A型) 和依照J2527运行的平板式试验箱 (Q-Sun Xe-3-HS型) 。

2001年7月, Ci65A停产后, 这个验证的重要性变得更加明显。因为Ci65A已经停产, 行业中不再能购买到任何符合旧的、以硬件为基础的SAE测试标准的氙灯老化试验箱。

2 设备

以前, 多数氙灯试验箱内在中间位置安装一根灯管, 样品安装在一个圆柱形的样品架上, 样品架围绕着灯管旋转 (见图1) , 这个构造通常被称作“转鼓”系统。最近引进的氙灯试验箱包含了一个静止的、平板样品架系统 (见图2) 。

两种类型试验箱[6]的设计目标之一, 是在整个测试箱内产生均匀的辐照度、温度和湿度分布。实际上, 完全的均匀性是不可能的, 为了补偿这一点, 在测试期间, 调整所测样品位置 (自动或手动) , 以提高均匀性。转鼓式样品架在一维的水平方向上围绕着灯管自动地改变位置, 但不能补偿垂直方向上辐照度、温度和湿度的不均匀性。

3 试验

为了验证新的以性能为基础的老化标准, 两种试验箱依照SAE J2413中详述的步骤进行操作。这个新的测试方法用于检验氙灯老化试验箱运行SAE J2412和SAE J2527方法的可靠性。老化试验箱可靠性的验证通过几种技术来实现。

首先, 必须证明老化试验箱能够符合指定的试验条件。此项研究中, J2413使用了J2527的试验条件。图3显示了一台Atlas Ci65A的实际试验参数变化, 而图4显示了Q-Lab Xe-3-HS的实际试验参数变化。粗线代表设定值, 细线表示在老化箱内所测的实际值。

其次, 需证明老化试验箱中的标准参考材料的降解特性符合预期, 重复性和再现性都必须达到要求。重复性指在同一试验箱中运行多次, 多次运行中标准参考材料降解程度的相同性。再现性是指在多个试验箱中运行同一测试, 不同设备中标准参考材料降解程度的相同性。在这一试验中[7], 使用聚苯乙烯薄片作为标准参考材料。聚苯乙烯薄片被SAE用作标准参考材料, 关于其降解特性和误差, SAE标准材料委员会有详细说明。此次试验使用了第6批 (lot.6) 聚苯乙烯薄片, 来验证设备的重复性和再现性。

图5和图6分别提供了论证Atlas Ci65A和Q-Sun Xe-3-HS的重复性的数据。图7和图8提供了论证3个Atlas Ci65A和3个Q-Sun Xe-3-HS试验箱的再现性的数据。非常明显, 两种内的均匀性 (旋转式和平板式样品架之间的比较) ”, 针对多种标准参考材料, 做了大量试验, 并给出了测试结果分析, 是迄今为止最为全面的试验箱内均匀性研究。

与此次研究相关的是, 通过运试验箱都能够满足J2413的要求。

SAE J2413的最后要求内容中, 要求氙灯老化试验箱的生产商能够证明试验箱内的均匀性。箱体内均匀性的完整比较试验已经完成, 并于2003年在捷克布拉格举行的第一届欧洲老化会议上公布了试验结果。由Fedor等人撰写的论文[8]“氙灯试验箱行SAE J2527标准来考察Ci65A和Q-Sun Xe-3-HS的均匀性。在他们的试验中, 在Ci65A中安装了9个聚苯乙烯标准参考薄片的试样, 而在Q-Sun Xe-3-HS中安装了48个试样。每天测量颜色变化, 并且记录Delta b*的数值。均匀性用变异系数的±2倍来表示, 变异系数为标准偏差除以平均值。

他们的试验显示了旋转式氙灯设备的均匀性范围从±3%到±13%, 而平板式氙灯设备的均匀性范围从±3%到±8%。运行SAE J2527时, Ci65A的均匀性是±3%、Xe-3-HS的是±5%。

需要注意的是, 均匀性值包含了标准参考材料本身的差异和测量误差。

4 性能基准

论证不同构造的氙灯老化设备能否产生相同的试验环境条件, 是运行以性能为基础的标准的第一步。下一个问题是如何比较不同设计结构的老化设备。一系列试验试图来探索这些不同的设计结构是否会影响测试结果。

克莱斯勒选择了37种材料, 按照SAE J1960和J2527进行测试。每种样品测试2个重复试样, 共148个试样。这些材料包括:ASA、PP/PA化合物、ABS、SMC、PET、PP、PA、ASA/ABS共挤材料、TPO及钢板涂层。

该测试评估在巴斯夫汽车研发中心进行, 该中心位于美国的Southfield MI。Southfield巴斯夫是ISO 17025认证实验室, 此认证包括符合SAE J1960和J2527标准的要求。

样品曝露总周期为2 500 KJ, 每隔500 KJ对颜色和光泽进行评估。结果显示, 对于大多数材料, 平板式和转鼓式设备给出了可比较的结果, 如图9和图10所示。有两种材料给出了不同的结果, 如图11和图12所示。

当用仪器测量 (颜色和光泽) 时, 大多数样品显示了相似的降解特性, 而目测时个别样品显示了有差异的降解性能。这主要体现在一些塑料样品表面出现的变形程度, 平板式样品架上样品的变形比转鼓式样品架上样品的变形更大、更明显。

5 系统修正

以性能为基础的第一轮测试的结果基本证明两种设备可以产生相同的试验环境条件。但是, 有必要查清有些结果不完全一致的原因。因此, 研究小组着手辨别这两种老化设备的不同之处, 列举了一些可能导致试验结果差异的原因。

首先研究了温度。详细检查了黑板温度计的结构和位置。转鼓式试验箱安装了黑色涂层钢板, 平板试验箱安装了阳极氧化铝黑板。这两种类型的黑板都能精确地测量温度, 试验发现, 它们加热和冷却的速率不同。由于该研究的主要目的是使平板式试验箱提供的结果与转鼓式试验箱的相似性 (而不是考虑与户外测试结果的相关性) , 因此, 使用与转鼓式结构相似的黑色涂层钢板温度探头来改进平板式试验箱。

接下来, 研究小组开始设法研究个别样品发生变化的情况。研究发现, 样品的实际条件有时与试验箱控制器所显示的条件是不相同的。

需要特别指出的是, 在监控某一塑料的实际表面温度时发现, 它们比黑色涂层钢板加热更快, 并且温度可高于设定值20℃。为了使平板试验箱能像转鼓试验箱那样作出反应, 其箱体空气温度探头的位置和相对湿度传感器的位置被重新安置。

最后检查水喷淋系统。因为转鼓式设备仅有一个喷嘴, 当样品以1 r/min的速率转过喷嘴时, 它们的实际喷淋时间每分钟仅有3～5 s。该系统中样品表面实际接受到的喷淋水很少, 并且由于样品垂直放置, 喷淋水会很快地从样板表面流失。

为了模拟这种低潮湿的喷淋环境, 必须修改平板试验箱的试验程序以减少喷水量。在试验开始时, 平板式试验箱每分钟持续喷淋20 s作为“喷淋时间”。因为此设置既能较好模拟自然潮湿条件又能节省仪器运行成本, 故被选做默认设置。

通过对一些易受潮湿和温度影响的材料进行一系列的试验, 确认了为模拟转鼓式试验箱的环境, 在平板试验箱的程序中, 将喷淋时间调整到每分钟内仅持续5 s时间。

6 性能基准——第二轮测试

随着对一些关键系统的彻底研究, 并对一些参数作适当修正, 进行了以性能为基础的另一轮测试。

应用了早期研究中使用的相同氙灯设备。新的试验样品包括12个样品, 包括上轮试验使用的样品及另外8种对温度和湿度敏感的样品。

除了在上一轮试验中有目测差异的涂层尼龙和ASA树脂, 另外增加了两种Lurans材料和两种Ultramids材料, 这两种聚合物都具有高的导热系数。最后, 增加了另外两种有涂层的钢板样品。

测试结果是明显的。对于样品, 颜色和光泽的测量在第一轮测试和第二轮测试中保持相似。另外, 在第一轮测试中呈现出差异的样品, 在第二轮测试中显示的结果实际上是相同的 (见图13和图14) 。值得注意的是, 第一轮测试中的目测差异被消除了。

7 结论

(1) 某些材料的初轮测试结果显示了一些差异。湿度和温度参数的研究指出, 是试验箱设计的差异导致了这些差异。这些设计上的差异是由于标准对曝露条件没有进行精确描述造成的。

(2) 一旦设计上的差异得以修改, 则结果就会一致。

(3) 一系列的试验指出, 现在以性能为基础的测试方法如果经过改进, 对温度系统和水喷淋系统进行更精确的描述, 那么这种测试方法将被大大改善。

(4) 两种在设计上存在很大差异的氙灯老化试验箱 (转鼓试验箱和平板试验箱) 对很多汽车外饰件材料给出了可比较的测试结果。这证明以性能为基础的测试标准确实有效。

(5) 现在, 行业可以使用新型设计的实验室老化试验箱, 并可以确信, 如果标准制定适当, 试验箱生产商能够证实其设备能精确控制关键测试参数, 那么无论使用什么型号的氙灯试验箱, 使用者都能获得好的试验数据。

国际标准组织, 如ISO、ASTM和SAE的坚持测试标准必须以性能为基础的前瞻性政策是正确的。

摘要：汽车工程协会 (SAE) 最近已批准了两个新的以性能为基础的耐候性测试方法 (SAE J2412[1]和SAE J2527[2]) , 以取代旧的以硬件为基础的测试方法 (SAE J1885[3]和SAE J1960[4]) 。SAE J2412和SAE J2527方法描述了曝露条件和误差范围, 而不是描述某个特定设备的构造。本报告基于克莱斯勒公司、巴斯夫公司和Q-Lab公司一项共同的合作研究。这项研究检验了以性能为基础的氙灯加速测试方法, 并证明新的氙灯测试设备用于汽车测试的有效性。

参考文献

[1]SAE J2412, Accelerated Exposure of Automotive Interior Trim Using a Controlled Irradiance Water Cooled Xenon Arc Apparatus

[2]SAE J2527, Accelerated Exposure of Automotive Exterior Materials Using a Controlled Irradiance Xenon Arc Apparatus

[3]SAE J1885, Accelerated Exposure of Automotive Interior Trim Using a Controlled Irradiance Water Cooled Xenon Arc Apparatus

[4]SAE J1960, Accelerated Exposure of Automotive Exterior Materials Using a Controlled Irradiance Water Cooled Xenon Arc Apparatus

[5]SAE J2413, Protocol to Verify Performance of New Xenon Arc Test Apparatus

[6]Brennan P., Static&Rotating Xenon Arc Exposure Compared:Technical issues, practical considerations and how different types of hardware comply to new performance based test methods

[7]Brennan P., Fedor G., Roberts R., Xenon Arc Exposure Results:Rotating&Static Specimen Mounting Systems Compared

汽车EPS虚拟测试系统研究 篇9

1 需求分析

电动式电子控制动力转向系统按电动式转向助力机构的位置不同分, 有转向轴助力式, 转向器小齿轮助力式和齿条助力式等几种形式。转向助力装置的动力来自电动机, 电子控制器根据相关传感器检测到的转向和车速参数来控制电动机转矩的大小和转动方向, 并通过电磁离合器和减速机构使汽车转向机构能得到一个与行驶工况相适应的转向作用力[1]。

数据采集系统主要用于协助工程技术人员及时掌握汽车EPS的各项运行状况, 因此上位机程序需满足:

(1) 简洁易读, 并且界面友好、操作简捷;

(2) 在数字显示采集信息的同时, 拥有辅助图像与表格, 便于使用者观测;

(3) 及时准确的反应汽车EPS的各项指标的变化情况。

2 系统控制流程

本设计所需采集的信号主要有车速、转矩、发动机转速、节气门开度等信号。这些信号发出后, 经由自制的某品牌车型EPS试验台, 通过采集卡收集, 连接上位机, 再由上位机通过程序显示出所采集的数据信息, 给用户以直观的展示。为实现以上功能, 需要一个直观有效的测试软件。Lab VIEW (Laboratory Virtual In Instrument Engineering Workbench-实验室虚拟仪器测试平台) 是一种图标代替文本行创建应用程序的图形化编程语言, 它是一种32位的编译型图形化编程语言, 美国国家仪器公司 (NI) 将之称之为G语言 (Graphical Programing Language-图形化编程语言) [2]。

Lab VIEW用数据流编程方法来描述程序的执行, 用图标和连线代替文本的形式编写程序。这种创新软件产品, 在研究、制造、开发、教学等诸多领域应用极为广泛, 越来越多的Lab VIEW成果和开发的产品应用于各行各业。图形化编程语言Lab VIEW和虚拟仪器技术已经成为工业界和学术界关注的热点技术之一。

基于上述因素本设计方案采取如下实施方案:

(1) 构建物理实验平台;

(2) 利用设计的信号调节模块对初采的各参数进行调节;

(3) 将通过信号调节模块后的信号传递给数据采集卡;

(4) 在Lab VIEW仿真软件下显示出车速、转矩、发动机转速、节气门开度等参数的变化趋势;

(5) 实验数据分析。

测试系统总体方案框架图如图1所示。

3 硬件平台简介

汽车EPS虚拟测试系统所需要的硬件设施主要包括某品牌汽车EPS试验台, 各传感器以及NI USB-6008数据采集卡。整个系统通过串口通信与上位机连接, 从而进行数据的传输, 如图2所示。

其中采集EPS的各种信号需要使用数据采集卡, 本项目所使用的采集卡为NI USB-6008。NI USB-6008数据采集卡是NI公司USB系列的产品之一, 它具有如下优点:安装、携带方便;不容易受机箱内环境的干扰;不受计算机插槽数量、地址、中断自由限制;可扩展性好。该数据采集卡包括8路模拟输入通道, 用户可以根据需要将其配制成8路单端输入通道或4对差分输入通道。还有两路模拟输出通道, 12位的数字I/O, 32位用于定时输入输出的定时/计数器, 其输入分辨率为12位。模拟输入端的最高采样速率为10k Hz输入信号的幅度范围为20V, 模拟输出端的最高速率为150Hz, 输出信号幅度范围为0~5V[3]。

4 汽车EPS虚拟检测系统设计

项目设计的测试系统利用NI USB-6008数据采集卡对实时的EPS参数进行采集, 在程序系统中进行测试。实时监测的Lab VIEW程序, 使用模块化设计, 其中包括:通信模块, 数据采集模块, 数据处理模块, 文件存储模块等。

4.1 通信模块

程序的通信模块是通过串口通信来接受EPS电控单元通过串口传来的数据。第一步, 串口初始化, 利用VISA Configure Serial Port.vi (VISA配置串行port.vi) 节点来设定串口的端口号、波特率、停止位、校验位、数据位。第二步, 读写串口, 利用VISA Read节点和VISA Write节点对串口进行读写操作[4]。第三步, 关闭串口, 停止所有读写操作。串口通信中, 采用78芯D型插头, 由于上位机与试验台距离较近, 所以设定10ms的采样周期, 采样频率为100Hz。

4.2 数据采集模块

一般情况下数据采集设备 (数据采集卡) 与计算机连接可以有很多种方式。模拟量输入, 模拟量输出, 触发采集和定时IO等功能都集于数据采集卡一身。

4.3 数据处理模块

数据处理模块会将通过串口通信采集来的EPS中多种类型的数据转换成特定的数据类型, 利用定时中断上传给上位机。EPS中设计的数据类型包括:模拟量、数字量、开关量。数据处理模块会将不同类型的信号, 通过其位置的不同来分别提取, 根据不同传感器的参数信息, 多字节的组合转变为实际表示的物理量。然后根据需求, 可形成各种不同的曲线来更加直观的通过上位机显示各种数据信息, 如图3所示。

4.4 文件存储模块

文件存储模块是对采集到的参数值进行记录和保存, 这样做的优点就是在必要的情况下, 可以方便实验人员对某些参数的调用。

根据对实验过程中数据的处理方法的研究, 需要通过选取一定要求的测量值作为实验记录, 因此本课题设计了数据保存子模块来实现以上功能要求。在实验过程中任意一个时刻, 只要实验人员点击“数据保存”按钮, 程序系统就可以自行记录当前实验下的各工况参数, 有利于对数据读取回放和实验人员的使用。数据参数的保存是文本格式, 参数值的排列顺序是按实时测试的主程序中设定的顺序依次进行排列的。

结束语

通过多次实践证明, 利用Lab VIEW软件开发的汽车EPS虚拟测试系统可以通过其良好的人机交互能力, 简洁的操作方式, 便捷的修改过程, 优越的性能来呈现出EPS的各项数据, 并且其简单的编程方式也大大缩短了编程的时间。虽然本设计做了以上工作, 但是还有很多方面做得不足。例如:通信模块与NI USB-6008采集卡的连接线防屏蔽做的不好有微弱的信号干扰, 相信能够有更为理想的方法。而且本设计只是基于虚拟仪器在计算机上实现EPS参数状况对比显示的仿真, 离实际应用还相差甚远, 还有很多工作没有做到, 需要进一步的研究和探索。

摘要：文中设计了基于Lab VIEW的汽车EPS虚拟测试系统, 该系统运用NI USB-6008数据采集卡采集EPS运行信号, 利用LabVIEW软件来将各种信号进行相应的显示, 通过对各种信号的处理, 实现对EPS运行状况的分析和评价, 并以此来达到对EPS实时检测的目的。

关键词：汽车,EPS,虚拟仪器,Lab VIEW,数据采集

参考文献

[1]麻友良.汽车电器与电子控制技术[M].北京:机械工业出版社, 2006.

[2]邓建交.汽车测试系统的虚拟仪器研究[D].天津:河北工业大学, 2005:9-12.

[3]曲丽蓉.Lab VIEW、MATLAB及其混合编程技术[M].北京:机械工业出版社, 2011.

汽车测试 篇10

摘 要：本文以充电新国标中新增的充电电子锁功能为研究背景，介绍了与充电电子锁功能相关的交流充电控制流程，以及基于MATLAB和TargetLink平台开发的模型在环/软件在环（MIL/SIL）测试过程，分析了充电过程中电子锁的测试结果，结果表明，本文所提出的电子锁功能能够满足充电新国标要求，实现交流充电过程中的安全保护。

关键词：充电电子锁；MIL/SIL测试；充电控制

中图分类号：U463 文献标识码：A 文章编号：1005-2550（2016）05-0075-05

Abstract： Based on charge lock function in the new charge national standard， this paper introduced the charge and power control process related charge lock function， and MIL/SIL testing process based on the software platform of MATLAB and Targetlink， then analyzed the test results of charge lock in charging process. The results showed that， the charge lock can satisfy the demands of new charge national standards， and keep the AC charge process safe.

Key Words： charge lock； MIL/SIL test； charge control unit； power control unit

前言

当前环境问题及能源危机，推动了纯电动汽车的快速发展，而充电安全问题也是纯电动汽车不得不考虑的一个问题，2016年开始实施的充电新国标GBT 18487.1-2015中规定[1][2]：交流充电电流大于16A时，供电接口和车辆接口应具有锁止功能。供电插座和车辆插座应安装电子锁止装置，防止充电过程中的意外断开。当电子锁未可靠锁止时，供电设备或电动汽车应停止充电或不启动充电。对于交流充电电流大于16A的纯电动汽车而言，必须新增充电电子锁来满足充电新国标的要求。当前Simulink为汽车控制系统的快速开发提供了强大的支撑，模型的易读性利于功能变更，但是必须通过代码转换才能生成控制器所需的软件，测试模型的功能逻辑和代码的一致性便必不可少[3]。MIL和SIL是脱离控制器实物，在计算机上进行的测试，是测试软件逻辑功能的有效方法[4]。

本文以纯电动汽车整车控制器（VCU）充电电子锁功能开发为背景，通过MIL/SIL测试，对电子锁功能进行测试验证。

1 电子锁与交流充电控制

本文中充电电子锁是在充电模式为交流充电且有充电需求的条件下才进行锁止，而在充电结束时，S2开关断开后一段时间，进行解锁。并且当电子锁发生故障时，能够进行充电下电。

电子锁功能是针对于充电安全防护而提出的[5]，电子锁的使用与充电控制流程紧密相关。对于交流充电电流大于16A的纯电动汽车，采用电子锁的交流充电控制主要是首先VCU与充电桩、电池管理系统（BCU）和车载充电机等进行信息交互，交流充电模式判断完成，则进行电子锁锁止，然后进行充电，在充电结束后，进行电子锁解锁。下图为交流充电控制流程如图1所示：

充电电子锁功能贯穿于交流充电的整个过程，需要完成对相应信号的判断之后才能实现发挥电子锁的作用，否则将导致无法正常充电，因此，功能测试是必不可少的。

2 MIL/SIL测试流程

本文介绍的MIL/SIL测试是基于MATLAB和TargetLink平台自主开发的自动化测试工具进行的，MIL/SIL的具体测试流程如下：

（1）明确测试对象并建立测试环境。将被测模型添加到Targetlink Model In-the-Loop mode模块中，输入变量是通过From Workspace模块进行数据连接的，而输出结果则通过Scope模块进行显示。

（2）编写测试用例。首先要明确每个输入输出信号的取值范围及信号变化先后顺序，测试用例要能根据测试对象工作原理覆盖到所有可能出现的工作状态[6]。自主开发的测试工具所用的测试用例是基于EXCEL文档进行编写，主要包括测试名称，输入信号名称，采样时间，信号变化值，输出信号，期望输出值等。

（3）加载并运行测试模型和测试用例。在MIL模式下运行模块，运行完毕后查看测试结果，SIL测试同理，但需要在图2所示环境下生成代码之后才可进行。

（4）MIL/SIL测试均通过，则测试完成，如果实际输出值和期望输出值有差异则需要进行分析，重复上述过程，直到解决出现的问题，完成测试。

自主开发的测试工具采用图形化窗口形式，可以直接对比输出值和期望输出值，便于快速对比和分析问题，提高测试效率。

3 充电电子锁测试结果分析

3.1 电子锁正常锁止和解锁测试结果分析

本文所提到的电子锁是针对交流充电应用的，只有在接收到有效的交流充电模式和电池有充电需求时才会进行锁止，表1为交流充电模式判断测试用例，作为父级测试用例，表2电子锁锁止和解锁的测试用例，作为子级测试用例，先执行表1后执行表2。

3.2 充电电子锁故障结果分析

电子锁在工作过程中可能出现故障，为此需要对其故障进行诊断并且采取相应处理措施。电子锁满足锁止条件后，第一次若未能正确锁止，则需要间隔一定时间再次进行锁止请求，如此重复三次，如果仍未锁止则判断为锁止故障，表3为电子锁锁止故障测试用例。

经过分析，加入对充电锁状态变化和锁止请求时长等信号的判断，可以排除消除第一次的时间延迟，如图6所示，从图中可以看出，满足故障触发条件后，能够发出故障标志位。VCU在收到电子锁故障后充电模式请求信号变为0，进行充电下电，可以起到安全防护作用，解锁故障同理。

4 结论

本文基于充电新国标中对电子锁功能的要求，介绍了电子锁相关的交流充电控制流程，并基于MATLAB及TargetLink平台开发的MIL/SIL测试方法，对电子锁功能进行了测试，结果表明，电子锁控制能够满足充电新国标功能需求。

参考文献：

[1]GBT 18487.1-2015， 电动汽车传导充电系统 第1部分：通用要求[S].北京，2015.

[2]贾俊国，倪峰.电动汽车充电接口标准化探讨[J].电力系统自动化，2011， 35（8）：76-80.

[3]陈永春编著.从Matlab/Simulink模型到代码实现[M].清华大学出版社，2002.

[4]彭忆强.基于模型的汽车电控单元仿真测试技术研究[J].中国测试技术，2006，32（6）：15-19.

[5]周红斌.电动汽车充电接口的电子锁的研究[J].汽车实用技术， 2012（2）：25-28.

汽车测试 篇11

CAN的技术规范只定义了物理层和数据链路层协议,没有定义应用层协议。CAN的技术特点允许各厂家在CAN协议的基础上自行开发自己的高层应用协议,给用户提供一个面向应用的清晰接口。为了将CAN协议的应用推向更深的层次,同时满足产品的兼容和互操作性,国际上已经形成了诸多基于CAN的应用层协议:CANOpen、Device Net、SAEJ1939、CAL、SDS、CAN Kingdom等,这些高层协议都对CAN应用层做了完整而详尽的定义[1]。Device Net最初由Rock Well旗下Allen-Bradly公司研制开发,凭借该公司在可编程控制器和变频器等方面的优势,在PLC与现场设备之间的通信网络中得到广泛应用。CANOpen是基于CAN总线系统的网络,它是由Ci A进行开发的,CANOpen甚至可以在具有低计算性能和存储能力的设备中使用[2]。

由于目前国内还没有CAN通讯的应用层协议标准,而国外的应用层协议又较为昂贵,并且在一些利用简单的通信协议就可以满足要求的情况下,采用复杂的协议有时会造成资源浪费,用户在应用时也会觉得诸多不便,反而限制了CAN的灵活性,在实际应用中,可以根据需要自定义一个简单有效的协议实现所要求的功能。该协议制订的合理与否,直接关系到总线的传输效率、通用性和将来的可扩展性。

1 系统总体架构设计

考察汽车电气控制部分,可以发现仪表显示、车灯控制和传感器信号采集部分的连线是最复杂的,所以从这几方面入手来解决系统设计所面临的问题。系统分为高速CAN和低速CAN两部分,由高速数据采集模块、低速数据采集模块、仪表显示模块、车灯控制模块、上位机监控模块组成。对于发动机的转速和车速,采用500Kbps的高速速率,以保证良好的通信带宽,从而满足高实时性要求;对于仪表信息显示和车灯系统等普通实时性要求的设备,可工作在125Kbps的低带通信波特率上,通过CAN网桥对两CAN网络数据处理[3]。数据采集模块接收传感器输出的模拟信号、数字信号和开关信号,经ECU进行处理,转换为可在CAN总线上通讯的数据报文格式,分别送到仪表显示模块和灯光控制模块。仪表显示模块分别输出显示油量、水温、转速、车速、本次里程和总里程,用来实时反映汽车各部件当前的工作状态。灯光控制模块完成对灯光控制命令的接收及驱动控制车灯亮灭。同时,将数据采集模块处理后的信号通过RS232-CAN转换卡送入PC机处理及显示,并对CAN总线的发送和接收情况进行监控。

2 系统应用层协议的制定

在本系统中我们采用的是扩展帧,这种模式支持具有很多特性的CAN2.0B协议,具有增强的验收滤波器、强有力的错误处理能力以及自我测试功能。其数据格式[4]如表1所示。

其中:字节0的第7位FF表示帧格式,在扩展帧中FF=1,在标准帧中FF=0;第6位RTR表示帧类型,RTR=0表示为数据帧,RTR=1表示为远程帧。

2.1 标识符ID的定义

CAN总线上每条信息都有一个独一无二的标识符ID,在接收端只有与自己标识符相同的信息才被接收。在CAN系统中,标识符ID决定了信息的优先权和等待时间,一般ID的二进制值越小则优行权越高,所以将重要数据规定为帧号较小。

在CAN扩展格式里,标识符位由ID.28-ID.0组成,其中高7位ID.28-ID.22不能全为隐性1。标识符的分配要满足节点及报文对优先级的要求,同时尽可能地利用标识符加载有关信息,以减少在数据域占用的空间,此外标识符的格式还要为消息滤波提供便利。本文根据CAN仲裁的特点和一般汽车结构特点对CAN的29位标识符作以下设计,这里设定都留有一定的余量,以备将来扩展所需[5]。具体分配如表2所示。

信息采集节点分为模拟量(油量、温度)采集,脉冲量(转速、车速)采集,开关量(左转向、右转向、近光灯、远光灯、制动灯、超车灯、倒车灯、雾灯)采集,分别由ID28~ID24这5位的二进制数组合来定义。仪表显示节点主要包括油量、水温、转速、车速、本次里程、总里程6个仪表,以及4个报警灯:油量低于10L报警、水温高于110℃报警、转速高于8000R/M报警、车速超过120Km/H报警,分别由ID23~ID20这4位的二进制数组合来定义。灯控节点主要控制8个车灯的亮灭,分别由ID19~ID16这4位的二进制数组合来定义。系统主要有5类信息类别:紧急信息、广播信息、命令信息、状态信息、数据信息,分别由ID15~ID13这3位的二进制数组合来定义。

2.2 数据域格式的定义

对CAN报文进行数据域编码是本规范进行数据格式编码的主体,如何对数据域的功能进行详细的划分,这里采用分级编码的方式来进行。本规范中数据域编码的大小只有1个字节,而数据域的实际大小可为8个字节的容量,所以具有很大的扩充性,将来如果车身器件或电子元件增多后,可适量进行功能拓展。表3显示了数据域编码的分配方式。

器件类型编码是指对具体器件进行类型划分,主要包括传感器、仪表、开关、车灯4类,由D7~D5这3位的二进制数组合来定义。具体器件编码是按器件类型为汽车总线的每个控制器件进行编码,从而制定相关的报文格式,由D4~D1这4位的二进制数组合来定义。状态编码一是为说明传感器和仪表的控制流方向是输入还是输出,二是为说明开关和车灯的状态。

3 实验调试软件的设计应用

3.1 监控调试软件的设计

由于本系统的运行都是基于硬件的,功能程序加载在各种微控制器上,系统运行的结果表现为汽车仪表上的各种显示数据,以及汽车上的各种灯类开启,这样对于系统运行的调试和监控就显得比较困难,尤其是对系统的调试和故障排查,如果不设计一套监控调试软件,就无法方便有效的对整个系统的运行情况进行全面掌握。系统监控软件设计的目标是建立一套较为完整的系统调试和测试平台,能够观察本系统汽车仪表所显示的各种数据,能够显示车灯的亮灭情况;此外,还要通过手动输入各种不同的数据,测试系统在不同条件下的运行情况和异常情况。

本系统采用VB设计人机界面,包括汽车控制模块和通讯测试模块两部分。控制模块执行情况如图1所示,数字化显示车辆在行驶过程中的关键数据,以及四个报警灯的亮灭情况。在界面中还包括8个车灯的亮灭显示,通过设定车灯开关的状态,一方面可以监控车灯的启灭情况,另一方面也方便车灯系统的故障检测。当点击车灯的“开关”按钮后,将向总线上发出信号,车灯成功控制后会反馈一个信号给监控软件,监控软件上的模拟灯会相应亮灭。通讯测试模块执行情况如图2所示。数据发送栏中可以选择要发送的CAN帧结构类型(数据帧或远程帧),之后输入待发送的报文ID及数据,点击“发送”后被网络上其他节点接收,将标识符改动再把数据原样返回,返回的报文显示在报文接收栏中,以便测试CAN通信是否成功。

3.2 测试软件的应用

CAN总线的扩展模式支持“自收自发”测试功能,可以检测节点本身的CAN硬件电路功能,但不能测试与CAN总线密切相关的通讯参数。本系统借助于一套有ZLGCANtest通用测试软件支持的接口卡,来监听CAN总线网络通讯数据,向网络发送CAN总线帧报文,以提供给其它节点接收信息,从而检测CAN通路的正确与否。操作此软件,由于CAN节点正在向CAN总线上连续发送报文,因此,在CAN分析测试软件界面可以看到报文接收情况,如图3所示。从图中可以看出接收到的报文是数据长度为8的扩展数据帧,这是CAN节点发出的报文,可以在程序中设置发送CAN报文的格式和数据。

4 结束语

CAN的技术规范只定义了物理层和数据链路层协议,而没有定义应用层协议。因此,本系统针对汽车CAN网络控制系统,制定了一个简单有效的协议实现所要求的功能。系统采用29位标识符的扩展模式,定义了2个字节的标识符ID的和1个字节的数据域编码,并通过自行设计的上位机监测软件和CAN分析测试软件ZLGCANtest对CAN总线上的数据进行实验测试,在PC机上观察节点报文的发送和接收情况。经试验调试表明,报文的接收和发送没有异常,此协议的制定能够实现硬件系统所要求的功能。但这种简单协议的制定也表现出了它的弊端,就是不具有通用性,难以和其他系统兼容。

摘要：针对汽车CAN网络控制系统,依据CAN协议技术规范,重点制定了仪表显示、车灯控制和传感器信号采集部分的应用层协议。CAN总线系统是信息地址定位,而不是设备地址定位,系统采用29位标识符的扩展模式,定义了2个字节的标识符ID的和1个字节的数据域编码。采用自行设计的上位机监测软件和CAN分析测试软件ZLGCANtest对CAN总线上的数据进行实验测试,在PC机上观察节点报文的发送和接收情况。经试验调试表明,报文接收和发送正常,此协议的制定能够实现硬件系统所要求的功能。

关键词：CAN总线,应用层协议,标识符,数据域编码,ZLGCANtest

参考文献

[1]李银河.CAN总线和基于CAN总线的高层协议[J].可编程控制器与工厂自动化,2005,(11):65-68.

[2]SAE.SAE International Surface Vehicle Standard series.2003

[3]刘立峰,廖力清.高低速CAN总线在汽车控制系统中的研究[J].自动化与仪表.2006,(1):36-39.

[4]N.Navet,Y.-Q.Song and F.Simonot,Worst-case deadline fail-ure probability in real-time applications distributed overcontroller area network,ARTICLE Journal of Systems Architecture,2000,46(7).