作者：祁榮欣 李云杰 高奇 （北京泛華恒興科技有限公司 北京 100192）
摘要：為了滿(mǎn)足ETC（電子節(jié)氣門(mén)）的終檢測(cè)試要求，開(kāi)發(fā)了雙工位的反應(yīng)時(shí)間測(cè)試系統(tǒng)。系統(tǒng)以柔性測(cè)試技術(shù)為核心理念，具有可靠性、靈活性、適用性和可擴(kuò)展性等特點(diǎn)。
關(guān)鍵詞：ETC 雙工位 柔性測(cè)試技術(shù)
Design of ETC reaction time testing system based on Flexible Test Technologies
Author：Qi Rong-xin Li Yun-jie gao qi（Beijing Pansino Solutions Technology Co.,Ltd., Beijing 100192, China）
Abstract: A reaction time test system with two working station is developed for the final testing of ETC. The system based on Flexible Test Technologies features Reliability, flexibility, applicability and expansibility.
Key words: ETC; two working station; Flexible Testing Techniques
1 引言
ETC是伴隨汽車(chē)電子驅(qū)動(dòng)理念將節(jié)氣門(mén)由機(jī)械控制向電子控制轉(zhuǎn)變的新一代產(chǎn)品。ETC避免了傳統(tǒng)機(jī)械式節(jié)氣門(mén)拉索或拉桿的機(jī)械連接，通過(guò)采用油門(mén)執(zhí)行器、電控單元以及相應(yīng)的各種傳感器，實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車(chē)節(jié)氣門(mén)開(kāi)度的精確控制。ETC能將節(jié)氣門(mén)調(diào)節(jié)到最佳位置，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)在不同負(fù)荷和工況下，都能以接近理論空燃比的狀態(tài)工作，這將有利于提高汽車(chē)行駛的動(dòng)力性、平穩(wěn)性、經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)降低排放污染。
如何生產(chǎn)出比競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手更高效、更低成本、更高質(zhì)量且不影響測(cè)試覆蓋的ETC，已成為快節(jié)奏的汽車(chē)電子行業(yè)難以應(yīng)付的挑戰(zhàn)。在開(kāi)發(fā)ETC檢測(cè)設(shè)備時(shí)，要兼顧三個(gè)彼此沖突的目標(biāo)：時(shí)間（測(cè)試開(kāi)發(fā)、執(zhí)行和系統(tǒng)部署）；成本（資金和集成）；范圍（吞吐率、精度和靈活性）。因此，泛華恒興為某公司開(kāi)發(fā)了雙工位第五代ETC反應(yīng)時(shí)間測(cè)試系統(tǒng)，很好的兼顧了對(duì)時(shí)間、成本和范圍的要求。
2 ETC工作原理
電子節(jié)氣門(mén)由節(jié)氣門(mén)體、驅(qū)動(dòng)電機(jī)和節(jié)氣門(mén)位置傳感器等構(gòu)成，來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)ECU的指令使驅(qū)動(dòng)電機(jī)動(dòng)作，通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)使節(jié)氣門(mén)轉(zhuǎn)動(dòng)，保證發(fā)動(dòng)機(jī)工作所需的節(jié)氣門(mén)開(kāi)度。節(jié)氣門(mén)位置傳感器由兩個(gè)電位器組成，節(jié)氣門(mén)開(kāi)度變化時(shí)，電阻值發(fā)生變化，輸出的電壓信號(hào)隨之變化，與電子油門(mén)踏板位置傳感器信號(hào)一起，輸入到發(fā)動(dòng)機(jī)ECU，經(jīng)計(jì)算后，輸出驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制信號(hào)，從而控制發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門(mén)開(kāi)度。其工原理如圖1所示。
圖1 ETC工作原理示意圖
直流電機(jī)在驅(qū)動(dòng)電流作用下旋轉(zhuǎn)一定角度，通過(guò)齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，將直流電機(jī)軸的運(yùn)動(dòng)傳遞給節(jié)氣門(mén)軸，節(jié)氣門(mén)軸帶動(dòng)節(jié)氣門(mén)旋轉(zhuǎn)到所需角度，改變進(jìn)氣通道的截面積，從而控制發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣流量。同時(shí)，由于節(jié)氣門(mén)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，改變電位計(jì)的工作位置，電位計(jì)輸出的信號(hào)發(fā)生變化，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元根據(jù)信號(hào)值可確定節(jié)氣門(mén)的具體開(kāi)度位置反饋，從而精確微調(diào)其位置。電位計(jì)為兩個(gè)反向信號(hào)計(jì)組成，一個(gè)反映節(jié)氣門(mén)的正向開(kāi)度位置，另一個(gè)反映節(jié)氣門(mén)的反向開(kāi)度位置，比較兩個(gè)信號(hào)計(jì)的信號(hào)值可相互檢查其工作狀態(tài)，作為判斷是否有失效的一個(gè)依據(jù)。
3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
為了滿(mǎn)足實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)效率的要求，系統(tǒng)設(shè)計(jì)為雙工位。核心部件完全獨(dú)立，兩個(gè)工位互不影響。大大減少了研發(fā)成本，提高了測(cè)試效率。設(shè)備外觀如圖2所示。
圖2 設(shè)備外觀
上位系統(tǒng)為穩(wěn)定的IPC系統(tǒng)，通過(guò)顯示器、鼠標(biāo)、鍵盤(pán)實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，通過(guò)PCI總線(xiàn)控制DAQ板卡和數(shù)字I/O板卡。
DAQ板卡采用NI多功能DAQ板卡來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)傳感器信號(hào)、電機(jī)電壓、參考電壓等參數(shù)的采集，即使在高采樣率下也能保持高精度。
數(shù)字I/O采用NI工業(yè)數(shù)字I/O板卡，通過(guò)利用數(shù)字I/O板卡配合相應(yīng)的信號(hào)調(diào)理電路實(shí)現(xiàn)了對(duì)信號(hào)通道切換模塊的動(dòng)作、測(cè)試啟動(dòng)鼠尾開(kāi)關(guān)、急停按鈕等的狀態(tài)，氣缸動(dòng)作控制，報(bào)警等狀態(tài)指示，工件有無(wú)、廢品檢測(cè)等傳感器的狀態(tài)監(jiān)測(cè)。
計(jì)算機(jī)通過(guò)多功能DAQ板卡的模擬輸出控制編程電源。編程電源能夠提供0～±20V電壓及 0～±10A電流,用來(lái)驅(qū)動(dòng)直流電