揭秘汽車出廠前的關(guān)鍵工藝——整車下線檢測(cè)

整車下線檢測(cè)技術(shù)主要通過(guò)發(fā)送接收CAN報(bào)文，根據(jù)車輛模塊診斷協(xié)議，檢查各控制器故障信息。同時(shí)通過(guò)上位機(jī)Lab VIEW平臺(tái)發(fā)送指令，使ECU控制各電器元件工作，利用鉗型電流表測(cè)量電源正極端電流變化值，根據(jù)汽車電器的實(shí)際和理想狀態(tài)的對(duì)比，判斷電器元件是否正常工作。

現(xiàn)代社會(huì)對(duì)汽車的要求不斷提高，包括車輛主動(dòng)安全性和被動(dòng)安全性，乘坐的舒適性，駕駛的便捷和人性化，尤其是低排放和低油耗的要求等。在汽車設(shè)計(jì)中運(yùn)用計(jì)算機(jī)微處理器及其電控技術(shù)是滿足這些要求的最好方法，而且已經(jīng)得到了廣泛的運(yùn)用。

汽車出廠之前，要對(duì)整車的電器設(shè)備、開(kāi)關(guān)線束以及控制器進(jìn)行檢測(cè)，避免故障車輛被售出，同時(shí)某些特殊的控制器下線后需要進(jìn)行一些特殊功能的標(biāo)定及功能觸發(fā)，而當(dāng)前的汽車生產(chǎn)都是自動(dòng)流水化作業(yè)，因此開(kāi)發(fā)一套高效率的整車故障診斷設(shè)備尤為重要。

下線檢測(cè)系統(tǒng)功能需求分析

根據(jù)整車電器設(shè)計(jì)、車輛診斷網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際要求，需要整車下線檢測(cè)系統(tǒng)具備回路電流、蓄電池電源電壓、模塊CAN診斷等功能，完成對(duì)車輛關(guān)鍵電器元件檢測(cè)目的。

1.檢測(cè)內(nèi)容

主要檢測(cè)有無(wú)錯(cuò)漏裝及有無(wú)電器不良品。具體包含如下內(nèi)容：

控制器故障檢查。

特殊控制器功能學(xué)習(xí)：例如防盜鑰匙學(xué)習(xí)、中控鎖學(xué)習(xí)及轉(zhuǎn)角控制器標(biāo)定等。

控制器軟件版本、硬件版本識(shí)別，配置信息寫入。

蓄電池電壓檢查。

執(zhí)行電器( 電機(jī)、燈光)電流檢測(cè)。

通信協(xié)議檢查。

測(cè)試系統(tǒng)的軟件具有自動(dòng)完成所有測(cè)試的功能，而且要根據(jù)各控制器的電性能參數(shù)對(duì)測(cè)試的結(jié)果進(jìn)行處理。由于是在線檢測(cè)，對(duì)軟件運(yùn)行時(shí)間、節(jié)拍有要求，因此軟件方面盡可能的自動(dòng)化、快速和精確。

2.軟件設(shè)計(jì)

軟件設(shè)計(jì)具體包括：

從工廠MES系統(tǒng)中自動(dòng)獲取車輛信息，定制檢測(cè)。

自動(dòng)顯示檢測(cè)菜單，具備自動(dòng)逐項(xiàng)檢測(cè)或手動(dòng)單項(xiàng)檢測(cè)。

系統(tǒng)具備自診斷功能，采用故障代碼進(jìn)行故障顯示。

模塊故障代碼文本解析。

可根據(jù)需要切換和刪減測(cè)試單項(xiàng)。

建立檢測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)，可存儲(chǔ)10 000輛份的檢測(cè)結(jié)果，并可隨時(shí)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)查詢和傳遞結(jié)果。

車輛參數(shù)的設(shè)置要求用戶分級(jí)密碼保護(hù)。

3.硬件設(shè)計(jì)

由于下線檢測(cè)系統(tǒng)是在整車車間使用的，所以系統(tǒng)所處的環(huán)境比較惡劣，系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)也需要滿足以下要求：

系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，方便維修、更換。

通信板卡和適配器要考慮現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境，如振動(dòng)、灰塵和溫差等不良因素的影響。

工控機(jī)和電控柜頂部需要有防水措施，考慮灰塵的影響。

硬件設(shè)計(jì)中考慮保護(hù)裝置，防止操作錯(cuò)誤。

下線檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

根據(jù)整車ECU的功能和位置，同時(shí)了解各電器的工作原理及控制規(guī)則，通過(guò)對(duì)下線檢測(cè)系統(tǒng)的功能需求進(jìn)行分析，確定下線檢測(cè)系統(tǒng)的信號(hào)分類。整個(gè)系統(tǒng)處理的信息包括：車輛CAN報(bào)文信號(hào)、MES(制造執(zhí)行系統(tǒng))數(shù)據(jù)交互信息及電器元件電流信號(hào)。

車輛CAN報(bào)文信號(hào)。整車內(nèi)部絕大部分信息都是通過(guò)CAN總線進(jìn)行傳輸?shù)?，各個(gè)控制器通過(guò)非破壞性的仲裁機(jī)制在CAN總線發(fā)送各種信息，包含車身控制器的各種配置信息，駕駛儀表上顯示的各種車輛狀態(tài)信息，發(fā)動(dòng)機(jī)的油溫、轉(zhuǎn)速等信號(hào)，蓄電池電壓信號(hào)以及車輛防報(bào)死系統(tǒng)需要的輪速信號(hào)等。雖然正常情況下可以通過(guò)汽車儀表板顯示屏指示燈的形式判斷車輛有無(wú)重大故障信息，但是儀表板能顯示的信息非常有限，它能顯示某個(gè)控制器有故障，但不能具體到故障信息是什么，更不能告之如何處理這些故障。因此，這就需要通過(guò)CAN總線獲取各控制器的報(bào)文信息，進(jìn)行故障排查。

與MES的數(shù)據(jù)交互。如今的車輛生產(chǎn)都是訂單化生產(chǎn)模式，同一型號(hào)的車輛有著不同的配置，根據(jù)不同的配置車輛裝配不同的電器元件，以本課題研究的某型號(hào)車型為例，總共有多達(dá)24種配置類型。主機(jī)廠都會(huì)用到MES系統(tǒng)安排、組織車間的生產(chǎn)，收集和獲取車輛實(shí)際生產(chǎn)信息。下線檢測(cè)系統(tǒng)需要從MES系統(tǒng)中獲取準(zhǔn)確的車輛模塊信息，同時(shí)將檢測(cè)結(jié)果上傳至MES服務(wù)器。

電器元件電流信號(hào)。為了檢測(cè)車輛電器元件裝配及來(lái)件質(zhì)量是否合格，采用鉗型電流表對(duì)回路電流進(jìn)行測(cè)試。因?yàn)殡娏鳒y(cè)試是利用電流鉗通過(guò)霍爾效應(yīng)讀取車載電瓶正極電流的變化，根據(jù)該變化判斷用電負(fù)載是否工作正常。電流鉗所記錄的電流圖，是整個(gè)電流測(cè)試過(guò)程中的所有電流變化曲線。通過(guò)對(duì)各個(gè)用電負(fù)載的時(shí)間區(qū)間控制來(lái)區(qū)分不同的電器。

下線檢測(cè)系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案

整車下線檢測(cè)系統(tǒng)采用工控機(jī)為控制中心，根據(jù)虛擬儀器技術(shù)，通過(guò)CAN總線通信電路和車輛各ECU單元進(jìn)行通信，利用鉗型電流表檢測(cè)車輛電器元件在蓄電池正極端電流有無(wú)短路、開(kāi)路等故障，并將測(cè)試結(jié)果保存?zhèn)鬏斨凉SMES系統(tǒng)。返修人員根據(jù)測(cè)試結(jié)果對(duì)車輛進(jìn)行檢修，確保每一輛出廠的汽車都不存在電氣故障。診斷完成后系統(tǒng)可以將檢測(cè)的結(jié)果保存在以VIN碼為索引的數(shù)據(jù)庫(kù)中，方便調(diào)用查看。為了滿足生產(chǎn)線節(jié)拍要求，采用多站點(diǎn)設(shè)計(jì)，整體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

整車下線檢測(cè)系統(tǒng)主要分為門總成檢測(cè)站點(diǎn)、胎壓學(xué)習(xí)檢測(cè)站點(diǎn)、模塊配置及特殊功能學(xué)習(xí)站點(diǎn)、四輪定位標(biāo)定站點(diǎn)、報(bào)交站點(diǎn)、服務(wù)器管理和參數(shù)計(jì)算機(jī)站點(diǎn)(見(jiàn)圖2)。

門檢測(cè)站點(diǎn)：檢測(cè)玻璃升降電流、玻璃升降時(shí)間、門喇叭等。

胎壓學(xué)習(xí)站點(diǎn)：輪胎傳感器激活與識(shí)別。

模塊配置及特殊功能學(xué)習(xí)站點(diǎn)：BCM/ICM/ESP等控制器的配置寫入;IMMO/PEPES/TCU的防盜匹配學(xué)習(xí);玻璃防夾學(xué)習(xí)、中控鎖學(xué)習(xí)等。

四輪定位站點(diǎn)：轉(zhuǎn)角傳感器、ESP集成傳感器等的標(biāo)定學(xué)習(xí)。

報(bào)交站點(diǎn)：各控制器的故障代碼清除與讀寫，出廠模式切換。

該系統(tǒng)需要滿足如下基本應(yīng)用要求：

較高的可靠性：生產(chǎn)車間環(huán)境復(fù)雜，系統(tǒng)所選用的相關(guān)元器件應(yīng)該有較好的可靠性，滿足防塵、防水等環(huán)境要求。

較好的糾錯(cuò)性：能夠比較方便地檢測(cè)出整車的電器元件、ECU控制器的故障，并且通過(guò)故障分析給出合適的解決方法。

較強(qiáng)的擴(kuò)容性：除了檢測(cè)整車廠給出的車輛型號(hào)，系統(tǒng)還可一通過(guò)改變參數(shù)或者配置文件檢測(cè)其他不同型號(hào)的車輛，同時(shí)被檢測(cè)車輛電器元件增加或減少時(shí)，能夠較方便的實(shí)現(xiàn)程序升級(jí)。

結(jié)語(yǔ)

一次通過(guò)率(FTT)概念的提出源于汽車制造商在常年的檢測(cè)過(guò)程中，遇到的一大困擾，就是如果被檢測(cè)車輛出現(xiàn)問(wèn)題，無(wú)法確定是車輛自身的問(wèn)題，還是檢測(cè)設(shè)備不準(zhǔn)確導(dǎo)致的誤診。其結(jié)果可能是無(wú)問(wèn)題車輛被迫送修，有問(wèn)題車輛被售出。如果汽車廠測(cè)試系統(tǒng)較差，生產(chǎn)合格率統(tǒng)計(jì)就會(huì)出錯(cuò)，而且會(huì)投入無(wú)謂的人力、物力做大量維修工作。

為了能更準(zhǔn)確地判斷生產(chǎn)線的生產(chǎn)質(zhì)量，制造商提出使用FTT的概念，以定義某檢測(cè)系統(tǒng)的可靠性，以此來(lái)保證在生產(chǎn)線上，更準(zhǔn)確的確定測(cè)試失敗是否與車輛自身。

汽車下線診斷檢測(cè)系統(tǒng)是汽車生產(chǎn)、制造過(guò)程中保障電器質(zhì)量的有效檢測(cè)手段和管理平臺(tái)。