揭秘汽車出廠前的關(guān)鍵工藝——整車下線檢測

整車下線檢測技術(shù)主要通過發(fā)送接收CAN報文，根據(jù)車輛模塊診斷協(xié)議，檢查各控制器故障信息。同時通過上位機(jī)Lab VIEW平臺發(fā)送指令，使ECU控制各電器元件工作，利用鉗型電流表測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)的對比，判斷電器元件是否正常工作。

現(xiàn)代社會對汽車的要求不斷提高，包括車輛主動安全性和被動安全性，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，要對整車的電器設(shè)備、開關(guān)線束以及控制器進(jìn)行檢測，避免故障車輛被售出，同時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)都是自動流水化作業(yè)，因此開發(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)場實(shí)際要求，需要整車下線檢測系統(tǒng)具備回路電流、蓄電池電源電壓、模塊CAN診斷等功能，完成對車輛關(guān)鍵電器元件檢測目的。

1.檢測內(nèi)容

主要檢測有無錯漏裝及有無電器不良品。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。

通信協(xié)議檢查。

測試系統(tǒng)的軟件具有自動完成所有測試的功能，而且要根據(jù)各控制器的電性能參數(shù)對測試的結(jié)果進(jìn)行處理。由于是在線檢測，對軟件運(yùn)行時間、節(jié)拍有要求，因此軟件方面盡可能的自動化、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)中自動獲取車輛信息，定制檢測。

自動顯示檢測菜單，具備自動逐項(xiàng)檢測或手動單項(xiàng)檢測。

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)需要切換和刪減測試單項(xiàng)。

建立檢測數(shù)據(jù)庫，可存儲10 000輛份的檢測結(jié)果，并可隨時通過網(wǎng)絡(luò)查詢和傳遞結(jié)果。

車輛參數(shù)的設(shè)置要求用戶分級密碼保護(hù)。

3.硬件設(shè)計(jì)

由于下線檢測系統(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)場的環(huán)境，如振動、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，防止操作錯誤。

下線檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

根據(jù)整車ECU的功能和位置，同時了解各電器的工作原理及控制規(guī)則，通過對下線檢測系統(tǒng)的功能需求進(jìn)行分析，確定下線檢測系統(tǒng)的信號分類。整個系統(tǒng)處理的信息包括：車輛CAN報文信號、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。

車輛CAN報文信號。整車內(nèi)部絕大部分信息都是通過CAN總線進(jìn)行傳輸?shù)?，各個控制器通過非破壞性的仲裁機(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)動機(jī)的油溫、轉(zhuǎn)速等信號，蓄電池電壓信號以及車輛防報死系統(tǒng)需要的輪速信號等。雖然正常情況下可以通過汽車儀表板顯示屏指示燈的形式判斷車輛有無重大故障信息，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CAN總線獲取各控制器的報文信息，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車型為例，總共有多達(dá)24種配置類型。主機(jī)廠都會用到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，同時將檢測結(jié)果上傳至MES服務(wù)器。

電器元件電流信號。為了檢測車輛電器元件裝配及來件質(zhì)量是否合格，采用鉗型電流表對回路電流進(jìn)行測試。因?yàn)殡娏鳒y試是利用電流鉗通過霍爾效應(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，是整個電流測試過程中的所有電流變化曲線。通過對各個用電負(fù)載的時間區(qū)間控制來區(qū)分不同的電器。

下線檢測系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案

整車下線檢測系統(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車輛電器元件在蓄電池正極端電流有無短路、開路等故障，并將測試結(jié)果保存?zhèn)鬏斨凉SMES系統(tǒng)。返修人員根據(jù)測試結(jié)果對車輛進(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)可以將檢測的結(jié)果保存在以VIN碼為索引的數(shù)據(jù)庫中，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。

整車下線檢測系統(tǒng)主要分為門總成檢測站點(diǎn)、胎壓學(xué)習(xí)檢測站點(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)、報交站點(diǎn)、服務(wù)器管理和參數(shù)計(jì)算機(jī)站點(diǎn)(見圖2)。

門檢測站點(diǎn)：檢測玻璃升降電流、玻璃升降時間、門喇叭等。

胎壓學(xué)習(xí)站點(diǎn)：輪胎傳感器激活與識別。

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。

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

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

結(jié)語

一次通過率(FTT)概念的提出源于汽車制造商在常年的檢測過程中，遇到的一大困擾，就是如果被檢測車輛出現(xiàn)問題，無法確定是車輛自身的問題，還是檢測設(shè)備不準(zhǔn)確導(dǎo)致的誤診。其結(jié)果可能是無問題車輛被迫送修，有問題車輛被售出。如果汽車廠測試系統(tǒng)較差，生產(chǎn)合格率統(tǒng)計(jì)就會出錯，而且會投入無謂的人力、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，以定義某檢測系統(tǒng)的可靠性，以此來保證在生產(chǎn)線上，更準(zhǔn)確的確定測試失敗是否與車輛自身。

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