電器可靠性試驗監控系統的研究開發

摘要：論述了一套用于汽車電器系統振動可靠性試驗實時監控的電路多參數測試系統。該系統以LXI 總線模塊化虛擬儀器為核心，以LabWindows/CVI 為軟件開發平臺，有效的結合計算機故障診斷技術，形成了一套可以獨立完成遠程控制、測試、數據處理和實時故障診斷的試驗監控系統，為汽車電器產品試驗過程的智能化、可溯性奠定了基礎。

　　1 引言

　　由于路面激勵和發動機振動這兩大激勵源的存在，汽車電器與電子系統故障占整車故障的比例極高，且呈逐年增加的趨勢。在試驗室內對車輛及其零部件進行道路模擬振動試驗被認為是加速產品開發、提高產品質量的有效手段。傳統的試驗過程多采用人工值守，對相關數據進行紀錄。這種方式存在以下問題:
　　1. 試驗環境惡劣，常伴有噪聲、濕熱等因素；
　　2. 時間長，值守人員的工作負荷大；
　　3. 人工記錄數據，缺乏完整性和一致性；
　　4. 故障現象不具有可溯性，無法為故障分析提供充分的依據；
　　這些不足之處在很大程度上影響了試驗的有效性，無法對試驗結果進行深入的分析。由于汽車電器系統自身控制原理復雜，包含的元器件數量種類繁多，結構形式多樣，借助自動化測試設備對整車電器系統進行試驗過程的實時監控尚不具備通行的有效方法。本文著重論述了一種應用于“汽車電器系統可靠性試驗臺”的適用于整車電器系統試驗監控及故障診斷的測試系統的構建方法。

　　2 監控系統工作原理

　　汽車電器可靠性試驗臺借助輔助試驗設備施加電應力和振動應力，使臺架上的汽車電器系統模擬汽車道路試驗的實際工況進行試驗。“汽車電器系統可靠性試驗實時監控系統”以電路內的可及節點作為監控點，借助數據采集設備對各用電器回路內電壓、電流、頻率等信號進行跟蹤測量和記錄；通過應用軟件對單元數據進行實時的處理分析，及時發現故障，實現聲光電報警，并對典型故障的類型和位置做出診斷。

　　2.1 系統基本設計構想

　　由于被試系統自身的復雜性，監控系統在設計上采用了基于“UUT（Unit Under TEST）分類”的系統規劃方式，如圖1 所示。針對UUT 類型展開系統的硬件和軟件設計。采用這種方法的原因在于：
　　1. 汽車電器系統的常規用電設備采用的是并聯方式，以每一用電器回路作為一個試驗單元UUT，則整個被試系統即可作為一個由多個UUT 并行試驗的電路網絡系統；
　　2. 汽車某些電器設備在其工作模式及故障形式上多具有共性，結合其自身特性及相關標準要求可將全部UUT 單元劃分為燈具、電機、儀表等幾種典型分類；
　　3. 針對UUT 分類展開設計而非針對單個UUT，可以減小系統復雜度，提高通用性。

圖1：系統基本設計構想