汽车线束设计及测试系统的研究

摘要

随着汽车技术的不断发展和汽车性能的进一步提高，汽车上的用电设备也在不断增加，汽车线束越来越繁多，布置越来越复杂，尤其是在没有广泛使用CAN总线技术的重型卡车和军车上。一方面，汽车空间的有限给汽车的线束设计及布置带来了很大的困难，线束的可靠性和维护性要求也越来越高。因此，制定一个符合现代汽车线束设计的规范和流程对汽车电子电器技术的发展尤为重要。另一方面，由于汽车上线束和接点数量庞大，不可避免地出现线束连接故障，对于线束生产企业而言，在线束品质检验环节上提出很大挑战。应用以计算机为核心的检测台来进行这项工作，可以快速准确地得到结论，比起人工检测优势十分突出。
　　本文研究线束设计中各部件(熔断器、插接件、电线、搭铁等)选择与布置，制定线束设计及线束布置规范，设计线束设计流程，介绍线束防护及试验评价，绘制整车用电设备电气原理图及线束布置图。研究基于VXI总线的线束自动测试系统，VXI总线是 VME总线在仪器领域的扩展(VMEbus Extension for Instrumentation)，该系统是一个带有GPIB接口卡的计算机和一个根据VXI总线规范自动测试仪，本论文只研究VXI总线测试系统硬件设计及选择。考虑到VXI总线的线束自动测试系统需要的硬件设备较为复杂和昂贵，可以采用虚拟仪器(LabVIEW)对线束故障进行虚拟检测，并设计出了扩展其接口数量的扩展电路以及接插口的形式。所设计的汽车线束测试系统具备查找连接的断路、短路、导通电阻过大、绝缘电阻过小的功能，并通过一个友好界面给出检测结论。
　　在研究汽车线束测试系统的过程中，提出一种检测线束故障的判断矩阵及法则，设计出各种故障的检测电路，通过电平处理和信号采集可以得到矩阵信号。

目录

汽车线束设计及测试系统的研究

DESIGN OF AUTOMOTIVE CABLE HARNESS AND STUDY ON TEST SYSTEM

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 课题研究的目的和意义

1.1.1 汽车线束技术

1.1.2 汽车线束故障及测试系统

1.2 国内外研究现状

1.3 本文研究的主要内容

第2章 汽车线束设计

2.1 线束设计基本流程及参考标准

2.2 熔断器与车用电线的选择

2.2.1 熔断器的选择

2.2.2 车用电线的选择

2.2.3 插接件的选择

2.3 整车电路汇总

2.4 线束结构设计及布置

2.4.1 汽车整车电气原理图

2.4.2 汽车线束总成布置图

2.5 搭铁的设计

2.6 汽车线束装配的设计规范

2.7 防护及试验评价

2.8 本章小结

第3章 线束测试原理及理论

3.1 线束故障测试原理

3.1.1 通路测试

3.1.2 断路测试

3.1.3 短路测试

3.1.4 误连线测试

3.2 故障判断矩阵及算法

3.3 本章小结

第4章 基于VXI总线的线束自动测试系统研究

4.1 基于VXI总线的线束测试系统总体构成

4.2 线路转接板电路元件选取

4.2.1 CD4067芯片的参数及用途

4.2.2 CD4067芯片外部结构

4.2.3 CD4067芯片的工作原理

4.3 VXI总线测试系统零槽模块硬件设计

4.3.1 模块的基本结构

4.3.2 模块的功能与技术指标

4.3.3 模块的硬件电路设计

4.3.4 零槽控制器模块中的MCS-51单片机

4.4 主控计算机及接口

4.4.1 uPD7210的内部方框图及外部引脚

4.4.2 面向微处理器信号线

4.4.3 面向GPIB信号线

4.5 线束测试系统硬件连接电路的设计及研究

4.5.1 8031单片机与CD4067的接口电路

4.5.2 n根导线测试的接口电路

4.6 本章小结

第5章 虚拟线束测试系统设计

5.1 虚拟仪器简介

5.2 测试系统实现方式

5.3 硬件设计

5.3.1 DAQ 设备

5.3.2 接口扩展

5.4 软件及界面设计

5.4.1 检测程序设计

5.4.2 操作面板设计

5.5 本章小结

结论

参考文献

附录

A. 各熔断器及其负载汇总表

B. 汽车线束设计图

B.1 汽车线束设计电气原理图

B.2 汽车线束总成布置图

C. LabVIEW中Matlab节点代码

D. LabVIEW程序框图

D.1 初始化程序框图

D.2 检测地址发送框图

D.3 信息记录程序框图

D.4 文件记录、结果判断与显示程序框图

攻读硕士学位期间所发表的学术论文

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明

致谢