汽車電控系統(tǒng)常規(guī)傳感器測試系統(tǒng)的研究

鄧岐杏 巫尚榮

（廣西水利電力職業(yè)技術學院，廣西 南寧 530023）

汽車電控系統(tǒng)常規(guī)傳感器測試系統(tǒng)的研究

鄧岐杏 巫尚榮

（廣西水利電力職業(yè)技術學院，廣西 南寧 530023）

針對汽車常用的傳感器設計一專用的測試系統(tǒng)，通過系統(tǒng)方便快捷的實現(xiàn)對汽車中多種傳感器的快速檢測，查找汽車所存在的故障，盡早排除以保證汽車的安全行駛。

汽車傳感器；測試系統(tǒng)；故障診斷

1 引言

汽車越來越多的走入平常人家，為滿足不同階層的用車人士對汽車的不同，汽車的配置也各不相同。但不論是何級別的汽車都需要依靠汽車電子系統(tǒng)實現(xiàn)汽車的功能控制。而汽車傳感器是汽車電子控制系統(tǒng)的信息源和關鍵部件，也是汽車電子技術領域研究的核心內容之一。目前，一輛一般級別的小型汽車就安裝了大約幾十只到上百只傳感器，而配置高的豪華型汽車上的傳感器數(shù)量更多達二百余個，并且傳感器的類型也呈現(xiàn)多樣性的特點。

在發(fā)動機控制系統(tǒng)中，所采用的傳感器按功能可分：（1）溫度傳感器；（2）壓力傳感器；（3）位置和轉速傳感器；（4）流量傳感器；（5）氣體濃度傳感器；（6）爆震傳感器等。按控制部位不同，傳感器又可分（1）底盤控制傳感器，主要用于變速控制系統(tǒng)、懸架控制系統(tǒng)，動力轉向系統(tǒng)，制動防抱死系統(tǒng)等底盤部件的控制。（2）車身控制傳感器，主要用于提高汽車在行駛過程中的安全性、可靠性以及乘車的舒適性等。車身傳感器主要有：自動空調系統(tǒng)的溫度傳感器、濕度傳感器、風量傳感器、日照傳感器等；安全氣囊系統(tǒng)中的加速度傳感器；門鎖控制的車速傳感器；亮度自動控制的光傳感器等。在配備有GPS/GIS（全球定位系統(tǒng)/地理信息系統(tǒng)）的高配汽車上，還應用有導航用的傳感器：汽車行駛方向的羅盤傳感器、陀螺儀、車速傳感器和方向盤轉角傳感器等。

傳感器的工作狀態(tài)能很好的反映出汽車的行駛狀況。在日常用車過程中，要合理、安全的駕駛車輛，就必須對汽車所用傳感器有足夠的認識，并能對傳感器輸出信號的正確的狀態(tài)有識別的能力。這對于具備專業(yè)技術的實踐經(jīng)驗豐富的測量人員都較難達到的要求，對一般的用車大眾人群更是非常苛刻的。因此為了滿足大眾人群的需要，提高汽車電器故障診斷時間，快速、精確地測定汽車各類傳感器的好壞及工作精度，設計一種具有綜合性、易操作性、智能化的檢測系統(tǒng)是解決這一突出矛盾的辦法。

2 檢測系統(tǒng)的結構設計

傳感器主要是通過敏感元器件將被測的物理量轉化為電量輸出的器件。因此在汽車傳感器的檢測中，需要獲取的信號均為電量信號。而傳感器存在著多樣性，并且沒有統(tǒng)一的標準，即使是檢測同樣的物理量，還是會存在著一定的差異性。汽車傳感器綜合檢測系統(tǒng)要滿足這種測試的特性單一的考慮某一種傳感器設備不完全的，但要全部滿足不同車系的要求也是非常困難的。因此考慮采用模塊化的組合方式，將不同傳感器檢測相同的環(huán)節(jié)，例如系統(tǒng)的主電路、氣動控制系統(tǒng)、后臺支撐軟件等作為公用的資源，作為系統(tǒng)的主體構架。根據(jù)傳感器檢測方式及輸出方式的不同歸納整理，形成附屬于主體構架的分支模塊。主體構架與分支模塊之間采用現(xiàn)在普遍采用的即插即用的標準化接口方式完成電氣連接，并可以實現(xiàn)按需選擇的分支模塊的拆除、更換及擴展。其結構簡圖如圖1所示。

圖1 檢測系統(tǒng)的結構設計簡圖

3 檢測信號的處理

汽車所用傳感器的輸出信號一般有以下幾種：（1）開關量輸出信號；即輸出的信號為“0”或“1”的開關量。（2）數(shù)字型輸出信號；即輸出的信號為計數(shù)式或代碼式的信號量。（3）模擬量輸出信號；即輸出的信號是電流或電壓的形式。

在這三種輸出信號中，開關量和數(shù)字型的輸出信號可以直接引入計算機系統(tǒng)，顯示出傳感器的檢測結果。模擬量一般需要利用萬用表或示波器等設備檢測出其結果，在信號處理時不易操作。

根據(jù)信號的特點，為了統(tǒng)一將信號整理由計算機輸出，將從傳感器采集到的信號根據(jù)信號的不同形式進行前置處理，實現(xiàn)信號的放大或完成A/D模式轉換等，后輸入到計算機里進行數(shù)據(jù)的綜合處理，也方便后繼的顯示或打印需要。其一般原理如圖2所示。

圖2數(shù)據(jù)處理的一般原理圖

4 系統(tǒng)的軟件支撐

不同的傳感器其測試的原理具有共性，但細化還是存在著差異性。因此在綜合的測量平臺上，要實現(xiàn)對不同傳感器的測量還需要與各種傳感器相匹配的測試軟件作為支撐，在一定的使用范圍內能根據(jù)被測對象的不同，所用傳感器的不同適當?shù)倪M行調整，以滿足最終的測量需要，并保證獲得正確的測量結果。

解決的方法是通過軟件設計時，在設計自定義了腳本文件，包含各種端口分配信息、測試內容和測試步驟，結果處理等信息，軟件按照這個腳本文件執(zhí)行操作。針對不同傳感器的測試提供對應的腳本文件，即可解決軟件的復用問題。為了提高測試系統(tǒng)的智能化和易操作性，在軟件設計時，針對系統(tǒng)中擁有各種不同的傳感器件，設計了識別功能，使軟件系統(tǒng)能夠自動識別被測傳感器類型，并且可根據(jù)識別結果自動調用與傳感器相匹配的測試程序，以此保證測量的高效率及可靠性。

此外，軟件系統(tǒng)還包括了其他的支撐模塊以完成硬件控制驅動、傳感器安裝測試、性能測試、測試信號處理顯示和測試過程監(jiān)控等任務。在設計軟件系統(tǒng)時，采用了以主程序為主干，子程序為輔的樹狀結構。樹狀結構其邏輯關系清晰，具有高調節(jié)性和適應性，可方便的調整或增刪其他的分支子程序，以適應傳感器的多樣性。

5 綜合測試系統(tǒng)的誤差因素分析

傳感器是接收信號的主要器件，處于測量的最前端，傳感器的性能好壞影響整個測試系統(tǒng)。對于傳感器來說，性能指標主要分靜態(tài)指標和動態(tài)指標，在測試系統(tǒng)中，動態(tài)影響較大，主要是隨機誤差為主：（1）在綜合測試系統(tǒng)集成了多種電器元件，當它們工作的時候相互之間會產(chǎn)生電磁干擾信號，對于此類干擾信號可以通過電路的改善來降低電磁的干擾。（2）設備的機械振動引起系統(tǒng)測量結果誤差，對于機械振動所引起的誤差通過分析在工作過程中會產(chǎn)生較大振動的振源，對其采用阻尼系統(tǒng)來降低工作時的振感，以提高測量的結果的正確性。（3）信號數(shù)模轉換造成的測量結果誤差，對于這部分數(shù)據(jù)誤差，主要通過對數(shù)據(jù)的分析查找誤差規(guī)律，通過數(shù)學模式處理糾正測量的數(shù)據(jù)誤差。

6 結束語

汽車測試系統(tǒng)的設計對常用汽車傳感器的檢測具有較強的適應性和可靠性，對系統(tǒng)可能產(chǎn)生的測量誤差進行了有效的預防與后置處理，保證整個測量過程的正確性。測試系統(tǒng)的設計模式能夠為進一步提升汽車傳感器的測試系統(tǒng)智能性提供有益的參考。

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[3] 蔣偉榮,黃志文,張永亮.基于虛擬儀器技術的汽車傳感器實驗臺設計[J].湖北汽車工業(yè)學院學報,2009,23(4):5-8.

Research on the test system of the conventional sensor for the automotive electronic control system

The commonly used in automobile sensor testing system of.special design, through the system to test.variety of sensor rapid and detection.realize the fast and convenient, find car fault, ruled out as soon as possible in order to ensure the running safety of the car.

Automobile sensor; test system; fault diagnosis

U472.42..

A....

1008-1151(2015)08-0061-02

2015-07-10

鄧岐杏（1978－），女，廣西柳城人，廣西水利電力職業(yè)技術學院副教授，研究方向為機械電子工程。