喻文軍 陳登 寧閩







摘要:本文設計了一種刷寫汽車發動機ECU數據的解決方案,通過一套獨立的EOL設備完成。這種設備是能刷寫多品種汽車發動機ECU數據的EOL設備。在汽車的節能減排及成本控制方面效益顯著,從而提高了生產企業的核心競爭力。
關鍵詞:ECU數據;EOL設備;防錯技術
1 ?EOL設備的制造的由來
隨著全球經濟的發展放緩,汽車行業的發展更為激烈,優勝劣汰就非常明顯了。這個時候降本增效將是汽車行業存活的關鍵,也是各個汽車廠及相關配套廠致勝的法寶。以某發動機公司為例:隨著產量增大,下線EOL設備成為后處理線刷寫ECU的瓶頸設備。產量大時需要營銷中心幫忙預刷ECU數據和平時休息時加班刷寫ECU數來滿足生產需要,導致車間抱怨很大。為滿足多品種發動機的生產,開發一種能刷寫多品種汽車發動機ECU數據的EOL設備,就是迫在眉睫的緊要任務。
原使用的發動機電控系統程序刷入器,由R425發動機燃油系統升級的要求提出申請,采購設備組合件組裝而成。由于首次組裝此設備存在許多考慮不足之處,主要表現在以下方面:
①電氣柜選型采用了信息設備使用的標準,對生產型設備不是很適合;②電器控制開關選用的不全,只有一個電源開關,缺少了保護控制裝置和急停開關等,控制線路敷設零亂,不符合機械設備電氣安裝規范;③操作不方便;刷入電控系統時,需打開電氣柜門,將零件擺放在電氣柜里進行,給操作人員帶來不便;④設備在使用過程中出現的故障較多;⑤程序刷入時間長,平均一小時入4個。
針對上述的問題,我們提出該設備的改造計劃,重點將上述的問題給予全部徹底的解決,根據當年的生產計劃預計量為1萬臺,該設備的當時工藝節拍約為20分鐘刷一件,一臺設備無法滿足當年預計的生產要求,另這臺設備頻繁出故障,每刷一批次都會出現不同的故障,排除故障時間比刷入批次數據時間還長。于是決定改造壹臺,重新設計壹臺。
2 ?EOL設備制造的主要內容
2.1 EOL設備制作方案
根據項目協議發動機刷寫設備,BOSH只提供ECU刷寫軟件,及現場聯調服務工作,不提供末端的EOL刷寫設備。如果需要末端的EOL刷寫設備,那么一臺EOL刷寫設備需要增加費用十多萬元。從降本增效的定位出發,整個EOL設備由我們完成電路設計、購買元件及電氣安裝成柜。制作該類設備首先考慮的選用生產或試驗設備的電氣柜的形式,這樣對操作臺控制開關一目了然,方便員工操作并滿足操作人員提出的人性化要求;同時考慮掃描槍、線束、零件安裝的方便性。其次,對設備電氣路敷設,電氣線路保護按電氣安裝設計規范進行設計。目前我們自主設計的EOL設備能實現EDC16C39、EDC17CV54、EDC17C55三大類ECU數據的刷寫,并采用無線掃描槍的使用,有效節約了生產空間和擴大了使用范圍。
2.2 EOL設備制作設計
2.2.1 按鈕功能設計(如圖1)
最右邊三個按鈕為ECU選型用,選擇哪種類型則按相應按鈕,其指示燈亮表示選中;
設備上電:為EOL設備電源開關,燈亮表示設備已通電;
設備斷電:為EOL設備電源開關,按下此按鈕設備斷電;
急停:拍下急停按鈕后控制電路所有繼電器釋放,急停釋放后控制電路恢復到開機狀態。重新選型時需現急停,否則選型無法切換;
ECU上電:給ECU供電,開始刷寫ECU,對應指示燈亮;
ECU斷電:ECU刷寫完成后切斷ECU供電,對應指示燈亮,可以插拔ECU。
2.2.2 防錯設計,這是該設備的關鍵技術
三種類型ECU的線束盒(圖2)是一樣的,即三種ECU的線束盒每種ECU都可以插入,為此需要有防錯功能,防止ECU插錯線束盒而導致ECU損壞或則電氣短路。在本制作設計中除對ECU盒進行標示防錯外,另在電氣上進行防錯,利用不同ECU點火上電的引腳不同進行防錯,這樣ECU即使插錯,因電源正極無法上電,ECU刷寫不會工作。
EDC16C39線束盒控制電路如圖3,通過其點火腳28腳控制其電源正極1、3、5腳上電。只有EDC16C39插入到該線束盒KA1吸盒后,28腳得電后,KA100繼電器才會吸合,ECU正極得電開始工作。而其他ECU插入線束盒中,因其28腳不為點火腳故KA100不會吸合,ECU正極無法得電。
EDC17C55線束盒控制電路如圖4,通過其點火腳71腳控制其電源正極4、5腳上電。只有EDC17C55插入到該線束盒KA3吸盒后,71腳得電后,KA102繼電器才會吸合,ECU正極得電開始工作。而其他ECU插入線束盒中,因其71腳不為點火腳故KA102不會吸合,ECU正極無法得電。防錯電路圖防錯電路設計圖5、圖6、圖7。
2.2.3 原先的USB有線掃描槍采用無線藍牙掃描槍
原EOL設備為有線USB掃描槍,掃描噴油器型號、機型號極不方便,操作人員每次需將發動機移到掃描區域掃描,等刷寫完ECU后,必須將發動機移走,再移進另一臺發動機,增加操作者勞動強度及輔助時間。其次USB線容易破損及接觸不良,導致故障時間增加。采用symbol的DS6878-SR無線藍牙掃描槍后,操作者可以在一個發動機區域內掃描掃描到有所的發動機,藍牙接收距離大于7米。
2.2.4 工控機選型
選擇計算機時,為了保證與BOSH刷寫軟件的兼容性及工業用的穩定性,特選用研華高性能工控機,研華主板:AIMB-701VG,CPU:I5-2400 并安裝WIN7系統。工控機具體型號為:IPC-610L/300/701VG/I5-2400/4G/500G/DVD。如圖8所示:實物展示。
3 ?EOL設備的使用效果驗證
現在使用的這套EOL刷寫設備,能滿足該公司4J\493\VM等多個系列的國四,國五柴油機刷寫EOL數據。并且升級到國六的4J\493\VM等柴油機產品使用。經過近一年來的使用驗證,目前整個系統很穩定,ECU刷寫節拍為2.5分鐘,能滿足10萬臺套發動機的生產。大大地提高了設備的安全性和穩定性;改進了零件安裝方式由原先的在電氣柜里操作轉變成直接在工作臺上操作、操作鍵一目了然,符合人機工程設計,減少了設備故障停機時間。
參考文獻:
[1]胡壽松.自動控制原理[M].北京:科學出版社,2001:20-350.
[2]楊保成,楊海鵬,林玲.汽車發動機電控技術[M].清華大學出版社,2018:158-169.
[3]張丹紅,程丹玲.自動控制系統實驗裝置的研究[J].武漢汽車工大學報,2000,22(3):52-55.
[4]魏克新.自動控制綜合應用技術[M].機械工業出版社,2012.
[5]劉高鵬,張根保,任顯林面向制造的防錯設計研究[J].機械設計與制造,2008.
[6]文放懷.防錯法推行實務[M].廣東經濟出版社,2006.
作者簡介:喻文軍(1981-),男,江西高安人,工程碩士,工程師,研究方向為汽車發動機測控技術。