CN108663587A - 电子节气门下线测试系统 - Google Patents

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周刚
周绪林
李冰
明柯辰
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere

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Abstract

本发明提供一种电子节气门下线测试系统，包括上位机、可编程逻辑控制器，上位机包括上位机电脑，所述上位机电脑设有电子节气门下线测试软件，所述可编程逻辑控制器包括运动控制模块和模拟量控制模块，上位机电脑用于将测试命令传输给可编程逻辑控制器，所述运动控制模块发送电机控制信号控制电气节气门的直流电机，所述模拟量控制模块模拟产生各种测试工况下的电机驱动控制量，采集电气节气门的第一阀片位置传感器信号、第二阀片位置传感器信号和电机驱动电压信号，将采集的信号反馈至上位机软件，由上位机软件测试软件判断该电子节气门是否通过下线测试验证。本发明用于测试电气节气门的各项性能，且能提供各种工况对被测电气节气门进行测试。

Description

电子节气门下线测试系统
技术领域
本发明属于测试系统技术领域，特别是一种电子节气门下线测试系统。
背景技术
电子节气门体是汽车发动机控制系统的重要零部件之一，其设计及生产制造的质量水平直接影响整个发动机控制系统。电气节气门通过接收ECU电子控制单元(发动机控制器)发送的电机驱动信号来控制节气门的电机工作。由于电气节气门的控制是高精度，高安全性的作业，所以在生产下线后需要对电气节气门的各项性能进行详细的测试，以确保电气节气门的各项参数在设计范围内。目前，市面上的电气节气门测试方法通常都是简单的人工测试，要真正确保电气节气门的供货质量，需要排除人工干扰，设计一种高度自动化的下线测试系统。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电气节气门下线测试系统，用于测试电气节气门的各项性能，且能提供各种工况对被测电气节气门进行测试，采集并记录被测电气节气门的各种工作状态数据，对被测电气节气门在测试过程中所发生的故障进行记录和分析，最终对被测电气节气门的下线质量水平进行评估。
本发明的目的是通过这样的技术方案实现的，它包括上位机、可编程逻辑控制器，上位机包括上位机电脑，所述上位机电脑设有电子节气门下线测试软件，所述可编程逻辑控制器包括运动控制模块和模拟量控制模块，
上位机电脑用于将测试命令传输给可编程逻辑控制器，
所述运动控制模块发送电机控制信号控制电气节气门的直流电机，
所述模拟量控制模块模拟产生各种测试工况下的电机驱动控制量，采集电气节气门的第一阀片位置传感器信号、第二阀片位置传感器信号和电机驱动电压信号，将采集的信号反馈至上位机软件，由上位机软件处理并显示，测试软件判断该电子节气门是否通过下线测试验证。
本发明提供的电气节气门下线测试系统，用于测试电气节气门的各项性能，且能提供各种工况对被测电气节气门进行测试，采集并记录被测电气节气门的各种工作状态数据，对被测电气节气门在测试过程中所发生的故障进行记录和分析，最终对被测电气节气门的下线质量水平进行评估。
进一步，所述测试命令包括测试电气节气门电机短路电阻、测试电气节气门阀片在全开/全关/默认位置时的绝对角度值、测试电气节气门阀片从全开位置/全关位置到默认位置的时间、测试电气节气门的平均摩擦力、测试电气节气门阀片在全开位置/全关位置时电机的控制电压曲线。
进一步，所述上位机通过串口向可编程逻辑控制器发送测试命令。
进一步，所述系统还包括测试工装台，所述电气节气门测试工装台用于固定待测电气节气门，为被测电子控制单元提供测试环境，并把电源、控制信号和反馈信号的相关线束接到待测电气节气门中。
进一步，所述系统还包括电源，所述电源与上位机和可编程逻辑控制器相连。
进一步，电源包括市供220V交流电、UPS电源、小型可控直流电源。
由于采用了上述技术方案，本发明提供一种电气节气门下线测试系统，用于测试电气节气门的各项性能，且能提供各种工况对被测电气节气门进行测试，采集并记录被测电气节气门的各种工作状态数据，对被测电气节气门在测试过程中所发生的故障进行记录和分析，最终对被测电气节气门的下线质量水平进行评估。
附图说明
图1是本发明的较佳实施方式的原理方框图。
图2是测试工装台的结构示意图。
图3是对电子节气门进行测试的结构示意图。
图中，100、上位机；101、上位机软件；110、串口；200、可编程逻辑控制器；201、运动控制模块；202、模拟量控制模块；220、传感器反馈信号；300、测试工装台；400、电子节气门；500、电源； 501、市供220v交流电源。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
如图1所示，本发明包括上位机100、可编程逻辑控制器200，上位机100包括上位机电脑，所述上位机电脑设有电子节气门400下线测试软件，所述可编程逻辑控制器200包括运动控制模块201和模拟量控制模块202，
上位机电脑用于将测试命令传输给可编程逻辑控制器200，
所述运动控制模块201发送电机控制信号210控制电气节气门的直流电机.
所述模拟量控制模块202模拟产生各种测试工况下的电机驱动控制量，采集电气节气门的第一阀片位置传感器信号、第二阀片位置传感器信号和电机驱动电压信号，将采集的信号反馈至上位机软件 101，由上位机软件101处理并显示，测试软件判断该电子节气门400 是否通过下线测试验证。
本发明提供的电气节气门下线测试系统，用于测试电气节气门的各项性能，且能提供各种工况对被测电气节气门400进行测试，采集并记录被测电气节气门400的各种工作状态数据，对被测电气节气门400在测试过程中所发生的故障进行记录和分析，最终对被测电气节气门400的下线质量水平进行评估。
如图1所示，所述测试命令包括测试电气节气门电机短路电阻、测试电气节气门阀片在全开/全关/默认位置时的绝对角度值、测试电气节气门阀片从全开位置/全关位置到默认位置的时间、测试电气节气门的平均摩擦力、测试电气节气门阀片在全开位置/全关位置时电机的控制电压曲线。
一、测试电子节气门400体电机的短路电阻时，可编程逻辑控制器200控制电阻测量仪器直接测试节气门体电机两端的电阻。
二、测试电子节气门400体阀片在默认位置(DEF位置)，两个阀片位置传感器TPS1和TPS2与参考电压(verf-5v)的百分比和绝对位置的机械角度时，
首先，当电子节气门400体阀片在默认位置(DEF位置)时，可编程逻辑控制器200控制电压测量仪器测量节气门体内部的两个阀片位置传感器的电压，并由串口110传输给上位机电脑。
然后，上位机电脑计算这两个电压值与参考的5V电压的比值并显示，由这两个电压值也可以计算出绝对位置的机械角度(当第一阀片位置传感器电压为0V，第二阀片位置传感器电压为5V时，机械角度为0度；当第一阀片位置传感器电压为5V，第二阀片位置传感器电压为0V时，机械角度为90度。且该比例尺为线性比例尺。两个阀片位置传感器为反相测量)。
阀片相对位置表示阀片从关闭位置算起，打开的角度值。阀片绝对位置表示从阀片相对于安装平面的平行位置算起，打开的角度值。
三、测试①电子节气门400体的阀片处于关闭位置(即TRC位置时)时，两个阀片位置传感器TPS1和TPS2与参考电压(verf-5v) 的百分比和绝对位置的机械角度，两个阀片位置传感器的百分比之和；及②从关闭位置回到默认位置的时间，并描绘出曲线。
①首先，可编程逻辑控制器200控制电子节气门400电机，使阀片运转至关闭位置(TRC位置)时，可编程逻辑控制器200控制电压测量仪器测量节气门体内部的两个阀片位置传感器的电压，并由串口110传输给上位机电脑。然后，上位机电脑计算这两个电压值与参考的5V电压的比值并显示，由这两个电压值也可以计算出绝对位置的机械角度(当第一阀片位置传感器电压1为0V，第二阀片位置传感器电压2为5V时，机械角度为0度；当第一阀片位置传感器电压为5V，第二阀片位置传感器电压为0V时，机械角度为90度。且该比例尺为线性比例尺。两个阀片位置传感器为反相测量)。计算两个阀片位置传感器电压值之和并显示。
②可编程逻辑控制器200取消电机控制权，阀片回位到默认位置，可编程逻辑控制器200根据取消瞬间的时间，和阀片回到默认位置的时间(根据第一阀片位置传感器的电压判断)，上位机软件101 计算出回位时间，并描绘出时间和第一阀片位置传感器的电压曲线，最后显示出来。
阀片相对位置表示阀片从关闭位置算起，打开的角度值。阀片绝对位置表示从阀片相对于安装平面的平行位置算起，打开的角度值。
四、测试电子节气门400体的阀片处于关闭位置下，电机两端的平均电压值，及绘制出电机电压的控制曲线。
可编程逻辑控制器200控制节气门电机至关闭位置，并控制电压测量仪器测量电机两端的平均电压，并绘制出控制电压曲线。
五、测试①电子节气门400体在阀片处于全开位置(及WOT位置)时，电机两端的平均电压值，及绘制出电机电压的控制曲线；②阀片从全开返回到默认位置时所需的时间，及时间曲线。
①可编程逻辑控制器200控制节气门电机至全开位置，并控制电压测量仪器测量电机两端的平均电压，并绘制出控制电压曲线。
②可编程逻辑控制器200取消电机控制权，阀片回位到默认位置，可编程逻辑控制器200根据取消瞬间的时间，和阀片回到默认位置的时间(根据第一阀片位置传感器的电压判断)，上位机软件101 计算出回位时间，并描绘出时间和第一阀片位置传感器的电压曲线，最后显示出来。
六、测试①电子节气门400体的本体摩擦力和平均摩擦力，绘制内部摩擦力曲线；及②在范围A(TRCàTRC+7deg)，B(TRC+7deg àTRC+11.5deg)，C(TRC+11.5degàTRC+15deg)，D(TRC+15deg àTRC+40deg)的阀片角度范围内测试TPS1和TPS2之间的相对和绝对角度差值，并绘制出差值曲线；以及③当阀片在全开位置时，两个阀片位置传感器TPS1和TPS2与参考电压(verf-5v)的百分比和绝对位置的机械角度。并④计算整个测试过程的耗时。
①可编程逻辑控制器200控制节气门电机阀片不断在关闭位置和全开位置之间运行(由第一阀片位置传感器判断阀片位置)，根据电机两端的测量电压和电流值计算出本体最大的摩擦力和平均摩擦力。
②可编程逻辑控制器200控制节气门体电机，使阀片位置在范围 A、范围B、范围C、范围D这4个范围区间依次运动，并控制电压测量仪器测量第一阀片位置传感器和第二阀片位置传感器的电压值，上位机软件101根据这两个电压值单独计算阀片相对位置和绝对位置的机械角度，并计算它们的差值，绘制出差值曲线。
③可编程逻辑控制器200控制电子节气门400电机，使阀片运转至全开位置(WOT位置)时，可编程逻辑控制器200控制电压测量仪器测量节气门体内部的两个阀片位置传感器的电压，并由串口110 传输给上位机电脑。然后，上位机电脑计算这两个电压值与参考的5V电压的比值并显示，由这两个电压值也可以计算出绝对位置的机械角度(当第一阀片位置传感器电压为0V，第二阀片位置传感器电压2为5V时，机械角度为0度；当第一阀片位置传感器电压为5V，第二阀片位置传感器电压为0V时，机械角度为90度。且该比例尺为线性比例尺。两个阀片位置传感器为反相测量)。
④运行到此时，测试已经完成，上位机软件101根据开始测试时的时间和此时的时间计算出整个测试所花费的时间，并显示。
阀片相对位置表示阀片从关闭位置算起，打开的角度值。阀片绝对位置表示从阀片相对于安装平面的平行位置算起，打开的角度值。
作为具体实施例，所述上位机100通过串口110向可编程逻辑控制器200发送测试命令。
如图2所示，所述系统还包括测试工装台300，所述电气节气门测试工装台300用于固定待测电气节气门，为被测电子控制单元500 提供测试环境，并把电源500、控制信号和反馈信号的相关线束接到待测电气节气门中。
如图1所示，所述系统还包括电源500，所述电源500与上位机 100和可编程逻辑控制器200相连。
作为具体实施例，电源500包括市供220V交流电501、UPS电源、小型可控直流电源。交流电用于上位机电脑和可编程逻辑控制器 200的供电，UPS电源用于应对突然的断电，小型可控直流电源用于待测电气节气门的供电。
以上仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本发明的专利保护范围之内。

Claims (8)

1.电子节气门下线测试系统，其特征在于，包括上位机、可编程逻辑控制器，上位机包括上位机电脑，所述上位机电脑设有电子节气门下线测试软件，所述可编程逻辑控制器包括运动控制模块和模拟量控制模块，
上位机电脑用于将测试命令传输给可编程逻辑控制器，
所述运动控制模块发送电机控制信号控制电气节气门的直流电机，
所述模拟量控制模块模拟产生各种测试工况下的电机驱动控制量，采集电气节气门的第一阀片位置传感器信号、第二阀片位置传感器信号和电机驱动电压信号，将采集的信号反馈至上位机软件，由上位机软件处理并显示，测试软件判断该电子节气门是否通过下线测试验证。
2.如权利要求1所述的电子节气门下线测试系统，其特征在于，所述测试命令包括测试电气节气门电机短路电阻、测试电气节气门阀片在全开/全关/默认位置时的绝对角度值、测试电气节气门阀片从全开位置/全关位置到默认位置的时间、测试电气节气门的平均摩擦力、测试电气节气门阀片在全开位置/全关位置时电机的控制电压曲线。
3.如权利要求1所述的电子节气门下线测试系统，其特征在于，所述上位机通过串口向可编程逻辑控制器发送测试命令。
4.如权利要求1所述的电子节气门下线测试系统，其特征在于，所述系统还包括测试工装台，所述电气节气门测试工装台用于固定待测电气节气门，为被测电子控制单元提供测试环境，并把电源、控制信号和反馈信号的相关线束接到待测电气节气门中。
5.如权利要求1所述的电子节气门下线测试系统，其特征在于，所述系统还包括电源，所述电源与上位机和可编程逻辑控制器相连。
6.如权利要求5所述的电子节气门下线测试系统，其特征在于，电源包括市供220V交流电、UPS电源、小型可控直流电源。
7.如权利要求1所述的电子节气门下线测试系统，其特征在于，所述的上位机软件由VB语言开发，根据被测电气节气门的特性设计，并由上位机软件按顺序执行。
8.如权利要求1所述的电子节气门下线测试系统，其特征在于，所述的上位机与可编程逻辑控制器的通讯协议为RS-232。
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