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作者:
劉 繼勝 -
一． 引言
duiyuguochancheqieryan，donglizongchengdengqicheguanjianhexinjishuyizhishiwomendeduanban，biansuqibufentongyangyebuliwai，zaiyidazhongqicheweishoudehezipinpaifenfentuichuzijideshuanglihebiansuqideshihou，guochanchede4AT、5AT明(ming)顯(xian)顯(xian)得(de)有(you)些(xie)落(luo)後(hou)，在(zai)技(ji)術(shu)上(shang)的(de)努(nu)力(li)和(he)突(tu)破(po)對(dui)於(yu)自(zi)主(zhu)品(pin)牌(pai)而(er)言(yan)顯(xian)得(de)尤(you)為(wei)重(zhong)要(yao)。同(tong)時(shi)近(jin)幾(ji)年(nian)自(zi)動(dong)擋(dang)車(che)型(xing)的(de)銷(xiao)量(liang)逐(zhu)步(bu)上(shang)升(sheng)，於(yu)此(ci)同(tong)時(shi)，處(chu)於(yu)燃(ran)油(you)經(jing)濟(ji)性(xing)的(de)考(kao)慮(lv)，更(geng)加(jia)省(sheng)油(you)高(gao)效(xiao)的(de)自(zi)動(dong)變(bian)速(su)器(qi)的(de)需(xu)求(qiu)也(ye)在(zai)日(ri)益(yi)增(zeng)長(chang)。這(zhe)些(xie)都(dou)促(cu)使(shi)自(zi)主(zhu)品(pin)牌(pai)對(dui)DCT變速器的研發成為誌在必行之事。電磁閥作為DCTbiansuxiangneibudeguanjianyuanqijianqixingnengdehaohuaizhijieyingxiangbiansuxiangdexingneng。diancifaceshishiyantaixuyaozaishiyantaijiashangmonishicheyongdiancifadegongkuang，tongguoshujucaiji、分析、判斷電磁閥性能的各項指標，以達到更優化ＤＣＴ變速箱的設計。
二． 電磁閥測控係統的設計背景和開發理念
ＤＣＴ變速箱內電磁閥如圖１所示，汽車正常工作時，ＴＣＵ發出命令控製電磁閥，通過對變速箱內部電磁閥的電流控製達到換擋及潤滑的要求，電磁閥在不同的溫度環境下，其Ｐ－Ｉ，Ｑ－Ｉ特性會有不同的表現形式。在實車上應用時，要求電磁閥響應快，可靠性高。
圖１ ＤＣＴ變速箱內部電磁閥
係統開發理念：為了盡可能的模擬實車的工況，測控係統必須搭建和實車一樣的工作環境，因此該測控係統必須滿足三個基本的條件——溫度、流量、yali。weiciyeyazhandechanshengjiuchenglecekongxitongdebiran，youyeyazhantigongheshicheleisideyouyuan。zaihuanjingtiaojianjianliwanchenghou，duiyudiancifafakongzhixuyaoyoudianliukongzhiqi，yibianfachuheＴＣＵ功能一致的控製電流，通過對電磁閥的電流控製，達到換擋及潤滑的要求。最後通過ＮＩ的高速數據采集卡，充分利用ＮＩ係統的實時采集功能對采集到的電流、流量、壓力三個重要的參數進行曲線擬合，數據分析，來判斷電磁閥性能的要求。
三． 電磁閥測控係統的整體設計
電磁閥測控係統包括液壓站、機械台架、電控櫃、操作櫃共４個部分組成。設備組成結構圖如圖２所示
圖２ 設備構成圖
液壓站提供液壓動力源，模擬實車內油泵的工況
機械台架提供被測件的工作平台，包括管路、傳感器、工裝的安裝平台
控製櫃為電機等提供動力
操作櫃為圖表顯示、被測對象的控製、數據的采集及處理
3.1 硬件的總體設計
本係統采用 PXI 總線，在硬件資源方麵采用基於 PXI 總線功能強大的模塊化虛擬儀器，充分發揮了 PXI 總線的優勢，從而為電磁閥進行準確、快速的測試提供硬件保障。測試係統主要由以下幾部分組成：zhukongdanyuanzhuyaoduixinhaojinxingchulihefenxi，xinhaoshuchubufenshigeibeiceduixiangtigongjilixinhao，xinhaocaijibufenshicaijibeicebankadeshuchuxinhao，xinhaotiaolibanshiduixinhaojinxingtiaolijijiekouzhuanhuan，dianyuanbufenshigeibeiceshibanka、數字板卡及轉接板供電。
weileshixiangaojingdudiancifajifatikongzhitexingdeceliangshiyan，shiyantaizaishejichuqidexuanxingjieduanjiuzhuyiduiceliangshebeiyijichuanganqidejingduyaoqiu，lirubenshiyantaicaiyongledeguoKEM高精度質量流量計、Kulite壓力傳感器等，這些精度比較高的傳感器的選用能夠極大地提高實驗台的測控精度。
係統總體設計結構如圖 ３ 所示。
圖３ 測控結構圖
本係統硬件主要包括UPS，３塊測控板卡，一個 PXI 總線機箱，一個工控機，和一台打印機等。PXI 總線機箱裏的板卡可以實現數據采集、信號輸出，頻率采集，上層軟件采用 LABVIEW 進行編程，實現係統的自動化測試，上位機實現人機交互界麵，打印機可以將測試結果進行打印輸出。
3.2 軟件的總體設計
本測試係統的參數設定、儀器配置、測試激勵的產生、響應數據的采集、測試結果的判斷、故障定位和報表生成等，都是在係統軟件的控製下完成的。本測試係統的軟件設計遵循模塊化設計原則，采用 LabVIEW 開發環境進行編程，采用軟件編程方式極大限度的對硬件資源進行配置和使用，使係統的通用型、可重用性以及可拓展性得到極大的提高，設計了豐富的人機交互界麵，保證試驗操作直觀簡單，並且能實時顯示測試數據、定位故障回路。
本測試軟件主要由上位機軟件和下位機軟件兩部分構成。上位機軟件主要完成數據顯示、數據存儲、參數設定及控製命令的發出。下位機軟件主要完成傳感器信號的采集、數據的處理及激勵信號的生成。上下位機的數據傳輸使用ＮＩ流行的共享變量的方式。共享變量的信號傳輸方式有編程簡單，傳輸速率高的特點。
下位機軟件在整個測試軟件中占有極其重要的作用，當然最複雜的也是下位機軟件，其主要有三大部分組成：ＡＩＯ部分、ＤＩＯ部分及邏輯控製部分。其中的邏輯控製部分的流程圖如下圖所示，
圖 ４ 軟件流程圖
四． 測試係統開發實現及成果展示
下麵從模擬量測量及輸出詳細論述利用 NI 公司 PXI 數據采集係統以及 LabVIEW 圖形化開發平台開發電磁閥測試過程。
4.1 模擬量測量
模擬量測量主要是指傳感器信號的采集，在電磁閥測試係統中選擇的傳感器都是輸出0—10V電壓標準信號的傳感器。對於這類的傳感器無需信號變換即可輸入到NI PXI 6225 采集模塊中。模擬量采集如下圖 5 所示：
圖 5 模擬量采集功能框圖
duiyuchuanganqixinhaodejiexianfangshi，shiyonglechafenjiefa，duiyizhiganraoqidaolehenhaodezuoyong，tongshiyindiancifaxuyaozuoweiguanxingnengfenxi，qitongdaodecaiyanglvshedingwei6K，這樣就很好的保證了測量的準確性及微觀分析要求。
4.2 模擬量輸出
模擬量輸出是指電磁閥激勵信號的輸出，通過NI PXI 6723板卡輸出0—10Vdianyaxinhaoqudongdiancifakongzhiqi，diancifakongzhiqishuchuyigegenjuyaoqiuxinhaoshengchengdedianliuxinhaolaikongzhidiancifa，tongguoshangweijilaiguanchadiancifazaibutongdejilidianliuxiadeboxingquxian。moniliangkongzhichengxuruxiatusuoshi：
圖6 模擬量輸出功能框圖
4.3 人機交互界麵開發
係統軟件界麵如圖7 所示：
圖 7 電磁閥測控係統主界麵
其操作功能包括：
(1) 開始運行：進入測試係統，開始采集傳感器信號；
(2) 實驗開始：對被測件的各項工況設定完成後，開始進行電磁閥實驗；
(3) 數據保存：點擊該按鈕，數據將以TDMS的格式保存在硬盤中； (4) 退出：退出測控程序。
4.4 實驗數據
本測試係統采集的數據都是以TDMS格式存儲在上位機，然後導入到DIAdem軟件中進行數據分析，如下圖所示：
圖8 數據記錄及分析
五． 結論
采用 PXIxitongweiyingjianceshipingtai，tongguoduidiancifaceshixitongdejishuxuqiufenxiheduiceshixitongdezuchengyuanlideyanjiu，wanchengleceshixitongdeyingjianshejijixitongxinhaotiaolibandesheji。ruanjianshejifangmian， 采用 LabVIEW 軟件遵循模塊化設計方法， 完成了測試程序及測試界麵的設計，人機交互可視化界麵的設計，包括係統啟動初始化界麵、試驗實施界麵、手(shou)動(dong)測(ce)試(shi)界(jie)麵(mian)，管(guan)理(li)主(zhu)數(shu)據(ju)界(jie)麵(mian)等(deng)。測(ce)試(shi)人(ren)員(yuan)通(tong)過(guo)對(dui)人(ren)機(ji)交(jiao)互(hu)界(jie)麵(mian)的(de)操(cao)作(zuo)，可(ke)以(yi)實(shi)現(xian)對(dui)測(ce)試(shi)子(zi)程(cheng)序(xu)的(de)調(tiao)用(yong)，最(zui)終(zhong)完(wan)成(cheng)對(dui)電(dian)路(lu)板(ban)的(de)測(ce)試(shi)，同(tong)時(shi)可(ke)對(dui)測(ce)試(shi)結(jie)果(guo)進(jin)行(xing)保(bao)存(cun)和(he)打(da)印(yin)。實(shi)際(ji)的(de)測(ce)試(shi)結(jie)果(guo)驗(yan)證(zheng)了(le)本(ben)係(xi)統(tong)的(de)可(ke)行(xing)性(xing)與(yu)可(ke)靠(kao)性(xing)，達(da)到(dao)了(le)預(yu)期(qi)的(de)設(she)計(ji)目(mu)標(biao)。NI 公司提供的軟硬件產品為電磁閥性能的研究及DCT變速箱的開發提供了高效、便捷和靈活的支持，縮短了開發的周期，受到用戶的一致好評。
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