การเพิ่มประสิทธิภาพการทดสอบการลัดวงจรและการขาดของสายไฟในรถยนต์ด้วยโปรแกรมจำลองอัตโนมัติ

นามธรรม
ด้วยการพัฒนาและปรับปรุงระบบอิเล็กทรอนิกส์ยานยนต์สมัยใหม่อย่างต่อเนื่อง จำนวนของ ECU เซ็นเซอร์ และแอคชูเอเตอร์ในรถยนต์จึงเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ และขนาดของวงจรสายไฟทั่วทั้งคันรถก็ขยายตัวตามไปด้วย ในระหว่างการใช้งานจริงของรถยนต์ สายไฟจะสัมผัสกับการสั่นสะเทือน การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิสูง-ต่ำ การเสื่อมสภาพของฉนวน และการเสียดสี ซึ่งทำให้เกิดความผิดพลาดทางไฟฟ้าได้ง่าย เช่น วงจรเปิด วงจรลัด และการขาดการเชื่อมต่อชั่วคราว ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ในรถยนต์ต้องผ่านการทดสอบการฉีดความผิดพลาดอย่างเข้มงวดเพื่อตรวจสอบความน่าเชื่อถือของวงจรป้องกันภายในและกลยุทธ์การวินิจฉัยความผิดพลาด เพื่อป้องกันอุปกรณ์ไหม้ การทำงานล้มเหลว และแม้กระทั่งอุบัติเหตุทางความปลอดภัยระดับรถยนต์ที่เกิดจากความผิดพลาดของสายไฟ เครื่องจำลองวงจรเปิด-ลัดของสายไฟรถยนต์เป็นอุปกรณ์จำลองเฉพาะสำหรับการทดสอบและการวิจัยและพัฒนาด้านอิเล็กทรอนิกส์และไฟฟ้าในรถยนต์ เครื่องมือนี้สามารถจำลองสภาวะการทำงานมาตรฐานต่างๆ ได้แก่ วงจรเปิด วงจรลัด วงจรลัดลงไฟ วงจรลัดลงกราวด์ และการขาดการเชื่อมต่อของสายสัญญาณและวงจรโหลด และตรงตามข้อกำหนดการทดสอบที่เข้มงวดสำหรับความน่าเชื่อถือของวงจรและประสิทธิภาพการป้องกันที่ระบุไว้ในมาตรฐานแห่งชาติ GB มาตรฐานสากล ISO และข้อกำหนดของผู้ผลิตรถยนต์รายใหญ่ วิธีการเดินสายด้วยมือและการทดสอบความผิดพลาดวงจรลัดด้วยมือแบบดั้งเดิมนั้นประสบปัญหาเรื่องความแม่นยำของเวลาต่ำและความสม่ำเสมอในการทดสอบไม่เพียงพอ ซึ่งแทบจะไม่สามารถตอบสนองความต้องการการทดสอบแบบมาตรฐานและอัตโนมัติของห้องปฏิบัติการสมัยใหม่ได้ LISUN โดยใช้เครื่องจำลองการลัดวงจรและการขาดหายของสายไฟในรถยนต์ LIS‑LSCS‑1730 เป็นวัตถุวิจัย บทความนี้จะอธิบายหลักการทำงานและฟังก์ชันหลัก วิเคราะห์คุณค่าทางวิศวกรรมในสถานการณ์การทดสอบความผิดพลาดของสายไฟในรถยนต์ และให้ข้อมูลอ้างอิงสำหรับการตรวจสอบความสอดคล้องของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์บนรถยนต์ 

ปัญหาที่มีอยู่ในการทดสอบการลัดวงจรและการขาดของชุดสายไฟในรถยนต์
ตามมาตรฐาน GB/T 28046.2‑2011, GB/T 45120‑2024, ISO 16750‑2:2023 และมาตรฐานของบริษัทผู้ผลิตอุปกรณ์ดั้งเดิม (OEM) รวมถึง Volkswagen, SAIC, Leapmotor และ Seres ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์บนรถยนต์จะต้องผ่านการทดสอบหลายชุด เช่น การเปิดวงจร การลัดวงจร และการตัดการเชื่อมต่อของสายสัญญาณและวงจรโหลด เพื่อตรวจสอบพฤติกรรมของอุปกรณ์ที่กำลังทดสอบภายใต้สภาวะความผิดพลาดของสายไฟต่างๆ การทดสอบจำเป็นต้องจำลองสภาวะการทำงานที่ซับซ้อน รวมถึงระยะเวลาความผิดพลาดที่แตกต่างกัน ความผิดพลาดแบบวนซ้ำหลายครั้ง และความผิดพลาดแบบซิงโครนัสของหลายวงจร

ในห้องปฏิบัติการยุคแรก การจำลองความผิดพลาดของสายไฟส่วนใหญ่ดำเนินการด้วยตนเอง โดยการเสียบและถอดขั้วต่อ การเชื่อมต่อสายไฟลัดวงจรภายนอก และการตัดวงจรด้วยตนเอง วิธีการนี้มีข้อเสียหลายประการ ระยะเวลาของความผิดพลาดขึ้นอยู่กับจังหวะเวลาที่กำหนดด้วยตนเอง ไม่สามารถควบคุมจังหวะเวลาของความผิดพลาดในระดับมิลลิวินาทีได้อย่างแม่นยำ สภาวะความผิดพลาดรักษาความสม่ำเสมอในแต่ละการทดสอบได้ยาก และความสามารถในการทำซ้ำของการทดสอบต่ำ เมื่อทำการทดสอบความผิดพลาดแบบซิงโครนัสหลายช่องสัญญาณ การดำเนินการด้วยตนเองนั้นยุ่งยากและมีแนวโน้มที่จะเกิดข้อผิดพลาดในการเดินสายไฟ ซึ่งอาจทำให้ตัวอย่างที่ทดสอบเสียหายได้ การทดสอบความทนทานแบบวนรอบต้องใช้เวลาในการควบคุมของผู้ปฏิบัติงานเป็นเวลานาน ทำให้ต้นทุนแรงงานสูงและประสิทธิภาพการทดสอบต่ำ ในขณะเดียวกันก็ไม่สามารถเชื่อมต่อกับแพลตฟอร์มการทดสอบอัตโนมัติได้ ซึ่งขัดขวางงานทดสอบจำนวนมาก ด้วยการปรับปรุงมาตรฐานการทดสอบอิเล็กทรอนิกส์ยานยนต์อย่างต่อเนื่อง บริษัทต่างๆ จึงกำหนดข้อกำหนดที่สูงขึ้นเกี่ยวกับการตรวจสอบย้อนกลับของข้อมูลการทดสอบและการสร้างรายงานอัตโนมัติ โหมดการทดสอบด้วยตนเองแบบดั้งเดิมไม่สามารถปรับให้เข้ากับการพัฒนาอุตสาหกรรมได้อีกต่อไป เครื่องจำลองการเปิดและลัดวงจรของชุดสายไฟรถยนต์ ฮาร์ดแวร์ดังกล่าวได้กลายเป็นสิ่งสำคัญในการแก้ไขปัญหาการทดสอบเหล่านี้

หลักการทำงานและขีดความสามารถหลักของเครื่องจำลองการลัดวงจรและการขาดของสายไฟในรถยนต์
เครื่องจำลองวงจรเปิด-ปิดสายไฟรถยนต์นี้สร้างขึ้นบนโครงสร้างวงจรไฟฟ้ากำลังสูงแบบสวิตช์ และมีช่องทดสอบอิสระหลายช่อง แต่ละช่องสามารถเชื่อมต่อกับสายสัญญาณหรือวงจรโหลดของอุปกรณ์ที่กำลังทดสอบได้ สามารถกำหนดโหมดความผิดพลาดต่างๆ ได้อย่างอิสระสำหรับแต่ละช่อง รวมถึงวงจรเปิด วงจรลัดโดยตรง วงจรลัดลงกราวด์ วงจรลัดไปยังแหล่งจ่ายไฟ และการขาดตอนของขั้วต่อชั่วคราว รองรับการทำงานอิสระของช่องเดียวหรือการทำงานพร้อมกันของหลายช่อง หลังจากต่อสายเพียงครั้งเดียว อุปกรณ์ทดสอบทั้งหมดสามารถสลับได้โดยไม่ต้องแก้ไขการต่อสายภายนอกซ้ำ ลดข้อผิดพลาดที่เป็นระบบที่เกิดจากการทำงานด้วยตนเอง

เครื่องจำลองการลัดวงจรสายไฟรถยนต์รองรับการกำหนดค่าแบบโปรแกรมได้สำหรับระยะเวลาการเกิดข้อผิดพลาด เวลาในการทำงาน และขั้นตอนการทดสอบ ระยะเวลาการคงอยู่ของข้อผิดพลาดมีตั้งแต่ 20 มิลลิวินาที ถึง 10000 วินาที และมีลำดับการทดสอบได้มากถึง 255 ลำดับ สามารถแก้ไขสถานการณ์ข้อผิดพลาดแบบผสมที่ซับซ้อนซึ่งมีข้อผิดพลาดของสายไฟหลายเส้นต่อเนื่องกันในรถยนต์จริงได้ อุปกรณ์นี้มาพร้อมกับหน้าจอสัมผัสแบบ capacitive Android ขนาด 10.1 นิ้ว ภาษาจีน-อังกฤษ สำหรับการกำหนดค่าพารามิเตอร์ในพื้นที่ นอกจากนี้ยังติดตั้งอินเทอร์เฟซการสื่อสาร LAN, USB และ RS485 เพื่อรับคำสั่งจากคอมพิวเตอร์ส่วนบนสำหรับการรวมเข้ากับระบบทดสอบอัตโนมัติ โมดูลตรวจสอบแรงดันและกระแสแบบเรียลไทม์ในตัวจะบันทึกข้อมูลทางไฟฟ้าในระหว่างการทดสอบและสร้างรายงานการทดสอบโดยอัตโนมัติเมื่อการทดสอบเสร็จสิ้นเพื่อการจัดเก็บข้อมูลและการตรวจสอบย้อนกลับ ความต้านทานของวงจรของสวิตช์ภายในถูกควบคุมในระดับต่ำเพื่อลดการรบกวนที่เกิดจากอิมพีแดนซ์ภายในของสวิตช์ต่อผลลัพธ์การจำลองข้อผิดพลาดและจำลองสถานะทางไฟฟ้าจริงของข้อผิดพลาดสายไฟในรถยนต์

LISUN เครื่องจำลองการลัดวงจรและวงจรเปิดของสายไฟรถยนต์รุ่น LIS‑LSCS‑1730 เป็นรุ่นหลักของซีรีส์นี้ มีช่องทดสอบอิสระ 30 ช่อง โดยแต่ละช่องมีกระแสสูงสุด 10 A และกระแสรวมสูงสุด 50 A สำหรับทั้งเครื่อง รองรับแรงดันทดสอบ 60 VDC หรือ 220 VAC และปรับให้เข้ากับการทดสอบการฉีดความผิดพลาดสำหรับชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์และไฟฟ้าส่วนใหญ่ของรถยนต์นั่งส่วนบุคคลและรถยนต์เพื่อการพาณิชย์ 12 V และ 24 V พารามิเตอร์ทางเทคนิคที่สำคัญแสดงในตารางที่ 1

ตัวอย่างการใช้งานจริงของเครื่องจำลองการลัดวงจรและการขาดของสายไฟในรถยนต์
เครื่องจำลองการลัดวงจรและการขาดหายของสายไฟในรถยนต์ ครอบคลุมข้อกำหนดการทดสอบข้อบกพร่องของสายไฟที่กำหนดไว้ในมาตรฐาน GB/T 45120‑2024, GB/T 28046.2‑2011, ISO 16750‑2:2023 และมาตรฐานของบริษัทต่างๆ เช่น FAW, Leapmotor, Seres, SAIC, Volkswagen และ Nissan มีการใช้งานอย่างแพร่หลายในการวิจัยและพัฒนา การทดสอบเพื่อรับรองโดยหน่วยงานภายนอก และการควบคุมคุณภาพในสายการผลิตสำหรับ ECU เซ็นเซอร์ และแอคชูเอเตอร์ต่างๆ

ในการทดสอบวงจรเปิดของสายสัญญาณ เครื่องจำลองวงจรเปิด-ปิดสายไฟรถยนต์จะจำลองการขาดของสายไฟและการหลุดของขั้วต่อสายไฟ ผู้ปฏิบัติงานจะสังเกตว่า ECU ที่กำลังทดสอบระบุข้อผิดพลาดและบันทึกรหัสปัญหาการวินิจฉัยหรือไม่ และในขณะเดียวกันก็ตรวจสอบว่าไม่มีเอาต์พุตผิดพลาดหรือสัญญาณเตือนผิดพลาดเกิดขึ้น ในการทดสอบลัดวงจรลงกราวด์และลัดวงจรลงแหล่งจ่ายไฟ อุปกรณ์จะลัดวงจรวงจรที่ทดสอบลงกราวด์หรือแหล่งจ่ายไฟของรถยนต์ตามลำดับ และรักษาช่วงเวลาของข้อผิดพลาดตามที่ระบุไว้ในมาตรฐาน เพื่อตรวจสอบว่าตรรกะการป้องกันภายในของอุปกรณ์ที่กำลังทดสอบมีผลหรือไม่ และฟิวส์และชิปไดรเวอร์ดำเนินการป้องกันตามที่ออกแบบไว้หรือไม่ ควรตรวจสอบความเสียหายถาวรของส่วนประกอบหลังจากการทดสอบ สภาวะการทำงานที่ขั้วต่อขาดจะจำลองการหลุดของขั้วต่อชั่วคราวที่เกิดจากการกระแทกของรถยนต์ สามารถตั้งค่าระยะเวลาของข้อผิดพลาดในระดับมิลลิวินาทีเพื่อจำลองข้อผิดพลาดของรถยนต์จริงที่เกิดขึ้นเป็นครั้งคราว และตรวจสอบความสามารถในการกู้คืนการทำงานหลังจากสายไฟหลุด

การทดสอบแบบซิงโครนัสหลายช่องสัญญาณเป็นข้อได้เปรียบที่โดดเด่นของเครื่องจำลองการลัดวงจรและวงจรเปิดของสายไฟรถยนต์ สามารถใช้สภาวะความผิดปกติที่แตกต่างกันกับวงจรสัญญาณหลายวงพร้อมกันเพื่อจำลองสถานการณ์สุดขั้วที่มีความผิดปกติพร้อมกันของวงจรสายไฟหลายวงในรถยนต์ ซึ่งเป็นการตรวจสอบความสมบูรณ์ของระบบวินิจฉัยความผิดปกติของชิ้นส่วนได้อย่างเต็มที่ เมื่อทำงานร่วมกับซอฟต์แวร์คอมพิวเตอร์ส่วนบน อุปกรณ์จะดำเนินการลำดับการทดสอบทั้งหมดโดยอัตโนมัติ รวบรวมข้อมูลแรงดันและกระแสไฟฟ้าแบบซิงโครนัส และส่งออกรายงานการทดสอบโดยอัตโนมัติเพื่ออำนวยความสะดวกในการวิเคราะห์ความล้มเหลวสำหรับผู้ทดสอบ เมื่อสร้างระบบทดสอบไฟฟ้าแบบครบวงจรบนรถยนต์ เครื่องจำลองการลัดวงจรและวงจรเปิดของสายไฟรถยนต์มักใช้ร่วมกับเครื่องจำลองแรงดันไบโพลาร์สี่ควอดแรนต์และเครื่องกำเนิดพัลส์ชั่วคราวเพื่อทำการทดสอบโหลดไฟฟ้าอย่างเต็มรูปแบบ

การวิเคราะห์เปรียบเทียบระหว่างรูปแบบการทดสอบแบบใหม่และแบบดั้งเดิม
เมื่อเปรียบเทียบกับวิธีการจำลองความผิดพลาดแบบแมนนวลดั้งเดิม เครื่องจำลองการลัดวงจรและวงจรเปิดของสายไฟรถยนต์ช่วยให้สามารถจัดเก็บพารามิเตอร์ความผิดพลาดทั้งหมดได้อย่างเป็นโปรแกรม สามารถเรียกใช้ไฟล์โครงการทดสอบชุดเดียวกันซ้ำๆ ได้ เมื่อผู้ปฏิบัติงานที่แตกต่างกันทำการทดสอบ ประเภทของความผิดพลาด ระยะเวลาของความผิดพลาด และรอบเวลาจะยังคงสม่ำเสมอ ซึ่งช่วยปรับปรุงความสามารถในการทำซ้ำของการทดสอบและลดข้อผิดพลาดในการทดสอบที่เกิดจากการดำเนินการด้วยตนเองได้อย่างมาก หลังจากทำการเดินสายไฟเริ่มต้นเสร็จแล้ว สามารถสลับโหมดความผิดพลาดต่างๆ ได้โดยไม่ต้องแก้ไขวงจรภายนอก ซึ่งช่วยลดความเสี่ยงต่อความเสียหายของตัวอย่างที่เกิดจากการเดินสายไฟบ่อยครั้งและลดระยะเวลาในการเตรียมการทดสอบ

เครื่องจำลองการลัดวงจรและการขาดของสายไฟในรถยนต์รองรับการทดสอบความทนทานแบบวนรอบเป็นเวลานาน โดยจะทำการจำลองการเกิดข้อผิดพลาดหลายพันรอบโดยอัตโนมัติโดยไม่ต้องมีผู้ควบคุมดูแลอย่างต่อเนื่อง ซึ่งเหมาะสำหรับโครงการตรวจสอบความน่าเชื่อถือ เมื่อเชื่อมต่อกับแพลตฟอร์มการทดสอบอัตโนมัติผ่านทางอินเทอร์เฟซการสื่อสาร การจำลองการเกิดข้อผิดพลาดของสายไฟ การควบคุมสภาวะการจ่ายไฟ และการอ่านสถานะของอุปกรณ์ที่กำลังทดสอบสามารถรวมเข้าไว้ในสคริปต์การทดสอบเดียว เพื่อให้เกิดระบบอัตโนมัติอย่างเต็มรูปแบบและเพิ่มประสิทธิภาพการทดสอบในห้องปฏิบัติการโดยรวม ในการใช้งานจริง ผู้ปฏิบัติงานควรให้ความสนใจกับขีดจำกัดสูงสุดของกระแสไฟฟ้าในแต่ละช่องสัญญาณ สำหรับการทดสอบวงจรโหลดกำลังสูง ไม่ควรเกินค่ากระแสไฟฟ้าที่กำหนดของอุปกรณ์เพื่อหลีกเลี่ยงความเสียหายจากการโอเวอร์โหลดของชิ้นส่วนสวิตช์ภายใน

สรุป
ด้วยความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องของระบบอัจฉริยะในรถยนต์ จำนวนชิ้นส่วนไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ในรถยนต์จึงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง และอุตสาหกรรมให้ความสำคัญกับความเสี่ยงด้านการทำงานระดับรถยนต์ที่เกิดจากความผิดพลาดของสายไฟมากขึ้นเรื่อยๆ เครื่องจำลองการเปิด-ปิดวงจรสายไฟรถยนต์สามารถจำลองความผิดพลาดทางไฟฟ้าต่างๆ ของสายไฟได้อย่างแม่นยำภายใต้สภาวะการใช้งานจริงในรถยนต์ และทำการทดสอบการฉีดความผิดพลาด รวมถึงวงจรเปิด วงจรลัด และการขาดของขั้วต่อสำหรับสายสัญญาณและวงจรโหลด โดยเป็นไปตามข้อกำหนดการทดสอบของมาตรฐาน GB ระดับชาติ มาตรฐาน ISO และมาตรฐานของบริษัท OEM ต่างๆ ในฐานะอุปกรณ์เชิงพาณิชย์ที่ได้รับการพัฒนาอย่างสมบูรณ์แล้ว LISUN LIS‑LSCS‑1730 เครื่องจำลองการเปิดและลัดวงจรของชุดสายไฟรถยนต์ มีคุณสมบัติเด่นคือ การควบคุมอิสระหลายช่องสัญญาณ การตั้งเวลาที่ตั้งโปรแกรมได้ การควบคุมระยะไกลจากคอมพิวเตอร์ส่วนบน และการสร้างรายงานอัตโนมัติ ช่วยแก้ปัญหาจุดอ่อนของการจำลองความผิดพลาดแบบแมนนวลแบบดั้งเดิมได้อย่างมีประสิทธิภาพ เช่น ความสามารถในการทำซ้ำต่ำ และการทำงานที่ยุ่งยาก และมีบทบาทสำคัญในการตรวจสอบการวิจัยและพัฒนาชิ้นส่วน การทดสอบการรับรองจากบุคคลที่สาม และการควบคุมคุณภาพชิ้นส่วน ในขณะที่ระบบทดสอบอิเล็กทรอนิกส์และไฟฟ้าบนยานยนต์มีการพัฒนาอย่างต่อเนื่องในอนาคต เครื่องจำลองการลัดวงจรสายไฟรถยนต์นี้จะทำงานร่วมกับอุปกรณ์จำลองแหล่งจ่ายไฟอื่นๆ เพื่อปรับปรุงระบบการตรวจสอบความน่าเชื่อถือที่สมบูรณ์สำหรับชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์บนยานยนต์ให้ดียิ่งขึ้นไปอีก