基于LabVIEW数据采集在DSG变速箱测试的应用

蒋 磊,汤华林（.国核自仪系统工程有限公司,上海 0040; .国核示范电站有限责任公司,山东 荣成 64300）

基于LabVIEW数据采集在DSG变速箱测试的应用

蒋 磊1,汤华林2
（1.国核自仪系统工程有限公司,上海 200240; 2.国核示范电站有限责任公司,山东 荣成 264300）

摘要：针对传统汽车电子行业的自动变速箱的测试应用来阐述LabVIEW在测试领域的应用，通过真实的设计方案阐述LabVIEW如何实现硬件控制、数据采集、数据分析、测试报表生成，进而体现虚拟仪器在测试领域具有精度高、可靠性高、性价比高、灵活性好、维护方便等优势。

关键词：LabVIEW;直接换挡变速器;数据采集

0 引言

DSG变速器是目前世界上最先进的、具有革命性的变速器系统，德国沃尔夫斯堡首次向世界展示了这一技术创新。DSG可以手动换档也可以自动换档，它比传统的自动变速器易于控制也能传递更多功率又比手动变速器反应更快。

对DSG变速箱测试主要体现在几个方面：电磁阀电流、拉索位移、换挡力，在变速箱的测试过程中的操作采用PLC进行控制，并和上位机之间相互传递状态信息，以实现PLC控制和上位机数据采集的协调。本文主要对测试过程中的信号采集进行阐述。

本文介绍通过LabVIEW软件使用数据采集卡实现对变速箱换挡器的信号采集和测试，可以直观、快速地显示测试结果。使用LabVIEW虚拟仪器开发平台进行测试，与传统的仪器相比具有以下优点：数据处理速度快、测量精度高、功能用户可定义程度高、维护费用低、数据可以编辑/存储/打印。

1　测试内容介绍

（1）检测电磁阀功能：通电电流（12V），高低压时的解锁/锁定功能（8V/14V，Dura定义）。

（2）各档位换档力-拉索行程曲线数据。

（3）模式按钮的功能。

（4）节点电压：D/M/M+/ M-档位时的电路板输出电压。

（5）P档锁止功能检测：200N

（6）所有数据保存在数据库，与条码相关联，可查询，可输出报表。

2　数据采集的信号类型

2.1 模拟量采集信号如下

电磁阀通电电流信号通过I/V转换器后转换为电压信号）；

换挡力-拉锁行程曲线为4个信号，两个力信号，两个行程信号通过传感器转换为电压信号；

P档止锁功能检测为电压信号；

2.2 档位状态信号

5个开关量档位状态信号采集；1个开关量复位信号采集；

5个开关量档位状态信号反馈；

2个开关量信号（力过载和力到达信号）的输出到PLC控制器；

3　硬件选型

根据需求，上位机需要采集测试夹具中位移传感器和力矩传感器采集的数据，但所有需要采集的数据都已转换成电压信号，所以数据采集功能实现只需要电压信号采集卡；

对于与PLC控制器之间进行双向的状态数据通讯，其所采用的基本的格雷码编码，实现该功能仅需多路的数据量输入输出通道即可，不需要复杂的通讯卡件。

本次测试仅需要答应DSG的设备编号，以便根据编号从数据库中检索对应设备的测试信息。采集数据的存贮采用数据报表，所有的采集数据存于一份单独的EXCEL文件。

ADLINK DAQ卡PCI-9114ADG，该产品的采样率高达250 kS/ s，分辨率16位，数据采集精度满足系统需求；该卡件具备32通道单端（16通道差分）的模拟量输入采集，可以满足位移和力矩信号采集需求；该卡件还具有16通道的数字IO的输入通道和16通道的数字IO输出通道，可以满足状态信号传递的需求。其相比NI-6289DAQ采集卡，ADLINK产品在保证可靠性的基础上，具有更高的性价比。

对于打印需求，采用力象OS-214Puls条码打印机，可以满足打印DSG产品条码的需求。

4　测试系统框架图

通过PLC控制器对DSG变速箱的实时控制，传感器根据变速箱的状态变化，将力矩、行程等信号以电压信号的方式传送到测试设备，测试设备根据PLC的状态信号和DSG变速箱的状态信号触发对应的数据采集功能，采集需要的测试信号，进行比较，数据处理过程和测试结果都在测试GUI上显示出来，最终结果发送到打印设备进行打印。具体框架示意图见图 1 测试系统框架图。

5　软件实现

软件的架构为LabVIEW标准的状态机结构，驱动PCI-9114数据采集卡的I/O通道采集PLC的状态信号，触发对应的事件，驱动PCI-9114采集卡进行模拟量输入通道采集响应的电压信号，单行程信号采集结束后卡件卡件向PLC控制器反馈状态信号，PLC控制器收到信号后驱动下一个行程测试，以此往复，直至结束单件设备的测试。每个行程测试过程中将采集的数据与参数配置的限值进行比较，符合要求的数值显示为PASS，超出限值的数值显示为FAIL，待程序测试完成后，将测试数据以excel的格式进行保存，并通过串口RS232通信驱动二维码打印机打印条码，测试完成。

测试工作站程序框图如下图 2所示。

图 3为测试程序的前面板图，左侧为拉索行程曲线图，中间为状态转换图，右侧有测试数据显示表。

6　结束语

本文系统地介绍了如何使用LabVIEW软件基于数据采集卡对DSG换挡器的测试，有效的进行信号采集、数据分析、与PLC协调控制以及测试报表生成。充分发挥了虚拟仪器的可靠性高、性价比高、灵活性好、维护方便等优势，相信LabVIEW在数据采集领域发挥着越来越大的作用。

参考文献：

[1]陈开考.自动变速箱原理与检修[M].浙江大学出版社.

[2]白云，高育鹏，胡小江.基于LabVIEW的数据采集与处理技术[M].西安电子科技大学出版社.