自動シミュレーターを用いた自動車用ワイヤーハーネスの断線・短絡試験の最適化

抽象
現代の自動車用電子システムの継続的な反復とアップグレードに伴い、車載ECU、センサー、アクチュエータの数が増加し続け、車両全体のワイヤーハーネス回路の規模もそれに合わせて拡大しています。実際の車両運転中、ワイヤーハーネスは振動衝撃、高温・低温サイクル、絶縁劣化、摩耗にさらされ、断線、短絡、一時的なコネクタ断線などの電気的故障が発生しやすくなります。車載電子部品は、内部保護回路と故障診断戦略の信頼性を検証するために、厳格な故障注入試験に合格する必要があり、ハーネスの故障によるデバイスの焼損、機能不全、さらには車両レベルの安全事故を防止します。自動車用ワイヤーハーネス断線短絡シミュレータは、自動車の電子および電気試験と研究開発専用のシミュレーション装置です。信号線と負荷回路の断線、短絡、電源短絡、接地短絡、コネクタ断線などの標準化された動作条件をシミュレートでき、GB国家規格、ISO国際規格、主要自動車メーカーの仕様で規定されている回路の信頼性と保護性能に関する厳しい試験要件を満たしています。従来の手動配線および手動短絡故障試験方法は、タイミング精度が低く、試験の一貫性が不十分であるため、現代の研究所の標準化された自動試験要件を満たすことはほとんどできません。 LISUN 本論文では、LIS-LSCS-1730自動車用ワイヤーハーネス断線シミュレータを研究対象として、その動作原理とコア機能を説明し、自動車用ワイヤーハーネスの故障試験シナリオにおけるその工学的価値を分析し、車載電子部品の適合性検証のための参考情報を提供する。 

自動車用ワイヤーハーネスの断線・短絡試験における既存の問題点
GB/T 28046.2-2011、GB/T 45120-2024、ISO 16750-2:2023、およびフォルクスワーゲン、SAIC、Leapmotor、SeresなどのOEMの企業規格に従い、車載電子部品は、信号線および負荷ループの断線、短絡、コネクタ断線などの一連の試験を完了し、さまざまなワイヤハーネス故障条件下での被試験機器の動作を検証する必要があります。これらの試験では、異なる故障期間、複数の周期的故障、複数のループの同期故障など、複雑な動作条件を再現する必要があります。

初期段階の研究所では、ワイヤハーネスの故障シミュレーションは、端子の抜き差し、外部短絡ワイヤの接続、回路の手動切断など、主に手動で行われていました。このアプローチには多くの欠点があります。故障の継続時間は手動のタイミングに依存し、ミリ秒レベルの故障タイミングを正確に制御できず、各テストで故障条件を一定に保つことが難しく、テストの再現性が低いのです。マルチチャネル同期故障テストを実行する場合、手動操作は煩雑で配線ミスが発生しやすく、テスト対象のサンプルを損傷する可能性があります。耐久性サイクルテストには長時間のオペレーターの立ち会いが必要で、人件費が高く、テスト効率が低くなります。また、自動テストプラットフォームに接続できないため、大量テストのタスクが妨げられます。自動車用電子機器テスト規格が継続的に更新されるにつれて、企業はテストデータのトレーサビリティと自動レポート生成に対してより高い要求を課しています。従来の手動テスト方式では、産業の発展に対応できなくなり、 自動車用ワイヤーハーネスの断線・短絡シミュレーター こうしたテスト上の課題を解決するための重要なハードウェアとなっている。

自動車用ワイヤーハーネスのオープン/ショートシミュレータの動作原理とコア機能
自動車用ワイヤーハーネス断線シミュレータは、高速パワーエレクトロニクススイッチトポロジーに基づいて構築されており、複数の独立したテストチャンネルを備えています。各チャンネルは、被試験機器の信号線または負荷ループに接続できます。各チャンネルには、断線、直接短絡、接地短絡、電源短絡、一時的なコネクタ断線など、さまざまな故障モードを個別に設定できます。単一チャンネルの独立動作、または複数チャンネルの同期動作に対応しています。一度配線すれば、外部配線を繰り返し変更することなくすべてのテスト項目を切り替えることができ、手動操作による系統誤差を低減します。

自動車用ワイヤーハーネス断線シミュレータは、故障期間、サイクル時間、テストステップのプログラム可能な構成をサポートしています。故障保持時間は20msから10000秒までで、最大255のテストシーケンスが利用可能です。実車における連続する複数のワイヤーハーネス故障を含む複雑な複合故障シナリオを編集できます。ローカルパラメータ構成用の10.1インチ中国語/英語対応Android静電容量式タッチスクリーンを搭載し、自動テストシステムへの統合のために上位コンピュータからの命令を受信するLAN、USB、RS485通信インターフェースも備えています。内蔵のリアルタイム電圧および電流監視モジュールは、テスト中に電気データを記録し、テスト完了時にデータアーカイブとトレーサビリティのためにテストレポートを自動的に生成します。内部スイッチのループ抵抗は低レベルに制御され、スイッチ固有のインピーダンスによる故障シミュレーション結果への干渉を最小限に抑え、車両ワイヤーハーネス故障の実際の電気的状態を再現します。

LISUN LIS-LSCS-1730自動車用ワイヤーハーネス断線・短絡シミュレータは、このシリーズの主力モデルです。30個の独立したテストチャンネルを備え、各チャンネルの最大電流は10A、ユニット全体の最大電流は50Aです。60VDCまたは220VACのテスト電圧に対応し、12Vおよび24Vの乗用車や商用車のほとんどの電子部品および電気部品の故障注入テストに適しています。主な技術仕様は表1に示されています。

自動車用ワイヤーハーネスの断線・短絡シミュレータの実践的な応用シナリオ
自動車用ワイヤーハーネス断線シミュレータは、GB/T 45120-2024、GB/T 28046.2-2011、ISO 16750-2:2023、およびFAW、Leapmotor、Seres、SAIC、Volkswagen、Nissanの企業規格で定義されているワイヤーハーネスの故障試験条項を網羅しています。ECU、各種センサー、アクチュエータの研究開発、第三者認証試験、生産ライン品質管理に幅広く活用されています。

信号線断線試験では、自動車用ワイヤーハーネス断線シミュレータは、ワイヤーハーネスの断線やコネクタの切断といった故障をシミュレートします。オペレーターは、試験対象のECUが故障を識別して診断トラブルコードを保存するかどうか、また、誤った出力や誤警報が発生しないかどうかを確認します。接地短絡試験および電源短絡試験では、試験対象のループをそれぞれ接地または車両電源に短絡させ、規格で規定された故障継続時間を維持することで、試験対象デバイスの内部保護ロジックが機能するかどうか、またヒューズやドライバチップが設計どおりに保護動作を実行するかどうかを検証します。試験後には、コンポーネントの恒久的な損傷を検査する必要があります。コネクタ断線動作条件は、車両の揺れによって発生する一時的なコネクタ切断をシミュレートします。ミリ秒レベルの故障継続時間を設定することで、実際の車両で発生する偶発的な故障を再現し、切断後の機能回復能力を検証できます。

自動車用ワイヤーハーネスオープンショートシミュレータの大きな利点は、マルチチャンネル同期テストが可能であることです。複数の信号ループに異なる故障条件を同時に適用することで、車両の複数のハーネス回路に同時に故障が発生するような極端なシナリオをシミュレートでき、コンポーネント故障診断システムの完全性を完全に検証できます。上位コンピュータソフトウェアと連携することで、この装置はテストシーケンス全体を自動的に実行し、電圧と電流データを同期的に収集し、テストレポートを自動的に出力して、テスターに​​よる故障解析を容易にします。車載電気テストシステム全体を構築する際には、通常、自動車用ワイヤーハーネスオープンショートシミュレータは、4象限バイポーラ電圧シミュレータおよび過渡パルス発生器と組み合わせて使用​​され、完全な電気負荷テストを実施します。

新方式と従来方式の試験方法の比較分析
従来の手動による故障注入方法と比較して、自動車用ワイヤーハーネスのオープンショートシミュレータは、すべての故障パラメータをプログラムで保存できます。同じテストプロジェクトファイルを繰り返し呼び出すことが可能です。異なるオペレーターがテストを実行しても、故障の種類、故障の継続時間、サイクルタイムは一貫して維持されるため、テストの再現性が大幅に向上し、手動操作によるテストエラーが低減されます。初期配線が完了した後は、外部回路を変更することなくさまざまな故障モードを切り替えることができ、頻繁な配線によるサンプル損傷のリスクを低減し、テスト準備サイクルを短縮できます。

自動車用ワイヤーハーネス断線シミュレータは、長時間の繰り返し耐久性試験に対応しています。オペレーターの継続的な監視なしに、数千回の故障注入サイクルを自動的に実行し、信頼性検証プロジェクトに適しています。通信インターフェースを介して自動テストプラットフォームに接続することで、ワイヤーハーネスの故障注入、電源状態制御、被試験機器の状態読み取りを1つのテストスクリプトに統合し、全工程の自動化を実現し、ラボ全体のテスト効率を向上させることができます。実際の操作では、オペレーターはチャネル電流の上限値に注意する必要があります。高出力負荷ループテストでは、内部スイッチング部品の過負荷による損傷を避けるため、デバイスの定格電流パラメータを超えないようにしてください。

結論
自動車のインテリジェンスが継続的に進歩するにつれて、車載の電気・電子部品の数は増え続け、ワイヤーハーネスの故障によって生じる車両レベルの機能リスクに業界はますます注目しています。自動車用ワイヤーハーネスオープンショートシミュレータは、実際の車両条件下でさまざまなワイヤーハーネスの電気的故障を正確に再現し、信号線や負荷回路のオープン回路、ショート回路、コネクタ断線などの故障注入テストを実行でき、国家GB規格、ISO規格、およびさまざまなOEM企業規格のテスト仕様に準拠しています。成熟した商用デバイスとして、 LISUN LIS-LSCS-1730 自動車用ワイヤーハーネスの断線・短絡シミュレーター マルチチャンネル独立制御、プログラマブルタイミング、上位コンピュータによるリモート制御、自動レポート生成などの機能を備えています。従来の手動故障シミュレーションにおける再現性の低さや操作の煩雑さといった問題点を効果的に解決し、部品の研究開発検証、第三者認証試験、部品品質管理において重要な役割を果たします。今後、車載電子・電気試験システムが進化を続けるにつれ、車載ワイヤーハーネスオープンショートシミュレータは他の電源シミュレーション装置と連携し、車載電子部品の総合的な信頼性検証システムをさらに向上させていくでしょう。