電子駐車制動實驗平臺線束設計

張莉， 王志強， 杜昌立， 林玲玉

（1.天津職業技術師范大學，a.機械學院；b.汽車學院，天津 300222；2.陜西浩唐工貿有限公司，西安 710016）

0 引言

筆者在參與某公司的EPB駐車制動研究項目中，完成了從最初的EPB半實物仿真實驗平臺的搭建到最終平臺線束圖紙的設計工作。在EPB實驗平臺的環境下，給出平臺線束的布置、設計的方法以及設計流程等。另外，在繪制平臺線束的過程中，參考了不少有關汽車線束設計類的文章，從中發現國內外汽車線束軟件有美國MENTOR GRAPHICS公司的CHS和歐特克公司的AutoCAD、日本ZUKEN公司的CAPITAL DESIGN、德國COMSA公司的LDORADO DESIGN、法國達索公司CATIA和圖研軟件CR5000。目前國內汽車線束設計較國外相對比較落后，由于需要支付高額軟件費用和維護費用，國內的線束設計主要使用AutoCAD軟件和CATIA三維軟件。但也存在兩軟件之間接口不匹配、設計周期長、設計標準不夠完善和維護圖紙與數據信息難的缺點［1］。針對這些問題，筆者根據AutoCAD二次開發功能開發出一種基于此軟件的插件可解決一些線束圖紙問題，能夠更易完善和更新圖紙信息，提高設計人員的制圖效率。

1 電子駐車制動實驗平臺線束介紹

本文搭建的實驗平臺所涉及的電子器件有：EPB控制單元、ABS控制單元、故障診斷OBD單元、網關、直流電源、T型總線連接器、傳感器和各種端子排等。平臺上，器件、開關、連接器、電源和端子排等相互之間的物理連接是通過線束實現的，線束是電信號流動的載體［2］。與汽車線束類似，按照導線功能，可把實驗平臺中的線束分為兩種，即電力線與信號線。電源線經保險絲限流后給各個ECU模塊供電，確保其正常工作；信號線是各個ECU模塊之間信息交互通道，傳輸模塊之間的信息數據。線束設計是整個實驗平臺搭建的重要環節，不僅影響著平臺桌面的視覺效果，還對平臺的安全性和可靠性存在一定的影響。

2 實驗平臺線束設計

2． 1 平臺線束布置

線束基本上都是由電線、接插件和包裹線組成，其固定方式多種多樣，可以采用支架、扎帶、線槽、卡子等多種方式。本著固定方式簡單、成本低、設計方便易于維護的原則，本實驗平臺選擇線槽作為緊固件，如圖1所示。線束的布置主要包括線束的固定、走向、分布及相關附件的選用等。線束的布置要考慮到相關件的分布的同時，還要考慮外界因素對其的干擾影響。由于所處環境不同，汽車線束較平臺線束多處于惡劣環境，其包扎需要外加絕緣膠帶或PVC管，以免造成線束短路、斷路、磨損等。但處于室內環境的平臺線束，其設計過程中使用波紋管包扎，使其平臺桌面干凈、整潔、美觀。相對于整車線束的包扎的原則和步驟而言，平臺線束包扎的要求就比較簡單。平臺線束與整車線束的所用到的線束物理特性如表1所示。汽車線束的布置與走向方式是隨著整車的布局和結構的不同而變化的。目前汽車線束常用布線方式有H型和E型，都采用分段分組式的走向設計方式［3］。根據平臺布置走向，平臺線束布線方式選擇U型，更易于設備之間的通信。相比于整車線束的分段分組式走向方式，因平臺線束較少，本實驗平臺采取的線束走向是整體式。

2.2 導線端子頭維護

通常線束的兩端是兩個不同類型的接插端子，為方便測試信號線數據，有時會在信號線合適點處斷開串聯一接線端子，成為信號線專用測試點。導線測試點兩端用線針壓接，且同一線路上兩端套上梅花管信號線，方便檢查線路。如圖2所示信號線T38/1，T38表示ABS控制單元，/1表示ABS控制單元1號引腳。若導線直徑太大則選用U型線卡壓接，用熱縮管包裹后套入梅花管信號線，避免導線裸漏過多留下安全隱患。熱縮管要與信號線的長短一致，而信號線的長短要根據打印在其上的標識符長短而定，標識符盡量做到統一、可識別性高。維護好導線端子，避免短路、錯接等因素，就更有益于維護平臺線束。

表1 線束對比匯總表

3 實驗平臺線束設計流程圖

線束設計流程圖如圖3所示，線束設計貫穿于整個實驗平臺搭建的過程。從確定實驗平臺方案開始就需要考慮線束設計流程，以平臺設置方案為主，線束設計方案為輔，綜合對比兩者優缺點，選出最佳設計方案。由流程圖可知，從確定ECU模塊的相對位置到導線包扎成束整個過程中。中間環節的工作主要是：確定導線屬性包含線徑、電流、顏色等；導線壓接制作；包扎成束。

圖1 線束固定方式圖

圖2 導線端子頭示意圖

圖3 線束設計流程圖

4 平臺線束圖

線束圖是電線束設計的直接表現形式，對于整車線束，設計者會應客戶需求繪制3D線束圖，但是對于線束圖的維護只有河南天海電器有限公司線束研發中心的劉振超等［4］給出一種方案：先在 CATIA中從3D視圖轉換為2D工程視圖，再另存為DWG或者DXF的CAD格式來編輯，其線束的回路信息要手動的按照某種格式填寫到Excel表格中，再導入到2D的CAD中去維護圖紙信息。此種方法存在一定缺點：當圖紙或圖紙數據信息變動時，設計人員就會花大量時間修改圖紙并手動更改數據信息，降低設計人員工作效率。在設計該平臺線束時，本文給出一種線束設計插件，即安裝在CAD軟件中的中線CAD插件來完成線束維護。現繪制兩個具有互連關系的接插件線束圖，如圖4所示，此線束圖采用江蘇省常州客車制造廠的陳澤仁［5］推薦的單線法繪制。兩個接插件JP6-6S和TJ4-4D的1、2、3、4孔位對應互連，從軟件工具欄的電氣屬性塊中填寫自己需要的屬性信息值，選中繪制的圖樣后，導出接線表如表2所示。由表可讀出每個線號兩端連接的接插件名字、占用接插件孔位、線徑、顏色等先前選擇的屬性信息。假如發現接插件對應孔位互連出錯，只需更改線號及其他屬性信息，重新導出接線表就可隨圖樣一起變動數據信息。此種方法可高效維護線束圖樣與數據信息，繪制更快捷，效率更高。

圖4 線束圖

表2 接線表

5 結 語

本文給出的平臺線束布置和設計方法為做類似示教平臺開發的設計提供線束設計參考。另外，線束圖紙與數據維護方法不僅提高線束圖繪制人員的工作效率及制圖效果，還可為從事任何與電氣線束平臺有關的設計人員提供一個平臺線束設計參考，具有一定的實用價值。

［1］ 郝冬晶.基于CHS軟件的飛機線束設計應用［J］.信息技術，2013（16）：18-20.

［2］ 劉英，張慶良.汽車電器設備線束設計［J］.拖拉機與農用運輸機，2013（1）：46-51.

［3］ 劉振超，張啟慶，總喜旺，等.淺析汽車線束圖的繪制［J］.汽車電器，2014（10）：44-46.

［4］ 劉振超，王龍波，總喜旺，等.淺析汽車線束設計的原則［J］.汽車電器，2015（22）：19-22.

［5］ 陳澤仁.汽車線束圖畫法探討［J］.汽車電器，1993（2）：14-15.