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LabVIEW在汽车领域的应用分析

范文

张立霞

摘要：LabVIEW是近些年较热门的程序开发环境，以其图形化的界面，程序流程框架式编程方法深受青睐，已在多个领域应用。汽车行业是我国以及世界工业的支柱产业之一，LabVIEW在汽车领域的应用，使汽车研发、检测及维护等各项工作，都迈上了一个新台阶，目前在汽车发动机、车身、底盘、电气设备以及与其他软件的联合等五大方面的应用。

关键词：LabVIEW;图形化;汽车领域;应用

中图分类号：TP311 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2020）10-0275-02

1概述

经历100多年的发展，汽车已经成为人们生产生活中必不可少的工具之一。、功能的多样化、智能化、集成化、网络化带来卓越用户体验的同时，也使汽车对于技术应用的要求越来越高，虚拟仪器可满足其需求。

2虚拟仪器与传统仪器的对比

传统仪器，即具有一定功能的仪器实物。包括硬件和软件，软件一般固化。

虚拟仪器，也包括硬件和软件两大部分。两者对比如表1所示。

3LabVIEW的简介

虚拟仪器本质上就是在一个硬件平台上，用软件设计出虚拟的仪器面板，实现用户想要的功能。目前应用最广泛的开发工具是LabVIEW。

LabVIEW是NI公司研发的一种基于图形的开发、调试及运行的程序开发环境。开发环境即软件，如编写c语言的软件。c语言开发环境使用文本编写程序，不易理解、耗时长、出现bug不易发现;而LabVIEW，将各种代码转化成形象的图标组成虚拟面板，将图标根据具体工作原理，用线连接，就能实现各功能。连线不成功明确显示问题所在。对编程语言基础要求不高，在一定程度上摆脱了其束缚。

4LabVIEW在汽车领域的应用

4.1LabVIEW在各领域的应用

从20世纪80年代发展至今，LabVIEW已经深入到全球各个领域，如科研、电力电子、机械、航空航天、汽车、冶金、石化、军工、教育、医药和生物等。主要完成测试测量、控制、仿真、快速开发以及跨平台等功能方面的应用。

4.2LabVIEW在汽车领域的应用

（1）发动机方面

①动力性能测试

用传感器、数据采集卡和保持卡、电压转换器和计算机等硬件，采用LabVIEW软件编程，完成数据的采集、分析以及结果的显示，对汽车的最高车速、加速性能以及最低稳定车速等性能评价指标进行检测和分析，保证汽车出厂和使用过程中的安全嘲。

②进气管检测

进气管不能有杂质和缺陷，否则使耗油量增大，甚至加剧发动机内部磨损，引发故障。可用摄像头对进气管内外拍照，用图像采集卡采集图像，送入LabVIEW平台对图像处理，与标准图像比对、分析杂质与缺陷所在位置，标出并报警。

③排放检测

用进气流量传感器检测空气流量参数，用外置温度计检测环境参数，用数据采集卡采集数据并输入计算机，用LabVIEW软件程序处理数据，将废气成分数据和国家相关法规的规定值进行直观对比、显示，判断排放是否超标。国家排放标准要求日益严苛，但系统的更改操作简单，扩展性较好。

④故障检测与诊断

用合适的传感器分別检测振动、噪声和温度等信号，经过硬件电路调理后，送入LabVIEW软件程序中，完成信号处理及显示，和与标准波形对比，分析判断是否有跳火、哪缸跳火、哪缸断缸以及冷却液温度是否过高等，必要时报警。

（2）车身方面

目前汽车电子控制单元在车身的各个位置均有分布，实际的工作环境中存在油污、灰尘、水、湿度、温度以及震动等因素，它必须能在此环境下正常可靠地工作，因此需要测试。硬件包括各车身电子控制模块，LabVIEW软件程序实现检测各模块的控制功能是否能正常实现、检测其网络系统能够实现正常通讯、检测各模块的电压适应性如何、检测在故障注入后各电子控制单元能否记录规范的故障代码、并采取规范的故障安全措施。

（3）底盘方面

①制动性能

用LabVIEW软件程序，进行仿真实验，采集车辆参数，在空载和满载的条件下，计算及分析不同布置形式的制动管路系统对制动效率的影响，分析临界车速与轮胎充气压力之间的关系，为制动系统参数设计提供参考。

②操纵性能

用车辆现有的零部件及系统等硬件，获得汽车的行驶轨迹、位移、速度和姿态角、角速度、加速度、转向盘转角及转矩等性能参数，将这些参数实时、准确地送入LabVIEW中的汽车操纵稳定性道路试验测试系统，结合实车试验，测试结果为汽车结构的改进、性能的优化提供重要的参考价值。

③关键零部件

用LabVIEW开发轮毂轴承单元振动测试系统：将轴承逐个通过检测系统，系统硬件部分的轴承固定盘固定轴承，电机带动轴承内圈旋转，传感器采集加速度信号，经信号调理电路后，送入装有LabVIEW的计算机，即可进行检测。软件程序中设置轴承参数，根据测试原理，自动计算出标准的内外圈特征频率，等被测轴承的信号进来后，计算出实际的特征频率，与标准值进行对比，进行故障判定。用于出厂检测效率高，降低成本。

（4）电气设备

①汽车仪表

LabVIEW在汽车仪表上的应用实例较多较典型。每种仪表、信号指示灯和报警灯的检测原理不同，因此一般在Lab-VIEW软件程序中，先进行参数设定，选定待测仪表，该仪表信号送入LabVIEW软件程序中检测，与标准的工作参数数据对比，判断是否在标准工作范围之内，根据具体情况进行相应处理。

②总线系统

汽车各电控系统之间的通讯都依靠总线系统来完成，要对总线的工作情况进行监测。用LabVIEW软件编写软件，可进行车型选择、读取选定车型的数据库、显示和接收报文、针对数据进行故障诊断;然后，与实车总线相连，将信息与处理结果在计算机LabVIEW的界面进行显示，可实时检测总线系统运行情况及存在的故障，从而能及时地进行相应的处理。

（5）与其他系统的联合

LabVIEW和其他软硬件联合，极大地扩大了应用范围。

在LabVIEW中编写配套软件程序，在Proteus中进行单片机控制系统从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，然后用LabVIEW中的程序输入Proteus中的虚拟单片机控制系统并运行，实现软件和虚拟硬件的功能测试。这种联合，可提前发现实物系统中的问题，使单片机控制系统的调试、软硬件系统更改变得简单快捷，缩短开发周期，降低成本。

5结束语

如今，LabVIEW在汽车领域的应用范围越来越广，与各项汽车电子控制技术的融合更加深入，随着智能网联汽车、新能源汽车技术的不断实际开发和应用，LabVIEW的应用领域也将随之不断扩大，可为汽车技术的发展保驾护航。

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