自動車用ワイヤーハーネスの試験

May 04, 2023

自動車ハーネス メーカーはテスターを使用して、複雑な自動車ハーネスの導通テスト、耐電圧テスト、コンポーネント固有のテストを迅速に実行します。 ここで、オペレーターはビルド ボード上でテスト用のハーネスを接続します。 写真提供：Cirris Systems Corp.

NX シリーズテスターのテスト結果ビューの表示は 5 つのパネルに分かれています。 画像提供：Dynalab Test Systems Inc.

TSK Prufsysteme は、垂直または L 字型の構成を形成するように結合された 1.2 メートル四方のセクションを特徴とするカスタムのテスト テーブルを製造しています。 写真提供：TSK Prufsysteme GmbH

自動車のワイヤー ハーネスをテストするオペレーターを見ていると、1950 年代から 1960 年代の電話交換手についての古い写真やテレビの寸劇を思い出します。 コードをジャックに差し込んだり、ジャックに抜き差ししたりすることが、迅速かつ正確に行えました。

今日のテストオペレーターも同様に高速です。 これは、ティア 1 およびティア 2 のサプライヤーが毎日組み立ててテストしなければならない大量のワイヤー ハーネスが原因の 1 つです。

しかし、それと同じくらい重要なのは、オペレーターが依存するテスターです。 これらの技術的に高度なマシンは、導通、耐電圧、またはコンポーネント固有のテストをわずか数秒以内に実行できます。

「計算してみると、毎年世界中で必要とされるハーネスの膨大な量は信じられないほどです」と、シリス システムズ社のビジネス開発ディレクター、ブレント ストリンガム氏は述べています。 」

自動車には常にある程度の配線がありましたが、当初メーカーはテストよりもトラブルシューティングを重視していました。 1930 年代までにワイヤー ハーネスがより複雑になるにつれて状況は変わりました。

Dynalab Test Systems Inc. の製品マネージャー、エリック・ハーター氏は、ワイヤーは手動のゴー・ノーゴー・ライト・システムでテストされたと説明します。「導通のために、ワイヤーの 2 点が電球に通されました」とハーター氏は言います。 「ライトが点灯した場合は、電流が流れており、ワイヤーが正常であることを意味します。」

1950 年代までに、ハーネス メーカーは電話ステッパー スイッチ (リレー) を使用して、各ハーネス ワイヤの導通テストを行い、コネクタ内の位置を確認し始めました。 自動車はパワーウィンドウ、シート、その他の標準機能に大型のハーネスを必要とするため、テストはかなり時間がかかり、長年にわたってその状態が続きました。

1980 年代後半に電子スイッチがテスターで使用され始めると、導通テストの速度が大幅に向上しました。 過去 25 年間で飛躍的に高速化しました。 たとえば、今日の標準的なテスターは 1,000 個のワイヤ ポイントを 3 秒でテストできますが、1990 年代のテスターでは 60 秒かかりました。

テスト速度が向上したにもかかわらず、導通テストのプロセスは数十年間変わっていません。 テスターはハーネスボード、テストテーブル、または標準テーブルのいずれかに設置されます。 製造時にボード テスト ハーネスを使用するメーカー。 テスト テーブルには、嵌合固定具として機能する一連のコネクタ ブロック (タイルとも呼ばれます) が備えられています。 単純なハーネスをテストする場合は、標準のテーブルとスタンドアロン テスターを使用すると経済的です。

オペレータはテスターを指定された低電圧 (5 ～ 15 ボルト) と抵抗しきい値 (オーム単位) に設定し、それを嵌合固定具に接続し、すべてのハーネス コネクタを嵌合固定具に差し込みます。 テスターは継続的に動作します。

数分の一秒以内に電流を生成し、特定のシーケンスですべての配線テスト ポイントに適用します。 テスト結果が表示パネルに表示されます。 障害が検出されない場合は、トーン音とともに合格が表示されます。 故障が検出されるとテスターは停止します。 コネクタとピン番号が表示され、問題が短絡か断線かを示します。 ワイヤに過大な電流が流れると短絡が発生し、抵抗が高いために電流の流れが止まると開放が発生します。

ディスプレイはオンのままになり、問題が解決されるまでそれ以上のテストができなくなります。 PC ベースのテスターは、この情報をコンピューターのモニターに表示し、多くの場合、影響を受けるコネクタの写真も表示します。

一部の低電圧テスターは導通テストのみを実行します。 その他には、リレー、スイッチ、センサー、コンデンサ、抵抗、コネクタ、ダイオードなどのハーネス コンポーネントを検出して作動させる機能があります。

高電圧テスターは、ハイポット (高電位) テストや絶縁抵抗テストによく使用されます。 耐衝撃試験では、すべての試験点に 1,000 ボルト以上 (直流) を加え、ある点から別の点に電流が流れるかどうかを確認します。 電流が流れない場合、テスト ポイントは適切に絶縁されています。 絶縁抵抗試験では、ワイヤの絶縁品質をテストします。

テスターを購入する前に、ハーネスメーカーはテスターの機能を調べる必要があります。 最も重要なのは、テスターが実行できる電圧、抵抗、およびコンポーネントのテストです。 ハーネスメーカーは、データの記録とトレーサビリティも考慮する必要があります。 多くのテスターは、オペレーターがネットワーク上でテスト データを保存および共有できるようにするコントローラーを備えています。

Cablescan Inc. のシニア ソフトウェア エンジニアである Kjell Uddeborg 氏は、「テスト プログラムを生成するには、テスターがデータをインポートして処理できる必要があります。データを直接インポートできない場合は、変換にどれだけの作業が必要になるかを調べてください」と述べています。データをインポートできる形式に変換します。」

たとえば、Harter 氏は、テスター ソフトウェアは、CAD や Capital H や VeSys (Mentor Graphics Corp. 製) などのソフトウェア プログラムで作成された図面を変換できる必要があると述べています。 テスターの HMI は、オペレーターがテスト プログラムを簡単に作成、保存、呼び出しできるように、ユーザーフレンドリーである必要もあります。

Stringham 氏によれば、コストは機能と同じくらい重要ですが、ハーネスの複雑さと OEM が要求するテストを考慮して考慮する必要があります。 たとえば、単純なハーネスを大量に製造するメーカーには、数百ドルの基本的な導通テスターで十分な場合があります。 ただし、エンジンのさまざまなセクションに電力を伝達するハーネスや、今日の車両の複雑なコンピューター システムで使用されるハーネスなど、より複雑なハーネスの場合は、数千ドルかかる高度なテスターが必要になる場合があります。

考慮すべき最後の要素は、利用可能なスペースです。 Komax グループ会社である TSK Prufsysteme GmbH のキー アカウント マネージャーである Juan Perezchica 氏は、これは主に 1 つ以上のテスト テーブルを必要とするメーカーにとっての懸念事項であると述べています。 TSK は、非常に大規模なカスタム テスト テーブルを作成します。 1.2メートル四方のセクションが縦型またはL字型に接続されているのが特徴です。

Dynalab の NX シリーズの 3 つのモデル (Solo、Pro、Pro+) はすべて、ハーネス内のリレーのアクティブ テストなど、導通テストやその他のテスト用に設計された低電圧テスターです。 リレーは、テスターに​​接続され、嵌合固定具として機能する出力モジュールアクセサリに挿入されます。 次に、低電圧電流が導入されてリレーに通電します。

「このプロセスにより、メーカーはリレーがアクティブなときのハーネスの導通変化を測定できるようになります」と Harter 氏は説明します。 リレーの簡単な機能テストも兼ねています。

NX テスターは短絡の高速テストも実行でき、ダイオード、抵抗、コンデンサのテストに使用できます。 産業環境向けに構築されたスタンドアロンのモジュラー テスターは、シンプルな 4 ボタンのユーザー インターフェイスと、サウンドを伴うデフォルトまたはカスタムのメッセージを表示する 4 行の画面を備えています。

NX Solo は最大 256 ポイント、Pro は最大 512 ポイント、Pro+ は最大 32,768 ポイントをテストします。 Pro と Pro+ は同じテスターですが、Pro+ は 2 フィートまたは 6 フィートのケーブルを使用して最大 32 台の拡張ユニット (それぞれ 1,024 ポイントを処理) に接続できます。 どちらのモデルも、テスト プログラムの保存用に 1.3 メガバイトのメモリ容量を備えています。

ウッデボルグ氏によると、メーカーはプロトタイプのテストやフィールドリターン分析だけでなく、生産のすべての段階で自動車用ハーネスをテストするために Cablescan テスターを使用しているという。

同社の導通テスターの 1 つである TestMate は、拡張ユニットを使用して最大 256 ポイントをテストします。 そのユニバーサル嵌合治具は、さまざまなタイプのコネクタのインターフェイス カードを受け入れます。 テスト プログラムが作成され、正常なハーネスから署名コードが割り当てられます。

シリーズ 90HV-S23 は、低電圧および高電圧のテストを実行する PC ベースのテスターです。 ソリッドステート デバイスを使用して導通テストを実行し、ダイオード、スイッチ、コンデンサ、抵抗器をテストします。 ただし、テスターは高電圧絶縁テストと大電流導通テストにリレーを使用し、ハーネス接続 (はんだ付けおよび圧着端子) の品質をテストします。 試験対象ユニット内のリレーは、通電位置または非通電位置で起動してテストできます。

このテスターは、単独で最大 1,472 ポイント、または 200 フィート以内で相互接続できる 32 個の拡張キャビネットを使用して 47,104 ポイントをテストします。 導通および抵抗分離のしきい値は、個々のプログラムまたは特定のテストの実行中に、システムのデフォルトとして設定できます。

テスト プログラムは、CAD ステーションからネット リストをインポートするか、正常なハーネスをスキャンすることによって作成されます。 フル機能のプログラム エディタは、CAD データや既知の良好なハーネスが利用できない場合に、キーボードを介してワイヤ リスト プログラミングを提供します。 エディターはテスト パラメーターや既存のプログラムを変更することもできます。

世界的な自動車部品メーカーであるデルファイ オートモーティブ PLC は、2012 年以来、Cirris Signature Easy Touch を備えた複雑なハーネスをテストしてきました。これらのハーネスは、ダッシュボードの機能、ブラインド スポット ライトのミラーの動き、アンテナ、および車内のその他の複雑なシステムを制御します。

このテスターは、標準耐電圧試験、高速耐電圧試験、および高電圧絶縁抵抗試験も実行します。 このユニットは、ワイヤー (ツイストペアを含む) の断線、短絡、誤配線をテストします。 サイズは 17.5 x 9 x 5 インチで、10.4 インチのタッチスクリーンと Windows 7 を実行する統合 PC を備えています。VGA 出力と USB ポートにより、オペレータは外部モニターとキーボードを接続できます。

Easy Touch と同様に、1100R+ 導通テスターは小型で多用途です。 200 を超える標準アダプタをテスターに​​直接接続できるため、アダプタ ケーブルが不要になります。 さらに、7 つの拡張ボックスとリンクすることで、128 のテストポイント能力を 1,024 まで増やすことができます。

テスターの抵抗範囲は 0.005 オームから 100,000 オームで、スキャン速度は 0.25 秒あたり 128 ポイントです。 CTL-Win ソフトウェアを使用すると、オペレータは PC からテスターを制御したり、テスト プログラムを作成、編集、保存したりできます。

カスタマイズされていますが、すべての TSK テストベンチには CS WIN nx ソフトウェアと CT シリーズ (CT11、CT12、CT30i、CT35) テスターが搭載されています。 ソフトウェアの TSK Studio は、すべての電気、モジュール、ビジョン テストのコントロール センターです。 明確なレイアウトにより、最も頻繁に使用される機能にすばやく直接アクセスできます。

同様に重要なことは、このソフトウェアには、プログラミングを簡素化し、さまざまなテスト プログラムの同時操作を可能にするマルチ ウィンドウ エディターが搭載されているということです。 このソフトウェアを使用すると、オペレータはテスト プログラムとコネクタ ライブラリをインポートできるほか、ActiveX インターフェイスも備えているため、ユーザーは Excel スプレッドシートとの間でコンテンツを簡単に転送できます。

標準ワイヤに加えて、低電圧 (0.1 ～ 15 ボルト) CT35 は、光ファイバと標準ハーネス コンポーネントの導通、機能、短絡をテストします。 イーサネット経由で接続された PC にデータを転送し、コンピュータ画面上のエラー メッセージにピン番号を表示します。 同社は、色、光学的文字、およびパターン認識に基づいて、ハーネス内のヒューズ ボックスとリレー キャリアの存在と正しい位置を検証する視覚テスト システムも提供しています。 高さ制御は、ヒューズとリレーが正しく挿入されているかどうかを検証するために使用されます。

ボックスとキャリアのスキャンは、テーブル、スタンドアロン ユニット、またはモバイル ワークステーションのいずれかに組み込まれたカメラによって行われます。 ヒューズ、ネジとボルト、コネクタのロック機構、ラベルの刻印、単色のワイヤなどの関連物品も検査されます。 視覚テストは、出荷前の積載時、ハーネスの取り付け時、または最終的な自動車検査時に行われます。

Jim は ASSEMBLY の上級編集者で、30 年以上の編集経験があります。 ASSEMBLY に入社する前、Camillo は PM Engineer、Association for Facilities Engineering Journal、および Milling Journal の編集者を務めていました。 ジムはデポール大学で英語の学位を取得しています。