ECU的測試目的
測試通常被認(rèn)為是一項(xiàng)不會增值的工作。在理想的世界中確實(shí)如此，因?yàn)樵诶硐氲氖澜缰校a(chǎn)工藝從來都不會產(chǎn)生缺陷，系統(tǒng)設(shè)計(jì)永遠(yuǎn)沒有瑕疵，軟件永遠(yuǎn)正常運(yùn)行，從來不會有客戶退貨，產(chǎn)品和原材料質(zhì)量問題為零，因此，由于不會出現(xiàn)任何故障，測試就顯得毫無必要。但是由于存在各種各樣的問題、故障，因此需通過測試來實(shí)現(xiàn)可測量的、可重復(fù)的和可跟蹤的最低質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。質(zhì)量確實(shí)有價值，盡管它的價值無法直接衡量。
測試的必要性還體現(xiàn)在其它方面。汽車制造商有自己的質(zhì)量要求和標(biāo)準(zhǔn)(如QS-9000)以及長期跟蹤和規(guī)章要求。汽車制造商通常都要求元件供應(yīng)商在將其元件發(fā)往 B&A(組裝)工廠之前對元件進(jìn)行測試，B&A工廠是勞動密集型工廠。由于元件故障造成汽車返工是不可接受的，它會造成極大的損失。供應(yīng)商合同中通常都包括由于供應(yīng)商的原因造成的元件缺陷相關(guān)的罰款條款。
ECU生產(chǎn)商需要證明其產(chǎn)品符合客戶的規(guī)范，這需要通過DV(設(shè)計(jì)驗(yàn)證)測試來實(shí)現(xiàn)。生產(chǎn)商還需證明其生產(chǎn)工藝可以正確生產(chǎn)出產(chǎn)品，這需要通過PV(生產(chǎn)驗(yàn)證)來實(shí)現(xiàn)。質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)通常都要求對一定比例的ECU進(jìn)行質(zhì)量評估，以確保生產(chǎn)工藝沒有缺陷。這種質(zhì)量評估通過連續(xù)一致性(小型設(shè)計(jì)驗(yàn)證)測試進(jìn)行。
測試系統(tǒng)的要求
如前所述，測試常被認(rèn)為是一項(xiàng)不會增值的工作，雖然測試是提高生產(chǎn)流程各階段質(zhì)量水平的重要手段。這一狀況使測試機(jī)構(gòu)面臨著極大的壓力，它們必須確保測試過程穩(wěn)固、全面、快捷且性價比較高。
測試系統(tǒng)必須穩(wěn)固
測試系統(tǒng)必須能夠全天候運(yùn)行。大多數(shù)汽車元件供廊商都有高產(chǎn)量生產(chǎn)線，停產(chǎn)會帶來巨大的損失。JIT(準(zhǔn)時)生產(chǎn)不允許分批發(fā)貨、發(fā)貨延遲或數(shù)量短缺。根據(jù)質(zhì)量控制程序和流程的要求，出錯會導(dǎo)致停產(chǎn)。由于這些原因，測試設(shè)備必須可靠且精準(zhǔn)。
測試范圍必須全面
測試系統(tǒng)的測試范圍應(yīng)盡可能廣而且測試必須精確。測試系統(tǒng)應(yīng)盡可能防止生產(chǎn)流程的下游出現(xiàn)缺陷。一般而言，越是在下游出現(xiàn)的問題，修復(fù)的成本越高。 測試系統(tǒng)必須快速運(yùn)轉(zhuǎn)
高產(chǎn)量生產(chǎn)要求生產(chǎn)流程的每一階段部不能比最慢的流程慢。測試過程不應(yīng)成為一個瓶頸，尤其是在測試被視為不會增值的工作時。測試系統(tǒng)的速度應(yīng)比最慢的上游流程快。
測試系統(tǒng)必須具有高性價比
測試系統(tǒng)設(shè)計(jì)員必須比較性能和成本。一個測試系統(tǒng)的成本不僅僅是其購買價格。測試系統(tǒng)會產(chǎn)生其它明顯的短期成本，如設(shè)備、培訓(xùn)、維護(hù)、升級、支持以及連接等。測試系統(tǒng)的長期成本較不明顯，它取決于開發(fā)時間、靈活性、可測量性、可再利用性、模塊性和便攜性等參數(shù)。這些因素與測試系統(tǒng)中使用的軟件和硬件直接相關(guān)。除了以上這幾點(diǎn)，測試系統(tǒng)設(shè)計(jì)員還必須在有限的預(yù)算和有限的時間內(nèi)完成設(shè)計(jì)。開發(fā)新產(chǎn)品越來越難，產(chǎn)品的生則、技術(shù)和客戶需求不斷涌現(xiàn)。面臨這一切，測試系統(tǒng)設(shè)計(jì)員必須找到一種使其開發(fā)的系統(tǒng)既可滿足當(dāng)前需求又可滿足未來需求的方法。
ECU的工作方式
所謂ECU的工作方式，就是根據(jù)與發(fā)動機(jī)相連的傳感器的反饋來控制燃油混合(空氣燃油比)和火花定時(點(diǎn)火提前及持續(xù)時間)。燃油混合和點(diǎn)火定時的控制相當(dāng)復(fù)雜。ECU需要從多個傳感器獲取數(shù)據(jù)以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的最佳控制。ECU需要了解地速、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、曲軸位置、空氣質(zhì)量(氧氣含量)、發(fā)動機(jī)溫度、發(fā)動機(jī)負(fù)荷 (如空調(diào)(A／C)打開時)、油門位置、油門的變化率、變速齒輪、廢氣排放等等。前面我們已經(jīng)講到，ECU是一種用于解決具體問題的計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)通常無法直接與模擬世界進(jìn)行交互。因而需要使用一個信號調(diào)理／數(shù)據(jù)采集接口，將來自傳感器的模擬信號轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)可以理解的數(shù)字信號。而為了控制燃油系統(tǒng)和點(diǎn)火系統(tǒng)，必須將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號。
ECU 包含以下幾個功能模塊：(1)電源，數(shù)字和模擬(模擬傳感器的電源)；(2)MPU，微處理器和內(nèi)存(通常為閃存和RAM)；(3)通信，如CAN總線； (4)開關(guān)輸入，開／關(guān)型輸入；(5)頻率輸入，編碼器型信號(曲軸或車輛速度)；(6)模擬輸入，來自傳感器的反饋信號；(7)開關(guān)輸出，開／關(guān)型輸出；(8)PWM輸出，變頻和占空比(如噴射器或點(diǎn)火器)；(9)頻率輸出，恒定的占空比(如步進(jìn)電機(jī)、怠速控制)。典型ECU的輸人／輸出結(jié)構(gòu)框圖如圖 1所示。
電源
ECU的電源是一個直流-直流轉(zhuǎn)換器。電池電壓被轉(zhuǎn)換為適合MPU和其它數(shù)字電路的電壓。在某些情況下，ECU提供模擬傳感器的電壓源。在這種情況下，ECU提供一個或多個模擬電源電壓(源于電池電壓)。
典型的測試包括：(1)開關(guān)檢查，檢查電源和接地之間是否路或開路；(2)電源負(fù)載測試，在最大負(fù)載條件下驗(yàn)證電源電壓(采用模擬電源時)；(3)電源噪聲測試，檢查輸出噪聲大小(采用模擬電源時)。此外，常見的還有喚醒電流和睡眠電流的測試，即分別在點(diǎn)火鍵處于"開"和"關(guān)"位置時檢查VBATT上的電流。
頻率輸入
通常用于監(jiān)測測試速度(如車輛速度)或速度和位置(如曲軸)的傳感器。對于ECU最為重要的反饋信號是曲軸信號。在有些發(fā)動機(jī)應(yīng)用中，曲軸和凸輪信號都被用于向ECU提供速度(轉(zhuǎn)速)和位置(曲軸角度)信息。曲軸和凸輪傳感器可以采用可變磁阻型(VAR)傳感器或紅外傳感器(IR)。這兩種類型的傳感器都能產(chǎn)生編碼器信號，ECU通過這些信號來確定燃油和點(diǎn)火輸出參數(shù)。
典型的頻率測試包括：(1)用具有可變振幅和／或頻率和／或占空比的信號來驅(qū)動ECU頻率輸入；(2)對輸入進(jìn)行開路測試；(3)在輸入短接的條件下進(jìn)行測試。
開關(guān)輸入
它是用于監(jiān)測汽車中各組件和附件的開關(guān)狀態(tài)。最重要的開關(guān)輸入是點(diǎn)火開關(guān)。ECU需要掌握點(diǎn)火開關(guān)的位置(起動、運(yùn)行、關(guān)閉、輔助)，以確定何時和如何控制燃油和點(diǎn)火系統(tǒng)。其它開關(guān)輸入還有停車開關(guān)、制動開關(guān)和A／C開關(guān)。在ECU測試系統(tǒng)中，通常由通用和／或矩陣?yán)^電器組成的負(fù)載／激勵模塊將一個測試源與 ECU上的開關(guān)輸入相連接。
典型的測試包括：I／O移動測試(對于移動1，先將所有離散輸入置0，然后再將輸入由高切換為低，移動0則與此相反)、模式測試、開路測試等。
處理器
MPU包含有處理器和內(nèi)存組件。在大多數(shù)情況下用閃存來存儲應(yīng)用軟件(也稱為應(yīng)用碼)。應(yīng)用軟件中包括校準(zhǔn)查找表。這些表根據(jù)輸入的反饋設(shè)定最佳燃油混合和點(diǎn)火定時參數(shù)。利用閃存可以在任何時候?qū)CU進(jìn)行重新編程。在某些情況下，應(yīng)用軟件包括用于生產(chǎn)測試的特定模式。
典型的測試包括：(1)RAM測試，通常為某種形式的寫和讀；(2)Flash測試，檢查制造商／產(chǎn)品編號，校驗(yàn)總和；(3)"看門狗"計(jì)時器洲試，將應(yīng)用軟件和／或嵌入式測試碼下載到閃存中的輸入和輸出測試。
開關(guān)輸出
開關(guān)輸出有時也稱作離散輸出，通常為小電流驅(qū)動器。用于控制行駛控制離合器和燃油泵的信號就屬于開關(guān)輸出。有時根據(jù)開關(guān)輸出向系統(tǒng)中的其它組件提供參考電源還是參考地而將其分為大電流驅(qū)動器和小電流驅(qū)動器。這些輸出驅(qū)動的負(fù)載可以是電阻性負(fù)載(如檢查發(fā)動機(jī)燈)，也可以是電抗性負(fù)載(如氣動電磁閥)。
典型測試包括：(1)箝位電壓／回掃電壓；(2)輸出漏電流；(3)診斷；(4)將輸出短路測試。
此外，ECU還具有數(shù)據(jù)鏈路、模擬輸入、脈寬調(diào)制(PWM)輸出、頻率輸出等功能模塊。
ECU測試系統(tǒng)與PXI平臺
在汽車生產(chǎn)企業(yè)中，ECU測試系統(tǒng)又稱為虛擬儀器，即基于計(jì)算機(jī)的設(shè)備，可依靠數(shù)控?cái)?shù)據(jù)采集或信號發(fā)生硬件和軟件算法來定義其功能。一臺虛擬儀器就可執(zhí)行多臺號用設(shè)備的測量工作，因?yàn)檐浖x了設(shè)備功能。如果需要新的設(shè)備，可以通過編寫新的軟件或購買具有所需功能的軟件工具包來實(shí)現(xiàn)。所以軟件是測試系統(tǒng)的主要組成部分，通常決定著整個測試系統(tǒng)的成本。硬件為一次性購買，而軟件開發(fā)則需在測試系統(tǒng)的整個生命周期內(nèi)不斷改進(jìn)，故軟件成本常會超過硬件成本。開發(fā)實(shí)用的ECU測試系統(tǒng)需要有功能強(qiáng)大的開發(fā)平臺，目前應(yīng)用較多的是NationalInstruments公司的PXI系統(tǒng)，它是一種由計(jì)算機(jī)操作的新型模塊化儀器平臺。PXI平臺和虛擬儀器在成本和性能方面的優(yōu)勢使得ECU測試系統(tǒng)開發(fā)員可以輕松應(yīng)對系統(tǒng)設(shè)計(jì)的挑戰(zhàn)。
PXI平臺開發(fā)的ECU測試系統(tǒng)是基于工業(yè)計(jì)算機(jī)技術(shù)，而且采用了標(biāo)準(zhǔn)PCI總線架構(gòu)，所以工作非常穩(wěn)固可靠，系統(tǒng)運(yùn)行速度也很快。此外，測試系統(tǒng)的成本還可以根據(jù)應(yīng)用對速度和性能的要求進(jìn)行控制。有多種不同速度和特性(影響成本)的控制器可供選擇。用戶可從具有不同性能(成本也相應(yīng)不同)的測試設(shè)備中進(jìn)行選擇。采用PXI平臺和虛擬設(shè)備，所購買的硬件和軟件就不會因過時而廢棄?？梢酝ㄟ^購買功能更為強(qiáng)大的控制器來對系統(tǒng)進(jìn)行升級，而無需更換軟件。類似地，在需要性能更好的測試設(shè)備時，由于采用虛擬儀器方案，開發(fā)人員就可以只更換測試設(shè)備，而無需更換軟件。虛擬儀器使得設(shè)計(jì)員可以在一臺儀器上實(shí)現(xiàn)多臺傳統(tǒng)儀器的功能。要獲得所需功能，只需編寫相應(yīng)的軟什即可。在某些情況下軟件功能是開發(fā)環(huán)境的標(biāo)準(zhǔn)特性，而有時您可能需要購買附加軟件來獲得所需的功能。
（轉(zhuǎn)載）
