ECU的測試目的
測試通常被認為是一項不會增值的工作。在理想的世界中確實如此，因為在理想的世界中，生產(chǎn)工藝從來都不會產(chǎn)生缺陷，系統(tǒng)設計永遠沒有瑕疵，軟件永遠正常運行，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現(xiàn)可測量的、可重復的和可跟蹤的最低質(zhì)量標準。質(zhì)量確實有價值，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)量要求和標準(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商在將其元件發(fā)往 B&A(組裝)工廠之前對元件進行測試，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。供應商合同中通常都包括由于供應商的原因造成的元件缺陷相關的罰款條款。
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(設計驗證)測試來實現(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)驗證)來實現(xiàn)。質(zhì)量標準通常都要求對一定比例的ECU進行質(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(小型設計驗證)測試進行。
測試系統(tǒng)的要求
如前所述，測試常被認為是一項不會增值的工作，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。這一狀況使測試機構面臨著極大的壓力，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，出錯會導致停產(chǎn)。由于這些原因，測試設備必須可靠且精準。
測試范圍必須全面
測試系統(tǒng)的測試范圍應盡可能廣而且測試必須精確。測試系統(tǒng)應盡可能防止生產(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，修復的成本越高。 測試系統(tǒng)必須快速運轉(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)設計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，如設備、培訓、維護、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。除了以上這幾點，測試系統(tǒng)設計員還必須在有限的預算和有限的時間內(nèi)完成設計。開發(fā)新產(chǎn)品越來越難，產(chǎn)品的生則、技術和客戶需求不斷涌現(xiàn)。面臨這一切，測試系統(tǒng)設計員必須找到一種使其開發(fā)的系統(tǒng)既可滿足當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(點火提前及持續(xù)時間)。燃油混合和點火定時的控制相當復雜。ECU需要從多個傳感器獲取數(shù)據(jù)以實現(xiàn)系統(tǒng)的最佳控制。ECU需要了解地速、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、曲軸位置、空氣質(zhì)量(氧氣含量)、發(fā)動機溫度、發(fā)動機負荷 (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算機。計算機通常無法直接與模擬世界進行交互。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)換為計算機可以理解的數(shù)字信號。而為了控制燃油系統(tǒng)和點火系統(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)開關輸入，開／關型輸入；(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)開關輸出，開／關型輸出；(8)PWM輸出，變頻和占空比(如噴射器或點火器)；(9)頻率輸出，恒定的占空比(如步進電機、怠速控制)。典型ECU的輸人／輸出結構框圖如圖 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)開關檢查，檢查電源和接地之間是否路或開路；(2)電源負載測試，在最大負載條件下驗證電源電壓(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，即分別在點火鍵處于"開"和"關"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)動機應用中，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)對輸入進行開路測試；(3)在輸入短接的條件下進行測試。
開關輸入
它是用于監(jiān)測汽車中各組件和附件的開關狀態(tài)。最重要的開關輸入是點火開關。ECU需要掌握點火開關的位置(起動、運行、關閉、輔助)，以確定何時和如何控制燃油和點火系統(tǒng)。其它開關輸入還有停車開關、制動開關和A／C開關。在ECU測試系統(tǒng)中，通常由通用和／或矩陣繼電器組成的負載／激勵模塊將一個測試源與 ECU上的開關輸入相連接。
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用軟件(也稱為應用碼)。應用軟件中包括校準查找表。這些表根據(jù)輸入的反饋設定最佳燃油混合和點火定時參數(shù)。利用閃存可以在任何時候?qū)?/SPAN>ECU進行重新編程。在某些情況下，應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，校驗總和；(3)"看門狗"計時器洲試，將應用軟件和／或嵌入式測試碼下載到閃存中的輸入和輸出測試。
開關輸出
開關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輸出。有時根據(jù)開關輸出向系統(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)動的負載可以是電阻性負載(如檢查發(fā)動機燈)，也可以是電抗性負載(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，即基于計算機的設備，可依靠數(shù)控數(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)行多臺號用設備的測量工作，因為軟件定義了設備功能。如果需要新的設備，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，故軟件成本常會超過硬件成本。開發(fā)實用的ECU測試系統(tǒng)需要有功能強大的開發(fā)平臺，目前應用較多的是NationalInstruments公司的PXI系統(tǒng)，它是一種由計算機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)員可以輕松應對系統(tǒng)設計的挑戰(zhàn)。
PXI平臺開發(fā)的ECU測試系統(tǒng)是基于工業(yè)計算機技術，而且采用了標準PCI總線架構，所以工作非常穩(wěn)固可靠，系統(tǒng)運行速度也很快。此外，測試系統(tǒng)的成本還可以根據(jù)應用對速度和性能的要求進行控制。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(成本也相應不同)的測試設備中進行選擇。采用PXI平臺和虛擬設備，所購買的硬件和軟件就不會因過時而廢棄?？梢酝ㄟ^購買功能更為強大的控制器來對系統(tǒng)進行升級，而無需更換軟件。類似地，在需要性能更好的測試設備時，由于采用虛擬儀器方案，開發(fā)人員就可以只更換測試設備，而無需更換軟件。虛擬儀器使得設計員可以在一臺儀器上實現(xiàn)多臺傳統(tǒng)儀器的功能。要獲得所需功能，只需編寫相應的軟什即可。在某些情況下軟件功能是開發(fā)環(huán)境的標準特性，而有時您可能需要購買附加軟件來獲得所需的功能。
