ECU的測(cè)試目的

　　測(cè)試通常被認(rèn)為是一項(xiàng)不會(huì)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?，生產(chǎn)工藝從來(lái)都不會(huì)產(chǎn)生缺陷，系統(tǒng)設(shè)計(jì)永遠(yuǎn)沒(méi)有瑕疵，軟件永遠(yuǎn)正常運(yùn)行，從來(lái)不會(huì)有客戶退貨，產(chǎn)品和原材料質(zhì)量問(wèn)題為零，因此，由于不會(huì)出現(xiàn)任何故障，測(cè)試就顯得毫無(wú)必要。但是由于存在各種各樣的問(wèn)題、故障，因此需通過(guò)測(cè)試來(lái)實(shí)現(xiàn)可測(cè)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(jià)值，盡管它的價(jià)值無(wú)法直接衡量。

　　測(cè)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(zhǎng)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(duì)元件進(jìn)行測(cè)試，B&A工廠是勞動(dòng)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(huì)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(guò)DV(設(shè)計(jì)驗(yàn)證)測(cè)試來(lái)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(guò)PV(生產(chǎn)驗(yàn)證)來(lái)實(shí)現(xiàn)。質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)通常都要求對(duì)一定比例的ECU進(jìn)行質(zhì)量評(píng)估，以確保生產(chǎn)工藝沒(méi)有缺陷。這種質(zhì)量評(píng)估通過(guò)連續(xù)一致性(小型設(shè)計(jì)驗(yàn)證)測(cè)試進(jìn)行。

　　測(cè)試系統(tǒng)的要求

　　如前所述，測(cè)試常被認(rèn)為是一項(xiàng)不會(huì)增值的工作，雖然測(cè)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(cè)試機(jī)構(gòu)面臨著極大的壓力，它們必須確保測(cè)試過(guò)程穩(wěn)固、全面、快捷且性價(jià)比較高。

　　測(cè)試系統(tǒng)必須穩(wěn)固

　　測(cè)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(huì)帶來(lái)巨大的損失。JIT(準(zhǔn)時(shí))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(cuò)會(huì)導(dǎo)致停產(chǎn)。由于這些原因，測(cè)試設(shè)備必須可靠且精準(zhǔn)。

　　測(cè)試范圍必須全面

　　測(cè)試系統(tǒng)的測(cè)試范圍應(yīng)盡可能廣而且測(cè)試必須精確。測(cè)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(wèn)題，修復(fù)的成本越高。 測(cè)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(cè)試過(guò)程不應(yīng)成為一個(gè)瓶頸，尤其是在測(cè)試被視為不會(huì)增值的工作時(shí)。測(cè)試系統(tǒng)的速度應(yīng)比最慢的上游流程快。

　　測(cè)試系統(tǒng)必須具有高性價(jià)比

　　測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)員必須比較性能和成本。一個(gè)測(cè)試系統(tǒng)的成本不僅僅是其購(gòu)買價(jià)格。測(cè)試系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生其它明顯的短期成本，如設(shè)備、培訓(xùn)、維護(hù)、升級(jí)、支持以及連接等。測(cè)試系統(tǒng)的長(zhǎng)期成本較不明顯，它取決于開(kāi)發(fā)時(shí)間、靈活性、可測(cè)量性、可再利用性、模塊性和便攜性等參數(shù)。這些因素與測(cè)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(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)員還必須在有限的預(yù)算和有限的時(shí)間內(nèi)完成設(shè)計(jì)。開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品越來(lái)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(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)員必須找到一種使其開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)既可滿足當(dāng)前需求又可滿足未來(lái)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(dòng)機(jī)相連的傳感器的反饋來(lái)控制燃油混合(空氣燃油比)和火花定時(shí)(點(diǎn)火提前及持續(xù)時(shí)間)。燃油混合和點(diǎn)火定時(shí)的控制相當(dāng)復(fù)雜。ECU需要從多個(gè)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(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、曲軸位置、空氣質(zhì)量(氧氣含量)、發(fā)動(dòng)機(jī)溫度、發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷 (如空調(diào)(A／C)打開(kāi)時(shí))、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(wèn)題的計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)通常無(wú)法直接與模擬世界進(jìn)行交互。因而需要使用一個(gè)信號(hào)調(diào)理／數(shù)據(jù)采集接口，將來(lái)自傳感器的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)可以理解的數(shù)字信號(hào)。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(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)。

　　ECU 包含以下幾個(gè)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(kāi)關(guān)輸入，開(kāi)／關(guān)型輸入；(5)頻率輸入，編碼器型信號(hào)(曲軸或車輛速度)；(6)模擬輸入，來(lái)自傳感器的反饋信號(hào)；(7)開(kāi)關(guān)輸出，開(kāi)／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)。

　　電源

　　ECU的電源是一個(gè)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(gè)或多個(gè)模擬電源電壓(源于電池電壓)。

　　典型的測(cè)試包括：(1)開(kāi)關(guān)檢查，檢查電源和接地之間是否路或開(kāi)路；(2)電源負(fù)載測(cè)試，在最大負(fù)載條件下驗(yàn)證電源電壓(采用模擬電源時(shí))；(3)電源噪聲測(cè)試，檢查輸出噪聲大小(采用模擬電源時(shí))。此外，常見(jiàn)的還有喚醒電流和睡眠電流的測(cè)試，即分別在點(diǎn)火鍵處于"開(kāi)"和"關(guān)"位置時(shí)檢查VBATT上的電流。

　　頻率輸入

　　通常用于監(jiān)測(cè)測(cè)試速度(如車輛速度)或速度和位置(如曲軸)的傳感器。對(duì)于ECU最為重要的反饋信號(hào)是曲軸信號(hào)。在有些發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用中，曲軸和凸輪信號(hào)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(hào)，ECU通過(guò)這些信號(hào)來(lái)確定燃油和點(diǎn)火輸出參數(shù)。

　　典型的頻率測(cè)試包括：(1)用具有可變振幅和／或頻率和／或占空比的信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)ECU頻率輸入；(2)對(duì)輸入進(jìn)行開(kāi)路測(cè)試；(3)在輸入短接的條件下進(jìn)行測(cè)試。

　　開(kāi)關(guān)輸入

　　它是用于監(jiān)測(cè)汽車中各組件和附件的開(kāi)關(guān)狀態(tài)。最重要的開(kāi)關(guān)輸入是點(diǎn)火開(kāi)關(guān)。ECU需要掌握點(diǎn)火開(kāi)關(guān)的位置(起動(dòng)、運(yùn)行、關(guān)閉、輔助)，以確定何時(shí)和如何控制燃油和點(diǎn)火系統(tǒng)。其它開(kāi)關(guān)輸入還有停車開(kāi)關(guān)、制動(dòng)開(kāi)關(guān)和A／C開(kāi)關(guān)。在ECU測(cè)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(lì)模塊將一個(gè)測(cè)試源與 ECU上的開(kāi)關(guān)輸入相連接。

　　典型的測(cè)試包括：I／O移動(dòng)測(cè)試(對(duì)于移動(dòng)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(dòng)0則與此相反)、模式測(cè)試、開(kāi)路測(cè)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(lái)存儲(chǔ)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(shí)參數(shù)。利用閃存可以在任何時(shí)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(cè)試的特定模式。

　　典型的測(cè)試包括：(1)RAM測(cè)試，通常為某種形式的寫和讀；(2)Flash測(cè)試，檢查制造商／產(chǎn)品編號(hào)，校驗(yàn)總和；(3)"看門狗"計(jì)時(shí)器洲試，將應(yīng)用軟件和／或嵌入式測(cè)試碼下載到閃存中的輸入和輸出測(cè)試。

　　開(kāi)關(guān)輸出

　　開(kāi)關(guān)輸出有時(shí)也稱作離散輸出，通常為小電流驅(qū)動(dòng)器。用于控制行駛控制離合器和燃油泵的信號(hào)就屬于開(kāi)關(guān)輸出。有時(shí)根據(jù)開(kāi)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(dòng)器和小電流驅(qū)動(dòng)器。這些輸出驅(qū)動(dòng)的負(fù)載可以是電阻性負(fù)載(如檢查發(fā)動(dòng)機(jī)燈)，也可以是電抗性負(fù)載(如氣動(dòng)電磁閥)。

　　典型測(cè)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(cè)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(cè)試系統(tǒng)與PXI平臺(tái)

　　在汽車生產(chǎn)企業(yè)中，ECU測(cè)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(hào)發(fā)生硬件和軟件算法來(lái)定義其功能。一臺(tái)虛擬儀器就可執(zhí)行多臺(tái)號(hào)用設(shè)備的測(cè)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(guò)編寫新的軟件或購(gòu)買具有所需功能的軟件工具包來(lái)實(shí)現(xiàn)。所以軟件是測(cè)試系統(tǒng)的主要組成部分，通常決定著整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)的成本。硬件為一次性購(gòu)買，而軟件開(kāi)發(fā)則需在測(cè)試系統(tǒng)的整個(gè)生命周期內(nèi)不斷改進(jìn)，故軟件成本常會(huì)超過(guò)硬件成本。開(kāi)發(fā)實(shí)用的ECU測(cè)試系統(tǒng)需要有功能強(qiáng)大的開(kāi)發(fā)平臺(tái)，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(tái)。PXI平臺(tái)和虛擬儀器在成本和性能方面的優(yōu)勢(shì)使得ECU測(cè)試系統(tǒng)開(kāi)發(fā)員可以輕松應(yīng)對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的挑戰(zhàn)。

　　PXI平臺(tái)開(kāi)發(fā)的ECU測(cè)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(cè)試系統(tǒng)的成本還可以根據(jù)應(yīng)用對(duì)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(cè)試設(shè)備中進(jìn)行選擇。采用PXI平臺(tái)和虛擬設(shè)備，所購(gòu)買的硬件和軟件就不會(huì)因過(guò)時(shí)而廢棄?？梢酝ㄟ^(guò)購(gòu)買功能更為強(qiáng)大的控制器來(lái)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)，而無(wú)需更換軟件。類似地，在需要性能更好的測(cè)試設(shè)備時(shí)，由于采用虛擬儀器方案，開(kāi)發(fā)人員就可以只更換測(cè)試設(shè)備，而無(wú)需更換軟件。虛擬儀器使得設(shè)計(jì)員可以在一臺(tái)儀器上實(shí)現(xiàn)多臺(tái)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(kāi)發(fā)環(huán)境的標(biāo)準(zhǔn)特性，而有時(shí)您可能需要購(gòu)買附加軟件來(lái)獲得所需的功能。

（轉(zhuǎn)載）