《建立灵敏的、节省本钱的ECU测试系统.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《建立灵敏的、节省本钱的ECU测试系统.docx（10页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、建立灵敏的、节省本钱的ECU测试系统发动机电子控制装置，也称作发动机控制器ECU，于20世纪70年代诞生。当时，由于石油危机，人们正在寻找一种进步燃油经济性的方法，他们想要找出一种可以使发动机在更为清洁和污染更少的条件下运行的方法。当时的工程师运用一种叫做燃料分配器的机械装置来控制火花定时，使用化油器来控制燃料混合。这种机械系统的调整才能较差。20世纪70年代微处理器诞生了，这种技术可以实现控制火花定时和燃料混合所需的复杂、高速的运算。在80年代早期ECU成为了大多数车辆中的标准部件。ECU是设计用于解决详细问题的计算机。通常ECU是汽车中最为复杂且功能最为强大的计算机。ECU的用处车辆中通常
2、含有一个以上的电子控制模块ECM。ECU是负责发动机控制功能的电子控制模块，其主要用处是对发动机中的燃油和点火系统进展闭环控制，进而挺高燃油经济性并减少发动机产生的气体污染物。为何要测试ECU？测试通常被以为是一项不会增值的工作。在理想的世界中确实如此，由于在理想的世界中，消费工艺从来都不会产生缺陷，系统设计永远没有瑕疵，软件永远正常运行，从来不会有客户退货，产品和原材料质量问题为零，因此，由于不会出现任何故障，测试就显得毫无必要。但是世界并非完美，因此需通过测试来实现可测量的、可重复的和可跟踪的最低质量标准。质量确实有价值，尽管它的价值无法直接衡量。测试的必要性还表达在其它方面。汽车制造商有
3、自己的质量要求和标准如QS-9000以及长期跟踪和规章要求。汽车制造商通常都要求元件供给商在将其元件发往B&A组装工厂元件在此处组装成整车之前对元件进展测试。B&A工厂是劳动密集型工厂。由于供给商的元件故障造成汽车返工是不可承受的，它会造成极大的损失。供给商合同中通常都包括由于供给商的原因造成的元件缺陷相关的罚款条款。ECU消费商需要证实其产品符合客户的标准，这需要通过DV设计验证测试来实现。消费商还需证实其消费工艺可以正确消费生产品，这需要通过PV消费验证来实现。质量标准通常都要求对一定比例的ECU进展质量评估，以确保消费工艺没有缺陷。这种质量评估通过连续一致性小型设计验证测试进展。测试系统
4、开发员面临的挑战：如前所述，测试经常被以为是一项不会增值的工作，固然测试是进步消费流程各阶段质量程度的重要手段。这一状况使测试机构面临着极大的压力，它们必须确保测试经过稳固、全面、快捷且性价比拟高。测试系统必须稳固。测试系统必须可以全天候运行。大多数汽车元件供给商都有高产量消费线，停产会带来宏大的损失。JIT准时消费不允许分批发货、发货延迟或者数目短缺。根据质量控制程序和流程的要求，出错会导致停产。由于这些原因，测试设备必须可靠且精准。测试范围必须全面。测试系统的测试范围应尽可能广而且测试必须准确。测试系统应尽可能防止消费流程的下游出现缺陷。一般而言，越是在下游出现的问题，修复的本钱越高。测试
5、系统必须快速运转。高产量消费要求消费流程的每一阶段都不能比最慢的流程慢。测试经过不应成为一个瓶颈，尤其是在测试被视为不会增值的工作时。测试系统的速度应比最慢的上游流程快。测试系统必须具有高性价比。测试系统设计员必须比拟性能和本钱。一个测试系统的本钱不仅仅是其购置价格。测试系统会产生其它明显的短期本钱，如设备、培训、维护、晋级、支持以及连接等。测试系统的长期本钱较不明显，它取决于开发时间、灵敏性、可量测性、可再利用性、模块性和便携性等参数。这些因素与测试系统中使用的软件和硬件直接相关。除了以上这几点，测试系统设计员还必须在有限的预算和越来越短的时间内完成设计。开发新产品越来越难，产品的生命周期越
6、来越短，新的规那么、技术和客户需求不断涌现。面临这一切，测试系统设计员必须找到一种使其开发的系统既可知足当前需求又可知足将来需求的方法。ECU怎样工作？简单地讲，ECU的工作方法就是根据与发动机相连的传感器的反应来控制燃油混合空气燃油比和火花定时点火提早及持续时间。燃油混合和点火定时的控制相当复杂。ECU需要从多个传感器获取数据以实现系统的最正确控制。ECU需要理解地速、发动机转速、曲轴位置、空气质量氧气含量、发动机温度、发动机负荷如空调A/C翻开时、油门收集接口，以将来自传感器的模拟信号转换为计算机可以理解的数字信号。而为了控制燃油系统和点火系统，必须将数字信号转换为模拟信号。ECU功能模块
7、ECU包含以下几个功能模块：电源数字和模拟模拟传感器的电源MPU微处理器和内存通常为闪存和RAM通讯链路如CAN总线离散输入开/关型输入频率输入编码器型信号曲轴或者车辆速度模拟输入来自传感器的反应信号开关输出开/关型输出PWM输出变频和占空比如喷射器或者点火器频率输出恒定的占空比如步进电机怠速控制NationalInstruments公司的虚拟仪器虚拟设备是基于计算机的设备，它依靠数控数据收集或者信号发僵硬件和软件算法来定义仪器的功能。虚拟仪器使得您只需使用一台普通设备就可执行多台专用设备的测量工作，由于软件定义了仪器功能。假如您需要新的设备，您可以编写新的软件或者购置具有所需功能的软件工具包
8、。PXI平台和虚拟仪器在本钱和性能方面的上风使得测试系统开发员可以轻松应对系统设计的挑战。由于PXI系统基于工业计算机技术，因此非常稳固可靠。由于采用了标准PCI总线架构，PXI系统的运行速度也很快。系统的本钱可以根据应用对速度和性能的要求进展控制。有多种不同速度和特性影响本钱的控制器可供选择。用户可从具有不同性能本钱也相应不同的测试设备中进展选择。采用PXI平台和虚拟设备，您所购置的硬件和软件就不会因过期而废弃。您可以通过购置功能更为强大的控制器来对系统进展晋级，而无需更换软件。类似地，在需要性能更好的测试设备时，由于采用虚拟仪器方案，开发人员就可以只更换测试设备，而无需更换软件。虚拟仪器使
9、得设计员可以在一台仪器上实现多台传统仪器的功能。要获得所需功能，只需编写相应的软件即可。在某些情况下软件功能是开发环境的标准特性，而有时您可能需要购置附加软件来获得所需的功能。采用虚拟仪器的系统具有极高的灵敏性。模数转换器有多种速度和分辨率可供选择。CPU速度是可选的，软件可以修改。这种类型的设备价格比独立的设备要低，由于其硬件较为简单，仪器设计尽可能多地采用市场上已有的技术，而非价格昂贵的专为一种应用定制的组件。用于ECU测试应用的NationalInstruments产品软件是测试系统的主要组成局部。从长远来看，软件本钱经常决定系统的本钱，而且软件本钱可能会超过硬件本钱。硬件为一次性购置，
10、而软件开发那么需在测试系统的整个生命周期内不断改良。通常需使用两种类型的软件：应用程序开发环境ADE用于编写测试码测试执行程序用于治理测试序列ADE的选择非常重要，由于它会对系统的长期和短期本钱产生重大影响。测试执行程序ADE任何测试应用程序都需使用某种类型的ADE来创立测试代码。ADE对开发时间有直接的影响，因此对系统的本钱也会产生直接影响。选择ADE时需考虑ADE的本钱、易用性以及其所包含的工具和程序库。除此之外，能否从ADE供给商或者第三方软件供给商处获得附加软件或者软件包也是值得考虑的因素。随ADE一起提供的标准程序库和附加软件通常决定必须编写多少代码。一般而言，开发员需要编写的代码越
11、少，软件开发时间就越短，开发本钱也越低。NationalInstruments提供两种在测试和测量业内最常用的软件语言。LabVIEW是世界上使用最广泛的图形化编程语言之一。在LabVIEW的编程环境中，开发员可以将精力更多放在应用程序上，而不是ADE上。程序通过图标和连线而不是文本和语法来编写。图形化编程语言可以加快开发进程。一个图标可以代替几十甚至几百行文本格式代码。LabVIEW提供了一种点击和拖放式编程环境，与基于文本的编程语言相比，文字输入工作大大减少。而且LabVIEW侧重于测试和测量。ADE具有大量的库，简化了仪器控制的编程。很多测量程序只需将几个图标连在一起就可进展仪器配置和测
12、量工作。除了仪器控制以外，LabVIEW还提供了几乎所有测量应用所需的数据分析和显示库。LabWindows/CVI是一种专为测试和测量应用而设计的基于文本的编程语言。编程语言为C语言。与LabVIEW相似，LabWindows/CVI也是一种侧重于测试和测量的ADE。标准的数据分析和显示库简化了编程工作，而功能面板那么简化了代码创立工作。测试执行程序传统上测试代码和测试执行程序结合在一起。每次需要为新产品开发测试程序时，开发员都必须编写新的测试执行程序或者将测试执行程序代码从旧产品导入到新产品的测试码中。假如由于新产品的要求而需要更改测试执行程序局部的代码，那么必须对每个采用该测试执行程序的
13、系统进展相应的修改，或为新产品编写其自己的测试执行程序。这样经常会导致同一测试执行程序有多种版本，进而增加软件维护和软件文件编制的本钱。如今市场上已出现了商用现成COTS测试执行程序。采用COTS测试执行程序后，测试系统开发员只需将精力集中在测试码上，而无需担忧测试执行程序。NationalInstrumentsTestStand被以为是市场上最好的COTS测试执行程序之一。TestStand是功能全面的测试执行程序，可以与几乎所有ADE中的测试码相连接。TestStand之所以有此功能是由于其可与DLL链接。TestStand可以与运用NationalInstrumentsLabVIEW和LabWindows/CVI生成的代码无缝集成。车辆通讯接口NationalInstruments可为多种平台PCI,PXI和PCMCIA提供CAN控制器区域网设备。这些设备几乎可用于需要CAN接口的任何汽车测试应用中。数字万用表静态电压和电流输出数字输入和输出信号调理ECU是具有多功能输入和输出的复杂电子设备。测试工程师在设计和开发用于ECU测试的系统时面临着很多挑战。基于计算机的测量设备如PXI与虚拟仪器的结合为ECU测试应用提供了理想的硬件和软件平台，使得系统开发员可以开发出知足现今和将来需求的测试系统。