電子控制單元簡(jiǎn)稱 (ECU，Electrical Control Unit) 會(huì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火、空燃比、廢氣再循環(huán)等多項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行『控制』，被稱為汽車的大腦。不僅發(fā)動(dòng)機(jī)擁有自己的ECU，自動(dòng)變速器、ABS系統(tǒng)、車載娛樂(lè)影音系統(tǒng)、四輪驅(qū)動(dòng)扭矩分配系統(tǒng)、主動(dòng)懸掛系統(tǒng)、安全氣囊+安全帶系統(tǒng)等，都有自己的ECU。隨著ECU功能越來(lái)越復(fù)雜，且汽車各個(gè)部分的ECU之間的相互依賴關(guān)系日益復(fù)雜，ECU測(cè)試的挑戰(zhàn)越來(lái)越大。

Hyundai Kefico是現(xiàn)代汽車旗下的子公司，從1972年以來(lái)一直致力于生產(chǎn)動(dòng)力總成汽車電子產(chǎn)品。他們也面臨著ECU測(cè)試的挑戰(zhàn)，今天我們就來(lái)拆解下Hyundai Kefico的ECU測(cè)試案例。

以下案例由來(lái)自Hyundai Kefico的專家Minsuk Ko編寫。

首要任務(wù)是提高測(cè)試系統(tǒng)利用率

過(guò)去的ECU功能測(cè)試系統(tǒng)需要為各種類型的ECU設(shè)計(jì)專用的傳感器/執(zhí)行器模擬器、車載通信模塊、測(cè)試執(zhí)行引擎和應(yīng)用程序、測(cè)試步驟和測(cè)試結(jié)果管理工具。換句話說(shuō)，我們需要為每種新ECU開發(fā)新的測(cè)試系統(tǒng)，這樣一來(lái)這些測(cè)試工程資產(chǎn)設(shè)備僅有一隅用武之地，無(wú)法重復(fù)利用到其他項(xiàng)目，大大增加了測(cè)試成本。

為了解決該問(wèn)題，我們決定重新設(shè)計(jì)開發(fā)流程，建立了一個(gè)通用平臺(tái)測(cè)試系統(tǒng)（Common Platform Tester，CP-Tester）將ECU功能測(cè)試系統(tǒng)開發(fā)流程進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化（圖1）。CP-Tester基于我們稱之為CP- Standard的標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)試設(shè)備，來(lái)定義傳感器/執(zhí)行器仿真、車載通信、測(cè)試執(zhí)行（測(cè)試引擎）、操作界面（測(cè)試應(yīng)用程序）和測(cè)試結(jié)果管理。

圖1.整改前后的ECU功能測(cè)試開發(fā)過(guò)程

剖析讓測(cè)試時(shí)間縮短15％的測(cè)試系統(tǒng)

CP-Tester 的一些關(guān)鍵組件可簡(jiǎn)化測(cè)試開發(fā)過(guò)程。其中一個(gè)組件就是測(cè)試腳本建模工具CP-Editor，該工具提供了200多個(gè)現(xiàn)成的函數(shù)，可幫助研發(fā)或產(chǎn)品工程師快速開發(fā)測(cè)試序列以及配置各個(gè)測(cè)試步驟和參數(shù)。這些測(cè)試步驟可以匹配到相應(yīng)的硬件I/O，并根據(jù)不同類型的ECU進(jìn)行重新配置。另一個(gè)組件CP-Server 可幫助工程師有效管理測(cè)試結(jié)果數(shù)據(jù)，以便根據(jù)新測(cè)試需求進(jìn)行改進(jìn)。

圖2.CP-Tester概述

CP-Tester為我們的工程師提供了以下三個(gè)優(yōu)勢(shì)：

●由于CP-Tester能適應(yīng)各種類型的動(dòng)力總成ECU，測(cè)試系統(tǒng)開發(fā)時(shí)間顯著縮短了

●由于測(cè)試步驟均可復(fù)用于從研發(fā)到制造等不同階段，而且可重新配置，測(cè)試工程設(shè)備的利用率大幅提高

●由于采用標(biāo)準(zhǔn)格式進(jìn)行數(shù)據(jù)處理并可溯源，制造測(cè)試數(shù)據(jù)的價(jià)值大幅提高

我們之所以選擇NI PXI平臺(tái)，是因?yàn)樗m合處理復(fù)雜的動(dòng)力總成ECU。NI PXI解決方案的優(yōu)點(diǎn)包括：

●高通道數(shù)（超過(guò)200個(gè)引腳）且靈活，提供多種排列布局選擇

●I/O配置提供源和測(cè)量功能

●能夠連接假負(fù)載（電阻和電感）來(lái)正確測(cè)試ECU

●NI-SWITCH提供各種切換選項(xiàng)，且易于使用，可提高I/O的靈活性

能夠通過(guò)FPGA定制I/O，以實(shí)現(xiàn)特殊的傳感器通信協(xié)議，例如SENT（單邊緣漸進(jìn)傳輸和SAE J2716）

市場(chǎng)上絕大多數(shù)交鑰匙ECU測(cè)試系統(tǒng)需要10到12個(gè)月的時(shí)間才能適應(yīng)新產(chǎn)品的新測(cè)試計(jì)劃，而且需要與供應(yīng)商進(jìn)行大量溝通交流，成本也非常高昂。鑒于縮短開發(fā)時(shí)間的重要性，我們利用NI自動(dòng)化測(cè)試解決方案的優(yōu)勢(shì)，在三個(gè)月內(nèi)獨(dú)立開發(fā)出一款靈活的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試系統(tǒng)。不僅開發(fā)時(shí)間縮短了80%，而且未來(lái)我們也能夠添加新功能，比如具有靈活數(shù)據(jù)速率的CAN，以滿足不斷變化的產(chǎn)品需求。

從公司層面來(lái)看，盡管ECU的要求更為嚴(yán)苛，但NI PXI平臺(tái)的定時(shí)和同步功能幫助我們縮短了15%的測(cè)試時(shí)間，并減少30%的測(cè)試系統(tǒng)成本，這有助于提升我們?cè)谑袌?chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力。此外，由于NI在全球各地均設(shè)有辦事處，我們?nèi)蚋鱾€(gè)生產(chǎn)基地均可采購(gòu)和組裝CP-Tester。

在首次部署了17個(gè)CP-Tester后，我們的項(xiàng)目投資回報(bào)率提高了45%，相比之前的解決方案，節(jié)省了100多萬(wàn)美元的成本。

我們基于NI自動(dòng)化測(cè)試平臺(tái)開發(fā)了一個(gè)用戶定義的可定制測(cè)試系統(tǒng)，縮短了制造時(shí)動(dòng)力總成ECU功能測(cè)試所需的開發(fā)時(shí)間，并加快了測(cè)試速度。我們的開發(fā)時(shí)間僅為之前系統(tǒng)的1/6，系統(tǒng)成本減少了30%，而且測(cè)試時(shí)間加快了15％。- Minsuk Ko，Hyundai Kefico

我們?cè)賮?lái)總結(jié)下動(dòng)力總成ECU的挑戰(zhàn)和解決方案。

挑戰(zhàn)

動(dòng)力總成電子控制單元(ECU)日益復(fù)雜，引腳已然超過(guò)200個(gè)，測(cè)試步驟也超過(guò)20,000個(gè)，我們需要持續(xù)滿足不同的制造測(cè)試期限，同時(shí)確保足夠短的測(cè)試時(shí)間來(lái)滿足吞吐量需求，并降低測(cè)試成本來(lái)保持市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

解決方案