電子控制單元簡稱 (ECU，Electrical Control Unit) 會(huì)對發(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測試的挑戰(zhàn)越來越大。
Hyundai Kefico是現(xiàn)代汽車旗下的子公司，從1972年以來一直致力于生產(chǎn)動(dòng)力總成汽車電子產(chǎn)品。他們也面臨著ECU測試的挑戰(zhàn)，今天我們就來拆解下Hyundai Kefico的ECU測試案例。
以下案例由來自Hyundai Kefico的專家Minsuk Ko編寫。
首要任務(wù)是提高測試系統(tǒng)利用率
過去的ECU功能測試系統(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、測試執(zhí)行引擎和應(yīng)用程序、測試步驟和測試結(jié)果管理工具。換句話說，我們需要為每種新ECU開發(fā)新的測試系統(tǒng)，這樣一來這些測試工程資產(chǎn)設(shè)備僅有一隅用武之地，無法重復(fù)利用到其他項(xiàng)目，大大增加了測試成本。
為了解決該問題，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)測試系統(tǒng)（Common Platform Tester，CP-Tester）將ECU功能測試系統(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)化測試設(shè)備，來定義傳感器/執(zhí)行器仿真、車載通信、測試執(zhí)行（測試引擎）、操作界面（測試應(yīng)用程序）和測試結(jié)果管理。
圖1.整改前后的ECU功能測試開發(fā)過程
剖析讓測試時(shí)間縮短15％的測試系統(tǒng)
CP-Tester 的一些關(guān)鍵組件可簡化測試開發(fā)過程。其中一個(gè)組件就是測試腳本建模工具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)測試序列以及配置各個(gè)測試步驟和參數(shù)。這些測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試結(jié)果數(shù)據(jù)，以便根據(jù)新測試需求進(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：
· 由于CP-Tester能適應(yīng)各種類型的動(dòng)力總成ECU，測試系統(tǒng)開發(fā)時(shí)間顯著縮短了
· 由于測試步驟均可復(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配置提供源和測量功能
· 能夠連接假負(fù)載（電阻和電感）來正確測試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）
市場上絕大多數(shù)交鑰匙ECU測試系統(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)化測試解決方案的優(yōu)勢，在三個(gè)月內(nèi)獨(dú)立開發(fā)出一款靈活的標(biāo)準(zhǔn)測試系統(tǒng)。不僅開發(fā)時(shí)間縮短了80%，而且未來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%的測試時(shí)間，并減少30%的測試系統(tǒng)成本，這有助于提升我們在市場上的競爭力。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多萬美元的成本。
Minsuk Ko，Hyundai Kefico表示，“我們基于NI自動(dòng)化測試平臺(tái)開發(fā)了一個(gè)用戶定義的可定制測試系統(tǒng)，縮短了制造時(shí)動(dòng)力總成ECU功能測試所需的開發(fā)時(shí)間，并加快了測試速度。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%，而且測試時(shí)間加快了15％?！?/span>
我們再來總結(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200個(gè)，測試步驟也超過20,000個(gè)，我們需要持續(xù)滿足不同的制造測試期限，同時(shí)確保足夠短的測試時(shí)間來滿足吞吐量需求，并降低測試成本來保持市場競爭力。
解決方案
利用NI測試平臺(tái)開發(fā)了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)，可針對所有類型的動(dòng)力總成ECU靈活配置測試系統(tǒng)，并可復(fù)用測試腳本和步驟，以確保從研發(fā)到制造過程中每個(gè)環(huán)節(jié)的測試覆蓋范圍都是一致的，并可允許在全球范圍內(nèi)部署和執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)測試。
如果您的需求是：
· 滿足產(chǎn)品上市時(shí)間和質(zhì)量預(yù)期（像Hyundai Kefico一樣，縮短了15%的測試時(shí)間）
· 降低總測試成本（像Hyundai Kefico一樣，減少30%的測試系統(tǒng)成本）
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