電子控制單元簡稱 (ECU，Electrical Control Unit) 會對發(fā)動機點火、空燃比、廢氣再循環(huán)等多項參數(shù)進行『控制』，被稱為汽車的大腦。不僅發(fā)動機擁有自己的ECU，自動變速器、ABS系統(tǒng)、車載娛樂影音系統(tǒng)、四輪驅動扭矩分配系統(tǒng)、主動懸掛系統(tǒng)、安全氣囊+安全帶系統(tǒng)等，都有自己的ECU。隨著ECU功能越來越復雜，且汽車各個部分的ECU之間的相互依賴關系日益復雜，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設計專用的傳感器/執(zhí)行器模擬器、車載通信模塊、測試執(zhí)行引擎和應用程序、測試步驟和測試結果管理工具。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)設備僅有一隅用武之地，無法重復利用到其他項目，大大增加了測試成本。
為了解決該問題，我們決定重新設計開發(fā)流程，建立了一個通用平臺測試系統(tǒng)（Common Platform Tester，CP-Tester）將ECU功能測試系統(tǒng)開發(fā)流程進行標準化（圖1）。CP-Tester基于我們稱之為CP- Standard的標準化測試設備，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（測試應用程序）和測試結果管理。
圖1.整改前后的ECU功能測試開發(fā)過程
剖析讓測試時間縮短15％的測試系統(tǒng)
CP-Tester 的一些關鍵組件可簡化測試開發(fā)過程。其中一個組件就是測試腳本建模工具CP-Editor，該工具提供了200多個現(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測試步驟和參數(shù)。這些測試步驟可以匹配到相應的硬件I/O，并根據(jù)不同類型的ECU進行重新配置。另一個組件CP-Server 可幫助工程師有效管理測試結果數(shù)據(jù)，以便根據(jù)新測試需求進行改進。
圖2.CP-Tester概述
CP-Tester為我們的工程師提供了以下三個優(yōu)勢：
●由于CP-Tester能適應各種類型的動力總成ECU，測試系統(tǒng)開發(fā)時間顯著縮短了
●由于測試步驟均可復用于從研發(fā)到制造等不同階段，而且可重新配置，測試工程設備的利用率大幅提高
●由于采用標準格式進行數(shù)據(jù)處理并可溯源，制造測試數(shù)據(jù)的價值大幅提高
我們之所以選擇NI PXI平臺，是因為它更適合處理復雜的動力總成ECU。NI PXI解決方案的優(yōu)點包括：
●高通道數(shù)（超過200個引腳）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
●能夠連接假負載（電阻和電感）來正確測試ECU
●NI-SWITCH提供各種切換選項，且易于使用，可提高I/O的靈活性
能夠通過FPGA定制I/O，以實現(xiàn)特殊的傳感器通信協(xié)議，例如SENT（單邊緣漸進傳輸和SAE J2716）
市場上絕大多數(shù)交鑰匙ECU測試系統(tǒng)需要10到12個月的時間才能適應新產(chǎn)品的新測試計劃，而且需要與供應商進行大量溝通交流，成本也非常高昂。鑒于縮短開發(fā)時間的重要性，我們利用NI自動化測試解決方案的優(yōu)勢，在三個月內(nèi)獨立開發(fā)出一款靈活的標準測試系統(tǒng)。不僅開發(fā)時間縮短了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的要求更為嚴苛，但NI PXI平臺的定時和同步功能幫助我們縮短了15%的測試時間，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在全球各地均設有辦事處，我們?nèi)蚋鱾€生產(chǎn)基地均可采購和組裝CP-Tester。
在首次部署了17個CP-Tester后，我們的項目投資回報率提高了45%，相比之前的解決方案，節(jié)省了100多萬美元的成本。
我們基于NI自動化測試平臺開發(fā)了一個用戶定義的可定制測試系統(tǒng)，縮短了制造時動力總成ECU功能測試所需的開發(fā)時間，并加快了測試速度。我們的開發(fā)時間僅為之前系統(tǒng)的1/6，系統(tǒng)成本減少了30%，而且測試時間加快了15％。- Minsuk Ko，Hyundai Kefico
我們再來總結下動力總成ECU的挑戰(zhàn)和解決方案。
挑戰(zhàn)
動力總成電子控制單元(ECU)日益復雜，引腳已然超過200個，測試步驟也超過20,000個，我們需要持續(xù)滿足不同的制造測試期限，同時確保足夠短的測試時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
