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作者：Hisafumi Nishida - CalsonicKansei Corporation
“使用NI硬件和軟件來構(gòu)建汽車行業(yè)產(chǎn)品的HIL測(cè)試系統(tǒng)是非常有效的�！�
使用NI LabVIEW軟件和PXI硬件為車載儀表電子控制單元(ECU)開發(fā)一個(gè)自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)，該系統(tǒng)能測(cè)試ECU中的多個(gè)功能。
汽車計(jì)算機(jī)化正在迅速發(fā)展，已經(jīng)成為提高汽車安全技術(shù)和二氧化碳和氮氧化合物排放控制技術(shù)不可缺少的一部分。裝有微控制器的ECU是使汽車計(jì)算機(jī)化的基礎(chǔ)，它的發(fā)展決定了汽車的性能和駕馭舒適性。
車載控制網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展也遵循這一演變過程，隨著名為“線控技術(shù)(X-by-Wire)”的電氣控制機(jī)制逐步取代機(jī)械傳動(dòng)機(jī)制， LIN總線、 CAN總線和FlexRay等通信技術(shù)正在引起廣泛注意。
在CalsonicKansei（株式會(huì)社），我們?cè)谌毡镜脑慰h建立了測(cè)試、研究和開發(fā)中心，并將我們實(shí)驗(yàn)設(shè)備擴(kuò)展到了日本的Sano（三洋）集團(tuán)。當(dāng)我們開始開發(fā)車載指示器（在下文中叫儀表）ECU的自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)時(shí)，我們也同Peritec公司合作，該公司在ECU測(cè)試方面具有很強(qiáng)的實(shí)力。
開發(fā)車載儀表ECU面臨的五大挑戰(zhàn)
從“操作員在環(huán)測(cè)試”中脫離
因?yàn)樵谟刹僮鲉T主導(dǎo)并憑借視覺觀察進(jìn)行判斷的測(cè)試（操作員在環(huán)測(cè)試）中更容易產(chǎn)生誤差，所以需要自動(dòng)化的測(cè)試系統(tǒng)。然而儀表僅僅是一個(gè)顯示單元，通常在測(cè)試中不提供反饋。
支持多種儀表種類
在可靠性評(píng)估部分，必須對(duì)不同種類的儀表進(jìn)行測(cè)試。每一個(gè)儀表中指針、指示器和LCD的位置和有無都是不一樣的。為使我們的設(shè)備具有通用性，我們不得不針對(duì)每一個(gè)產(chǎn)品來改變獲取圖片的位置�？朔@個(gè)問題是最大的挑戰(zhàn)。
高分辨率的圖像處理
為了測(cè)試儀表指示器的角度和LCD的顯示，我們必須使用高幀率和高分辨率的相機(jī)來捕獲圖像，然后再處理圖像。
指示器測(cè)試和蜂鳴器測(cè)試
我們需要測(cè)試儀表中指示器的顯示和蜂鳴器的聲音模式。
駕駛方案
我們創(chuàng)建了一套駕駛和用戶操作方案，并進(jìn)行了實(shí)際車輛行駛仿真。
解決我們的開發(fā)中的挑戰(zhàn)
構(gòu)件硬件在環(huán)系統(tǒng)
我們使用NI PXI-7833R多功能智能數(shù)據(jù)采集卡、PXI-4070數(shù)字萬用表（DMM）、PXI-5402任意函數(shù)發(fā)生器、PXI-8464 CAN接口、PXI-2569通用開關(guān)模塊和PXI-6251工業(yè)數(shù)字I/O模塊作為基礎(chǔ)硬件，開發(fā)了一個(gè)PXI系統(tǒng)。為了取代視覺觀察測(cè)試（操作員在環(huán)測(cè)試），我們構(gòu)建了一個(gè)具有圖像采集（相機(jī)）功能和使用NI LabVIEW開發(fā)的圖像處理和測(cè)試功能的硬件在環(huán)（HIL）汽車測(cè)試系統(tǒng)。
支持多種儀表種類
為了克服不同種類儀表的差異性問題，我們?cè)诎惭b了一個(gè)可以移動(dòng)照相機(jī)位置的臺(tái)架后重做了測(cè)試，在測(cè)試開始之前進(jìn)行了學(xué)習(xí)和初步測(cè)試，并創(chuàng)建了測(cè)試配置文件。
高分辨率的圖像處理
為了測(cè)試儀表指示器的角度和LCD的顯示，我們移動(dòng)臺(tái)架調(diào)整相機(jī)位置，讓高分辨率相機(jī)可以捕獲到細(xì)節(jié)圖像。我們使用LabVIEW的圖像處理功能來采集和處理圖像。
儀表測(cè)試和蜂鳴器測(cè)試
為了進(jìn)行儀表測(cè)試，我們使用了一個(gè)裝有儀表的暗箱。為進(jìn)行蜂鳴器的測(cè)試，我們?cè)谙鄼C(jī)中安裝了一個(gè)麥克風(fēng)和一個(gè)揚(yáng)聲器，通過DMM的數(shù)字化儀功能來記錄聲音，并測(cè)試了聲音的頻率和模式。
駕駛方案
在行駛和用戶操作方案中，我們通過開發(fā)NI TestStand測(cè)試序列文件，為每個(gè)模塊準(zhǔn)備了由LabVIEW創(chuàng)建的HIL標(biāo)準(zhǔn)功能。
使用HIL測(cè)試系統(tǒng)的結(jié)果
使用支持多種儀表種類的“XY工作臺(tái)控制-移動(dòng)相機(jī)”概念，我們解決了這個(gè)問題。此外，我們通過提供一個(gè)相機(jī)和一個(gè)用于指示器測(cè)試的麥克風(fēng)，構(gòu)建了一個(gè)可以進(jìn)行所有測(cè)試的系統(tǒng)。NI產(chǎn)品包括幾個(gè)測(cè)量模塊和可定制的LabVIEW和NI TestStand軟件，是實(shí)現(xiàn)我們的測(cè)試所必要的基本架構(gòu)。與人工測(cè)試相比，完成這個(gè)系統(tǒng)我們至少可以減少一半的時(shí)間和成本。
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序號(hào) |
問題 |
有效解決方案 |
NI 產(chǎn)品 |
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1 |
脫離MIL測(cè)試 |
構(gòu)建一個(gè)HIL汽車測(cè)試系統(tǒng) |
以一個(gè)CAN通信模塊為中心的PXI平臺(tái) |
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2 |
支持多種樣式 |
XY平臺(tái)控制和創(chuàng)建設(shè)置文件 |
IEEE 1394 圖像采集和記錄板 |
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3 |
高分辨率圖像處理 |
XY平臺(tái)控制和使用專用相機(jī) |
LabVIEW 圖像處理功能 |
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4 |
指示器測(cè)試和蜂鳴器測(cè)試 |
使用暗箱、專用相機(jī)、麥克風(fēng)和波形記錄板卡 |
具有相機(jī)接口的圖像采集和錄音板和LabVIEW 頻率分析功能 |
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5 |
駕駛方案 |
使用測(cè)試管理軟件創(chuàng)建HIL標(biāo)準(zhǔn)功能 |
LabVIEW, NI TestStand |
使用NI硬件和軟件來構(gòu)建汽車行業(yè)產(chǎn)品的HIL測(cè)試系統(tǒng)是非常有效的。我們正在使用自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)來開發(fā)安裝在日本國(guó)內(nèi)主要的汽車制造商制造的汽車上的儀表，這些日本汽車制造商都是我們的商業(yè)伙伴。
隨著可靠性管理團(tuán)隊(duì)的發(fā)展，我們大膽地改進(jìn)了測(cè)試的自動(dòng)化程度以應(yīng)付汽車的快速計(jì)算機(jī)化。這包括ECU測(cè)試的HIL標(biāo)準(zhǔn)功能，如電池電壓測(cè)試和暗電流測(cè)試，同時(shí)也可應(yīng)用于其它ECU測(cè)試。另外，我們正在考慮展開空調(diào)ECU或安全氣囊ECU的開發(fā)。而且我們期望提供跟汽車行業(yè)一致的測(cè)量解決方案。
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