提高汽車引擎控制單元的測(cè)試速度

汽車電力系統(tǒng)的不當(dāng)調(diào)節(jié)，會(huì)導(dǎo)致經(jīng)常發(fā)生電壓驟降和過(guò)擊的現(xiàn)象。在正常的情況下，電壓的范圍會(huì)介于11 到15 伏特之間，而在暫態(tài)開(kāi)始和執(zhí)行的情況下，則會(huì)介于8 到24 伏特之間。因此，在測(cè)試引擎控制單元（ECU）時(shí)必須執(zhí)行電壓邊限測(cè)試，以驗(yàn)證在極端的偏壓電壓情況下能否正常操作，以及容許度有多大。

在競(jìng)爭(zhēng)激烈的汽車電子市場(chǎng)，測(cè)試時(shí)間是分秒必爭(zhēng)的。在多個(gè)偏壓電壓位準(zhǔn)下進(jìn)行測(cè)試，是ECU 測(cè)試中一項(xiàng)必要但費(fèi)時(shí)的操作。大多數(shù)的系統(tǒng)直流電源在變換新的輸出設(shè)定及使其穩(wěn)定上都需要花很長(zhǎng)的時(shí)間，導(dǎo)致總測(cè)試時(shí)間也跟著增加。本文以安捷倫科技的N6700模組式電源系統(tǒng)和N6752A 電源供應(yīng)器模組為例說(shuō)明如何縮短ECU測(cè)試時(shí)間及提升測(cè)試效能的各種功能。

ECU 的輸入與輸出特性
ECU 利用許多信號(hào)來(lái)監(jiān)控汽車及其環(huán)境，進(jìn)而管理與控制引擎和輔助設(shè)備，以達(dá)到最佳的運(yùn)作狀態(tài)。圖1摘要了典型的ECU 的許多輸入和輸出信號(hào)。


圖1：典型的ECU 的許多輸入和輸出信號(hào)
　
在ECU 的功能測(cè)試中，正確的測(cè)試系統(tǒng)資源會(huì)以控制的方式來(lái)模擬各種輸入信號(hào)，并且會(huì)載入及檢查輸出以獲得正確的響應(yīng)。根據(jù)輸入和輸出的數(shù)量來(lái)看，ECU 測(cè)試顯然需要用到龐大的測(cè)試系統(tǒng)資源。

汽車電力系統(tǒng)中的重要偏壓電壓位準(zhǔn)
依汽車的操作狀態(tài)而定，在汽車的電力系統(tǒng)中常會(huì)碰到某些電壓位準(zhǔn)。這些位準(zhǔn)會(huì)變成ECU測(cè)試的重要電壓，如圖2所示。在這些重要電壓下執(zhí)行的一些相關(guān)測(cè)試包括：
• 在電源供應(yīng)器設(shè)定為0 或關(guān)閉時(shí)，檢查多個(gè)接地、功率和大電流驅(qū)動(dòng)器接腳間的連續(xù)性。
• 應(yīng)用一個(gè)很低的電壓并量測(cè)產(chǎn)生的電流，以檢查短路或其他非預(yù)期性的錯(cuò)誤。
• 各種功能測(cè)試從大約8 伏特的低位準(zhǔn)（代表開(kāi)始），一直到大約15 伏特的高位準(zhǔn)（代表充飽電的情況）。
• 如有包含ECU 電壓監(jiān)測(cè)電路，通常會(huì)使用至少兩個(gè)端點(diǎn)操作電壓來(lái)校驗(yàn)或驗(yàn)證。
• 藉由檢查最小的“must not trip” 和最大的“must trip” 臨界值，來(lái)驗(yàn)證ECU 的低電壓重設(shè)位準(zhǔn)。

在測(cè)試過(guò)程中，ECU 最多可能會(huì)經(jīng)歷20 次偏壓電壓位準(zhǔn)的改變。




圖2：汽車的電力系統(tǒng)中某些電壓位準(zhǔn)會(huì)變成ECU測(cè)試的重要電壓
電源供應(yīng)器的輸出響應(yīng)時(shí)間
將電源供應(yīng)器的輸出電壓設(shè)定變更為新值時(shí)，必須經(jīng)歷幾個(gè)步驟，如圖3 所示。這些步驟所花的時(shí)間很有限。當(dāng)電源供應(yīng)器接收到指令時(shí)，必須加以處理，因此會(huì)有一段指令處理時(shí)間。接著，電源供應(yīng)器的輸出會(huì)予以回應(yīng)并變更成新的設(shè)定。它在某個(gè)穩(wěn)定區(qū)段內(nèi)達(dá)到終值所花的時(shí)間，即為輸出響應(yīng)時(shí)間。1%的穩(wěn)定區(qū)段對(duì)ECU 測(cè)試來(lái)說(shuō)是合適的。特別需要注意的是下調(diào)設(shè)定時(shí)的輸出響應(yīng)時(shí)間。許多電源供應(yīng)器都必須依賴真實(shí)的DUT 負(fù)載來(lái)降低電壓，在負(fù)載較小的情況下，一些不具下調(diào)設(shè)定器的電源供應(yīng)器可能需要花一秒左右的時(shí)間來(lái)達(dá)到終值。N6752A 電源供應(yīng)器模組內(nèi)建了一個(gè)下調(diào)設(shè)定器，能夠加快下調(diào)設(shè)定的速度，而不受負(fù)載的影響。在ECU 測(cè)試中，上調(diào)與下調(diào)設(shè)定都必須夠快才行。

使用安捷倫科技的N6700 模組式電源系統(tǒng)和N6752A 電源供應(yīng)器模組來(lái)提升測(cè)試的速度從速度較慢的電源供應(yīng)器改換成N6700 和N6752A 所節(jié)省下來(lái)的測(cè)試時(shí)間，是縮短的指令處理和輸出響應(yīng)時(shí)間，乘上輸出電壓的轉(zhuǎn)換次數(shù)所得到的結(jié)果。將縮短的200 毫秒乘上15 次的輸出轉(zhuǎn)換，算出測(cè)試時(shí)間總共少了3 秒鐘。以需要花到20 秒的ECU 測(cè)試來(lái)說(shuō)，等于提升了15% 的測(cè)試速度。ECU 制造商非常重視這項(xiàng)結(jié)果，因?yàn)樗兄诮档蜏y(cè)試成本及提供直接的利益。




圖3. 電源供應(yīng)器的指令處理與輸出響應(yīng)