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基于柔性测试技术的汽车电控单元智能化通用测试平台研制

于春涛  
【摘要】:近年来我国汽车产业逐步向智能化方向发展,汽车电子产品在整车中占比逐步上升,汽车电子控制单元(ECU,Electronic Control Unit)的功能日益多样化、智能化。为保证汽车电子控制单元工作的稳定性与可靠性,需要对各电子控制模块进行详细的功能测试。面对种类繁多、功能日益复杂、迭代更新速度日益加快的汽车电子模块,传统的针对于特定ECU测试工作而专门开发某个测试系统的方式已难以满足汽车电子技术的发展,现有测试系统通用性较差、智能化程度不高、开发难度大,周期长、无法平台化等问题日益突出。如何准确、高效率地测试汽车电子产品是需要解决的重要问题。根据上述背景,本文以汽车电子控制单元为研究对象,基于柔性测试原理对电控单元智能化、通用型测试平台进行了研究与开发,以有效解决测试系统无法平台化、硬件兼容性差、智能化水平低、开发周期长的问题。本论文的主要研究工作如下:1)通过对汽车电子控制单元进行研究,从电路结构、功能以及测试需求入手对电控单元测试平台进行需求分析,并基于柔性测试原理确定了系统的整体设计方案。2)研究并提出了继电器矩阵切换拓扑解决方案,采用ARM+FPGA架构,开发了继电器矩阵卡和拓展卡,设计了硬件电路,编写了下位机控制和通信程序。通过仪器矩阵以及测量矩阵实现了被测ECU管脚与测量仪器间的任意连接,解决了系统被测产品兼容问题,提高了硬件仪器的利用率。3)对电控单元测试系统各个功能模块的实现过程进行了分析,选型了系统硬件仪器、通信模块,并使用LabVIEW开发环境编写了硬件仪器、通信模块、继电器矩阵板卡的驱动程序和模块化功能函数。基于NI TestStand平台协调调用模块化功能函数,完成产品测试程序开发,降低了系统设计难度和开发周期。4)基于柔性测试原理设计开发了人机交互界面、系统管理程序、测试配置管理程序、测试报告生成程序,使软件能快速响应测试需求的变化,避免了系统开发过程中重复性的工作。后期使用该系统时只需针对被测ECU调用系统模块化功能函数即可开发产品测试序列,能够进一步加快测试系统软件开发效率。5)明确了白盒测试方法与黑盒测试方法的基本思想以及设计测试用例的步骤。针对某款国产汽车智能驾驶控制器(ATSCU)和HAD控制器,设计了测试用例和测试序列,完成了AD采集、电源、阻抗和CAN总线通信功能等内容,生成并记录测试报告,验证了测试系统的工程实用性以及平台功能的协调性和可靠性。实验测试结果表明,所开发的智能化通用测试平台能够在很大程度上节省针对不同被测产品开发测试序列所用的时间,有效降低测试程序搭建难度;做到兼容多款电控单元产品测试和多个ECU并行测量,能显著提高测试效率和硬件资源利用率。


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