NI TestStand, NI LabVIEW 및 PXI를 사용하여 차량 ECU 테스트

농업, 건설 및 임업용 기기를 전 세계적으로 공급하는 업체들은 전반적인 효율성과 능률을 개선하기 위해 노력하고 있습니다. 이를 위해서 신제품 및 기존 제품의 검증 및 확인을 돕는 테스트 시스템이 필요했습니다. 새로운 시스템에는 넓은 범위의 요구 사항을 테스트할 수 있는 성능과 하드웨어 변경 및 미래의 시스템에도 적용될 수 있는 유연성이 요구되었습니다. DISTek Integration사는 이와 같은 요구를 만족하는 고급 테스트 시스템을 설계, 프로토타입 및 배포해야 했습니다.

시스템 구성 요소

NI의 NI TestStand 소프트웨어 및 PXI 하드웨어를 선택하여 ECU와 효과적으로 상호작용하는 다양한 기술을 포괄하는 솔루션을 개발했습니다. 완전한 시스템에서 ECU는 SAE J1939 프로토콜을 사용하여 CAN(Controller Area Network) 버스를 통해 통신합니다. 개발된 테스트 시스템은 NI PXI CAN DeviceNet 모듈과 맞춤형 LabVIEW 어플리케이션을 사용하여 이 버스 통신을 시뮬레이션합니다. 이 LabVIEW 어플리케이션은 다른 ECU의 메시지를 수신하고 시뮬레이션하는 J1939 CAN 엔진으로 동작합니다.

ECU I/O의 다양성은 여러 NI PXI-659 데이터 수집 보드, NI PXI-6527 모듈, FPGA가 탑재된 NI PXI R 시리즈 모듈, NI cRIO-9474 및 NI cRio-9477 모듈의 조합으로 처리됩니다. 데이터 수집 하드웨어는 시스템의 다양한 제어 출력을 측정합니다. NI FPGA 하드웨어는 홀 효과(Hall-effect) 센서에서 생성되는 것과 같은 주파수 기반의 신호를 리얼타임으로 생성하는 데 사용됩니다. 또한 운영자 제어 스위치 매트릭스를 시뮬레이션하기 위한 NI PXI-2569 범용 릴레이 스위치 모듈도 포함되어 있습니다.

테스트 대상 장치의 I/O 요구 사항을 충족하는 것 외에도, NI TestStand는 데이터 수집 디바이스, GPIB 및 소프트웨어 제어 오류 버스의 조합을 사용하여 시스템, ECU, I/O 채널의 전원을 유지하고 제어합니다. 전체 시스템 전원을 조정하면 내장 배터리가 제공하는 가변 전압을 시뮬레이션합니다. ECU 레벨에서의 전원 조절은 어떤 부품 조합도 동시에 활성화할 수 있다는 것이며, I/O 레벨에서의 전원 조절은 채널 별 오류 주입을 제어할 수 있다는 뜻입니다.

적응형 솔루션

확장 가능하며 적응 가능한 테스트 시스템을 사용하면 하드웨어는 신제품 개발시에 맞춰 재구성 및 개발이 가능합니다. 테스트 시스템은 ECU 테스트 베이 각각을 위한 섀시로 나뉘어집니다. 각 섀시에는 많은 여분의 터미널, 시스템 재구성을 위한 I/O 및 개방된 외부 커넥터가 있습니다. 시스템의 이산 출력을 컨트롤하는 FPGA 덕분에 채널은 엔코더, 펄스폭 변조(PWM) 신호 또는 기타 ECU와 연결되는 디지털 디바이스 시뮬레이션 등 더욱 복잡한 용도를 위해 재구성될 수도 있습니다. 테스트 대상 장치가 채널명을 변경하는 경우, 스케일 및 터미널이 운영자가 Microsoft Excel 스프레드시트에 포함된 문서를 업데이트할 때 편리하게 변경됩니다. 그 후 데이터는 시스템 사용자 인터페이스를 통해 접근 가능한 LabVIEW 어플리케이션을 사용하여 분석됩니다.

LabVIEW를 사용한 사용자 친화적인 환경

LabVIEW에서 생성되고 NI TestStand 시퀀스 편집기에 추가된 사용자 정의 단계 유형은 시스템에서 테스트 작성을 용이하게 합니다. 이런 상위 레벨의 단계 유형은 운영자가 간소화되고 사용자 친화적인 수준에서 테스트 시스템을 다룰 수 있게 합니다. 수정된 개발 메뉴 배치는 NI TestStand 내의 보다 복잡한 기본 작업을 제거하지 않고 이러한 새로운 사용자 정의 단계를 보다 두드러진 위치에서 제공합니다. 이렇게 하면 창 탐색에 소요되는 시간을 절약하여 테스트를 더 빠르게 구현할 수 있습니다.

LabVIEW에서 개발된 간소화된 사용자 인터페이스를 사용하여 사용자는 일련의 테스트를 구성하고, 나중에 사용할 수 있도록 목록을 저장하고, 시스템을 모니터링하고 보고서를 생성하면서 테스트 목록을 실행할 수 있습니다. 사용자 변경 가능한 인디케이터를 사용하면 아날로그 입력과 CAN 메시지 모니터링이 테스트 실행 중 어느 때라도 가능합니다. 보고서는 합격/불합격 상태에 기반하여 향후 참조를 위해 정리되어 보관됩니다.

NI 플랫폼으로 얻는 비용 절감 및 이점

ECU 전체 시스템을 테스팅할 수 있는 독립형 테스트 픽스처 역할을 하므로 이 시스템은 현장 테스트의 필수품입니다. 자동화된 테스트 시스템을 통한 반복 테스트는 수동 테스트 시스템을 사용하는 것보다 더 안정적일 뿐만 아니라 작업자가 현장에서 효과적으로 테스트하기 어렵거나 위험할 수 있는 안전 인터록의 테스트를 허용하기 때문에 더 안전합니다.

전체 테스트 시스템의 유연성 덕분에 사용자는 적응형의 편리한 테스트 생성 및 실행 시스템을 사용할 수 있습니다. NI TestStand는 여러 가지 주요 기능을 통해 개발 시간을 단축하고 즉시 사용 가능한 솔루션을 제공했으며, LabVIEW에는 필요한 테스트 시스템 하드웨어를 제어하기 위한 기본 기능이 포함되어 있었습니다.

저자 정보:

Dillon Glissmann
DISTek Integration, Inc.