使用​NI LabVIEW​和​PXI​硬件​开发​车​载​仪表​ECU​的​硬件​在​环​自动​化​测试​系统

- カ​ル​ソニック​カン​セイ​株式会社  開発​本部 開発​信頼​性​統括​グループ 実験​技術​開発​チーム, 西田 尚史氏

"使用​NI​硬件​和​软件​来​构​建​汽车​行业​产品​的​HIL​测试​系统​是​非常​有效​的。"

- カ​ル​ソニック​カン​セイ​株式会社  開発​本部 開発​信頼​性​統括​グループ 実験​技術​開発​チーム, 西田 尚史氏

挑战:

为​车​载​仪表​电子​控制​单元​(ECU)​开发​一个​自动​化​测试​系统。

解决​方案:

使用​NI LabVIEW​软件​和​PXI​硬件​开发​一个​硬件​在​环​(HIL)​测试​系统,​该​系统​能​测试​ECU​中的​多个​计算​型​功能。

作者:

カ​ル​ソニック​カン​セイ​株式会社  開発​本部 開発​信頼​性​統括​グループ 実験​技術​開発​チーム - 西田 尚史氏
​Hisafumi Nishida - CalsonicKansei Corporation

 

汽车​计算​机​化​正在​迅速​发展,​已经​成为​提高​汽车​安全​技术​和​二氧化碳​和​氮​氧​化合物​排放​控制​技术​不可​缺少​的​一部分。​装​有​微​控制器​的​ECU​是​使​汽车​计算​机​化​的​基础,​它的​发展​决定​了​汽车​的​性能​和​驾驭​舒适​性。

 

车​载​控制​网络​的​发展​也​遵循​这​一​演变​过程,​随着​名为“线​控​技术​(X-​by-​Wire)”的​电气​控制​机制​逐步​取代​机械​传​动​机制,​局​域​互​联​网络​(LIN)、​控制器​区域​网络​(CAN)​和​FlexRay​等​通信​技术​正在​引起​广泛​注意。

 

在​CalsonicKansei(株式会社),​我们​在​日本​的​扎​晃​县​建立​了​测试、​研究​和​开发​中心,​并​将​我们​实验​设备​扩展​到了​日本​的​Sano(三洋)​集团。​当​我们​开始​开发​车​载​指示器​(在​下​文中​叫​仪表)​ECU​的​自动​化​测试​系统​时,​我们​也​同​Peritec​公司​合作,​该​公司​在​ECU​测试​方面​具有​很​强​的​实力。

 

开发​车​载​仪表​ECU​面临​的​五大​挑战

脱离​操作​员​在​环​测试

因为​在​由​操作​员​主导​并​凭借​视觉​观察​进行​判断​的​测试​(操作​员​在​环​测试)​中​更​容易​产生​误差,​所以​需要​自动​化​的​测试​系统。​然而​仪表​仅仅​是​一个​显示​单元,​通常​在​测试​中​不​提供​反馈。

 

支持​不同​种类

在​可靠性​评估​部分,​必须​对​不同​种类​的​仪表​进行​测试。​每​一个​仪表​中​指针、​指示器​和​LCD​的​位置​和​有​无​都是​不​一样​的。​为​使​我们​的​设备​具有​通用​性,​我们​不得不​针对​每​一个​产品​来​改变​获取​图片​的​位置。​克服​这个​问题​是​最大​的​挑战。

 

高​分辨​率​的​图像​处理

为了​测试​仪表​指示器​的​角度​和​LCD​的​显示,​我们​必须​使用​高​帧​率​和​高​分辨​率​的​相机​来​捕获​图像,​然后​再​处理​图像。

 

指示器​测试​和​蜂​鸣​器​测试

我们​需要​测试​仪表​中​指示器​的​显示​和​蜂​鸣​器​的​声音​模式。

 

驾驶​方案

我们​创建​了​一套​驾驶​和​用户​操作​方案,​并​进行​了​实际​车辆​行驶​仿真。

 

解决​我们​的​开发​中的​挑战

构件​硬件​在​环​系统

我们​使用NI PXI-7833R​多功能​智能​数据​采集卡PXI-4070​数字​万​用​表​(DMM)PXI-5402​任意​函数​发生器PXI-8464 CAN​接口PXI-2569​通用​开关​模块PXI-6251​工业​数字​I/​O​模块作为​基础​硬件,​开发​了​一个PXI系统。​为了​取代​视觉​观察​测试​(操作​员​在​环​测试),​我们​构​建​了​一个​具有​图像​采集​(相机)​功能​和​使用​NI LabVIEW​开发​的​图像​处理和测试​功能​的​硬件​在环(HIL)​汽车​测试​系统。

 

支持​多种​仪表​种类

为了​克服​不同​种类​仪表​的​差异​性​问题,​我们​在​安装​了​一个​可以​移动​照​相机​位置​的​台​架​后​重​做了​测试,​在​测试​开始​之前​进行​了​学习​和​初步​测试,​并​创建​了​测试​配置​文件。

 

高​分辨​率​的​图像​处理

为了​测试​仪表​指示器​的​角度​和​LCD​的​显示,​我们​移动​台​架​调整​相机​位置,​让​高​分辨​率​相机​可以​捕获​到​细节​图像。​我们​使用​LabVIEW​的​图像​处理​功能​来​采集​和​处理​图像。

 

仪表​测试​和​蜂​鸣​器​测试

为了​进行​仪表​测试,​我们​使用​了​一个​装​有​仪表​的​暗箱。​为​进行​蜂​鸣​器​的​测试,​我们​在​相机​中​安装​了​一个​麦克​风​和​一个​扬声器,​通过​DMM​的​数字​化​仪​功能​来​记录​声音,​并​测试​了​声音​的​频率​和​模式。

 

驾驶​方案

在​行驶​和​用户​操作​方案​中,​我们​通过​开发NI TestStand测试​序列​文件,​为​每​个​模​块​准备​了​由​LabVIEW​创建​的​HIL​标准​功能。

 

使用​HIL​测试​系统​的​结果

使用​支持​多种​仪表​种类​的“XY​工作​台​控制-​移动​相机”概念,​我们​解决​了​这个​问题。​此外,​我们​通过​提供​一个​相机​和​相机​中的​一个​用于​指示器​测试​的​麦克​风,​构​建​了​一个​可以​进行​所有​测试​的​系统。​NI​产品​包括​几个​测量​模​块​和​可​定制​的​LabVIEW​和​NI TestStand​软件,​是​实现​我们​的​测试​所​必要​的​基本​架构。​与​人工​测试​相比,​完成​这个​系统​我们​至少​可以​减少​一半​的​时间​和​成本。

 

序号

问题 有效​解决​方案 NI 产品

1

脱离​MIL​测试 构​建​一个​HIL​汽车​测试​系统 以​一个​CAN​通信​模​块​为​中心​的​PXI​平台

2

支持​多种​样式 XY​平台​控制​和​创建​设置​文件 IEEE 1394 图像​采集​和​记录板

3

高​分辨​率​图像​处理 XY​平台​控制​和​使用​专用​相机 LabVIEW 图像​处理​功能

4

指示器​测试​和​蜂​鸣​器​测试 使用​暗箱、​专用​相机、​麦克​风​和​波形​记录​板卡 具有​相机​接口​的​图像​采集​和​录音​板​和​LabVIEW 频率​分析​功能

5

驾驶​方案 使用​测试​管理​软件​创建​HIL​标准​功能 LabVIEW, NI TestStand

 

使用​NI​硬件​和​软件​来​构​建​汽车​行业​产品​的​HIL​测试​系统​是​非常​有效​的。​我们​正在​使用​自动​化​测试​系统​来​开发​安装​在​日本​国内​主要​的​汽车​制造​商​制造​的​汽车​上​的​仪表,​这些​日本​汽车​制造​商​是​我们​的​商业​伙伴。

 

随着​可靠性​管理​团队​的​发展,​我们​大胆​地​改进​了​测试​的​自动​化​程度​以​应付​汽车​的​快速​计算​机​化。​这​包括​ECU​测试​的​HIL​标准​功能,​如​电池​电压​测试​和​暗​电流​测试,​同时​也​可​应用​于​其它​ECU​测试。​另外,​我们​正在​考虑​展开​空调​ECU​或​安全​气囊​ECU​的​开发。​而且​我们​期望​提供​跟​汽车​行业​一致​的​测量​解决​方案。

 

作者​信息:

Hisafumi Nishida
CalsonicKansei Corporation
​8 Sakae-​Cho Sano-​shi
​Tochigi-​ken, Japan 327-0816
​Tel: 81-283-21-8007
​E-​mail: hisashi_nishida@ck-​mail.com

 

推荐​配置:

NI PXI-7833R​多功能​智能​数据​采集卡
​PXI-407 数字​万​用​表​(DMM)
​PXI-5402​任意​函数​发生器
​PXI-8464 CAN​接口
​PXI-2569​通用​开关​模块
​PXI-6251​工业​数字​I/​O​模块

 

作者​信息:

カ​ル​ソニック​カン​セイ​株式会社  開発​本部 開発​信頼​性​統括​グループ 実験​技術​開発​チーム
​西田 尚史氏