使用NI LabVIEW和PXI硬件开发车载仪表ECU硬件在环自动测试设备

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

汽车计算机化正在快速发展，并已成为提高汽车​安全​技术和二氧化碳与氮​氧​化合物​排放​控制​技术​不可或缺的一部分。开发已配备微控制器的ECU是汽车计算机化的基础，甚至可以决定汽车的性能和乘行舒适性。

车​载​控制​网络​的​发展​也​遵循​这​一​演变​过程，随着名为“X-by-Wire”的电气控制技术逐步​取代​机械​传​动​机制，局域互联网络(LIN)、控制器区域网(CAN)和FlexRay等通信技术备受关注。

在康奈可(CalsonicKansei)，我们在日本埼玉建立了测试、研究和开发中心，并将实验设施扩展到日本佐野。我们还与在ECU测试方面具有深厚背景的Peritec Inc.合作，开始针对车载显示控件ECU（以下简称仪表）开发自动化测试设备。

开发车载仪表ECU面临的五大挑战

脱离操作人员在环测试

由于操作​员​主导​并​凭借​视觉观察进行判断的测试（操作员在环测试）更容易产生误差，因此需要自动化的测试环路。然而，仪表仅​是​一个​显示​单元，通常其不提供测试反馈。

支持多种型号

在可靠性评估部分，需要对各种型号的仪表进行测试。每个仪表的指针、显示控件和LCD的位置和存在方式都可能不同。要获得通用测试设备，我们必须针对每个产品更改位置以获取图像和测试内容。 克服此问题则为最大的挑战。

高分辨率图像处理

为了测试仪表显示控件和LCD显示屏的角度，我们必须使用具有高帧率和高分辨率的相机捕获图像，然后对图像进行处理。

显示控件测试和蜂鸣器测试

我们必须测试仪表中显示控件的显示和蜂鸣器的声音模式。

驾驶场景

我们创建了驾驶和用户操作场景，并进行了实际的车辆行驶仿真。

解决我们的开发挑战

构建硬件在环系统

我们以NI PXI可重配置多功能模块、PXI数字万用表(DMM)、PXI波形发生器、PXI CAN接口、通用开关模块和PXI工业数字I/O模块为基础硬件，开发出一套PXI系统。 我们还构建了一个硬件在环(HIL)汽车测试系统，该系统由一个图像读取器（相机）和一个NI LabVIEW开发的图像处理和测试程序组成，旨在取代视觉观察测试（操作员在环测试）。

支持多种型号

为了克服型号相关的仪表差异问题，我们在安装了一个可移动相机位置的平台后重复测试，在测试开始前进行了教学和初步测试，并创建设置文件。

高分辨率图像处理

为了测试仪表显示控件/LCD显示屏的角度，我们通过将平台移动到能够测试高分辨率相机的位置来捕获细节图像。我们使用LabVIEW图像处理功能对图像进行采集和处理。

显示控件测试和蜂鸣器测试

我们使用一个已安装仪表的暗箱进行显示控件测试。为进行蜂鸣器测试，我们在相机中安装麦克风和放大器，使用数字万用表的数字化仪功能记录声音并测试频率和模式。

驾驶场景

在驾驶和用户操作场景中，我们通过开发NI TestStand的序列文件，为每个模型准备了由LabVIEW创建的HIL标准功能。

使用HIL测试系统的结果

我们使用支持多模型的“XY平台控制－移动相机”概念解决问题。此外，通过在相机中安装用于显示控件测试的相机和麦克风，我们建立了一个能够进行所有测试的系统。NI产品包括的多个测量模块和可定制的LabVIEW和NI TestStand软件，成为我们实现测试所必需的基本架构。与人工测试相比，执行该系统可将时间和成本缩减至少一半。

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开发仪表，并将其安装于日本国内主要汽车制造商同时也是我们的业务合作伙伴生产的车辆中。

作为发展型可靠性管理团队，我们大胆推进测试自动化进程，以应对汽车的快速计算机化。这包括用于ECU测试的HIL标准功能，如电池电压测试和暗电流测试，也适用于其他ECU测试。此外，我们正在考虑部署空调ECU或安全气囊ECU。而且，我们期望提供与汽车行业相契合的测量解决方案。

联系信息：

Hisafumi Nishida
CalsonicKansei Corporation
8 Sakae-Cho Sano-shi
Tochigi-ken, Japan 327-0816
电话：81-283-21-8007
电子邮件：hisashi_nishida@ck-mail.com

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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