汽车电子ECU测试系统的研究与实现

朱昌洪　黄勇

【摘 要】本文对发动机测试系统的功能要求、参数合理设计、仿真优化进行分析，以及利用PXI总线通信方法和控制原理，对基于PXI总线的发动机ECU测试系统的硬件、软件以及性能进行探讨，提出汽车电子发动机ECU测试系统硬件和软件测试的一般方法和参数性能要求。

【关键词】汽车电子 ECU 测试系统

【中图分类号】G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2016）11C-0187-02

随着汽车电子技术的出现和发展，汽车制造行业正在向着集中化、模块化、智能化等方向发展。ECU是汽车电子的控制核心，因此ECU测试系统成了汽车电子中的一个重要研究方向。本文基于汽车发动机测试方向，讨论ECU测试系统的实现。

一、汽车电子ECU测试系统的设计方案

（一）测试系统的功能要求。近年来，汽车制造与电子技术相互融合，ECU测试系统已经在汽车电子行业中得到广泛的运用。ECU测试系统采用最先进的电子计算技术、身份识别功能、防盗安全保护等，而且保证了系统设计集成化，体积小质量高，为汽车使用者提供最优质的行车享受。ECU测试技术对汽车的点火装置，启动电机、离合调节等起着重要的控制作用，其不仅运用在发动机方面，还广泛涉及汽车防抱死系统、车载电子系统等各种汽车运行单元。这样方便及时对汽车的各个部位进行检查或维修，不仅对汽车的最长时间使用，而且对汽车车主的个人人身安全、行车舒适程度等都大有裨益。

汽车电子ECU技术不只对整个电子系统有着高质量的要求，同时对系统内部的硬件、软件以及两者之间的关系与配合都有着高要求。在实际的汽车建造中，对ECU技术进行多次精准校对是一项不可缺少的工作，同样地在每一个阶段的细节工作中，对每个人零部件的制作工艺以及成品功能试验也要严密多次进行。基于此，在ECU技术的测试系统的步骤应该提前聘请专业人员进行编程并试验其可行性和有效性，然后在实际操作中也要做好监督工作，保证测试系统输出输入的基本功能，争取测试的自动化和智能化，这也是未来汽车电子技术发展的趋势和必然要求。

（二）测试系统的参数设计。在开发研究ECU技术时需要经常对其采取测试，并与发动机联系，进行大范围的数值计算和调整，这给系统使用带来了一定程度的困扰。所以要对测试系统进行参数设计从而建立一个测试平台，以方便多次经常性的测试检测。基于发动机的汽车电子ECU技术主要是针对发动机的各项零件以及外在空气条件进行传感器模拟测试，从而在汽车运输工程中通过上传到网络上的记录数据判断汽车的整体和零部件是否都正常运行，如果出现问题还可以经过数据分析找出处理问题的最佳方案。另外，在汽车凸轮轴位置、点火喷油等方面的信号做出相适应的设计。

（三）测试系统的仿真优化。ECU测试系统的仿真设计的意义在于给汽车的运行及监控建立一个切实仿真的环境，保证在测试过程中可以预计到也能够检测出在实际道路上可能遇到的问题，并且对输入输出数据进行积累，测绘出汽车实际运行的动态波动图。

图1是汽车电子ECU测试系统流程图，也即搭建了软件测试环境，将汽车电子ECU需要测试的各项数据用计算机进行模拟。

二、汽车电子ECU测试系统

（一）硬件组成。汽车电子ECU测试系统的硬件组成分成PXI 总线通信数据传输和输入输出模拟检测（待测产品），如图2所示。

由图2可知，待测产品的各项测量功能的数据信息通过PXI总线显示在计算机中，产生输入输出模拟检测是通过PXI总线通讯进行，主要是在总线上进行，输入输出模拟是针对硬线信号做出的应对措施。硬线信号会对ECU的判断产生一定的逻辑顺序方面的影响，如汽车车门上锁或者解锁的评估。其中对于输入信息应该对其性能进行调整，保证输入的顺畅。对于输出，在测试系统中要对各零部件的连接以及零部件与整体之间的连接进行模拟测试，保证输出的信息能够在实际的汽车运行中得到真正应用。

（二）测试系统的软件实现。测试系统的软件实现要与硬件实现相结合，从而建设一个软件平台，ECU软件逐步向着智能化的方向发展。

图3是测试系统实现一般流程图，首先进行PXI汽车电子ECU功能测试系统的配置文件读取，为整个系统的初始化工作做好准备。配置文件主要有统计过程控制、系统配件类型、极限文件、主机配置类型等。系统初始化后便可以开始数据的采集与筛选工作，测试流程启动后，当采集的数据不符合事先设定的电气规范标准值时，系统将进行不间断的数据采集，采集和筛选工作同时进行，采集的数据量达到一定数值后，测试工作开始。当检测出汽车电子ECU具有某项故障时，则自动将此故障输出并保存至计算机中。循环进行数据的采集、筛选和检测工作，直至将所有故障数据存储完毕。

在发动机测试系统中，主要应用到的参数有点火线圈、喷油控制、蓄电池控制、转速等，其中点火线圈控制利用蓄电池函数基本点火提前角是发动机负荷和转速的函数。喷油控制是通过启动时间、温度、速度来计算控制时间。PXI总线协议得到了基本实现，转速函数、蓄电池函数、负荷函数在软件应用中基本得到了良好的反响。

（三）发动机ECU测试系统的性能分析。由于车辆中具有数量庞大的ECU，各种ECU也具有各自不同设计功能，每一个ECU需要进行测试和验证，如果测试的环境越逼近真实环境，则越能体现系统稳定和安全，并降低成本，但是在现实世界中汽车总会出现各种各样的故障，因此需通过测试来实现可测量的、可重复的和可跟踪的最低质量标准。本文通过发动机ECU进行各项数据进行测试，发动机的点火、喷油、蓄电池、转速等实际功能的测试环境搭建和仿真测试，真实模拟了产品各项数据和功能完善程度，并用PXI总线进行数据传输和控制，进一步说明了汽车电子ECU测试系统的可靠性和安全性。

三、结语

基于发动机的汽车电子ECU测试系统是汽车中比较重要的部分，因此对发动机ECU进行准确经常的测试显得很有必要。本文对发动机测试系统的功能要求、参数合理设计、仿真优化进行分析，以及利用PXI总线通信方法和控制原理，同时对基于PXI总线的发动机ECU测试系统的硬件、软件以及性能进行探讨，提出汽车电子发动机ECU测试系统硬件和软件测试的一般方法和参数性能要求。

【参考文献】

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[7]孙冰，谢利理，樊京路.基于PLC的汽车装配拧紧测控系统设计[J].电子设计工程，2014（5）

【基金项目】2014年广西教育厅高校科研项目“基于PXI汽车电子ECU功能测试系统研究与开发”（YB2014611）；2015年度广西高等教育本科教学改革工程项目“以工程设计能力为导向的通信工程专业课程体系改革与实践”（2015JGA419）

【作者简介】朱昌洪（1978— ），男，湖南永州人，硕士研究生，桂林理工大学博文管理学院讲师；黄 勇（1971— ），男，广西南宁人，本科，桂林理工大学博文管理学院工程师。

（责编 黎 原）