基于PXI平臺的ESP系統(tǒng)性能測試平臺

概述：
        現(xiàn)代化電子工廠車間批量生產(chǎn)的PCB電路板，除了要進行ICT測試外，還要做最終打包出廠前的功能測試FCT(Functional Circuit Test)。利用NI公司的PXI 控制板卡和LabVIEW軟件構建的一套完整的包含音頻、視頻及各種電壓，電流，頻率，開關量等等的綜合性全自動功能測試平臺。該平臺實現(xiàn)了對各種不同的PCB電路板的FCT功能測試。通過該平臺無需頻繁更換測試硬件，新產(chǎn)品加入時，只需更換一個ATE測試夾具，按照PXI板卡的硬件資源分配，對測試夾具的插針進行連線到其界面接口，最后修改相應的測試軟件即可實現(xiàn)對PCB板的全自動測試。

        該系統(tǒng)綜合了音頻，視頻的自動測試，包含了GPIB，RS232，RS485， Ethernet等多種接口和通訊方式，測試方法簡單，操作工人測試時只需要將測試夾具壓下、觀察上位機軟件畫面提示，測試完成后抬起測試把柄即可實現(xiàn)全功能測試，測試效率大幅提高。

        汽車電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)可以輔助駕駛員對車輛的動力學特性進行控制，通過控制車輪的制動力和發(fā)動機的輸出力矩來控制汽車的橫擺角速度并將側(cè)偏角限制在一定范圍內(nèi)，從而協(xié)助駕駛員在極限工況下保持汽車的穩(wěn)定性，防止車輛出現(xiàn)失穩(wěn)危險。

        近年來，隨著人們對車輛主動安全性要求的提高和各國相應安全法規(guī)的推動，ESP系統(tǒng)在汽車上的標準裝配率迅速提高，博世、大陸等國外汽車電子產(chǎn)品供應商均具備了ESP系統(tǒng)的批量化供貨能力并占據(jù)了市場的主要份額。

        國內(nèi)ESP系統(tǒng)的研究起步較晚，大多停留在理論控制研究與硬件在環(huán)仿真階段，國內(nèi)整車及零部件廠商大多直接采用博世、大陸、TRW等的ESP系統(tǒng)與自主開發(fā)的整車相匹配。
相對于國內(nèi)ESP系統(tǒng)策略的研究，ESP系統(tǒng)性能測試評價方法的研究基本空白，大多數(shù)驗證實驗均參考國外零部件商或相應機構的試驗方法或直接將測試試驗委托供應商實施。目前，國內(nèi)汽車行業(yè)尚無形成統(tǒng)一的ESP測試標準，這使得國內(nèi)整車廠商很難系統(tǒng)合理的評價ESP控制性能，更無法根據(jù)試驗的結果在產(chǎn)品設計階段對汽車電子供應商提出完善的產(chǎn)品設計技術要求，大大增加了整車廠商與汽車電子供應商的底盤電控系統(tǒng)匹配設計周期和研發(fā)成本。

       鑒于上述情況，課題組結合當前的研究基礎，提出一套汽車底盤電控系統(tǒng)性能評價和實驗測試流程規(guī)范并構建了一個用于ESP系統(tǒng)試驗測試的測控系統(tǒng)平臺。

ESP系統(tǒng)測試平臺
       課題組搭建的ESP系統(tǒng)測試平臺主要包括三大部分：1. ESP試驗測試流程規(guī)范；2. 試驗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；3. 試驗評價標準。
 

                                       圖1 ESP系統(tǒng)測試平臺架構

        試驗測試流程規(guī)范規(guī)定了ESP測試所需的試驗項目、試驗目的、測試變量和儀器、試驗條件、試驗方法，以及實驗數(shù)據(jù)處理方法。

        試驗評價標準作為電控系統(tǒng)以及整車性能評定的指南，從汽車相關基本理論出發(fā)，規(guī)定了性能好壞評定的方法與相應原理。

        試驗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括試驗中測量所需變量（車輛參數(shù)和運動狀態(tài)）的傳感器及其數(shù)據(jù)采集卡和相關軟件。試驗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)性能好壞在一定程度上決定了整個測試系統(tǒng)能否準確評價整車性能以及ESP系統(tǒng)的優(yōu)劣。

        ESP作為最新一代汽車主動安全系統(tǒng)，ESP是基于汽車動力學對汽車臨界失穩(wěn)狀態(tài)下施加準確控制來提高汽車穩(wěn)定性的系統(tǒng)。因此為了驗證ESP系統(tǒng)的性能，就需要大量實車試驗。完成試驗數(shù)據(jù)采集將面臨兩大難題：一是，測試設備眾多（GPS、陀螺儀、非接觸式光電測速儀、輪速傳感器、壓力傳感器、觸發(fā)器等），二是，測試環(huán)境惡劣（沖擊、震動、高溫、高濕度等）。通過調(diào)研，我們選擇了NI PXI和LabVIEW的測試平臺。
  

                      圖2 ESP數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)界面                   圖3 ESP數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)PXI機箱

 
                           轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角傳感器                                             觸發(fā)開關
         

                              雙軸車速傳感器                                               壓力傳感器

                                  GPS                                                                        陀螺儀

                                                      圖4 測試系統(tǒng)傳感器

 
                    圖5 ESP單移線試驗車輛軌跡                  圖6 ESP單移線試驗輪缸制動壓力

結論

        ESP是未來汽車主動安全系統(tǒng)發(fā)展的一大方向，ESP實車道路試驗不僅是ESP控制系統(tǒng)優(yōu)劣的最終評判手段，ESP實車道路試驗在ESP控制算法開發(fā)階段也具有一定的指導意義。
基于PXI系統(tǒng)良好的可擴展性，我們快速搭建了ESP系統(tǒng)性能試驗的測試平臺，在極端苛刻的試驗環(huán)境下，測試系統(tǒng)準確有效的采集了ESP系統(tǒng)試驗的測試信號，大大推動了863計劃底盤控制系統(tǒng)的研究，為我們自主底盤電控系統(tǒng)進一步的完善提供了有力的支撐。