提高汽車引擎控制單元的測試速度

汽車電力系統(tǒng)的不當(dāng)調(diào)節(jié)，會導(dǎo)致經(jīng)常發(fā)生電壓驟降和過擊的現(xiàn)象。在正常的情況下，電壓的范圍會介于11 到15 伏特之間，而在暫態(tài)開始和執(zhí)行的情況下，則會介于8 到24 伏特之間。因此，在測試引擎控制單元（ECU）時必須執(zhí)行電壓邊限測試，以驗證在極端的偏壓電壓情況下能否正常操作，以及容許度有多大。

在競爭激烈的汽車電子市場，測試時間是分秒必爭的。在多個偏壓電壓位準(zhǔn)下進行測試，是ECU 測試中一項必要但費時的操作。大多數(shù)的系統(tǒng)直流電源在變換新的輸出設(shè)定及使其穩(wěn)定上都需要花很長的時間，導(dǎo)致總測試時間也跟著增加。本文以安捷倫科技的N6700模組式電源系統(tǒng)和N6752A 電源供應(yīng)器模組為例說明如何縮短ECU測試時間及提升測試效能的各種功能。

ECU 的輸入與輸出特性
ECU 利用許多信號來監(jiān)控汽車及其環(huán)境，進而管理與控制引擎和輔助設(shè)備，以達(dá)到最佳的運作狀態(tài)。圖1摘要了典型的ECU 的許多輸入和輸出信號。


圖1：典型的ECU 的許多輸入和輸出信號
　
在ECU 的功能測試中，正確的測試系統(tǒng)資源會以控制的方式來模擬各種輸入信號，并且會載入及檢查輸出以獲得正確的響應(yīng)。根據(jù)輸入和輸出的數(shù)量來看，ECU 測試顯然需要用到龐大的測試系統(tǒng)資源。

汽車電力系統(tǒng)中的重要偏壓電壓位準(zhǔn)
依汽車的操作狀態(tài)而定，在汽車的電力系統(tǒng)中常會碰到某些電壓位準(zhǔn)。這些位準(zhǔn)會變成ECU測試的重要電壓，如圖2所示。在這些重要電壓下執(zhí)行的一些相關(guān)測試包括：
• 在電源供應(yīng)器設(shè)定為0 或關(guān)閉時，檢查多個接地、功率和大電流驅(qū)動器接腳間的連續(xù)性。
• 應(yīng)用一個很低的電壓并量測產(chǎn)生的電流，以檢查短路或其他非預(yù)期性的錯誤。
• 各種功能測試從大約8 伏特的低位準(zhǔn)（代表開始），一直到大約15 伏特的高位準(zhǔn)（代表充飽電的情況）。
• 如有包含ECU 電壓監(jiān)測電路，通常會使用至少兩個端點操作電壓來校驗或驗證。
• 藉由檢查最小的“must not trip” 和最大的“must trip” 臨界值，來驗證ECU 的低電壓重設(shè)位準(zhǔn)。

在測試過程中，ECU 最多可能會經(jīng)歷20 次偏壓電壓位準(zhǔn)的改變。




圖2：汽車的電力系統(tǒng)中某些電壓位準(zhǔn)會變成ECU測試的重要電壓
電源供應(yīng)器的輸出響應(yīng)時間
將電源供應(yīng)器的輸出電壓設(shè)定變更為新值時，必須經(jīng)歷幾個步驟，如圖3 所示。這些步驟所花的時間很有限。當(dāng)電源供應(yīng)器接收到指令時，必須加以處理，因此會有一段指令處理時間。接著，電源供應(yīng)器的輸出會予以回應(yīng)并變更成新的設(shè)定。它在某個穩(wěn)定區(qū)段內(nèi)達(dá)到終值所花的時間，即為輸出響應(yīng)時間。1%的穩(wěn)定區(qū)段對ECU 測試來說是合適的。特別需要注意的是下調(diào)設(shè)定時的輸出響應(yīng)時間。許多電源供應(yīng)器都必須依賴真實的DUT 負(fù)載來降低電壓，在負(fù)載較小的情況下，一些不具下調(diào)設(shè)定器的電源供應(yīng)器可能需要花一秒左右的時間來達(dá)到終值。N6752A 電源供應(yīng)器模組內(nèi)建了一個下調(diào)設(shè)定器，能夠加快下調(diào)設(shè)定的速度，而不受負(fù)載的影響。在ECU 測試中，上調(diào)與下調(diào)設(shè)定都必須夠快才行。

使用安捷倫科技的N6700 模組式電源系統(tǒng)和N6752A 電源供應(yīng)器模組來提升測試的速度從速度較慢的電源供應(yīng)器改換成N6700 和N6752A 所節(jié)省下來的測試時間，是縮短的指令處理和輸出響應(yīng)時間，乘上輸出電壓的轉(zhuǎn)換次數(shù)所得到的結(jié)果。將縮短的200 毫秒乘上15 次的輸出轉(zhuǎn)換，算出測試時間總共少了3 秒鐘。以需要花到20 秒的ECU 測試來說，等于提升了15% 的測試速度。ECU 制造商非常重視這項結(jié)果，因為它有助于降低測試成本及提供直接的利益。




圖3. 電源供應(yīng)器的指令處理與輸出響應(yīng)