Эффективные испытания электронных блоков управления в автомобилестроении

Современные автомобили обладают высоким уровнем интеграции и взаимосвязи. До 150 встраиваемых в автомобиль электронных блоков управления обеспечивают комфорт и безопасность вождения. Примерами таких электронных блоков управления являются модули коробки передач, системы кондиционирования воздуха и даже самообновляющиеся телематические блоки управления с поддержкой 5G.

Универсальная платформа испытательной системы R&S®CompactTSVP на основе CompactPCI и PXI
Универсальная платформа испытательной системы R&S®CompactTSVP на основе CompactPCI и PXI

Измерительная задача

Чтобы удовлетворять требованиям таких функций, как продвинутые системы помощи водителю, автомобильные информационно-развлекательные системы, дистанционная диагностика и электрическая трансмиссия, архитектура транспортного средства развивается от распределенных одноядерных электронных блоков управления в направлении высокоэффективных компактных многоядерных цифровых платформ. Шины CAN, LIN, FlexRayTM и Automotive Ethernet обеспечивают быструю передачу данных между электронными блоками управления и датчиками.

Большинство функций электронных блоков управления связаны с безопасностью, поэтому требуется наивысший уровень надежности в любое время и в любых условиях. Электрическая целостность каждой функции должна проверяться на протяжении всего жизненного цикла изделия — от разработки до производства.

Требуется моделирование сигналов датчиков с определенными напряжениями, токами и частотами. Исполнительным элементам требуется определенная нагрузка (резистор) для моделирования, например, электропривода окна.

Различные генераторы сигналов, анализаторы и блоки нагрузки должны быть подключены друг к другу и к испытуемому устройству в рамках эффективной и компактной измерительной установки. Должны быть доступными функции настройки конфигурации испытательной системы (модули, интерфейсы, адаптер испытуемого устройства) и разработки тестовых сценариев для автоматических программ на основе технических условий на испытания ИУ.

Испытательная система должна легко адаптироваться к аппаратным и программным компонентам различных электронных блоков управления. Система должна быть способна гибко адаптироваться к различным измерительным задачам и надежно функционировать. Для обеспечения надежности системы необходимы встроенные возможности самотестирования и калибровки.

Решение компании Rohde & Schwarz

Платформа R&S®CompactTSVP на основе PXI представляет собой автоматизированную систему для проведения функциональных и внутрисхемных испытаний на массовом производстве. В испытательной системе R&S®CompactTSVP реализованы все перечисленные выше требования. Концепция внутренней сигнальной шины в сочетании с внутренними платами с несколькими матрицами коммутации (по 4 × 90 каждая) обеспечивает надежную, гибкую и эффективную маршрутизацию сигналов между контрольно-измерительными приборами, переключающими реле и ИУ.

Дорогостоящие и менее надежные внешние кабели не требуются, что облегчает отслеживание маршрутизации сигналов. В системе R&S®CompactTSVP интерфейсы ввода/вывода, предназначенные для подключения дополнительных источников питания и нагрузок, располагаются на задней панели. Эти линии питания проходят через коммутационные платы высокой мощности к интерфейсам измерительной платы на передней панели прибора, что упрощает измерительную схему.

Библиотека маршрутизации сигналов с предустановленными и настраиваемыми моделями маршрутизации сигналов позволяет легко программировать сложные сигнальные соединения между измерительными модулями и испытуемым устройством. Пользователи могут адаптировать измерительную систему под свой план проведения испытаний и гибко настроить до 14 измерительных и коммутационных модулей.

Однослотовый двухканальный генератор разностных сигналов произвольной формы имитирует сигналы датчиков или генерирует тактовые либо импульсные сигналы для испытаний аналогово-цифровых преобразователей (АЦП) и преобразователей частота-напряжение (ПЧН). Изолированные выходы обеспечивают прямое генерирование дифференциальных сигналов. На стороне исполнительного механизма однослотовый восьмиканальный анализатор разностных сигналов отслеживает динамическое потребление тока (импульсы) через шунтирующий резистор. Незаземленные входы необходимы для прямого подключения шунта с целью расширения диапазона измерений и достижения высокого разрешения по току.

Модуль мультиметра (R&S®TS-PSAM) охватывает все измерения напряжения, тока и сопротивления для проведения функциональных (FCT) и внутрисхемных (ICT) испытаний. Система внутренних шин соединяет любой датчик тока на платах коммутации с модулем R&S®TS-PSAM для измерения тока.

Внутренние и внешние нагрузки подключаются к отдельным управляющим сигналам для тестирования сигналов исполнительных механизмов ЭБУ. Сильноточные платы коммутации, рассчитанные на токи от 2 А до 50 А, со встроенной возможностью измерения тока перенаправляют внешние нагрузки с задней панели R&S®CompactTSVP на переднюю панель, что делает измерительную установку аккуратной и эффективной.

Для обеспечения высокой надежности испытательная система имеет встроенные процедуры самотестирования и калибровки. Функция самотестирования измеряет контактное сопротивление всех коммутационных плат без каких-либо дополнительных подключений или специальных приспособлений.

Функция внутренней калибровки позволяет калибровать все измерительные модули R&S®CompactTSVP с помощью внешнего мультиметра.

Ядром любой системы проведения испытаний является программное обеспечение, которое автоматически запускает все необходимые тесты в условиях производства. Благодаря концепции открытого программного обеспечения все распространенные языки программирования, такие как C, C#, LabWindows/CVI и программное обеспечение для управления испытаниями TestStand, могут использоваться для удобной интеграции в существующее ПО системы проведения испытаний.

Все программные компоненты, такие как пользовательский интерфейс для установленных модулей R&S®CompactTSVP, драйверы прибора, самотестирование, внутренняя калибровка и внутрисхемные испытания с отладчиком и автоматическим генератором тестов, включены в универсальную программную библиотеку R&S®GTSL и не требуют наличия лицензии на программное обеспечение.

Измерительные модули для проведения функциональных испытаний можно повторно использовать для внутрисхемных испытаний, что означает реальную экономию средств. Специальная версия интерфейса массового взаимодействия от Virginia Panel Corporation может быть подключена непосредственно к платформе и модулям R&S®CompactTSVP без каких-либо интерфейсных кабелей. В результате обеспечиваются очень надежные сигнальные соединения без ухудшения качества сигнала.

Испытания электронных блоков управления с помощью R&S®CompactTSVP

R&S®CompactTSVP — модульное и компактное решение для проведения испытаний ICT, FCT и JTAG/периферийного сканирования для автомобильных ЭБУ

Испытания электронных блоков управления с помощью R&S®CompactTSVP

Связанные решения