ECU下线检测系统的设计与实现

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【摘 要】 本文介绍了一种汽车电子控制单元（Electronic Control Unit，以下简称ecu）生产下线的自动化检测系统，该系统可以快速、准确、安全地检测ECU硬件，并对检测数据进行管理，可通过网络对检测结果进行查询与统计，实现产品的可追溯性。实际应用表明，该系统可满足ECU生产下线检测需求，是汽车电控系统生产企业的有力工具。

【关键词】 ECU 下线检测 LabWindows

【Abstract】 An Automotive Test System used for ECU Test at the end of production line is introduced in the paper. The ECU hardware can be tested quickly， accurately and safely by the system. The test data is managed finely and can be inquired from network. The practical application indicates that the system can meet the demand of ECU EOL test and is a powerful tool for the ECU manufacturer.

【Key words】 ECU EOL Hardware Test

1 引言

ECU是控制发动机运转的核心部件，通过采集和处理各种传感器信息，获取汽车实时运行状况，通过各种复杂算法，控制执行器动作，实现对汽车发动机的高效控制。ECU信号和负载纷繁芜杂，要保证ECU其正常工作，出厂前需要进行详细、周密的检测。ECU下线检测系统（End-of-line Testing System，以下简称ETS）即是为保证下线ECU测试的快速、可靠、可追溯以及兼容而设计开发。

2 ETS系统组成及工作原理

2.1 系统组成

ETS由硬件系统、服务器和调度系统组成。图1为系统网络拓扑图，整个系统联网工作。硬件系统负责信号和负载模拟，并与计算机和ECU进行数据交换；调度系统根据测试配置标准文件，调度硬件系统和ECU协调工作，并将数据存入服务器的测试记录数据库；服务器用于测试标准的配置和测试记录保存；用户可通过网络检测产品测试记录。

2.2 工作原理

ETS采用特征值比对法检测，将测试结果与预先设定的一系列特征值进行比较，从而判断ECU是否合格。以ECU喷射电路检测为例，图2为某喷油器电流驱动波形，根据波形特征设定4个特征值及范围，用于检测的依据。

如图3，采集ECU驱动喷油器电磁阀的电流，分别对喷射波形的斜率、一阶维持电流、二阶维持电流和脉宽进行采集，并采用软件进行特征值比对，确定电流波形是否符合要求，判断ECU的喷油驱动电路是否合格。

3 系统设计

3.1 ETS硬件

如图4所示，ETS系统硬件由信号模块、负载模块和转换模块构成，模块之间采用CAN总线通讯。

信号模块采用总线式结构，母版前面插入信号发生和信号采集板卡，用于传感器、开关等信号模拟以及ECU的输出信号采集；后面为外部接口板卡。所有板卡由电源统一供电，并受主控板控制。采用此种结构，可以有效减少线束连接，提高系统集成度和可靠性。

负载模块同样采用总线式结构，并根据负载特性，将模拟负载分为不同区域，以便于硬件设计，各区域之间通过CAN总线进行通讯。

转接模块通过线束将ECU和转接卡连接，检测不同ECU只需替换相应的转接卡即可。转接模块减少了线束制作难度，并大大提高了连接的可靠性。ETS硬件整体如图5所示。

3.2 ETS软件系统设计

ETS软件系统内含有4个子系统，测试端、服务器端、标准管理端和网页查询端。

3.2.1 测试端

测试端系统结构图6所示，主要包括模块配置管理、测试用户管理、检测系统和检测结果管理。测试端用于ECU批量生产时的硬件全功能检测，测试时，先从服务器导入检测标准，然后进行测试，多个模块可同时测试，每个模块的通道可多次重复测量，大大提高了ECU测试的可靠性。检测结束后，结果的详细数据自动上传到服务器端，存入本地数据库的同时，也存入服务器端的数据库。

3.2.2 服务器端

服务器端通过互联网连接测试端、标准管理端，按接收到的命令工作，是整个系统的存储中心，使用数据库存储各项数据，保证了数据的安全性、唯一性和可追溯性。该数据库主要包含：标准管理端和网页查询端的用户数据、检测标准数据、检测结果数据。另外，服务器端的程序还会定时备份整理上述数据，使得对检测结果的查询更具效率。

3.2.3 标准管理端

标准管理端用于检测标准的制定和修订。可以设定相应的用户权限，以保证检测标准的可靠性和安全性。标准制定或修订界面采用所见即所得的方式进行编辑，以避免误操作。ETS兼容多款型号ECU测试，每款ECU都有一个检测标准。这一设计最大限度的保证了ECU质量的一致性，同时又能在一个系统里完成不同型号ECU的检测，解决了原先一台设备只能测一款ECU的问题。

3.2.4 网页查询端

网页查询端用于查询产品检测数据记录和检测标准。通过互联网使用浏览器即可随时随地查询到需要的数据，极大的方便了用户。

可根据产品流水号对单个产品的历史检测记录进行查询，获取详细检测标准及数据。也可以根据生产日期、型号、BOM编号、软件编号进行批量模糊查询。查询结果可以导出为报表进行下载。

某产品流水号1211002625，通过网页查询系统，可以看到去年到现在一共在生产线上进行了8次检测，检测记录见图7。

4 结论和展望

由于多个模块并行工作，检测一台ECU仅需要30秒，算上ECU的插拔时间，一台ECU检测仅需要45秒。单班（8小时）可实现约500套ECU检测，一年（按一日三班计算）至少可实现10万次ECU检测。生产线应用表明，ETS可以很好的保证ECU生产的效率和质量，是ECU下线不可或缺的测试工具。

今后，该系统将不断进行改进和完善，为国内的ECU生产提供高效的质量保证手段。

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