汽车电子技术测试概述

2019-11-11来源: RIGOL关键字:汽车电子  测量仪器  电子系统

随着汽车电子化的方便、舒适性等特点逐渐显现,该技术被迅速普及于汽车的各个部分。汽车电子化被认为是汽车技术发展史上的一次革命。从广义上看,汽车电子包括基础元器件、电子零部件、车载电子整机、机电一体化的电子控制系统(ECU)、整车分布式电子控制系统及与汽车电子有关的车外电子系统等软硬件部分。


RIGOL是业界领先的,从事测量仪器研发、生产和销售的国家高新技术企业,是中国电子仪器行业协会、中国仪器仪表协会会员。公司已申请发明专利超过500项,填补了多项国家空白。产品远销美、英、法、德、俄、日、韩等70多个国家和地区。


从发动机到车窗,从安全气囊的控制装置到刹车系统,都有电子设备的身影。电子化程度则被认为是衡量汽车技术发展程度的重要标志之一。而衡量汽车电子化程度的指标主要有两个方面:


1、电子装置成本在整车成本结构中的比重


目前我国汽车电子系统在中高端车型的成本占比在30%-40%,在纯电动轿车中的占比可达65%左右。


2、单元微型计算机ECU应用数量


汽车中ECU使用数量也不断增加,而具有代表性的就是CAN总线控制器的应用。CAN总线的配置给电控单元的应用提供了灵活的设计平台,这将是电子系统应用的新起点。目前车用ECU的最高使用数量在一辆车中高达到了50个以上。正是这些ECU构成了整个汽车的控制系统中枢。

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汽车电子技术及测试


目前在汽车的各个部分均有汽车电子部件的存在,如图二所示。而将这些电子系统按照功能分类,大致可以分为以下几个部分:


1、动力及传动系统电控:


发动机电喷、自动变速箱、自动无级冷却扇、进气增压、全时全轮驱动、混合动力驱动控制。


2、行使稳定系统电控:


防抱死系统ABS、行驶稳定性控制ESP、牵引力控制TCS、刹车力分配系统EBD、平行停车协助。


3、安全系统及舒适性电控:


自动空调、巡航控制、适时/瞬时悬置阻尼控制(ABC、RACU)、前灯光自适应控制、防盗、自动门锁系统、自动发动机启动。


4、娱乐及信息系统:


仪表、CAN总线及控制模块、导航GPS、DVD、娱乐系统、灯光控制。


5、油耗经济性控制:


电动转向助力系统EPS、混合动力、电刹车。

 

在上文提到的这些系统,均是以嵌入式结构为核心设计的,而各个系统之间的通信网络则又不得不提到CAN总线技术。可以说在现行的汽车电子技术领域,嵌入式技术和CAN总线技术是技术核心,这两种技术的发展程度直接决定了汽车电子技术的技术水平。


一个嵌入式系统装置一般都由嵌入式计算机系统和执行装置组成,嵌入式计算机系统是整个嵌入式系统的核心,由硬件层、中间层、系统软件层和应用软件层组成。执行装置也称为被控对象,它可以接受嵌入式计算机系统发出的控制命令,执行所规定的操作或任务。执行装置可以很简单,如手机上的一个微小型的电机,当手机处于震动接收状态时打开;也可以很复杂,如SONY 智能机器狗,上面集成了多个微小型控制电机和多种传感器,从而可以执行各种复杂的动作和感受各种状态信息。


6、CAN


CAN是控制器局域网络(ControllerArea Network, CAN)的简称,是由以研发和生产汽车电子产品著称的德国BOSCH公司开发的,并最终成为国际标准(ISO11898),是国际上应用最广泛的现场总线之一。在北美和西欧,CAN总线协议已经成为汽车计算机控制系统和嵌入式工业控制局域网的标准总线,并且拥有以CAN为底层协议专为大型货车和重工机械车辆设计的J1939协议。近年来,其所具有的高可靠性和良好的错误检测能力受到重视,被广泛应用于汽车计算机控制系统和环境温度恶劣、电磁辐射强和振动大的工业环境。CAN的出现使车载设备网络化成为了可能。

 

测试技术


按照测试技术的发展程度分类,测试技术可以分为3类:


1,定性测试


这种测试手段比较原始,具体的操作方法是将被测件应用在他的其中一个标准适用环境中,如果被测件可以适应使用环境,那么认为合格,反之认为不合格。这是在测试工具极端匮乏和测试技术低下的情况下采用的不得已测试方法。这种原始的测试方法使测试人员“知其然而不知其所以然”,产品的通用性极差,对于产品的改进也没有任何帮助。


2,定量测试


随着技术的发展,测试设备的不断出现并完善,测试技术发展到定量测试阶段。即使用测试仪器,按照设计参数对被测件进行检测,符合规范的即为合格,反之不合格。这是测试技术走向“文明化”的标志,这种测试手段使得产品向标准化发展,同时测试的数据也为产品的改进和换代提供了第一手数据。这种测试手段是当前主流的测试手段。


3,系统化测试


随着经济的发展,对于一款产品来说要测试的参数明显增多了。例如在国标文件《QC T 549-1999 汽车倒车报警器》中规定汽车报警器需要通过的电学测试多达10项,而在整个汽车中这样的模块数十个。在这种情况下,为了兼顾产品品质和生产效率,系统化测试成为了测试工程师的最佳选择。


测试技术分析


现代电子产品的测试就其场所来分基本上都可以分为研发和生产两个部分。而汽车产品本身是由多系统组成的,因此汽车的生产是一个社会分工协作的过程,于是汽车电子的测试分为多个部分:


电子零部件的测试。例如汽车传感器测试;


通信网络测试。例如仪表盘的CAN总线通讯测试;


各个嵌入式控制器测试。这些模块都是典型的嵌入式设备;


其他电子设备测试。例如汽车门锁、汽车钥匙、胎压、车载收音机、离合器等。


每个部分的测试技术和方法都有自己的特点,而控制器则是典型的嵌入式设备,其测试手段也和通常的嵌入式设备测试大同小异,在这里不做分析,下面针对余下三个方面一一分析介绍。


电子零部件测试


汽车上使用了众多的电子零部件,例如广播天线、各种传感器、各种灯具等。而考虑到零件生产测试的独立性和部件在汽车上的使用情况,下面着重分析汽车传感器及其测试技术。

 

传感器是汽车计算机系统的输入装置,它把汽车运行中各种工况信息,如车速、各种介质的温度、发动机运转状况等,转化成电讯号输给计算机,以便发动机处于最佳工作状态。根据传感器在汽车中的作用,可以分类为测量温度、压力、流量、位置、气体浓度、速度、光亮度、干湿度、距离等功能的传感器。不同类型的传感器在汽车上也会有许多不同的应用,


例如压力传感器。汽车压力传感器有很多种,用途也不一样:


1、机油压力传感器——用于测量润滑油的压力;


2、燃油压力传感器——用于测量燃油泵后的燃料管内燃油压力;


3、共轨压力传感器——测量柴油发动机共轨喷射系统中轨内燃油压力;


4、车用空调高低压传感器——测量车内空调系统中冷凝剂的压力;


5、空气压力传感器——用于测量进气、增压涡轮后端以及进气歧管内空气压力;


6、胎压传感器——测量轮胎内气压;


7、缸压传感器——测量汽缸内压力;


8、差压传感器——测量尾气颗粒捕捉器两端压力差;


9、刹车压力传感器——测量刹车液压或气压压力。


传感器的输出信号类型主要有:


电压。例如绝大多数的压力传感器输出的是直流电压,电压范围通常在0.5~4.5VDC;

 

电流。例如上海某仪表厂的NS-I1型压力变送器输出电流为4~20mA;


频率。大部分转速传感器以及扭矩传感器输出的信号为频率。例如JN338型扭矩传感器输出的就是10K~15KHz的频率信号;


波形及其他类型。例如北京某发动机研究所设计的爆震传感器输出的就是一个类似于噪声的波形。


传感器测试对设备的要求最主要的一点就是精度,因为传感器输出的信号范围相对来说比较小,而测试范围却比较大。拿NS-I1型压力传感器来说,首先其输入压力范围最高可以从0到100MPa,而输出只是4~20mA,1uA换算出来的绝对压力值将近5Kpa;其次,传感器本身要求的精度为0.1%,那么对测试设备的要求就远远优于这个指标,因此适合传感器测试的设备主要为高精度数字万用表。例如RIGOL的DM3068万用表,其20mA直流电流测试精度达到0.05%/年,直流电压精确度更是达到了0.0035%/年。

 

与传感器工作在一起的是信号处理单元和执行机构,在这些机构的设计过程中需要以传感器设计输出信号作为激励,再测试电路的响应以及执行机构的运行状况。而在实验室环境让一些传感器实时输出信号作为激励是不现实的,例如机油压力、燃料压力等传感器,这就给产品设计和测试带来了第一个技术上的挑战:激励信号的模拟问题;有些实验是要基于较长时间的动态信号,而要模拟这个信号就需要首先捕捉这个信号,那么就需要仪器有较长的记录范围,而测试信号波形的仪器首选示波器,反映在示波器中就是波形存储深度这个参数。

 

在这个应用过程中,需要采用示波器采集——信号源模拟的模式,仪器设计者发挥自己的聪明才智,设计了一个“无缝互联”的功能。即:使用数据线(有的使用U盘中转一次)连接

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关键字:汽车电子  测量仪器  电子系统 编辑:鲁迪 引用地址:http://news.eeworld.com.cn/qcdz/ic479674.html 本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。

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