使用NI TestStand、NI LabVIEW与PXI测试车辆的ECU

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  • 作者:Dillon Glissmann - DISTek Integration Inc.

     

     NI TestStand提供了一种现成可用的解决方案,通过一些关键功能帮助我们减少了开发时间,而LabVIEW中内置了控制测试系统硬件必要的功能。”-Dillon Glissmann, DISTek Integration Inc.

     

    挑战:

    开发一个灵活的自动化测试装置,能够独立或联合地测试车辆系统的电子控制单元ECU),还可以让用户创建和维护测试序列。

     

    解决方案:

    使用NI LabVIEW图形化开发环境,自定义NI TestStand软件,控制基于PXI的模块化测试系统。

     

     

    一个农业、建筑和林业设备的全球供应商,一直致力于提高其整体效率和效益。为了达到这个目标,需要有一个测试系统来帮助工程师对新产品和现有产品进行验证和认证测试。该测试系统需要能够满足一系列的测试要求,并且具有能适应硬件变化和未来新产品的灵活性。DISTek Integration Inc.负责设计、开发原型和部署一个可以满足这些要求的先进测试系统。

     

    系统组件

     

    我们选择National InstrumentsTestStand软件和PXI硬件来开发一个解决方案,集成众多的技术,有效地与ECU交互。在一个完整的系统中,ECU遵循SAE J1939协议,通过CAN总线进行通信。该测试系统使用NI PXI-8461 CAN DeviceNet模块和定制的LabVIEW应用程序来模拟这个总线通信。此LabVIEW应用作为一个J1939 CAN引擎的角色,接收和模拟来自其它ECU的信息。

     

    对于多种ECU I/O,通过多个NI PXI-6259数据采集卡、NI PXI-6527模块、NI PXI-7833R FPGA模块、NI cRIO-9474NI cRIO-9477模块共同来实现的。数据采集硬件测量系统的各种控制输出;NI FPGA硬件用于实时生成基于频率的信号,如霍尔传感器产生的信号。系统中还包括一个NI PXI-2569通用继电器开关模块来实现矩阵开关的操作。

     

    除了满足测试单元的I/O要求外,NI TestStand也结合数据采集设备、GPIB和软件控制的故障总线来维持和控制系统、ECUI/O通道的供电。通过调整整个系统的功耗,模拟车载电池所提供的电压变化。在ECU层开关电源,意味着可以模拟整个系统的同步开启,而在I/O通道层开关电源,可以模拟通道上的故障。

     

    适应性广的解决方案

     

    该测试系统具有可扩展性并且适应性强,当新产品开发时,硬件可在原基础上进行重新配置和开发。测试系统为每一个ECU测试架划分一个功能机箱。每一个机箱包含了大量的备用接线端、用于系统重配置的I/O以及开放式外部连接插头。利用FPGA系统的强大功能,可以分别控制每个输出通道,而且可以重新配置通道来完成更复杂的目的,如模拟编码器信号、脉冲宽度调制(PWM)信号或其它可能与ECU交互的数字设备。如果测试单元改变通道名称,当操作人员更新Excel电子表格中的文件时,通道名,缩放比例和接线端都可以很容易地进行修改。然后使用一个用户终端机上的LabVIEW应用程序进行数据分析。

     

    LabVIEW用户友好环境

     

    LabVIEW中创建自定义步骤类型并添加到NI TestStand测试序列编辑器中,使得系统测试的编写更加容易。这些高层次的步骤类型允许操作人员与测试系统进行非常简单的、友好的交互,绕开一些复杂操作。这减少了浏览窗口所花的时间,从而更快地创建测试。

     

    使用在LabVIEW中开发的一个简单的用户界面,用户可以组织一系列的测试,保存列表供以后使用,并执行列表中的测试,同时监测系统和生成报告。使用用户自定义的显示控件,模拟输入信号和CAN通信的监测可以在测试执行期间的任何时候完成。报告根据通过/失败的状态进行归档和组织供以后参考。

     

    使用NI平台的好处

     

    作为一个能够测试整个ECU的独立系统,该系统可以用于现场测试。使用自动化测试系统进行重复测试比使用手动测试系统更可靠,而且它更安全,因为它可在现场有效地进行安全连锁的测试,这对于操作人员手动测试来说是很困难且危险的。

     

    测试系统的整体灵活性为用户提供了一个的适应性强并易于使用的系统,用于创建和执行测试。NI TestStand提供了一种现成可用的解决方案,通过一些关键功能帮助我们减少了开发时间,而LabVIEW中内置了控制测试系统硬件必要的功能。

    DISTek Integration使用FPGA技术开发了一个可重新配置的ECU测试系统

    测试序列生成器的截屏

     

    测试执行的用户界面

     

     

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