汽车发动机控制器(ECU)中待测项目综述

ECU功能模块

ECU包含以下几个功能模块：1. 电源 - 数字和模拟(模拟传感器的电源)。2. MPU - 微处理器和内存(通常为闪存和RAM)。3. 通信链路 - (如CAN总线)。4. 离散输入 - 开/关型输入。5. 频率输入 - 编码器型信号(曲轴或车辆速度)。6. 模拟输入 - 来自传感器的反馈信号。7. 开关输出 - 开/关型输出。8. PWM 输出 -变频和占空比(如喷射器或点火器)。9. 频率输出 - 恒定的占空比(如步进电机 － 怠速控制)。

图1显示了ECU的典型输入/输出框图，各框中列出了NI提供的激励和测量设备的种类以及与负载物和仪器的连接状况。

电源

ECU的电源是一个直流-直流转换器。电池电压被转换为适合MPU和其它数字电路的电压。在某些情况下，ECU提供模拟传感器的电压源。在这种情况下，ECU提供一个或多个模拟电源电压(源于电池电压)。典型的测试包括：

开关检查- 检查电源和接地之间是否短路或开路。 电源负载测试- 如果ECU采用模拟电源，则在最大负载条件下验证电源电压。 电源噪声测试-如果ECU采用模拟电源，则检查输出噪声大小。 睡眠电流-在点火键处于"关"位置时检查VBATT上的电流。 唤醒电流-在点火键处于"开"位置时检查VBATT上的电流。

处理器

MPU内含有处理器和内存组件。在大多数情况下用闪存存储应用软件(有时称作应用码)。应用软件中包括校准查找表。这些表根据输入的反馈设定最佳燃油混合和点火定时参数。利用闪存你可以在任何时候对ECU进行重新编程。在某些情况下，应用软件包括用于生产测试的特定测试模式。典型的测试包括：

RAM测试 - 通常为某种形式的写和读。 Flash测试 - 检查制造商/产品编号，校验总和。 "看门狗"计时器测试。 将应用软件和/或嵌入式测试码下载到闪存中。

生产测试通常采用以下的一种或多种方法：

应用码包括用于ECU的外部控制的内置式测试分支。 将测试码下载到闪存中。测试码能测试所有的输入和输出。 下载与测试相关的代码(如仅下载用于读取模拟输入的代码)。

数据链路

ECU具有与外界相连的通信链路。ECU协议和标准的种类很多，而且每隔几年就会出现新的协议和标准。通信链路具有多项功能。其中最主要的一项功能是满足板上诊断(OBD) 的要求。OBD对车辆排气系统进行故障探测。 ECU对废气排放进行监测；当废气排放量超出容许标准时，ECU会记录数据以供技术人员使用。技术人员通过通信链路获取数据，并可运用其它与通信链路相连的诊断工具找出故障部件。现今的车辆通常都使用一个以上的ECM (ABS，车身控制，远程信息处理等)，这些ECM一般都通过通信链路连接在一起。为了能够正确运行，ECU可能需要与发动机不相关的电子或机械系统的状态信息。类似地，其它ECM也需要来自ECU的状态信息以确保正常运行。

ECU的测试通常需通过频繁的通信链路输入/输出来完成。由于和ECU通信要占去实际测试时间的30%至40%，用于通信链路的设备对系统性能具有很大的影响。 设备的吞吐时间(如将RS-232转换成CAN 或将CAN 转换成RS-232)会影响测试系统的总体性能。根据协议的不同，选择范围会受到限制。但是在进行选择时，还是应该进行比较，以找出最快的方案。

通过一个简单的例子可以说明你的选择带来的影响。假设你有一个用于将RS-232 转换为CAN的车辆通信接口(VCI)设备。如果VCI设备的RS-232侧在9600波特和每波特1位的条件下运行，则RS-232侧的传送速率为9.6kbps。

此处是11字节或88位。在9600kbps的速度下传送数据需要9.17 ms。这一时间看起来似乎并不长，但是要知道在ECU设备的测试过程中通常要传送200条甚至更多信息，仅仅单向传送200条信息就需耗时1.83秒。当然，信息通常需遵守命令/响应协议， 因此传送200条信息的实际时间为2 ×1.83 秒，即3.66秒。这还未包括将数据由RS-232转换为CAN，由CAN 转换为 RS-232以及ECU或测试系统控制器处理数据的其它等待时间。如果选择RS-232侧的运行速度达到18.2kbps 的VCI设备，就可将测试时间缩短1.83秒。在必须将测试码或应用码下载至ECU的情况下，选择慢速的设备会造成更大的影响。

离散输入

离散(或开关)输入监测汽车中各组件和附件的开关状态。最重要的离散输入是点火开关。ECU需要知道点火开关的位置(起动，运行，关闭，辅助)以确定何时和如何控制燃油和点火系统。其它离散或开关输入还有停车开关、制动开关和A/C 开关。

在ECU 测试系统中，通常由通用和/或矩阵继电器组成的负载/激励模块将一个测试源(VBATT, BATT_GND, DA