提高汽车引擎控制单元的测试速度

汽车电力系统的不当调节，会导致经常发生电压骤降和过击的现象。在正常的情况下，电压的范围会介于11 到15 伏特之间，而在暂态开始和执行的情况下，则会介于8 到24 伏特之间。因此，在测试引擎控制单元（ECU）时必须执行电压边限测试，以验证在极端的偏压电压情况下能否正常操作，以及容许度有多大。

在竞争激烈的汽车电子市场，测试时间是分秒必争的。在多个偏压电压位准下进行测试，是ECU 测试中一项必要但费时的操作。大多数的系统直流电源在变换新的输出设定及使其稳定上都需要花很长的时间，导致总测试时间也跟着增加。本文以安捷伦科技的N6700模组式电源系统和N6752A 电源供应器模组为例说明如何缩短ECU测试时间及提升测试效能的各种功能。

ECU 的输入与输出特性
ECU 利用许多信号来监控汽车及其环境，进而管理与控制引擎和辅助设备，以达到最佳的运作状态。图1摘要了典型的ECU 的许多输入和输出信号。


图1：典型的ECU 的许多输入和输出信号
　
在ECU 的功能测试中，正确的测试系统资源会以控制的方式来模拟各种输入信号，并且会载入及检查输出以获得正确的响应。根据输入和输出的数量来看，ECU 测试显然需要用到庞大的测试系统资源。

汽车电力系统中的重要偏压电压位准
依汽车的操作状态而定，在汽车的电力系统中常会碰到某些电压位准。这些位准会变成ECU测试的重要电压，如图2所示。在这些重要电压下执行的一些相关测试包括：
• 在电源供应器设定为0 或关闭时，检查多个接地、功率和大电流驱动器接脚间的连续性。
• 应用一个很低的电压并量测产生的电流，以检查短路或其他非预期性的错误。
• 各种功能测试从大约8 伏特的低位准（代表开始），一直到大约15 伏特的高位准（代表充饱电的情况）。
• 如有包含ECU 电压监测电路，通常会使用至少两个端点操作电压来校验或验证。
• 藉由检查最小的“must not trip” 和最大的“must trip” 临界值，来验证ECU 的低电压重设位准。

在测试过程中，ECU 最多可能会经历20 次偏压电压位准的改变。




图2：汽车的电力系统中某些电压位准会变成ECU测试的重要电压
电源供应器的输出响应时间
将电源供应器的输出电压设定变更为新值时，必须经历几个步骤，如图3 所示。这些步骤所花的时间很有限。当电源供应器接收到指令时，必须加以处理，因此会有一段指令处理时间。接着，电源供应器的输出会予以回应并变更成新的设定。它在某个稳定区段内达到终值所花的时间，即为输出响应时间。1%的稳定区段对ECU 测试来说是合适的。特别需要注意的是下调设定时的输出响应时间。许多电源供应器都必须依赖真实的DUT 负载来降低电压，在负载较小的情况下，一些不具下调设定器的电源供应器可能需要花一秒左右的时间来达到终值。N6752A 电源供应器模组内建了一个下调设定器，能够加快下调设定的速度，而不受负载的影响。在ECU 测试中，上调与下调设定都必须够快才行。

使用安捷伦科技的N6700 模组式电源系统和N6752A 电源供应器模组来提升测试的速度从速度较慢的电源供应器改换成N6700 和N6752A 所节省下来的测试时间，是缩短的指令处理和输出响应时间，乘上输出电压的转换次数所得到的结果。将缩短的200 毫秒乘上15 次的输出转换，算出测试时间总共少了3 秒钟。以需要花到20 秒的ECU 测试来说，等于提升了15% 的测试速度。ECU 制造商非常重视这项结果，因为它有助于降低测试成本及提供直接的利益。




图3. 电源供应器的指令处理与输出响应