NI PXI汽车应用渐入佳境

在美国国家仪器公司（National Instruments，简称 NI）于上海举办的第十一届PXI技术和应用论坛（2014 PXI TAC）上，主办方和与会者享了NI在汽车应用领域的多年丰富积累和成功案例，介绍了一个使用NI TestStand、NI LabVIEW与PXI测试车辆ECU的解决方案，引起了记者很大的兴趣。

要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，这是一件比较棘手事情。客户使用内置了控制测试系统硬件必要功能的NI LabVIEW图形化开发环境、NI TestStand测试管理软件，提供了一种现成可用的解决方案，可迅速开发基于PXI的ECU自动化测试系统，减少了开发时间和成本，解决了客户的难题。

据介绍，客户采用NI的TestStand测试管理软件和LabVIEW图形化设计软件开发了一个基于PXI平台的发动机ECU硬件在环仿真测试系统。该测试系统通过LabVIEW程序实时运行发动机模型，并通过NI PXI-8461 CAN接口板卡发送和接收基于SAE j1939的报文信息，实现向发动机ECU输出传感器信号和接收来自其输出的喷油、点火等控制信号，从而有效的执行发动机ECU的自动化功能测试。

对于多种ECU的I/O信号测试，可通过多个NI PXI-6259数据采集卡、NI PXI-6527模块、NI PXI-7833R FPGA模块、NI cRIO-9474和NI cRIO-9477模块共同来实现。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和软件控制的故障注入开关板卡来维持和控制系统、ECU和I/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注入。

客户认为，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用户友好环境有助于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。

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。

在2014 PXI TAC期间，NI公司市场开发经理付文武在汽车应用专访时表示，NI从事测试测量解决方案，本身并不为汽车行业提供零部件，而是为零部件厂商提供测试测量、开发、验证解决方案。PXI平台优势对于汽车行业的客户有很多优势，软硬件系统架构的灵活性也很重要，另外，一些国内客户在进行自主研发，不太希望完全照搬国外成套的测试方案，而以前只能把产品拿到国外去测试，更希望有自主知识产权的解决方案，包括灵活开放的系统，能够根据开发需要来修改功能，满足定制需求。这也是NI方案所能提供的能力。另外PXI平台性价比更高，可以修改适合不同的技术应用。

他认为，未来新能源汽车是行业发展的趋势。新能源汽车的动力控制和传统汽车有很多不同，所以OEM厂商和动力总成开发客户都面临很多新的问题，如控制策略、控制算法，以及电机本身的机电要求，都要通过测试、验证来解决，这就是NI为这个行业所能提供的东西，包括设计研发和生产阶段。

 基于NI平台的实时仿真测试系统架构

另外，面对汽车的舒适、娱乐、安全性及越来越多的功能，NI作为测试供应商面对一个很大的机遇。NI方案涉及面很广泛，可以满足多元化的需求，尽管这些原来是用在手机、消费电子测试，现在可以很容易移植到汽车测试当中。随着车载网络越来越复杂，控制信号很多，NI有完善的音频、视频、视觉、RF、连接等测试方案，用在不同领域，可以通过基于PXI平台的一体化测试方案。随着用户需求的不断变化，他们越来越需要更加开发的平台来增加新的测试项目，这正是NI一直致力于实现的目标，客户也可以真正享受到使用NI平台的好处。

据介绍，NI提供的汽车车辆案例包括：底盘系统的车轮与轮胎、传动系统、电子稳定系统、制动控制、转向系统；电子电气的传感器与控制器、电控单元ECU测试与仿真、混合动力与燃料电池、信息娱乐与智能通信、仪表与人机界面、总线测试（CAN）；发动机系统的发动机台架测试、进排气系统、连杆机构、引擎电控单元测试与仿真、油门与点火系统；整车车身的车身结构测试、碰撞与行人安全、汽车零部件测试、整车台架测试；以及NVH测试和车载数据采集与分析，等等。

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