硬件測試規(guī)范.doc

未經授權 禁止復制 項目 純電動 A 級轎車項目 整車控制器硬件測試規(guī)范整車控制器硬件測試規(guī)范 編號 版本 V 4 0 編 制 校 對 審 核 標準化 會 簽 批 準 安安 徽徽 江江 淮淮 汽汽 車車 股股 份份 有有 限限 公公 司司 20102010 年年 0707 月月 1010 日日 整車控制器硬件測試規(guī)范 新能源汽車部整車控制組 版權歸江淮汽車股份有限公司所有 未經授權禁止復制1 n c 版本信息版本信息 版本號日 期作 者描 述 1 02010 03 01 陳繼第一輪初稿 2 02010 04 08 陳繼第二次修改 3 02010 04 28 陳繼第三次修改 4 02010 05 10 陳繼第四次修改 批準 實施 整車控制器硬件測試規(guī)范 新能源汽車部整車控制組 版權歸江淮汽車股份有限公司所有 未經授權禁止復制2 n c 目 錄 1 適用范圍 3 2 參考標準 3 3 術語解釋 4 3 13 1 原理圖原理圖 4 4 3 23 2 網絡表網絡表 4 4 3 33 3 PCBPCB 4 4 3 43 4 布局布局 4 4 3 53 5 單位換算單位換算 4 4 4 硬件單元系統(tǒng)測試規(guī)范 5 4 14 1 數(shù)字信號輸入測試數(shù)字信號輸入測試 5 5 4 1 14 1 1 LowLow SideSide 數(shù)字信號輸入數(shù)字信號輸入 6 6 4 1 24 1 2 HighHigh SideSide 數(shù)字信號輸入數(shù)字信號輸入 6 6 4 1 34 1 3 隔離數(shù)字信號輸入隔離數(shù)字信號輸入 7 7 4 24 2 模擬信號輸入測試模擬信號輸入測試 8 8 4 34 3 頻率信號輸入測試頻率信號輸入測試 8 8 4 44 4 數(shù)字信號輸出測試數(shù)字信號輸出測試 9 9 4 54 5 模擬信號輸出測試模擬信號輸出測試 1010 4 64 6 電源測試電源測試 1010 4 74 7 通訊接口測試通訊接口測試 1212 5 硬件系統(tǒng)測試規(guī)范 12 5 15 1 硬件驅動模塊測試硬件驅動模塊測試 1212 5 25 2 系統(tǒng)聯(lián)調系統(tǒng)聯(lián)調 1313 6 附錄 14 6 16 1 測試紀錄表格測試紀錄表格 1515 6 26 2 電路調整紀錄表格電路調整紀錄表格 1616 6 36 3 聯(lián)調變更紀錄表格聯(lián)調變更紀錄表格 1717 整車控制器硬件測試規(guī)范 新能源汽車部整車控制組 版權歸江淮汽車股份有限公司所有 未經授權禁止復制3 n c 1 1 適用范圍適用范圍 本 規(guī)范 適用于 JAC 技術中心新能源汽車部整車控制器硬件測試 該測試規(guī)范只用于研發(fā) 階段的功能測試 不包含控制器環(huán)境耐久測試 2 2 參考標準參考標準 標準標準名稱名稱 ISO 7637 2 2002 Road vehicles Electrical disturbance by conduction and coupling CISPR25 Radio disturbance characteristics for the protection of receivers used on board vehicles boats and on devices Limits and methods of measurement ISO11452 2 Road vehicles Component test methods for electrical disturbances from narrowband radiated electromagnetic energy Part 2 Absorber lined shielded enclosure ISO11452 4 Road vehicles Component test methods for electrical disturbances from narrowband radiated electromagnetic energy Part 4 Bulk current injection BCI ISO10605 Road vehicles Test methods for electrical disturbances from electrostatic discharge EN IEC 60068 2 11 Ka Environmental Testing Test Methods Tests Test KA Salt Mist EN IEC 60068 2 27 Environmental Testing Test Methods Environmental testing procedures Test Test Ea and guidelines Shock EN IEC 60068 2 32 Environmental Testing Test Methods Test Ed Free Fall DIN 40 050 Part 9 1993 IEC 529 Road Vehicles Degree of protection IP Code Protection against foreign objects water and access Electrical Equipment ISO 16750 Draft Road Vehicles Environmental Conditions and testing of E E equipment ISO 16750 3Road vehicles Environmental conditions and 整車控制器硬件測試規(guī)范 新能源汽車部整車控制組 版權歸江淮汽車股份有限公司所有 未經授權禁止復制4 n c testing for electrical and electronic equipment Part 3 Mechanical loads EN IEC 61000 2 6 Environmental testing Part 2 Tests Test Fc Vibration sinusoidal 3 3 術語解釋術語解釋 3 13 1 原理圖原理圖 電路原理圖 用原理圖設計工具 EDA 繪制的 表達硬件電路中各種器件之間的連接 關系的圖 3 23 2 網絡表網絡表 由原理圖設計工具自動生成的 表達元器件電氣連接關系的文本文件 一般包含元器件 封裝 網絡列表和屬性定義等組成部分 3 33 3 PCBPCB Print circuit Board 印刷電路板 目前大多數(shù)的電路板都是采用貼附抗蝕刻劑 壓膜或 涂布 經過曝光顯影后 再用蝕刻方式做出電路板 3 43 4 布局布局 PCB 設計過程中 按照設計要求 把元器件放置到印刷電路板上的過程 3 53 5 單位換算單位換算 1 英寸 mil 25 4 毫米 mm 1 克 g 0 03527 盎司 OZ 整車控制器硬件測試規(guī)范 新能源汽車部整車控制組 版權歸江淮汽車股份有限公司所有 未經授權禁止復制5 n c 4 4 硬件單元系統(tǒng)測試規(guī)范硬件單元系統(tǒng)測試規(guī)范 4 14 1 數(shù)字信號輸入測試數(shù)字信號輸入測試 在試驗室里 按照電路設計原理圖 在萬能板上離線搭建開放測試電路 利用萬用表 示波器 獨立可調電源 信號發(fā)生器等設備進行電路調試 特別是器件參數(shù)的調整 測試結果和電路調整應該做好相應的紀錄 硬件電路的變更紀錄 包括試驗過程中測試 和實驗數(shù)據(jù)的紀錄和模塊參數(shù)的更新和調節(jié) 紀錄表格模板見第 6 章附錄 輸入信號的來源 有實際部件的 需要將實際部件接入電路 如果實際部件獲取比較困 難的 如 ABS 控制器等 可以通過信號發(fā)生器產生需要的信號 電路測試和調整的內容包括 A 正常信號輸入下 電路能否正常工作 特別是需要通過示波器觀察實際信號的跳變過 程 如果電路無法正常工作 或正常工作了 但信號無法達到設計要求時 應該進行參數(shù)調整 如更換電阻阻值等 如果是電路原理本身邏輯有問題 可采用在 Mulisim 上進行電路仿真 確 認邏輯是正確的后 再實際搭建電路調整 B 在極限工作情況下 電路能否能正常工作 以及是否需要正常工作 極限工作情況的 出現(xiàn) 主要是由于電源電壓變化 導致的輸入信號和上拉電壓等產生變化 電路應該根據(jù)電源 等級進行功能的實現(xiàn) 下表為在不同電源電壓下 控制器功能實現(xiàn)的分級 該表格可用來判斷 該電路在極限工作情況下是否需要正常工作 表表 1 電源等級表 電源等級表 整車控制器硬件測試規(guī)范 新能源汽車部整車控制組 版權歸江淮汽車股份有限公司所有 未經授權禁止復制6 n c C 確認電路中 各個器件的對該部分接口電路的影響 便于后期 DFEMA 的形成 如 電路 中某電阻短路后 電路會出現(xiàn)什么異常等 在實際電路測試中 可采用將器件斷路 短路或通過 極限條件將器件燒毀的方式 實際分析電路的變化 D 對于某些重要的電路 看是否有冗余設計 在測試時 可將冗余設計的所有電路進行同 時整體測試 例如制動踏板上的兩路冗余的剎車信號 E 特別注意 某些輸入信號可能其他部件也在使用 所以 測試時可將其余部件的對外電 氣特性引入 例如 手剎信號 該信號同時還要給儀表 儀表接收該信號時 對外有輸出上拉電 壓 4 1 14 1 1 LowLow SideSide 數(shù)字信號輸入數(shù)字信號輸入 Low Side 數(shù)字信號 即信號狀態(tài)為 0V 車身搭鐵地 和 OPEN 懸空 兩種類型 典型信號 代表為手剎上觸點開關信號 拉上手剎時 手剎上的觸點開關 通過機械結構與車身導通 觸點 開關信號為 0V 釋放手剎時 手剎上的觸點開關斷開 此時觸點開關信號處于懸空的狀態(tài) 該部 分接口電路的原理圖如圖 1 所示 測試時 可按照上述的 A B C D E 的規(guī)范進行測試 VCC R4 R2 R3 R1 V SIG Input SIG DI To MCU C1D2 Diode D1 Diode Battery D3 Diode VCC 圖圖 1 1 LowLow SideSide 輸入信號原理圖輸入信號原理圖 4 1 24 1 2 HighHigh SideSide 數(shù)字信號輸入數(shù)字信號輸入 High Side 數(shù)字信號 即信號狀態(tài)為 12V 車載 12V 鉛酸蓄電池 和 OPEN 懸空 兩種類型 典型信號代表為點火開關 ON 信號 點火開關旋至 ON 和 ST 檔時 輸出 12V 電平信號 點火開關 旋至 ACC 和 OFF 檔時 該信號斷開 處于懸空狀態(tài) 該部分接口電路的原理圖如圖 2 所示 測試 時 可按照上述的 A B C D E 的規(guī)范進行測試 整車控制器硬件測試規(guī)范 新能源汽車部整車控制組 版權歸江淮汽車股份有限公司所有 未經授權禁止復制7 n c C2 VCC R4 10K R2 47K R3 10K R1 not fitted V BC817 SIG SIG DI TO MCU 0 1uF C1D1 Diode D2 Diode VCC 圖圖 2 2 HighHigh SideSide 輸入信號原理圖輸入信號原理圖 4 1 34 1 3 隔離數(shù)字信號輸入隔離數(shù)字信號輸入 隔離數(shù)字信號 即信號狀態(tài)為 12V 或者懸空狀態(tài) 以及 12V 或者 0V 狀態(tài) 該信號為電流信 號 抗干擾能力比電壓信號強 且能夠將兩個系統(tǒng)的地信號平面隔開 這部分電路主要是用于整 車控制系統(tǒng)中一些電控部件不希望受到外部信號干擾 例如 BMS 的外部接口信號 電機控制器 外部接口信號 測試時 可按照上述的 A B C D E 的規(guī)范進行測試 唯一特別的是 需要測 量該信號的電流強度 確定光耦器件導通信號范圍 同時 還需要考慮不同溫度下 信號的受影 響情況 具體可參考該器件的 Datasheet 描述 U Optoisolator1 4 7K R1 BMSF BMSF GND GND 5V R3 10K BMSF DI 1K R2 圖圖 3 隔離數(shù)字信號輸入 隔離數(shù)字信號輸入 整車控制器硬件測試規(guī)范 新能源汽車部整車控制組 版權歸江淮汽車股份有限公司所有 未經授權禁止復制8 n c 4 24 2 模擬信號輸入測試模擬信號輸入測試 整車控制器采集的模擬信號主要來自兩部分 傳感器 如 水溫傳感器 的輸出信號和人 機部件的輸出信號 如 電子加速踏板 模擬信號的接口電路一般比較簡單 主要是一些濾波 分壓和鉗位電路 測試時 模擬信號的產生需接入實際部件 如將電子加速踏板接入電路 具體 的測試波形 需用示波器進行紀錄 測試時 可按照上述的 A B C D E 的規(guī)范進行測試 圖 3 為該部分信號的接口電路原理圖 注意 水溫傳感器等部件 需要控制器內部上拉 這里的原 理圖 沒有畫出 C1 R1 D1 D2 R2 C2 SIGSIG AN TO MCU 圖圖 4 4 模擬信號接口電路 模擬信號接口電路 4 34 3 頻率信號輸入測試頻率信號輸入測試 整車上的頻率信號主要來源于 ABS 控制器車速信號 頻率信號需要控制器內部上拉電壓 接口電路也比較簡單 同模擬信號輸入接口電路類似 只是 MCU 的接口 Pin 腳不同 需要用到特 殊的捕捉口進行采集 圖 4 為接口電路原理圖 測試時 可按照上述的 A B C D E 的規(guī)范進 行測試 整車控制器硬件測試規(guī)范 新能源汽車部整車控制組 版權歸江淮汽車股份有限公司所有 未經授權禁止復制9 n c C1 R2 D1 D3C2 SIGSIG AN TO MCU D2 VCCVCC R1 圖圖 5 5 頻率信號輸入接口電路 頻率信號輸入接口電路 4 44 4 數(shù)字信號輸出測試數(shù)字信號輸出測試 數(shù)字信號輸出采用 Driver 芯片 該芯片能夠驅動負載工作 同時能夠將輸出端口的故障進 行反饋 芯片離線平臺電路 首先可根據(jù)芯片的 Datasheet 搭建標準電路 讓芯片能夠工作 如 果對芯片比較熟悉的話 可以跳過 然后 根據(jù)原理圖搭建開放電路測試 測試時 可用信號發(fā) 生器模擬控制信號 控制芯片輸出 當芯片是采用 SPI 等串口通訊方式進行控制時 可利用開發(fā) 板進行控制芯片輸出 圖 6 為驅動芯片的外圍應用實例 測試時 也可按照上述的 A B C D E 的規(guī)范進行測 試 在極限測試時 可將輸出口進行對電源短接 對地短接 過溫 多過流等 在產生這些故障 時 輸出口是否帶有保護功能 同時是否有故障進行反饋 圖圖 6 6 驅動芯片外圍電路圖 驅動芯片外圍電路圖 整車控制器硬件測試規(guī)范 新能源汽車部整車控制組 版權歸江淮汽車股份有限公司所有 未經授權禁止復制10 n c 4 54 5 模擬信號輸出測試模擬信號輸出測試 模擬信號的輸出采用是一款 DA 轉換芯片輸出 該芯片的測試離線電路的搭建可參考數(shù)字信 號輸出部分 測試時 看輸出波形需要用示波器進行觀察并紀錄 極限的工作狀況下也需要對輸 出口作一些故障操作 如對地短接 對電源短接等 注意 特別注意輸出波形的上下門限值 例 如 模擬加速踏板的信號輸出 范圍就是 0 75 3 84 V 而不是 0 5 V 如果輸出 0V 和 5V 接 受該信號的系統(tǒng)會認為是輸出有故障 測試時 也可按照上述的 A B C D E 的規(guī)范進行測試 對輸出信號的觀察 還可以把 輸出波形和實際部件的波形進行對比 例如 模擬電子加速踏板的輸出信號給電子節(jié)氣門 這就 可以將輸出的波形和實際踏板產生的波形進行對比觀察 4 64 6 電源測試電源測試 電源部分的測試需要分為不同的供電系統(tǒng) 分別測試 首先 12V 蓄電池部分的測試 電路原理圖為圖 6 所示 主要需要考慮電源反接 電源過壓 等極限狀態(tài)的測試 看這部分電路的保護設計是否到位 具體的要求 可參考電源分級的表格 圖圖 6 6 電源部分原理圖 電源部分原理圖 其次 12V 轉 5V 的電源部分測試 圖 7 為電源轉換電路的原理圖 該部分電路主要有電源 轉換芯片來實現(xiàn)的 測試時 可參考上述的 Driver 芯片的測試方法 同時 可長時間讓芯片工 作 并且讓輸入電源有一些波動 看輸出電源是否穩(wěn)定 同時 可用手感受或則電子溫度計確認 溫度的變化情況 整車控制器硬件測試規(guī)范 新能源汽車部整車控制組 版權歸江淮汽車股份有限公司所有 未經授權禁止復制11 n c 圖圖 7 7 12V12V 轉轉 5V5V 外圍電路原理圖外圍電路原理圖 最后 輸出給傳感器的 5V 供電 該部分電路也是通過芯片來實現(xiàn)的 測試時 可參考上述 的 Driver 芯片的測試方法 極限考慮時 可進行輸出部分短路等操作 看是否能實現(xiàn)保護功能 圖圖 8 8 傳感器供電芯片外圍電路原理圖 傳感器供電芯片外圍電路原理圖 整車控制器硬件測試規(guī)范 新能源汽車部整車控制組 版權歸江淮汽車股份有限公司所有 未經授權禁止復制12 n c 4 74 7 通訊接口測試通訊接口測試 整車控制器的通訊接口主要有 CAN 通訊模塊 K 線通訊模塊和 485 通訊模塊 MCU 通過通 訊芯片與外部實現(xiàn)某種類型的通訊 測試電路的搭建 應詳細參考各通訊芯片的 Datasheet 里面的測試方法 CAN 通訊模塊的測試電路如圖 9 所示 圖圖 9 9 CANCAN 通訊測試電路原理圖通訊測試電路原理圖 測試時 可參考上述的 Driver 芯片的測試方法 信號的產生可通過信號發(fā)生器或開發(fā)板 來做 輸出的通訊波形 可用示波器進行觀察 示波器在觀察 CAN 通訊的信號波形時 可采 用兩路輸入觀察 即把 CANH 和 CANL 波形同時接入示波器 極限的工作狀態(tài) 可考慮取消終 端電阻 引入一些干擾 看波形的變化情況 其他通訊方式 如 485 KLine 的測試 可參 考 CAN 模塊的測試方法 5 5 硬件系統(tǒng)測試規(guī)范硬件系統(tǒng)測試規(guī)范 硬件系統(tǒng)測試主要是是針對已經做好的整車控制器硬件 在硬件完成了底層驅動模塊設計 后 需要進入的下一步工作即是對控制器硬件的各個模塊的整體系統(tǒng)測試 5 15 1 硬件驅動模塊測試硬件驅動模塊測試 本節(jié)主要內容為硬件驅動模塊的一些測試方法 整車控制器硬件測試規(guī)范 新能源汽車部整車控制組 版權歸江淮汽車股份有限公司所有 未經授權禁止復制13 n c 1 對于已經設計好的驅動模塊 必須要經過嚴格的單元測試后才能使用 同時 測試過程 要以目錄的形式保留下來 用于備案 2 對于有可視執(zhí)行結果的模塊要先測試 可視執(zhí)行結果是指能通過小燈的亮滅 LED 或串 口等設備去顯示的執(zhí)行結果 對于有可視結果的模塊先行測試 主要是用于具有不可視執(zhí)行結果 模塊的測試 當評估板上對應沒有的可視化執(zhí)行設備 如電機 時 可以用小燈來等效處理 因 為本質上都是開關量的輸出 只要輸出的開關量正常即可證明模塊是正確的 3 測試用例要盡可能覆蓋 測試只能證明錯誤的存在 而不能證明錯誤的不存在 測試用 例至少要包括邊界值和中間值 合法值和非法值 要保證盡可能多的情況在時間上和空間上被覆 蓋 例如 對三盞小燈驅動模塊的測試 必須有每一盞的亮和滅 三盞全亮 全滅 三盞逐漸全 亮 三盞逐漸全滅等測試用例 4 對于無可視執(zhí)行結果的模塊的測試 對于無可視化執(zhí)行結果的模塊 特別是把數(shù)據(jù)從外 設硬件傳到內存的輸入模塊 由于無法觀測模塊的執(zhí)行結果 必須要借助于具有可視執(zhí)行結果的 模塊來顯示 這也是可視執(zhí)行結果的模塊要先行測試的原因 注意 由于借助了具有可視執(zhí)行結 果的模塊 就有可能發(fā)現(xiàn)該模塊有問題 此時必須要返回到有問題模塊的測試目錄 找出問題 重新生成新的驅動模塊 然后再拿過來使用 而不能簡單的直接在無可視執(zhí)行結果的模塊的測試 中直接修改 因為這將違反了面向硬件對象的驅動封裝原則 5 測試工程中的說明 用于測試驅動模塊的工程中 必須要有一個用于記錄測試信息的文 本文件 記錄的內容包括測試人 測試時間 測試結果及意見等相關信息 如果測試信息的內容 比較多 也可以在測試目錄中專門建一個 WORD 文檔 用于進一步的說明測試信息 6 編寫測試工程的注意事項 1 在測試工程中調用測試模塊時 最好把測試用例以常量形式傳入測試模塊 2 由于主循環(huán)或定時中斷能重復多次執(zhí)行 所以在有很多測試用例的情況下 可以通過把測 試用例放到靜態(tài)變量中 然后不斷修改靜態(tài)變量 實現(xiàn)了自動對測試用例的覆蓋測試 3 使用輔助測試工具 如果 CAN 串口或其他通訊模塊已經被正確的測試了 可以把測試結 果發(fā)送到 PC 機進行顯示 5 25 2 系統(tǒng)聯(lián)調系統(tǒng)聯(lián)調 控制器硬件和軟件初步完成后 即可將軟件代碼刷寫至硬件的存儲器 控