隨著汽車(chē)電子化的方便、舒適性等特點(diǎn)逐漸顯現(xiàn)，該技術(shù)被迅速普及于汽車(chē)的各個(gè)部分,。汽車(chē)電子化被認(rèn)為是汽車(chē)技術(shù)發(fā)展史上的一次革命。從廣義上看,，汽車(chē)電子包括基礎(chǔ)元器件、電子零部件,、車(chē)載電子整機(jī),、機(jī)電一體化的電子控制系統(tǒng)(ECU)、整車(chē)分布式電子控制系統(tǒng)及與汽車(chē)電子有關(guān)的車(chē)外電子系統(tǒng)等軟硬件部分,。

　　RIGOL是業(yè)界領(lǐng)先的,，從事測(cè)量?jī)x器研發(fā)、生產(chǎn)和銷售的國(guó)家高新技術(shù)企業(yè),，是中國(guó)電子儀器行業(yè)協(xié)會(huì),、中國(guó)儀器儀表協(xié)會(huì)會(huì)員。公司已申請(qǐng)發(fā)明專利超過(guò)500項(xiàng),，填補(bǔ)了多項(xiàng)國(guó)家空白,。產(chǎn)品遠(yuǎn)銷美、英,、法,、德、俄,、日,、韓等70多個(gè)國(guó)家和地區(qū)。

　　從發(fā)動(dòng)機(jī)到車(chē)窗,，從安全氣囊的控制裝置到剎車(chē)系統(tǒng)，都有電子設(shè)備的身影,。電子化程度則被認(rèn)為是衡量汽車(chē)技術(shù)發(fā)展程度的重要標(biāo)志之一,。而衡量汽車(chē)電子化程度的指標(biāo)主要有兩個(gè)方面：

　　1、電子裝置成本在整車(chē)成本結(jié)構(gòu)中的比重

　　目前我國(guó)汽車(chē)電子系統(tǒng)在中高端車(chē)型的成本占比在30%-40%,，在純電動(dòng)轎車(chē)中的占比可達(dá)65%左右,。

　　2、單元微型計(jì)算機(jī)ECU應(yīng)用數(shù)量

　　汽車(chē)中ECU使用數(shù)量也不斷增加,，而具有代表性的就是CAN總線控制器的應(yīng)用,。CAN總線的配置給電控單元的應(yīng)用提供了靈活的設(shè)計(jì)平臺(tái)，這將是電子系統(tǒng)應(yīng)用的新起點(diǎn),。目前車(chē)用ECU的最高使用數(shù)量在一輛車(chē)中高達(dá)到了50個(gè)以上,。正是這些ECU構(gòu)成了整個(gè)汽車(chē)的控制系統(tǒng)中樞,。

　　汽車(chē)電子技術(shù)及測(cè)試

　　目前在汽車(chē)的各個(gè)部分均有汽車(chē)電子部件的存在，如圖二所示,。而將這些電子系統(tǒng)按照功能分類,，大致可以分為以下幾個(gè)部分：

　　1、動(dòng)力及傳動(dòng)系統(tǒng)電控：

　　發(fā)動(dòng)機(jī)電噴,、自動(dòng)變速箱,、自動(dòng)無(wú)級(jí)冷卻扇、進(jìn)氣增壓,、全時(shí)全輪驅(qū)動(dòng),、混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)控制。

　　2,、行使穩(wěn)定系統(tǒng)電控：

　　防抱死系統(tǒng)ABS,、行駛穩(wěn)定性控制ESP、牽引力控制TCS,、剎車(chē)力分配系統(tǒng)EBD,、平行停車(chē)協(xié)助。

　　3,、安全系統(tǒng)及舒適性電控：

　　自動(dòng)空調(diào),、巡航控制、適時(shí)/瞬時(shí)懸置阻尼控制(ABC,、RACU),、前燈光自適應(yīng)控制、防盜,、自動(dòng)門(mén)鎖系統(tǒng),、自動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)。

　　4,、娛樂(lè)及信息系統(tǒng)：

　　儀表,、CAN總線及控制模塊、導(dǎo)航GPS,、DVD,、娛樂(lè)系統(tǒng)、燈光控制,。

　　5,、油耗經(jīng)濟(jì)性控制：

　　電動(dòng)轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)EPS、混合動(dòng)力,、電剎車(chē),。

　　在上文提到的這些系統(tǒng)，均是以嵌入式結(jié)構(gòu)為核心設(shè)計(jì)的,，而各個(gè)系統(tǒng)之間的通信網(wǎng)絡(luò)則又不得不提到CAN總線技術(shù),?？梢哉f(shuō)在現(xiàn)行的汽車(chē)電子技術(shù)領(lǐng)域，嵌入式技術(shù)和CAN總線技術(shù)是技術(shù)核心,，這兩種技術(shù)的發(fā)展程度直接決定了汽車(chē)電子技術(shù)的技術(shù)水平,。

　　一個(gè)嵌入式系統(tǒng)裝置一般都由嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和執(zhí)行裝置組成，嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是整個(gè)嵌入式系統(tǒng)的核心,，由硬件層,、中間層、系統(tǒng)軟件層和應(yīng)用軟件層組成,。執(zhí)行裝置也稱為被控對(duì)象,，它可以接受嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)發(fā)出的控制命令，執(zhí)行所規(guī)定的操作或任務(wù),。執(zhí)行裝置可以很簡(jiǎn)單,，如手機(jī)上的一個(gè)微小型的電機(jī)，當(dāng)手機(jī)處于震動(dòng)接收狀態(tài)時(shí)打開(kāi);也可以很復(fù)雜,，如SONY 智能機(jī)器狗,，上面集成了多個(gè)微小型控制電機(jī)和多種傳感器，從而可以執(zhí)行各種復(fù)雜的動(dòng)作和感受各種狀態(tài)信息,。

　　6,、CAN

　　CAN是控制器局域網(wǎng)絡(luò)(ControllerArea Network, CAN)的簡(jiǎn)稱，是由以研發(fā)和生產(chǎn)汽車(chē)電子產(chǎn)品著稱的德國(guó)BOSCH公司開(kāi)發(fā)的,，并最終成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)(ISO11898),，是國(guó)際上應(yīng)用最廣泛的現(xiàn)場(chǎng)總線之一。在北美和西歐,，CAN總線協(xié)議已經(jīng)成為汽車(chē)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)和嵌入式工業(yè)控制局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)總線,，并且擁有以CAN為底層協(xié)議專為大型貨車(chē)和重工機(jī)械車(chē)輛設(shè)計(jì)的J1939協(xié)議。近年來(lái),，其所具有的高可靠性和良好的錯(cuò)誤檢測(cè)能力受到重視,，被廣泛應(yīng)用于汽車(chē)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)和環(huán)境溫度惡劣、電磁輻射強(qiáng)和振動(dòng)大的工業(yè)環(huán)境,。CAN的出現(xiàn)使車(chē)載設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化成為了可能,。

　　測(cè)試技術(shù)

　　按照測(cè)試技術(shù)的發(fā)展程度分類，測(cè)試技術(shù)可以分為3類：

　　1,，定性測(cè)試

　　這種測(cè)試手段比較原始，具體的操作方法是將被測(cè)件應(yīng)用在他的其中一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)適用環(huán)境中,，如果被測(cè)件可以適應(yīng)使用環(huán)境,，那么認(rèn)為合格，反之認(rèn)為不合格,。這是在測(cè)試工具極端匱乏和測(cè)試技術(shù)低下的情況下采用的不得已測(cè)試方法,。這種原始的測(cè)試方法使測(cè)試人員“知其然而不知其所以然”,，產(chǎn)品的通用性極差，對(duì)于產(chǎn)品的改進(jìn)也沒(méi)有任何幫助,。

　　2,，定量測(cè)試

　　隨著技術(shù)的發(fā)展，測(cè)試設(shè)備的不斷出現(xiàn)并完善,，測(cè)試技術(shù)發(fā)展到定量測(cè)試階段,。即使用測(cè)試儀器，按照設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)被測(cè)件進(jìn)行檢測(cè),，符合規(guī)范的即為合格,，反之不合格。這是測(cè)試技術(shù)走向“文明化”的標(biāo)志,，這種測(cè)試手段使得產(chǎn)品向標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展,，同時(shí)測(cè)試的數(shù)據(jù)也為產(chǎn)品的改進(jìn)和換代提供了第一手?jǐn)?shù)據(jù)。這種測(cè)試手段是當(dāng)前主流的測(cè)試手段,。

　　3,，系統(tǒng)化測(cè)試

　　隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)于一款產(chǎn)品來(lái)說(shuō)要測(cè)試的參數(shù)明顯增多了,。例如在國(guó)標(biāo)文件《QC T 549-1999 汽車(chē)倒車(chē)報(bào)警器》中規(guī)定汽車(chē)報(bào)警器需要通過(guò)的電學(xué)測(cè)試多達(dá)10項(xiàng),，而在整個(gè)汽車(chē)中這樣的模塊數(shù)十個(gè)。在這種情況下,，為了兼顧產(chǎn)品品質(zhì)和生產(chǎn)效率,，系統(tǒng)化測(cè)試成為了測(cè)試工程師的最佳選擇。

　　測(cè)試技術(shù)分析

　　現(xiàn)代電子產(chǎn)品的測(cè)試就其場(chǎng)所來(lái)分基本上都可以分為研發(fā)和生產(chǎn)兩個(gè)部分,。而汽車(chē)產(chǎn)品本身是由多系統(tǒng)組成的,，因此汽車(chē)的生產(chǎn)是一個(gè)社會(huì)分工協(xié)作的過(guò)程，于是汽車(chē)電子的測(cè)試分為多個(gè)部分：

　　電子零部件的測(cè)試,。例如汽車(chē)傳感器測(cè)試;

　　通信網(wǎng)絡(luò)測(cè)試,。例如儀表盤(pán)的CAN總線通訊測(cè)試;

　　各個(gè)嵌入式控制器測(cè)試。這些模塊都是典型的嵌入式設(shè)備;

　　其他電子設(shè)備測(cè)試,。例如汽車(chē)門(mén)鎖,、汽車(chē)鑰匙、胎壓,、車(chē)載收音機(jī),、離合器等。

　　每個(gè)部分的測(cè)試技術(shù)和方法都有自己的特點(diǎn),，而控制器則是典型的嵌入式設(shè)備,，其測(cè)試手段也和通常的嵌入式設(shè)備測(cè)試大同小異，在這里不做分析，下面針對(duì)余下三個(gè)方面一一分析介紹,。

　　電子零部件測(cè)試

　　汽車(chē)上使用了眾多的電子零部件,，例如廣播天線、各種傳感器,、各種燈具等,。而考慮到零件生產(chǎn)測(cè)試的獨(dú)立性和部件在汽車(chē)上的使用情況，下面著重分析汽車(chē)傳感器及其測(cè)試技術(shù),。

　　傳感器是汽車(chē)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的輸入裝置,，它把汽車(chē)運(yùn)行中各種工況信息，如車(chē)速,、各種介質(zhì)的溫度,、發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀況等，轉(zhuǎn)化成電訊號(hào)輸給計(jì)算機(jī),，以便發(fā)動(dòng)機(jī)處于最佳工作狀態(tài),。根據(jù)傳感器在汽車(chē)中的作用，可以分類為測(cè)量溫度,、壓力,、流量、位置,、氣體濃度,、速度、光亮度,、干濕度,、距離等功能的傳感器。不同類型的傳感器在汽車(chē)上也會(huì)有許多不同的應(yīng)用,，

　　例如壓力傳感器,。汽車(chē)壓力傳感器有很多種，用途也不一樣：

　　1,、機(jī)油壓力傳感器——用于測(cè)量潤(rùn)滑油的壓力;

　　2,、燃油壓力傳感器——用于測(cè)量燃油泵后的燃料管內(nèi)燃油壓力;

　　3、共軌壓力傳感器——測(cè)量柴油發(fā)動(dòng)機(jī)共軌噴射系統(tǒng)中軌內(nèi)燃油壓力;

　　4,、車(chē)用空調(diào)高低壓傳感器——測(cè)量車(chē)內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)中冷凝劑的壓力;

　　5,、空氣壓力傳感器——用于測(cè)量進(jìn)氣、增壓渦輪后端以及進(jìn)氣歧管內(nèi)空氣壓力;

　　6,、胎壓傳感器——測(cè)量輪胎內(nèi)氣壓;

　　7,、缸壓傳感器——測(cè)量汽缸內(nèi)壓力;

　　8、差壓傳感器——測(cè)量尾氣顆粒捕捉器兩端壓力差;

　　9,、剎車(chē)壓力傳感器——測(cè)量剎車(chē)液壓或氣壓壓力,。

　　傳感器的輸出信號(hào)類型主要有：

　　電壓,。例如絕大多數(shù)的壓力傳感器輸出的是直流電壓，電壓范圍通常在0.5～4.5VDC;

　　電流,。例如上海某儀表廠的NS-I1型壓力變送器輸出電流為4～20mA;

　　頻率。大部分轉(zhuǎn)速傳感器以及扭矩傳感器輸出的信號(hào)為頻率,。例如JN338型扭矩傳感器輸出的就是10K～15KHz的頻率信號(hào);

　　波形及其他類型,。例如北京某發(fā)動(dòng)機(jī)研究所設(shè)計(jì)的爆震傳感器輸出的就是一個(gè)類似于噪聲的波形。

　　傳感器測(cè)試對(duì)設(shè)備的要求最主要的一點(diǎn)就是精度,，因?yàn)閭鞲衅鬏敵龅男盘?hào)范圍相對(duì)來(lái)說(shuō)比較小,，而測(cè)試范圍卻比較大。拿NS-I1型壓力傳感器來(lái)說(shuō),，首先其輸入壓力范圍最高可以從0到100MPa,，而輸出只是4～20mA，1uA換算出來(lái)的絕對(duì)壓力值將近5Kpa;其次,，傳感器本身要求的精度為0.1%,，那么對(duì)測(cè)試設(shè)備的要求就遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于這個(gè)指標(biāo)，因此適合傳感器測(cè)試的設(shè)備主要為高精度數(shù)字萬(wàn)用表,。例如RIGOL的DM3068萬(wàn)用表,，其20mA直流電流測(cè)試精度達(dá)到0.05%/年，直流電壓精確度更是達(dá)到了0.0035%/年,。

　　與傳感器工作在一起的是信號(hào)處理單元和執(zhí)行機(jī)構(gòu),，在這些機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)過(guò)程中需要以傳感器設(shè)計(jì)輸出信號(hào)作為激勵(lì)，再測(cè)試電路的響應(yīng)以及執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)行狀況,。而在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境讓一些傳感器實(shí)時(shí)輸出信號(hào)作為激勵(lì)是不現(xiàn)實(shí)的,，例如機(jī)油壓力、燃料壓力等傳感器,，這就給產(chǎn)品設(shè)計(jì)和測(cè)試帶來(lái)了第一個(gè)技術(shù)上的挑戰(zhàn)：激勵(lì)信號(hào)的模擬問(wèn)題;有些實(shí)驗(yàn)是要基于較長(zhǎng)時(shí)間的動(dòng)態(tài)信號(hào),，而要模擬這個(gè)信號(hào)就需要首先捕捉這個(gè)信號(hào)，那么就需要儀器有較長(zhǎng)的記錄范圍,，而測(cè)試信號(hào)波形的儀器首選示波器,，反映在示波器中就是波形存儲(chǔ)深度這個(gè)參數(shù)。

　　在這個(gè)應(yīng)用過(guò)程中,，需要采用示波器采集——信號(hào)源模擬的模式,，儀器設(shè)計(jì)者發(fā)揮自己的聰明才智，設(shè)計(jì)了一個(gè)“無(wú)縫互聯(lián)”的功能,。即：使用數(shù)據(jù)線(有的使用U盤(pán)中轉(zhuǎn)一次)連接示波器和信號(hào)源,，然后直接將示波器采集到的信號(hào)波形數(shù)據(jù)傳輸給信號(hào)源，讓信號(hào)源直接模擬這個(gè)信號(hào),。

　　綜上所述,，整個(gè)傳感器測(cè)試的過(guò)程中對(duì)儀器的要求有以下幾點(diǎn)：

　　高壓測(cè)試

　　汽車(chē)點(diǎn)火器的測(cè)試是整個(gè)汽車(chē)測(cè)試中唯一的高壓測(cè)試。

　　點(diǎn)火線圈在點(diǎn)火時(shí)會(huì)產(chǎn)生上萬(wàn)伏的瞬間電壓，測(cè)試這個(gè)點(diǎn)火波形的時(shí)候主要測(cè)試下面幾個(gè)參數(shù)：

　　1,、電壓

　　點(diǎn)火器的輸出電壓必須大于一定的限值,，否則難以激發(fā)出電火花，造成點(diǎn)火失敗;

　　2,、波形

　　點(diǎn)火器的電壓波形應(yīng)該呈現(xiàn)單脈沖式(有的型號(hào)呈現(xiàn)出連續(xù)多脈沖的波形),，脈沖不能出現(xiàn)震蕩，否則可能有漏電;

　　3,、脈寬

　　點(diǎn)火脈沖需要持續(xù)一段時(shí)間,，否則可能因?yàn)殡娀鸹ǔ掷m(xù)時(shí)間過(guò)短，而造成點(diǎn)火失敗,。

　　頻域測(cè)試

　　汽車(chē)中遙控鑰匙和廣播天線等設(shè)備的測(cè)試需要測(cè)試頻率準(zhǔn)確度,，發(fā)射功率，調(diào)制度;對(duì)胎壓檢測(cè)模塊還需要確定接收靈敏度指標(biāo),。這些測(cè)試可以用頻譜分析儀和射頻信號(hào)源完成,。

　　通信網(wǎng)絡(luò)測(cè)試

　　汽車(chē)的各個(gè)電路模塊和控制單元是通過(guò)汽車(chē)通訊網(wǎng)絡(luò)連接在一起進(jìn)行工作的，而在汽車(chē)中最常用的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,，當(dāng)屬CAN總線了,。

　　CAN屬于現(xiàn)場(chǎng)總線的范疇，它是一種有效支持分布式控制或?qū)崟r(shí)控制的串行通信網(wǎng)絡(luò),。在汽車(chē)中,，CAN總線擔(dān)負(fù)著連接傳感器終端和控制單元、執(zhí)行機(jī)構(gòu),，使整個(gè)汽車(chē)系統(tǒng)呈現(xiàn)一體化,、網(wǎng)絡(luò)化的重要責(zé)任，其傳輸速度可以達(dá)到1Mbit/s,。當(dāng)然在不同的系統(tǒng)間其位傳輸速率有可能是不一樣的,。較之目前許多RS-485基于R線構(gòu)建的分布式控制系統(tǒng)而言, 基于CAN總線的分布式控制系統(tǒng)在以下方面具有明顯的優(yōu)越性：

　　l 網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)通信實(shí)時(shí)性強(qiáng)

　　l 開(kāi)發(fā)周期短

　　l 已形成國(guó)際通用標(biāo)準(zhǔn)

　　在CAN總線的測(cè)試過(guò)程中，我們往往關(guān)注以下幾個(gè)方面的參數(shù)：

　　1,，CAN_L和CAN_H的對(duì)稱性

　　CAN總線的兩條數(shù)據(jù)線呈差分方式傳輸,，分別命名為CAN_H和CAN_L，他們以2.5V電壓為對(duì)稱中心分布,。在實(shí)際的系統(tǒng)中,，這兩條線可能會(huì)因?yàn)閭鬏斞舆t、毛刺等原因造成不對(duì)稱,，導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸異常,。

　　2，CAN解碼

　　對(duì)于一個(gè)總線信號(hào),，在測(cè)試過(guò)程中不可避免的要對(duì)總線上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行解析,，因此就需要測(cè)試設(shè)備具備對(duì)CAN總線解碼的功能,。

　　3，“眼圖測(cè)試”

　　CAN總線在傳輸過(guò)程中會(huì)因?yàn)樨?fù)載效應(yīng),，兩條數(shù)據(jù)線分別被拉低和抬高,，形成了類似于光纖測(cè)試中眼圖的效果，而CAN總線的測(cè)試也需要測(cè)試這個(gè)“眼睛”的張開(kāi)程度,，即圖九中CAN_L(藍(lán)色線)的高電平減去CAN_H(黃色線)的低電平的幅度,。

　　CAN以外，汽車(chē)上常用的總線協(xié)議還有LIN總線和FlexRay總線,，其測(cè)試手段和CAN總線有相似之處，在這里不再介紹,。

　　老化測(cè)試或者耐久測(cè)試

　　汽車(chē)是在陸地上長(zhǎng)時(shí)間高速行駛的機(jī)電裝置,，人們對(duì)他的安全性能和舒適性能要求比較高，因此對(duì)于某些裝置需要進(jìn)行老化和耐久測(cè)試,，以驗(yàn)證裝置的可靠性和安全使用期限,。在這種測(cè)試需求的裝置中，最典型的就是制動(dòng)器,，俗稱剎車(chē),。

　　制動(dòng)器分為摩擦式和電磁式等多種類型，汽車(chē)中常用的是摩擦式制動(dòng)器,。制動(dòng)器測(cè)試的時(shí)候需要測(cè)試多路信號(hào),，例如轉(zhuǎn)速傳感器的信號(hào)、電源信號(hào),、制動(dòng)力矩(通過(guò)力矩傳感器)等,，因此需要多通道示波器;而在進(jìn)行耐久性測(cè)試的時(shí)候往往需要連續(xù)不斷的測(cè)試數(shù)十萬(wàn)次，而人工測(cè)試顯然很難完成這個(gè)艱巨任務(wù),，因此需要自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)來(lái)完成這項(xiàng)工作,。

　　其他電子設(shè)備測(cè)試

　　在汽車(chē)上除了用到車(chē)身控制器、儀表盤(pán),、傳感器等等通用設(shè)備以外,，根據(jù)汽車(chē)的配置不同，還會(huì)配備有其他的一些電子設(shè)備,。例如汽車(chē)遙控門(mén)鎖,、制動(dòng)器、車(chē)載音響,、點(diǎn)火器等等,。這些設(shè)備的測(cè)試往往有自己的特點(diǎn)。