隨著汽車電子化的方便,、舒適性等特點逐漸顯現(xiàn),，該技術(shù)被迅速普及于汽車的各個部分。汽車電子化被認為是汽車技術(shù)發(fā)展史上的一次革命。從廣義上看,，汽車電子包括基礎(chǔ)元器件、電子零部件,、車載電子整機,、機電一體化的電子控制系統(tǒng)(ECU)、整車分布式電子控制系統(tǒng)及與汽車電子有關(guān)的車外電子系統(tǒng)等軟硬件部分,。
RIGOL是業(yè)界領(lǐng)先的,，從事測量儀器研發(fā)、生產(chǎn)和銷售的國家高新技術(shù)企業(yè)，是中國電子儀器行業(yè)協(xié)會,、中國儀器儀表協(xié)會會員,。公司已申請發(fā)明專利超過500項，填補了多項國家空白,。產(chǎn)品遠銷美,、英、法,、德,、俄、日,、韓等70多個國家和地區(qū),。
從發(fā)動機到車窗，從安全氣囊的控制裝置到剎車系統(tǒng),，都有電子設(shè)備的身影,。電子化程度則被認為是衡量汽車技術(shù)發(fā)展程度的重要標志之一。而衡量汽車電子化程度的指標主要有兩個方面：
1,、電子裝置成本在整車成本結(jié)構(gòu)中的比重
目前我國汽車電子系統(tǒng)在中高端車型的成本占比在30%-40%,，在純電動轎車中的占比可達65%左右。
2,、單元微型計算機ECU應用數(shù)量
汽車中ECU使用數(shù)量也不斷增加,，而具有代表性的就是CAN總線控制器的應用。CAN總線的配置給電控單元的應用提供了靈活的設(shè)計平臺,，這將是電子系統(tǒng)應用的新起點,。目前車用ECU的最高使用數(shù)量在一輛車中高達到了50個以上。正是這些ECU構(gòu)成了整個汽車的控制系統(tǒng)中樞,。
汽車電子技術(shù)及測試
目前在汽車的各個部分均有汽車電子部件的存在,，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部分：
1,、動力及傳動系統(tǒng)電控：
發(fā)動機電噴、自動變速箱,、自動無級冷卻扇,、進氣增壓、全時全輪驅(qū)動,、混合動力驅(qū)動控制,。
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,、剎車力分配系統(tǒng)EBD、平行停車協(xié)助,。
3,、安全系統(tǒng)及舒適性電控：
自動空調(diào)、巡航控制,、適時/瞬時懸置阻尼控制(ABC,、RACU)、前燈光自適應控制,、防盜,、自動門鎖系統(tǒng)、自動發(fā)動機啟動,。
4,、娛樂及信息系統(tǒng)：
儀表、CAN總線及控制模塊,、導航GPS,、DVD、娛樂系統(tǒng),、燈光控制,。
5、油耗經(jīng)濟性控制：
電動轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)EPS,、混合動力,、電剎車。
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)計的,，而各個系統(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在現(xiàn)行的汽車電子技術(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電子技術(shù)的技術(shù)水平,。
一個嵌入式系統(tǒng)裝置一般都由嵌入式計算機系統(tǒng)和執(zhí)行裝置組成，嵌入式計算機系統(tǒng)是整個嵌入式系統(tǒng)的核心,，由硬件層,、中間層、系統(tǒng)軟件層和應用軟件層組成,。執(zhí)行裝置也稱為被控對象,，它可以接受嵌入式計算機系統(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)行裝置可以很簡單,，如手機上的一個微小型的電機,，當手機處于震動接收狀態(tài)時打開;也可以很復雜，如SONY 智能機器狗,，上面集成了多個微小型控制電機和多種傳感器,，從而可以執(zhí)行各種復雜的動作和感受各種狀態(tài)信息。
6,、CAN
CAN是控制器局域網(wǎng)絡(luò)(ControllerArea Network, CAN)的簡稱,，是由以研發(fā)和生產(chǎn)汽車電子產(chǎn)品著稱的德國BOSCH公司開發(fā)的，并最終成為國際標準(ISO11898),，是國際上應用最廣泛的現(xiàn)場總線之一,。在北美和西歐，CAN總線協(xié)議已經(jīng)成為汽車計算機控制系統(tǒng)和嵌入式工業(yè)控制局域網(wǎng)的標準總線,，并且擁有以CAN為底層協(xié)議專為大型貨車和重工機械車輛設(shè)計的J1939協(xié)議,。近年來，其所具有的高可靠性和良好的錯誤檢測能力受到重視,，被廣泛應用于汽車計算機控制系統(tǒng)和環(huán)境溫度惡劣,、電磁輻射強和振動大的工業(yè)環(huán)境。CAN的出現(xiàn)使車載設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化成為了可能,。
測試技術(shù)
按照測試技術(shù)的發(fā)展程度分類,，測試技術(shù)可以分為3類：
1，定性測試
這種測試手段比較原始,，具體的操作方法是將被測件應用在他的其中一個標準適用環(huán)境中,，如果被測件可以適應使用環(huán)境，那么認為合格,，反之認為不合格,。這是在測試工具極端匱乏和測試技術(shù)低下的情況下采用的不得已測試方法。這種原始的測試方法使測試人員“知其然而不知其所以然”,，產(chǎn)品的通用性極差,，對于產(chǎn)品的改進也沒有任何幫助。
2,，定量測試
隨著技術(shù)的發(fā)展,，測試設(shè)備的不斷出現(xiàn)并完善，測試技術(shù)發(fā)展到定量測試階段,。即使用測試儀器,，按照設(shè)計參數(shù)對被測件進行檢測，符合規(guī)范的即為合格,，反之不合格,。這是測試技術(shù)走向“文明化”的標志，這種測試手段使得產(chǎn)品向標準化發(fā)展,，同時測試的數(shù)據(jù)也為產(chǎn)品的改進和換代提供了第一手數(shù)據(jù),。這種測試手段是當前主流的測試手段,。
3，系統(tǒng)化測試
隨著經(jīng)濟的發(fā)展,，對于一款產(chǎn)品來說要測試的參數(shù)明顯增多了,。例如在國標文件《QC T 549-1999 汽車倒車報警器》中規(guī)定汽車報警器需要通過的電學測試多達10項，而在整個汽車中這樣的模塊數(shù)十個,。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)化測試成為了測試工程師的最佳選擇,。
測試技術(shù)分析
現(xiàn)代電子產(chǎn)品的測試就其場所來分基本上都可以分為研發(fā)和生產(chǎn)兩個部分,。而汽車產(chǎn)品本身是由多系統(tǒng)組成的，因此汽車的生產(chǎn)是一個社會分工協(xié)作的過程,，于是汽車電子的測試分為多個部分：
電子零部件的測試,。例如汽車傳感器測試;
通信網(wǎng)絡(luò)測試。例如儀表盤的CAN總線通訊測試;
各個嵌入式控制器測試,。這些模塊都是典型的嵌入式設(shè)備;
其他電子設(shè)備測試,。例如汽車門鎖、汽車鑰匙,、胎壓,、車載收音機、離合器等,。
每個部分的測試技術(shù)和方法都有自己的特點,，而控制器則是典型的嵌入式設(shè)備，其測試手段也和通常的嵌入式設(shè)備測試大同小異,，在這里不做分析,，下面針對余下三個方面一一分析介紹。
電子零部件測試
汽車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)測試的獨立性和部件在汽車上的使用情況,，下面著重分析汽車傳感器及其測試技術(shù)。
傳感器是汽車計算機系統(tǒng)的輸入裝置,，它把汽車運行中各種工況信息,，如車速,、各種介質(zhì)的溫度,、發(fā)動機運轉(zhuǎn)狀況等，轉(zhuǎn)化成電訊號輸給計算機,，以便發(fā)動機處于最佳工作狀態(tài),。根據(jù)傳感器在汽車中的作用,，可以分類為測量溫度、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上也會有許多不同的應用，
例如壓力傳感器,。汽車壓力傳感器有很多種,，用途也不一樣：
1、機油壓力傳感器——用于測量潤滑油的壓力;
2,、燃油壓力傳感器——用于測量燃油泵后的燃料管內(nèi)燃油壓力;
3,、共軌壓力傳感器——測量柴油發(fā)動機共軌噴射系統(tǒng)中軌內(nèi)燃油壓力;
4、車用空調(diào)高低壓傳感器——測量車內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)中冷凝劑的壓力;
5,、空氣壓力傳感器——用于測量進氣,、增壓渦輪后端以及進氣歧管內(nèi)空氣壓力;
6、胎壓傳感器——測量輪胎內(nèi)氣壓;
7,、缸壓傳感器——測量汽缸內(nèi)壓力;
8,、差壓傳感器——測量尾氣顆粒捕捉器兩端壓力差;
9、剎車壓力傳感器——測量剎車液壓或氣壓壓力,。
傳感器的輸出信號類型主要有：
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為頻率。例如JN338型扭矩傳感器輸出的就是10K～15KHz的頻率信號;
波形及其他類型,。例如北京某發(fā)動機研究所設(shè)計的爆震傳感器輸出的就是一個類似于噪聲的波形,。
傳感器測試對設(shè)備的要求最主要的一點就是精度，因為傳感器輸出的信號范圍相對來說比較小,，而測試范圍卻比較大,。拿NS-I1型壓力傳感器來說，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換算出來的絕對壓力值將近5Kpa;其次，傳感器本身要求的精度為0.1%,，那么對測試設(shè)備的要求就遠遠優(yōu)于這個指標,，因此適合傳感器測試的設(shè)備主要為高精度數(shù)字萬用表,。例如RIGOL的DM3068萬用表，其20mA直流電流測試精度達到0.05%/年,，直流電壓精確度更是達到了0.0035%/年,。
與傳感器工作在一起的是信號處理單元和執(zhí)行機構(gòu)，在這些機構(gòu)的設(shè)計過程中需要以傳感器設(shè)計輸出信號作為激勵,，再測試電路的響應以及執(zhí)行機構(gòu)的運行狀況,。而在實驗室環(huán)境讓一些傳感器實時輸出信號作為激勵是不現(xiàn)實的，例如機油壓力,、燃料壓力等傳感器,，這就給產(chǎn)品設(shè)計和測試帶來了第一個技術(shù)上的挑戰(zhàn)：激勵信號的模擬問題;有些實驗是要基于較長時間的動態(tài)信號，而要模擬這個信號就需要首先捕捉這個信號,，那么就需要儀器有較長的記錄范圍,，而測試信號波形的儀器首選示波器，反映在示波器中就是波形存儲深度這個參數(shù),。
在這個應用過程中,，需要采用示波器采集——信號源模擬的模式，儀器設(shè)計者發(fā)揮自己的聰明才智,，設(shè)計了一個“無縫互聯(lián)”的功能,。即：使用數(shù)據(jù)線(有的使用U盤中轉(zhuǎn)一次)連接示波器和信號源，然后直接將示波器采集到的信號波形數(shù)據(jù)傳輸給信號源,，讓信號源直接模擬這個信號,。
綜上所述，整個傳感器測試的過程中對儀器的要求有以下幾點：
高壓測試
汽車點火器的測試是整個汽車測試中唯一的高壓測試,。
點火線圈在點火時會產(chǎn)生上萬伏的瞬間電壓,，測試這個點火波形的時候主要測試下面幾個參數(shù)：
1、電壓
點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,，造成點火失敗;
2、波形
點火器的電壓波形應該呈現(xiàn)單脈沖式(有的型號呈現(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
點火脈沖需要持續(xù)一段時間,，否則可能因為電火花持續(xù)時間過短,，而造成點火失敗。
頻域測試
汽車中遙控鑰匙和廣播天線等設(shè)備的測試需要測試頻率準確度,，發(fā)射功率,，調(diào)制度;對胎壓檢測模塊還需要確定接收靈敏度指標。這些測試可以用頻譜分析儀和射頻信號源完成。
通信網(wǎng)絡(luò)測試
汽車的各個電路模塊和控制單元是通過汽車通訊網(wǎng)絡(luò)連接在一起進行工作的,，而在汽車中最常用的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,，當屬CAN總線了,。
CAN屬于現(xiàn)場總線的范疇,，它是一種有效支持分布式控制或?qū)崟r控制的串行通信網(wǎng)絡(luò)。在汽車中,，CAN總線擔負著連接傳感器終端和控制單元,、執(zhí)行機構(gòu)，使整個汽車系統(tǒng)呈現(xiàn)一體化,、網(wǎng)絡(luò)化的重要責任,，其傳輸速度可以達到1Mbit/s。當然在不同的系統(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)點之間的數(shù)據(jù)通信實時性強
l 開發(fā)周期短
l 已形成國際通用標準
在CAN總線的測試過程中,，我們往往關(guān)注以下幾個方面的參數(shù)：
1，CAN_L和CAN_H的對稱性
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電壓為對稱中心分布。在實際的系統(tǒng)中,，這兩條線可能會因為傳輸延遲,、毛刺等原因造成不對稱，導致數(shù)據(jù)傳輸異常,。
2,，CAN解碼
對于一個總線信號，在測試過程中不可避免的要對總線上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行解析,，因此就需要測試設(shè)備具備對CAN總線解碼的功能,。
3，“眼圖測試”
CAN總線在傳輸過程中會因為負載效應,，兩條數(shù)據(jù)線分別被拉低和抬高,，形成了類似于光纖測試中眼圖的效果，而CAN總線的測試也需要測試這個“眼睛”的張開程度,，即圖九中CAN_L(藍色線)的高電平減去CAN_H(黃色線)的低電平的幅度,。
CAN以外，汽車上常用的總線協(xié)議還有LIN總線和FlexRay總線,，其測試手段和CAN總線有相似之處,，在這里不再介紹。
老化測試或者耐久測試
汽車是在陸地上長時間高速行駛的機電裝置,，人們對他的安全性能和舒適性能要求比較高,，因此對于某些裝置需要進行老化和耐久測試，以驗證裝置的可靠性和安全使用期限。在這種測試需求的裝置中,，最典型的就是制動器,，俗稱剎車。
制動器分為摩擦式和電磁式等多種類型,，汽車中常用的是摩擦式制動器,。制動器測試的時候需要測試多路信號，例如轉(zhuǎn)速傳感器的信號,、電源信號,、制動力矩(通過力矩傳感器)等，因此需要多通道示波器;而在進行耐久性測試的時候往往需要連續(xù)不斷的測試數(shù)十萬次,，而人工測試顯然很難完成這個艱巨任務(wù),，因此需要自動化測試系統(tǒng)來完成這項工作。
其他電子設(shè)備測試
在汽車上除了用到車身控制器,、儀表盤,、傳感器等等通用設(shè)備以外，根據(jù)汽車的配置不同,，還會配備有其他的一些電子設(shè)備,。例如汽車遙控門鎖、制動器,、車載音響,、點火器等等。這些設(shè)備的測試往往有自己的特點,。