KR19980071294A - 엔진 관리 시스템을 테스트하는 장치 - Google Patents

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Abstract

(a) 자동차에 의해 발생된 입력 신호와 동등한 일련의 EMS 입력 신호를 발생시키는 수단; (b) 자동차로부터 입력의 신호를 시뮬레이트하는 방식으로 EMS 입력 신호를 EMS에 인가하는 수단; (c) EMS로부터 출력에 연결된 일련의 로드(load)로서, EMS의 제어하에 자동차내의 시스템에 의해 부과되는 로드와 동등한 로드; (d) EMS 출력을 측정하는 센서; 및 (e) 실시간으로 EMS 입력의 인가와 EMS 출력의 측정을 조정하는 수단을 포함하는 자동 엔진 관리 시스템(EMS)을 테스트하는 장치.

Description

엔진 관리 시스템을 테스트하는 장치
본 발명은 자동차 엔진 관리 시스템(automobile engine management systems; EMS)을 시험하는 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 EMS가 설치되는 자동차의 동작을 시뮬레이트하기위하여 개루프에서 EMS를 시험할 수 있는 장치를 제공한다.
엔진 관리 시스템은 보다 양호한 성능을 제공하기위해 복잡성이 증가되고 보다 엄격한 차량 배기 규정을 만족시킨다. EMS에서 사용되는 전자 모듈(electronic module)이 컨포멀(conformal) 코팅에 앞서 종래의 공정(인서킷)을 받는 것은 현재의 관행이다. 코팅 및 조립후, 기능 테스트는 이 모듈이 완전한 동작 온도 범위(-40。C 내지 +125。C)이상에서 성능을 유지하는 것을 입증하도록 주위 및 극한 온도 레벨에서 이행된다. EMS 모듈을 기능적으로 시험하는 경우, 정기적인 서비스동안 사용목적으로 설계되는 진단 시리얼 인터페이스에 의해 부가적인 접근이 제공된다. 일반적으로 유럽의 ISO9141 프로토콜 또는 미국의 J1850에 기초한 이 시리얼 인터페이스는 생산 테스트동안 모듈내의 진단 레지스터에 접근하는데 또한 사용될 수 있다. 부가적인 자동 자체 시험(Built-In Self Test;BIST)소프트웨어는 이 시리얼 인터페이스를 통해 다운로드될 수 있다. 기온 등의 아날로그 입력을 테스트하는 경우, 일반적인 기술은 적당한 핀 상에 신호 자극을 제공하여, 시험중 장치(Unit Under Test;UUT)에 명령을 전송하고 ADC에 의해 발생된 값을 시험중의 입력에 기록하는 내부 레지스터를 재 판독하는 것이다. 스텝 모터 출력 등의 출력을 테스트하는 경우, 명령은 관련 트랜지스터를 턴온시키도록 UUT에 전송되고, 출력은 적당한 로드(load) 및 측정 기구에 연결되고 나서 4단자 V/I 소스 등의 전자 부하 및 전력 공급원을 사용하여 구동된다. 이득 값은 외부 측정치로부터 재계산되고 생산 허용차를 보정하기위해 내부 레지스터에 기록될 수 있다.
그렇지만, 이러한 방식으로 테스트되는 경우에도 조차, EMS가 자동차내에 완전 설치되는 경우에 문제가 발생할 수 있다. 예를 들어, 기능 시험을 통과한 EMS는 메모리 칩의 변경으로 인해 자동차 내에 설치시 불합격된다. 이를 처리하는 한가지 시도는 생산 라인의 말단에서 자동차 내에 EMS를 장착시키는 것이었다. 그리고 나서 엔진은 시동되고 몇 분간 아이들링되어 EMS 모듈이 정확히 기능하는 것을 입증한다. 잘못된 운영 소프트웨어가 로딩되었기 때문에 또 다시 라인의 단부(End of Line;EOL)기능 시험이 완성된 후, 고장이 또한 발생할 수 있다. 디젤 관리 시스템이 사용시 무구속(run away)상태에 들어가서 연료가 엔진 내로 억제되지 않고 펌핑됨에 따라 차량 속도의 증가를 초래하는 경우 또 다른 고장이 발생할 수 있다.
본 발명의 목적은 EMS 모듈이 자동차 내에 설치되기 전에 이와같은 문제점들이 검출되도록 하는 개루프(open loop)시험 시스템을 제공하는 것이다.
도 1은 시스템 기구의 실시간 제어를 허용하는 VXI 기반 코어 및 백플레인(VXI)을 포함하는 시스템.
본 발명에 따라, (a) 자동차에 의해 발생된 입력 신호와 동등한 일련의 EMS 입력 신호를 발생시키는 수단; (b) 자동차로부터 입력의 신호를 시뮬레이트하는 방식으로 EMS 입력 신호를 EMS에 인가하는 수단; (c) EMS로부터 출력에 연결된 일련의 로드(load)로서, EMS의 제어하에 자동차내의 시스템에 의해 부과되는 로드와 동등한 로드; (d) EMS 출력을 측정하는 센서; 및 (e) 실시간으로 EMS 입력의 인가와 EMS 출력의 측정을 조정하는 수단을 포함하는 자동차 엔진 관리 시스템(EMS)을 테스트하는 장치가 제공된다.
본 발명에 따른 시스템은 하드웨어와의 운영 소프트웨어의 공동 검증을 제공한다. 이를 위해서, 테스트 시스템은 EMS 모듈의 타겟 환경, 즉 자동차 자체를 시뮬레이트해야 한다. 결과적으로, 바람직한 시스템에서, 자동차내의 센서에 의해 발생된 것과 동일한 입력 신호들이 발생되고 나란히 갱신되며, 출력은 로드에 연결되고 나란히 측정되며, 배터리는 프로그램가능한 전원을 사용하여 시뮬레이트되며, 시리얼 인터페이스는 테스트가 진행됨에 따라 모니터링 및 갱신되고 입력 및 출력 사상(event)은 실시간으로 조정 및 배열된다. 이와같은 요건은 테스트 시스템 기구의 실시간 제어를 제공하는 VXI 기반 코어(core)에 의해 만족될 수 있다.
EMS 입력이 아날로그인 경우, 이 입력은 DC 소스 및/또는 임의 파형 발생기에 의해 발생될 수 있으며, EMS 입력이 주파수 신호인 경우 이 입력은 임의 파형 발생기에 의해 발생될 수 있으며, EMS 입력이 이산 입력인 경우 이 입력은 정적 TTL 또는 개방 컬렉터 라인에 의해 발생될 수 있다.
바람직하기로는, 센서는 소정의 기간에 걸쳐 나란히 다중 출력을 측정한다.
EMS가 진단 포트를 포함하는 경우, 시스템은 EMS내의 내부 레지스터에 액세스하기위해 상기 포트에 액세스하여 테스트하는 동안 이로부터 데이터를 재 판독한다. 데이터는 다른 태양의 테스트를 시퀀스하면서 나란히 레지스터로부터 판독될 수 있다.
본 발명은 실례를 통해서 본 발명의 한 실시예에 따른 시스템의 개략 선도를 보여주는 첨부된 도면과 관련지어 설명될 것이다.
이제부터 도면을 참조하면, 도시된 시스템은 시스템 기구의 실시간 제어를 허용하는 VXI 기반 코어 및 백플레인(VXI)을 포함한다. EMS는 전형적인 EMS에서 보는 것을 대표하는 것으로 이해되는 다음의 입력 및 출력으로 나타난다.
입력 출력
크랭크축 속도/위상(CR) 분사기(실린더당 1)(In)
캠 속도/위상(CM) 전자 스파크 타이밍(실린더당 1)(S)
노크(K) 연료 펌프(FP)
주행 속도(RS) 아이들 공기 제어(IA)
기온(Atemp) 경고등(W)
스로틀 위치(T) 팬 릴레이(F)
수온(Wtemp) 배기 가스 재순환(EGR)
매니폴드 기압(MAP)
에어콘 스위치(AC)
브레이크 스위치(B)
산소 센서(O)
점화(Ig)
본 시스템은 적당한 부하를 EMS의 출력에 인가하여 EMS(도시되지 않음)의 제어하에 여러 기구들의 존재를 시뮬레이트한다. 테스트 기간동안 차량 배터리의 존재를 시뮬레이트하는 프로그램가능한 전원 장치(PPSU)에 의해 EMS에 전력이 제공된다.
EMS 모듈에 대한 입력 신호는 여러 카네고리중 하나에 해당한다.
이산 전압으로 표현되는 아날로그 입력은 비주기적 방식으로 시간내내 비교적 느리게 변화한다. 공기와 물의 온도(Atemp, Wtemp)는 10-100ms의 갱신율을 지니며 DC 소스(DAC)를 사용하여 발생된다. 그렇지만, 스로틀 위치(T)와 매니폴드 기압(MAP)은 보다 신속하게(＜10ms 갱신율)변화하며 이 모든 신호들을 나란히 발생시키기위해 다중 채널의 VXI 기반 임의 파형 발생기(Arb)를 사용하는 것이 보다 효과적일 수 있다.
Arb가 출력을 마지막 프로그램된 레벨로 래칭시키는 경우, 이산치의 범위는 메모리내에 저장되고 VXI 트리거를 사용하여 실시간으로 시퀀스될 수 있다.
주파수 입력은 반복 패턴을 따르며 종종 엔진의 속도에 연결된다. 실제의 엔진 속도 신호는 크랭크축상의 톱니의 회전을 모니터링하는 광전 센서에 의해 발생될 수 있다. 갭 또는 여분의 긴 톱니는 상부 데드 센터(Top Dead Centre;TDC)를 표시하는데 사용됨으로, 엔진 속도는 위상 신호로 또한 칭한다. 이 신호를 시뮬레이트하기 위해, Arb는 크랭크축의 일 회전을 나타내는 파형으로 예비 로딩된다. 모든 EMS 모듈이 바로 0 rpm에서 아이들 속도로 이르는 것이 아님으로, 가속과 감속은 '온더플라이(on the fly)'상태의 Arb 클록 속도를 변경시켜 시뮬레이트된다. 수밀리초내에 이 변경을 다른 입력 신호와 일치시킴으로써, 완전한 속도/성능 엔벨로프는 테스트 전략에 합체될 수 있다. 테스트 시스템 기구는 시정 인터럽트 (timed interrupt) 및 VXI 트리거를 사용하여 실시간으로 제어하는데, 이는 실시간 운영 시스템을 구동하는 적당한 VXI 슬롯-0 제어기를 사용하여 제공될 수 있다.
몇몇 EMS 모듈은 주행 속도(RS)를 또한 모니터링한다. 이는 출력이 10-200Vpp에서 주파수에 따라 변화하는 가변 자기저항 센서를 사용하여 발생된다. 이를 시뮬레이트하기위해 Arb 출력은 적당한 전력 증폭기(VCA)를 구동시키며 이득은 또 다른 동기화 전압 소스에 의해 제어된다.
노크 센서는 실린더내의 연료/공기 혼합이 정상 점화에 앞서 발생된 경우에 초래되는 진동을 검출한다. 노크 신호는 특성 변조 엔벨로프를 갖는 고주파 버스트(burst)이며 크랭트축 신호에 대한 위상 관계가 있다. 테스트 시스템은 프레임 동기 신호 또는 VXI 트리거의 단부를 사용하여 다중 Arb 채널을 동기화시켜 이 신호를 발생시킨다.
배기 가스내에 존재하는 산소가 촉매의 효율을 극적으로 낮추기 때문에, 촉매 컨버터 주위에 장착된 O2센서는 연료 방출을 최소화하는데 중대하다. O2센서는 저진폭(＜1V), 저주파수(＜5Hz)신호를 발생시킨다. 개방 루프 테스트동안, 이 신호는 보통 변화하지 않는데, 촉매가 아직 워밍업되지 않아서 신호가 연료 분사 및 점화의 제어를 조절하는데 EMS 모듈에 의해 사용되지 않는다는 것으로 생각되기 때문이다. 그렇지만, 이 신호가 정확하게 발생되지 않으면 EMS는 오차를 발생시킬 것이다. 따라서, 이 신호를 발생시키는데 사용되는 Arb는 매우 높은 선형성(Hi-Res Arb)을 지니며, 존재하는 임의의 오프셋 오차는 테스트 시퀀스를 개시하기전에 보정된다.
이산 입력은 점화(Ig) 및 에어콘(AC)와 같은 스위치 폐쇠를 모니터링한다. 이 입력은 정적 TTL 또는 개방 컬렉터 라인을 사용하여, 또는 입력을 Vbatt 또는 접지(Gnd)에 연결시키기 위해 신호 매트릭스를 사용하여 시뮬레이트된다.
CAN 메시지는, 자체 신호 조절기능을 포함하고 제어기 지역 네트워크(Controller Area Network;CAN)다중화 버스에 인터페이스 접속하는 지능 센서에 의해 발생된다. 테스트 시스템은 다중 CAN 노드를 에뮬레이트하고 기타 입력 신호와 동기화된 메시지를 발생시킨다.
출력 신호 측정
EMS 모듈에 의해 발생된 가장 중대한 출력 신호는 연료 분사 솔레노이드(In) 및 점화 타이밍(Sp)을 제어한다. 또다른 펄스형 출력은 연료 펌프(FP)를 가동시키는데 사용될 수 있는 반면, 이산 출력은 계기판내의 기능부전 램프(W)에 불을 켜는데 사용될 수 있다. 테스트하는 동안 EMS 동작을 입증하기 위해, 다중 출력은 대표적인 몇초의 시간 주기에 걸쳐 나란히 측정되는 반면, 입력은 미리 한정된 속도 엔벨로프에 따라 시뮬레이트된다. 펄스 폭 및 주파수와 같은 측정치는 이산 출력이 TTL I/O로 측정되는 동안 심부 메모리(＞1000 샘플)를 지니는 다중 채널 사상 검출기(NCED)를 사용하여 완전히 기록될 수 있다. 최대 측정 주기는 실시간 제어기에서 계기용 메모리를 데이터 버퍼로 주기적으로 다운로드하여 연장될 수 있다. 오프라인 분석은 시뮬레이션 시퀀스가 측정 주기 동안 어떠한 여분의 또는 상실 펄스가 존재하는 지를 평가하는 것을 종결한 후에 이행될 수 있다. 펄스폭의 통계적 변화를 측정하는 것은 개별 펄스 측정보다 더 의미있는 전반적 성능의 평가를 또한 제공할 수 있다.
EMS 모듈상의 진단 포트는 내부 레지스터에 액세스하고 진단 인터페이스 에뮬레이터(diagnostic interface emulator;DIE)를 통해 검출된 임의 고장 상태를 재판독하기 위해 테스트동안 사용될 수 있다. 이것이 기타 테스트 시스템 계기의 시퀀싱과 나란히 발생할 수 있다면, 총 테스트 시간은 감소될 수 있다.
위에서 기술된 것과 같은 본 발명에 따른 시스템은 Schlumberger Technologies로부터 입수가능한 CATE 테스트 소프트웨어를 실행시키는 S765AT와 같은 적당히 프로그램된 테스트 시스템을 사용하여 제공될 수 있다. 상기에 기술된 시스템에 사용되는 소프트웨어는 시정 사상의 간단하고 정확한 디스패치를 허용한다. 이는 프로그램된 사상 시간에 인터럽트를 발생시켜 정확하고 반복가능한 시간에 사용자 기록 코드에 기입된다. 사상은 높거나 낮은 우선순위로 분류될 수 있다: 높은 우선순위 사상은 필요한 경우 낮은 우선순위 작용을 방해하면서 예정대로 즉시 처리된다. 프로그래밍 인터럽트 처리기 및 공정 우선순위의 복잡성은 테스트 개발업체로부터 감춰질 수 있다.
본 시스템에서, 자동차의 센서에 의해 발생된 것과 동일한 입력 신호들이 발생되고 나란히 갱신되며, 출력은 로드에 연결되고 나란히 측정되며, 배터리는 프로그램가능한 전원을 사용하여 시뮬레이트되며, 시리얼 인터페이스는 테스트가 진행됨에 따라 모니터링 및 갱신되고 입력 및 출력 사상(event)은 실시간으로 조정 및 배열된다. 이와같은 요건은 테스트 시스템 기구의 실시간 제어를 제공하는 VXI 기반 코어(core)에 의해 만족될 수 있다.

Claims (10)

  1. 자동차 엔진 관리 시스템(EMS)을 테스트하는 장치에 있어서,
    (a) 자동차에 의해 발생된 입력 신호와 동등한 일련의 EMS 입력 신호를 발생시키는 수단;
    (b) 자동차로부터 입력의 신호를 시뮬레이트하는 방식으로 EMS 입력 신호를 EMS에 인가하는 수단;
    (c) EMS로부터 출력에 연결된 일련의 로드(load)로서, EMS의 제어하에 자동차내의 시스템에 의해 부과되는 로드와 동등한 로드;
    (d) EMS 출력을 측정하는 센서; 및
    (e) 실시간으로 EMS 입력의 인가와 EMS 출력의 측정을 조정하는 수단
    을 포함하는 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 시리얼 인터페이스를 EMS로 모니터링 및 갱신하는 수단을 부가적으로 포함하는 장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 전력을 EMS에 공급하는 프로그램가능한 전원을 부가적으로 포함하는 장치.
  4. 제 1항, 제 2항, 또는 제 3항에 있어서, EMS 입력중 적어도 하나는 아날로그 입력이며 DC 소스 및/또는 임의 파형 발생기에 의해 발생되는 장치.
  5. 전기의 항중 어느 한 항에 있어서, EMS 입력중 적어도 하나는 임의 파형 발생기에 의해 발생되는 주파수 신호인 장치.
  6. 전기의 항중 어느 한 항에 있어서, EMS 입력중 적어도 하나는 정적 TTL 또는 개방 컬렉터 라인에 의해 발생되는 이산 입력인 장치.
  7. 전기의 항중 어느 한 항에 있어서, 센서는 소정의 시간 주기에 걸쳐 나란히 다중 출력을 측정하는 장치.
  8. 전기의 항중 어느 한 항에 있어서, EMS는 진단 포트를 포함하는 장치로서, EMS내의 내부 레지스터에 액세스하기 위해 상기 포트에 액세스하여 테스트하는 동안 이로부터 데이터를 재 판독하는 장치.
  9. 제 8항에 있어서, 데이터는 다른 태양의 테스트를 시퀀스하면서 나란히 레지스터로부터 판독되는 장치.
  10. 전기의 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 장치의 여러 기능적 요소에 대한 VXI 백플레인을 부가적으로 포함하는 장치.
KR1019980004169A 1997-02-14 1998-02-12 엔진 관리 시스템을 테스트하는 장치 KR19980071294A (ko)

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