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エアバッグECU自 動テストシステム - Solutions

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エアバッグECU自 動テストシステム
"従来、人手による 作業により、一回あ
たり1日程度を要し ていた以下のような
テスト項目につい て、作業の無人化と
試験時間の短縮が図 れました。
・ROMデータ出荷 テスト(製品バリ
エーションが正しく 実装されているかを
確認するテスト) ・衝突波形信号テス
ト(様々な衝突モー ドで規定の時間内で
点火するかを確認す るテスト) "
- 小林 弘一 氏, 株式会社ケー ヒン 第6開発部 第3課
課題:
SRSエアバッグ ECU、および、歩 行者保護ポップアッ プフードECUの開 発における機能テス トを自動化するこ と
ソリューション:
システム構成 ・計 測用PC ・CAN 通信アダプタ USB- 8473s (ナ ショナルインスツル メンツ) ・SPI 通信 USB- 8451(ナショナ ルインスツルメン
ツ) ・シリアル通 信-K-Line変 換アダプタ ×2 Ser2K (Vector) ・電源装 置 PWR- 400L ×2(菊 水電子工業) ・電 源コントローラ PIA4850(菊
水電子工業) ・計 測ボード(絶縁型ア ナログ出力 12ch、アナログ 入力32ch、デジ タル入出力) (CONTEC) ・I/F Box (擬似センサ回路、
点火スクイブ擬似負 荷回路、リレー 128ch)(方南 製作所 製作) 開発環境 ・LabVIEW 8.6 ・NI TestStand 4.2.1
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お客様名:
小林 弘一氏 - 株式会社ケーヒ ン 第6開発部第 3課
【背景】
近年、エアバッグ ECUでは、車両の 衝突安全性能向上に 伴い、バス接続され た多数のGセンサ、 乗員検知センサ、お よび、サイドエア
バッグ、カーテンア バッグ等を展開する 多数の点火デバイス から構成され、製品 も車種に応じた様々 なバリエーションや 応用製品が存在して
おります。システム が複雑化するに伴 い、開発におけるテ ストの効率化とさら なる品質向上が求め られています。弊社 では、従来、Gセン
サ信号生成、点火信 号計測、CAN、 K-Line通信等 を様々な計測器や試 験ツールを接続して テストを実施してお りましたが、これら
を使った場合に、一 連のテスト手順を全 て自動化することが 困難でした。
【課題】
SRSエアバッグ ECU、および、歩 行者保護ポップアッ プフードECUの開 発における機能テス トを自動化すること
【ソリューション】
システム構成
・計測用PC
・CAN通信アダ プタUSB- 8473s (ナ ショナルインスツル メンツ)
・SPI通信 USB-8451 (ナショナルインス ツルメンツ)
・シリアル通信- K-Line変換ア ダプタ ×2 Ser2K (Vector)
・電源装 置 PWR- 400L ×2(菊 水電子工業)
・電源コントロー ラ PIA4850 (菊水電子工業)
・計測ボード(絶 縁型アナログ出力 12ch、アナログ 入力32ch、デジ タル入出力) (CONTEC)
・I/F Box (擬似セン サ回路、点火スクイ ブ擬似負荷回路、リ レー128ch) (方南製作所 製 作)
開発環境
・LabVIEW 8.6
・NI TestStand 4.2.1
NI製、および、 サードパーティ製計 測器を組み合わせた 自動テストシステム を構築し、これらを 全てGUIでコント ロールするアプリ ケーションを
LabVIEWで開 発しました。さら に、この LabVIEWで作 成したGUIアプリ ケーションを自動化 するのにNI TestStand を用いました。(図 1)
開発部門で使用する 自動テストシスムを 構築するにあたり、 以下の点を考慮しま した。
・ユーザによるテ ストパターンの作成 が容易であるこ と ・ユーザによるテ スト項目の選択、機 種の選択が可能なこ と ・複数の製品のバ リエーションに対 し、テストパターン が再利用可能である こと
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図1.自動テストシ ステム構成
システム解説
・テスト対象
テスト対象であるエ アバッグECUは、 衝突を検知するGセ ンサ信号入力、エア バッグを展開するた めの点火信号出力、 CAN、K- LINE等の通信ラ
インから構成されて います。また、弊社 応用製品である歩行 者保護用ポップアッ プフードECUは、 同様のシステム構成 で、バンパに取り付
けられた歩行者の衝 突を検知するGセン サ、歩行者の頭部衝 撃を軽減するために ボンネットを持ち上 げるアクチュエータ への点火信号出力か
ら構成されていま す。
・ハードウエア
一般に車載系ECU のテストで使用され ているHILシステ ムに相当するよう な、ECU入出力信 号の模擬、故障診断 系の欠陥生成を行っ
ています。他の ECUと通信を行う CAN通信にNI USB- 8473s、エア バッグECUとバス 通信で接続されるサ テライトセンサの状 態をコントロールす
るSPI通信に NI USB- 8451を用いてい ます。また、外部テ スター、展開廃棄 ツール等のK- Line通信に Vector 製 Ser2Kを利用し ています。絶縁型ア
ナログ出力ボードに より、衝突時波形を 再現したGセンサの アナログ出力信号を 生成し、アナログ入 力ボードにより、点 火信号の電圧監視、
および衝突波形印加 時におけるエアバッ グ展開用スクイブに 対する点火時間計測 を行っています。
リレー回路は、サテ ライトセンサ、点火 スクイブ、バックル スイッチ、イグニッ ションスイッチ等の 制御および欠陥生成 を行っています。
電源(菊水電子工業 PWR-400L) の制御にUSB接続 の電源コントローラ (菊水電子工業 PIA4850)を 用いています。
・GUIアプリケー ション (LabVIEW)
LabVIEWを用 いて、多数の計測器 制御をひとつのアプ リケーションにまと め、統合化しまし た。(図2)
LabVIEWは、 NI製品以外にも、 様々な計測器メー カーに対しオープン な開発システムであ り、計測器メ―カー 提供のVIライブラ リを用いて、制御
器、表示器のような GUIの部品をグラ フィカルなブロック と信号線で結ぶこと で、一般の開発言語 では複雑になりがち なアプリケーション
ソフトを効率よく開 発することができま した。
図2.実行画面
・自動テスト機能 (TestStand)
自動テスト機能を実 現するのにNI TestStand を採用しました。
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TestStand による自動テスト シーケンスを構築す るにあたり、 TestStand 側でGUIアプリ ケーションをコント ロールする手法を適 用しました。
TestStand 側では計測器へアク セスする際、 LabVIEWによ るGUIアプリケー ションに対し、 「GUIから値を取 得」、「GUIへの
値設定」といったシ ンプルなAPIを介 して行っています。 (図3)
この方法では、以下 のようなメリットが あります。
・ユーザー側でテス トシ-ケンスを作成 する際、GUIの操 作手順を記述するた め、直感的にわかり やすく、テストを実 行したとき、実行過
程を視覚的に確認で きる。
・GUIアプリケー ションと自動テスト 機能を分離すること で、アプリケーショ ン部をシンプルに作 成でき、自動テスト 機能を後から容易に
追加することができ る。
・ハードウエア処理 部を仮想化すること で、実ハードウエア のない環境でもテス トシーケンスを構築 でき、テストシーケ ンスの外部委託によ
る作成が行いやす い。
今回、 TestStand による自動テスト機 能を構築するにあた り、外部委託を行 い、仮想化した GUIアプリケー ションを用いて実 ハードウエアがない
環境でテストシーケ ンスを作製していた だき、弊社にて動作 確認を行う形態をと ることができまし た。
TestStand の標準設定では、主 に製造部門でのテス ト用途向けに、同一 検査を繰り返し行う テストプロセスと なっていますが、開
発部門で利用しやす いよう、シーケンス の選択実行と機種ご との選択が行えるよ うなフロントエンド を作成し、簡易的な カスタマイズを行っ
ています。(図4)
また、ユーザー側で シーケンスを作成し やすいよう、よく使 う共通の手順をライ ブラリ化し、各シー ケンスは簡潔なス テップで記述できる
ようにしています。 また、同じテスト項 目であれば、様々な 機種バリエーション に対しもパラメータ の切り替えで対応で きるよう、シーケン
スを記述していま す。
今回、初めて TestStand を使用しましたが、 メリットとして、テ ストシーケンスを記 述すると、特別なプ ログラムを作成しな くとも実行結果の詳
細なレポートが自動 生成される点が挙げ られます。
図3. TestStand による LabVIEW GUI操作用API
図4.フロントエン ド画面とシーケンス を選択実行するため の TestStand シーケンス
【結果】
従来、人手による作 業により、一回あた り1日程度を要して いた以下のようなテ スト項目について、 作業の無人化と試験 時間の短縮が図れま した。
・ROMデータ出荷 テスト(製品バリ エーションが正しく 実装されているかを 確認するテスト)
・衝突波形信号テ スト(様々な衝突 モードで規定の時間 内で点火するかを確 認するテスト)
今後は、要求仕様と リンクしたテスト項 目の多くを TestStand による自動テスト シーケンスで、製品 の仕様変更時などに 再テストが容易で、
人手による検証作業 の少ない、効率的で 安定した開発プロセ スの実現を図ってい きたいと考えており ます。
最後に、今回、自動 テストシステムの構 築にあたり、リレー 回路、擬似負荷、擬 似センサを含む特注 のI/F Box製 作に(株)方南製作
所様のご協力を頂き ました。また、 TestStand を導入するにあた り、itkエンジニ アリング(株)様の ご支援をいただきま した。ここに御礼申
し上げます。
開発部門での TestStand を用いた自動テスト システムの事例とし て、本レポートがご 参考になれば幸いで す。
お客様情報:
小林 弘一氏
株式会社ケーヒ ン 第6開発部第 3課
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システム
法律関連事項
このユーザ事例(こ の「ユーザ事例」) はナショナルインス ツルメンツ (「NI」)の顧客 によって作成された ものです。このユー ザ事例は「現状のま
ま」提供され、一切 の保証を伴いませ ん。また、このユー ザ事例の使用につい ては、本サイトの使 用条件でより具体的 に記載されていると おり、一定の制限を
受けます。
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