基于LabVIEW的汽車PEPS測試系統設計

李 娟，劉成厚，關 寧，鄭芳芳，崔鳳凱

（安徽江淮汽車股份有限公司技術中心，安徽 合肥 230022）

隨著汽車工業的快速發展，汽車的電子技術應用越來越注重于人性化、舒適化和安全性設計，汽車PEPS系統（即無鑰匙進入和啟動系統）的功能設計因充分考慮到上述幾點，也得到了較大的發展［1］。

目前，國外汽車品牌對PEPS系統的應用較廣，但自主品牌PEPS系統的搭載應用較為落后，這其中很大一部分原因是：較為容易實現PEPS系統的功能，但是缺乏手段對其邏輯功能以及策略的可靠性進行驗證。

本文針對PEPS系統開發了一款PEPS測試系統，其利用LabVIEW軟件平臺，采用實物搭載與工控機模擬的方式，利用板卡模擬發送CAN網絡信息、I／O開關量信息，并對PEPS系統的電源管理、天線驅動邏輯等功能進行監控。

通過應用本測試系統，不僅可以模擬PEPS系統在整車的搭載環境，對其進行預設功能的測試，也可以對PEPS系統主控制模塊進行加注跌落電壓等，模擬實車起動瞬間等極限工況，在此環境下的PEPS系統功能測試。

本文所設計的PEPS測試系統，已在某國產汽車品牌一款車型得到應用，并且通過改變該測試系統中軟件的相關參數與設置，可以應用到不同車型的PEPS系統的測試中，具有很好的通用性。

1 PEPS測試系統的架構

PEPS測試系統的架構如圖1所示。其原理主要包括以下3部分。

1）PEPS系統。除包括PEPS系統主控制模塊、車內天線、門把手天線、一鍵點火開關、IMMO天線和ESCL（電子式立柱鎖）這些PEPS系統工作所必需的部件外［2］，還包括電源分配繼電器，以模擬整車電源分配工作狀態。

2）利用NI板卡PXI-6528模擬門觸開關、閉鎖器狀態開關等開關量信號；利用NI板卡PXI-8513模擬CAN網絡信號；利用NI板卡PXI-6233監控電源分配繼電器的實時狀態。

3）上述輸入及監控信號通過電源及信號輸入輸出端口與PEPS系統中各實物相連接，可模擬PEPS系統在汽車上的工作狀態；同時工控機中集成的程控電源，可以通過編程，實現輸出ISO16750中各種電壓波形，通過對PEPS主控制模塊進行加載上述波形，同時利用該測試系統，可對上述極限工況下的PEPS系統功能進行測試。

2 測試系統軟件設計

2.1 測試系統軟件架構

測試系統在后臺實現的功能分為3部分：PEPS測試用例，信號模擬與監控，以及模塊信息配置。這部分功能是通過LabVIEW軟件來實現的。LabVIEW軟件是圖形化程序語言；在前臺，通過前面板向用戶提供一個操作界面，將測試系統分類以多頁面方式向用戶集中顯示，并提供按鈕、對話框來完成與用戶的交互［3］。軟件結構采用了模塊化設計，以便通過配置參數的更改，適用于不同車型的PEPS系統。PEPS測試系統的軟件結構如圖2所示。

2.2 軟件流程設計

PEPS系統的工作狀態較多，各執行邏輯功能與觸發狀態強相關聯，因此，在進行軟件設計時，需對各種觸發條件進行判斷并通過，才能進入下一個執行動作。軟件具體流程見圖3。

1）通過人機界面上的PEPS系統監控點火狀態設置，觸發門把手開關動作，使得PEPS系統被喚醒。

2）通過工控機模擬發送門狀態、閉鎖器狀態等變化，PEPS系統在接收到該狀態改變后，進入點火準備狀態。

3）人機界面上的制動開關、P檔開關等部分發生改變時，工控機監控PEPS系統發送CAN報文，并根據報文的邏輯功能定義，產生PEPS序列動作所需的CAN報文。

4）在一系列動作滿足點火條件后，PEPS系統輸出相應的ACC、IG1、IG2等電源。通過人機界面，可對CAN報文狀態、電源管理時序等進行監控。

2.3 前面板模塊化設計

根據PEPS系統架構及相關網絡節點分類，將測試軟件人機界面定為PEPS_測試用例、PEPS_接口監控界面、PEPS_CAN網絡監控、PEPS_CAN網絡監控2（電源時序管理監控）等幾個模塊，如圖4所示。人機界面直接面向用戶，眾多模塊顯然無法在一個屏幕上同時顯示，而且也不易于用戶理解。LabVlEW中的系統選項卡控件由多個卡片頁組成，適合分類顯示。用戶單擊某一頁對應的標簽，控件就會把這一頁的內容顯示出來，而隱藏其他卡片頁的內容；各頁的標簽可以定義成各模塊名稱；標簽的數量可以通過右鍵操作系統選項卡控件來增減［4］。

測試系統人機界面的每個頁面實現一類功能：PEPS_測試用例頁面用于對PEPS流程狀態、PEPS電源實時狀態監控等操作；PEPS_接口監控界面用于顯示PEPS系統的架構，以及顯示模擬測試點和監控點；PEPS_CAN網絡監控頁面用于向總線手動發送報文和對報文的實時顯示，方便對總線上的節點進行測試；PEPS_CAN網絡監控2頁面（即電源時序管理監控）可監控PEPS在各種工況下，分配ACC、IG1、IG2等電源邏輯順序以及延時響應。

通過本系統的軟件設計，也可對PEPS系統中較為關鍵的電源管理策略及其時序狀態進行監測。

2.4 測試系統通用化程序配置設計

根據測試系統架構，對各子系統進行模塊化設計，并編譯成測試項獨立的子VI，測試開始前，程序能夠允許用戶選擇本次測試需要測試的功能項。將每個測試項對應的選項框包含在一個簇中，通過簡單的語句就可以實現選擇結果的輸出、測試項全選和取消。

測試開始前需要告知程序本次測試對象種類、型號、生產商、測試階段等，以實現對不同測試車型、測試項目種類進行任意選擇。

運用事件結構對所有測試項目中的測試子項進行全選與全部取消，便于測試人員大規模測試。測試開始前，運用事件結構填寫測試人員、時間等相關測試信息，并在測試報告中體現，方便今后測試數據查找。

3 總結

汽車電子PEPS系統結構和功能復雜，并且需要和汽車電子系統中的其他單元交互信息，在研發階段需要一個完整可靠的測試環境來模擬與PEPS系統交互信息的單元［5］。

本文提供的PEPS測試系統主界面采用菜單式設計，各個功能以模塊化編程，各模塊都有自己的前面板，程序的可移植性比較強［4］。測試系統實現了對門狀態開關、閉鎖器狀態開關以及CAN網絡信號的模擬與存儲顯示，能自動調用各測試用例VI對PEPS系統進行測試，并且通過對系統軟件進行配置，可使本測試軟件適用于不同車型的PEPS系統。根據本文開發的PEPS測試系統設計方案已在某國產汽車品牌一款車型PEPS系統開發中得到應用，測試臺架如圖5所示。

本系統對PEPS系統的開發具有重要的驗證作用，同時通過本系統的應用，可降低整車驗證中PEPS系統出現的故障幾率，同時縮短了研發周期，節約了試驗費用。

［1］翟青林．汽車無鑰匙被動進入和一鍵啟動測試系統［J］．測控技術， 2013（2）： 128-132．

［2］秦浩．無鑰匙進入啟動系統介紹［J］．汽車電器，2011（6）： 42-45．

［3］李中立．基于LabVIEW的汽車網絡監控系統研究［J］．測控技術， 2013（2）： 93-109．

［4］Hopcroh J E，Motwani R，Ullman J D，著．孫家輔，譯．自動機理論、語言和計算導論［M］．北京：機械工業出版社，2008．

［5］阮奇楨．我和LabVIEW：一個NI工程師的十年編程經驗［M］．北京：北京航空航天大學出版社，2009：365-366．