基于VT系統(tǒng)的車身HIL平臺開發(fā)

葛麗敏，趙國鵬，王建磊

（吉利汽車研究院，浙江 寧波 315336）

多年來，隨著環(huán)境保護(hù)法規(guī)的逐步加嚴(yán)，以及人們對整車安全性、舒適性、經(jīng)濟(jì)性等要求的不斷提升，新車型發(fā)展的一個重要特點就是越來越多地使用電子控制單元 （ECU），而且ECU的功能邏輯越來越復(fù)雜。這使得汽車電子系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)及電控系統(tǒng)復(fù)雜性增加、汽車電子系統(tǒng)故障增加、整車產(chǎn)品開發(fā)測試／匹配周期加長。整車電器系統(tǒng)復(fù)雜程度的提高使得全面而高效的測試變得比以往任何時候都要重要［1］。

其中，車身系統(tǒng)ECU多、功能點廣、測試內(nèi)容復(fù)雜、開發(fā)輪次多，從立項到投產(chǎn)經(jīng)歷多個開發(fā)階段，在每個開發(fā)階段中的樣件變更都需要手動進(jìn)行功能測試、接口改動和線束制作，無論對工作量和開發(fā)周期的考驗都是巨大的。面對市場對整車開發(fā)周期不斷縮短的要求和電控系統(tǒng)功能不斷增加、實際開發(fā)周期不斷加長的矛盾，如何在產(chǎn)品開發(fā)過程中快速地測試控制系統(tǒng)的功能性與可靠性，是所有車身電子開發(fā)測試人員面臨的難題［2］。

文章中描述了一種基于VECTOR VT系統(tǒng)搭建的車身硬件在環(huán)測試平臺，根據(jù)車身系統(tǒng)控制器多、功能點多、開關(guān)量多的特點，利用CAPL語言開發(fā)測試程序、VTESTSTUDIO編寫測試腳本實現(xiàn)了車身各個控制器的自動化測試。這不僅加快了ECU的開發(fā)進(jìn)度，也降低了研發(fā)成本，為開發(fā)成果轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品提供有效支持。

本方案已在項目開發(fā)過程中實施，在回歸測試、問題排查、縮短測試執(zhí)行時間方面起到了很好的促進(jìn)作用。

1 系統(tǒng)構(gòu)建

車身硬件在環(huán)測試系統(tǒng)包括硬件平臺和軟件測試環(huán)境兩部分，硬件平臺包括真實控制器、儀表、VT硬件板卡、臺架、外圍電路、通信線束、上位機(jī)及CANoe卡；軟件測試環(huán)境由底層驅(qū)動程序、CANoe測試環(huán)境、VTESTSTUDIO構(gòu)成，按照平臺測試規(guī)范，編制相應(yīng)的測試序列，實現(xiàn)測試用例的自動化軟件開發(fā)，并最終生成測試報告［3］。

在HIL測試環(huán)境的搭建中，使用VECTOR的實時控制仿真平臺 （VT設(shè)備）作為實時環(huán)境的硬件載體，導(dǎo)入DBC、CDD等輸入文件，在CANoe環(huán)境中模擬BCM控制器、傳感器或者執(zhí)行器等，亦可用實際控制器和負(fù)載來進(jìn)行手動單件功能測試或者系統(tǒng)功能測試；將CANoe測試環(huán)境導(dǎo)入VTESTSTUDIO中，編制自動化測試腳本，將測試腳本文件添加到CANoe中執(zhí)行自動測試，并生產(chǎn)測試報告。見圖1硬件在環(huán)測試系統(tǒng)框圖。

2 硬件設(shè)計

圖1 硬件在環(huán)測試系統(tǒng)框圖

對于車身電子系統(tǒng)來說，主要包括內(nèi)外燈、車窗、雨刮、門鎖、防盜報警等系統(tǒng)舒適域功能。信號類型主要是數(shù)字輸入和數(shù)字輸出，根據(jù)VT板卡的不同特性將通道分配不同信號，例如VT7001供電，VT6104網(wǎng)絡(luò)通信，門鎖電機(jī)分配VT2516數(shù)字I／O模塊，雨刮開關(guān)分配VT2004激勵板卡等在此不一一贅述，根據(jù)診斷列表添加故障，注入板卡至需要做診斷測試的通道，形成板卡通道路由表。將VT信號引至臺架，并將開關(guān)和負(fù)載搭載在臺架上，可實現(xiàn)真實信號與模擬信號的切換。針對不同的ECU開發(fā)項目，若接插件不匹配，只需要更改臺架接口，不需重新制作線束匹配，且可實時測量管腳物理信號。硬件在環(huán)測試系統(tǒng)圖見圖2。

3 軟件設(shè)計

圖2 硬件在環(huán)測試系統(tǒng)圖

軟件系統(tǒng)實際上包含3部分，首先是CANoe環(huán)境的CAPL驅(qū)動程序，例如ESCL的認(rèn)證、PEPS的上電驅(qū)動、程控電源的控制以及網(wǎng)關(guān)報文發(fā)送等，主要是依據(jù)功能規(guī)范實現(xiàn)系統(tǒng)功能；其次是對于VT板卡通道的控制代碼，主要實現(xiàn)板卡通道的配置以及各個模擬信號功能的實現(xiàn)；最后是基于VTESTSTUDIO進(jìn)行的自動測試序列的編寫以及CAPL編寫的功能函數(shù)。

4 硬件在環(huán)測試系統(tǒng)調(diào)試

完成整個測試系統(tǒng)的配置后，需要對被測件進(jìn)行調(diào)試，在CANoe中編輯PANNEL界面關(guān)聯(lián)變量參數(shù)，根據(jù)測試用例步驟操作實現(xiàn)功能。見圖3 PANNEL控制界面。

圖3 PANNEL控制界面

5 BCM測試應(yīng)用

以轉(zhuǎn)向燈為例，轉(zhuǎn)向燈功能模塊控制包括前、后側(cè)左右轉(zhuǎn)向指示燈，轉(zhuǎn)向燈的基本功能是點火狀態(tài)，電源模式為RUN或者CRANK的情況下，當(dāng)把轉(zhuǎn)向燈開關(guān)打到左轉(zhuǎn)或者右轉(zhuǎn)的位置時，相應(yīng)的轉(zhuǎn)向燈會以一個固定的頻率閃爍。儀表的轉(zhuǎn)向指示燈也會根據(jù)車身控制器通過CAN傳過去的信號來激活或者熄滅。轉(zhuǎn)向燈持續(xù)激活時，頻率為1.25Hz，占空比為50%。轉(zhuǎn)向信號燈的驅(qū)動是由車身控制器內(nèi)部的2個通道高邊驅(qū)動器實現(xiàn)的。圖4為左轉(zhuǎn)向燈理論閃爍序列。

給轉(zhuǎn)向指示燈開關(guān)分配VT2516激勵通道，因指示燈負(fù)載驅(qū)動電流小，所以分配VT2848I／0板卡通道驅(qū)動，VT7001負(fù)責(zé)供電，VT6104進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信，使能通道變量并設(shè)置變量采集周期為100ms。編寫程控電源控制代碼及轉(zhuǎn)向指示燈輸入輸出控制代碼并保存。將CANoe環(huán)境導(dǎo)入到VTESTSTUDIO中，建立測試工程，用CAPL語言編寫轉(zhuǎn)向燈閃爍函數(shù)及轉(zhuǎn)向指示燈自動化測試序列，在CANoe環(huán)境中添加自動化測試序列并運(yùn)行，查看測試報告是否滿足功能規(guī)范。圖5為左轉(zhuǎn)向燈頻率和占空比測試函數(shù)。

圖4 左轉(zhuǎn)向燈理論閃爍序列

圖5 左轉(zhuǎn)向燈頻率和占空比測試函數(shù)

6 結(jié)論

當(dāng)前國內(nèi)各大主機(jī)廠都在進(jìn)行ECU軟件自主開發(fā)，ECU測試能力及效率都是大家提升的目標(biāo)，測試手段越來越自動化、智能化［4］。ECU開發(fā)完成后，對其功能進(jìn)行全面測試，但如果用實際的控制對象進(jìn)行測試，很多情況是無法實現(xiàn)的，或要付出高昂的代價，而用HIL測試進(jìn)行實時仿真，就可以進(jìn)行各種條件下的測試，特別是在故障和極限條件下的測試。研究結(jié)果表明，硬件在環(huán)測試系統(tǒng)在汽車電子電器控制系統(tǒng)開發(fā)測試和評估過程中起到非常重要的作用。

1）將ECU的裝車測試和部分道路試驗轉(zhuǎn)化為臺架試驗，縮短了開發(fā)周期，節(jié)約了開發(fā)成本。

2）第一時間暴露系統(tǒng)缺陷，將問題解決在驗收測試之前，縮短解決問題的時間，提高了解決問題的效率。

3）將系統(tǒng)平臺化的做法提高了研發(fā)效率，系統(tǒng)資源可以循環(huán)利用，降低了開發(fā)成本，縮短了開發(fā)周期。