基于VT系統(tǒng)下自動化診斷的實現(xiàn)

裴軍偉，韓可強(qiáng)，唐風(fēng)敏

（中國汽車技術(shù)研究中心，天津 300300）

隨著我國汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，汽車數(shù)量急劇增多。人們對汽車的安全性、舒適性及燃油經(jīng)濟(jì)性的要求越來越苛刻，這使得控制單元之間的信息交換越來越密集，傳感器和導(dǎo)線的數(shù)量越來越多，另外汽車上的電子控制設(shè)備增多，控制也越來越復(fù)雜，因而對汽車故障的診斷和排除的難度加大。而目前的診斷主要是人工診斷，運(yùn)用診斷儀對單個控制單元進(jìn)行故障的測試，對其進(jìn)行分析，但這種診斷方法效率不高，不能一次性測試很多控制單元，精度也達(dá)不到人們的期望值，因此，一種自動化的診斷技術(shù)實現(xiàn)越來越迫切。本文探討了利用CANoe軟件實現(xiàn)診斷自動化測試，通過VT System和CANoe中的編程語言CAPL分別實現(xiàn)硬件和軟件的設(shè)計。從而使診斷自動化測試程度更高，通用性強(qiáng)，靈活性好，滿足客戶的需要。

1 CANoe軟件的優(yōu)點

CANoe軟件被應(yīng)用在CAN總線系統(tǒng)的設(shè)計、建模、仿真、開發(fā)、測試及驗證當(dāng)中，為客戶提供強(qiáng)大且完整的CAN總線網(wǎng)絡(luò)開發(fā)仿真分析解決方案。在診斷中，CANoe可以分析上層協(xié)議為KWP2000和UDS。診斷控制臺 （Diagnostics Console）——“Diagnostic Feature Set”的一部分，可以在CANdela Studio［1］的診斷描述文件的基礎(chǔ)上，提供對診斷服務(wù)的交互式訪問功能。診斷需求可以選擇，參數(shù)化，并在它們相關(guān)的響應(yīng)中顯示。Fault Memory Console提供了快速而簡便的訪問ECU故障存儲區(qū)域的功能。用戶可編程就意味著用戶可以按自己的要求對CANoe／DENoe的功能進(jìn)行擴(kuò)展。在數(shù)據(jù)流程圖的任意節(jié)點里都可以插入模塊模型，并且可以編寫用戶自己的程序來實現(xiàn)功能。CAPL就是用來實現(xiàn)可編程能力的編程語言，它是面向應(yīng)用的類C語言，并且包含了交互式的開發(fā)環(huán)境，在這個環(huán)境下，用戶能容易地創(chuàng)建、修改、編譯CAPL［2］的程序。在CANoe的軟件支持下，可以通過編程來控制所生成的診斷測試序列，根據(jù)自己的需要和單節(jié)點本身的特點進(jìn)行序列添加和刪減，以最少的測試用例完成需求的測試項目；通過搭建自動化測試系統(tǒng)，定義測試用例，設(shè)定通過標(biāo)準(zhǔn)；采用自動化測試，可以減少測試人員對分析數(shù)據(jù)、采集數(shù)據(jù)所消耗的精力與時間，同時自動化測試可以最大范圍減少人為多次測量引入的誤差，自動化測試系統(tǒng)還可以精確地進(jìn)行時間觸發(fā)、采樣和記錄，有利于提高測試精度、準(zhǔn)確度和可靠性。

2 自動化診斷平臺的搭建

2.1 硬件的設(shè)計

由于該硬件設(shè)計主要是通過VT System［1］來實現(xiàn)，而VT System的各個板卡可實現(xiàn)各個測試的用途，VT System各個板卡及通道的配置可通過CANoe軟件實現(xiàn)，并通過CAPL語言對整個VT System的板卡通道進(jìn)行操作，從而可以更有效地根據(jù)需要來實現(xiàn)控制。同時VT System是通過TCP／IP協(xié)議與CANoe進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，由于該診斷平臺需要對所測的ECU進(jìn)行供電，而VT中的供電模塊為M1_VT7001，通過M1_VT7001的開始狀態(tài)圖可以清楚地發(fā)現(xiàn)其內(nèi)部的連接情況，并能分析其如何與ECU進(jìn)行連接并控制ECU電源的通斷。

該硬件的設(shè)計主要有下面幾個步驟，首先對VT進(jìn)行供電，然后把KL30電和KL15電分別連接到VT System的VT7001電源板卡上的電源輸出通道1和通道2上，通過與VT System的供電模塊相連接，可以快速準(zhǔn)確地對ECU電源進(jìn)行控制，并且能通過CAPL程序?qū)﹄妷旱拇笮『头秶鷣磉M(jìn)行控制，從而為自動化測試的CANoe與被測試樣件提供紐帶。ECU的CANH和CANL通過轉(zhuǎn)接線連接到 CANCASE［3］上，可實現(xiàn)ECU與CAN網(wǎng)絡(luò)通信，并能對總線故障進(jìn)行模擬，上位機(jī)采用CANoe軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與數(shù)據(jù)分析，診斷故障碼 （DTC）測試圖如圖1所示，診斷自動化測試平臺如圖2所示。

傳統(tǒng)的診斷測試，只是編好數(shù)據(jù)庫導(dǎo)入diva進(jìn)行測試，有很多支持的服務(wù)或診斷功能不能沒有測試或驗證，目前各個車廠還沒有對DTC（故障碼）進(jìn)行系統(tǒng)或統(tǒng)一的驗證，究其原因就是測試DTC需要建立HIL（硬件在環(huán)系統(tǒng)）的測試環(huán)境，實現(xiàn)上比較麻煩，且對硬件要求比較高。而VT System的參與，可以更好地測試出DTC，對汽車的故障檢測比較方便。

首先是配置VT System的通道和參數(shù)，并通過CAPL語言對其進(jìn)行控制，然后將配置好CANoe.VT配置文件導(dǎo)入到diva中，就可以實現(xiàn)診斷故障碼的自動化測試，效率大大提高，能滿足汽車越來越復(fù)雜的功能和電控模塊自診斷協(xié)議，且更好地節(jié)約成本。圖3為診斷自動化的工作流程圖。

2.2 軟件的設(shè)計

首先通過CANoe配置其測試環(huán)境，搭建虛擬節(jié)點［2］和測試程序，每個虛擬節(jié)點的添加通過CAPL Browser編寫網(wǎng)絡(luò)管理邏輯，CAPL語言可用于仿真節(jié)點的動態(tài)建模，為了測試結(jié)果的正確性，要運(yùn)用CANoe中XML來提取測試序列，測試用例可以根據(jù)需要通過Test Automation Editor來添加，而TAE可以清晰地構(gòu)建測試組中的測試用例，并且可以圖形的生成參數(shù)化的測試用例。當(dāng)測試用例生成后，可以在其中加入一些程序，來實現(xiàn)自動化的診斷。

3 測試過程

當(dāng)硬件和軟件都配置好以后，根據(jù)硬件圖連接，配置好CANoe的測試環(huán)境，在diva軟件中導(dǎo)入相對節(jié)點已編好的cdd，生成所需要的所有測試項。由于diva里的程序是已經(jīng)設(shè)置好的，所以它生成的測試項是固定的，有時候不能滿足客戶的需求，這就需要在CANoe中通過添加程序，生成所需要的序列，使診斷的范圍覆蓋率更高。當(dāng)diva的測試項生成后，直接導(dǎo)入到CANoe中，就可進(jìn)行自動化的診斷測試。另外一種自動化測試方法是，可以直接在CANoe中導(dǎo)入編好的cdd。在診斷中，對故障碼的測試尤為重要，我們可以在CANoe中設(shè)置好要測的DTC和需要生成的序列，從而實現(xiàn)自動化的診斷，達(dá)到所期待的結(jié)果。圖4為在CANoe軟件下的自動化診斷的界面。

4 結(jié)束語

此自動化診斷平臺的搭建很好地解決了網(wǎng)絡(luò)通信故障的測試，對于汽車內(nèi)的模塊，如BCM、DCM和ABS，只要模塊內(nèi)部支持診斷，都可以根據(jù)提供的故障策略進(jìn)行測試。一般測試的故障都是與通信相關(guān)的，比如在極限電壓下記錄故障碼的能力，還有被測模塊與其它模塊失去通信而記錄的故障。

此平臺在許多項目中也得到了很好的應(yīng)用，比如力帆820 BCM模塊，需要測試故障碼B100016（供電電壓過低）和B100017（供電電壓過高），通過該平臺制造故障，讀取其故障碼，可以驗證故障產(chǎn)生和恢復(fù)策略的正確性。江鈴E31項目中RBCM模塊，需要測試B112011（左后轉(zhuǎn)向燈開路）、B112015（左后轉(zhuǎn)向燈短路）、B112611（倒車燈開路）、B112715（倒車燈短路）。除了以上測試之外，此診斷平臺將會應(yīng)用到更多的項目當(dāng)中，比如即將合作的力帆和北汽銀翔，還有五菱及東風(fēng)項目。

本文主要介紹自動化診斷平臺的搭建，而自動化診斷的實現(xiàn)可以更好地應(yīng)用到汽車模塊診斷中，使診斷的效率和精度更高，具有很重要的意義，更能促進(jìn)汽車行業(yè)的發(fā)展。相信在不久的將來，診斷的技術(shù)會越來越高。其中主要通過配置不同的VT板卡，自動化診斷測試平臺還能完成更多功能需求、更復(fù)雜的環(huán)境要求的測試。

［1］明星.基于VT System的汽車電子自動測試系統(tǒng)的研制及應(yīng)用［J］. 汽車電器， 2012 （8）： 62-64.

［2］潘俊家，楊芝華，龔進(jìn)峰，等.CAN總線網(wǎng)絡(luò)自動化測試平臺應(yīng)用［J］.交通信息與安全，2013.06.20：1-3.

［3］王鵬.汽車車身控制器自動測試系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)［D］.武漢：華中科技大學(xué)機(jī)械電子工程學(xué)科碩士學(xué)位論文，2007：1-6.