張中君

（上汽通用五菱汽車股份有限公司，廣西 柳州 545007）

汽車儀表 （IC）作為人車交流的媒介，能夠?qū)④囕v的很多提示及故障信息實時顯示給駕駛員，以便駕駛員對車能夠做出合理正確的操作，傳統(tǒng)低端車型由于儀表顯示功能簡單，IC一般選擇硬線模擬信號通信方式，這一方式最大優(yōu)點是成本低廉。

隨著汽車行業(yè)發(fā)展，汽車不僅僅為代步工具，人們對汽車配置要求越來越高，導致汽車電氣化配置越來越豐富，對儀表的顯示需求增多，傳統(tǒng)儀表已經(jīng)無法滿足功能需求。CAN通信方式的儀表應(yīng)運而生，IC功能的增加，勢必帶來開發(fā)周期及成本的上升，更重要的是開發(fā)過程中功能的測試驗證，本文基于總線開發(fā)工具CANoe建立儀表功能測試環(huán)境，利用CANoe自帶的PanelDesigner插件開發(fā)測試界面，能夠?qū)﹂_發(fā)中的儀表車進行階段性功能測試驗證，這樣的測試環(huán)境方便簡單，甚至在辦公桌上就可以完成測試，提高測試效率。

1 儀表功能測試需求

1.1 儀表功能顯示定義

以某一款車型儀表功能需求說明為例，該儀表功能顯示見表1，分別定義了儀表顯示功能大項、子功能項、該功能項需求的源系統(tǒng)信息以及報文ID和名稱。

1.2 CAN總線信號定義

CAN總線報文消息 （Message），報文消息必須定義報文ID、長度、周期、具體信號、信號長度及信號起始位等。以胎壓監(jiān)測 （TPMS）模塊發(fā)送的報文為例，總線信號定義說明見表2。

2 CANoe測試環(huán)境搭建

2.1 CAN總線數(shù)據(jù)庫DBC文件編制

根據(jù)整車網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和CAN通信信號詳細定義，利用CANoe中的CANdb++Editor進行數(shù)據(jù)庫文件編制，CAN DBC文件中詳細定義CAN總線報文的長度、ID、發(fā)送周期、信號長度、起始位和信號值等信息。DBC文件的作用：一方面是關(guān)聯(lián)Panel Designer測試面板中的操作控件，用以改變仿真測試時CAN信號的值；另一方面是仿真測試過程中，能夠通過CANoe的Trace窗口對信號進行解析，方便直觀地查看信號值的改變，進一步觀察儀表的功能表現(xiàn)。

由網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)得知IC位于娛樂信息網(wǎng)段上，該網(wǎng)段共有7個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，即TPMS、PEPS、360、AC、RRS、TICE、IC，其中IC需要連接實物零件進行測試，因此CAN DBC數(shù)據(jù)庫文件不需要定義IC節(jié)點發(fā)送的CAN報文，編輯好的CAN DBC數(shù)據(jù)庫文件見圖1。

2.2 仿真測試網(wǎng)絡(luò)

由整車網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)得知，整車網(wǎng)絡(luò)共分為5個網(wǎng)段，即動力信息PCAN、車身信息BCAN、底盤信息CCAN、遠程網(wǎng)段TCAN和娛樂信息ICAN。IC位于娛樂信息網(wǎng)段，因此在利用CANoe軟件建立網(wǎng)絡(luò)測試環(huán)境時，只需建立娛樂信息網(wǎng)段即可，IC需要其他網(wǎng)段的信息都通過網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)到ICAN上。

表1 IC功能顯示

IC網(wǎng)絡(luò)節(jié)點位于信息娛樂網(wǎng)段 （ICAN）上，該網(wǎng)絡(luò)還包含了胎壓模塊 （TPMS）、空調(diào)控制模塊 （AC）、多媒體車機 （TICE）、網(wǎng)關(guān)控制器 （ICAN）、360全景 （360DV）、倒車雷達系統(tǒng) （RRS）。將CANoe默認的CAN網(wǎng)絡(luò)更名為CAN_IC測試網(wǎng)絡(luò)，便于區(qū)分，在CAN_IC網(wǎng)絡(luò)的Nodes節(jié)點管理下，新建立6個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，分別為ECU1、ECU2、ECU3、ECU4、ECU5和ECU6，這6個仿真節(jié)點將是待測IC所在娛樂信息網(wǎng)段的TPMS、AC、360、RRS、GWICAN、TICE節(jié)點。6個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點參數(shù)皆為默認，還未與任何數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，無法進行實際的仿真測試。

表2 總線信號詳細定義

2.3 仿真測試節(jié)點與DBC數(shù)據(jù)庫關(guān)聯(lián)

在CAN_IC網(wǎng)絡(luò)的Databases下導入DBC數(shù)據(jù)文件，將以上新建的6個網(wǎng)絡(luò)仿真測試節(jié)點分別與DBC數(shù)據(jù)庫中定義節(jié)點關(guān)聯(lián)，通過右鍵點擊仿真節(jié)點進行Configuration設(shè)置，將Network node項選擇為DBC文件中對應(yīng)的節(jié)點，這樣仿真節(jié)點所收發(fā)報文信號就與DBC中的節(jié)點關(guān)聯(lián)。圖2為已經(jīng)關(guān)聯(lián)好的測試網(wǎng)絡(luò)拓撲。

2.4 PanelDesigner制作測試界面

CANoe軟件自帶的Panel Designer插件，提供大量可以與Signal信號關(guān)聯(lián)的控件，如Button、Check Box、LCD Control、Track Bar、Radio Button、Input／Output Box等，控件與DBC中的Signa或者Environment Variable信號關(guān)聯(lián)后，可以改變相關(guān)控件狀態(tài)進行仿真信號值的更改，進而觀察儀表功能的表現(xiàn)，進而評判儀表功能是否符合設(shè)計需求。

Panel Designer中控件與DBC數(shù)據(jù)中的信號關(guān)聯(lián)方式常用的有以下兩種：①Singal： 即控件與DBC中的某一條Message中的具體信號關(guān)聯(lián)，通過更改控件狀態(tài)或輸入具體值，來改變仿真時信號的值，本文中控件與信號關(guān)聯(lián)都為Singal關(guān)聯(lián)。②Environment Variable： 即控件與DBC信號的環(huán)境變量進行關(guān)聯(lián)，通過更改控件狀態(tài)，對信號對應(yīng)的環(huán)境變量進行，環(huán)境變量再將值賦給相應(yīng)的信號，已達到改變信號的值。此種關(guān)聯(lián)方式在CAPL編程模式常被使用。

本文中建立的測試界面包括一個主控面板和多個分面板，主控面板通過多個Panel Control Button按鈕打開其他分面板，主控面板見圖3。包括如下內(nèi)容。

圖1 DBC數(shù)據(jù)庫文件

圖2 測試網(wǎng)絡(luò)拓撲

圖3 測試主控面板

1）PEPS 測試PEPS系統(tǒng)所有提示項測試，包括未發(fā)現(xiàn)鑰匙，踩制動起動，請掛P／N擋起動發(fā)動機，起動開關(guān)故障，遙控鑰匙電量低等測試。

2）TPMS 測試胎壓系統(tǒng)障報警，輪胎壓力值實時顯示，高低壓報警及輪胎溫度顯示等測試。

3）指示表 包括燃油表、轉(zhuǎn)速表、水溫表、車速表等測試。

4）指示燈 包括轉(zhuǎn)向指示燈、遠光燈、近光燈、前霧燈、后霧燈、危險報警燈等測試，發(fā)動機、安全氣囊、變速器等相關(guān)工作、故障指示燈測試。

5）EPB／AVH 包括兩大系統(tǒng)的正常工作指示燈，故障報警指示燈等內(nèi)容測試。

6）安全帶 包括前、后排安全帶未系提示，指示燈與聲音效果測試，以及行車過中安全帶與車速、門開等信號關(guān)聯(lián)策略的邏輯測試。

7）門開指示 包括車門狀態(tài)、前艙蓋、尾門狀態(tài)指示，以及相關(guān)的邏輯策略功能測試。

8）變速器擋位提示 包括變速器升降擋提示，變速器擋位顯示相關(guān)內(nèi)容測試。

9）ADAS 包括ADAS時距設(shè)置顯示，系統(tǒng)工作狀態(tài)和故障等內(nèi)容測試。

10）ACC模式 包括ACC模式選擇，模式內(nèi)容顯示，系統(tǒng)狀態(tài)相關(guān)功能測試。

11）ACC目標模式 包括ACC目標1、目標2、目標3、目標4、目標5、目標6的相關(guān)功能測試。

12）整車電源擋位 用于改變整車在總線上的電源擋位信息。

將主控面板中的TPMS、EPB／AVH、變速器擋位、指示表和ACC目標顯示分面板打開，如圖4所示。

圖4 測試面板

2.5 測試系統(tǒng)連接

測試系統(tǒng)包括測試PC、CANoe、組合儀表、線束若干、12V供電電源 （220V轉(zhuǎn)12V）、OBD頭等，測試系統(tǒng)連接原理圖和實物見圖5。

圖5 系統(tǒng)測試連接圖

3 系統(tǒng)功能測試

測試系統(tǒng)連接完畢后，需要對測試系統(tǒng)進行調(diào)試。調(diào)試分為兩部分：一部分是仿真網(wǎng)絡(luò)調(diào)試，即首先給IC通電，IC會進行自檢狀態(tài)，會發(fā)出大概3s的鳴叫，自檢完成后，由于總線報文丟失，IC所有故障燈亮起。此時打開CANoe軟件，運行總線仿真網(wǎng)絡(luò)，CANoe會將ICAN上除了IC發(fā)送報文，其余所有報文都發(fā)送至總線上，IC故障燈熄滅，回到正常工作狀態(tài)，仿真網(wǎng)絡(luò)調(diào)試OK；另一部分為測試面板調(diào)試，可以隨意點擊幾個指示燈控制控件，觀察儀表指示燈狀態(tài)，指示燈能夠按照控件值的更改而亮滅，則測試面板沒問題。兩部分調(diào)試完畢后，進行所有功能測試。

組合儀表的功能項較多，本文以胎壓系統(tǒng)部分內(nèi)容測試作為演示，打開主控面板中的TPMS Panel控制子面板，進行相關(guān)控件輸入的設(shè)置：胎壓系統(tǒng)故障信號：設(shè)定系統(tǒng)正常；左前輪壓力：正常，壓力值為2.84bar；溫度設(shè)置30攝氏度；右前輪壓力：正常，壓力值為2.0bar；左后輪壓力：正常，壓力值為3.5bar；右后輪壓力：壓力信息丟失。以上信號通過控制面板設(shè)定后，觀察CANoe的Trace窗口信號變化和儀表功能顯示，實際測試結(jié)果見圖6。

可以看到，CANoe仿真報文Trace窗口顯示值和控制面板設(shè)置的值相等，而實測組合儀表的胎壓顯示和報警提示測試符合設(shè)計需求，測試結(jié)果見表3。

除了IC以上功能的測試，對于儀表新增的功能，該方法也可以很方便快捷的進行測試，只需向CANDBC文件中增加所需報文Message及具體信號Signal，重新導入CAN_IC網(wǎng)路的database中，再添加相關(guān)控件并關(guān)聯(lián)新增信號，即可進行功能測試，還可以進行相關(guān)的邏輯設(shè)定，進行儀表邏輯功能的驗證。

4 結(jié)束語

本文通過總線開發(fā)工具CANoe、DBC數(shù)據(jù)庫文件和Panel Designer，提出一種簡單有效的儀表功能測試方法，測試設(shè)備較少，系統(tǒng)連接簡易，操作簡便?？捎糜趦x表開發(fā)過程中的功能測試和驗證，該方法測試用時少，測試結(jié)果直觀，有利于縮短儀表開發(fā)周期和測試成本，也可用于故障件的問題排查，對儀表開發(fā)工程人員具有一定的幫助。

圖6 測試結(jié)果

表3 儀表功能測試結(jié)果