李俊嶺，黃 浩

（安徽江淮汽車股份有限公司技術(shù)中心，安徽 合肥 230601）

隨著汽車電氣化智能化的飛速發(fā)展，“沙發(fā)加4個車輪”用來描述現(xiàn)如今的造車技術(shù)顯然早已過時，如何提升用戶的體驗感成為各個造車企業(yè)的重中之重。與用戶最直接交互的車身域更是汽車企業(yè)的直接考量，面對更加人性化、智能化、復(fù)雜化的車身域控制，需要一套更加完善、可靠的測試系統(tǒng)及方法。LabCar臺架測試是目前汽車行業(yè)廣泛采用的一項對車身域各控制器性能及功能測試的技術(shù)，主要包括電氣功能測試、電性能測試、網(wǎng)絡(luò)休眠測試、診斷測試、魯棒性測試。

1 LabCar介紹

圖1 測試臺架工裝

LabCar 臺架制作的接近實車尺寸的物理裝置，如圖1所示。

然后按照實車零部件、線束、蓄電池等電器部件位置在裝置上進行實物搭建，并開發(fā)整車網(wǎng)絡(luò)通信仿真程序和整車電源控制程序，搭建成一個符合整車電氣功能測試條件的臺架。具體實物如圖2所示。

2 虛擬動力底盤系統(tǒng)設(shè)計

首先通過CANoe工具鏈及其支持的CAPL語言仿真出虛擬的動力底盤系統(tǒng)，配合外部程控電源，組合成一套完整的車身電氣測試系統(tǒng)。

電氣系統(tǒng)臺架測試裝置及測試方法由上位機、下位機、測試臺架和外部電源組成，整體架構(gòu)如圖3所示。

圖2 LabCar臺架實物照片

圖3 系統(tǒng)架構(gòu)圖

上位機與下位機采用以太網(wǎng)協(xié)議，利用網(wǎng)線直連；下位機和測試臺架之間通過總線進行通信，進行系統(tǒng)間的參數(shù)控制及通信；外部電源與測試臺架通過電纜連接，對測試臺架提供可控電源。

上位機作為測試人員與測試系統(tǒng)交互窗口，主要實現(xiàn)兩項功能，一是通過CANoe Panel向測試系統(tǒng)控制仿真參數(shù)輸入，模擬測試環(huán)境；二是監(jiān)測總線報文，對測試條件及結(jié)果進行反映，監(jiān)測測試過程中的狀態(tài)信息。

下位機主要運行虛擬的動力底盤系統(tǒng)，主要由TCU、ACM、ESC、EMS、EPS、SRS節(jié)點組成，如圖4所示，其中GW、GSM為真實節(jié)點。

圖4 動力系統(tǒng)仿真節(jié)點結(jié)構(gòu)圖

其中ESC、EMS、EPS、SRS節(jié)點通過工程添加的DBC文件關(guān)聯(lián)Panel上的控件，實現(xiàn)對一些動力狀態(tài)系統(tǒng)的仿真，如車速、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角、水溫、碰撞信號等，可根據(jù)具體測試條件及測試環(huán)境添加。

其中TCU、ACM及真實節(jié)點GSM則實現(xiàn)對車輛實時擋位變換的仿真。仿真邏輯為：TCU首先向總線發(fā)送當(dāng)前擋位信息；真實節(jié)點GSM根據(jù)測試人員操作向總線發(fā)送換擋操作信息；ACM先根據(jù)總線上ESC發(fā)送的當(dāng)前車速信息、TCU發(fā)送的當(dāng)前擋位信息及GSM發(fā)送的換擋操作信息判定當(dāng)前操作是否合理，若合理，則繼續(xù)進行目標(biāo)擋位計算，并將計算得出的目標(biāo)擋位信息發(fā)送至總線，若不合理則停止目標(biāo)擋位計算，并向總線上發(fā)送儀表提示信息；最后TCU將當(dāng)前擋位信息替換為ACM計算出來的目標(biāo)擋位信息，完成一次換擋操作，其換擋邏輯如圖5所示。

圖5 換擋邏輯圖

TCU為虛擬節(jié)點，其功能是：一是向總線上發(fā)送當(dāng)前擋位信息，擋位分為P、R、N、D、S擋；二是將當(dāng)前擋位信息替換為ACM計算出來的目標(biāo)擋位信息，完成一次換擋操作。

GSM為真實節(jié)點，其功能是根據(jù)測試人員的換擋操作，向總線上發(fā)送對應(yīng)的信號，信號定義為：左旋3、左旋2、左旋1、保持、右旋1、右旋2、右旋3、按P鍵，當(dāng)200ms內(nèi)信號無變化時，該信號會重置為“保持”狀態(tài)。

ESC為虛擬節(jié)點，其功能是向總線上發(fā)送當(dāng)前車速信息。

ICM為真實節(jié)點，其功能是接收ACM發(fā)送的儀表提示信息，提示測試人員換擋操作不合理。儀表提示信息有：請靜止時再掛入P擋、請停車換擋。

GW為真實節(jié)點，其功能是完成兩條總線上的報文和信號的路由。

ACM為虛擬節(jié)點，其功能是先根據(jù)總線上ESC發(fā)送的當(dāng)前車速信息、TCU發(fā)送的當(dāng)前擋位信息及GSM發(fā)送的換擋操作信息判定當(dāng)前操作是否合理，若合理繼續(xù)進行目標(biāo)擋位計算，并將計算得出的目標(biāo)擋位信息發(fā)送至總線，若不合理則停止目標(biāo)擋位計算，并向總線上發(fā)送儀表提示信息。ACM換擋計算邏輯和操作判定邏輯如圖6、圖7所示。

圖6 ACM換擋計算邏輯

圖7 ACM操作判定邏輯

3 總結(jié)

LabCar測試臺架是由車身域所包含的控制器、線束、硬件及臺架框架組成。主要有：外部燈光系統(tǒng)、雨刮系統(tǒng)、門窗門鎖系統(tǒng)、內(nèi)部燈光系統(tǒng)、防盜報警系統(tǒng)、PEPS系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)等，可根據(jù)具體測試條件及測試環(huán)境增刪。

外部電源主要由程控電源和電源工控機組成。其中工控機可以控制程控電源向測試臺架輸入可控電源，具體可控制電源電壓大小、輸出時間及動態(tài)控制，滿足測試臺架靜態(tài)電流測試、高低壓測試、回路壓降測試等電性能測試條件。

通過對動力底盤系統(tǒng)的部分仿真，解決了臺架測試無法對動態(tài)環(huán)境下進行測試的限制，較大地拓寬了臺架測試范圍及有效性。